響應(yīng)面法優(yōu)化微波-超聲波聯(lián)用改善低鹽羅非魚糜凝膠的特性

葉月華，劉曉艷,2,3*，白衛(wèi)東,2,3，趙文紅,2,3，王鳳嬌

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(廣東省嶺南特色食品科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，廣東 廣州，510225)3(現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院，廣東 廣州，510225)4(廣州酒家集團(tuán)利口福食品有限公司，廣東 番禺，511442)

享有“白肉三文魚”美譽的羅非魚，是我國重要的大宗淡水魚資源，其不僅肉質(zhì)鮮嫩、價格親民，而且營養(yǎng)物質(zhì)豐富[1]。目前，羅非魚對外銷售主要以冷凍全魚或魚片形式，但將其加工為多樣化的魚糜制品可以促使淡水魚產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)效益最大化[2]。作為水產(chǎn)品加工程度較高的魚糜制品，具有烹飪簡便、細(xì)嫩味美、耐貯藏、低脂高蛋白等優(yōu)點，頗為適合當(dāng)今消費者的需求[3]。在制作傳統(tǒng)魚糜制品過程中，通常需要添加 2%～3%的NaCl，但NaCl攝入量過高可能會誘發(fā)高血壓、動脈硬化、心血管疾病等健康問題，開發(fā)低鹽魚糜制品是大勢所趨[4]。然而，在低鹽條件下魚糜中的鹽溶性肌原纖維蛋白無法充分溶出以發(fā)生交聯(lián)作用，導(dǎo)致低鹽魚糜產(chǎn)品易產(chǎn)生凝膠強度低、持水性低、口感不佳等品質(zhì)問題[5]。因此，提高低鹽魚糜凝膠品質(zhì)是目前亟待解決的必要問題。

由于絕大多數(shù)淡水魚比海水魚更易發(fā)生凝膠劣化現(xiàn)象，導(dǎo)致深加工產(chǎn)品種類少，附加值低[6]。近幾年，不少研究通過開拓并優(yōu)化不同物理場加工工藝(如微波、超聲波、超高壓、高密度CO2等技術(shù))來改善淡水魚魚糜的凝膠特性[7]。朱玉安等[8]通過比較蒸制、煮制及微波3種不同加熱方式對鰱魚魚糜凝膠性質(zhì)的影響后發(fā)現(xiàn)微波加熱表現(xiàn)最佳，能使蛋白網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)更加致密有序；葉川[9]利用響應(yīng)面試驗優(yōu)化微波加熱制備低鹽白鰱魚糜(微波功率12.5 W/g，微波時間70 s，加鹽量1.25%)，此條件下得到的凝膠強度(264.60 g·cm)、持水性(69.31%)及白度(78.36)均高于傳統(tǒng)水浴加熱制備的低鹽白鰱魚糜凝膠指標(biāo)；閆虹等[10]通過分析傳統(tǒng)水浴加熱、單獨微波加熱和水浴微波聯(lián)用對白鰱魚糜凝膠特性的影響，發(fā)現(xiàn)水浴微波聯(lián)用加熱制備的魚糜凝膠特性表現(xiàn)最優(yōu)；李斌等[11]采用超聲波輔助鰱魚糜凝膠化階段，并且與對照組相比后發(fā)現(xiàn)在0.49～0.85 W/cm2聲功率強度內(nèi)能夠有效改善鰱魚糜的凝膠性質(zhì)。但關(guān)于利用微波-超聲波聯(lián)用這一復(fù)合物理場加工技術(shù)輔助制備低鹽羅非魚魚糜熱誘導(dǎo)凝膠的研究卻罕見報道。

因此，本實驗以冷凍羅非魚片為原料，研究了微波功率、超聲功率和處理時間3個因素對羅非魚魚糜凝膠特性的影響，并在單因素試驗基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面分析方法，以凝膠強度為響應(yīng)值，對低鹽羅非魚魚糜熱誘導(dǎo)凝膠的微波-超聲波復(fù)合物理場加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，同時通過生物掃描電鏡對比分析了不同加熱方式處理條件下羅非魚魚糜凝膠的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)。旨在為微波-超聲波聯(lián)用處理技術(shù)在淡水魚魚糜加工方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)，以期為綠色新能源低鈉鹽淡水魚魚糜制品的開發(fā)提供更多有價值的參考及新的思路，為提升魚糜制品的營養(yǎng)品質(zhì)提供新途徑，推動淡水魚糜產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍羅非魚片，廣東省茂名鴻業(yè)水產(chǎn)有限公司；NaCl為食品級，廣東省鹽業(yè)集團(tuán)有限公司；2.5%戊二醛固定液，福州韋伯康生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

