海帶全粉對魚丸品質的影響

馬夢涵，張智杰，楊遠帆，2，3，4，陳艷紅，2，3，4，姜澤東，2，3，4，倪輝，2，3，4，鄭明靜，2，3，4*

（1.集美大學 海洋食品與生物工程學院，福建 廈門 361021；2.海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協同創新中心，遼寧 大連 116034；3.福建省食品微生物與酶工程重點實驗室，福建 廈門 361021；4.食品微生物與酶工程福建省高校工程研究中心，福建 廈門 361021）

白鰱魚肉質鮮嫩、營養豐富、產量高，是我國最受歡迎的淡水魚種之一[1]。據《中國漁業統計年鑒》報道，2021 年我國白鰱魚總年產量高達383.66 萬t，且呈逐年遞增趨勢，在漁業中占有重要生態地位[2]。目前，市場上白鰱魚的主要加工方式為魚糜及其制品[3]。魚丸是以魚為主料，通過斬拌、擂潰、成型、凝膠等一系列加工技術，形成一種富有彈性、方便食用且深受消費者喜愛的高蛋白食品[4]。由于魚丸不僅可以企業化批量生產，而且也適合居家制作，工藝方便簡潔，同時又因其細嫩鮮美的口感、豐富的營養價值，受到了廣大消費者喜愛[5]。因此魚丸可以為低值淡水魚提升經濟價值，是一種極具發展潛力的水產制品。劉海梅等[6]發現卡拉膠能夠優化魚糜凝膠特性、改善魚糜制品的白度，使得魚糜制品更符合大眾的需求。徐安琪等[7]發現添加0.40%～0.60%紫菜粉可影響魷魚魚糜凝膠特性及其肌原纖維蛋白二級結構，可以改善魷魚魚糜凝膠品質。汲晨洋等[8]研究發現條斑紫菜多糖可顯著改善鰱魚魚糜凝膠強度、質構特性和持水率，同時能夠提高魚糜的抗氧化活性。由此可見，海藻及其多糖對魚糜制品品質和營養價值提升方面應用前景廣闊。

海帶（Laminaria japonica）是我國重要的大型海生褐藻植物。據《中國漁業統計年鑒》報道，2021 年我國海帶養殖面積達到470 km2，總產量174.24 萬t，是我國水產養殖的一個支柱產業。海帶具有高蛋白低脂肪的特點，富含碘、維生素、多糖等多種生物活性物質，具有降血脂、預防動脈硬化、降血糖、降血壓等功能[9-11]。前期研究發現從海帶中提取的巖藻多糖可以改善魚糜制品的凝膠品質、抗氧化性和抑菌作用[12]，但有關海帶全粉對魚糜品質影響的研究鮮見報道，海帶全粉中蛋白質、多糖、多酚等成分的存在是否影響其對魚糜制品品質的改善作用尚未可知。因此，本研究在魚糜制品——魚丸中添加海帶全粉，分析不同添加量海帶全粉（0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%）對魚丸質構（texture profile analysis，TPA）、凝膠特性、持水率、白度、凝膠結構和感官品質等的影響。同時，以2，2'-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]陽離子自由基清除能力、還原力和對胰脂肪酶活性的抑制作用為指標，研究海帶全粉對魚丸的抗氧化和降血脂活性的影響。旨在利用海帶全粉提高魚糜制品的品質和附加價值，開發新型營養強化魚糜制品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍鰱魚魚糜：福建省安井食品股份有限公司；海帶：福建漁禮味水產有限公司；活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；木薯淀粉：南京甘汁園糖業有限公司；六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉（均為食品級）：湖北興發化工集團股份有限公司；食鹽：福建省鹽業集團有限公司；谷氨酰胺轉氨酶（120 U/g）：上海青瑞食品科技有限公司；胰脂肪酶（25 000 U/mg）、4-硝基苯基丁酸酯（4-nitrophenyl butyrate，p-NPB）、鐵氰化鉀、ABTS：美國Sigma-Aldrich 公司；三羥甲基氨基甲烷[tris（hydroxymethyl）aminomethane，Tris]、過硫化鉀、二水合磷酸二氫鈉、十二水合磷酸氫二鈉、三氯乙酸、氯化鐵（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

