王 嵬 1，邵俊花 2，仪淑敏 2，马兴胜 2，励建荣 2, *
（1.渤海大学实验管理中心，辽宁 锦州 121013；2.渤海大学食品科学与工程学院，辽宁 锦州 121013）
摘 要：以冷藏鲢鱼鱼肉肠为研究对象，分析添加聚丙烯酸钠和面筋蛋白后其在4℃冷藏条件下的质构特性、蒸煮损失率、持水性、pH值和菌落总数的变化。结果表明：添加0.2%的聚丙烯酸钠和3%面筋蛋白可以有效延长鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏的货架期，提高其在冷藏过程中鲢鱼鱼肉肠的pH值、持水性、蒸煮损失、硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度和白度的稳定性。
关键词：鱼肉肠；冷藏；聚丙烯酸钠；面筋蛋白
鱼糜制品在冷藏过程由于微生物作用和脂质氧化很容易发生腐败变质，导致其肉质极易发生理化方面的变化，其中包括硬度、弹性和咀嚼度等质构特性的降低，以及蒸煮损失率的增加和持水性的降低 [1]。小麦面筋蛋白不仅是一种营养丰富的植物蛋白，蛋白质含量非常高，而且含有活性抗菌成分，对微生物具有较好的抑制效果 [2-4]。除此之外，其还具有很强的吸收性，可以减少鱼糜制品冷藏过程中水分的散失。聚丙烯酸钠的存在可以同蛋白质发生相互作用，迫使蛋白质的结构发生改变，进而改善食品的弹性，强化组织 [5]。另外，聚丙烯酸钠对于水产糜状制品、罐头食品等具有强化组织，保持新鲜味，增强味感；对于冷冻食品和水产品加工品还具有增筋和保鲜效果 [6]。国外于上世纪60年代左右便开始利用聚丙烯酸钠来改善各种食品的的功能特性。中国卫生部于2000年开始批准聚丙烯酸钠作为食品级添加剂使用。因此本实验以添加0.2%聚丙烯酸钠和3%面筋蛋白的鲢鱼鱼肉肠为研究对象，研究其在4℃冷藏条件下质构特性、蒸煮损失、持水性、pH值和菌落总数的变化，以期为聚丙烯酸钠与面筋蛋白的结合在鱼糜制品加工中的应用提供参考。
1.1 材料与试剂
鲢鱼鱼糜，购于湖北潜江市柳伍水产食品有限公司，置于（－18±0.5）℃冻藏备用；马铃薯淀粉和食盐均为食品级，购于锦州大润发超市；面筋蛋白 北京瑞麦嘉禾商贸有限公司。
聚丙烯酸钠（食品级） 河南天辰化工产品有限公司；塑料肠衣（受热后内径25 mm） 黄骅市天虹塑料包装有限公司；NaCl（分析纯） 天津市风船化学试剂科技有限公司；平板计数培养基 北京奥博星生物技术有限责任公司。
1.2 仪器与设备
SW-CJ-2FD超净工作台、ZB-20型斩拌机 苏州安泰科技股份有限公司；AF-10全自动雪花制冰机斯科茨曼制冰机系统（上海）有限公司；手动立式灌肠机江西省赣州市赣云食品机械厂；数显恒温水浴锅诸城市瑞恒食品机械厂；TA.XT.PLUS型质构仪英国Stable Micro System公司；SORVALL Stratos型冷冻高速离心机 德国Sigma仪器有限公司；IKA-T25均质机 德国IKA公司；CR-400色彩色差计 日本Minolta公司；精密pH计 美国Mettler Toledo公司；SZ-1型快速混匀器 江苏金城国胜实验仪器厂；MLS-3030CH立式高压灭菌锅 三洋电机（广州）有限公司；LRH系列生化培养箱 上海一恒科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 鱼糜凝胶的制备
冷冻鲢鱼鱼糜→流水解冻1 h→空斩2 min→2.5%食盐斩拌3 min→分别添加0.2%聚丙烯酸钠、3%面筋蛋白、0.2%聚丙烯酸钠＋3%面筋蛋白及16%的冰水斩拌15 min→灌入塑料肠衣（凝胶成型后直径25 mm)→40℃水浴加热30 min，90℃水浴加热20 min后形成凝胶 [7]
以未添加聚丙烯酸钠、面筋蛋白且其他处理条件相同的样品为对照组，所有样品均于4 ℃冰箱进行冷藏，用于检测。