超聲波微波組合反應(yīng)系統(tǒng)，南京先歐儀器制造有限公司；陶瓷模具(直徑9 cm×高度5 cm)，廣州雪諾陶瓷有限公司；TMS-Pilot質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC儀器有限公司；CR-400色差儀，中國柯尼卡美能達(dá)投資有限公司；HITACHI Regulus 8100 生物掃描電子顯微鏡，北京日立高新技術(shù)公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 傳統(tǒng)普通魚糜凝膠和傳統(tǒng)低鹽魚糜凝膠的制備

樣品制備主要參照陳燕婷等[12]的方法，略作修改：將存放于-20 ℃的冷凍羅非魚片置于4 ℃冰箱中半解凍12 h，后采取1次清水2次鹽水對魚片進(jìn)行漂洗，切成約30 mm×30 mm×30 mm的方塊。先用食品調(diào)理機將魚糜以20 000 r/min空斬90 s；鹽斬中分別添加2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同)和1.5% NaCl，以23 000 r/min鹽斬120 s后分別得到傳統(tǒng)普通魚糜凝膠和傳統(tǒng)低鹽魚糜凝膠；整個斬拌過程加入70 mL的冰水調(diào)節(jié)水分含量至75%左右，并且使魚糜的溫度控制在10 ℃以下。最后將斬拌均勻的魚糜倒入直徑9 cm×高度5 cm的陶瓷模具中，用聚乙烯保鮮膜封口并套上耐高溫密封袋。采用傳統(tǒng)水浴鍋二段式加熱方式(40 ℃ 60 min，90 ℃ 30 min)處理，加熱后的凝膠樣品取出后立即放入4 ℃冰箱冷藏過夜，待測相關(guān)指標(biāo)。

1.3.2 單一微波和單一超聲波處理低鹽魚糜凝膠的制備

將完成斬拌的低鹽(1.5% NaCl)魚糜放入40 ℃水浴鍋中進(jìn)行一段加熱30 min，而后利用微波加熱(620 W，8 min，90 ℃；根據(jù)響應(yīng)面試驗優(yōu)化數(shù)據(jù)而定)代替?zhèn)鹘y(tǒng)水浴二段式加熱的第二段(保溫模式)，整個過程使用冰袋控制溫度，之后取出樣品得到微波單一物理場輔助低鹽魚糜熱誘導(dǎo)凝膠，立即放入4 ℃冰箱冷藏過夜，待測相關(guān)指標(biāo)；

將完成斬拌的低鹽(1.5% NaCl)魚糜放入40 ℃水浴鍋中進(jìn)行一段加熱30 min，二段加熱置于90 ℃水浴中保溫30 min，并輔以超聲波處理(330 W；根據(jù)響應(yīng)面試驗優(yōu)化數(shù)據(jù)而定)，整個過程使用冰袋控制溫度，之后取出樣品得到超聲波單一物理場輔助低鹽魚糜熱誘導(dǎo)凝膠，立即放入4 ℃冰箱冷藏過夜，待測相關(guān)指標(biāo)。

1.3.3 復(fù)合物理場處理低鹽魚糜凝膠的制備

將完成斬拌的低鹽(1.5% NaCl)魚糜放入40 ℃水浴鍋中進(jìn)行一段加熱30 min，而后再放入微波-超聲波組合反應(yīng)釜中90 ℃保溫代替?zhèn)鹘y(tǒng)水浴二段式加熱的第二段(保溫模式)處理8 min，整個過程使用冰袋控制溫度，分別設(shè)置微波功率、超聲功率、處理時間等參數(shù)，之后取出樣品得到復(fù)合物理場輔助低鹽魚糜熱誘導(dǎo)凝膠，立即放入4 ℃冰箱冷藏過夜，待測相關(guān)指標(biāo)。

1.3.4 單因素試驗

添加1.5%的NaCl進(jìn)行斬拌，先放入40 ℃水浴鍋中進(jìn)行一段加熱30 min，再進(jìn)行微波-超聲波保溫處理，其中溫度設(shè)為90 ℃，分別進(jìn)行微波功率、超聲功率和處理時間3個單因素的選擇。其中，微波功率的選擇試驗條件：超聲功率300 W，微波功率分別設(shè)為400、500、600、700、800 W，處理時間為7 min。超聲功率的選擇試驗條件：微波功率設(shè)為600 W， 超聲波功率分別設(shè)為100、200、300、400、500 W， 處理時間為7 min。處理時間的選擇試驗條件：微波功率為600 W，超聲波功率為300 W，處理時間分別設(shè)為3、5、7、9、11 min。處理完后，取出的樣品冰水冷卻后放4 ℃冰箱保存。

