加工工藝對魚糜及其制品品質影響的研究進展

劉 前，吳靖娜，陳曉婷，劉淑集，王聯珠，汪少蕓*，劉智禹*

(1.福州大學生物科學與工程學院，福建 福州 350108；2.福建省水產研究所，福建 廈門 361013；3.中國水產科學研究院黃海水產研究所，山東 青島 266071)

自20世紀80年代，我國漁業繁殖技術取得突破性進展之后，漁業迅速發展，魚類資源日漸豐富。魚肉中含有大量蛋白質與人體必需氨基酸等，屬優質蛋白來源，但鮮活魚類容易腐敗，難以長途運輸。因此，將魚肉進行精深加工，既能保留魚肉的營養物質，又能延長魚肉的儲藏期限。

魚糜制品是將魚肉絞碎后經漂洗、添加輔料斬拌成為生魚糜，再進行加熱處理而制成的食品，魚糜主要成分是魚肉中的肌原纖維蛋白，具有高蛋白、低脂肪的特點[1]，易于烹調與儲藏，可大規模工廠化生產，是一種經濟前景良好的魚肉制品，其主要產品包括魚丸、魚腸、魚卷等，深受消費者的青睞，占據廣大的消費市場。而衡量魚糜制品質量的指標有彈性、口味、質地、形態等，其中凝膠強度是重要的指標之一，魚肉蛋白彈性凝膠體凝膠強度的高低是決定魚肉制品質量優劣的關鍵因素，直接影響著魚糜制品的組織特性、保水性等，若能提高魚肉的凝膠強度則可以直接提升魚糜制品的質量。

在魚糜加工過程中，魚的種類以及漂洗、斬拌、加熱等工藝條件都會顯著影響魚糜制品的品質，因此，在魚糜制品生產過程中，應重點把控其原料來源與制作工藝。基于此，本文結合國內外研究現狀，對影響魚糜及其制品品質的主要因素進行概述和總結，旨在為魚糜及其制品的加工提供一定的理論支撐。

1 魚糜及其制品基本加工流程

處理后的魚肉經絞碎、漂洗、脫水、精濾、添加調味品和輔料斬拌，后經加熱或干燥處理而制成的食品稱為魚糜制品。原料魚的前處理主要包括去頭、去皮或鱗、去內臟以及去除黑色的筋膜，用清水洗凈表面血污后,用冰浴快速降溫；再通過機械作用將魚肉攪碎至均勻，再經清水或鹽堿水的漂洗能夠使肌原纖維蛋白富集，改善魚糜的凝膠性能；精濾是通過精濾機將魚糜中直徑較大的雜質過濾，使魚糜更加細膩；斬拌是通過斬拌機使魚糜組織均勻，在其過程中加入適當的調味料等改善魚糜制品的品質與口味，食用時經加熱等手段使魚糜成熟食便可得到魚糜制品。魚糜制品加工流程如圖1所示。

2 原料魚對魚糜及其制品品質的影響

2.1 魚的種類對魚糜及其制品品質的影響

生產魚糜的原料包括海水魚與淡水魚，由于品種與生活環境的差異，魚肉的質量、蛋白質含量、變性溫度等因素具有差異性，對魚糜凝膠形成過程中的蛋白質網狀結構的穩定性有較大影響[2]，因而生產出的魚糜品質級別相差較大。Lee等[3]認為由于魚肉內源性酶催化作用的不同，使魚肉中肌球蛋白重鏈間的交聯方式不同，導致不同品種的魚類形成凝膠的能力不同。一般情況下，魚肉中鹽溶性蛋白質的含量越大，加工成的魚糜制品凝膠強度越好。淡水魚中組織蛋白酶的活性高于海水魚，因此淡水魚糜的質量比海水魚差[4]。尹貝貝等[5]比較了三種常見海水魚的凝膠特性，其結果發現紅杉魚的凝膠性能與白度值均優于巴浪魚和沙丁魚，屬于高值魚糜。潘世玲[6]研究發現鯉魚、鰱魚、鳙魚、草魚這四種淡水魚魚糜的水分含量均在80%以上，但凝膠強度不同，強度順序為鰱>草>鳙>鯉，這可能與魚本身的水分含量和肌肉保持水分的能力有關。

