超微蝦殼粉對草魚魚糜凝膠品質的影響

摘要：為提高草魚魚糜的凝膠特性，改善其品質，以鮮活草魚為試驗原料，添加蝦殼粉，探究不同添加量的蝦殼粉（0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.25%）對草魚魚糜凝膠質構特性、凝膠特性、流變性等的影響。結果表明，與對照組相比，添加蝦殼粉會顯著降低草魚魚糜凝膠的白度和色澤評分（P＜0.05），但其質構特性顯著增大（Plt;0.05），持水性顯著升高（P＜0.05），結合水含量顯著增加（P＜0.05）。感官評價和電子鼻分析結果表明，當蝦殼粉在最適添加量0.5%時，可以顯著改善魚糜凝膠的風味和品質。因此，添加適量蝦殼粉能增強魚糜凝膠的網絡結構和持水能力，得到具有較好風味和品質的魚糜制品，研究結果可為生產高品質的魚糜產品提供理論依據。

關鍵詞：蝦殼粉；草魚；魚糜凝膠；凝膠特性；流變性

中圖分類號：TS254.1""""" 文獻標志碼：A""" ""文章編號：1000-9973（2024）08-0001-06

Effect of Ultra-Fine Crayfish Shell Powder on Gel Quality of

Grass Carp Surimi

SU Yan1，2，3， WU Wei-lun1，2，3， SHI Liu2，3， YU Wei2，3， WANG Lan2，3，

QIAO Yu2，3， HUANG Yun4， KANG Jun5， WU Qian1*

（1.School of Life and Health Sciences， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China;

2.Institute of Agro-product Processing and Nuclear Agricultural Technology， Hubei Academy

of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Cold Chain Logistics Technology for

Agro-products， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Wuhan 430064， China;

3.Agro-product Processing Research Sub-center of Hubei Innovation Center

of Agricultural Science and Technology， Wuhan 430080， China;

4.Hubei Huachun Food Co.， Ltd.， Jingmen 420800， China;

5.Hubei Qianwang Ecological Crayfish Industrial Park

Group Co.， Ltd.， Qianjiang 433115， China）

Abstract： In order to improve the gel properties and quality of grass carp surimi， with fresh grass carp as the test raw material， crayfish shell powder is added to explore the effects of different addition amount of crayfish shell powder （0.25%， 0.5%， 0.75%， 1%， 1.25%） on the texture properties， gel properties and rheology of grass carp surimi gel. The results show that compared with the control group， the addition of crayfish shell powder can significantly decrease the whiteness and color scores of grass carp" surimi

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.08.001

引文格式：粟燕，吳偉倫，石柳，等.超微蝦殼粉對草魚魚糜凝膠品質的影響.中國調味品，2024，49（8）：1-6，11.

SU Y， WU W L， SHI L， et al.Effect of ultra-fine crayfish shell powder on gel quality of grass carp surimi.China Condiment，2024，49（8）：1-6，11.

收稿日期：2024-02-09

基金項目：湖北省揭榜制科技項目（2022BEC030）；湖北省重點研發計劃項目（KJCXQS2022000503）

作者簡介：粟燕（1999—），女，碩士，研究方向：食品科學。

*通信作者：吳茜（1988—），女，教授，博士，研究方向：食品科學。

gel （Plt;0.05）， but its texture properties， water holding capacity and bound water content significantly increase （Plt;0.05）. The results of sensory evaluation and electronic nose analysis show that when the optimal addition amount of crayfish shell powder is 0.5%， the flavor and quality of surimi gel could be significantly improved. Therefore， the addition of proper amount of crayfish shell powder can enhance" the network structure and water holding capacity of surimi gel， and surimi products with better flavor and quality can be obtained. The research results can provide a theoretical basis for the production of high-quality surimi products.