1.3.5 凝膠強度和質(zhì)構(gòu)的測定

參考YU等[13]和PETCHARAT等[14]的方法略作修改：取出4 ℃的魚糜凝膠樣品置于室溫下平衡30 min， 將其切成1 cm×1 cm×1 cm正方體，利用FTC質(zhì)構(gòu)儀對魚糜凝膠強度和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行測定。凝膠強度測定條件：選用12.7 mm柱形探頭，檢測速度為60 mm/min，穿刺距離為4 mm，觸發(fā)力0.075 N，每組樣品平行測定3次。質(zhì)構(gòu)測定條件：選用75 mm圓盤探頭，壓縮形變?yōu)?0%，檢測速度為60 mm/min，觸發(fā)力為0.075 N，探頭回升到樣品表面上的高度20 mm， 力量感應(yīng)元量程50 N；使用全質(zhì)構(gòu)分析程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析，獲得硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性等參數(shù)。每組樣品平行測定3次。

1.3.6 魚糜凝膠持水性的測定

參考WANG等[15]的方法略作修改：將凝膠樣品切成0.6 cm×1 cm×4 cm左右的薄片，準(zhǔn)確稱重(W1)后置于3層濾紙中間，用濾紙包好后裝入50 mL離心管中，5 ℃、6 000 r/min下離心10 min。離心結(jié)束后立即對樣品進(jìn)行稱量(W2)。每組樣品平行測定3次，計算如公式(1)所示：

(1)

1.3.7 魚糜凝膠白度的測定

參考MI等[16]的方法略作修改：切取厚度為5 mm 的魚糜凝膠薄片，采用色差儀分別測定魚糜凝膠的L*值、a*值、b*值，測試前預(yù)熱15 min，用校正板進(jìn)行校正，之后鏡頭垂直于薄片上，壓緊，勿漏光，按下攝像按鈕，待屏幕上顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄下相應(yīng)數(shù)據(jù)，每組樣品平行測定3次,根據(jù)公式(2)計算白度(whiteness，W):

W= 100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2

(2)

1.3.8 生物掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)

參考FU等[17]的方法略作修改：切好的樣品用2.5%戊二醛固定過夜；用 0.1 mol/L，pH 7.0的磷酸緩沖液漂洗樣品3次，經(jīng)梯度乙醇(體積分?jǐn)?shù))脫水：20%，40%，60%，80%，100%(處理3次)，每次10 min； 樣品用CO2臨界點干燥，運行臨界點干燥程序：充入液體二氧化碳；液體二氧化碳置換乙醇，20～60 min；升溫升壓達(dá)到二氧化碳臨界點，維持4 min；保持溫度和壓力并緩慢放出CO2，大約持續(xù)30 min；取出樣品并安裝到樣品臺，用真空離子濺射鍍金，掃描電鏡觀察樣品的形貌圖。

1.3.9 響應(yīng)面試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，應(yīng)用Design-Expert 11軟件，采用Box-Behnken設(shè)計方案，選取微波功率、超聲功率和處理時間為考察因素，以凝膠強度為響應(yīng)值，根據(jù)響應(yīng)面分析設(shè)計原理，采用3因素3水平響應(yīng)面試驗，探究微波功率、超聲功率和處理時間對魚糜凝膠強度的影響，獲得微波-超聲波制備低鹽羅非魚魚糜的最佳工藝，試驗設(shè)計如表1 所示。

表1 響應(yīng)面試驗設(shè)計因素與水平

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有試驗均進(jìn)行3次平行，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用Origin 2018軟件和Design-Expert 11.0 進(jìn)行作圖和響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計，試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan多重比較分析試驗數(shù)據(jù)間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波功率對低鹽羅非魚魚糜凝膠特性的影響

