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漂洗工艺对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响

2010-09-12陆海霞傅玉颖李学鹏励建荣

食品研究与开发 2010年9期
关键词:乳酸钙鱼糜柠檬酸钠

陆海霞,傅玉颖,李学鹏,励建荣

(浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江省食品安全重点实验室,浙江杭州310035)

漂洗工艺对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响

陆海霞,傅玉颖,李学鹏,励建荣

(浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江省食品安全重点实验室,浙江杭州310035)

以秘鲁鱿鱼鱼糜为原料,从漂洗液成分、漂洗液酸碱度、漂洗水温、漂洗次数等方面考察漂洗工艺对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响。结果表明,随着漂洗液中钙离子浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度呈先升后降的趋势,漂洗液中氯化钙浓度为4.5 mmol/L,乳酸钙浓度为2.25 mmol/L时,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度达到最大值,并且含乳酸钙的漂洗液漂洗效果优于含氯化钙的漂洗液;随着漂洗液中柠檬酸钠浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度也呈现先升后降的趋势,柠檬酸钠浓度0.2%时凝胶强度达到最大值。当漂洗液pH接近中性,漂洗液温度为16℃,漂洗次数为3次时,秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶的凝胶效果较好。正交试验发现采用1次清水2次柠檬酸钠1次氯化钙漂洗鱼糜凝胶强度达最大值。

秘鲁鱿鱼;鱼糜;漂洗工艺;凝胶强度

Abstract:The effect of washing operation on the gel strength of Dosidicus gigas surimi was investigated by testing the gel strength of the surimi gels.The results showed that,with the addition of Ca2+into the washings,the gel strength of the surimi increased first and decreased afterwards.The gel strength of the surimi gels got optimal values when 4.5 mmol/L CaCl2or 2.25 mmol/L lact-Ca,and the effect of adding lact-Ca on gel strength was better than that of adding CaCl2.The change of gel stength took the same tendency with the addition of sodium citrate into the washings,and the gel strength got maximum when added 0.2%sodium citrate.The results also showed that,the better washing conditions of Dosidicus gigas surimi was washing surimi three times with pure water,when the temperature of washings was 16℃and the pH was around 7.The optimization washing conditions of Dosidicus gigas surimi was washing by clear water once,0.2%sodium citrate twice and 0.1%CaCl2once.

Key words:Dosidicus gigas;surimi;washing;gel strength

秘鲁鱿鱼是美洲大赤鱿的俗称,学名为Dosidicus gigas,亦称 jumbo flying squid,属于真鱿科(Ommastrephida),美洲大赤鱿属(Dosidicus),分布在东部太平洋,北至加利福尼亚湾,南至智利中部的智利群岛,其中在秘鲁海域分布尤为集中。其体形较大,鲖体长度为110 mm~1100 mm不等,成长迅速,寿命大约一年左右,是迄今为止发现的个体最大、资源最丰富的鱿鱼种类之一,且价格低廉[1]。面对如此丰富的远洋低值资源,其综合开发利用后也成为当务之急,秘鲁鱿鱼的产品开发已成为国际水产品加工的热点和难点之一,同时也成为我国水产品加工增值的新的重要增长点。

鱼糜制品由于蛋白质含量高、弹性较大、具有类似贝肉的咀嚼性,被喻为“鱼肉面筋”[2],又因食用方便、味美形好、烹调简单等优点,现也成为国际市场较受欢迎的产品,也是水产加工的主要发展方向。自20世纪60年代初,日本成功开发了以狭鳕为原料生产冷冻鱼糜的工艺后,鱼糜制品加工业得到了迅猛的发展。几十年来,狭鳕的年捕获量都在300万t~600万t之间,造成了这一资源逐渐衰退,然而市场对鱼糜制品的需求量仍在不断增加,因此开发和利用其它渔业资源作为生产冷冻鱼糜和鱼糜制品的原料已越来越迫切[3]。将资源丰富的秘鲁鱿鱼成功加工成鱼糜制品,无疑是其综合开发利用的良好途径。但由于秘鲁鱿鱼高pH、高水分的特性,使其蛋白质弹性不足,凝胶特性差,具有酸、苦、涩等不良风味等缺陷,严重制约了其加工利用[4]。

