親水膠體對包心魚丸凍融后理化品質及湯汁損失的影響

范麗欣，阮東娜，劉慈坤，張佳妮，陳旭，夏文水，許艷順*

1(江南大學 食品學院，江蘇 無錫，214122)2(江蘇省食品安全與質量控制協同創新中心，江蘇 無錫，214122) 3(泰州安井食品有限公司，江蘇 泰州，225700)

近年來，我國魚糜制品產業發展迅速，包心魚丸作為魚糜制品的大類品種之一，因口感豐富，鮮美多汁而備受消費者喜愛[1]。低溫凍藏是保障包餡類魚糜制品品質的主要貯藏和流通方式。但是，包餡類魚糜制品在長期貯運流通過程中易發生凍融現象，產生不同大小的冰晶[2]，對魚糜凝膠結構造成損傷和發生蛋白變性，導致包餡魚糜制品經長期凍藏或凍融后復煮時常發生不同程度的湯汁損失、口感下降等品質劣變現象[3]，影響了產品的市場開發和企業的經濟效益。因此，控制包心魚丸魚糜凝膠外皮品質，改善魚糜凝膠組織結構是減少包餡類魚糜制品長期凍藏后湯汁流失、保持包餡類魚糜制品多汁口感的重要途徑之一，對提升冷凍魚糜制品品質和產業效益具有重要現實意義。

親水膠體可以改善魚糜凝膠結構[4]，被廣泛應用于魚糜制品凝膠品質調控中。可得然膠和魔芋膠屬于中性多糖，加熱到80 ℃以上，可形成熱不可逆的高強度凝膠[5]，卡拉膠作為一種陰離子多糖，在降溫過程中能形成凝膠，增強原有的蛋白網絡結構[6]，而黃原膠作為一種高黏度水溶性多糖，能夠與蛋白質發生共凝膠作用，有效促進凝膠結構的形成[7]。

預乳化是近年來發展的一種提升蛋白凝膠性質的新型處理方法。研究表明添加預乳化的油脂對魚糜凝膠品質有明顯的改善效果[8]。為促進油類或脂肪在產品中均勻分布，一般先將油預先乳化，然后再加入魚糜或其他復合肉類產品中[9]。ZHOU等[10]發現2%食用油、2%茶籽油乳化液可以改變鰱魚魚糜凝膠的二級結構和局部微觀結構，提高凝膠的疏水性和穩定性。

因此，本研究選取ι-卡拉膠、κ-卡拉膠、黃原膠、魔芋膠、可得然膠5種常應用于魚糜制品中的典型親水膠體，重點研究膠體種類、添加量及添加方式對包餡魚糜外皮凝膠結構與凝膠性能的影響及凍融熟制過程中湯汁損失的改善效果，為提升包餡類魚糜制品品質提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍淡水魚糜(AAA級)，洪湖市新宏業水產食品股份有限公司；豬肉、食鹽、木薯淀粉、蛋清、食用油、蔥姜，市售；κ-卡拉膠、ι-卡拉膠，廣東華盛食品有限公司；黃原膠、魔芋膠、可得然膠，河南萬邦化工科技有限公司；三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、谷氨酰胺轉氨酶，河南糖柜食品有限公司；其他化學試劑，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

LZ25Easy235型美的絞肉機，美的股份有限公司；DHG-9070A型鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；HH-4型四孔數顯水浴鍋，江蘇科析儀器有限公司；TAXT-plus型物性分析儀，英國 Stable Micro System 公司；MesoMR23-060V-I型低場核磁共振成像分析儀，蘇州紐邁電子科技有限公司；UltraScan Pro1166型分光色差儀，美國 Hunterlab 公司；1150H型徠卡石蠟包埋機、RM2245型徠卡手動輪轉切片機，德國徠卡公司；EOS600D型照相機，日本佳能公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 包心魚丸的制備

