燙漂溫度及空氣炸時間對鯰魚魚皮品質的影響

孫慧娟，李 敏，張飛宇，孫 溪，馬儷珍，任小青

（天津農學院食品科學與生物工程學院，國家大宗淡水魚加工技術研發分中心，天津市水產品加工及質量安全校企協同創新重點實驗室，天津 300384）

魚皮是魚副產物之一，由表皮層、真皮層和皮下組織構成[1]。具有豐富的營養物質[2?3]，包括多種氨基酸、脂肪酸和礦物質，且有藥用的療效，包括潤肺止咳、健脾止痢等功效[4]。魚皮中蛋白含量較魚肉更高，其中粗膠原蛋白含量最高可達其蛋白質總量的80%[5]。革胡子鯰魚（Clarias fuscus）因無鱗、無間刺骨等特點[6]，更加有利于魚皮的后續處理與加工利用。雖然人們對魚皮價值有了更深入的了解，越來越多的魚皮被加工利用，但對革胡子鯰魚皮的研究相對較少，對革胡子鯰魚皮品質方面的研究未見報道。

為了使魚皮在加工生產中能保留原有的營養價值、具有更好的口感和品質，通常對魚皮進行預處理，預處理方式主要有漂燙、浸漬、預干燥等[7]，其中熱水燙漂是目前常用的一種預處理技術。亞本勤[8]研究表明魚皮90 ℃燙漂后不僅可以使蛋白質變性、魚皮熟化，同時還可以提高魚皮的韌性；毛艷貞[9]將魚皮在90 ℃熱水中燙漂后加工制成的泡椒魚皮，不僅可以去除魚皮的腥味，在增加魚皮厚度的同時，還使魚皮收縮成卷曲狀，深受消費者的青睞?？梢姕囟仁菭C漂過程中關鍵的控制點，不同的燙漂溫度對魚皮的組織結構影響很大[10]，進而對最終產品的品質產生影響?？諝庹ㄊ墙┠瓿霈F的一種新型技術，在少油或無油的情況下，以高速循環的熱空氣為傳熱介質，通過內側特質網籃形成漩渦熱流，使食品表面的水分快速蒸發[11]，得到和傳統油炸類似的口感及風味。如趙文宇等[12]對高白鮭魚肌肉進行空氣炸和常壓油炸，比較2 種炸制方式下其品質的差異，發現空氣炸脂肪含量低于常壓油炸脂肪含量，并對炸制的魚肉進行風味分析，發現2 者風味具有相似性。雖有少量研究者對空氣炸技術加以應用，但對鯰魚魚皮采用空氣炸技術的研究未見報道。

因此，本文以革胡子鯰魚皮為研究對象，研究不同燙漂溫度對魚皮蒸煮損失率及熱穩定性的影響，并在空氣炸技術的基礎上，通過水分、脂肪、形變距離、弛豫時間、微觀結構等指標，對不同空氣炸時間的魚皮進行理化特性測定，旨在為空氣炸魚皮產品的開發提供理論支持和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

八須革胡子鯰魚 天津仁德農業發展有限公司，30 min 內送回食品加工車間，立即清洗、宰殺，宰殺后用鉗子撕下魚皮，立即轉移到?80 ℃冰箱中貯藏備用；食鹽 市售；石油醚（分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

ATO-EAF26A 空氣炸鍋 美國ACA 北美電器；DZF-6020 真空干燥箱 上海博訊實業有限公司；恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器有限公司；IMS-50 制冰機 河南兄弟儀器設備有限公司；Phenom Pro 臺式掃描電鏡 Phenom word BV；PQ-001 核磁共振分析儀 上海紐邁電子科技有限公司；TA-XT plus 物性測定儀 英國Stable Micro System公司；AS220.R2 電子天平 天悅科技（天津）有限公司；DSC200F3差示掃描量熱分析儀 德國NETZSCH。

1.2 實驗方法

1.2.1 空氣炸魚皮制備工藝 把魚皮上的粘液清洗干凈并處理掉魚皮上殘留的魚肉，剪成5 cm×8 cm的小片；分別在50、70、90 ℃的水中燙漂10 s，撈出后立即用冰水冷卻，瀝干表面水分；放入已經預熱15 min 的空氣炸鍋中，在190 ℃溫度下分別炸2、4、6、8、10、12 min，冷卻后裝袋，放入干燥器備用。

