淡水魚(yú)魚(yú)糜制品加工特性及品質(zhì)影響因素

譚 力周春霞洪鵬志

(1. 廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東 湛江 524088；2. 廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088)

中國(guó)是世界水產(chǎn)加工大國(guó)，漁業(yè)資源十分豐富。淡水魚(yú)及其加工產(chǎn)品是中國(guó)淡水漁業(yè)的重要水產(chǎn)食品。對(duì)于淡水魚(yú)資源的優(yōu)化利用，魚(yú)糜[1]及其制品[2]加工是恰到好處的方式[3]。2016年中國(guó)魚(yú)糜制品總產(chǎn)量為1 553.62 t，比2015年增加6.84%，是中國(guó)水產(chǎn)食品中增長(zhǎng)最快的代表性產(chǎn)品之一[4]。淡水魚(yú)肉深加工成魚(yú)糜制品，契合人們營(yíng)養(yǎng)健康消費(fèi)需求，推動(dòng)了中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的速度[5]。基于此，本文擬結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品的加工利用進(jìn)行概述和總結(jié)，為探討魚(yú)糜及其制品未來(lái)發(fā)展方向提供一定理論支撐，以促進(jìn)中國(guó)淡水魚(yú)資源的優(yōu)化利用。

1 魚(yú)糜加工特性及形成機(jī)理

淡水魚(yú)魚(yú)肉蛋白質(zhì)的加工利用特性涵蓋凝膠特性、保水性、黏著性和乳化性等體現(xiàn)魚(yú)肉蛋白質(zhì)性質(zhì)的指標(biāo)[6]。淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品加工質(zhì)量主要由其凝膠特性所決定，因魚(yú)糜低膽固醇、低脂肪等性質(zhì)，魚(yú)糜產(chǎn)品需求量不斷增加[7]。魚(yú)糜凝膠的形成需通過(guò)凝膠化、凝膠劣化和魚(yú)糕化3個(gè)階段[8]。溫度50 ℃以下時(shí)為凝膠化溫度帶，魚(yú)肉鹽溶性肌原纖維蛋白質(zhì)中肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白交互作用形成肌動(dòng)球蛋白溶膠，溫度保持一段時(shí)間后形成較松散的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；溫度50～70 ℃時(shí)，在內(nèi)源酶的作用下魚(yú)糜凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始斷裂，凝膠形成能力和質(zhì)量下降，呈現(xiàn)凝膠劣化現(xiàn)象[9]；當(dāng)溫度繼續(xù)上升通過(guò)凝膠劣化溫度帶，魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被固定而呈現(xiàn)有序和非透明狀，凝膠強(qiáng)度和彈性增強(qiáng)，稱為魚(yú)糕化。

魚(yú)糜凝膠形成機(jī)理包括蛋白質(zhì)變性展開(kāi)和聚合形成大分子凝膠體兩步，F(xiàn)erry[10]在1948年提出凝膠形成第一步是肌原纖維蛋白受熱變性解螺旋，共價(jià)鍵解離，分子內(nèi)反應(yīng)基團(tuán)和酶作用位點(diǎn)暴露；第二步是使受熱變性展開(kāi)的基團(tuán)因疏水相互作用、二硫鍵、鹽鍵等蛋白質(zhì)基團(tuán)聚合作用形成大分子凝膠體。由此可見(jiàn)，針對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品的凝膠特性，進(jìn)行相應(yīng)加工利用，可獲得更好魚(yú)糜產(chǎn)品。

2 影響魚(yú)糜制品加工品質(zhì)的因素

2.1 原料魚(yú)的影響

原料魚(yú)可從淡水魚(yú)加工利用的源頭影響魚(yú)糜及其制品的品質(zhì)，因魚(yú)的品種、捕撈季節(jié)、新鮮度等原料魚(yú)自身性質(zhì)的變化，魚(yú)肉蛋白質(zhì)和氨基酸組分也不盡相同，從而使得淡水魚(yú)加工質(zhì)量不一。