Key words： crayfish shell powder; grass carp; surumi gel; gel properties; rheology

水產品及其加工制品是我國國民經濟的重要組成部分，據2022年中國漁業統計年鑒顯示，2021年我國漁業產值為15 158.63億元，其中淡水魚養殖產值為7 473.75億元。草魚是我國重要的淡水經濟魚品種，因其廣溫性、長速快、得肉率高等特點，養殖量常年穩居首位。魚糜是魚肉經過取白肉、漂洗、脫水后，添加適量防止蛋白質冷凍變性的添加物，使其在較低的溫度條件下可以進行較長時間儲藏的魚肉制品。因為加工方便，具有高蛋白、低脂肪、食用方便等優點，魚糜已成為具有發展前景的現代水產加工食品，受到人們的青睞。目前，魚糜和魚肉產品的深加工已被國內外廣泛認可，并被公認為中國淡水魚類產業的主要發展方向之一。魚糜是一種以淡水魚類為主要原料的高附加值產品，在進行魚糜加工時，充分利用水產類加工副產品，不僅可以解決淡旺季淡水魚的供銷矛盾，而且可以使其增值，降低生產成本與魚糜制品價格。

蛋白質是魚肉的主要成分，凝膠化作用是其最重要的功能特性之一。魚糜制品的彈性是硬度和黏性的綜合體現，主要取決于魚糜中蛋白質的凝膠特性。工業上已有利用蝦殼制備飼料，提取甲殼素、蝦青素等高附加值產品的應用，但作為蝦殼主要成分之一的蛋白質的高值化轉化卻相對匱乏。利用行星式球磨儀將蝦殼制備成小于300目的超微蝦殼粉，能夠提高鈣質的吸收率，改善其粗糙口感，保留營養和風味成分，實現小龍蝦副產物的高值化利用，為提高小龍蝦加工副產物利用率的研究與開發提供了參考。目前關于蛋白質的提取分離一般采用鹽溶液法、超聲波法、酸溶法、堿溶法、堿溶酸沉法、酶法等。這些方法普遍操作復雜、生產效率低，且大多需要添加化學物質，易造成化學物質的殘留，為食品安全帶來隱患，影響產品的風味和口感。

漂洗是魚糜制作過程的重要工藝，其內在機理是使肌原纖維蛋白富集，有利于魚糜凝膠形成。本文通過漂洗法獲得魚糜，以此為研究對象，分析添加不同含量蝦殼粉對魚糜凝膠特性的影響，通過分析處理后魚糜凝膠的凝膠強度、質構、持水性、色度、流變性、感官評分等指標的變化，初步探索蝦殼粉添加量對草魚魚糜凝膠特性的影響，進而得到最佳添加量，為蝦殼粉添加量對魚糜凝膠特性影響的研究提供一定的理論基礎，從而實現對蝦殼廢棄物的充分利用。研究表明添加適量蝦殼粉能夠提高魚糜的凝膠強度，改善魚糜的風味和品質。

1" 材料與方法

1.1" 材料

小龍蝦蝦殼粉：采樣于湖北新柳伍食品集團有限公司；草魚：購于武漢市洪山區張家灣1號白沙洲農副產品大市場。

1.2" 試劑

氯化鈉、95%乙醇等（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.3" 主要儀器與設備

QM-3SP2行星式球磨儀" 南京南大儀器有限公司；AR2000EX流變儀" 美國TA儀器公司；PF3010食品多功能斬拌機" 山東博朗廚房電器有限公司；HH-ZK2數顯恒溫水浴鍋" 鞏義市予華儀器有限責任公司；CR-00/410色彩色差儀" 柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；GTR10-1臺式高速冷凍離心機" 北京時代北利離心機有限公司；TA.XT 2i/50質構儀" 英國Stable Micro Systems公司；NMI20-025V-I核磁共振成像分析儀" 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；BSA224S萬分之一電子天平" 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；LE2002E百分之一電子天平" 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.4" 方法

1.4.1" 前處理

使用行星式球磨儀將小龍蝦蝦殼粉研磨75 min，過300目篩，得到粒徑為5 μm的超微蝦殼粉。

將新鮮草魚帶冰水于30 min內活運至實驗室，于4 ℃冷庫中宰殺，去除魚鱗、內臟、結締組織等，取背部白肉，使用超純水洗凈后進行試驗。

1.4.2" 魚糜的制備

參考石柳等的方法并加以修改，使用斬拌機以20 s/次的速率攪拌3次得到魚糜，加入魚肉質量5～6倍的水進行第一次漂洗，漂洗攪拌10 min，加入0.5%的NaCl溶液鹽洗攪拌10 min，再進行一次水洗得到魚糜，于4 ℃冰箱中冷藏備用。