多功能粉碎機：東莞市華太電器有限公司；TA.Touch 質構測定儀：上海保圣實業發展有限公司；Avanti J-26S XP 高速冷凍離心機：貝克曼庫爾特商貿（中國）有限公司；Mettler Toledo ME 系列分析天平：Mettler Toledo（常州）稱重設備系統有限公司；EPOCH2T 酶標儀：美國博騰儀器有限公司；NicoletTMiS50 FTIR 紅外光譜儀：上海禹重實業有限公司；ADCI-WSI 白度儀：北京辰泰克儀器技術有限公司；PP3000T 型低溫冷凍制備傳輸系統：英國Quorum 公司；FEI Quanta 450 型環境掃描電鏡：美國FEI 公司。Pilot 10-15S 真空冷凍干燥機：博醫康（北京）儀器有限公司；JYL-C012 斬拌機：中國九陽股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 海帶全粉的制備

對海帶進行前處理，將海帶表面的鹽分洗凈，晾干后剪碎，放入50 L 的質量分數10%的H2O2溶液中，浸泡漂白3 h，撈出后洗凈，清洗至少3 遍，無H2O2氣味即可。漂洗后的海帶置于50 L 7%的糖水中，加入5 g 安琪活性干酵母進行發酵，發酵3 h 后撈出洗凈至無酒味，自然風干后，60 ℃烘干，粉碎后過60 目篩，得到海帶全粉。

1.3.2 魚丸的制備

參考羅璨等[13]的方法并稍作修改，將凍結的AA級鰱魚魚糜從冷庫中取出，放4 ℃冰箱中平衡12 h。稱取6 組質量為350 g 的魚糜，放入斬拌機中低速空斬2 min，各組加入10 g 食鹽快速斬拌8 min 進行鹽擂，加入50 g 淀粉、0.5 g 谷氨酰胺轉胺酶（transglutaminase，TG酶）、1 g 復合磷酸鹽[焦磷酸鈉∶六偏磷酸鈉∶三聚磷酸鈉=1∶1∶1（質量比）]、80 g 冰水和不同添加量的海帶全粉（0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%），斬拌8 min。斬拌后將魚漿擠成圓形，在45 ℃下水浴加熱30 min，迅速撈出后在90 ℃下水浴加熱10 min。最后將魚丸冰水冷卻20 min 后包裝。放置4 ℃冰箱冷藏24 h，待測各項指標。

1.3.3 魚丸TPA 的測定

參考廖泉等[14]的方法并稍作修改。將魚丸切成20mm高的圓柱體，采用TA.Touch 質構測定儀，探頭型號為P36R，測試類型為下壓，目標模式為形變，設定測試前速度3 mm/s，測試速度2 mm/s，測試后速度3 mm/s，觸發力為5 g，應變為30%。選取硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復性，每組3 個平行。

1.3.4 魚丸凝膠強度的測定

凝膠強度測定參考黃薇等[15]的方法并稍作修改，將魚丸切成20 mm 高的圓柱體，采用型號為TA.Touch型質構測定儀，探頭型號為P/5S，模式設定為形變，設定測試前速度4 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度4 mm/s，觸發力為5 g，穿刺深度為20 mm。每組3 個平行。凝膠強度按公式（1）計算。

式中：G 為凝膠強度，g·cm；A 為斷裂強度，g；B 為斷裂距離，cm。

1.3.5 魚丸持水率的測定

持水率測定參考鄭媛[16]的方法并稍作修改。將魚丸切成2 mm×2 mm×2 mm 小塊，稱取3 g 樣品并精確記重，用雙層濾紙包裹好，裝入離心管用高速冷凍離心機離心15 min（8 000 r/min，4 ℃），離心結束后移除濾紙并再次稱重，每組3 個平行。按公式（2）計算持水率。