解凍→空斬→鹽斬→混合斬→餡料制作→加熱成型→冷卻速凍→凍藏

將AAA級冷凍魚糜在4 ℃條件下解凍至中心溫度為-5～-2 ℃，加入0.09%復合磷酸鹽(以總質量計)[m(三聚磷酸鈉)∶m(六偏磷酸鈉)∶m(焦磷酸鈉)=1∶1∶1)]，斬拌3 min；加入2.0%食鹽(以總質量計)，繼續斬拌3 min。將親水膠體按表1 添加進行混合斬，然后在魚糜漿中加入0.8%蛋清(以總質量計)、0.2%谷氨酰胺轉氨酶(以總質量計)斬拌1 min，獲得包餡魚丸外皮魚漿。將瘦肉塊斬拌成糜，加2%食用鹽(以總質量計)斬拌，再加0.09%復合磷酸鹽(以總質量計)、20%蔥姜水(以總質量計)斬拌至漿液均勻細膩，配料過程中控制餡料溫度始終低于10 ℃，獲得包心魚丸餡料。外皮魚漿包裹內餡制成魚丸，采用兩段式加熱法使其凝膠化，即40 ℃水浴加熱30 min，再90 ℃水浴加熱20 min，制得包心魚丸，冷卻至魚丸中心溫度低于10 ℃后速凍，包裝后在-18 ℃冰柜貯藏進行后續實驗。

表1 魚糜不同混合斬方式Table 1 Different mixed methods of surimi

1.3.2 凍融處理

將包心魚丸每隔24 h從-18 ℃冰箱中取出置于4 ℃下解凍12 h，上述過程為1 次凍融循環。分別測定凍融7次后各項理化指標和品質特性。

1.3.3 指標測定

1.3.3.1 湯汁損失率的測定

取冷凍包心魚丸，一部分直接切半挖出餡料，測定餡料水分含量；另一部分魚丸沸水煮15 min，用吸水紙吸干魚丸表面可見水分，將魚丸切半挖出餡料，測定餡料水分含量。每組樣品平行測定10 次。由于包心魚丸在蒸煮過程中湯汁損失成分主要是水分[3]，為簡化計算，取蒸煮前后魚丸餡料干基含量不變。湯汁損失率按公式(1)計算：

(1)

式中：m1，蒸煮前餡料水分質量，以餡料干基計，g；m2，蒸煮后餡料水分質量，以餡料干基計，g。

1.3.3.2 質構(texture profile analysis，TPA)的測定

將復煮后的包心魚丸外皮凝膠切成1 cm×1 cm×1.5 cm的小塊，利用物性分析儀測試其質構。魚丸的硬度、彈性和咀嚼性的測試條件為圓柱型測試探頭p/25；測試前速度5 mm/s；測試速度1 mm/s；測試后速度5 mm/s；壓縮形變50%；觸發力5 g。

1.3.3.3 低場核磁共振分析

參考JIN等[11]的方法略作修改，切取約1 g的復煮后的包心魚丸外皮凝膠放入直徑為25 mm的核磁管中，采用 Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) 脈沖序列進行測定。參數設定：TW=4 000 ms，TE=0.100 ms，NECH=6 000，NS=8，P1=7.52 μs，P2=14.48 μs，SW=200 kHz，RG1=20，DRG1=2，PRG=2。利用 Niumag Invert 軟件對測試結果進行反演，迭代次數為2×106，得到T2值。

1.3.3.4 白度

將復煮后的包心魚丸外皮凝膠切成厚度約1 cm的薄片，室溫下用分光色差儀測量，每組樣品平行測3次。

1.3.3.5 溴酚藍染色觀察

為了更好地表征不同親水膠體對包心魚丸中湯汁遷移變化的影響，先將新鮮制備的餡料與溴酚藍混合并裝入離心管中，然后將制備好的柱狀魚糜凝膠插入混有溴酚藍的餡料中。經7 次凍融后，將裝有餡料和魚糜凝膠的離心管在 100 ℃水浴中蒸煮 15 min，冷卻后將魚糜凝膠樣品從餡料中取出剖開切片，拍照觀察染色結果。

