芋頭粉對低鹽巴沙魚魚糜凝膠特性的影響

摘要：為改善低鹽巴沙魚魚糜的凝膠品質，分析芋頭粉添加量對魚糜凝膠蒸煮得率、保水性、色澤、質構的影響，并通過分析微觀結構和蛋白質二級結構，探究其對魚糜蛋白結構的影響。結果表明，當芋頭粉添加量為0%～20%時，魚糜的蒸煮得率、保水性顯著提高；當芋頭粉添加量為20%～25%時，保水性無顯著性變化。芋頭粉添加量對巴沙魚魚糜的色澤影響顯著，隨著芋頭粉添加量的增加，巴沙魚魚糜的亮度和白度下降，色澤偏黃綠色；隨著芋頭粉添加量的增加，巴沙魚魚糜的凝膠強度先升高后降低，當芋頭粉添加量為20%時，凝膠強度達到最大值。與空白組對比，隨著芋頭粉添加量的增加，凝膠肌原纖維蛋白中α-螺旋上升，β-折疊下降，說明芋頭粉能降低肌原纖維蛋白中α-螺旋轉變為β-折疊的程度，使其形成致密的凝膠網絡結構，凝膠也更具保水性。當芋頭粉添加量為20%時，魚糜的儲能模量G′達到最大值，說明魚糜在加熱形成凝膠的過程中，彈性特征更明顯。芋頭粉膨脹后加固了蛋白的網絡結構，增強了其凝膠特性，但是芋頭粉添加量為25%時，魚糜的凝膠網絡結構遭到破壞，出現空洞結構。以上結果表明，當芋頭粉添加量為15%～20%時可有效改善低鹽巴沙魚魚糜的凝膠品質，并且制備的魚糜富含膳食纖維。

關鍵詞：巴沙魚魚糜；芋頭粉；凝膠特性；蛋白結構

中圖分類號：TS254.5""""" 文獻標志碼：A""""" 文章編號：1000-9973（2024）08-0106-07

Effect of Taro Powder on Gel Properties of Low-Salt Basa Fish Surimi

WANG Jing-han1， WANG Shu-tong1，2， DAI Rui1， DU Mi-ying1， HU Yan1，3，

WU Jia-yu1， ZHAO Dong1*

（1.College of Food and Health， Guilin Tourism University， Guilin 541006， China; 2.Guangxi

Vocational College of Performing Arts， Nanning 530226， China; 3.School of Tourism

and Culinary Science， Yangzhou University， Yangzhou 225127， China）

Abstract： In order to improve the gel quality of low-salt Basa fish surimi， the effect of taro powder addition amount on the gel cooking yield， water holding capacity， color and texture of surimi is analyzed， and the microstructure and protein secondary structure are analyzed to explore its effect on the structure of surimi protein. The results show that the cooking yield and water holding capacity of surimi are significantly improved when the addition amount of taro powder is 0%～20%. When the addition amount of taro powder is 20%～25%， there's no significant change in water holding capacity. The addition amount of taro powder has a significant effect on the color of Basa fish surimi. With the increase of taro powder addition amount， the brightness and whiteness of Basa fish surimi decrease， and the color changes to yellowish green. With the increase of the addition amount of taro powder， the

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.08.018

引文格式：王敬涵，王舒彤，戴瑞，等.芋頭粉對低鹽巴沙魚魚糜凝膠特性的影響.中國調味品，2024，49（8）：106-112.

WANG J H， WANG S T， DAI R， et al.Effect of taro powder on gel properties of low-salt Basa fish surimi.China Condiment，2024，49（8）：106-112.

收稿日期：2023-12-16

基金項目：廣西重點研發計劃（2018AB49021）；廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目（2022KY0823，2023KY0848）；大學生創新創業訓練計劃（S202211837067X）；2023年桂林旅游學院科研項目校政企合作重點專項課題

作者簡介：王敬涵（1990—），男，講師，碩士，研究方向：農產品加工與貯藏。

*通信作者：趙冬（1986—），男，副教授，碩士，研究方向：健康食品加工技術與農產品資源綜合利用。

gel strength of Basa fish surimi firstly increases and then decreases. When the addition amount of taro powder is 20%， the gel strength reaches the maximum. Compared with the blank group， with the increase of taro powder addition amount， the α-helix of gel myofibrillar protein increases and the β-fold decreases， indicating that taro powder can reduce the degree of α-helix of myofibrillar protein transformation to β-fold， make it form a dense gel network structure， and the gel is more water retention. When the addition amount of taro powder is 20%， the energy storage modulus G′ of surimi reaches the maximum value， indicating that the elastic characteristics of surimi are more obvious during the process of surimi gel formation by heating. After the expansion of taro powder， the protein network structure is strengthened and the gel properties are enhanced. However， when the addition amount of taro powder is 25%， the gel network structure of the surimi is destroyed and the cavity structure appears. The above results show that the gel quality of low-salt Basa fish surimi could be improved effectively when the addition amount of taro powder is 15%～20%， and the prepared surimi is rich in dietary fiber.

