淀粉及其他添加物對復水鯛魚魚糜粉凝膠特性的影響研究

中圖分類號：TS254.9 文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2025）08-0088-08

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.08.013

引文格式：，等.淀粉及其他添加物對復水鯛魚魚糜粉凝膠特性的影響研究[J].中國調味品，2025，50（8）：88-95，109.CUI C，ZHAO Y，CHENG YJ，etalEfectof starch and other additives on gel propertiesof rehydrated snapper surimipowder[J].China Condiment，2025，50（8）：88-95，109.

Abstract： Surimi powder is formed by drying frozen surimi and can be stored at room temperature with low delivery cost and small storage space. In order to improve the gel properties of surimi powder after rehydration，with snapper surimi powder obtained by cold air drying as the main raw material，the effects of adding diferent types of starch（corn starch，potato starch，cassava starch，wheat starch and modified cassava starch） as well as different addition amount of modified cassava starch，carrageenan and salt on the gel strength，texture properties，centrifugal loss rate，whiteness and sensory score of surimi powder after rehydration are explored. Through single factor test and Box-Behnken response surface test design， the optimal formula for surimi powder is determined.When the addition amount of modified cassva starch is

10.43% ， the addition amount of salt is 2.29% ， and the addition amount of carrageenan is 1.66% ，the effect of surimi powder after rehydration is the best，with the gel strength of （6129.86±104.43 ） g^?mm and the sensory score of （89.37±0.39） points. The results of this study have provided references for the research and development of new types of surimi products and the industrial production of surimi powder products. Key words： surimi powder; gel properties； cold air drying； response surface optimization method

魚糜及其制品由于營養豐富、蛋白質含量高、脂肪含量低贏得廣大消費者的青睞，成為了一種備受歡迎的深加工水產品[]。魚糜可以由海水魚或淡水魚等制成，鯛魚（Pagrosomusmajor）因其優良的口感而廣泛養殖，是生產魚糜及魚糜制品的優良原料。目前，魚糜及其制品是在冷凍狀態下儲存和流通的，需要消耗大量能源來保持整個冷鏈的溫度低至一 18°C ，提高了產品的成本[2]。魚糜經干燥可制得魚糜粉，Bu等[3]研究了5種不同干燥方式對魚糜粉的理化性質和風味的影響，結果表明真空冷凍干燥組和冷風干燥組的魚糜粉經復水后表現出優越的風味特征。通過干燥制成的魚糜粉，在儲存和運輸中無需冷凍，消費者還可以根據自己的喜好自由定制烹飪體驗，例如，可以加水來調節硬度或者用湯、豆漿等代替水來增強味道，提高了它的實用價值。魚糜粉還是一種老年營養食品。因此，魚糜粉在市場上有著巨大的發展空間。

在魚糜制品的生產過程中，加入一些外源添加物能有效地提升其結構特性和凝膠強度，從而改善其整體品質，這些添加物的加入不僅優化了產品的口感和穩定性，而且增強了其市場競爭力。淀粉作為一種增稠劑和保水劑，已被廣泛應用于魚糜制品中以提高其凝膠強度，降低成本和提高儲存穩定性[4]。卡拉膠等多糖具有良好的凝膠強度和持水性，可以提升魚糜制品的品質[5-6]。還有研究表明，淀粉與卡拉膠等多糖聯合使用對提升魚糜制品品質的效果更加明顯[7]。但是，如何提升魚糜粉復水后的質構特性和凝膠強度等品質的研究還未見報道。

本文以鯛魚魚糜粉作為主要原料，探究添加不同類型的淀粉以及不同添加量的木薯變性淀粉、卡拉膠、食鹽對魚糜粉復水后的凝膠強度、離心損失率、質構特性、感官評分、白度的影響，通過單因素試驗和響應面優化獲得最佳配方，給消費者帶來一種既方便又營養的食品，且口感爽滑、富含蛋白質，該研究成果為工業化生產魚糜粉提供了重要的參考和指導，有助于優化生產流程并提高產品質量。

1材料、儀器與方法

1.1材料

冷凍紅鯛魚糜：錦州筆架山食品有限公司；木薯變性淀粉、卡拉膠：浙江諾一生物科技有限公司；玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、食鹽、腸衣：均為市售。