1.2.2 魚皮蒸煮損失率測定 參考陳春梅等[13]的方法。剪取處理好的魚皮稱重（Ma）、燙漂，燙漂后擦干魚皮表面水分并記錄質量（Mb）。根據下面公式計算蒸煮損失率。

式中：W 為蒸煮損失率，%；Ma 為蒸煮前質量，g；Mb 為蒸煮后質量，g。

1.2.3 差示掃描量熱法（DSC）分析 參考陸妙靈等[14]的方法。稱取在50、70、90 ℃下燙漂10 s 的魚皮樣品約7 mg，放于DSC 鋁坩堝中，壓蓋。差示掃描量熱儀采用金屬銦校正后，以空坩堝作為參比進行測定。掃描溫度為20～200 ℃，升溫速率為10 ℃/min，吹掃N2流量為50 mL/min。

1.2.4 水分測定 參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》直接干燥法。

1.2.5 粗脂肪測定 參考GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》索氏抽提法。

1.2.6 脆度測定 參考SU 等[15]的方法。把空氣炸制的魚皮放在一個中空的圓筒底座上，用P/0.25 s 探頭進行壓縮實驗。測試前、測試以及測試后速度分別為1.0 mm/s、1.0 mm/s 和10.0 mm/s，形變距離3 mm，觸發值為20 g，以形變距離表示魚皮脆度，形變距離越小脆度越大。每個樣品重復測定5 次，結果取平均值。

1.2.7 低場核磁共振（LF-NMR）分析 參考鮑佳彤等[6]方法。LF-NMR 設備磁體線圈長度為1～25 mm，磁場頻率為22.0 MHz，磁體溫度維持在32 ℃。放入油樣單次采樣，再將樣品放入直徑15 mm 核磁管底部，累加采樣。使用CPMG 脈沖序列采集樣品T2（自旋-自旋弛豫時間）信號，CPMG 序列參數為：回波時間（Echo Time，TE）為0.3 ms，回波個數（Number of Echoes，NECH）為5000，0 度脈寬（Pulse1，P1）為15.00 μs，重復采樣次數Ns 為16，重復采樣等待時間（Time Wait，TW）為4000 ms，進行累計采樣；檢測后用Multi Exp Inv Analysis 軟件進行反演得到T2弛豫信息和T2橫向弛豫時間波譜圖。每組樣品重復測定3 次，結果取平均值。

1.2.8 微觀結構分析 試驗采用燙漂溫度分別在50、70、90 ℃的魚皮，及其在不同燙漂溫度下空氣炸12 min 的樣品，用導電膠水固定于銅合金樣品臺上。用真空噴涂機噴金，使樣品導電性符合電鏡觀測要求。在掃描電鏡下觀察、照相，加速電壓為15 kV，放大倍數為400、2000、5000 倍。

1.3 數據處理

采用Excel 2016、Origin 8.5 處理實驗數據并繪圖，用SPSS 19 統計分析軟件進行顯著性分析，結果用平均值±標準差來表示。

2 結果與分析

2.1 不同燙漂溫度對魚皮蒸煮損失率的影響

通常用水分失去的多少來衡量蒸煮損失率[16]。由圖1 可知，燙漂溫度50 ℃時魚皮蒸煮損失率最大為3.75%，這可能是因為50 ℃時蛋白質二級結構未被破壞，其膠原蛋白處于三股螺旋狀態，親水基團與水分子結合較少，主要表現為魚皮燙漂過程中一些水溶性蛋白的流失[8]。而隨著燙漂溫度的升高，魚皮蒸煮損失率隨之減少，這可能是因為隨著溫度的升高，膠原蛋白的親水基團暴露出來[17]，與水分子結合，使魚皮的水分含量增加，吸水率增大，從而表現為蒸煮損失減小，在90 ℃時蒸煮損失率僅為1.08%。這與GUANG 等[18]的研究結果一致。

圖1 不同燙漂溫度對魚皮蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of different blanching temperature on the cooking loss rate of fish skin