2.2 魚的新鮮度對魚糜及其制品品質的影響

魚的新鮮度也會影響魚糜制品的品質，魚糜凝膠的形成與魚肉的新鮮程度緊密相關。主要是因為新鮮的魚肉呈略酸性，在儲藏過程中魚肉中的糖原會降解產生乳酸使蛋白質變性；另一方面，魚肉在凍藏過程中由于脂肪的氧化和蛋白質的變性使魚肉逐漸變暗，導致魚糜白度值降低[7-8]。

陳舜勝等[9]發現降低鯉魚新鮮度對低溫(30℃)加熱凝膠化沒有顯著影響，但對高溫(85℃)加熱的魚糜凝膠性能有顯著影響；呂順等[10]的研究發現類似的結果，鰱魚在貯藏過程中，隨著新鮮度的降低，所制成魚糜的凝膠特性也隨之降低。

3 加工工藝對魚糜及其制品品質的影響

3.1 漂洗工藝對魚糜及其制品品質的影響

漂洗是魚糜加工過程中的關鍵性工藝，通過漂洗可以去除魚肉中的有色物質、魚腥味、脂肪以及一些水溶性蛋白，使得鹽溶性肌原纖維蛋白得以富集[11]。在魚糜凝膠形成過程中，水溶性蛋白質和鹽溶性蛋白質纏結形成非保水凝膠結構，從而影響魚糜的凝膠強度；而鹽溶性的肌原纖維蛋白在凝膠形成過程中，其蛋白結構展開后重新聚集成大分子，形成致密的凝膠網絡，提高了魚糜的凝膠強度[12]。因此，通過漂洗能夠有效提高魚糜的品質。

3.1.1 漂洗介質對魚糜及其制品品質的影響

近些年來對魚糜漂洗工藝中漂洗液種類與組合的探究是國內外學者研究的熱點。Priyadarshini等[13]通過單次漂洗、常規漂洗、鹽堿液漂洗、CaCl2-NaCl溶液漂洗羅非魚，并通過拉曼光譜、測定二硫鍵含量、掃描電鏡、SDS-PAGE電泳等手段對羅非魚魚糜凝膠強度的變化進行分析，其結果發現鹽堿液漂洗得到的魚糜凝膠強度最好，常規漂洗次之，CaCl2-NaCl溶液和單次漂洗較差，未漂洗魚糜凝膠強度最差，這是因為常規洗滌去除部分原肌球蛋白、肌鈣蛋白和肌球蛋白輕鏈，而這些物質不參與魚糜凝膠網絡的形成[14]，且會干擾凝膠形成過程中蛋白質-蛋白質之間的相互作用，因此，未漂洗組凝膠強度最差。朱琳等[15]探究了8種漂洗液對淡水魚糜品質的影響，結果表明弱堿性和含有高價金屬離子如鈣離子的漂洗液效果最好，而過酸、過堿的漂洗液不利于凝膠網絡的形成，可能是由于弱堿處理使蛋白質部分變性，暴露了反應性基團[16]，從而改善了魚糜凝膠性能。Zhang Longteng等[17]研究了不同濃度的CaCl2和MgCl2溶液作為漂洗液漂洗鰱魚魚糜，結果發現用0.2%CaCl2漂洗液漂洗后魚糜凝膠強度最強，0.1%CaCl2漂洗液較強，0.2%MgCl2次之，0.1%MgCl2最差。產生該現象主要是由于內源性轉谷氨酰胺酶作用使肌球蛋白迅速聚集，而根據Yin T等[18]的研究結果表明轉谷氨酰胺酶具有鈣依賴性，并且鈣離子能夠降低肌球蛋白的熱穩定性，促使肌球蛋白凝膠形成[19]。