1. 2 儀器與設備

TA.XT Plus質構儀英國 Stable Micro Systems 公司；BCD-215KS冰箱青島海爾股份有限公司；CR-400色彩色差計日本柯尼卡美能達公司；PL602-L電子分析天平梅特勒-托利多集團；THERMO高速冷凍離心機美國賽默飛世爾科技公司。

1.3 魚糜凝膠的制備

冷凍鯛魚魚糜 - 解凍 - 切分 （2cm×1cm×1cm） 干燥至恒重 粉碎 - 過篩（100目） -混勻（魚糜粉、淀粉、卡拉膠、食鹽） - 復水（加4倍質量的蒸餾水）- 灌腸 - 二段式加熱熟制 20min） 冷卻 - 冷藏 （4^°C） 。

1.4配方單因素試驗

根據魚糜凝膠的制備工藝流程，用4倍質量的蒸餾水將魚糜粉復水制備魚糜凝膠，在預試驗的基礎上制定魚糜凝膠的基本配方：以魚糜粉質量為基準，添加淀粉、卡拉膠、食鹽，進行單因素試驗，研究不同種類的淀粉（馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉、木薯變性淀粉）和木薯變性淀粉添加量 （0% 、6%、 9% 12%.15% 、卡拉膠添加量 （0%.1%.1.5%.2%.2.5%） 、食鹽添加量 （0%1%.2%.3%.4%） 對魚糜凝膠的影響，確定添加量范圍。

1.5 響應面試驗設計

基于單因素試驗的結果，應用Design-Expert8.0.6分析軟件進行優化研究，選擇木薯變性淀粉添加量（A）、食鹽添加量 （B ）、卡拉膠添加量（C）作為關鍵因素，以魚糜凝膠的感官評分和凝膠強度為指標，構建了三因素三水平響應面試驗設計方案，見表1。

表1響應面試驗因素水平

Table1 Factors and levels of response surface test

1.6 凝膠強度的測定

參考喬敏等8的方法并進行修改，將魚腸切成 2.5cm 高的樣品，參數設置：探頭型號為P5/S，測前、測中、測后速率分別為 1，1.1，10mm/s ，壓縮比為 50% 。根據破斷強度和破斷距離的測量值計算凝膠強度，公式如下：

凝膠強度 （g?mm）= 破斷強度 （g）× 破斷距離 （mm） 。

1.7 質構特性的測定

參考劉佳等9的方法并進行修改，將魚腸切成2.5cm 高的圓柱體，進行TPA測定，參數設置：探頭型號為 P/50 ，測前、測中、測后速率均為 1mm/s ，壓縮比為 30% 。

1.8 離心損失率的測定

將魚糜凝膠切成厚 0.5cm 的薄片，進行精確稱量，記錄質量 M₁（g） ，置于 50mL 離心管中進行離心，參數設置：轉速為 5000r/min ，溫度為 4^°C ，時間為 16min 離心結束后擦干魚糜凝膠表面的水分并稱重 M₂（g） ，離心損失率 （% 按下式計算：

離心損失率 （%）=（M₁-M₂）/M₁×100%

1.9 感官評價

參照李璐等[10]的方法，由10名具有食品專業背景的人員組成評價小組，評價指標均采用20分制，評價標準見表2。樣品各項品質指標得分為評價結果的平均值。

表2感官評價標準

Table2 Sensory evaluation criteria

1. 10 數據處理

每組試驗重復3次，試驗結果使用Origin2022軟件進行繪圖，IBMSPSSStatistics25軟件進行方差分析，Design-Expert8.O.6軟件進行響應面優化。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果

2.1.1不同種類淀粉對魚糜粉復水后凝膠品質的影響

圖1不同種類淀粉對魚糜凝膠強度（A）、離心損失率（B）、白度（C）、感官評分（D）的影響

Fig.1 Effectofdifferenttypes of starch on gel strength（A），centrifugal loss rate（B），whiteness （C）andsensory score （D） of surimi

