測定模式對淡水魚丸質構特性測試結果的影響

廖 泉 劉文倩 鄧放明

LIAO Quan 1，2 LIU Wen－Qian 1，2 DENG Fang－Ming 1，2

（1.湖南農業大學食品科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128）

（1.College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2.Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology，Changsha，Hunan 410128，China）

魚丸是魚肉經過擂潰、斬拌、成型等工序后制成的魚糜食品。近年來，隨著中國漁業市場的擴大，加工技術的成熟，魚糜制品的發展也是突飛猛進，2000～2008年魚糜制品年產量以28.86%的復合增長率遞增［1］，魚糜制品已經成為水產品加工業最大的產業之一。魚丸是消費者最喜歡的魚糜食品，而衡量魚丸品質的主要質構指標有色澤、彈性、凝膠強度、咀嚼性等。近幾年，學者熱衷于使用物性質構儀來客觀便捷地分析魚糜食品的質構特性［2］，這也減少了因個體感官評價差異而產生的品質評價誤差。在利用質構儀對魚丸質構進行分析時，常選取質構儀的 TPA（texture profile analysis）測試、下壓測試、穿刺和剪切測試4種模式進行試驗。TPA測試又稱為兩次咀嚼測試，主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動，進行兩次壓縮測試，并與微機相連輸出質構測試曲線，從而分析其彈性、內聚性、恢復性等［3－6］。下壓測試是凝膠特性測試的主要方法，方便快捷，但凝膠強度的計算方法多樣［7，8］。樣品質地整體穿刺法（puncture test）［9］和剪切法能較好地反映樣品的流變學特征，可準確地測試出樣品的硬度、黏性和剪切力，這也避免了人為因子的干擾，使得質地評價更為客觀。但各種測試模式下的探頭位移速率、樣品壓縮比例、樣品外形尺寸等參數設置都直接影響著測試結果［10－12］，而研究者對此部分的研究甚少，溫靖等［13］研究了質構儀的參數設置對果條質構測定結果的影響；余愷等［14］研究了荔枝質構特性的質構儀測定最佳參數設置，而對魚糜制品方面卻缺乏相關研究。本研究擬以淡水魚丸為試驗對象，分析測定參數對質構儀測定淡水魚丸主要質構特性時的影響，為用儀器測定魚糜制品質量提供客觀的方法和理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料、儀器及設備

新鮮白鰱魚：購于長沙大潤發超市；

食鹽、生姜：購于湖南農大蔬菜批發市場；

質構儀：TA.XTPlus型，英國 Stable Micro Systems公司；

電子天平：TP－5200B型，湘儀天平儀器設備有限公司；

魚肉采肉機：szc－300型，湖北武漢泓洋鑫機械有限公司；

小型斬拌機：ZB－20L型，儲城市瑞恒食品機械廠；

電磁爐：PIB02型，奔騰電器（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 魚丸制作工藝及操作要點

原料魚→預處理→清洗→采肉→漂洗→脫水→斬拌（加入食鹽和生姜）→初步成型→水煮→冷卻→取樣→質構測定

原料魚經預處理、采肉后，用5倍體積的清水漂洗5次，每次靜置10 min，用冰塊將漂洗溫度控制在15℃左右。斬拌時，加入樣品質量10%的冰水以降低溫度，保證魚糜的品質。初步成型時，用手搓出大小一致的魚丸（直徑為35 mm左右），在室溫下（約25℃）浸入水中30 min，使其充分凝膠成型。加熱過程采用一段式加熱，將魚丸置于90℃的恒溫水浴中，以魚丸從底部漂浮于表面為加熱終點［15］，撈出。質構測試前的樣品為兩底平行的鼓狀，剪切測試時為半球狀。

1.2.2 TPA模式對彈性、咀嚼性和內聚性測定結果的影響

（1）探頭位移速率的影響：將待測樣品分為5組，每組樣品數為10，樣品的厚度為20 mm，使用p36R探頭進行測試，探頭速率分別設定為60，180，300，420，540 mm／min。樣品的壓縮比例35%，觸發值設定為5 g。

（2）樣品壓縮比例的影響：將測試過程中樣品的壓縮比例設定為25%，30%，35%，40%，45%，探頭為p36R探頭，探頭速率為5 mm／s，樣品的厚度為20 mm，觸發值為5 g，重復10次。