Key words： Basa fish surimi; taro powder; gel properties; protein structure

魚糜制品是重要的水產品之一，是將魚肉經過清洗、取肉、浸漂、脫水等工藝制備的魚肉制品，在我國，魚糜及其制品具有悠久的歷史。近年來，魚糜制品的需求量逐年增加，2021年魚糜制品總產量高達134.98萬噸。然而，近年來我國海水魚資源日益匱乏，巴沙魚、白鰱、草魚等大宗淡水魚已成為重要的魚糜原料。

巴沙魚（Pangasius bocourti）個體大、食性雜，屬輻鰭魚綱，亦稱博氏巨鯰。作為我國外來淡水經濟魚類，其養殖業近年來發展迅速。巴沙魚出肉率高，肉質白嫩，無肌間小刺，營養均衡，因此深受人們歡迎。食用魚肉在醫藥、飼料、化工等領域也有所開拓，非常適合于魚糜類產品的加工利用，是具有極大開發潛力的養殖品種。

在傳統生產中添加2%～4%的食鹽，能夠促使鹽溶性蛋白溶出，制備具有較好凝膠強度的魚糜制品。隨著健康意識提高，當前人們認識到減少加工食品中外源鹽分的攝入量對人體有益，因此，尋求新工藝、新配方來確保低鹽魚糜制品品質面臨著新挑戰。閔二虎等以鰱魚魚糜取代傳統的豬肉肉糜制作“低鹽”復配魚糜藕夾。栗俊廣等研究發現，添加一定量木薯淀粉可降低鹽溶性蛋白凝膠的自由水比例，以增強保水性，還可以提升凝膠的結構體系。Chanarat等 、郭秀瑾等研究顯示，肉類蛋白質結構和性質對酶制劑誘導的蛋白質共價交聯方式有決定性作用，會影響產品的凝膠特性。袁美蘭等用淀粉、賴燕娜等用卡拉膠、張建友等用沙蒿籽膠、熱凝膠來改善魚糜的凝膠特性；除通過上述幾種方法來提高凝膠特性外，很多學者通過研究，采用添加其他種類的外源物等途徑來提高魚糜的凝膠特性。劉澤宇等在草魚魚糜中添加茶多酚、許亞彬等利用蛋清粉、Arfat等在金帶細鲹魚肉中添加鋅鹽、陳麗等利用膳食纖維和超聲波輔助等途徑改善魚糜的凝膠特性。

芋頭主要分布在亞洲地區，被稱作芋魁、毛芋。芋頭營養豐富，既可食用又可藥用。芋頭入口綿密，軟糯香甜，在醫學中是常用來降血壓、降血脂、延緩衰老、增強人體免疫功能的藥膳主食，且芋頭淀粉中支鏈淀粉比例較高，表現出較好的表觀黏度和穩定性。目前，關于芋頭粉在魚糜制品中的應用鮮有報道。本研究將芋頭粉與巴沙魚魚糜混合，降低食鹽添加量，探究芋頭粉添加量對巴沙魚魚糜的保水性、蒸煮得率、凝膠強度、蛋白質結構的影響，探討芋頭粉改善魚糜凝膠的機理。

1" 材料與方法

1.1" 材料與試劑

巴沙魚、雞蛋、大豆油：桂林市力源連鎖超市有限公司；食鹽：中鹽福建鹽業有限公司；芋頭粉：徐州大自然食品有限公司。

1.2" 儀器與設備

YP-B6002電子天平" 上海光正醫療儀器有限公司；Q1.6E6-GX冰箱" 廣東星星制冷設備有限公司；SUNNE低速離心機" 上海尚普儀器設備有限公司；MCR92流變儀" 奧地利安東帕公司；HH-5恒溫水浴鍋" 金壇市杰瑞爾電器有限公司；FTC質構儀" 北京盈盛恒泰科技有限責任公司；CM-5色差儀" 日本柯尼卡美能達公司；YTLG-10A/12A/18A冷凍干燥機" 上海葉拓科技有限公司。