如圖1所示，經(jīng)過不同微波功率處理后，魚糜凝膠強度呈先增大后減小的趨勢，其中600 W樣品的凝膠強度達(dá)最大值(321.1 g·cm)，與其他組間差異顯著(P<0.05)，相比400 W樣品增加了37.46%；700 W和800 W樣品的凝膠強度又有所下降，可見過高和過低的微波功率都不適合魚糜凝膠的形成。這表明適當(dāng)?shù)奈⒉üβ视兄诘望}羅非魚魚糜的凝膠強度顯著提高，這是因為微波加熱有利于蛋白質(zhì)分子聚集形成較大的顆粒，凝膠結(jié)構(gòu)會變得更致密，凝膠強度也會增加[18-20]。

圖1 不同微波功率對低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的影響

如圖2所示，隨著微波功率的增加，魚糜的持水能力逐漸增加，其中400 W樣品的持水性是72.56%，且隨著功率的增大，樣品的持水性也得到了顯著增加(P<0.05)；400 W和500 W處理組的樣品差異不顯著(P>0.05)，600 W處理組的持水性達(dá)到最大值為79.79%；當(dāng)繼續(xù)增大功率時，持水性始終維持在同樣的水平上(P>0.05)。不同微波功率處理對低鹽魚糜的白度值略有改善，但整體差別不大。隨著功率升高，樣品的白度值也逐漸提高，400 W處理過的樣品白度值是77.75，600 W樣品的白度值是80.62，顯著提高了3.69%(P<0.05)，并達(dá)到組間峰值；700、800 W處理過的2組魚糜白度值雖然表現(xiàn)出略微降低的現(xiàn)象，可能是微波功率過大時，魚糜凝膠表面的水分揮發(fā)更加迅速，部分水分損失后樣品表皮會相對粗糙，從而造成表面的光反射率變小，白度值也變低，但它們相比400 W處理組還是分別增加了1.75%和1.49%，這表明適當(dāng)增加微波功率可明顯提高魚糜的持水性，不會對該魚糜的白度值產(chǎn)生不良影響，并且能稍改善該魚糜的白度值[21]。

圖2 不同微波功率對低鹽羅非魚魚糜持水性和白度的影響

2.2 超聲功率對低鹽羅非魚魚糜凝膠特性的影響

如圖3所示，低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的大小隨著超聲功率的增大呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢。超聲功率達(dá)200 W以上可顯著提高樣品的凝膠強度(P<0.05)；在300 W時，呈現(xiàn)最大值(312.95 g·cm)，比100 W處理組(227.9 g·cm)提高了0.37倍。當(dāng)功率超過300 W時，凝膠強度呈降低的趨勢，但400 W與500 W樣品組間的凝膠強度無顯著性變化(P>0.05)， 可能是由于超聲功率增加后，機械效應(yīng)增強熱效應(yīng)使蛋白發(fā)生變性，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，凝膠強度隨之降低。因此，施加適當(dāng)功率的超聲處理才能有效增強魚糜制品的機械性能。

圖3 不同超聲功率對低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的影響

如圖4所示，變化趨勢和凝膠強度、全質(zhì)構(gòu)分析指標(biāo)相似，隨著超聲功率的增加，持水性先增大而后趨于穩(wěn)定。300 W處理可顯著提高魚糜樣品的持水性(P<0.05)，達(dá)到最大值為89%，相比100 W處理組(85%)提升了4.71%；但隨著功率的增大，持水性略有下降，其中400 W和500 W 2組樣品的持水性變化相對較小，無顯著差異(P>0.05)；在凝膠形成過程中，魚糜肌原纖維蛋白發(fā)生熱變性交聯(lián)，所形成的3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以鎖住水分，提高凝膠持水性。凝膠的白度值隨著超聲功率的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。其中，300 W 處理可顯著提高魚糜的白度(P<0.05)，可達(dá)到79.99，比100 W樣品(78.27)提高了2.20%；400 W與500 W樣品的白度值無顯著差異(P>0.05)，整體上變化不大，由此說明超聲波對低鹽魚糜白度不會產(chǎn)生不良效果。這可能是由于凝膠經(jīng)過超聲處理后持水性得到增強，使其透明度和光澤度也隨之增加。

圖4 不同超聲功率對低鹽羅非魚魚糜持水性和白度的影響

2.3 處理時間對低鹽羅非魚魚糜凝膠特性的影響

如圖5所示，當(dāng)加熱時間從3 min延長到7 min時，魚糜凝膠強度逐漸增大且效果較為顯著(P<0.05)，但是隨著加熱時間的延長，魚糜凝膠強度反而有所下降。當(dāng)處理時間為7 min時達(dá)到最大值，為335.90 g·cm；微波加熱能促使魚糜凝膠內(nèi)部溫度快速升高，組織蛋白酶快速失活，進(jìn)而達(dá)到魚糜魚糕化溫度區(qū)間(80～90 ℃)。