（3）樣品厚度的影響：將待測樣品的厚度設為10，15，20，25，30 mm，然后采用p36R探頭，探頭速率為5 mm／s，樣品的壓縮比例為35%，觸發值為5 g，重復10次。

1.2.3 下壓模式對魚丸凝膠強度測定結果的影響

（1）下壓速率的影響：將下壓速率設為60，180，300，420，540 mm／min，使用p0.5探頭，下壓10 mm，樣品厚度為20 mm，重復10次，并記錄數據，計算凝膠強度。

（2）樣品厚度的影響：將樣品厚度設為20，25，30 mm，采用p0.5探頭，下壓10 mm，下壓速率為5 mm／s，重復10次，并記錄數據計算凝膠強度。

1.2.4 穿刺模式對魚丸硬度和黏性測定結果的影響

（1）穿刺厚度的影響：采用p2N探頭，樣品厚度為20 mm，穿刺速率為5 mm／s，穿刺距離分別為8，12，16 mm，重復10次，并記錄硬度（最大穿刺力）和黏性。

（2）穿刺速率的影響：將穿刺測試速率設為60，180，300，420，540 mm／min，使用p2N探頭，穿刺距離為12 mm，樣品厚度為20 mm，重復10次，并記錄硬度和黏性。

1.2.5 剪切模式對魚丸剪切力的測定結果的影響

（1）測試速率的影響：采用 WPS探頭對半球狀樣品進行測試，球半徑為15 mm，分別采用120，240，260，480，600 mm／min，記錄剪切力，重復20次。

（2）樣品厚度的影響：WPS探頭，半球狀，測試速率為360 mm／min，樣品的厚度為10，15，20 mm，記錄剪切力，重復20次。

1.3 數據分析

利用SPSS19.0統計軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 TPA模式下的測試結果分析

質構儀的TPA測試模式廣泛應用于果蔬、肉糜等食品的質構測定，本試驗通過改變測試過程中的探頭運行速率，樣品壓縮比例和樣品厚度來研究參數設定對測定結果的影響。

2.1.1 探頭運行速率對測定結果的影響 由表1可知，探頭運行速率對魚丸彈性和咀嚼性的測定結果有明顯影響。在60，180，300 mm／min探頭運行速率下，魚丸彈性差異顯著（P＜0.05），且隨著彈性探頭速率的增加而表現出增大的趨勢；在420，480 mm／min探頭速率下彈性表現差異不顯著（P＞0.05）。而探頭運行速率對內聚性的測定結果影響不顯著（P＞0.05）。咀嚼性則整體表現顯著差異（P＜0.05），且咀嚼性的差異不存在規律性。溫靖等［14］在研究中也發現新型符合果條硬度與黏性在探頭速率在30～120 mm／min和240～480 mm／min時組內差異不顯著，但組間差異顯著。余愷等［15］也發現探頭運行速率直接影響著荔枝果肉硬度的測定結果，所以，如尤少輝等［11］的研究結論一樣，TPA模式下探頭運行速率的合理性是保證測量結果可重復性的一個重要控制參數。

2.1.2 樣品壓縮比例對測定結果的影響 由表2可知，測試過程中樣品壓縮比例對魚糜制品的彈性、內聚性和咀嚼性有著不同的影響：魚丸彈性在壓縮比例為25%和30%時，表現顯著差異（P＜0.05）；在壓縮比例為35%～45%時，彈性差異不顯著（P＞0.05），但隨壓縮比例的增大彈性呈下降趨勢。內聚性的測試在壓縮比例為25%，30%，35%，40%，45%時，差異不顯著（P＞0.05），在35%時內聚性達到最大值。咀嚼性在5組間的差異表現顯著（P＜0.05），另外還可以發現，樣品咀嚼性在壓縮比例為25%～45%時呈現正相關關系。故如Emmanuel的研究［12］發現一樣，樣品的壓縮比例是研究質構特性最主要的參數。

表1 探頭速率對彈性、內聚性和咀嚼性的影響Table 1 Influence of TPA test probe velocity on elastic，cohesiveness and chewiness

表1 探頭速率對彈性、內聚性和咀嚼性的影響Table 1 Influence of TPA test probe velocity on elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表現差異不顯著，不同字母間表現差異顯著。