1.3" 試驗方法

1.3.1" 魚糜凝膠的制備

將巴沙魚解凍，分割成小塊，取200 g魚肉放入絞肉機中，一次性加入質量分數35%的水、15%的雞蛋清、1%的鹽、25%的油和不同質量分數的芋頭粉（0%、5%、10%、15%、20%、25%），斬拌1.5 min。參照李寧寧等的方法并略作修改，將40 g斬拌好的魚糜置于50 mL離心管中，以3 000 r/min的速度離心15 min，去除樣品之間的縫隙。當水浴鍋的溫度達到80 ℃時將樣品放入，30 min后撈出，冷卻至室溫，再放入4 ℃冰箱中備用，過夜后測定各項指標。

1.3.2" 魚糜蒸煮得率的測定

參考計紅芳等的方法并略作修改，在蒸煮之前，魚糜的樣品稱重，記為W1（g），樣品蒸煮后冷卻至室溫，放入4 ℃冰箱中過夜，室溫下回溫2 h，從離心管中取出魚糜，用濾紙吸干析出的水分后稱重，記為W2（g）。按公式（1）計算魚糜的蒸煮得率（%）：

蒸煮得率（%）=W2W1×100%。（1）

1.3.3" 魚糜凝膠保水性的測定

參照李莎莎等的方法并略作修改，將從離心管中取出的樣品切成1.5 cm厚的圓柱體，稱重，記為M1（g）。用濾紙包裹住樣品，置于離心管中，使用離心機于4 000 r/min離心10 min后取出，用干凈濾紙包裹住樣品，使其表面干燥，再次稱重，記為M2（g）。按照公式（2）計算魚糜的保水性（%）：

保水性（%）=M2M1×100%。 （2）

1.3.4" 魚糜凝膠色差的測定

將蒸煮后的魚糜切成2 mm厚的薄片。測定并記錄凝膠的亮度L*值 、紅綠度a*值、黃藍度b*值，然后參考王冬妮等的方法計算魚糜的白度，見公式（3）：

白度=100-（100-L*）2+a*2+b*2。（3）

1.3.5" 魚糜凝膠流變特性的測定

將斬拌后的魚糜樣品置于校準后的流變儀的兩個平板之間，使用CP50-1平行板測試，夾具直徑為50 mm，測定時兩板間距為1 mm，選擇T-Ramp PVC程序，在振蕩模式下線性黏彈區的范圍內進行溫度掃描，將條件設置為數據點數量63、數據點時間0.5 min、溫度掃描范圍20～80 ℃、測量時間31.5 min、振蕩頻率1 Hz、應變頻率0.1%～100%，記錄測定過程中儲能模量G′值和損耗模量G″值。

1.3.6" 魚糜凝膠質構的測定

將魚糜凝膠在室溫下回溫2 h，將樣品切成高度為15 mm的圓柱體；使用P/36R探頭測定，參數設置：感應力300 N，起始力0.3 N，形變30%，以60 mm/min的速度進行測試。每個樣品測定3次后，選擇硬度、彈性、內聚性、咀嚼性的指標結果并取平均值。

1.3.7" 魚糜紅外光譜掃描

蛋白質二級結構的測定參考Guan等的方法，將冷凍干燥后的魚糜樣品研磨成均勻的粉末，以1∶100的比例與溴化鉀粉末混勻后進行壓片，在紅外光譜儀400～4 000 cm-1處進行掃描。

1.3.8" 魚糜凝膠微觀結構分析

參照劉驍等的方法，將處理好的魚糜樣品冷凍干燥后噴10 nm厚的金鍍膜，在1 000倍掃描電鏡下觀察并拍照。

1.3.9nbsp; 數據處理

所有試驗重復進行3次，數據用“平均值±標準差”（x±s）表示，用SPSS 17.0、Origin 8.5軟件進行數據分析和制圖。

2" 結果與分析

2.1" 芋頭粉添加量對魚糜蒸煮得率的影響

由圖1可知芋頭粉添加量對巴沙魚魚糜蒸煮得率的影響。總體來看，魚糜凝膠的蒸煮得率呈顯著上升趨勢（P＜0.05），未添加芋頭粉的魚糜蒸煮得率最低，只有81.7%，當芋頭粉添加量為25%時，魚糜的蒸煮得率為96.6%，達到本試驗測定蒸煮得率的最高值。由此可知，適量添加芋頭粉可以提高魚糜凝膠的蒸煮得率和魚糜產品的出品率。主要是由于芋頭粉中所含的淀粉混于水中，在溫度上升時會發生糊化，能吸附魚糜凝膠中多余的游離水分，減少體系中的自由水，鎖住水分使其難以流失。