圖5 不同處理時間對低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的影響

如圖6所示，隨著處理時間的延長，魚糜凝膠的持水性呈先增加而后略有降低的趨勢，低鹽魚糜持水性逐漸增大，在5～11 min，低鹽魚糜凝膠的持水性雖有略微差異，但整體相差不大；其中7 min處理組的持水性達(dá)到最大值為81.36%，但與9 min處理組差異不顯著(P>0.05)，因此處理時間在7～9 min較好。在微波-超聲波協(xié)同作用下，隨著加熱時間延長，低鹽魚糜持水性始終比3 min處理組好，這可能是由于加熱時間越長，魚糜水分揮發(fā)越多，間接性增大魚糜凝膠的蛋白濃度，促進(jìn)蛋白交聯(lián)程度使凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更為致密，從而導(dǎo)致魚糜的持水性增強[22]。

圖6 不同處理時間對低鹽羅非魚魚糜持水性和白度的影響

低鹽羅非魚魚糜的白度隨著處理時間的延長，呈先上升后略微下降的趨勢，當(dāng)時間達(dá)到7 min時，白度值顯著增大(P<0.05)，比3 min處理組(76.12)提升了6%。考慮到微波加熱的情況下，魚糜凝膠的水分迅速揮發(fā)，當(dāng)加熱時間超過7 min時，會造成部分水分散失，導(dǎo)致樣品表面亮度會降低，因而白度也隨之下降。加熱9 min和11 min樣品的水分含量可能已相對較穩(wěn)定，彼此的白度值相差不大。通過綜合分析處理時間對低鹽羅非魚魚糜凝膠特性的影響，選擇最佳的處理時間為7 min，可有效節(jié)約實際生產(chǎn)的時間成本。

2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化低鹽羅非魚魚糜的微波-超聲波處理工藝

2.4.1 響應(yīng)面模型建立及回歸方差分析

綜合分析單因素試驗結(jié)果后，微波功率選取500、600、700 W，超聲功率選取200、300、400 W，時間處理選取5、7、9 min，以凝膠強度為響應(yīng)值，采用Box Behnken法進(jìn)行試驗因素設(shè)計，試驗方案及結(jié)果見表2。試驗結(jié)果運用Design-Expert對各個因素進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到復(fù)合物理場加工低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的二次回歸方程：

表2 Box-Behnken 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果

R1=395.97+53.28A+51.89B+6.31C-4.18AB+4.35AC-0.615 0BC-64.31A2-44.91B2-28.82C2

表3 凝膠強度回歸模型方差分析

2.4.2 響應(yīng)面各因素交互作用分析

為更直觀地了解各因素交互情況下對各指標(biāo)的影響情況，根據(jù)回歸模型方差分析所得數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的響應(yīng)面交互圖，探究3因素對低鹽羅非魚魚糜凝膠強度的交互影響，同時，等高線圖可以很直觀地反映2因素間交互的顯著程度，等高線圖圓形表示不具有顯著交互作用，橢圓形表示具有顯著交互作用。

由圖7的3D響應(yīng)曲面可以看出，隨著微波功率、超聲功率和處理時間3個因素增大，低鹽羅非魚魚糜凝膠強度呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，與單因素試驗結(jié)果一致，在設(shè)定的自變量范圍內(nèi)均存在響應(yīng)曲面最高點，說明因素之間的影響是顯著的。當(dāng)其他因素恒定，在一定的范圍內(nèi)，隨著微波功率的升高和處理時間的提高，魚糜的凝膠強度增加幅度最大，二者的曲線相對較陡，微波功率與超聲功率影響次之，從圖7-a、 圖7-b的等高線圖來看，橢圓效果相對明顯，而超聲功率和處理時間的交互作用對凝膠強度的影響較小，表現(xiàn)為其曲面相對平緩，等高線圖趨近圓形。