2.1.1 魚(yú)的品種 中國(guó)可用作魚(yú)糜制品原料魚(yú)的資源十分豐富，魚(yú)肉肌肉蛋白質(zhì)和氨基酸組成因魚(yú)的品種有所差異而引起加工品質(zhì)不同。如賈丹[11]通過(guò)對(duì)青魚(yú)、草魚(yú)、鰱、鳙、鯉、鯽和鳊7種淡水魚(yú)魚(yú)肉蛋白質(zhì)組成成分和魚(yú)糜凝膠特性差異的分析，表明試驗(yàn)魚(yú)種中青魚(yú)魚(yú)肉蛋白質(zhì)所含鹽溶性肌原纖維蛋白含量最高，且魚(yú)糜凝膠破斷強(qiáng)度和凹陷深度明顯高于草魚(yú)、鰱和鯽，凝膠性能較好。而不同品種的魚(yú)在相同加工方式下凝膠變化也不同。Zhang等[12]研究7種淡水魚(yú)在不同加工方式下凝膠特性的變化，發(fā)現(xiàn)熱處理對(duì)鯉魚(yú)糜凝膠最敏感，發(fā)酵對(duì)鰱魚(yú)糜凝膠影響最好。此外，魚(yú)糜制品質(zhì)量也因魚(yú)的品種而有所差異。朱瑞麒[13]研究證實(shí)鯉、鰱和草魚(yú)3種魚(yú)糜凝膠制品的化學(xué)組成成分存在一定差異，3種全魚(yú)糜丸凝膠制品中，鰱魚(yú)丸水分含量顯著高于草魚(yú)和鯉魚(yú)丸；鯉魚(yú)丸蛋白質(zhì)含量最高；草魚(yú)魚(yú)丸脂肪含量顯著高于其他(P<0.05)。可見(jiàn)，淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品的加工利用與魚(yú)的品種有較大相關(guān)性。

2.1.2 捕獲季節(jié) 淡水魚(yú)屬于廣溫性魚(yú)類，其體溫能適應(yīng)季節(jié)環(huán)境溫度變化，這種適應(yīng)性與肌原纖維蛋白性質(zhì)季節(jié)性變動(dòng)有關(guān)，而肌球蛋白作為肌原纖維蛋白的主要成分，其熱穩(wěn)定性會(huì)對(duì)魚(yú)肉蛋白質(zhì)的加工適性產(chǎn)生影響。有研究[14]表明，草魚(yú)和鰱骨骼肌肌球蛋白在春、夏季2段形成凝膠，較秋、冬季3段形成的凝膠熱穩(wěn)定性更好，且秋季魚(yú)的魚(yú)糜制品顯示最高的凝膠強(qiáng)度，具有更好的凝膠形成能力。此外，通過(guò)對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性與季節(jié)相關(guān)變化的研究也得到類似結(jié)果，如鰱魚(yú)在冬春兩季魚(yú)糜凝膠形成的溫度為30 ℃，但夏秋兩季魚(yú)糜凝膠形成溫度為40 ℃；夏秋季魚(yú)糜凝膠和Ca2+-ATPase的穩(wěn)定性更好[15]。因此，選擇合適的捕獲季節(jié)能更好地控制魚(yú)肉肌球蛋白加工性質(zhì)，提高淡水魚(yú)加工質(zhì)量。

2.1.3 新鮮度 原料魚(yú)的新鮮度會(huì)影響加工品質(zhì)，隨著新鮮度的下降，魚(yú)肉蛋白質(zhì)腐敗變質(zhì)增多，淡水魚(yú)加工利用率降低，魚(yú)糜及其制品品質(zhì)劣化甚至難以制得。如呂順等[16]發(fā)現(xiàn)新鮮度較高的新鮮鰱制作的魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度最高，而新鮮度較差的僵直期魚(yú)肉制作的魚(yú)糜凝膠保水性和白度最差。此外，原料魚(yú)新鮮度受貯藏時(shí)間和溫度控制，常見(jiàn)的低溫冷凍貯藏可減緩新鮮度下降，但無(wú)法遏制魚(yú)肉蛋白質(zhì)變性所引起的凝膠形成能力劣化，加工產(chǎn)品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降[17]。可見(jiàn)，魚(yú)肉新鮮度影響魚(yú)肉蛋白質(zhì)和凝膠質(zhì)量，加工利用時(shí)應(yīng)盡可能選擇新鮮度高的原料魚(yú)。