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） ，下圖同。凝膠強度是衡量魚糜制品品質的一個重要指標[11]在魚糜制品加工過程中，淀粉作為一種廣泛應用的外源添加物，不僅能夠提升凝膠強度，而且有助于減少生產成本[12]。由圖1中A和D可知，與對照組相比，加入不同類型淀粉顯著增加了魚糜粉復水后的凝膠強度和感官評分（ ?Plt;0. 05） 。在相同淀粉添加量下，木薯變性淀粉組的凝膠強度和感官評分優于其他淀粉組。由圖1中B可知，木薯變性淀粉的添加增加了魚糜粉復水后凝膠的離心損失率。由圖1中C可知，與木薯變性淀粉相比，添加馬鈴薯淀粉、木薯淀粉和玉米淀粉對魚糜的白度有顯著影響。

表3不同類型的淀粉對魚糜凝膠質構特性的影響

Table3 Effect of different types of starch on the texture properties of surimi gel

注：同列不同小寫字母表示差異顯著 （Plt;0.05） ，下表同。

由表3可知，淀粉種類對魚糜粉復水后凝膠的質構特性產生了顯著影響（ Plt;0. 05） 。添加木薯變性淀粉顯著提升了魚糜凝膠硬度，較空白組增加 23.49% ；添加淀粉后魚糜的彈性、粘聚性、咀嚼度和回復性顯著提高0 ?Plt;0.05） ，其中木薯變性淀粉組對咀嚼性的影響最顯著。李丹辰等[13]研究發現，添加木薯變性淀粉的魚糜凝膠強度高于木薯淀粉組，這可能是由于木薯變性淀粉中含有親水性基團。基于以上結果，后續試驗選擇木薯變性淀粉進行研究。

2.1.2不同木薯變性淀粉添加量對魚糜粉復水后凝膠品質的影響

圖2木薯變性淀粉添加量對魚糜凝膠強度（A）、離心損失率（B）、白度（C）和感官評分（D）的影響

Fig.2 Effect of modified cassava starch addition amount on gelstrength（A），centrifugal lossrate（B），whiteness（C）and sensory score（D） of surimi

表4木薯變性淀粉添加量對魚糜凝膠質構特性的影響 Table4Effectof modified cassava starchadditionamount on the texture properties of surimi gel

續表

由圖2中A可知，隨著木薯變性淀粉添加量的增加，凝膠強度呈現先增大后減小的趨勢。與對照組相比，添加 15% 木薯變性淀粉的魚糜凝膠強度增加了35.9% ，這是由于加熱過程中淀粉顆粒吸水膨脹，對基質產生擠壓作用，進一步強化了三維網狀結構，從而顯著提升了凝膠強度[14]。然而，在凝膠形成過程中，木薯變性淀粉的添加量超出適量范圍會降低肌原纖維蛋白的相對含量，難以維持體系的水分含量，最終導致凝膠強度下降[15]。由圖2中B可知，當木薯變性淀粉添加量在 0%～15% 范圍內時，離心損失率隨著木薯變性淀粉添加量的增加而下降，可能是由于在受熱過程中，淀粉內部的羥基與水分子形成氫鍵，部分游離水被牢固地鎖定在基質中，從而顯著提高了凝膠的保水能力[16]。由圖2中C可知，與對照組相比，隨著木薯變性淀粉添加量的增加，白度顯著降低 （Plt;0. 05） ，這是由于淀粉與蛋白混合形成凝膠時，透光性增強，反射光減少，從而導致白度整體下降[17]

由表4可知，隨著木薯變性淀粉添加量的增加，與對照組相比，魚糜凝膠的硬度和咀嚼度均有所提升。結合圖2中D可知，木薯變性淀粉添加量過多，魚糜凝膠的質地變得更加堅硬，口感和感官評分均有所降低。

2.1.3不同卡拉膠添加量對魚糜粉復水后凝膠品質的影響

圖3卡拉膠添加量對魚糜凝膠強度（A）、離心損失率（B）、白度（C）和感官評分（D）的影響

Fig.3Effect of carrageenan addition amount on gel strength （A）， centrifugal loss rate （B），whiteness （C） and sensory score（D） of surimi

表5卡拉膠添加量對魚糜凝膠質構特性的影響 Table 5 Effect of carrageenan addition amount on the texture properties of surimi gel