3.1.2 漂洗液比例、漂洗次數、漂洗時間對魚糜及其制品品質的影響

漂洗液比例越高、漂洗次數越多、時間越長，能更好地除去水溶性蛋白質、脂肪等阻礙魚糜凝膠形成的成分，使魚糜品質更好，但過多的漂洗會除去較多的水溶性營養物質，如維生素、氨基酸、無機鹽等，使魚糜的滋味和香味降低，而且過度的漂洗使魚糜制作過程中難以脫水，增加生產成本。唐淑瑋[20]研究了漂洗液種類、漂洗次數、漂洗時間對鱘魚魚糜品質的影響，經正交實驗，結果表明清水漂洗1次、0.25%鹽溶液漂洗1次、漂洗1 min得到的魚糜凝膠強度、白度與持水性最佳。

3.1.3 漂洗溫度對魚糜及其制品品質的影響

在漂洗過程中，不同品種的魚由于蛋白質性質的差異，熱穩定性不同，因此漂洗過程中最適宜的溫度也有差異，但漂洗液的溫度越高，越易于除去水溶性蛋白質和其他雜質，使魚肉中肌動球蛋白的含量增加，魚糜的彈性提高。但若漂洗液溫度過高，會導致肌原纖維蛋白的結構發生變化，反而降低魚糜的凝膠強度。王玉鳳等[21]研究了漂洗時間和漂洗溫度對鰱魚冷凍魚糜凝膠特性的影響，結果表明，在-2℃沖洗后的魚糜的凝膠和質地最好。陸海霞等[22]從漂洗水溫度和漂洗時間的角度考察了漂洗過程對秘魯魷魚魚糜凝膠特性的影響，研究發現當漂洗液的pH約為中性、漂洗溫度16℃時，秘魯魷魚的凝膠效果最好。

3.2 斬拌工藝對魚糜及其制品品質的影響

斬拌是魚糜加工過程中的關鍵工藝之一，指魚肉經斬拌成糊狀物后再加入鹽、淀粉等調味料攪拌均勻的過程，斬拌過程中主要包括不添加鹽斬拌、添加鹽斬拌、添加調味料斬拌三個步驟[23]。影響斬拌的主要因素是斬拌溫度、力度、時間及鹽濃度。

3.2.1 斬拌方式對魚糜及其制品品質的影響

馬瑤蘭等[24]研究了真空與常壓斬拌對魚糜品質的影響，結果發現，真空斬拌顯著提高了魚糜的破斷強度、持水性與透明度；張岑等[25]先將魚糜超聲波處理再進行斬拌，結果顯示經超聲波處理的魚糜肌原纖維蛋白溶出量增加，且超聲波處理與斬拌對魚糜的凝膠強度的提高具有協同作用，顯著提高了魚糜的品質。

3.2.2 斬拌時間對魚糜及其制品品質的影響

在斬拌過程中，若斬拌時間太短，使肌纖維組織未完全被破壞，引起蛋白質交聯程度差，空間三維網絡結構不穩定，導致魚糜制品質量較差；若時間過長，溫度過高又會導致肌球蛋白的高級結構發生變化而影響魚糜的凝膠特性[26]。Poowakanjana等[27]對阿拉斯加狹鱈、北太平洋牙鱈和金線魚生魚糜進行研究發現，生魚糜中鹽溶性蛋白質含量隨斬拌時間的延長呈現降低趨勢，可能的原因是隨著斬拌時間的延長，魚糜溫度升高，鹽溶性蛋白質在加工過程中受熱發生變性聚集，轉化成低溶解性的高分子量聚合物。張曉棟等[28]對影響羅非魚魚糜凝膠性能的加工工藝進行研究發現了相似的結果，隨著斬拌時間的增加，魚糜的凝膠強度呈先升高后降低趨勢。在斬拌時間為5 min時，凝膠強度達到最大值1 396.83 g·mm，繼續延長斬拌時間，凝膠強度下降。