1.3.3.6 組織結構觀察

參照徐立等[12]的方法并略作修改。將蒸煮冷卻的包心魚丸外皮凝膠切成5 mm×5 mm×5 mm的立方體，浸入Bouin固定液4 ℃固定48 h, 經梯度乙醇(50%、70%、80%、90%、100%) 脫水各2 h，二甲苯透明2 h，浸蠟和包埋后, 進行切片，切片厚度為8 μm，然后進行展片、粘片、烘片之后染色進行觀察并拍照。

1.3.4 數據處理

實驗數據采用Excel制表及origin 2019b軟件繪圖，采用 SPSS 25.0 (SPSS Inc., Chicago, IL)軟件進行數據分析，數據差異性分析采用單因素 ANOVA 兩兩比較的 Duncan 模型(P<0.05 表示差異顯著)，結果以平均值±標準誤差(Mean±SD)的形式表示

2 結果與分析

2.1 不同親水膠體添加量及添加方式對包心魚丸湯汁損失率的影響

不同親水膠體添加量及添加方式對包心魚丸湯汁損失率的影響如表2所示。與未添加的對照組相比，添加不同種類的親水膠體均可不同程度地降低包心魚丸的湯汁損失率。隨著添加量的增加，湯汁損失率除黃原膠組呈持續降低的趨勢外，添加其他親水膠體組均呈現先下降后上升的趨勢，且在添加量為0.3%或0.4%時具有最低的湯汁損失率。在添加量相同的條件下，除添加0.2%可得然膠外，以預乳化形式添加親水膠體組的湯汁損失率低于直接添加組，但二者之間差異不顯著。結果表明，親水膠體以預乳化形式添加對降低包心魚丸湯汁損失率的效果略優于直接添加組，這可能是由于親水膠體與油水預乳化后形成較均勻的液滴填充到魚糜凝膠結構中[13]，降低了包心魚丸蒸煮過程中餡料中水分向外皮魚糜凝膠中的擴散遷移。各添加組中以預乳化的形式添加0.3%的魔芋膠和0.4%的可得然膠效果最好，與未添加組相比，包心魚丸湯汁損失率分別下降了36.23%和35.20%。這可能與魔芋膠具有較好的親水性和乳化穩定性[14]以及可得然膠高溫易形成熱不可逆高強度凝膠有關[15]。

表2 不同親水膠體添加量及添加方式對包心魚丸湯汁損失率的影響Table 2 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on the juiciness loss of stuffed fish ball

2.2 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠質構特性的影響

由圖1 可知，親水膠體種類、添加量及添加方式對魚糜凝膠的質構特性有重要影響。與未添加組相比，除黃原膠外，其他4種親水膠體對魚糜凝膠硬度和咀嚼性均有不同程度的提高。隨著卡拉膠、魔芋膠和可得然膠添加量的增加，魚糜凝膠的硬度和咀嚼性呈現先增加后下降的趨勢。添加黃原膠導致魚糜凝膠硬度值和咀嚼性逐漸下降，當添加量為0.5%時，硬度降到最小值，較未添加組降低了25.62%。在添加量相同的條件下，親水膠體以預乳化形式添加對凝膠硬度和咀嚼性增強效果略優于以粉末形式直接添加組，這可能是由于油脂乳化后的乳化油滴與魚糜中的肌球蛋白發生相互作用，乳化油滴填充到了肌球蛋白形成的凝膠網絡結構中，使凝膠結構更為致密，從而表現出較優的凝膠性質[16]。添加親水膠體的魚糜凝膠的彈性略高于未添加組，而魚糜凝膠的回復性隨親水膠體添加量的增加呈波動變化。

