不同外源物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜熱誘導(dǎo)凝膠特性增效作用的研究進(jìn)展

葉月華，錢(qián)敏,2，劉曉艷,2*，白衛(wèi)東,2，趙文紅,2，潘振輝

1(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣東 廣州，510225)2(現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院，廣東 廣州，510225) 3(廣州酒家集團(tuán)利口福食品有限公司，廣東 廣州，511442)

淡水魚(yú)資源在我國(guó)尤為豐富，其中鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、草魚(yú)、鯉魚(yú)是典型代表(約占88.5%)。絕大多數(shù)淡水魚(yú)糜的內(nèi)源性蛋白酶含量遠(yuǎn)高于海水魚(yú)，其肌肉蛋白不僅抗凍能力較差,易發(fā)生冷凍變性，加工過(guò)程中還存在凝膠劣化、彈性不足等缺點(diǎn)，因此需要加入合適的外源物質(zhì)對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行改良，降低加工成本的同時(shí)提高淡水魚(yú)糜的凝膠特性，如酶類蛋白質(zhì)、非酶類蛋白質(zhì)、淀粉類、非淀粉多糖類及其他天然產(chǎn)物等[1]。我國(guó)研究淡水魚(yú)居多，國(guó)外研究則超過(guò)90%以海水魚(yú)為主；但目前國(guó)內(nèi)淡水魚(yú)糜制品生產(chǎn)規(guī)模還不大、品種也較為單一，對(duì)其深加工的發(fā)展前景是大勢(shì)所趨，如何更好地改善淡水魚(yú)糜凝膠形成能力仍是目前開(kāi)發(fā)高品質(zhì)淡水魚(yú)糜制品、提高淡水魚(yú)加工深度和廣度所需解決的首要問(wèn)題，這將會(huì)推動(dòng)我國(guó)淡水漁業(yè)繁榮興盛，使其資源得以物盡所值，對(duì)合理利用大宗淡水魚(yú)資源意義深遠(yuǎn)[2]。因此本文主要綜述了淡水魚(yú)糜凝膠形成及劣化的機(jī)理，通過(guò)添加蛋白類、淀粉類、非淀粉多糖類及其他天然產(chǎn)物等外源物質(zhì)改善淡水魚(yú)糜及其制品凝膠性能的研究進(jìn)展，旨在為開(kāi)拓各式各樣的凝膠增強(qiáng)劑，并對(duì)其后續(xù)復(fù)合互作提高淡水魚(yú)糜凝膠特性提供更多參考。

1 淡水魚(yú)糜及其制品的概述

魚(yú)糜制品是水產(chǎn)品加工程度較高的產(chǎn)品之一，2010年以來(lái)我國(guó)水產(chǎn)加工品總量增長(zhǎng)32.95%，而魚(yú)糜制品生產(chǎn)量則增加44.91%。當(dāng)今，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)魚(yú)糜及魚(yú)糜制品的主要消費(fèi)方式是作為火鍋料，食用方式較為單一，中低端產(chǎn)品銷量較大、高端產(chǎn)品銷量低。隨著魚(yú)糜制品需求逐年增長(zhǎng)，冷凍魚(yú)糜的需求量不斷增加，但作為冷凍魚(yú)糜生產(chǎn)原料的海水魚(yú)產(chǎn)量不足，因此淡水魚(yú)已成為我國(guó)魚(yú)糜制品生產(chǎn)的重要原料。