2.4.3 優(yōu)化工藝的確定和驗證實驗

運用Design-Expert 11軟件對試驗結(jié)果進(jìn)行分析優(yōu)化，得出微波-超聲波處理低鹽羅非魚魚糜的理論最優(yōu)工藝條件為微波功率619.193 W、超聲功率328.127 W、 處理時間7.813 min，由此預(yù)測出低鹽羅非魚魚糜的凝膠強度為412.723 g·cm。根據(jù)實際可操作性，將其修正為：微波功率620 W、超聲功率330 W、處理時間8 min。在修正的優(yōu)化條件下進(jìn)行驗證實驗，進(jìn)行3次平行試驗，取平均值后得到的凝膠強度為(403.30±5.91)g·cm，與預(yù)測值比較接近，表明響應(yīng)面法對微波-超聲波處理工藝條件進(jìn)行的優(yōu)化是穩(wěn)定可行的，對實踐具有一定指導(dǎo)意義。響應(yīng)面試驗驗證結(jié)果具體見表4。

表4 試驗結(jié)果驗證

2.5 微觀結(jié)構(gòu)觀察及對比分析

由圖8可以看出，傳統(tǒng)2.5% NaCl處理組、傳統(tǒng)1.5% NaCl處理組、微波+1.5% NaCl處理組、超聲波+1.5% NaCl處理組及微超聯(lián)用+1.5% NaCl處理組的羅非魚魚糜結(jié)構(gòu)在5 000倍掃描電子顯微鏡觀察下有顯著不同。在傳統(tǒng)熱誘導(dǎo)魚糜處理組中，添加2.5% NaCl比添加1.5% NaCl的魚糜凝膠結(jié)構(gòu)相對緊密，孔洞較小，交聯(lián)程度較好，但仍存在局部呈現(xiàn)不均勻的團(tuán)簇、聚集狀，表面不夠均勻、有序和平整。而分別經(jīng)過微波和超聲波處理的低鹽羅非魚魚糜凝膠空間結(jié)構(gòu)均比前者有明顯的改善，凝膠網(wǎng)絡(luò)中的孔洞數(shù)量和團(tuán)簇狀物顯著減少，結(jié)構(gòu)較為均勻，交聯(lián)更加致密。微超聯(lián)用處理組的低鹽魚糜凝膠不僅表面非常平整、光滑，孔隙高度均勻、微小，且其3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的致密程度和分布程度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他組。這種微觀結(jié)構(gòu)極有利于牢牢地鎖住更多的游離水，減少水分等物質(zhì)的流失，從而有效改善了魚糜凝膠的凝膠強度、持水性、白度和全質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)。

a-傳統(tǒng)2.5%NaCl；b-傳統(tǒng)1.5%NaCl；c-微波+1.5%NaCl；d-超聲波+1.5%NaCl；e-微超聯(lián)用+1.5%NaCl

由此說明，微波-超聲波復(fù)合物理場處理可以增強淡水魚魚糜凝膠基質(zhì)密度和消除一些孔洞，形成光滑、連續(xù)、均勻的凝膠，能夠在一定程度上改善低鹽羅非魚魚糜凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，這也驗證了前文中基礎(chǔ)指標(biāo)測定的結(jié)果。這可能是由于復(fù)合物理場能夠誘導(dǎo)羅非魚魚糜蛋白質(zhì)發(fā)生有利于聚合形成立體凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻變性[23-24]，使凝膠內(nèi)部更趨向于形成均勻平整的3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

通過單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化試驗考察微波功率、超聲功率及處理時間3個因素對低鹽羅非魚魚糜凝膠性質(zhì)的影響，得到微波-超聲聯(lián)用處理對低鹽羅非魚魚糜的最優(yōu)工藝條件為微波功率620 W、超聲功率330 W、處理時間8 min，在此條件下，魚糜凝膠強度為(403.30±5.91) g·cm，與模型預(yù)測值吻合率達(dá)到97.72%。

采用響應(yīng)曲面法進(jìn)行二次回歸擬合, 所得模型P<0.001, 表明該模型影響高度顯著；3個影響因素與響應(yīng)目標(biāo)值R1之間存在交互作用的影響, 其影響程度分別為：微波功率>超聲功率>處理時間。

通過對不同加熱方式處理羅非魚魚糜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明：微波-超聲波處理組的魚糜凝膠結(jié)構(gòu)交聯(lián)程度最高，孔洞微細(xì)，表面平整光滑，是有效提升低鹽羅非魚魚糜質(zhì)構(gòu)特性的重要研究手段。

本研究提供了一種綠色高效加工低鹽淡水魚魚糜的方法，能夠充分改善新能源低鈉鹽羅非魚魚糜品質(zhì)，為進(jìn)一步實現(xiàn)低鹽羅非魚魚糜制品工業(yè)化生產(chǎn)提供了一定的參考價值及數(shù)據(jù)支撐，同時也可為后期機制的深入研究奠定基礎(chǔ)。