提高鯽魚湯原料蛋白溶出率的工藝優化

諸永志，卞 歡，吳海虹，貢雯玉，張新笑，陳 琳，徐為民

（江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京210014）

在我國悠久的烹飪飲食文化中，葷湯是必不可少的一個部分，俗語云“無湯不成席”，所謂煲湯就是用文火長時間燉煮食材，動物原料經過一定時間的文火煮制后，其中的蛋白質、脂肪、礦物質等溶入水中，因此湯汁不僅味道鮮美，還含有豐富的短肽、游離氨基酸、游離脂肪酸、膠原蛋白、維生素以及礦質元素等水溶性營養成分［1－2］，極易被人體吸收和利用。以家庭經常食用的鯽魚湯為例，其營養全面且易于消化吸收，常食可增強抵抗力，防止呼吸道發炎，尤其對兒童哮喘病的治療有益，而魚湯中的卵磷脂對病體的康復也有利［3］。

魚湯的品質除了受原料影響外，還取決于加工工藝，如加水量、火候、加工時間等。好的加工工藝可以使原料中的營養物質、揮發性風味物質等充分溶出，使湯的營養、滋味和香味等品質更好［4］。目前國內的相關報道有李小華等對豬排骨湯中蛋白質溶出率的研究，該研究比較了不同烹飪方式所得蛋白質溶出率的不同［5］；陳宇丹等分析雞湯在不同熬湯時間內其主要營養浸出物質含量的變化規律等［6］。然而，以淡水魚類為原料制湯的工藝研究相對較少。本研究以鯽魚為原料，選取加熱時間、加熱溫度、加鹽量、料液比為影響因素，以蛋白質溶出率為評價指標，研究鯽魚湯加工工藝條件對原料蛋白質溶出率的影響，確定最佳制湯工藝，以期為后期開發高蛋白凝膠鯽魚湯新產品提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

電子秤，中國凱豐集團有限公司；電子天平，意大利BEL公司；數字恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；萬用電爐，天津市泰斯特儀器有限公司；烘箱，上海索譜儀器有限公司。

1.2 材料與試劑

鯽魚，購自當地農貿市場；純水，由美國Millipore公司的純水儀制備；食鹽，購自當地的蘇果超市；硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉為分析純產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 鯽魚湯前處理工藝流程 鯽魚→洗凈、瀝干→稱質量→加水→加鹽→設定溫度、時間恒溫煮制→鯽魚湯→蛋白質含量測定。

1.3.2 蛋白質含量測定 蛋白質含量測定參考文獻［7］。

1.3.3 單因素試驗設計 （1）加熱時間對蛋白質溶出率的影響。對于稱質量后的鯽魚，添加原料質量2%的食鹽，按料液比1 g∶3 mL裝入不銹鋼鍋內，置于90℃水浴鍋中，分別保持60、90、120、150、180 min煲湯，測定不同加熱時間對蛋白質溶出率的影響，每組試驗重復3次。

（2）加熱溫度對蛋白質溶出率的影響。對于稱質量后的鯽魚，添加原料質量分數2%的食鹽，按料液比1 g∶3 mL裝入不銹鋼鍋內，分別置于60、70、80、90、100℃水浴鍋中保持90 min煲湯，測定不同溫度對蛋白質溶出率的影響，每組試驗重復3次。

（3）加鹽量對蛋白質溶出率的影響。對于稱質量后的鯽魚，按照料液比1 g∶3 mL裝入不銹鋼鍋內，分別加入原料質量1%、2%、3%、4%的食鹽，置于 90℃水浴鍋中，保持90 min煲湯，測定不同加鹽量對蛋白質溶出率的影響，每組試驗重復3次。

（4）料液比對蛋白質溶出率的影響。對于稱質量后的鯽魚，添加原料質量2%的食鹽，分別按料液比1 g∶2 mL、1 g∶3 mL、1 g∶4 mL、1 g∶5 mL、1 g∶6 mL裝入不銹鋼鍋內，置于90℃水浴鍋中，保持90 min煲湯，測定不同料液比對蛋白質溶出率的影響，每組試驗重復3次。

1.3.4 正交試驗設計 根據單因素試驗結果，選擇加熱溫度、加熱時間、加鹽量、料液比進行4因素3水平L9（34）正交試驗。

1.3.5 計算公式 相關計算公式如下：

式中：V1為樣品消耗鹽酸標準液的體積，mL；V2為空白對照消耗鹽酸標準溶液的體積，mL；N為鹽酸標準溶液的當量濃度，mol／L；m為測定樣品的質量，g。

蛋白質溶出率＝魚湯蛋白質濃度（g／mL）×魚湯體積（mL）／魚質量（g）×100%。

1.3.6 數據統計與分析方法 數據均經過3次平行測量，用Excel和SPSS 17.0進行處理，圖形均用Origin Pro 8繪制。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 加熱時間對蛋白質溶出率的影響 由圖1可知，加熱時間對鯽魚湯中蛋白質溶出有很大影響。加熱時間在60～150 min時，隨著加熱時間的延長，魚湯中蛋白含量呈持續上升的趨勢，其中90～120 min階段上升顯著（P＜0.05），當加熱到150 min時蛋白溶出率達到最大值，而后不再顯著變化，甚至略微下降。這可能是因為在長時間的加熱條件下，蛋白質部分水解，生成肽、氨基酸等產物，而這些水解產物進一步參與到美拉德反應中，生成揮發性的風味物質，最終以氣體的形式揮發出去［8－9］。因此，判斷最佳加熱時間在90～120 min之間。這與瞿明勇等對排骨湯、雞湯中蛋白質溶出的研究結果［10－11］一致。