2.2" 芋頭粉添加量對魚糜保水性的影響

保水性反映鎖住水分的能力，是制作魚糜的一個關鍵指標，其保水性越高，蒸煮損失率越小。芋頭粉添加量對巴沙魚魚糜保水性的影響見圖2。

由圖2可知，與空白組相比，隨著芋頭粉添加量的增加，魚糜的保水性整體呈顯著上升的趨勢（P＜0.05）。空白組魚糜的保水性最低，僅為71.5%，當芋頭粉添加量為25%時，魚糜的保水性最高，達96.1%，較空白組提高25%。這是因為芋頭淀粉受熱發生糊化，分子間氫鍵遭到破壞，導致淀粉分子之間相互作用力減弱，魚糜凝膠中的自由水減少，在網狀結構中沉淀，不易析出，從而提高了魚糜凝膠的持水性。適量添加芋頭粉可以提高魚糜的保水性，提高魚糜產品的成品率。

2.3" 芋頭粉添加量對魚糜白度的影響

色澤是評價魚糜凝膠品質和感官品質的重要指標。不同芋頭粉添加量對巴沙魚魚糜凝膠白度的影響見圖3。

由圖3可知，與空白組相比，魚糜凝膠的白度隨著芋頭粉添加量的增加而顯著下降。這可能是由于芋頭粉本身含有色素類物質，添加到魚糜中后降低了魚糜凝膠的亮度、紅綠值、黃藍值。Duangmal等指出，凝膠的顏色會受外源添加物的顏色所影響。隨著芋頭粉添加量的升高，部分淀粉顆粒不能完全吸水溶脹，凝膠的透明度降低，導致表面光被折射出去，使凝膠白度下降，這與裴志勝等的研究結果類似，表明芋頭粉添加量對魚糜凝膠和魚糜制品的色澤有較大影響。

2.4" 芋頭粉添加量對魚糜凝膠質構特性的影響

魚糜制品的硬度與其保水性有著密不可分的關系；保水性越低，魚糜樣品的硬度越小；保水性越高，魚糜樣品的硬度越大；同時魚糜凝膠的網絡結構對水分等物質的束縛能力越強。由表1可知，與對照組相比，隨著芋頭粉添加量的增加，魚糜凝膠強度顯著提高（P＜0.05），對照組（0%）的魚糜凝膠強度為1 021.11 g·cm，20%的組別凝膠強度達到最大值1 521.22 g·cm。這是因為魚糜在加熱過程中，凝膠化導致魚糜蛋白分子基團暴露，芋頭粉中的多糖、蛋白與暴露的魚糜蛋白基團發生相互作用，有利于形成穩定的凝膠結構。當芋頭粉添加量大于5%時，其硬度、內聚性、彈性、咀嚼性較添加量為5%時均發生顯著變化。硬度、內聚性變強，彈性和咀嚼性增大，表明巴沙魚魚糜富有黏彈性。當芋頭粉添加量為25%時，巴沙魚魚糜凝膠的硬度值最大，為8.216 N，此時魚糜的保水性也增至最大值，但是凝膠強度和彈性減弱，這可能是因為芋頭中的不溶性膳食纖維會阻礙多糖與蛋白質之間的相互作用。此外，芋頭中的多糖具有較強的吸收和保留水分的能力。然而，當芋頭粉添加量超過一定限度時，多糖與蛋白質之間的結合達到飽和，繼續增加芋頭粉會導致芋頭淀粉與魚糜蛋白爭奪水分，從而使魚糜蛋白失去水分，進而破壞凝膠過程。

2.5" 芋頭粉添加量對魚糜流變特性的影響

G′代表魚糜凝膠的彈性特性，G′值越高說明魚糜的彈性穩定性越好，分子間相互作用力越強，魚糜凝膠強度越高，G″表示魚糜的黏性特性。

由圖4和圖5可知，不同芋頭粉添加量的魚糜在加熱過程中G′和G″都高于對照組，隨著芋頭粉添加量從5%增加到20%，G′值呈上升趨勢，隨著芋頭粉添加量的增加，淀粉分子數量隨之增加，引起淀粉分子間的作用力和交聯增加。在魚糜升溫過程中，淀粉糊化，直鏈淀粉包裹著溶脹的淀粉顆粒，直鏈淀粉含量越高，這種包裹作用越明顯，形成的凝膠網絡結構越緊密，凝膠的保水性也越高。當芋頭粉添加量為25%時，G′值下降，這是因為蛋白質的變性會引發分子間共價和非共價相互作用的改變，包括二硫鍵和疏水作用，這些作用的變化會導致凝膠的網絡結構發生變化。當芋頭粉添加量為20%時，G′值上升趨勢最明顯，表現出較強的黏彈性，這與質構特性的凝膠強度測試結果吻合。