通常將新鮮淡水魚(yú)經(jīng)清洗(洗魚(yú)、除磷)、采肉、漂洗(2～3次)、脫水(水分控制在78%～82%)、精濾(去除細(xì)筋、刺)等一系列操作加工后得到肌肉蛋白濃縮物，并加入適量抗凍劑，能在-18 ℃低溫下較長(zhǎng)時(shí)間貯藏的產(chǎn)品為冷凍淡水魚(yú)糜；冷凍魚(yú)糜解凍后，先空斬，再加入食鹽及其他添加劑進(jìn)行鹽斬和調(diào)味斬，形成魚(yú)溶膠后并對(duì)其進(jìn)行熱誘導(dǎo)，冷卻后形成富有彈性且具有獨(dú)特風(fēng)味的膠狀食品為魚(yú)糜制品[3]，其中典型傳統(tǒng)代表有魚(yú)糕、魚(yú)腸和魚(yú)板等[4]。冷凍魚(yú)糜制品不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、各種礦物質(zhì)及微量元素如鈣、磷、鐵等，而且易消化吸收，具有較高的市場(chǎng)占有率。通常評(píng)定淡水魚(yú)糜品質(zhì)的指標(biāo)有凝膠強(qiáng)度、全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis，TPA)、持水性、白度、流變學(xué)特性、熱變性等，其中TPA、凝膠強(qiáng)度及持水性常作為魚(yú)糜凝膠特性的首要衡量指標(biāo)[5]。淡水魚(yú)糜在凝膠形成過(guò)程中，內(nèi)源性蛋白酶會(huì)隨著溫度升高而增強(qiáng)代謝，導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生降解，不足以形成良好的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散，持水能力弱，凝膠強(qiáng)度低等問(wèn)題，故淡水魚(yú)魚(yú)糜凝膠特性不如鹽溶性蛋白含量高的海水魚(yú)魚(yú)糜[6]。重組魚(yú)糜制品是當(dāng)下水產(chǎn)品加工領(lǐng)域研究的重點(diǎn)及熱點(diǎn)，尤其是通過(guò)添加外源物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)淡水魚(yú)糜制品的機(jī)械性質(zhì)和功能性質(zhì)而獲得新的產(chǎn)品類型，具有很高的研究潛力[7]。

2 淡水魚(yú)糜凝膠的形成過(guò)程及凝膠機(jī)理

2.1 淡水魚(yú)糜凝膠的形成過(guò)程

淡水魚(yú)糜體內(nèi)含有的內(nèi)源性谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(transglutaminase,TGase)和組織蛋白酶分別通過(guò)肌球蛋白的共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)、蛋白質(zhì)肽鏈的水解作用來(lái)影響其凝膠的形成。傳統(tǒng)淡水魚(yú)糜制品的生產(chǎn)一般采用熱誘導(dǎo)魚(yú)糜形成凝膠，通過(guò)控溫提高產(chǎn)品品質(zhì)；在這過(guò)程中，魚(yú)糜蛋白形成凝膠的過(guò)程主要有3個(gè)階段，分別是凝膠化、凝膠劣化和魚(yú)糕化[8]。

(1)凝膠化：淡水魚(yú)肉需經(jīng)過(guò)清水和低濃度鹽水漂洗，溶出阻礙凝膠形成的水溶性肌漿蛋白；在斬拌過(guò)程中，通過(guò)加入食鹽充分溶出屬于鹽溶性蛋白的肌原纖維蛋白，原因在于魚(yú)肉蛋白的主要組成成分為肌原纖維蛋白、肌漿蛋白、基質(zhì)蛋白[9]，其中肌原纖維蛋白是形成魚(yú)糜凝膠的關(guān)鍵蛋白，其主要由肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白構(gòu)成，在此過(guò)程中二者由于鹽溶作用而溶解，發(fā)生水化作用并聚合成肌動(dòng)球蛋白——溶膠體(可塑性及黏性強(qiáng))。將斬拌好的魚(yú)糜置于≤40 ℃下熱處理一定時(shí)長(zhǎng)，其蛋白構(gòu)象將會(huì)發(fā)生松散，分子間作用力也隨之產(chǎn)生架橋形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，自由水被封鎖在網(wǎng)眼中不能流動(dòng)，從而形成了失去可塑性和黏性，但具有彈性的凝膠狀物——凝膠體。其主要依靠疏水相互作用和二硫鍵，逐漸形成疏松的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，淡水魚(yú)糜蛋白從溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生彈性的凝膠狀態(tài)[10]。

(2)凝膠劣化：魚(yú)糜凝膠劣化現(xiàn)象普遍存在于淡水魚(yú)糜的加工過(guò)程中，它會(huì)影響制品的凝膠特性，降低其品質(zhì)。當(dāng)?shù)~(yú)糜處于50～80 ℃時(shí)，其內(nèi)源性蛋白酶活性會(huì)被激活，從而水解肌球蛋白，致使凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂現(xiàn)象[11]。