本文通過預試驗選擇添加卡拉膠到魚糜粉中，探究了不同卡拉膠添加量對魚糜粉復水后凝膠品質的影響。由圖3中A和B可知，隨著卡拉膠添加量的增加，魚糜粉復水后凝膠強度提升，離心損失率下降，這是因為卡拉膠作為一種帶負電荷的親水性膠體，在水中溶解后，不僅能通過自身的交聯作用形成凝膠，而且能與蛋白質結合形成蛋白-卡拉膠凝膠，進而增強魚糜的凝膠強度和持水性[18]。由圖3中C可知，卡拉膠的添加提高了魚糜粉復水后凝膠的白度，但當卡拉膠添加量達到 2% 后，白度的變化不顯著 （Pgt;0.05） 。

由表5可知，卡拉膠的添加顯著提高了各試驗組魚糜粉復水后凝膠的彈性和咀嚼度。由圖3中D和表5可知，當卡拉膠添加量為 2% 時，感官評分最高，隨著卡拉膠添加量的繼續增加，魚糜粉復水后凝膠的感官評分有所降低，而在質構特性方面，彈性和硬度的變化不顯著 （Pgt;0.05） 。

2.1.4不同食鹽添加量對魚糜粉復水后凝膠品質的影響

食鹽作為食品中的調味料，不僅可以改善魚糜產品的口感，而且有助于魚糜中的蛋白質溶解，提高其水合能力，對保持魚糜產品的質地和持水性起到了關鍵作用[19]

圖4食鹽添加量對魚糜凝膠強度（A）、離心損失率（B）、白度（C）、感官評分（D）的影響

Fig.4Effect of salt addition amount on gel strength （A），centrifugal lossrate（B），whiteness （C） and sensory score （D） of surimi

由圖4中A可知，當食鹽添加量在 0%～4% 范圍內時，隨著食鹽添加量的增加，樣品的凝膠強度逐漸增強。由圖4中B可知，隨著食鹽添加量的增加，凝膠的持水能力顯著增強（ Pgt;0.05） ，當食鹽添加量達到3% 時，持水性達到最高點，之后即便繼續添加食鹽，持水性的提升也不再顯著 （Pgt;0.05） 。由圖4中C可知，當食鹽添加量在 0%～2% 范圍內時，白度的變化不顯著1 ，當食鹽添加量增加至 3% 時，白度顯著提升并達到最高值。由圖4中D可知，隨著食鹽添加量的逐漸增加，魚糜的感官評分先上升后下降，當食鹽添加量為 3% 時達到最高值，為89.75分，表明適量地添加食鹽能夠顯著提升魚糜的感官品質。

表6食鹽添加量對魚糜凝膠質構特性的影響

Table6 Effect of salt addition amount on the texture properties of surimi gel

由表6可知，添加食鹽后的魚糜粉復水后凝膠的硬度、咀嚼度、回復性都大于對照組，當食鹽添加量達到 4% 時硬度、咀嚼度、回復性均達到最大值。隨著食鹽添加量的增加，凝膠彈性逐漸增強，當食鹽添加量達到 3% 時達到峰值，且各組間差異顯著 ?Plt;0. 05） ，表明食鹽的添加對于改善魚糜凝膠的質構特性具有顯著效果。

2.2 響應面優化結果

基于單因素試驗，運用Design-Expert8.O.6中Box-Behnken進行三因素三水平響應面試驗，本研究采用木薯變性淀粉添加量（A）、食鹽添加量（B）、卡拉膠添加量 （C）3 個因素進行試驗設計，以凝膠強度（Y）和感官評分 （Y^′ ）兩個指標作為響應值，試驗重復3次，結果取平均值，試驗結果見表7。