探頭速率／（mm·min－1） 彈性 內聚性 咀嚼性60 0.901±0.004d 0.883±0.001 1 599.696±81.25c 180 0.921±0.002c 0.873±0.007 1 504.342±17.03d 300 0.948±0.002b 0.870±0.008 1 343.873±8.40e 420 0.981±0.003a 0.879±0.010 1 869.064±18.43a 540 0.983±0.001a 0.884±0.005 1 706.806±21.71b

表2 壓縮比例對彈性、內聚性和咀嚼性的影響Table 2 Influence of test compression ratio on elastic，cohesiveness and chewiness

表2 壓縮比例對彈性、內聚性和咀嚼性的影響Table 2 Influence of test compression ratio on elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表現差異不顯著，不同字母間表現差異顯著。

壓縮比例／%彈性 內聚性 咀嚼性25 0.981±0.004a 0.885±0.008 914.667±35.93e 30 0.976±0.002b 0.880±0.008 1 126.285±34.01d 35 0.949±0.003c 0.878±0.011 1 161.720±17.78c 40 0.946±0.001c 0.880±0.021 1 681.026±22.87b 45 0.944±0.010c 0.877±0.019 2 304.206±12.41a

2.1.3 樣品厚度對測定結果的影響 由表3可知，在測試過程中，樣品的厚度對彈性、內聚性和咀嚼性有以下影響：不同的樣品厚度對彈性有顯著性影響（P＜0.05），且彈性隨著樣品厚度的增加呈現增大的趨勢。內聚性的測試在壓縮比例為10～15 mm，25～30 mm時，差異不顯著（P＞0.05），但是組間的差異顯著（P＜0.05），且在20 mm時內聚性達到最大值。咀嚼性因不同的樣品厚度存在顯著性差異（P＜0.05），且咀嚼性在測定范圍內，會隨著樣品厚度的增加而呈現下降的趨勢。

表3 TPA測試中樣品厚度對彈性、內聚性和咀嚼性測定的影響Table 3 IInfluence of TPA test sample thickness on the elastic，cohesiveness and chewiness

表3 TPA測試中樣品厚度對彈性、內聚性和咀嚼性測定的影響Table 3 IInfluence of TPA test sample thickness on the elastic，cohesiveness and chewiness

表中相同字母表現差異不顯著，不同字母間表現差異顯著。

樣品厚度／mm 彈性 內聚性 咀嚼性10±0.82 0.883±0.001e 0.840±0.006c 1 927.658±65.67a 15±0.61 0.887±0.002d 0.836±0.003c 1 742.787±39.50b 20±0.43 0.949±0.003c 0.879±0.003a 1 375.348±71.11c 25±0.55 0.958±0.004b 0.861±0.002b 1 128.396±30.75d 30±0.24 0.974±0.001a 0.859±0.005b 1 047.795±46.73e

2.2 下壓模式下的測試結果分析

凝膠強度是魚丸的重要品質指標，決定了產品的質量優劣［16］，也直接影響著消費者對魚丸的喜好程度，但研究者對凝膠強度的測定方法不盡相同。本試驗采用質構儀下壓測試時輸出的質構曲線上的破斷強度值和對應的凹陷度的乘積來確定凝膠強度，破裂強度的取值見圖1。

圖1 魚糜凝膠強度質構曲線圖Figure 1 The texture of surimi gel strength curve

2.2.1 下壓速率對凝膠強度測定結果的影響 由圖2可知，在用質構儀測定魚丸凝膠強度時，其凝膠強度與探頭下壓速率有緊密聯系：當下壓速率在180～420 mm／min時，樣品的凝膠強度差異不顯著（P＞0.05），而此3組測定結果與另外2組（60，540 mm／min）的測定結果卻呈現顯著性差異（P＞0.05）。故在采用質構儀測試魚糜制品的凝膠強度時，若以測試速率為變量，則應考慮速率范圍在180～420 mm／min帶來的影響。

圖2 下壓測試速率對凝膠強度測定結果的影響Figure 2 Influence of underdraught test speed on gel strength

2.2.2 樣品厚度對凝膠強度測定結果的影響 由圖3可知，樣品的厚度對測定魚丸凝膠強度有顯著影響（P＜0.05），在樣品厚度為20～30 mm時，凝膠強度會隨著樣品的厚度的增加而呈現降低的趨勢，而且表現出的相關性曲線為y＝－30.037x ＋1 884.8（R2＝0.994 1）。