(3)魚(yú)糕化：當(dāng)?shù)~(yú)糜避開(kāi)凝膠劣化溫度帶加熱時(shí)，會(huì)逐漸抑制魚(yú)肉中的內(nèi)源性組織蛋白酶活性，魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)隨之變得穩(wěn)定、非透明且緊密有序，是不可逆的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度也顯著增加，逐漸形成具有彈性的魚(yú)糜產(chǎn)品[12]。因此傳統(tǒng)淡水魚(yú)糜制品的生產(chǎn)一般采用二段式加熱(通常為 40 ℃ 加熱 1 h，90 ℃ 加熱 30 min)誘導(dǎo)魚(yú)糜形成凝膠，通過(guò)控制溫度提高產(chǎn)品的品質(zhì)，這樣制備出的魚(yú)糜制品的品質(zhì)顯然高于一段加熱制備的產(chǎn)品[13]。

綜上所述，要想得到彈性好的淡水魚(yú)糜熱誘導(dǎo)凝膠，就需要保證其充分凝膠化且快速通過(guò)凝膠劣化溫度帶[14]。

2.2 淡水魚(yú)糜凝膠的形成機(jī)理

淡水魚(yú)肉中的鹽溶性肌原纖維蛋白約占總蛋白含量的60%，由“Y”型結(jié)構(gòu)的肌球蛋白、原肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌動(dòng)球蛋白等多種成分構(gòu)成。魚(yú)糜凝膠的形成過(guò)程與肌原纖維蛋白緊密相關(guān)，其中與肌球蛋白(約占肌原纖維蛋白的 55%～60%)的關(guān)系最為密切[15]。

由于淡水魚(yú)種不同，其肌球蛋白的含量和肌原纖維蛋白的熱穩(wěn)定性也會(huì)截然不同，因此魚(yú)糜的品質(zhì)也會(huì)受其影響而出現(xiàn)一定的差距。當(dāng)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白在解離時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)肌球蛋白重鏈發(fā)生聚合和降解,蛋白空間構(gòu)象隨之發(fā)生變化。其中肌球蛋白的 α-螺旋結(jié)構(gòu)在凝膠化階段中逐漸解開(kāi)，肌原纖維蛋白中疏水作用力和二硫鍵的變化是最主要的因素，在凝膠形成過(guò)程中二者含量增加均有利于形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠獲得凝膠特性更為優(yōu)質(zhì)的淡水魚(yú)糜制品，從而更好地滿足消費(fèi)者需求[16]。

3 添加不同外源物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)魚(yú)糜及其制品 的影響

外源添加物對(duì)淡水魚(yú)糜及其制品的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，無(wú)論從質(zhì)地、口感、營(yíng)養(yǎng)等方面來(lái)說(shuō)都是不可或缺的，主要有TGase、動(dòng)植物蛋白、淀粉、親水膠體及其他天然產(chǎn)物。

3.1 蛋白類

用于改善淡水魚(yú)糜凝膠的外源蛋白類物質(zhì)主要分為2種：一種是酶類蛋白，最常用的是TGase，這是一種可以催化轉(zhuǎn)酰基反應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶，其可促使蛋白分子之間或蛋白分子內(nèi)形成ε-(γ-谷胺酰基)-賴氨酸非二硫共價(jià)鍵，從而提高其凝膠特性[17]；另一種是非酶類蛋白，又可分為植物蛋白和動(dòng)物蛋白兩大類，其促進(jìn)淡水魚(yú)糜凝膠特性主要有兩方面的原因：一是其可通過(guò)自身的凝膠作用來(lái)增強(qiáng)魚(yú)糜的凝膠特性[18]，如大豆分離蛋白、大米蛋白、面筋蛋白等；二是其含有抑制內(nèi)源蛋白酶活性的成分，降低對(duì)蛋白的降解作用，從而提高其凝膠性能[19]，如動(dòng)物血漿蛋白、卵清蛋白等。