2.1.2 加熱溫度對蛋白質溶出率的影響 由圖2可知，隨著溫度的升高，蛋白質溶出率一開始呈緩慢上升趨勢，70℃后溶出率顯著提高（P＜0.05），80℃后蛋白質溶出速度逐漸放慢，曲線趨于平緩，直到90℃達到最高值。而當溫度高于90℃后，蛋白質溶出率顯著下降（P＜0.05），這可能是由于高溫條件下鯽魚湯中蛋白質發生變性凝固沉淀。張建友等在熱處理對豬骨高湯品質變化的影響研究中發現，當原料骨中蛋白及多肽完全溶出后，在持續高溫加熱作用下，溶出蛋白含量到達最大值后呈現降低的趨勢［12］，這與本研究結果基本一致。本試驗確定鯽魚湯適宜的加熱溫度應控制在80～90℃之間。

2.1.3 加鹽量對蛋白質溶出率的影響 由圖3可知，當加鹽量在1%～2%時，隨著鹽濃度的增加，蛋白質溶出率顯著提高（P＜0.05）。這可能是由于當鹽濃度較低時，鹽可以增加蛋白質分子表面的電荷，并且增強蛋白質分子與水分子的作用，使原料中的鹽溶性蛋白加速溶出［13－14］。當加鹽量從2%增至4%時，蛋白質溶出率增加并不顯著，主要是因為鹽濃度繼續增大后，可能會導致離子強度過高而使蛋白質發生鹽析作用［15］，從而降低其溶出率。苑瑞生等研究了滾揉時間和食鹽濃度對雞肉調理制品的保水性及鹽溶性蛋白質溶出量的影響，發現鹽溶性蛋白溶出量在食鹽添加量為2.5%時達到較高水平，繼續增加食鹽濃度則鹽溶性蛋白質溶出量增長緩慢［16］，這與本研究結果的趨勢相同。本試驗確定加鹽量應控制在2%～4%之間。

2.1.4 料液比對蛋白質溶出率的影響 由圖4可知，當料液比為1 g∶2 mL時，由于加水量過少，原料蛋白質溶出量有限；之后隨著料液比增大，蛋白質溶出率顯著增加（P＜0.05）；當料液比達1 g∶3 mL～1 g∶5 mL時，蛋白質溶出率雖然繼續增大，但增加不顯著。孫曉明等在對高湯工業化生產中的相關工藝的研究中指出，當骨水比增大到一定程度后，骨中蛋白質的溶出率不再增大［17］，本研究結果與之一致。此外，料液比過大不僅會在熬湯過程中消耗過多的能量，還會影響魚湯的風味，因此確定合適的料液比在1 g∶2 mL～1 g∶4 mL之間。

2.2 正交優化試驗結果與分析

通過以上單因素試驗得出的結果，采用L9（34）正交試驗進一步優化，試驗因素水平見表1，正交試驗、方差分析結果分別見表2、表3。

由表3方差分析結果可知，FA＝6.544，FB＝5.374，FC＝0.613，FD＝1.567，因素 A、B的顯著水平均小于 0.05（FA＝0.005，FB＝0.012），因素 C、D的顯著水平均大于 0.05（FC＝0.550，FD＝0.229）。結果表明，4個因素對蛋白質溶出率的影響大小依次為加熱時間（A）＞加熱溫度（B）＞料液比（D）＞加鹽量（C），其中加熱時間和加熱溫度影響顯著，而加鹽量和料液比影響不顯著。

由表4的Duncans多重比較結果可知，4個因素均為第3水平最好。但是加鹽量在3個水平之間差異不顯著，考慮到低鹽有利于健康且經濟，因此實際生產可選擇低加鹽量水平1；料液比在3個水平之間差異也不顯著，考慮到鯽魚湯產品是以湯為主，因此在實際生產中可選擇出湯比例較高的料液比水平3。

表1 正交試驗因素與水平

表2 正交試驗結果

表3 正交試驗方差分析結果

表4 各因素對蛋白質溶出率的Duncans多重比較結果

通過正交試驗得出的最優組合為A3B3D3C3，但是綜合考慮到Duncans多重比較結果的各因素差異顯著性，以及產品的口感、經濟實惠等因素，選取的最佳工藝組合為A3B3D3C1。進一步進行驗證比較試驗，將組合A3B3D3C1和A3B3D3C3進行3次重復試驗，結果得出組合A3B3D3C3蛋白質溶出率為16.50%，組合A3B3D3C1的蛋白質溶出率為16.42%，與理論最優組合的相對誤差為0.5%，可以作為實際應用的最佳工藝參數。

3 結論

本研究探討了不同工藝條件對提高鯽魚湯原料蛋白溶出率的影響，通過對加熱時間、加熱溫度、加鹽量和料液比4個工藝參數的單因素試驗分析、正交試驗優化以及比較驗證，最終確定最佳工藝條件組合為 A3B3D3C1，即加熱時間為120 min，加熱溫度為95℃，料液比為1 g∶4 mL，加鹽量為2%，在此條件下測得鯽魚湯中蛋白質溶出率為16.42%。同時在此條件下制得的鯽魚湯在經濟性和口感方面均能夠被接受，具有實際可操作性。

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