1.4.3" 魚糜凝膠的制備

參考張瑞婷等的方法并作適當調整。魚糜在室溫下解凍30 min，使用斬拌機空斬1 min；加入2.5% NaCl斬拌2 min；加入0%、0.25%、0.5%、0.75%、1.00%、1.25%蝦殼粉斬拌2 min，將斬拌好的魚糜灌裝到塑料腸衣中，封口。魚腸于40 ℃加熱60 min，90 ℃水浴30 min后，冷卻至室溫，于4 ℃冰箱中儲藏過夜，備用。

1.4.4" 魚糜凝膠的質構分析

參考陳媚依等的方法并稍作改動，將試樣切成高度約為2.5 cm的圓柱體，使用P/36R型傳感器進行檢測，設定測試前、中、后的速度分別為5，1，5 mm/s，試樣壓縮比為40%，觸發力為5 g，即可得到魚腸的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性、回復性和凝聚性參數。

1.4.5" 魚糜凝膠強度的測定

參考王蒙娜等的方法，取出冷凍的魚腸，將其放置在室溫下解凍后，將試樣切成高度約為2.5 cm的圓柱體，使用P/0.25S球形探頭進行檢測。設置觸發力為5 g，設定測試前、中、后的速度分別為5，1，5 mm/s，穿刺距離為15 mm，即可得到魚腸的凝膠強度參數。

1.4.6" 魚糜凝膠持水性的測定

參考Zhang等的方法，稱取紗布的質量（m0，g），再稱取3 g魚腸放在紗布中，記錄總重（m1，g），使用兩層濾紙包裹后，設置離心機轉速為3 000 r/min，室溫下離心15 min，稱量離心后總重（m2，g）。持水性的計算公式如下：

持水性（%）=（1-m1-m2m1-m0×0.78）×100%。（1）

1.4.7" 魚糜凝膠的水分分布和水質子密度的觀察

參考曾文浩等的方法并稍作改動，使用標準水膜進行校正后，調整參數TW=4 000 ms，NS=3，TE=0.55 ms，NECH=8 000，將每組樣品切成高度約為2.5 cm的圓柱體，平穩放入核磁分析儀中進行掃描，樣品掃描后利用 MultiExp Inv Analysis軟件進行擬合，得到復合凝膠的T2譜圖。

利用SE序列進行核磁共振成像測定，參考Guo等的方法并稍作改動。參數設定：層數3；視野為100 mm×100 mm；層厚5 mm；掃描次數4次；等待時間400 ms；回波時間20 ms。通過NMR Image Processing V3.0軟件對獲得的圖像進行偽彩色處理。

1.4.8" 魚糜凝膠色度的測定

參考周俊鵬等的方法，取出魚腸，在室溫下放置2 h，用色度儀檢測并記錄魚腸的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。然后計算出樣品的白度值（W），白度值的計算公式如下：

W=100-" （100-L*）2+a*2+b*2。（2）

1.4.9" 魚糜凝膠流變性的測定

參考李景敏等的方法并稍作改動，設置頻率范圍為0～600 Hz，進行頻率掃描，最后從流變儀中導出儲能模量、損耗模量和損耗系數。

1.4.10" 魚糜凝膠的電子鼻分析

分別稱取3 g樣品于測量瓶中，于90 ℃水浴30 min，取出封口瓶用封口膜封口，用電子鼻進行測定，參數設置：測試時間120 s，清洗時間100 s。

1.4.11" 魚糜凝膠的感官評價

邀請8名學生按照表1的要求對魚腸的感官指標色澤、氣味、質地、滋味進行評價。

1.5" 數據分析

采用SPSS Statistics 26對數據進行顯著性和相關性分析，采用GraphPad Prism、Origin繪圖。圖表中誤差均為標準誤差，所有試驗均進行3次重復。

2" 結果與分析

2.1" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠質構特性的影響

魚糜凝膠的質構特性是表征魚糜制品口感的重要參數，主要包括硬度、彈性、咀嚼性等。蝦殼粉添加量對魚糜凝膠質構特性的影響見表2。

由表2可知，隨著蝦殼粉添加量的增加，魚糜凝膠的硬度、膠黏性和咀嚼性呈上升趨勢，且膠黏性在蝦殼粉添加量為0.75%時顯著增大。蝦殼粉對魚糜凝膠的彈性無顯著性影響（Pgt;0.05）。魚糜凝膠的回復性整體呈現先減小后增大的趨勢，當蝦殼粉添加量為0.75%時達到最小值，相比于對照組下降了13.87%，這與鄭趙敏等研究的枸杞粉對魚糜凝膠質構特性的影響結果一致。