3.1.1 酶類蛋白

由于魚(yú)肉蛋白在低溫下的凝膠作用與內(nèi)源TGase的機(jī)能有關(guān)，多項(xiàng)研究也已證實(shí)其對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠特性產(chǎn)生一定的正面影響。鰱魚(yú)中的內(nèi)源性TGase的比活力為126.7 U/mg[20]，而鳙魚(yú)中的內(nèi)源性TGase的比活力為5.59 U/mg[21]，說(shuō)明不同淡水魚(yú)種的內(nèi)源性TGase 活性是不一樣的。雖然淡水魚(yú)肉自身含有TGase，但魚(yú)類內(nèi)源性的TGase含量微乎其微，因此可通過(guò)添加外源TGase和微生物來(lái)源的 TGase(microbial TGase，MTGase)來(lái)提高淡水魚(yú)糜制品的品質(zhì)[22]，具體相關(guān)指標(biāo)參考值可見(jiàn)表1。嚴(yán)菁[23]通過(guò)優(yōu)化MTGase的作用溫度、作用時(shí)間、添加量和pH值條件后，并將其分別加入至鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、草魚(yú)和鯽魚(yú)中，發(fā)現(xiàn)魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度均顯著增強(qiáng)。另有賈雅[24]通過(guò)研究TGase的反應(yīng)溫度(10 ℃)和添加量(0.5%)對(duì)新鮮或冷凍脆性白鰱魚(yú)糜制品的TPA、凝膠強(qiáng)度等指標(biāo)均有顯著影響，組織結(jié)構(gòu)較為致密，蛋白溶解度最小，失水率差異不大。綜上，TGase可增強(qiáng)淡水魚(yú)糜的保水性，充分形成ε-(γ-Gln)-Lys共價(jià)鍵是魚(yú)糜制品口感變得脆爽的根本原因。

表1 熱誘導(dǎo)淡水魚(yú)糜在添加酶類蛋白過(guò)程中凝膠特性的變化Table 1 Changes in gel properties of thermal-induced fresh water fish surimi during the addition of enzymatic proteins

脂肪酶(三酰基甘油酰基水解酶)作為一種生物催化劑, 天然作用底物為三酰基甘油酯, 水解后釋放出甘油、甘油單酯或二酯以及游離脂肪酸，在參與反應(yīng)的同時(shí)不會(huì)對(duì)其他成分造成不利影響, 因此脂肪酶適用于富含脂肪的淡水魚(yú)糜加工中, 以提高其凝膠性能[25]。比如淡水魚(yú)種的革胡子鯰魚(yú)中含有大量的脂肪會(huì)干預(yù)凝膠的形成, 破壞蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 降低產(chǎn)品品質(zhì)，由它制備得到的魚(yú)糜制品品質(zhì)一般比不上一些淡水低脂魚(yú)類[26]。蘇瑞華[27]對(duì)高脂魚(yú)種的鯰魚(yú)(脂肪含量>5%)添加脂肪酶后發(fā)現(xiàn)，魚(yú)糜凝膠蛋白在其作用下充分展開(kāi)，經(jīng)氧化作用進(jìn)一步交聯(lián)聚集，形成更多的二硫鍵得以穩(wěn)定蛋白凝膠結(jié)構(gòu)。另外，研究還從十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳中分析出肌球蛋白重鏈條帶變淺，可能是由于肌原纖維蛋白經(jīng)歷初期的充分展開(kāi)后又在加熱和脂肪氧化的影響下發(fā)生氧化，再進(jìn)一步交聯(lián)、聚集；同時(shí)觀察到經(jīng)脂肪酶處理的樣品結(jié)構(gòu)相對(duì)更致密有序。

3.1.2 非酶類蛋白

目前有大豆分離蛋白(soy protein ioslate,SPI)、活性谷蛋白、小麥蛋白、卵清蛋白、谷朊粉、菜籽蛋白和一些動(dòng)物血漿蛋白(如羊血漿蛋白、豬血漿蛋白)等對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠特性進(jìn)行相關(guān)研究，具體相關(guān)指標(biāo)參考值可見(jiàn)表2。

表2 熱誘導(dǎo)淡水魚(yú)糜在添加非酶類蛋白過(guò)程中凝膠特性的變化Table 2 Changes in gel properties of thermal-induced fresh water fish surimi during the addition of non-enzymatic proteins