2.2 加工方式

淡水魚(yú)加工工序復(fù)雜，各加工方式可導(dǎo)致淡水魚(yú)魚(yú)肉蛋白質(zhì)性質(zhì)改變，在魚(yú)糜及其制品加工時(shí)漂洗、斬拌和凝膠化方式是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的因素。

2.2.1 漂洗方式 加工過(guò)程中，冷水漂洗、鹽溶液漂洗和酸堿溶液漂洗是魚(yú)糜及其制品最主要的漂洗方式。通過(guò)漂洗可除去原料魚(yú)肉的血液、脂質(zhì)、肌漿蛋白和腥味成分等不利于淡水魚(yú)加工的物質(zhì)，提高魚(yú)糜加工品質(zhì)[18]。加工漂洗時(shí)的次數(shù)、溫度和漂洗液成分都對(duì)魚(yú)糜品質(zhì)有一定影響。如袁凱等[19]發(fā)現(xiàn)白鰱魚(yú)糜羰基化程度隨漂洗溫度升高而顯著增大(P<0.05)，漂洗次數(shù)增多可抑制羰基化積累，且4 ℃低溫和少次數(shù)漂洗處理有利于魚(yú)糜品質(zhì)的提高。此外，通過(guò)研究含不同離子漂洗液對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)含Zn2+、Ca2+、Mg2+的漂洗液有利于魚(yú)糜品質(zhì)提高[20-21]。而Priyadarshini等[22]表明堿性鹽溶液漂洗能獲得更好的鯰魚(yú)魚(yú)糜。由此可見(jiàn)，漂洗是淡水魚(yú)加工利用的第一道關(guān)鍵工序，恰當(dāng)?shù)钠礂l件可提高魚(yú)糜加工利用率。

2.2.2 斬拌方式 斬拌是魚(yú)糜制品生產(chǎn)的重要步驟，分為空斬、鹽斬、料斬，能最大程度提取魚(yú)肌肉中鹽溶性肌原纖維蛋白質(zhì)以產(chǎn)生光滑紋理的魚(yú)糜并將其他成分均勻混合到魚(yú)糜中[23]。斬拌時(shí)間、速度、鹽濃度和真空度等條件對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜的凝膠特性都有影響。如王蒙娜等[24]分析了斬拌過(guò)程中氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、斬拌轉(zhuǎn)速、斬拌時(shí)間和真空度對(duì)白鰱魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度的作用，表明斬拌時(shí)間對(duì)魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度的影響最大(P<0.01)，且斬拌轉(zhuǎn)速和氯化鈉濃度對(duì)凝膠強(qiáng)度也有影響(P<0.05)。此外，通過(guò)研究真空度對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜肌原纖維蛋白的物理化學(xué)和凝膠特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著真空度的增加，魚(yú)糜糊中氣泡的大小和數(shù)量減少，高真空度下魚(yú)糜凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)更加緊密有序[25]。可見(jiàn)，斬拌方式與魚(yú)糜品質(zhì)有較大相關(guān)性，加工利用時(shí)控制好斬拌時(shí)間可更好控制制品質(zhì)量。

2.2.3 凝膠化方式 凝膠化是魚(yú)糜及其制品加工利用中最關(guān)鍵的工序，直接影響成品品質(zhì)。魚(yú)糜凝膠化包括熱誘導(dǎo)凝膠化、壓力誘導(dǎo)凝膠化、超聲波輔助凝膠化等，其中熱誘導(dǎo)凝膠化方式最為常見(jiàn)。如閆虹等[26]發(fā)現(xiàn)加熱提升白鰱魚(yú)糜凝膠特性影響的順序?yàn)椋核∥⒉?lián)用加熱>單獨(dú)微波加熱>水浴二段加熱。此外，高壓和超聲也有利于構(gòu)建魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。有研究[27]證實(shí)，與傳統(tǒng)二段式加熱相比，高壓處理形成的更有序凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠質(zhì)量更好，且能保持原料原有風(fēng)味；Filomenaambrosio等[28]研究表明，超聲處理可改善魚(yú)糜持水能力，制得最佳硬度和咀嚼性的羅非魚(yú)魚(yú)糜。由此可知，熱誘導(dǎo)、壓力誘導(dǎo)、超聲輔助凝膠化等加工方式都可以引起魚(yú)肉蛋白質(zhì)變性、聚合形成凝膠，但不同處理方式引起形成凝膠的肌球蛋白結(jié)構(gòu)變化不同。因此，淡水魚(yú)魚(yú)肉蛋白質(zhì)在加工處理后，可通過(guò)多樣的凝膠化方式制得品質(zhì)不同的凝膠，從而滿足消費(fèi)者差異化的需求。