式中：W 為持水率，%；W0為離心前樣品質量，g；W1為離心后樣品質量，g。

1.3.6 魚丸白度的測定

白度測定方法參考鄭媛[16]的方法并稍作修改。將魚丸切成平整光滑、直徑20 mm、厚度5 mm 的圓薄片，放置在白度儀的檢測盒內，測量其白度值，每組3 個平行。白度按公式（3）計算。

式中：A 為白度；L* 為亮度值；a* 為紅綠色值；b*為黃藍色值。

1.3.7 魚丸的紅外光譜分析

稱取1 mg 凍干魚丸粉末與烘干至恒重的100 mg KBr 混合，均勻研磨后，用壓片機壓成半透明薄片，置于紅外光譜儀中，在4 000～400 cm-1波長處進行掃描。

1.3.8 魚丸的感官評價

感官評分標準參考黃薇等[15]的方法并稍作修改。將各組魚丸從冰箱取出，每組樣品沸水煮10 min。烹飪完成后，進行感官評價，感官評價由8 人組成，其中男性4 名，女性4 名。評定指標包括滋味、氣味、色澤、組織形態和口感，評分權均為20%。感官評價完成后，統計評分，得到各組魚丸的感官評分。感官評分標準見表1。

表1 魚丸的感官評分標準Table 1 Sensory scoring standard of fish balls

1.3.9 海帶全粉魚丸抗氧化活性的測定

抗氧化活性測定參考寧詩文[17]的方法并稍作修改。將魚丸稱重后用刀切成薄片，置于真空冷凍干燥機中凍干后，打成粉末后用來進行抗氧化活性試驗。

1.3.9.1 ABTS+自由基清除能力的測定

配制7 mmol/L ABTS 溶液、2.4 mmol/L K2S2O2溶液以及0.2 mol/L 磷酸鹽緩沖液（pH7.0）。將ABTS 溶液與K2S2O8溶液等比例混合，混合均勻后在室溫避光處黑暗放置12～16 h，制備成ABTS 貯備液。使用時用磷酸鹽緩沖液稀釋，直到在波長734 nm 條件下其吸光度為0.70±0.02。在試管中按順序加入0.1 mL 15 mg/mL的魚丸溶液和1 mL 稀釋后的ABTS 溶液，混合均勻后于37 °C 條件下水浴1 h，隨后在12 000 r/min 條件下離心5 min，在波長734 nm 處檢測吸光度，將蒸餾水代替樣品為空白組，計算樣品的自由基清除率。每組3個平行。按公式（4）計算ABTS+自由基清除率。

式中：A 為ABTS+自由基清除率，%；A1為樣品吸光度；A0為空白組吸光度。

1.3.9.2 還原力的測定

還原力的測定采用鐵氰化鉀還原法。配制磷酸鹽緩沖液（pH6.6）、1% K3［Fe（CN）6］溶液、10%三氯乙酸溶液、0.1% FeCl3溶液。取0.3 mL 20 mg/mL 魚丸溶液，分別加入0.35 mL 磷酸鹽緩沖液、0.35 mL K3［Fe（CN）6］溶液，混合均勻后50 ℃水浴反應20 min。冷卻至室溫后，加入0.35 mL 三氯乙酸溶液和0.15 mL FeCl3溶液并混勻，在波長700 nm 處檢測吸光度，將蒸餾水代替樣品為空白組，計算樣品的還原力。每組3 個平行。按公式（5）計算還原力。

式中：A 為還原力；A1為樣品吸光度；A0為空白組吸光度。

1.3.10 海帶全粉魚丸對胰脂肪酶活性抑制作用的測定

胰脂肪酶抑制率測定參考晏幸等[18]的方法并稍作修改，配制100 U/mL 胰脂肪酶溶液、2 mmol/L p-NPB底物溶液、Tris 緩沖液。樣品組加入100 μL 5 mg/mL 的魚丸溶液樣品和100 μL 胰脂肪酶溶液；加樣品不加胰脂肪酶混合物組加入100 μL 5 mg/mL 的魚丸溶液樣品和100 μL Tris 緩沖液；空白組加入100 μL 胰脂肪酶溶液和100 μL Tris 緩沖液。將各離心管在37 ℃水浴鍋中反應15 min，然后加入200 μL p-NPB底物溶液再放入37 ℃水浴鍋中反應15 min，反應總體系為400 μL。結束后馬上沸水浴5 min 終止反應。在波長405 nm 下測定吸光度。每組3 個平行。按公式（6）計算胰脂肪酶抑制率。