其中SPI是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，其不僅營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，而且含有人類所需的必須氨基酸，在有效降低飽和脂肪酸和膽固醇的同時(shí)，還能改善淡水魚(yú)糜凝膠品質(zhì)，對(duì)淡水魚(yú)糜的水分含量有一定的保護(hù)作用。徐毅[28]發(fā)現(xiàn)添加3%的SPI可顯著提升泥鰍魚(yú)糜凝膠的彈性和硬度，并且此時(shí)的保水性達(dá)到最佳值，控制蒸煮損失的效果比較好，白度值也最大。早有研究發(fā)現(xiàn)，菜籽蛋白自身的吸水性質(zhì)能夠截留住魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)中更多的水分，彭晶[30]從菜籽粕中提取菜籽蛋白，并按1.5%添加至白鰱魚(yú)糜凝膠中，發(fā)現(xiàn)樣品的凝膠強(qiáng)度、硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性與持水度最佳，此時(shí)魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是變得致密且均勻，但過(guò)多會(huì)稀釋肌球蛋白重鏈的濃度,還會(huì)阻礙肌原纖維蛋白之間的交聯(lián)。

此外，還有研究學(xué)者通過(guò)分析魚(yú)糜凝膠溶解率后證明動(dòng)物血漿蛋白是通過(guò)形成非二硫共價(jià)鍵來(lái)促使淡水魚(yú)糜形成更可靠的3D網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)。如李景敏等[32]和雷雨[33]分別研究羊血漿蛋白和豬血漿蛋白對(duì)鰱魚(yú)魚(yú)糜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)二者均有助于提高 ε-(γ-Glu)-Lys含量及凝膠化程度，有效提升硬度、咀嚼性、凝膠強(qiáng)度及持水性等方面指標(biāo)。

3.2 淀粉對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠及其制品的影響

淀粉是一種至關(guān)重要的輔料，在淡水魚(yú)糜制品中添加淀粉不但能降低生產(chǎn)成本，還能顯著改善其凝膠特性，但不同種類的淀粉對(duì)淡水魚(yú)糜的作用效果也各異，具體相關(guān)指標(biāo)參考值見(jiàn)表3。

表3 熱誘導(dǎo)淡水魚(yú)糜在添加淀粉過(guò)程中凝膠特性的變化Table 3 Changes in gel properties of thermal-induced fresh water fish surimi during the addition of starch

3.2.1 天然淀粉類

天然淀粉是淡水魚(yú)糜制品生產(chǎn)中最常添加的填充劑，如：馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、紅薯淀粉、木薯淀粉等。由于淀粉在淡水魚(yú)糜加熱過(guò)程中遇熱會(huì)吸水膨脹進(jìn)而發(fā)生糊化作用，糊化后的淀粉顆粒可以填充在魚(yú)糜凝膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，膨脹的淀粉顆粒會(huì)增加彼此間的作用力，從而能充分改善制品的凝膠特性，使其組織結(jié)構(gòu)更加緊密[36]。

有研究表明，馬鈴薯淀粉中含有內(nèi)源性蛋白抑制劑，可以與魚(yú)肉蛋白酶爭(zhēng)奪活性位點(diǎn)，使蛋白酶失去活性，從而減少魚(yú)肉蛋白發(fā)生自溶現(xiàn)象，提高淡水魚(yú)糜制品的彈性[37]；施珍珍等[34]發(fā)現(xiàn)馬鈴薯淀粉和玉米淀粉都能明顯提高白鰱魚(yú)糜的硬度、膠著性和咀嚼性3種質(zhì)構(gòu)性能，相比于玉米淀粉，6%的馬鈴薯淀粉對(duì)改善樣品的TPA最佳，有效促進(jìn)白鰱魚(yú)糜凝膠的形成能力；馬鈴薯淀粉比玉米淀粉對(duì)白鰱魚(yú)糜的保水性更好，原因可能是馬鈴薯淀粉中支鏈淀粉含量(17%)及顆粒度(約40 μm)均高于玉米淀粉中的支鏈淀粉含量(11%)及顆粒度(約15 μm)。

3.2.2 改性淀粉類

考慮到原淀粉容易發(fā)生老化回生，可通過(guò)物理、化學(xué)或酶法處理來(lái)改變淀粉天然特性，使其擁有較好的持水、凝膠形成及膨脹能力，溶解率較小的變性淀粉可能更有利于促進(jìn)淡水魚(yú)糜凝膠的形成[38]。常用于淡水魚(yú)糜的變性淀粉有羥丙基淀粉、交聯(lián)淀粉、醋酸酯淀粉等。