3.2.3 斬拌溫度對魚糜及其制品品質的影響

Poowakanjana等[29]對阿拉斯加狹鱈、太平洋鱈魚和馬鮐魚在不同的斬拌溫度和時間下的流變特性和蛋白質結構進行研究，發現當斬拌溫度與魚生長溫度相近時得到的魚糜凝膠強度最強。而這種差異主要是由于不同魚的肌原纖維蛋白熱穩定性不同，而且魚的棲息溫度對其肌原纖維蛋白穩定性也有較大影響，魚棲息水溫越高，其蛋白熱穩定性越好[30]。焦道龍等[31]測定了白鰱生鮮魚糜不同斬拌溫度對其凝膠強度與保水性的影響，得到最適斬拌溫度為5～20℃。

3.2.4 斬拌過程中加鹽量對魚糜及其制品品質的影響

在傳統魚糜制作過程中人們會加入少量的食鹽以獲得品質更好的魚糜。Ishioroshi等[32]發現新鮮肌球蛋白懸浮液在0.2 mol/L KCl溶液中經熱誘導形成的肌球蛋白凝膠的網絡結構較在0.6 mol/L KCl溶液中的更為精細；Boyer等[33]報道了類似的結果，在低離子強度環境中，肌原纖維蛋白網絡的硬度較高。彭瑤[34]研究發現，加鹽量對羅非魚糜的凝膠強度影響很大，隨著含鹽量的增加，魚糕的凝膠強度顯著增加，在鹽添加量超過1.5%后，凝膠強度趨于降低。陳雅平等[35]研究了斬拌過程中加鹽量對高品質魚糜凝膠強度的影響，得到了與彭瑤[34]相似的結論。

3.3 食品添加劑對魚糜及其制品品質的影響

3.3.1 食品添加劑對魚糜及其制品凝膠性能的影響

食品添加劑可以改善魚糜制品的風味，增強肉質，并且降低成本，其種類包括酶、蛋白質和非蛋白質添加劑等。在魚糜的加工中，添加添加劑可以最大化加強魚糜的凝膠強度[36]。在魚糜的加工中，通常加入鹽、蛋白質、多糖、水溶膠等添加劑促進鹽溶蛋白的溶解，催化肌原纖維蛋白的交聯，并填充肌原纖維蛋白的網絡空間，使魚糜凝膠的結構更穩定[37]。

轉谷氨酰胺酶(TGase)是一種可以發生轉酰基反應的酶，能促使魚肉蛋白質間產生架橋重組作用。在魚肉中添加轉谷氨酰胺酶有利于提高魚糜的凝膠強度，其作用機制主要是轉谷氨酰胺酶可以催化谷氨酸殘基的γ-羧酰胺基和賴氨酸殘基的ε-氨基相互作用，在分子內部或分子之間產生ε-(γ-Glu)Lys的橋鍵，以形成交聯的蛋白質結構[38-39]。Hemung等[40]研究發現，添加TGase可以顯著提高魚糜的凝膠強度，但條件因魚種類而異。謝超等[41]研究發現，TGase可通過催化魚糜肌球蛋白重鏈的交聯反應來改善魚糜制品的凝膠特性，并可在TGase濃度為0.5%時制成凝膠強度比對照組高3倍的魚糜。陳瑜[42]發現了類似的結論，當TGase 添加量為0.4%時，魚糜凝膠強度達到最大值，而繼續添加TGase，凝膠強度反而降低，魚糜凝膠變得硬而脆。

蛋清、蛋白質和乳清等蛋白質添加劑可以增強魚糜凝膠特性，蛋清被證明對凝膠的生產最有利[43]，不同的蛋白質作用于魚糜凝膠的機制是不同的，一般認為卵白蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白對魚糜凝膠的改善效果主要通過其自身的凝膠化來實現[44]。動物血漿蛋白在凝膠上的改善主要是因為這些蛋白質可以抑制魚糜中的蛋白酶活性，避免蛋白質的降解。王冬妮等[45]研究添加不同種類的蛋白質添加劑(大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白、乳清蛋白、蛋清蛋白)對魷魚魚糜品質的影響，結果表明大豆分離蛋白、大豆濃縮蛋白與蛋清蛋白均能很好地改善魚糜的凝膠性能，而乳清蛋白對魷魚魚糜的凝膠性能無明顯改善效果，但由于大豆蛋白與乳清蛋白自身的顏色，使魚糜的白度值降低。