漂洗是鱼糜类制品加工中的一个重要环节,它可除去水溶性的物质和大多数的肌浆蛋白,可使肌原纤维蛋白的浓度相对提高,因而可以改进鱼糜凝胶的形成能力[5]。研究表明,鱼糜制品的凝胶强度受漂洗工艺中漂洗液的pH、钙离子浓度及漂洗工艺参数等因素的影响[6-8]。通过在漂洗液中添加钙盐及钠盐,考察其对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的作用效果,并针对漂洗工艺中的各种影响因素,通过试验优化了漂洗工艺条件。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 原料和试剂

1.1.1.1 原料

秘鲁鱿鱼鲖体:规格为鲖体重3 kg~6 kg,-60℃冷藏,舟山第二海洋渔业公司提供。

1.1.1.2 主要试剂

食盐:宜兴市辉煌化学试剂厂,食品级;柠檬酸钠:浙江杭州萧山化学试剂厂,分析纯;氯化钙、乳酸钙:中国华东师范大学化工厂,化学纯。

1.1.2 主要仪器和设备

食品质构仪:SUN.SCIENCE.CO.LTD,RHEO.TEX;TQ-5型台式细切机:广东番禺市恒联食品机械厂;自制手动压榨脱水机;H.S.G.电热恒温水浴锅:上海博迅实业有限公司医疗设备厂;HH-2数显恒温水浴锅:国华电器有限公司;酸度计:中国上海伟业仪器厂;鼓风干燥箱:上海新苗医疗器械制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 秘鲁鱿鱼鱼糜加工工艺流程

秘鲁鱿鱼鲖体→前处理(去头去皮去内脏)→切块→漂洗液漂洗(漂洗槽)→脱水(脱水机)→擂溃(加盐斩拌)→成型(灌肠)→热处理→冷却→产品→测定凝胶强度

1.2.2 漂洗工艺

1.2.2.1 清水+不同浓度氯化钙的漂洗液

漂洗2次,第1次以清水漂洗,第2次分别用0、2.25、4.5、9、13.5、18 mmol/L 的氯化钙溶液漂洗。

1.2.2.2 清水+不同浓度乳酸钙的漂洗液

漂洗2次,第1次以清水漂洗,第2次分别用0、2.25、4.5、9、13.5、18 mmol/L 的乳酸钙溶液漂洗。

1.2.2.3 不同浓度柠檬酸钠+0.1%氯化钙溶液的漂洗液

漂洗2次,第1次分别用0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%的柠檬酸钠溶液漂洗,第2次用0.1%氯化钙溶液漂洗。

1.2.2.4 漂洗液酸碱性对鱼糜凝胶特性的影响试验

漂洗3次,第1次用清水,第2次用0.05%CaCl2+1%乙醇溶液,第3次用0.1%酒石酸(pH=6.4),清水(pH=6.66) 及 0.05%NaOH(pH=6.89)、0.1%NaOH(pH=6.99)、0.2%NaOH(pH=8.65)溶液漂洗。

1.2.2.5 漂洗水温对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响试验

漂洗2次,第1次用清水,第2次用0.1%CaCl2漂洗液,漂洗温度分别为 4、8、12、16、20℃。

1.2.2.6 漂洗次数对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响试验

分别用清水漂洗 0、1、2、3、4 次,测定鱼糜的凝胶强度。

1.2.2.7 正交试验优化漂洗工艺

以清水、0.2%柠檬酸钠、0.1%氯化钙漂洗液进行鱼糜漂洗工艺三因素、三水平正交试验,正交表见表1。

表1 正交表Table 1 Treatments of orthogonal experiment

1.2.3 秘鲁鱿鱼凝胶特性的评价

脱水后的鱼肉空擂4min,加入3%食盐斩拌8min,灌肠,于90℃加热30min,取出后在冰水中冷却30min,在室温下放置24 h后测凝胶强度[9]。

将样品剥去肠衣,切成直径22 mm,高30 mm的小圆柱体,断面的中心放置在流变仪探头的正下方样品台上,每个处理做3个平行样。仪器工作条件:球形压头压速为60 mm/min,压头直径7 mm。