王玉鳳[29]發(fā)現(xiàn)羥丙基化淀粉對(duì)白鰱魚(yú)糜的效果最好，其次是交聯(lián)酯化淀粉，醋酸酯化淀粉，最后是普通淀粉；主要是由于各類改性淀粉中支鏈淀粉相對(duì)含量的增加程度不一，而支鏈淀粉對(duì)淀粉顆粒的膨脹起到促進(jìn)效果。吳雪微[35]發(fā)現(xiàn)隨著馬鈴薯羥丙基二淀粉磷酸酯濃度的增加，白鰱魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度、硬度和彈性均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)濃度為2%時(shí)各方面指標(biāo)的改善效果較好。米紅波等[39]發(fā)現(xiàn)添加2%木薯羥丙基淀粉對(duì)白鰱魚(yú)糜凝膠持水性的增強(qiáng)效果最好，這可能是由以下原因造成：(1)羥丙基可破壞分子內(nèi)和分子間氫鍵，使原淀粉與水的結(jié)合能力增強(qiáng)；(2)羥丙基基團(tuán)有助于產(chǎn)生分子間和分子內(nèi)的排斥作用，提高淀粉的伸展性，使淀粉顆粒能維持更多水分。

3.3 非淀粉多糖類物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠特性的影響

親水膠體是一類由多糖或蛋白質(zhì)組成的大分子物質(zhì)，絕大多數(shù)能與魚(yú)類肌肉蛋白相兼容，主要關(guān)乎淡水魚(yú)糜的持水力，通常不會(huì)顯著影響其色澤；其次是它們具有膳食纖維，貼切當(dāng)今消費(fèi)者們追求的健康飲食理念，是改善淡水魚(yú)糜凝膠物性的良好選擇[40]。由于膠體來(lái)源不同，所擁有的活性基團(tuán)和膠體結(jié)構(gòu)大不相同，具體凝膠效果因其種類而異。常用于淡水魚(yú)糜制品中的親水膠體有卡拉膠、明膠、魔芋膠、黃原膠、可得然膠等，具體相關(guān)指標(biāo)參考值見(jiàn)表4。

表4 熱誘導(dǎo)淡水魚(yú)糜在添加親水膠體過(guò)程中凝膠特性的變化Table 4 Changes in gel properties of thermal-induced fresh water fish surimi during the addition of hydrocolloid

卡拉膠分子含有較多的強(qiáng)陰離子性硫酸酯基團(tuán)，通過(guò)氫鍵將凝膠體系內(nèi)部和外部的游離水結(jié)合，并將其轉(zhuǎn)化為不易流動(dòng)水滯留在凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。王玉鳳[29]闡述了鰱魚(yú)魚(yú)肉蛋白中含有能夠催化卡拉膠發(fā)生脫乙酰基反應(yīng)的活性基團(tuán)，因此0.2%的卡拉膠對(duì)提高生鮮和冷凍鰱魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度很有效果，而且TPA指標(biāo)也較好；瓜爾膠則次之。蘭冬梅[41也同樣發(fā)現(xiàn)0.6%和0.8%的卡拉膠對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)糜凝膠的整體增強(qiáng)效果極為顯著，其次是黃原膠和褐藻膠；此外，黃原膠表現(xiàn)為對(duì)樣品的白度明顯增大。但王聰[43]卻發(fā)現(xiàn)添加黃原膠會(huì)對(duì)白鰱魚(yú)糜制品凝膠強(qiáng)度產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)面影響，而0.4%的可得然膠對(duì)其凝膠強(qiáng)度和持水性的增強(qiáng)效果最好，具有較好的保水性，能夠束縛存在魚(yú)糜蛋白凝膠中的部分游離水；其次是0.2%的卡拉膠和0.1%的明膠。除此之外，刺槐豆膠也可與水分子之間形成氫鍵，從而結(jié)合大量水，在一定程度上有效改善樣品的持水性，吳雪微[35]發(fā)現(xiàn)白鰱魚(yú)糜的凝膠強(qiáng)度和彈性會(huì)隨刺槐豆膠濃度的增加而呈先上升后下降趨勢(shì)，硬度呈上升趨勢(shì)，在0.5%時(shí)保水效果較為明顯，對(duì)白度影響不大，結(jié)合感官評(píng)價(jià)后，研究認(rèn)為選取1.0%濃度最合適。