2.2 不同燙漂溫度對魚皮熱穩定性的影響

DSC 是一種通過測定樣品熱焓變化來研究物質結構變化的熱分析技術，廣泛應用于蛋白質的熱變性研究領域[19]。DSC 圖譜中存在一個或多個明顯吸熱峰，其中該峰值溫度為熱變性溫度（Td），可表征蛋白質的熱穩定性，Td 越高則蛋白質熱穩定性越高，Td 越低則熱穩定性越低[20]。從圖2 可知，不同溫度燙漂后魚皮熱變性點個數不同，且變性溫度也各不相同，新鮮魚皮的第一個吸收峰變性溫度是65.1 ℃，這可能與膠原蛋白三股螺旋結構的降解有關，第二個吸收峰變性溫度是101.20 ℃，這可能是膠原蛋白中脯氨酸羥基化程度[21]的改變、蛋白質完全變性時的熔融溫度[22]。50 ℃燙漂，溫度雖超過新鮮魚皮的第一個吸收峰變性溫度，但較為接近，蛋白可能發生了輕微變性，所以魚皮經50 ℃燙漂后，變性溫度較新鮮魚皮向右發生了遷移，變性溫度為79.13 ℃。70 ℃燙漂，溫度超過了新鮮魚皮的吸收峰變性溫度，蛋白發生了部分變性，所以魚皮經70 ℃燙漂后，變性溫度分別是121.97 ℃和146.88 ℃。90 ℃燙漂，溫度超過了新鮮魚皮的第一個吸收峰變性溫度，超過但接近新鮮魚皮的第二個吸收峰變性溫度，蛋白幾乎完全變性，所以魚皮經90 ℃燙漂后，變性溫度分別是94.92 ℃和109.33 ℃。形成此現象的原因可能是蛋白的熱變性溫度與蛋白的水分含量有密切的關系[22]，不同的燙漂溫度使得魚皮的水分含量各不相同，也可能是因為加熱可使分子間力減弱并破壞三股螺旋的穩定性[23]，而由熱變性溫度的高低可知，70 ℃燙漂的魚皮熱穩定性相對較好。這與鄧明霞等[24]的研究結果一致。

圖2 不同燙漂溫度對魚皮熱穩定性的影響Fig.2 Effect of different blanching temperature on the thermal stability of fish skin

2.3 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮水分含量的影響

由圖3 可知，隨著空氣炸時間的延長，不同燙漂溫度的空氣炸魚皮水分含量整體呈逐漸降低的趨勢，0～6 min 時下降速度較快，后期雖也呈降低趨勢，但相對于前期下降緩慢，這可能是因為空氣炸初期魚皮表面水分蒸發快，水分快速蒸發使魚皮表面變得干燥，但內部的水分因遷移的速度沒有表面蒸發的速度快，導致表面硬殼的形成，從而阻礙了內部水分的蒸發[25]。其中90 ℃燙漂、空氣炸8～12 min 的產品隨著空氣炸時間的延長，水分降低趨勢不明顯，這可能是由于魚皮膠原分子的親水基團較多[8]，90 ℃燙漂后，高溫使得魚皮三股螺旋狀態向無規則卷曲狀轉變，氫鍵與游離水分子結合，蒸煮損失率減少的同時魚皮充分卷曲，隨著空氣炸時間的延長，魚皮因卷曲狀態而使其中心的水分不易擴散，最終導致水分含量在空氣炸后期降低不明顯。

圖3 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮水分含量的影響Fig.3 Effect of different blanching temperature and air frying time on water content of fish skin

2.4 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮脂肪含量的影響

魚皮在炸制過程中內部的水分開始蒸發并從表面溢出，水蒸氣氣流不斷地從內部向外流動，油脂從水蒸氣形成的“通道”中進入魚皮內部，所以魚皮的含油量在很大程度上取決于食品自身的水分含量，同時也與魚皮的組成與性狀以及魚皮孔徑大小與多少有關[26]。從圖4 中可知，隨著空氣炸時間的延長，空氣炸魚皮脂肪含量變化各不相同，但從整體來看，70 ℃和90 ℃的空氣炸魚皮脂肪含量整體呈先增大后減小的趨勢；50 ℃燙漂的空氣炸魚皮脂肪含量一直保持升高的趨勢，在12 min 時達到19.18%，這可能是50 ℃燙漂的魚皮在空氣炸的過程中水分蒸發過快，導致油的滲入[27]，使含油量升高。而隨著空氣炸時間的延長，同一時間不同燙漂溫度的脂肪含量差異較大，這主要是燙漂對魚皮水分含量有一定的影響，其中空氣炸制12 min 時，90 ℃燙漂的魚皮脂肪含量最低，這可能是因為其蒸煮損失率最低，水分含量最高，導致脂肪含量最低。結合圖3 和圖4 可知，空氣炸魚皮的水分含量和脂肪含量之間呈明顯的負相關，這與SALEHI 等[28]和朱運平等[29]的研究結果一致。