式中：A 為胰脂肪酶抑制率，%；As為樣品組吸光度；An為加樣品不加胰脂肪酶混合物組吸光度；Ac為空白組吸光度。

1.4 數據處理

數據通過Excel 軟件進行整理，采用OriginPro 2019b 軟件作圖，IBM SPSS Statistics 26.0 軟件數據處理，使用Duncan 方法進行多重比較分析，p＜0.05 為統計學上差異顯著。

2 結果與分析

2.1 海帶全粉對魚丸TPA 的影響

不同添加量海帶全粉對魚丸硬度、咀嚼性、彈性、黏聚性、回復性的影響如表2 所示。

表2 海帶全粉添加量對魚丸TPA 的影響Table 2 Effects of the addition of kelp powder on the texture profile of fish balls

由表2 可知，魚丸硬度和咀嚼性隨海帶全粉添加量的增大而增加，二者規律相同，因為硬度與咀嚼性在一定范圍內呈現線性相關性[19]；與空白組相比，海帶全粉添加量為0.25%和0.50%時，其對魚丸硬度和咀嚼性影響不顯著（p＞0.05）；海帶全粉添加量高于0.75%，魚丸的硬度和咀嚼性明顯增加（p＜0.05），表明將魚丸壓縮到同一距離時所需要的外力增加[20]。與空白組相比，添加了0.25%～1.25%海帶全粉的魚丸樣品彈性未發生明顯變化（p＞0.05）。彈性表征魚丸受擠壓除去外力后的形變恢復能力，與魚糜凝膠網狀結構的變化密切相關[19]。由此可得，添加海帶全粉對魚丸的蛋白質網絡結構影響可能較小。陳瑜等[21]比較玉米淀粉、大豆分離蛋白和谷胺酰轉氨酶對魚糜制品的影響，結果表明3 種添加物對魚糜制品的彈性均無顯著影響。陳媚依[20]研究發現添加鷓鴣茶提取物對魚糜凝膠彈性無顯著影響，與本結果相似，由此也可初步推測外源添加劑在改善魚丸特性方面對彈性的影響較小。黏聚性和回復性表征魚糜凝膠在兩次壓縮變形時產生的對抗力，反映魚丸蛋白凝膠內部的結合程度[22]。與空白組相比，魚丸在海帶全粉添加量為0.25%時，黏聚性和回復性變化不顯著（p＞0.05）；當海帶全粉添加量為0.50%～1.25%時，魚丸黏聚性和回復性顯著下降（p＜0.05）。說明過量海帶全粉的添加會使魚糜蛋白凝膠的內聚性和回復性下降，使其內部結合更弱。綜上可以發現，0.25%海帶全粉對魚丸質構的影響較弱，可以誘導魚糜蛋白之間進行交聯，從而提高魚丸的全質構特性。

2.2 海帶全粉對魚丸凝膠強度的影響

凝膠強度是評價魚糜制品優劣的一項重要指標，凝膠強度大則表明魚糜蛋白的質量好、凝膠能力強[16]。不同添加量海帶全粉對魚丸凝膠強度的影響見圖1。

圖1 海帶全粉添加量對魚丸凝膠強度的影響Fig.1 Effect of the addition of kelp powder on the gel strength of fish balls

由圖1 可知，與空白組相比，海帶全粉添加量為0.25%時，魚丸的凝膠強度沒有顯著變化（p＞0.05）；但隨海帶全粉添加量增加至0.50%時，魚丸的凝膠強度顯著降低（p＜0.05）。海帶中含有較多的膳食纖維[7]，可能是由于海帶全粉的不溶性膳食纖維成分阻礙了多糖與蛋白分子之間的相互作用，使凝膠強度下降；還有可能是因為海帶全粉添加量過多，使蛋白質過度聚集[23]，使魚丸凝膠結構被破壞，凝膠強度降低。

