CaCl2、復合磷酸鹽及木瓜蛋白酶對河鱸魚肉的嫩化作用

鉏曉艷　李新　廖濤　耿勝榮　汪蘭　喬宇　王瑋瓊　熊光權

摘 要：以河鱸魚為研究對象，以剪切力為考察指標，研究CaCl2、復合磷酸鹽、木瓜蛋白酶對鱸魚半成品的嫩化效果。在單因素試驗基礎上，采用正交試驗設計，對影響魚肉剪切力的嫩化劑及其添加量進行三因素三水平的優化試驗，最后利用掃描電鏡，對未嫩化和復合嫩化劑嫩化后的魚肉微觀結構進行觀察。結果表明：CaCl2 1.2 g/kg、復合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg為最優嫩化劑組合，經該組合嫩化后，魚肉剪切力最低可降至（8.40±0.13）N

（注射方式）和（7.28±0.52）N（涂抹方式）；用掃描電鏡觀察，魚肉嫩化后肌纖維變寬、纖維密度降低、纖維間連接組織較少，致密結構變得蓬松。該嫩化劑組合對河鱸魚肉嫩化效果良好。

關鍵詞：河鱸魚；復合磷酸鹽；CaCl2；木瓜蛋白酶；嫩化

Tenderization of Perch Meat with Compound Phosphate， Calcium Chloride and Papain

ZU Xiaoyan， LI Xin， LIAO Tao， GENG Shengrong， WANG Lan， QIAO Yu， WANG Weiqiong， XIONG Guangquan*

（Hubei Innovation Center of Agricultural Science and Technology， Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China）

Abstract： The tenderization of perch meat with compound phosphate， calcium chloride and papain for the production of semi-finished fish products was investigated. Tenderness was evaluated by shear force. Through single factor and orthogonal array experiments with three factors at three levels， a combination of 1.2 g/kg calcium chloride， 1.2 g/kg compound phosphate and 1.8 g/kg papain was found to be optimal for fish tenderization. The shear force of fish meat was reduced to （8.40 ± 0.13） N and （7.28 ± 0.52） N after tenderization treatment by injection and smearing， respectively. Scanning electron microscope （SEM） observation showed that after tenderization， the diameter of myofibers was increased， the density was decreased， connective tissues were reduced and the compact structure became looser compared with controls， implicating that perch meat was well tenderized .

Key words： perch； compound phosphate； CaCl2； papain； tenderization

中圖分類號：TS254.4 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2015）10-0024-04

doi： 10.15922/j.cnki.rlyj.2015.10.006

河鱸為鮨科鱸屬，又名魯魚、花鱸[1]。河鱸體型較大、肉味鮮美、營養豐富、經濟價值高，是名貴魚類之一，也是淡水養殖的主要品種。鱸魚肉質細嫩，脂肪含量較高，且骨刺較少，適宜進行深加工，但加工、滅菌和貯運過程會導致其肉質嫩度下降，這在一定程度上限制了鱸魚加工業的發展。

目前市場對鱸魚調理品的需求量日益增加，嫩度和口感作為產品品質的重要指標，直接影響鱸魚調理品的商品價值。目前嫩化技術集中應用于畜禽肉類，主要有物理法（電刺激、高壓、微波、超聲等）[2-4]、低濃度鹽離子法（CaCl2、磷酸鹽等）[5-7]、酶法（木瓜蛋白酶、彈性蛋白酶、復合酶制劑等）[8-9]、有機酸法（檸檬酸、乳酸和醋酸等）。其中多聚磷酸鹽、鈣離子和木瓜蛋白酶受到較多關注，但三者協同作用的嫩化效果及在魚肉制品中的研究尚未見報道。

本實驗以鱸魚半成品為研究對象，系統研究復合磷酸鹽、CaCl2和木瓜蛋白酶等對魚肉剪切力及肌肉纖維的影響，確定嫩化劑的用量、優化嫩化工藝、建立保持鱸魚調理品嫩度的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱸魚、鹽、味精購于武漢市武商量販；木瓜蛋白酶（酶活6 000 U/mg） 廣西南寧龐博生物工程有限公司；

焦磷酸鈉、聚磷酸鈉、偏磷酸鈉、CaCl2等均為食品級

試劑。

1.2 儀器與設備

TA-XTPlus型食品物性測試儀 英國Stable Micro System公司；Quanta掃描電鏡 美國FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

河鱸去頭尾、腮鱗、內臟和魚皮，剔除原料中魚刺。選用背部肉，將魚肉切成2 cm×2 cm×1.5 cm的條塊，清洗、瀝干，用1%食鹽和0.5%味精均勻涂抹魚塊，加嫩化劑處理后，20 ℃腌制1.5 h，-40 ℃速凍30 min，-20 ℃冷庫冷藏12 h，氣烹3 min；冷卻后制樣。