圖4 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮脂肪含量的影響Fig.4 Effect of different blanching temperature and air frying time on fat content of fish skin

2.5 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮脆度的影響

脆度是表征脆性食品質構的重要指標。本試驗用形變距離表示脆度，形變距離越小，脆度越高。由圖5 可知，隨著空氣炸時間的不斷延長，不同燙漂溫度的空氣炸魚皮形變距離都呈逐漸降低的趨勢，這可能是前期是水分蒸發階段，主要是水分迅速大量蒸發，在魚皮表面形成了硬殼，后期是微孔形成階段，主要是魚皮本身的油脂進入內部，在魚皮的內部形成均勻或不均勻、層次分明或不分明的微孔[30]，因此隨著空氣炸時間的延長，水分含量逐漸減小，魚皮多孔結構形成，魚皮慢慢由軟到硬而后變松脆。且從圖5可知，90 ℃燙漂的魚皮在空氣炸10～12 min 時，形變距離明顯高于50 ℃和70 ℃的形變距離，這可能是因為隨著燙漂溫度的升高，魚皮蒸煮損失率變小從而使魚皮變厚且呈卷曲狀態，在空氣炸的過程中，水分被包裹在魚皮中難以揮發，所以形變距離相對較高；50 ℃燙漂的魚皮因蒸煮損率較大，魚皮水分含量相對較少，因此在空氣炸的過程中形成微孔過少，導致空氣炸魚皮產品變硬；而70 ℃燙漂的魚皮蒸煮損失率適中，形變距離最低，這可能是因為隨著空氣炸時間的延長，魚皮內部水分蒸氣壓逐漸增大，并形成內外壓力梯度[31]，進而對魚皮結構造成一定破壞，產生一些更深、更大的孔隙，從而使得水分逸出[28]。即70 ℃的空氣炸魚皮形變距離最低，脆度較好。

圖5 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮脆度的影響Fig.5 Effect of different blanching temperature and air frying time on crispness of fish skin

2.6 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮水分遷移的影響

LF-NMR 測定橫向弛豫時間T2反映了樣品內部氫質子所處的化學環境，與氫質子所受的束縛力及其自由度有關，與樣品內部結構有密不可分的關系[32?33]，對樣品中不同狀態的水分進行檢測，反映樣品中水分子的流動性，氫質子受束縛越大或自由度越小，弛豫時間T2越短，表明水與底物結合越緊密[34]。由圖6知，不同燙漂溫度的空氣炸魚皮有4 個T2區間：T21-1（0.1～1 ms）強結合水、T21-2（1～13 ms）弱結合水、T22（21～115 ms）不易流動水、T23（175～620 ms）自由水[35]，A 值表示幾類水所代表的峰面積，其中A21、A22、A23分別為結合水、不易流動水和自由水。

圖6 不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮水分遷移的影響Fig.6 Effect of different blanching temperature and air frying time on water migration of fish skin