2.3 海帶全粉對魚丸持水率的影響

不同添加量海帶全粉對魚丸持水率的影響如圖2所示。

圖2 海帶全粉添加量對魚丸持水率的影響Fig.2 Effect of the addition of kelp powder on the water holding capacity of fish balls

由圖2 可知，與空白組相比，海帶全粉的添加能夠顯著提高魚丸的持水率（p＜0.05），并且持水率隨著海帶全粉添加量增加而增加。徐安琪等[7]的研究表明，在魚糜中添加適量的紫菜粉可以提高魚糜的持水率，因為紫菜中含有豐富的多糖，有較強的吸收和保留水分的能力。劉鑫等[24]研究表明，褐藻膠能夠增強魚糜的持水率，與褐藻膠凝膠的結構變得致密有關。課題組前期研究也發現，海帶巖藻多糖可提高魚糜制品的持水率[12]。基于此，推測海帶全粉對魚丸持水率的提高作用可能與海帶中的褐藻膠等對水分結合作用有關。一般認為，魚糜的持水率高，其蛋白網絡結構緊密，具有較高的彈性和凝膠強度[25]。當海帶全粉添加量大于0.25%時，持水率和凝膠強度的變化趨勢并不一致，其原因可能是過量的海帶全粉與魚糜蛋白相互作用，競爭水分，使蛋白局部過度聚集，從而破壞了魚丸凝膠結構[26]。綜上，0.25%海帶全粉可以使魚丸維持較好的凝膠強度，并提高其持水率。

2.4 海帶全粉對魚丸色澤的影響

色澤是魚丸重要的感官指標。海帶全粉添加量對魚丸色澤的影響見表3。

表3 海帶全粉添加量對魚丸色澤的影響Table 3 Effect of the addition of kelp powder on the whiteness of fish balls

由表3 可知，隨著海帶全粉添加量增加，魚丸的亮度值L* 和白度降低，黃藍色值b* 增加（p＜0.05）。有研究表明，添加劑的顏色、濃度和類型均可影響魚糜凝膠白度[27-28]。同樣，在魚丸中添加海帶巖藻多糖時，魚丸的白度隨巖藻多糖添加量的增加而降低[12]。因此，添加海帶全粉對魚丸白度降低作用可能是由于其自身褐綠色的顏色引起的。

2.5 海帶全粉對魚丸紅外光譜的影響

海帶全粉對魚丸紅外光譜的影響如圖3 所示。

圖3 海帶全粉添加量對魚丸紅外光譜的影響Fig.3 FT-IR spectra of fish balls prepared with the addition of kelp powder

從圖3 可以看出，魚丸在3 310 cm-1處N—H 拉伸、2 930 cm-1處C—H 拉伸、1 660 cm-1處C＝O 拉伸、1 030 cm-1處C—O 拉伸等出現可反映蛋白質二級結構的特征吸收峰。其中酰胺A 區（3 310 cm-1）、酰胺B 區（2 930 cm-1）、酰胺I 帶（1 700～1 600 cm-1）、酰胺II 帶（1 600～1 500 cm-1）、酰胺III（1 330～1 220 cm-1）都有吸收峰出現。添加海帶全粉后，魚丸的這些特征峰均無明顯變化，說明海帶全粉對魚丸二級蛋白質結構沒有影響。

2.6 海帶全粉對魚丸感官評分的影響

海帶全粉對魚丸感官評分的影響見表4。

表4 感官評分Table 4 Sensory score

由表4 可知，隨著海帶全粉添加量增加，魚丸的感官評分總體呈先升高后降低的趨勢。滋味、氣味、口感評分逐漸增加。由于海帶全粉自身的顏色，魚丸色澤偏暗，色澤評分減少，與白度測定結果一致。組織形態評分先升高后降低，可能是海帶全粉過多會破壞蛋白凝膠結構。綜上，0.25%～0.75%海帶全粉的添加對魚丸的感官品質具有一定的提升作用。