綜合來看，添加魔芋膠和可得然膠可顯著提高魚糜凝膠的硬度和咀嚼性，其中，以預乳化的形式添加0.3%的魔芋膠和0.4%的可得然膠的凝膠硬度和咀嚼性較大，硬度分別較空白對照組增加了30.04%和33.60%，而咀嚼性較空白對照組分別增加了33.84%和34.96%，這可能與可得然膠在高溫下能夠形成三螺旋結構使其具有較好的彈性和較高硬度[17]以及魔芋膠促使肌肉蛋白質發生交聯反應提升魚糜凝膠硬度[18]有關。添加魔芋膠和可得然膠組較高的凝膠硬度和咀嚼性結果與較低的湯汁損失率結果(表2)一致，表明強化魚糜凝膠網絡結構和提升魚糜凝膠硬度有助于降低包心魚丸湯汁損失率。

a-硬度；b-彈性；c-咀嚼性；d-回復性圖1 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠質構特性的影響Fig.1 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on texture properties of surimi gel

2.3 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠中水分分布的影響

旋轉-自旋弛豫時間(T2)可用于分析魚糜凝膠的持水能力，提供有關凝膠中水分分布狀態信息[19]。由圖2可知，與未添加組相比，T21和T22幾乎不發生變化。T21、T22(1～10 ms)表征結合水，這部分水與有機大分子結合緊密，一般不易失去[20]。與未添加的對照組相比，添加不同種類親水膠體的魚糜凝膠的T24均不同程度向左遷移。隨著添加量的增加，T24除黃原膠組呈持續左移外，添加其他親水膠體組均出現先左移后右移的現象，說明自由水流動性降低，向不易流動水轉變。在添加量相同的情況下，親水膠體以預乳化形式添加對T24左移的影響高于以粉末形式直接添加組，說明親水膠體以預乳化形式添加制得的魚糜凝膠與水的結合更為緊密，對自由水束縛力增強。

T2弛豫反演圖譜中各水分的峰面積比例(A2i)可以表示其對應水分(結合水A21、多層結合水A22、不易流動水A23、自由水A24)的相對含量[21]。不同親水膠體添加量及其添加方式對魚糜凝膠中不同狀態水分相對含量的影響如圖3所示。與未添加組相比，添加親水膠體組的A21和A22變化不明顯，A24顯著減少(P<0.05)。除黃原膠組的T24峰面積呈持續下降趨勢外，其他親水膠體組T24峰面積隨添加量增加呈先下降后上升的趨勢，可能由于凝膠特性的增強使得水分子流動性降低。在添加量相同的條件下。以預乳化形式添加親水膠體組的自由水峰面積A24均低于直接添加組，但不同添加方式間的A24差異不顯著，這與湯汁損失率(表2)結果一致。這可能是由于適當濃度的親水膠體預乳化后與魚糜蛋白有序交聯，增強對水的束縛能力，減少了蒸煮過程中餡料中水分遷移損失[22]。

a-ι-卡拉膠組；b-κ-卡拉膠組；c-黃原膠組；d-魔芋膠組；e-可得然膠組圖2 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠中水分分布的影響Fig.2 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on water distribution in surimi gel

a-ι-卡拉膠組；b-κ-卡拉膠組；c-黃原膠組；d-魔芋膠組；e-可得然膠組圖3 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠中不同狀態水分相對含量的影響Fig.3 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on relative moisture content in different states

2.4 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠白度的影響

白度是衡量魚糜制品品質的重要物理指標。由表3可知，與未添加對照組相比，隨著卡拉膠、魔芋膠和可得然膠添加量的增加，魚糜凝膠的白度先增加后減小，且添加0.3%～0.4%的魔芋膠和可得然膠能顯著提高凝膠的白度(P<0.05)。ι-卡拉膠、魔芋膠和可得然膠溶于水后呈無色透明，過量添加會一定程度上降低魚糜凝膠的白度[23]。κ-卡拉膠顏色為淺褐色，當添加量達到一定程度后會對魚糜凝膠的色澤產生不利影響。與其他處理組相比，添加黃原膠組的白度呈上升趨勢。魚糜白度變化也與水分遷移有關，低自由水分布可提高凝膠對光的折射性，一定程度上提高了亮度[24]。