1.3.2 pH值测定
称取切碎的鱼糜凝胶样品5.0 g，加入50 mL去离子水 [8]，采用匀浆机以1.5×10 4r/min的转速均质1 min后，迅速检测其pH值，每组实验平行检测3 次。
1.3.3 菌落总数的测定
按GB4789.28—2013《培养基的实验室制备和使用的要求》中规定 的方法进行菌落总数的测定。
1.3.4 持水性的测定 [9]
将1.3.1节制备的鱼糜凝胶切成5 mm的薄片，准确称质量（m 1），3 层滤纸将样品裹住后装入50 mL的离心管中，采用冷冻高速离心机在4 ℃条件下，5 000×g离心15 min，离心结束后，立即取出样品并再次称质量（m 2）。持水性按照式（1）计算。
1.3.5 蒸煮损失的测定
参照Yang等 [10]的方法略微修改，进行鱼糜凝胶蒸煮损失的测定。将鱼糜凝胶切成15 mm×15 mm×2 mm形凝胶圆柱体并称质量（m 1）后放入蒸煮袋内且封口，置于90 ℃水浴20 min。蒸煮结束后迅速取出凝胶，擦干表面液体后再次称质量（m 2）。按式（2）计算蒸煮损失。
1.3.6 质地剖面分析（texture profi le analysis，TPA）测定
取出1.3.1节制备的鱼糜凝胶样品，平衡至室温后切成25 mm×25 mm的圆柱体。利用TA.XT.PLUS型质构仪的凝胶强度测定模式分析鱼糜凝胶的硬度、弹性、咀嚼度、黏聚性和回复性。探头：P/50金属柱形探头，测试前、后速率2 mm/s，测试速率2 mm/s，压缩比40%，触发力5 g。
1.3.7 白度值的测定 [11]
采用CR-400色差计分析鱼糜凝胶的L *值（亮度）、a *值（红色/绿色）和b *值（黄色/蓝色），每组样品平行5次。按式（3）计算白度。
1.4 数据处理
使用Oringin 7.5和SPSS 19.0进行数据处理和相关性分析。
2.1 鱼肉肠pH值变化
添加0.2%聚丙烯酸钠、3%面筋蛋白以及0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中pH值的变化如图1所示。
图1 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中pH值的变化
Fig.1 pH value of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
由图1可知，在4 ℃冷藏条件下，对照组鱼肉肠在前10 d内pH值有较低程度下降，当冷藏10 d之后，鱼肉肠pH值则显著下降（P＜0.05），在冷藏35 d时，pH值由初始的6.90降至6.55。添加3%面筋蛋白的鱼肉肠在冷藏20 d以后才出现一定程度的下降，当冷藏40 d时，pH值由初始的6.94降至6.62（P＜0.05）。与对照组相比，添加0.2%聚丙烯酸钠以及0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠在前45 d的冷藏时间内pH值变化都很稳定，尤其添加0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉pH值最为稳定，基本上处于6.88和6.79之间波动，当冷藏50 d时，pH值突然由6.79降至6.56。
对照组在冷藏过程中pH值的明显降低主要是由冷藏过程鱼肉肠中微生物快速繁殖，一些产酸型微生物产酸所致 [1]。与之相反，添加0.2%聚丙烯酸钠以及0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠在45 d的冷藏时间内pH值变化都很稳定，这可能是由于聚丙烯酸钠和面筋蛋白添加抑制了鱼肉肠中微生物的生长。有研究报道面筋蛋白含有抗菌肽成分可以在一定程度上抑制微生物的繁殖 [4]，聚丙烯酸钠具有较高的吸收性和成膜性，可以在肉糜制品表面形成一层冰衣，阻隔氧气的进入，进而起到保鲜的效果 [12]。当聚丙烯酸钠与面筋蛋白以及鱼肉蛋白混合时，可以在鱼肉肠表面形成致密膜，以阻隔空气的进入，在一定范围内延缓有氧微生物的生长，使鱼肉肠的pH值处于一个相对稳定的平衡状态。当冷藏时间为50 d时由于微生物大量生长，一些产酸微生物产生大量酸性物质使最终pH值急剧下降（P＜0.01）。