50 ℃燙漂的魚皮，隨著空氣炸時間的延長，T21呈逐漸降低的趨勢，可能是結合水逐漸轉化成不易流動水和自由水，T22呈先升高后降低的趨勢，可能是空氣炸前期魚皮中結合水首先轉化成不易流動水，而隨著空氣炸時間的延長，不易流動水轉化成自由水，T23呈先升高后降低的趨勢，這可能是因為前期隨著空氣炸時間的延長，魚皮內部的結合水和不易流動水不斷轉移至魚皮表面成為自由水，而隨著空氣炸時間的延長，自由水不斷蒸發形成的；70 ℃燙漂的魚皮，隨著空氣炸時間的延長，T21、T22呈逐漸降低的趨勢，這可能是因為魚皮內部的結合水和不易流動水大部分都隨著空氣炸時間的延長轉化成自由水，T23呈先升高后降低的趨勢，可能是因為內部結合水和不易流動水基本完全遷移到表面形成自由水，而在空氣炸后期自由水完全蒸發[36]；90 ℃燙漂的魚皮，隨著空氣炸時間的延長，T21、T22都呈逐漸降低的趨勢，這可能是因為隨著空氣炸時間的延長魚皮內部的結合水和不易流動水轉化成自由水，T23呈逐漸升高的趨勢，可能是因為自由水含量增多，也可能是因為90 ℃燙漂后魚皮水分含量增大且魚皮呈卷曲狀態，水分不易揮發導致的。且從圖6 可知，不同燙漂溫度的峰面積A21、A22和A23各不相同，說明燙漂溫度對空氣炸魚皮的水分分布影響較大，50 ℃燙漂后，在空氣炸前期，強結合水A21和弱結合水A22所占百分比較大，空氣炸后期自由水A23所占百分比較大；70 ℃燙漂后，在空氣炸前期，弱結合水A22所占百分比較大，空氣炸后期，整體峰面積占比都較小，說明70 ℃燙漂后的空氣炸魚皮水分基本完全蒸發；90 ℃燙漂后，在空氣炸前期，強結合水A21和弱結合水A22值所占的百分比較大，在空氣炸后期，自由水A23所占百分比較大，但也存在一部分弱結合水A22。原因可能是燙漂使魚皮發生不同程度的變性[37]，氫鍵與水分子結合的程度不同形成的。

2.7 不同燙漂溫度對空氣炸魚皮微觀結構的影響

不同燙漂溫度對魚皮的微觀結構影響各不相同。由圖7 可知，未燙漂的魚皮結構致密，保持高度有序的三股螺旋狀態；50 ℃和70 ℃燙漂后，魚皮開始出現收縮并發生變性，部分膠原蛋白凝結成束且束間空隙變大[38]；90 ℃燙漂后，魚皮劇烈收縮從而使表皮產生大量皺縮現象，組織間隙增大，開始出現空洞，蛋白變性成為明膠。造成此現象的原因可能是因為隨著燙漂溫度升高，魚皮組織結構被破壞，魚皮中的膠原蛋白和彈性硬蛋白中的氫鍵及二硫鍵的活性增強，魚皮從高度有序的三股螺旋狀態向無規則卷曲轉變，非共價鍵和氫鍵遭到破壞[39]。由圖7 也可知，不同溫度燙漂后進行空氣炸制對魚皮微觀結構影響也各不相同，50 ℃燙漂、空氣炸制后魚皮存在少許皺縮現象，排列呈束狀結構，整體較致密；70 ℃燙漂、空氣炸制后魚皮結構平整、均勻度高，出現層狀結構，更有利于脆度的形成；90 ℃燙漂、空氣炸制后魚皮表面皺縮現象嚴重，且結合圖8 知，90 ℃空氣炸制12 min 時仍存在部分水分，不利于后期產品的形成。

圖7 不同燙漂溫度及空氣炸12 min 時對魚皮微觀結構的影響Fig.7 Effects of different blanching temperature and air frying for 12 min on the microstructure of fish skin

圖8 不同燙漂溫度下空氣炸12 min 的魚皮產品圖Fig.8 The product picture of fish skin fried in air for 12 min at different blanching temperature

3 結論

通過研究不同燙漂溫度及空氣炸時間對魚皮品質的影響，發現50 ℃燙漂的魚皮蒸煮損失率最大，熱穩定性較差，隨著空氣炸時間的延長水分不斷向外遷移，T21相對降低、T22和T23先升高后降低，水分含量逐漸降低，脂肪含量逐漸升高，空氣炸12 min 時微觀結構質地緊密，硬度較大；70 ℃燙漂的魚皮蒸煮損失率適中，熱穩定性較好，隨著空氣炸時間的延長T21、T22相對降低、T23先升高后降低，水分含量逐漸降低，脂肪含量先升高后降低，空氣炸12 min 時微觀結構平整、均勻度高，酥脆度較好；90 ℃燙漂的魚皮蒸煮損失率最低，熱穩定性較差，隨著空氣炸時間的延長水分含量逐漸降低，T21、T22相對降低、T23相對升高，脂肪含量先升高后降低，空氣炸12 min時微觀結構表明其表皮大量皺縮，存在部分水分，且無脆性。由此可見，70 ℃燙漂的空氣炸魚皮更利于后期產品的形成。