由圖4和圖5可知，損耗模量G″值與儲能模量G′的變化趨勢基本相似，且G″值明顯低于G′值，說明魚糜在加熱形成凝膠的過程中，彈性特征更明顯。隨著溫度的升高，對照組與添加芋頭粉組魚糜G′的變化趨勢大體一致。魚糜的變化過程可分為兩個階段：第一階段，隨著溫度的升高，G′在20～39 ℃時緩慢下降，可能是由于魚糜內源蛋白酶的作用，形成弱凝膠，致使G′下降；第二階段，在40～80 ℃范圍內G′值上升，在80 ℃左右時達到最大，這是由于溫度升高能夠誘導魚糜蛋白相互交聯，由半溶膠轉變為彈性膠，魚糜變得更有彈性。

2.6" 芋頭粉添加量對魚糜蛋白質二級結構的影響

酰胺鍵包含肽鍵，而凝膠蛋白主要以肽鍵連接，因此以酰胺帶為主要研究對象能夠更好地解析芋頭粉對魚糜凝膠蛋白結構的影響。由圖6可知，紅外特征峰位于1 600～1 700 cm-1的酰胺I帶可反映蛋白質二級結構的變化，其吸收最強。蛋白質主鏈構象的各種二級結構變化可由酰胺I帶的譜峰強度變化來表征，不同添加量的芋頭粉導致魚糜凝膠的蛋白結構發生不同程度的變化。

由表2可知，與空白組相比，當芋頭粉添加量為5%時，魚糜凝膠蛋白的二級結構發生明顯變化，β-轉角和β-折疊減少，無規則卷曲結構增多。當芋頭粉添加量為15%時，β-轉角結構最多，表明芋頭粉的添加使維持蛋白螺旋結構的氫鍵遭到破壞，螺旋結構向β-折疊、β-轉角等結構轉變。

2.7" 芋頭粉添加量對魚糜微觀結構的影響

蛋白質復合凝膠的微觀結構可以用掃描電子顯微鏡分析。不同添加量芋頭粉的魚糜樣品的掃描電鏡圖見圖7。

由圖7可知，空白組結構疏松，表面上有較多不規則的小顆粒分布。與未添加芋頭粉的對照組相比較，添加了芋頭粉的魚糜的內部結構緊密，褶皺更明顯。隨著芋頭粉添加量的不斷增加，表面上分布的小顆粒逐漸減少，當芋頭粉添加量為5%時，顆粒數量明顯減少；當芋頭粉添加量為15%時，幾乎不存在小顆粒。這是由于芋頭粉中淀粉吸水能力強，進一步提高了蛋白質濃度，芋頭粉膨脹后加固了蛋白網絡結構，因此魚糜凝膠網絡結構更加平整緊密。不同添加量芋頭粉的魚糜凝膠的網絡結構更緊湊。當芋頭粉添加量為25%時，魚糜凝膠出現了較多的孔洞，這是由于膨脹的芋頭粉粒填充到了蛋白凝膠的網孔中，或抑制了組織蛋白酶的活性，從而使其凝膠強度降低，這與魚糜凝膠強度、流變特性結果相對應。

3" 結論

低鹽（1%）相較于傳統的海水魚魚糜加工，對巴沙魚魚肉蛋白凝膠的形成無優勢，利用在魚糜制作中添加芋頭粉這一途徑，提高魚糜的凝膠特性和品質。芋頭粉的添加對魚糜的保水性有一定的影響，隨著芋頭粉添加量的增加，與空白組相比，魚糜的保水性隨之增加，當芋頭粉添加量為25%時，保水性最高。魚糜保水性的變化趨勢與蒸煮得率一致，添加一定量的芋頭粉有助于蒸煮得率的提升，改善魚糜制品的出品率。隨著芋頭粉添加量的增加，魚糜的白度顯著下降；整體而言，隨著芋頭粉添加量的增加，魚糜凝膠網絡孔徑變小，結構更加致密，魚糜樣品的質構特性、凝膠強度呈上升趨勢，當芋頭粉添加量為25%時，芋頭粉中不溶性膳食纖維阻礙了多糖與蛋白分子之間的相互作用，削弱了魚糜肌原纖維蛋白之間的交聯作用，導致其凝膠強度與彈性開始下降。

綜合來看，添加15%～20%的芋頭粉能有效改善魚糜的凝膠品質，使魚糜的各方面指標達到最佳參數，又有利于豐富魚糜制品、優化芋頭深加工產品，為芋頭資源的充分利用提供了理論依據。

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