2.2" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠強度的影響

凝膠強度是評價魚糜制品品質的重要參數，也是決定魚糜制品品質的重要因素。由圖1可知，除蝦殼粉添加量為0.75%的組別外，魚糜凝膠強度隨著蝦殼粉添加量的增加而增大，當蝦殼粉添加量為1.25%時，凝膠強度達到最大，這可能是由于在魚糜凝膠形成過程中，蝦殼粉吸收魚糜內部的部分水分，提高了凝膠的蛋白濃度，從而加速了蛋白質凝膠網絡的形成。同時，蝦殼粉在一定程度上填補了魚糜的蛋白空隙，使凝膠網絡更加均勻致密，最終導致魚糜凝膠強度的增加，這與Ding等的研究結果一致。

2.3" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠持水性的影響

持水性是評價魚糜制品結合水能力的指標，凝膠與水結合的能力越強，網絡結構越致密，持水性越高。由圖2可知，隨著蝦殼粉添加量的增加，持水性先增大后減小，當蝦殼粉添加量為0.5%時，持水性最大。而當蝦殼粉添加量繼續增加至1.25%時，持水性下降，但相比于空白對照組，仍有所增加。蝦殼粉中粗蛋白、甲殼素的含量較高，甲殼素是一種很好的吸附材料，有較強的吸水能力，可以吸收魚糜凝膠中的水分。同時，經過行星式球磨儀處理后的蝦殼粉形態微小，可以充分填充于魚糜蛋白的交聯空隙中，添加適量蝦殼粉使凝膠網絡變得更加緊密，進而增強了持水性。但當蝦殼粉的添加量過多時，過量蝦殼粉填充于蛋白質凝膠網絡結構中，對魚糜的網絡結構產生較強的壓力，從而減弱了凝膠網絡的均勻性，最終導致持水性降低。

2.4" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠水分分布的影響

水分弛豫時間可以反映魚糜凝膠內部氫質子所處的化學環境，低場核磁共振中的弛豫時間T2反映的是體系中水分子的自由度。由圖3可知，空白對照組和添加蝦殼粉的魚糜凝膠組均具有T21（0～10 ms）、T22（60～200 ms）、T23（＞600 ms）3個峰，且T22峰值發生不同程度的偏移。Zhang等研究發現，適宜溫度處理后的魚糜凝膠弛豫時間T22左移且增加，結合水增加，此現象表明部分自由水轉化為結合水， 水與凝膠網絡間的相互作用增強，魚糜凝膠束縛水的能力增強。蝦殼粉的添加可以增強魚糜制品對水的束縛能力，增強其持水能力。

2.5" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠偽彩色圖像的影響

通過偽彩色圖像可以直觀地觀察樣品中水的空間分布，信號值強呈紅色，無信號值則呈藍色，當樣品中水分含量越高時，核磁共振圖像亮度越強。結合水或不易流動水常表現為低信號強度，而自由水則表現為高信號強度。由圖4可知，在空白樣品、0.25%和0.5%蝦殼粉添加量的魚糜凝膠核磁成像中有大量橙色光點，隨著蝦殼粉添加量的增加，核磁成像轉變為亮綠色，且橙色光點減少，表明添加蝦殼粉后魚糜凝膠水分含量增多，這與持水性的結果一致。

2.6" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠色度的影響

白度是評價魚糜凝膠感官品質的重要指標。由表3可知，隨著蝦殼粉添加量的增加，魚糜凝膠的白度值呈現顯著下降的趨勢（Plt;0.05），而凝膠的a*值、b*值呈現顯著上升的趨勢（P＜0.05）。蝦殼粉的添加導致魚糜凝膠的白度值下降，可能是由于蝦殼粉自身的紅褐色。雖然蝦殼粉的添加會導致魚糜凝膠的白度值下降，但當添加量為0.25%～0.75%時，白度值仍在較好的范圍內，與感官評價的結果一致。