由于魔芋膠自身能形成結(jié)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)又與魚(yú)糜蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交織，可束縛更多的水分。魏小紅[44]曾制備6種不同脫乙酰度的魔芋膠(deacetyation of koniac-gum,DK)，DK4號(hào)(45.36%)的白鰱魚(yú)魚(yú)糜凝膠的硬度和咀嚼性均達(dá)到最大值；DK2號(hào)(26.30%)時(shí)樣品的彈性最好，蒸煮損失率最低，魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度可達(dá)81.65 mJ，與空白組的32.07 mJ相比得到了顯著提高；白度值總體變化較小。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同添加量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的海藻酸鈉可以提高白鰱魚(yú)魚(yú)糜凝膠的黏附性和內(nèi)聚性，適量的海藻酸鈉(0.3%)可以有效降低白鰱魚(yú)魚(yú)糜的蒸煮損失率；由此說(shuō)明，海藻酸鈉能促進(jìn)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，截留水分，從而提高魚(yú)糜凝膠的持水性能。還有研究表明，魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)脫去乙酰基后，分子纏繞力度加強(qiáng)，凝膠結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)固，影響蛋白變性匯集形成凝膠網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程，從而導(dǎo)致魚(yú)糜蛋白凝膠速率的變化，于加美[45]通過(guò)制備2種不同脫乙酰度魔芋葡甘聚糖(63.29%的DKGM1、94.50%的DKGM2)改善鰱魚(yú)糜的凝膠特性，發(fā)現(xiàn)DKGM比KGM更能提高鰱魚(yú)糜蛋白凝膠速率，其中DKGM1最有利于魚(yú)糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。近幾年也不乏將殼聚糖加入淡水魚(yú)糜以提高其凝膠強(qiáng)度的報(bào)道，主要由D-氨基葡萄糖組成的陽(yáng)離子堿性多糖聚合物——?dú)ぞ厶桥c水分子作用后具有黏度，可提高魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度，張茜[46]分析不同DD、分子質(zhì)量和添加量的殼聚糖對(duì)白鰱魚(yú)糜質(zhì)構(gòu)的影響；結(jié)果表明當(dāng)添加粘均分子質(zhì)量(64%)的殼聚糖時(shí)，其凝膠強(qiáng)度、硬度值最高，持水性也得到明顯改善，對(duì)樣品的白度無(wú)明顯變化。

此外，還有研究發(fā)現(xiàn)不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber，IDF)對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的作用方式可能有兩類：(1)IDF自身的吸水溶脹性可形成蜂窩結(jié)構(gòu)，能起到支撐蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用；(2)通過(guò)奪取蛋白質(zhì)的水分，間接增加蛋白濃度，可有效聚集魚(yú)糜肌原纖維蛋白。孟爽爽[47]提取麩皮中的膳食纖維后將不同粒度的IDF和不同溶解度的膳食纖維分別添加入冷凍白鰱魚(yú)糜凝膠中，結(jié)果表明85 μm的IDF(≤2%)會(huì)使周圍蛋白質(zhì)濃度及內(nèi)源性TG酶的含量增加，從而增加了體系中非二硫共價(jià)鍵的含量,但≥3%濃度時(shí)，蛋白會(huì)被稀釋，阻礙了非二硫共價(jià)鍵的形成。

3.4 其他物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠特性的影響

當(dāng)前，利用低飽和脂肪酸和低膽固醇的植物油取代豬油來(lái)強(qiáng)化淡水魚(yú)糜制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、質(zhì)地、口感、色澤等將越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。米紅波等[48]發(fā)現(xiàn)3%大豆油、3%亞麻籽油和3%紫蘇籽油對(duì)草魚(yú)魚(yú)糜凝膠的品質(zhì)具有顯著性影響，從表5可看出紫蘇籽油的添加效果最佳。

表5 熱誘導(dǎo)淡水魚(yú)糜在添加其他物質(zhì)過(guò)程中凝膠特性的變化Table 5 Changes in gel properties of thermal-induced fresh water fish surimi during the addition of other substances