2.3 調(diào)味劑與添加劑

調(diào)味劑與添加劑可在淡水魚(yú)加工利用時(shí)改善魚(yú)糜及其制品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因加工工藝的需要，常添加食鹽和蔗糖等調(diào)味劑，淀粉、殼聚糖、水溶性膠和非肌肉蛋白等添加劑改善產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3.1 調(diào)味劑 魚(yú)糜加工利用中添加的適量食鹽(常用鈉鹽)是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)魚(yú)糜制品的基本保障，然而食鹽的添加量通常可達(dá)到魚(yú)糜重量的2%～3%，不契合現(xiàn)代低鹽食品需求。而陸劍鋒等[29]將氯化鉀、氯化鈣與氯化鈉3種鹽類復(fù)配后，表明鈉鹽的添加量可降低至白鰱魚(yú)糜重量的1.0%，且魚(yú)糜凝膠特性與復(fù)配前相當(dāng)。糖(常用蔗糖)是非常重要的甜味劑，但甜味的魚(yú)糜并不受消費(fèi)者歡迎。此外，蔗糖也可以穩(wěn)定臨界水從而減少冰晶的形成，淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品中添加蔗糖可用以保水和防凍[30]。可見(jiàn)，在淡水魚(yú)加工利用時(shí)，降低食鹽和蔗糖的添加量能獲得更營(yíng)養(yǎng)健康的魚(yú)糜產(chǎn)品。

2.3.2 添加劑 淀粉種類多樣，是魚(yú)糜加工利用中最常見(jiàn)的添加劑。Yang等[31]發(fā)現(xiàn)高抗大米淀粉可提高草魚(yú)魚(yú)糜的凝膠性質(zhì)，而Li等[32]表明添加馬鈴薯淀粉后有利于鰱魚(yú)魚(yú)糜制品的強(qiáng)度和保水性能的提高。此外，其他添加劑對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜加工影響的研究也較多，Jeyakumari等[33]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖可顯著提高鯰魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度并延長(zhǎng)鯰魚(yú)糜制品的保質(zhì)期；Santana等[34]研究表明水溶性膠如魔芋膠可顯著提高羅非魚(yú)魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度；石進(jìn)等[35]研究證實(shí)乳清蛋白等非肌肉蛋白可提高鰱魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度；賈丹等[36]研究論證隨轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量的增加鳙魚(yú)魚(yú)糜凝膠的破斷力和持水性先上升后下降。近年來(lái)，也有研究[37-39]說(shuō)明氨基酸、大蒜水提物和姜酚等均有利于淡水魚(yú)魚(yú)糜凝膠形成。淡水魚(yú)加工利用過(guò)程中，控制添加劑用量和種類可獲得品質(zhì)更好的魚(yú)糜產(chǎn)品。

3 魚(yú)糜腥味形成機(jī)理及脫腥方法

3.1 腥味的形成

加工利用過(guò)程中，自然捕撈和人工養(yǎng)殖的淡水魚(yú)都存在土腥味或腥臭味。如鯉、鰱、草魚(yú)和羅非魚(yú)等淡水魚(yú)類的土腥味十分嚴(yán)重，極大地影響了魚(yú)糜制品品質(zhì)和消費(fèi)需求[40]。一般而言，淡水魚(yú)腥味成分主要是小分子醛、醇、酮、萜烯衍生物，魚(yú)體內(nèi)氧化三甲胺在微生物和酶的作用下分解生成的三甲胺和二甲胺也會(huì)增強(qiáng)腥味[41]。Gerber等[42]最先研究表明具有土腥味的萜烯衍生物主要是土味素(Geosmin)和2-甲基異莰醇(MIB)。而伍瑞祥等[43]后續(xù)研究表明，淡水魚(yú)類的土腥味就是由Geosmin和MIB等物質(zhì)造成的，越靠近水底的淡水魚(yú)腥味越重。