在親水膠體添加量相同的條件下，除0.3% ι-卡拉膠和0.2%、0.3%可得然膠外，以預乳化形式添加組與直接添加組間的白度沒有顯著差異，但前者白度略高于后者。這可能是由于親水膠體以預乳化形式添加后，乳化油滴均勻地填充到魚糜凝膠的蛋白網絡中，增加凝膠網絡層次，使得反射的光增強，亮度升高[25]。其中，以預乳化形式添加0.3%魔芋膠和0.4%可得然膠的魚糜凝膠白度最高，分別較不添加對照組提高了6.95%和6.55%。由于黃原膠對魚糜凝膠白度和質構沒有顯著改善效果，因此在后續實驗中去掉了黃原膠組。

表3 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠白度的影響Table 3 Effects of addition amount and addition method of different hydrophilic colloid on whiteness of surimi gel

2.5 添加不同親水膠體的魚糜凝膠橫截面觀察

溴酚藍試劑是一種水溶性染料，可隨湯汁中水分在魚糜凝膠中擴散。魚糜凝膠中黃綠色越深表明餡料中水分滲入越多。從圖4 可知，添加不同種類親水膠體均能不同程度降低湯汁滲入魚糜凝膠的程度。與未添加對照組相比，隨著卡拉膠、魔芋膠和可得然膠添加量的增加，餡料滲入程度先減小后升高，且在添加量為0.3%或0.4%時滲入最少。在相同添加量的條件下，與直接添加組相比，湯汁中水分在以預乳化形式添加制得的魚糜凝膠中遷移程度較小，各添加組中以預乳化的形式添加0.3%的魔芋膠和0.4%的可得然膠對抑制湯汁在魚糜凝膠中的滲透遷移的效果最好，這也與湯汁損失率的結果(表2)相一致。

圖4 添加不同親水膠體的魚糜凝膠橫截面圖分析Fig.4 Cross section observation of surimi gel with addition of different hydrophilic colloid

2.6 不同親水膠體添加量及添加方式對魚糜凝膠組織結構的影響

伊紅染色是將肌原纖維、細胞質等染成粉紅色或者淺紅色。由圖5 可知，圖像由兩部分組成，紅色部分為凝膠樣品網狀結構，白色部分為冰晶留下的孔隙。未添加對照組的魚糜凝膠孔洞較大且分布不均勻。與未添加組相比，隨著添加量的增加，魚糜凝膠孔洞呈先減小后增大的趨勢，且在添加量為0.3%或0.4%時魚糜凝膠孔隙明顯減少且分布較均勻。在添加量相同的條件下，親水膠體預乳化后添加比直接添加所制得的凝膠樣品網絡結構更加致密，孔洞較小且均勻，這與凝膠質構(圖1)的結果一致，均勻有序的凝膠網絡結構的形成進一步提高了魚糜凝膠的質構特性，減少了湯汁的流失。其中，與未添加組相比，以預乳化形式添加0.3%魔芋膠和0.4%可得然膠可顯著減少孔洞，降低孔洞當量直徑，有助于將更多水分束縛在魚糜凝膠網絡結構中。

圖5 魚糜凝膠光學顯微鏡觀察Fig.5 Light microscope view of surimi gel

3 結論

在包心魚丸外皮凝膠中適量添加親水膠體能夠改善魚糜凝膠結構，提升凝膠白度，降低包心魚丸凍融熟制過程中餡料中湯汁在外皮凝膠中的滲透遷移和湯汁損失。親水膠體種類、添加量及添加方式對包心魚丸外皮凝膠質構、色澤和湯汁損失均有不同程度的影響。與直接添加相比，以預乳化形式添加親水膠體對改善魚糜凝膠特性和降低湯汁損失效果更好。不同親水膠體之間相比，魔芋膠和可得然膠的效果優于卡拉膠和黃原膠。在魚糜中以預乳化的形式添加0.3%～0.4%魔芋膠或可得然膠不僅能顯著降低包心魚丸湯汁損失，提升產品的多汁口感，同時能有效改善外皮凝膠質構、白度等品質特性，但對于不同親水膠體間的協同效應有待進一步研究。本研究有助于解決包心魚丸因凍融循環導致結構松散、湯汁損失、白度下降等品質問題，為包餡類魚糜制品的品質提升提供指導。