淀粉可用于提高魚糜產品的凝膠強度，增強保水性能，增加產量并降低成本。通常使用的是玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉。淀粉本身的功能性質會影響添加效果，影響魚糜的凝膠特性主要取決于淀粉粒徑和支鏈淀粉含量等因素[46]。Kong Wenjun等[47]研究了改性淀粉對阿拉斯加鱈魚魚糜品質的影響，結果發現交聯的羥丙基木薯淀粉和交聯的乙酰基木薯淀粉能夠明顯改善魚糜的凝膠強度、白度和持水性。柳麗寧等[48]探究了糯玉米淀粉、馬鈴薯淀粉與變性淀粉對魚糜品質的影響，結果發現糯玉米淀粉未能有效改善玉米的凝膠性能，而馬鈴薯淀粉與改性淀粉使魚糜的凝膠網絡更加致密，提高了魚糜的凝膠強度。

3.3.2 食品添加劑對魚糜及其制品保水性的影響

磷酸鹽是肉類加工中不可或缺的品質改良劑，其中使用最廣泛的是多聚磷酸鹽。由于各種磷酸鹽的協同作用，復合磷酸鹽有保持水分、顏色和穩定性以及充當調味料的作用，可以使產品結構穩定[49]。盛金鳳等[50]研究了磷酸鹽對羅非魚魚糜凝膠特性的影響，結果發現，添加不同量的三聚磷酸鹽、焦磷酸鹽和六偏磷酸鹽可以增加羅非魚魚糜的白度和保水性。趙文亞等[51]探究了復合磷酸鹽對烏鱧魚糜凝膠強度的影響，結果表明當添加0.15%三聚磷酸鈉、0.20%焦磷酸鈉、0.10%六偏磷酸鈉時，制得的魚糜凝膠強度最好。

海藻酸鈉、乳酸鈉和檸檬酸鈉是安全的食品添加劑，主要用于改善肉制品的保水性。李莎莎等[52]研究了添加檸檬酸鈉和乳酸鈉對冷凍魚糜保水性的影響，結果表明，添加檸檬酸鈉、乳酸鈉和兩者的混合物均可以有效提高冷凍魚糜的保水性，且添加混合物的效果優于單獨的乳酸鈉或檸檬酸鈉。王其東等[53]以銅藻為主要原料提取海藻酸鈉，并將其與磷酸鹽和谷氨酰胺轉氨酶混合后研制出新型的鲅魚保水劑，研究結果表明海藻酸鈉和磷酸鹽組成的復合保水劑具有良好的保水效果。葉川[54]研究了角叉菜膠對低鹽白鰱魚凝膠特性的影響，添加角叉菜膠和鹽可以提高魚糜的凝膠強度和保水能力。

3.3.3 食品添加劑對魚糜及其制品抗凍性的影響

魚糜主要以冷凍魚糜形式出現，但隨著冷凍貯藏期的延長，魚糜蛋白易發生冷凍變性，最為有效的防止方法是添加食品添加劑。目前，糖類與磷酸鹽是抗凍劑主要的組成成分。

蘇趙等[55]研究了海藻糖對草魚魚糜冷凍品質的影響，結果表明，海藻糖在冷凍期可有效保護草魚魚糜蛋白，延緩鹽溶蛋白的損失，添加6%的海藻糖使草魚魚糜蛋白變性最小，冷凍6個月后凝膠強度仍能達到AA級。王寧等[56]研究了海藻糖、山梨糖醇與檸檬酸鈉對大黃花魚肌原纖維蛋白的抗凍變性的影響，結果表明三者的混合對大黃花魚肌原蛋白抗冷凍變性效果優于其單獨使用，能夠有效抑制蛋白質降解。