1.3.2 剪切力測定

采用TA-XT plus質構儀測定河鱸魚肉剪切力。探頭型號為BSK，測試模式為hot dog，測試前速率2.0 mm/s，

測試后速率10.0 mm/s，下行距離25 mm，樣品厚度10 mm。每種樣品測定6 次[10]。

1.3.3 單因素試驗

1.3.3.1 復合磷酸鹽添加量對河鱸魚肉嫩度的影響

選取復合磷酸鹽（焦磷酸鈉、聚磷酸鈉、偏磷酸鈉質量比為3∶2∶2）添加量為0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g/kg，經加工處理制樣后，以剪切力為指標，確定復合磷酸鹽的最適添加量。

1.3.3.2 CaCl2添加量對河鱸魚肉嫩度的影響

選取CaCl2添加量為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，經加工處理制樣后，以剪切力為指標，確定CaCl2的最適添加量。

1.3.3.3 木瓜蛋白酶添加量對河鱸魚肉嫩度的影響

選取木瓜蛋白酶添加量為0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/kg，經加工處理制樣后，以剪切力為指標，確定木瓜蛋白酶的最適添加量。

1.3.4 正交試驗

通過單因素試驗的確定，以復合磷酸鹽、CaCl2、木瓜蛋白酶的添加量為試驗因素，以涂抹方式剪切力為主指標，結合注射方式的剪切力，進行三因素三水平

L9（33）正交試驗設計，因素水平如表1所示。

1.3.5 掃描電鏡觀察

對經最優嫩化劑組合嫩化后的魚肉進行掃描電鏡觀察，以未嫩化魚肉為對照。取魚肉樣品，順著紋理切成10 mm×10 mm×2 mm長方形小塊，戊二醛固定1.5 h后取出，用pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液沖洗3 次，然后分別用體積分數50%、70%、90%、100%的乙醇脫水，每次10～15 min。乙醇脫水結束后將魚肉先用乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）溶液浸泡15 min，再用叔丁醇浸泡15 min，冷凍干燥24 h[11]。將樣品送武漢大學測試中心用掃描電鏡進行觀察。樣品用雙面膠粘于樣品臺上，用離子濺射器鍍鉑膜，膜厚度約為100 A。測試條件為：加速電壓10 kV，能量分辨率Mn kα 132 eV，放大倍數分別為80、300、1 000 倍，觀察并拍照具有代表性的表面微觀結構[12]。

2 結果與分析

2.1 CaCl2添加量對河鱸魚肉嫩度的影響

由圖1可知，魚體注射或涂抹CaCl2均可降低河鱸魚肉剪切力，其中注射方式可顯著降低魚肉剪切力，該結果與Ca2+注射牛肉的嫩化效果相似[13]。肉的成熟嫩化過程主要是鈣激活蛋白酶和溶酶體組織蛋白酶的作用，而CaCl2主要通過縮短鈣激活酶激活時間來嫩化肌肉[14]。但Ca2+添加量并非越高越好，大于1.5 g/kg時，魚肉剪切力不再下降甚至有所上升，這是因為鈣激活酶需要一定量的Ca2+即可達到最大活性條件，繼續增加Ca2+，鈣激活酶活性不再增加，而鹽離子添加量過高會導致魚肉失水剪切力上升。因此選擇CaCl2較低添加量0.8～1.2 g/kg進入正交試驗。

2.2 復合磷酸鹽添加量對河鱸魚肉剪切力的影響

由圖2可知，涂抹和注射復合磷酸鹽均可顯著降低河鱸魚肉剪切力，其中注射方式對魚肉的嫩化作用更直接，在注射量為0.2 g/kg時即可達到涂抹復合磷酸鹽1.2 g/kg的效果。離子強度是引起嫩化的重要因素，多聚磷酸能夠通過提高離子強度，促使肌球蛋白從肌原纖維中溶解出來，從而提高肉的保水性而使肉品嫩化[15-17]。當復合磷酸鹽添加量大于1.2 g/kg，魚肉剪切力有所上升，這可能因為鹽離子添加量過高會導致蛋白產生鹽析，與水結合的蛋白質減少，肉的持水性下降，嫩度也下降[7]，剪切力上升。因此選擇復合磷酸鹽添加量1.0～1.4 g/kg進入正交試驗。