凝胶强度=破断强度×凹陷深度

衡量鱼糜制品质量的主要指标有弹性、口味、质地、形态等,其中制品弹性是鱼糜制品质量的重要指标,被喻为鱼糜制品的“生命”[2]。本文中漂洗工艺各因素对秘鲁鱿鱼鱼糜弹性的影响主要是通过凝胶强度来反映,这是目前最有效、也是鱼糜销售中最常用的反映鱼糜制品弹性指标的方法。

1.2.4 数据处理

采用Origin7.0进行数据统计和绘图,采用SPSS14.0软件进行单因素方差分析(one-way ANVOA)。

2 结果与讨论

2.1 漂洗工艺对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响

2.1.1 清水+不同浓度钙离子的漂洗液漂洗对鱼糜凝胶特性的影响

钙离子浓度是影响蛋白质凝胶形成的重要因素之一,钙盐常被添加到鱼糜凝胶中以改善鱼糜凝胶特性,如Yamamoto等[10]利用碳酸氢钠、柠檬酸钠、乳酸钙的混合物作为凝胶质量增强剂。研究发现,在秘鲁鱿鱼漂洗液中添加不同浓度的CaCl2和乳酸钙也具有提高鱼糜凝胶强度的效果,结果如图1所示。

图1 不同浓度钙离子漂洗液对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响Fig.1 Effect of the washings with different calcium content on the gel strength of Dosidicus gigas surimi

由图1可以得知,随着钙离子浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度呈先升后降的趋势。当氯化钙浓度为4.5 mmol/L,乳酸钙浓度为2.25 mmol/L时,凝胶强度达最大值,分别为492 g·cm和543 g·cm。方差分析结果显示添加钙离子对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度具有显著影响(P<0.05)。且凝胶强度达最大值时的氯化钙浓度4.5 mmol/L、乳酸钙浓度2.25 mmol/L试验组均与其对应其他各浓度组之间存在显著差异(P<0.05)。何松等[11]研究发现,加热处理时添加一定浓度范围内的CaCl2可以有效提高太平洋无须鲤(Pacific Whiting)鱼糜的凝胶强度,超过范围则无明显效果,此现象与本文试验结果较一致。考虑到乳酸钙价格远远高于氯化钙,因此从经济角度出发,在秘鲁鱿鱼鱼糜生产中,可以选择4.5 mol/L的氯化钙漂洗液进行漂洗,来提高鱼糜的凝胶强度。

用Ca2+漂洗液漂洗可较大幅度地提高鱼肉凝胶特性,原因是漂洗液中适当浓度的Ca2+在鱼糜的凝胶过程中可激活转谷氨酰胺酶(TGase),然后催化谷氨酸残基中的γ-羧基酰胺基团与其它氨基酸残基发生交联作用,通过共价键形成更牢固的网状结构[12-13]。

2.1.2 不同浓度柠檬酸钠+0.1%氯化钙溶液的漂洗液对鱼糜凝胶特性的影响

柠檬酸钠除了可以调节漂洗液pH值外,还可以结合一部分金属离子,降低蛋白质变性程度,因此一定程度上方可以促进蛋白质凝胶。在含有0.1%的氯化钙的漂洗液中添加不同浓度的柠檬酸钠对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响如图2所示。

图2 不同浓度柠檬酸钠漂洗液对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响Fig.2 Effect of the washings with different sodium citrate content on the gel strength of Dosidicus gigas surimi

由图2可以得出,随着柠檬酸钠浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度先升后降。柠檬酸钠浓度0.2%时凝胶强度达到最大值362 g·cm。方差分析结果显示添加柠檬酸钠对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度具有显著影响(P<0.01),且柠檬酸钠浓度0.2%组与其他各浓度组之间存在显著差异(P<0.01)。其原因可能是柠檬酸钠先鳌合一部分金属离子,使鱼肉中的离子浓度达到一定的合适范围,随柠檬酸钠浓度的增加,被鳌合的金属离子也增加,造成鱼肉中离子强度过低,从而凝胶强度又开始下降。