2.7" 不同添加量蝦殼粉對魚糜凝膠流變性的影響

頻率掃描可以反映凝膠的黏彈性，不同添加量的蝦殼粉-魚糜復合凝膠頻率掃描圖見圖5。

頻率掃描過程中，樣品的彈性性能強于黏性性能，損耗系數在0.2～0.25左右，具有良好的凝膠網絡結構。蝦殼粉-魚糜復合凝膠的G′和G″值隨頻率的增大而增大，同時可以觀察到當蝦殼粉添加量為0.5%時，復合凝膠的G′和G″均最大。由此推測蝦殼粉的添加可以加強蛋白質之間的相互作用，從而提高蛋白凝膠網絡結構的穩定性。

2.8" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠氣味特性的影響

電子鼻雷達分析可以揭示傳感器對不同樣品信號響應強度的總體情況及樣品間差異。添加蝦殼粉前后魚糜凝膠的氣味雷達圖譜見圖6。

添加蝦殼粉的魚糜凝膠與空白魚糜凝膠差異明顯，除W6S型傳感器對魚糜凝膠樣品間揮發性物質的感應較低外，其他傳感器對魚糜凝膠揮發性物質響應值具有明顯的差異。其中響應信號較突出的傳感器有W1W、W2W和W5S，這3個傳感器分別對無機硫化物、有機硫化物和氮氧化合物敏感，這可能與魚糜凝膠中巰基含量的減少和揮發性鹽基氮物質的增加有關。試驗結果顯示添加蝦殼粉后，魚糜凝膠中芳香成分化合物、有機硫化物、氮氧化合物等的含量有增加的趨勢，表明添加蝦殼粉可以使魚糜凝膠的氣味更加濃郁豐富。

添加蝦殼粉前后魚糜凝膠電子鼻響應信號主成分分析圖見圖7。

由圖7可知，第一主成分（PC1）的貢獻率達到50.4%，第二主成分（PC2）的貢獻率達到39.7%，總和為90.1%，包含原始數據的大部分信息，因此這兩個主成分能夠反映樣品的主要揮發性物質信息，可以用來代替樣品的信息。不同蝦殼粉添加量下魚糜凝膠的氣味特點之間雖然相距較近，但是不存在重疊，且與對照組有顯著差異，表明蝦殼粉的添加對魚糜凝膠的揮發性風味物質具有一定程度的影響。當蝦殼粉添加量為0.50%～1.00%時氣味差異較小，這與電子鼻結果相一致。

2.9" 不同蝦殼粉添加量對魚糜凝膠感官品質的影響

不同蝦殼粉添加量下魚糜凝膠制品感官評價結果見表4。

由表4可知，隨著蝦殼粉添加量的增加，魚糜凝膠色澤評分呈現下降趨勢，這主要是蝦殼粉本身的紅褐色導致的。但從總分可以看出，當蝦殼粉添加量為0.25%～0.75%時仍在可接受范圍內。隨著蝦殼粉添加量的增加，氣味得分呈上升趨勢。隨著蝦殼粉添加量增加，魚糜凝膠的質地得分先增大后減小，當蝦殼粉添加量為0.5%時評分最高，與持水性、質構特性及凝膠強度的結果一致。綜上，雖然蝦殼粉的添加降低了魚糜凝膠的色澤評分，但在低濃度時顏色在可接受范圍內，提高了魚糜凝膠的品質和風味。

3" 結論

在魚糜中加入蝦殼粉可以改善魚糜凝膠的質構特性、凝膠強度、持水性、流變性、色度、氣味特性、水分分布和感官評價，當蝦殼粉添加量為0.5%時，能最大程度地提高魚糜凝膠的持水性、凝膠強度，降低魚糜凝膠中自由水的含量。由于蝦殼粉本身的紅褐色，添加蝦殼粉的魚糜凝膠白度值下降，但在最適添加量時，仍然可以接受。感官評價結果表明，當蝦殼粉添加量為0.5%時，可接受度最高，可能是因為蝦殼粉具有獨特的氣味，可以減弱魚糜凝膠原本的魚腥味。添加適量蝦殼粉可以改善魚糜凝膠的品質和風味，使魚糜凝膠具有較好的感官品質。此外，電子鼻可以很好地區分魚糜凝膠和蝦殼粉-魚糜復合凝膠。添加蝦殼粉的復合凝膠相對于空白魚糜凝膠在芳香成分化合物、有機硫化物、氮氧化合物等的含量有增加的趨勢。因此，蝦殼粉作為一種可回收材料，添加到魚糜制品中，能夠提高魚糜制品的凝膠強度，改善其品質，具有很高的應用價值。

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