2.3 木瓜蛋白酶添加量對魚肉剪切力的影響

木瓜蛋白酶能將肉中的結締組織及肌纖維中結構較復雜的膠原蛋白、彈性蛋白進行適當降解，從而提高肉的嫩度[18]。由圖3可知，隨著木瓜蛋白酶添加量的增加，采用涂抹方式，魚肉剪切力降低程度有限；這與參考文獻[19]中，涂抹木瓜蛋白酶可顯著增加豬肉嫩度，降低肉剪切力的結果不同，原因可能為采用20 ℃腌制嫩化，非木瓜蛋白酶的最適溫度，所以酶的作用未完全發揮出來的緣故。采用注射方式，魚肉剪切力降低幅度較大，且在2.0 g/kg處剪切力降至最低，因此選擇木瓜蛋白酶添加量1.8～2.2 g/kg進入正交試驗。

2.4 正交試驗結果

由表2可知，以注射方式為指標，各因素對河鱸魚肉嫩度影響程度大小依次為A>B>C，嫩化劑最佳組合是A3B3C3；以涂抹方式為指標，各因素對河鱸魚肉嫩度影響程度大小依次為A>C>B，嫩化劑最佳組合是A3B2C2。根據正交試驗剪切力的直觀數據結果，嫩化劑最佳組合為A3B2C1。由于兩個最佳組合均非正交試驗中的組合，因此對A3B3C3、A3B2C2進行驗證實驗，結果顯示，A3B3C3組合注射后剪切力為31.09 N，A3B2C2組合涂抹后剪切力為27.97 N，效果均不及A3B2C1組合，因此終選擇CaCl2 1.2 g/kg、復合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg作為最適嫩化劑組合。

表 2 正交試驗結果

Table 2 Orthogonal array design with experimental results

試驗號 因素 剪切力/N

A B C 注射 涂抹

1 1 1 1 28.83±1.58 24.79±1.41

2 1 2 2 22.08±0.34 15.31±1.05

3 1 3 3 14.82±0.25 24.69±0.90

4 2 1 2 12.67±2.31 9.39±0.76

5 2 2 3 11.45±1.45 14.92±2.98

6 2 3 1 11.31±0.99 10.68±0.44

7 3 1 3 12.85±1.62 10.49±0.89

8 3 2 1 8.40±0.13 7.28±0.52

9 3 3 2 9.89±0.40 11.39±0.50

注射 k1 65.737 54.338 48.530

k2 35.424 41.938 44.636

k3 31.127 36.013 39.122

R 11.536 6.112 3.139

涂抹 k1 64.785 44.665 42.742

k2 34.973 37.494 36.081

k3 29.155 46.754 50.090

R 11.880 3.090 4.670

2.5 河鱸魚肉嫩化前后表面微觀結構觀察

a.×80；b.×300；c.×1 000。

圖 4 河鱸魚肉嫩化前（a1～c1）后（a2～c2）在不同放大倍數下的

微觀結構（掃描電鏡）

Fig.4 Microstructure of perch meat before tenderization （a1～c1） and after tenderization （a2～c2） in different magnifications

河鱸肌肉微觀結構包括肌纖維的直徑、密度、肌纖維間組織等[20]。用最優嫩化劑組合（CaCl2 1.2 g/kg、復合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）對河鱸魚肉進行嫩化，以未嫩化組為對照進行掃描電鏡觀察。由圖4可知，未嫩化河鱸魚肉單根肌纖維較細，彼此平行排列，肌纖維密度較大，尤其纖維間連接組織較多（圖4a1、b1），

肌纖維表面覆蓋肌束膜（圖4c1）；而嫩化后的河鱸魚肉肌纖維也是平行排列，但單根纖維直徑較大，肌纖維密度較小，纖維間連接組織少，肌纖維表面肌束膜不明顯（圖4a2、b2、c2）。掃描電鏡結果表明，嫩化后河鱸魚肉致密結構變得蓬松，肌纖維間連接物減少，肌纖維變寬，這跟肉眼觀察到的嫩化后魚肉塊變大結果相印證。本實驗中魚肉肌纖維間連接組織被酶解減少，與醬油提取物對牛肉的嫩化結果[11]相似，但與木瓜蛋白酶嫩化牛肉干[8]導致肌纖維斷裂的結果不同，可能因為酶解溫度、時間、添加量不同所致。

3 結 論

CaCl2、復合磷酸鹽、木瓜蛋白酶對河鱸魚肉均有不同程度的嫩化作用，但復合嫩化劑（CaCl2 1.2 g/kg、復合磷酸鹽1.2 g/kg、木瓜蛋白酶1.8 g/kg）效果更好，嫩化后魚肉肌纖維直徑較大，肌纖維密度較小，纖維間連接組織少，肌纖維表面肌束膜不明顯。本研究得到的嫩化劑組合高效實用，適合工業化生產。

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