2.7 海帶全粉對魚丸抗氧化活性的影響

在冷凍貯藏期間，魚丸品質劣變主要與蛋白質氧化有關[8]。因此，抑制蛋白質氧化可有效穩定肌原纖維蛋白的結構和功能，保持良好的肉制品品質[29]。ABTS+自由基清除和還原力試驗常被用來測量食品的抗氧化能力。海帶全粉對魚丸抗氧化活性的影響見圖4～圖5。

圖4 海帶全粉添加量對魚丸ABTS+自由基清除率的影響Fig.4 ABTS+ radical scavenging activity of fish balls prepared with the addition of kelp powder

圖5 海帶全粉添加量對魚丸還原力的影響Fig.5 Reducing power of fish balls prepared with the addition of kelp powder

由圖4、圖5 可知，添加0.50%～1.25%的海帶全粉能夠顯著提高ABTS+自由基清除率（p＜0.05），添加0.25%～1.25%的海帶全粉能夠顯著提高魚丸還原力（p＜0.05），表明海帶全粉魚丸具有良好的抗氧化活性；且魚丸抗氧化活性隨著海帶全粉添加量的增加而增加，當添加量達到1.00%時達到最高；而添加量在1.25%時，抗氧化活性有所降低，推測可能是因為過量海帶全粉對魚丸凝膠結構的破壞作用，導致蛋白質容易發生氧化反應，引起魚丸體系的抗氧化能力有所降低，但仍高于空白組。海帶全粉對于魚丸的抗氧化活性的增強作用，可能是由于海帶中富含海藻多糖、海帶多酚等具有較強抗氧化作用的成分[12,30-31]，從而提高了魚丸的抗氧化活性。

2.8 海帶全粉對魚丸胰脂肪酶活性抑制作用的影響

胰脂肪酶是人體脂質消化的關鍵酶，抑制其活性可以有效地減少脂質吸收，從而預防及降低肥胖癥狀[32]。海帶全粉魚丸對胰脂肪酶活性抑制作用的影響如圖6所示。

由圖6 可知，與空白組相比，海帶全粉魚丸對胰脂肪酶抑制率在海帶全粉添加量為0.25%和0.50%時不顯著（p＞0.05）；當添加量大于0.50%時，顯示出較好的胰脂肪酶抑制作用；當添加量為1.25%時，抑制率可達70%。李鑫鑫等[33]研究了12 種粗多糖對胰脂肪酶的抑制作用，結果表明多糖對胰脂肪酶均有不同程度的抑制效果。另外，海帶中含有豐富的巖藻多糖、褐藻多糖硫酸酯等，具有降血脂活性[34-35]?；诖?，推測海帶全粉魚丸對胰脂肪酶活性的抑制效果與其多糖成分有關。從海帶全粉提升魚丸抗氧化活性和降血脂活性來看，海帶全粉魚丸具有進一步開發為功能性產品的潛在價值。

3 結論

本文研究海帶全粉對魚丸TPA、凝膠強度、持水率、感官評價、抗氧化和降血脂活性的影響。相比于空白組，海帶全粉添加量為0.25%對魚丸凝膠強度和TPA 的影響不顯著（p＞0.05）；但是隨著添加量增加至0.50%～1.25%，魚丸的凝膠強度、黏聚性和回復性降低，硬度和咀嚼性提升（p＜0.05），與海帶全粉中不溶性膳食纖維阻礙魚糜蛋白凝膠有關。海帶全粉能夠提高魚丸的持水率，歸因于海帶多糖等的高吸水性。紅外光譜顯示海帶全粉對魚丸蛋白質結構沒有影響。0.25%～0.75%海帶全粉能夠提升魚丸感官評分。添加高劑量海帶全粉后的魚丸顯示出較好的抗氧化和降血脂活性。本研究為功能性海藻魚丸開發與生產提供理論依據。