综上,在漂洗液中添加Ca2+和柠檬酸钠均可增强秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度,其中又以乳酸钙浓度为2.25 mol/L时效果最好。

2.1.3 漂洗液酸碱性对鱼糜凝胶特性的影响

秘鲁鱿鱼是洄游性类动物,体内含糖原较高,当鱿鱼死亡后,糖原分解成乳酸,造成其肉体pH值值较低[4]。当肌肉pH值在6~8范围以外时,肌肉蛋白质将很难形成弹性凝胶[3]。研究表明,pH值近中性的漂洗液有利于维持肌原纤维蛋白质的稳定[7]。秘鲁鱿鱼鱼糜漂洗时加入酒石酸和氢氧化钠调节漂洗水的pH值,试验结果如图3所示。

图3 漂洗液pH值对鱼糜凝胶特性的影响Fig.3 Effect of the washings with different pH on the gel strength of Dosidicus gigas surimi

由图3可以发现,在pH值6.4~8.65范围内,用弱酸性漂洗液比碱性漂洗液漂洗后鱼糜凝胶强度大,pH值为6.99时凝胶强度达最大值530 g·cm。方差分析结果显示添加柠檬酸钠对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度具有显著影响(P<0.05),且pH 6.99试验组且与其他pH值试验组存在显著差异(P<0.05)。因此,在秘鲁鱿鱼鱼糜漂洗中,若生产用水水质呈弱酸性,应调节其pH值接近中性再做漂洗用水。

2.1.4 漂洗液温度对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响

漂洗用水温度一般控制在3℃~10℃,过低水温不利于水溶性蛋白的溶出,过高易导致蛋白质变性[14]。漂洗水温度对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响结果见图4。

由图4可以看到,随着漂洗液温度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度先缓慢增加,到16℃达最大值,然后呈下降趋势。方差分析结果显示漂洗液温度对秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度具有显著影响(P<0.05),漂洗水温16℃与18℃组与其他3个温度组之间存在显著差异(P<0.05),但16℃与18℃组2组之间无显著差异(P>0.05)。因此,秘鲁鱿鱼鱼糜与其他鱼糜不同,其蛋白质对温度不十分敏感,不需要在3℃~10℃低温环境下进行漂洗,秘鲁鱿鱼鱼糜漂洗水温可以为16℃左右。

2.1.5 清水漂洗次数对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响漂洗次数对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的影响结果如图5。

图4 漂洗温度对鱼糜凝胶特性的影响Fig.4 Effect of the temperature of the washings on the gel strength of Dosidicus gigas surimi

图5 清水漂洗次数对鱼糜凝胶特性的影响Fig.5 Effect of the number of the rinsing operation on the gel strength of Dosidicus gigas surimi

由图5可以看到,随着漂洗次数的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度也在逐渐的提高,漂洗3次时达峰值566 g·cm,但到第4次后又下降,说明漂洗次数不宜过多。各组与空白组相比凝胶强度均有明显提高,且存在显著差异(P<0.05)。研究表明,漂洗会除去水溶性蛋白质,使肌原纤维蛋白的相对含量增加,因而有利于改善鱼糜特性[15]。但漂洗次数过多,也会引起部分肌原纤维蛋白的损失,进而损害鱼糜凝胶性[7]。因此,在秘鲁鱿鱼鱼糜漂洗中清水漂洗3次为宜。