兒茶素是鮮茶葉中多酚類物質(zhì)的重要組分(約占80%)，魏小紅[44]發(fā)現(xiàn)添加較低濃度(0.05%)的兒茶素有利于生鮮白鰱魚(yú)的黏彈性；由于其結(jié)構(gòu)中含有較多的羥基和羰基，可以與蛋白質(zhì)交聯(lián)形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此有部分研究將其用作凝膠增強(qiáng)劑來(lái)改善魚(yú)糜的凝膠特性。

3.5 復(fù)配物互作對(duì)淡水魚(yú)糜凝膠特性的影響

在淡水魚(yú)糜制品加工中，單純添加大量淀粉難免增加產(chǎn)品的粉質(zhì)口感，而單純添加大量親水膠體也可能會(huì)使產(chǎn)品凝膠過(guò)強(qiáng)易脆、彈性差，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此將淀粉與親水膠體按一定比例復(fù)配可以充分發(fā)揮淀粉和膠的協(xié)同增效作用，從而擴(kuò)大其使用范圍和成效。目前有王聰[43]通過(guò)利用響應(yīng)面軟件對(duì)羥丙基淀粉、可得然膠和卡拉膠三者之間的交互作用進(jìn)行優(yōu)化，得出三者的最佳添加量分別為1.36%、0.44%和0.22%；經(jīng)驗(yàn)證，白鰱魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度值為3 659.96 g·mm與理論值3 631.26 g·mm無(wú)顯著性差異；并且在所有處理組中，復(fù)配物對(duì)魚(yú)糜凝膠持水性(76.83%)和白度(78.26)的改善效果最好，說(shuō)明三者之間存在一定的協(xié)同增效作用。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

淡水魚(yú)在一定程度上能夠緩解海水魚(yú)產(chǎn)量縮減的趨勢(shì)，并拓寬魚(yú)糜制品市場(chǎng)，因此改善淡水魚(yú)糜品質(zhì)是一大研究熱點(diǎn)，目前已有較多通過(guò)添加各種外源物質(zhì)來(lái)改善淡水魚(yú)糜及其制品品質(zhì)、降低成本的研究和應(yīng)用。盡管如此，由于淡水魚(yú)類存在多樣性，當(dāng)前各種機(jī)理可能僅適宜于某種或某類魚(yú)，各作用機(jī)制都有待進(jìn)一步摸索和完善，還有很多外源添加物互作對(duì)淡水魚(yú)糜蛋白作用機(jī)理及其風(fēng)味的的機(jī)制研究仍不夠深入系統(tǒng)。

在未來(lái)的研究中：(1)不應(yīng)僅局限于單純添加天然淀粉、親水膠體、非魚(yú)肉蛋白質(zhì)等幾類物質(zhì)，還可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男岳茫?2)篩選出效果較優(yōu)的同類物質(zhì)或不同類物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配互作，彌補(bǔ)單一添加的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)效益最大化；(3)尋找合適比例的高值海水魚(yú)肉與低值淡水魚(yú)肉進(jìn)行混合，不同來(lái)源的魚(yú)糜蛋白能夠起到更佳的協(xié)同增效作用；(4)開(kāi)發(fā)其他更多新型的魚(yú)糜凝膠增強(qiáng)劑，如動(dòng)物骨粉及其膠原水解物(不僅具有增強(qiáng)凝膠和保水的作用，還能起到抗氧化活性功效)和多樣化的天然多糖微凝膠(具有安全無(wú)毒、易降解及生物兼容性較好等優(yōu)良性能)；(5)可積極借鑒其他用于增強(qiáng)禽畜肉肉糜凝膠品質(zhì)的添加物等。

此外，還可采用新能源技術(shù)替代傳統(tǒng)的水浴鍋二段式熱處理，更能展開(kāi)淡水魚(yú)糜的肌原纖維蛋白分子，促使疏水基團(tuán)充分暴露，蛋白分子顆粒的分布更均勻，顯著加強(qiáng)淡水魚(yú)糜的凝膠特性；因此將外源物質(zhì)結(jié)合單一物理場(chǎng)或復(fù)合物理場(chǎng)技術(shù)如超高壓、超聲波、微波加熱、電子束輻照、高密度CO2及微波-超聲聯(lián)用等，將會(huì)優(yōu)化出更多高質(zhì)量的低鹽復(fù)合淡水魚(yú)糜制品。