3.2 脫腥方法

隨著淡水魚(yú)脫腥方法的不斷發(fā)展，魚(yú)糜及其制品的脫腥主要包括包埋、吸附、掩蓋和漂洗等物理脫腥法；酸/堿處理、抗氧化劑處理、臭氧脫腥等化學(xué)脫腥法和生物脫腥法[44]。在魚(yú)糜加工利用中物理脫腥法會(huì)降低產(chǎn)品風(fēng)味，化學(xué)脫腥法易造成食品安全污染，而生物脫腥法因方便安全應(yīng)用較多。如明庭紅等[45]研究植物乳桿菌發(fā)酵草魚(yú)的脫腥增香效果，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵120 h后草魚(yú)肉中的主要腥味物壬醛和2,4-癸二烯醛等逐步減少，脫腥增香效果顯著。此外，近年來(lái)結(jié)合現(xiàn)代食品科技檢測(cè)淡水魚(yú)魚(yú)糜脫腥效果的研究也較多，如劉曉華等[46]利用超快速電子鼻檢測(cè)定量分析鯰魚(yú)肉土腥味變化，測(cè)定出鯰魚(yú)肉腥味的主要成分是醛、醇和呋喃類物質(zhì)，以及三甲胺特征腥味物質(zhì)，從而進(jìn)行針對(duì)性脫腥方法選擇。可見(jiàn)，選擇恰當(dāng)?shù)拿撔确椒ê蜋z測(cè)技術(shù)，能更有針對(duì)性地控制淡水魚(yú)腥味物質(zhì)的產(chǎn)生，提高無(wú)腥味魚(yú)糜制品的需求。

4 展望

淡水魚(yú)深加工已成為中國(guó)現(xiàn)代化淡水漁業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，淡水漁業(yè)的生產(chǎn)量有了長(zhǎng)足的增長(zhǎng)。魚(yú)糜及其制品作為淡水漁業(yè)的核心產(chǎn)品，其加工利用也得到了相當(dāng)大的發(fā)展。但在加工利用中魚(yú)糜及其制品還存在著加工利用率不高，加工特性變化大等問(wèn)題。發(fā)展中國(guó)淡水魚(yú)魚(yú)糜加工產(chǎn)業(yè)，還有不足之處需要完善和解決：

(1) 淡水魚(yú)魚(yú)糜加工利用的基礎(chǔ)研究不足，魚(yú)糜制品的加工水平和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)淡水魚(yú)相關(guān)基礎(chǔ)研究，改良淡水魚(yú)魚(yú)糜加工工藝，提升淡水魚(yú)魚(yú)糜制品品質(zhì)，為優(yōu)化淡水魚(yú)糜及其制品的加工利用水平提供理論基礎(chǔ)。

(2) 淡水魚(yú)魚(yú)糜加工運(yùn)輸體系和運(yùn)輸條件不完備，淡水魚(yú)加工原料只能小范圍流動(dòng)。應(yīng)探索新型魚(yú)糜及其制品保存方式，完善魚(yú)糜及其制品貯存體系和冷鏈物流技術(shù)體系，遏制運(yùn)輸流通過(guò)程中魚(yú)糜質(zhì)量劣化的發(fā)生。

(3) 淡水魚(yú)魚(yú)糜生產(chǎn)加工設(shè)備落后，所得產(chǎn)品成本偏高競(jìng)爭(zhēng)力較差。應(yīng)建設(shè)大型廠房集中處理淡水魚(yú)原料，解決淡水魚(yú)分布分散的問(wèn)題；開(kāi)發(fā)淡水魚(yú)魚(yú)糜及制品專用生產(chǎn)線，解決因魚(yú)的種類不同混用設(shè)備出現(xiàn)的加工隱患；進(jìn)行優(yōu)化育種及品種改良，使其肌肉蛋白質(zhì)更適合于魚(yú)糜生產(chǎn)；大力開(kāi)發(fā)新式魚(yú)糜食品，如需求量較大的模擬蟹腿、干制魚(yú)糜制品、魚(yú)糜火腿、烹飪中的配料等市場(chǎng)適銷品種。