2.1.6 鱼糜漂洗工艺正交试验结果

漂洗的方法对鱼糜制品的质量有很大的影响,一般分为清水漂洗和添加物漂洗,两者可结合使用。一般的白色肉鱼如狭鳕、海鳗、白鲢等可直接用清水漂洗。而红色肉较多的中上层鱼类如鲐鱼、远东沙丁鱼等,其水溶性蛋白质因在结构上的特异性而在一般的水溶液中不溶解,用常规的清水漂洗不能达到目的,通常采用稀碱盐类漂洗,这样可促进水溶性蛋白质的溶出,也可使鱼肉pH接近中性[14]。顾世顺[13]指出,采用碱盐水漂洗工艺可以降低脂肪含量,减缓脂肪的氧化酸败,增强鱼糜制品的弹性,并能改善产品的色泽和风味。秘鲁鱿鱼肌肉的性质与红色肉鱼相似。本试验采用清水、0.2%柠檬酸钠、0.1%氯化钙3种漂洗液进行正交试验,试验结果如表2。

未经漂洗的鱼糜凝胶强度较低,而漂洗后会增加鱼糜凝胶强度,即漂洗使凝胶得到改善,漂洗次数应控制在3次~5次为宜。只漂洗2次的组(即第2、5组)对鱼糜凝胶强度的提高幅度最小。先用柠檬酸钠漂洗后用氯化钙漂洗后的鱼糜凝胶强度均高于其它组。

由表2可知,三因素的F值均<F0.05,因此均具有显著影响,影响显著性顺序依次是氯化钙漂洗液、柠檬酸钠漂洗液和清水。采用1次清水2次柠檬酸钠1次氯化钙漂洗(第6组)鱼糜的凹陷深度达最大值,2次清水1次柠檬酸钠2次氯化钙漂洗(第8组)鱼糜的破断强度达最大值,鱼糜破断强度、凹陷深度、凝胶强度都比其它组好,两组差异不显著。考虑到第8组需要漂洗5次,既增加了漂洗次数,又增加了生产成本,且第6组的鱼糜凝胶强度最大,因此秘鲁鱿鱼鱼糜生产中可采用第6组的方法漂洗。

表2 漂洗方式对鱼糜凝胶特性影响的正交试验结果及分析Table 2 Orthogonal experiment results and analysis of effect of washing on surimi gel properties

3 结论

通过单因素试验研究了秘鲁鱿鱼鱼糜漂洗工艺中漂洗液成分,漂洗液酸碱度,漂洗水温,漂洗次数等参数对秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶特性的影响。结果显示,随着漂洗液中钙离子浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度呈先升后降的趋势,漂洗液中氯化钙浓度为4.5 mmol/L,乳酸钙浓度为2.25 mmol/L时,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度达到最大值,并且含乳酸钙的漂洗液漂洗效果优于含氯化钙的漂洗液;随着漂洗液中柠檬酸钠浓度的增加,秘鲁鱿鱼鱼糜的凝胶强度也呈现先升后降的趋势,柠檬酸钠浓度0.2%时凝胶强度达到最大值。当漂洗液pH值即近中性时,漂洗液温度为16℃,漂洗次数为3次时,秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶的凝胶强度较大。正交试验发现采用1次清水2次柠檬酸钠1次氯化钙漂洗效果较好,可以考虑生产应用。

鱼糜加工作为鱼肉蛋白质最典型的加工方法,是水产加工的主要发展方向。秘鲁鱿鱼资源丰富,且其再生能力很强,以秘鲁鱿鱼冷冻鱼糜为原料生产鱼糜制品,将给原料日趋短缺的鱼糜产业带来福音。利用其开发成鱼丸、鱼糕、仿真蟹肉、虾仁、扇贝、仿鱼翅、模拟龙虾尾、模拟蟹钳等鱼糜制品,具有食用方便、美味可口、风味独特等优点,充分迎合现代人的口味、营养和保健需求,不仅经济、环保,更提高了原料的附加值,具有重大的现实意义和广阔的发展前景。

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Effect of Washing Operation on the Gel Strength of Dosidicus gigas Surimi

LU Hai-xia,FU Yu-ying,LI Xue-peng,LI Jian-rong
(Food Safety Key Lab of Zhejiang Province,College of Food Science and Biotechnology,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310035,Zhejiang,China)

2010-01-15

“十一五”国家863计划海洋技术领域重点项目“海洋水产品加工新技术与设备”之“加工水产品质量与安全控制技术”(2007AA091806)

陆海霞(1977—),女(汉),讲师,博士,研究方向:水产加工。

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