張文婷等[57]探究了三聚磷酸鹽對羅非魚魚糜抗凍性能的影響，結果發現經過三聚磷酸鹽處理后，魚糜中鹽溶性蛋白損失明顯減少，減輕了魚糜的液滴損失，對羅非魚魚糜蛋白質的冷凍變性有明顯的保護作用。

菊粉是一種可溶性的膳食纖維，作為食品和營養的增補劑，被用于各種食品中，具有改善質構、減少熱量等作用，而且在凍藏過程中起到穩定蛋白質構象的作用，減少冰晶生成。儀淑敏等[58]研究了菊粉對鰱魚魚糜的抗凍效果，結果表明，菊粉可以顯著抑制鰱魚糜肌原纖維蛋白的冷凍變性，可作為一種低熱、低甜度的新型抗凍劑。

3.4 加熱條件對魚糜及其制品品質的影響

加熱對魚糜制品的品質有著重要影響，在魚糜加熱期間，蛋白質分子鏈展開并且疏水基團暴露，使魚糜蛋白的構象發生了變化，蛋白質被重新連接形成聚集體[59]。魚糜凝膠的形成過程主要分為三個階段：低于50℃凝膠階段，肌原纖維蛋白在鹽的作用下溶解形成分散的網絡結構，成為凝膠；在50～70℃時，凝膠降解，凝膠形成的網絡結構逐漸破裂，主要是因為該溫度范圍是內源性蛋白酶適宜作用溫度，導致肌原纖維蛋白被大量降解，魚糜的凝膠特性降低；當溫度達到70℃以上時，凝膠進入魚糕化階段，凝膠變得有序且不透明，凝膠強度顯著增加。

3.4.1 加熱方式對魚糜及其制品品質的影響

Lei Ji等[60]比較了水浴加熱和微波加熱對魚糜品質的影響，其結果表明當微波加熱時間達到10 min時，魚糜的凝膠強度、持水性均優于水浴加熱組，且魚糜凝膠網絡較為致密，結構較穩定。胡飛華等[61]研究了魚糜在熱處理之前進行超高壓處理，其凝膠強度為未超高壓處理的2.2倍，但魚糜經熱處理后再進行超高壓處理，魚糜凝膠網絡被破壞，凝膠強度變差；李斌等[62]研究了超聲波輔助熱處理對鰱魚凝膠性能的影響，表明在一定溫度范圍內使用超聲波輔助使魚糜凝膠的微觀結構更加致密穩定，提高了魚糜的持水性與凝膠強度。

3.4.2 加熱溫度對魚糜及其品質的影響

馮雪平[63]研究了熱處理溫度對鰱肌球蛋白結構和凝膠水分的影響，通過掃描電子顯微鏡，觀察到肌球蛋白在40℃以下沒有形成明顯的三維網絡結構；50℃時，局部形成粗糙和不緊湊網孔結構，隨著溫度繼續上升，逐漸形成緊湊、網孔分布均勻的凝膠結構；當溫度超過70℃時，蛋白質螺旋結構繼續展開，內部不規則的折疊結構逐漸形成，蛋白質之間的相互連接進一步形成穩定的凝膠網絡結構。王希希等[64]研究了加熱條件對鰱魚魚糜品質的影響，結果表明二段式水浴加熱(40℃加熱60 min+85℃加熱30 min)制備的魚糜凝膠較為理想。

4 結論與展望

綜上所述，魚糜制品品質的優劣與原料來源及加工方式密切相關，在生產過程中將真空、超高壓、微波等食品加工高新技術與漂洗、斬拌、加熱等傳統工藝相結合，不斷優化其制作參數，這不僅可以大幅度改善魚糜的品質，而且提高了魚糜的綜合利用率。但超高壓、微波等高新技術產業化生產設備投入較大，大多處于實驗室階段，規模化生產經驗較少，因此，將新技術與傳統工藝相結合改善魚糜品質已成為當下的研究熱點。除此以外，隨著魚糜原料種類越來越豐富，結合新技術，開發魚糜新產品，可作為今后魚糜制品進一步發展的研究方向。