2.3 穿刺試驗結果分析

穿刺試驗采用p2N探頭，常用來測量樣品的硬度。本試驗除了測量硬度外，還用其測量黏性，其測量原理為探頭穿刺后在返回初始位置時會受到樣品的阻礙力［17］，此處記錄最大作用力表示為黏性。由表4可知，樣品硬度的測定結果隨穿刺距離變化差異顯著（P＜0.05），且呈正相關關系；而黏性則不表現顯著性差異（P＞0.05）。由表5可知，樣品的黏性隨穿刺速率的影響差異不顯著（P＞0.05），而硬度卻跟穿刺速率有如下關系，在穿刺速率為60～180 mm／min和300～540 mm／min時，硬度差異不顯著（P＞0.05），但是兩組間差異顯著（P＜0.05）。

圖3 樣品厚度對凝膠強度測定結果的影響Figure 3 Influence of sample thickness on gel strength

表4 穿刺距離對硬度和黏性測定結果的影響Table 4 Influence of puncture distance on the hardness and viscosity

表4 穿刺距離對硬度和黏性測定結果的影響Table 4 Influence of puncture distance on the hardness and viscosity

表中相同字母表現差異不顯著，不同字母間表現差異顯著。

穿刺距離／mm 硬度／g 黏性／g 8 85.82±1.81c 16.48±0.12 9.40±0.26 12 124.54±2.04b 14.84±0.32 16 165.71±3.42a

表5 穿刺速率對硬度和黏性測定結果的影響Table 5 Influence of puncture rate on the hardness and viscosity

表5 穿刺速率對硬度和黏性測定結果的影響Table 5 Influence of puncture rate on the hardness and viscosity

表中相同字母表現差異不顯著，不同字母間表現差異顯著。

穿刺速率／（mm·mim－1） 硬度／g 黏性／g 60 125.16±1.93b 15.14±0.18 15.08±0.23 180 125.64±2.71b 14.92±0.57 300 135.14±1.97a 14.88±0.45 420 138.26±0.89a 14.60±0.32 540 140.14±1.06a

2.4 剪切試驗結果分析

剪切試驗采用WPS型號探頭，該探頭為刀口探頭，測出來的剪切力表現為人體牙齒切斷食物所受到的阻力。由圖4、5可知，在進行剪切力測試時，在速率范圍為120～600 mm／min時，剪切力隨剪切速率的變化而表現出差異不顯著（P＞0.05）；而樣品厚度在10～20 mm時給予剪切力的變化差異顯著（P＜0.05），且呈現正相關的趨勢，相關性方程為y ＝0.079 8x ＋ 0.691（R2＝ 0.978 7）。故在對魚糜制品進行剪切試驗時，待測樣品厚度比剪切速率對測定結果的影響更大，研究者應著重考慮這個差異。

圖4 剪切速率對剪切力測定結果的影響Figure 4 Effect of shear rate on the shear stress

圖5 樣品厚度對剪切力測定結果的影響Figure 5 Effect of sample thickness on shear stress

3 結論

本研究結果發現：在使用質構儀的TPA、下壓、穿刺和剪切4種測試模式對魚丸的質構特性進行測定時，魚丸原本固有的一些質構特性（如彈性、咀嚼性、凝膠強度等）由于測試條件對應參數設置的不同，而使得其測定結果發生了一定的變化。通過對測試數據的統計分析可以得出：① 在TPA模式下，探頭速率、壓縮比例會對彈性測定結果和咀嚼性測定結果有顯著影響，而對內聚性的影響卻不顯著，所以從某種程度上講，內聚性較之于彈性和咀嚼性更能準確反應魚丸的質構品質，但內聚性會隨樣品自身厚度的差異而發生變化；② 在下壓測試測定凝膠強度時，凝膠強度會因為樣品厚度的增加而降低，影響顯著，而探頭運行速率對其的影響較少，故樣品厚度為凝膠強度測定主要考慮參數，且得知凝膠強度的最佳測試速率的范圍是180～420 mm／min；③ 通過穿刺測試和剪切測試，可以得出穿刺速率和穿刺距離對硬度有顯著影響，但對黏性無顯著影響，故若以穿刺試驗測定樣品硬度，則穿刺速率、距離應著重考慮、選取；剪切速率對剪切力無顯著影響，但與樣品的厚度呈正相關，此結果的產生可能跟WPS的刀口型探頭相關。

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