表7響應面試驗設計與結果

Table7Response surface test design and results

對試驗數據進行處理，建立了凝膠強度（Y）和感官評分 （Y^′） 與木薯變性淀粉添加量（A）食鹽添加量 （B ）、卡拉膠添加量 （C） 之間的回歸模型方程：

表8凝膠強度回歸模型方差分析

Table8 Variance analysis of gel strength regression model

由表8可知，模型的 F 值為 33.16，P 值為0.0001，表明模型極顯著；失擬項的 P 值為 0.282 9（gt;0.05） ，表明回歸模型能夠準確地擬合試驗數據，并且能夠真實反映試驗的實際情況，說明模型是合適的。模型的決定系數 R² 為0.9771，而校正系數 R_Adj² 為0.9476，這兩個系數都處于較高水平，進一步驗證了模型的穩定性。由 F 值可知，3個因素對凝膠強度影響的主次順序為木薯變性淀粉添加量 （A）gt; 卡拉膠添加量 （C）gt; 食鹽添加量（B），為進一步優化魚糜凝膠制品的配方提供了重要的理論依據。

表9感官評分回歸模型方差分析

Table 9 Variance analysis of sensory score regression model

由表9可知，感官評分二次回歸模型的 F 值為35.31，P 值小于0.0001，表明模型極顯著；失擬項的 P 值為0.1735，表明模型能夠充分反映試驗的實際結果，回歸模型的擬合度較高；模型的決定系數 R² 為0.9784，校正系數 R_Adj² 為0.9507，均表現出較高的精準性，進一步證實了模型的可靠性和試驗誤差較小。由 F 值可知，3個因素對感官評分影響的主次順序為木薯變性淀粉添加量 （A）gt; 卡拉膠添加量 （C）gt; 食鹽添加量（B），這一結論與凝膠強度的試驗結果相一致。

2.3 交互作用分析

圖5木薯變性淀粉添加量、食鹽添加量和卡拉膠添加量的交互作用對魚糜凝膠強度的影響

Fig.5Effect of interaction of addition amount of modified cassava starch，salt and carrageenan on gel strength of surimi

圖6木薯變性淀粉添加量、食鹽添加量和卡拉膠添加量的交互作用對魚糜感官評分的影響

Fig.6Effectof interaction ofadditionamount of modifiedcassava starch，salt and carrageenan on sensory score of surimi

響應面圖是一種三維曲面圖，它能夠展示不同因素間的交互作用及其影響程度。響應面的傾斜度和等高線的形狀能夠反映出各因素間的交互作用強弱[20]。由圖5和圖6可知，木薯變性淀粉添加量、食鹽添加量和卡拉膠添加量的交互作用對魚糜凝膠強度和感官評分都有響應曲面最高點，說明所選自變量范圍符合分析要求。

由圖5可知，響應曲面的傾斜度較大，表明木薯變性淀粉添加量、食鹽添加量和卡拉膠添加量的交互作用對凝膠強度有顯著影響。凝膠強度隨著這些物質添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢。由圖6可知，感官評分隨著木薯變性淀粉添加量、食鹽添加量和卡拉膠添加量的增加呈現上升趨勢。木薯變性淀粉添加量和卡拉膠添加量的響應面坡度陡峭，說明它們之間的交互作用對魚糜凝膠感官評分的影響顯著。

2.4 響應面優化及驗證

當木薯變性淀粉添加量為 10.43% 、食鹽添加量為 2.29% 、卡拉膠添加量為 1.66% 時，魚糜凝膠強度為 6375.52g?mm ，魚糜凝膠的感官評分為91分。根據上述最優工藝進行驗證，研究結果表明，凝膠強度實測值為（6129.86±104.43） g?mm ，感官評分實測值為 （89，37±0.39） 分，實測值與預測值無顯著性差異中 Pgt;0.05） 。因此，該模型能夠有效地預測魚糜凝膠的凝膠強度和感官評分的變化趨勢。

3結論

本研究以鯛魚魚糜粉、木薯變性淀粉、卡拉膠、食鹽為原料，對魚糜粉復水后的凝膠特性進行優化，采用單因素試驗確定了最優淀粉種類為木薯變性淀粉以及木薯變性淀粉、卡拉膠、食鹽的添加量范圍，通過響應面試驗設計和數學模型確定了最佳添加量，即木薯變性淀粉添加量 10.43% 、食鹽添加量 2.29% 、卡拉膠添加量1.66% ，復水后魚糜粉的凝膠強度和感官評分均達到最佳效果，本研究結果不僅為魚糜粉品質的提升提供了科學依據，而且為新型魚糜產品的研發提供了重要參考。

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