2.2 鱼肉肠菌落总数的变化
图2 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4 ℃冷藏过程中菌落总数的变化
Fig.2 Aerobic bacterial count of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
鱼糜制品在冷藏过程中常常因为微生物大量生长、繁殖最终导致鱼糜制品发生腐败变质，理化性质改变 [13]。因此控制鱼糜制品冷藏过程中微生物生长可以有效的延长鱼糜制品的货架期。由图2可知，对照组的菌落总数增长最快（P＜0.05），且在冷藏35 d时菌落总数就已经达到了5.13（lg （CFU/g））。各组鱼肉肠的初始菌落总数均在2.0 （lg（CFU/g））左右。随着冷藏时间的延长，对照组鱼肉肠中菌落总数从第10天之后便开始出现快速增长（P＜0.05），尤其在冷藏时间达到20 d之后，菌落总数几乎呈直线快速增长（P＜0.01），且在冷藏35 d时，菌落总数达到5.13（lg（CFU/g））。依据GB10132—2011《鱼糜制品卫生标准》规定：非即食使用的鱼糜制品中存在的菌落总数应少于4.70（lg（CFU/g））。与对照组相比，添加3%面筋蛋白的鱼肉中菌落总数增加较为缓慢，且在冷藏时间到40 d时才菌落总数才超过4.70（lg（CFU/g）），为4. 98（lg（CFU/g））。添加0.2%聚丙烯酸钠以及添加0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠中菌落总数增长速度最慢，尤其是添加0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠中菌落总数在冷藏35 d之后才出现明显增长（P＜0.05），且在冷藏时间为50 d时菌落总数才超过4.70（lg（CFU/g）），达到4.72（lg（CFU/g）），且该鱼肉肠的4 ℃条件下的冷藏货架期较对照组长15 d。这些变化与鱼肉肠pH值的变化情况基本一致。
2.3 鱼肉肠持水性和蒸煮损失的变化
鱼肉肠在冷藏过程中由于发生蛋白质降解以及脂质氧化等化学变化可以导致其水合性质下降以及凝胶网络结构的破坏，最终导致鱼肉肠持水性的降低，以及蒸煮过程中鱼肉肠组织网络结构耐高温能力下降，导致鱼肉肠中淀粉、蛋白质以及水分等物质大量流失而迫使鱼肉肠发生严重皱缩，降低其品质 [14-16]。因此，分析鱼肉肠在冷藏过程中持水性和蒸煮损失率的变化对于评价鱼糜制品冷藏品质也是十分必要。
图3 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中持水性（AA）和蒸煮损失（BB）的变化
Fig.3 WHC and cooking loss of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
由图3可知，随着冷藏时间的延长，添加0.2%聚丙烯酸钠和3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠的持水性和蒸煮损失变化较小，持水性在冷藏35 d以后才出现明显降低（P＜0.05），蒸煮损失也是在冷藏35 d以后才出现明显增加（P＜0.05），这主要是由于当冷藏时间超过35 d时，鱼肉肠内部的微生物开始出现大量繁殖以及内部蛋白质发生氧化导致蛋白分解，破坏了鱼肉肠的组织网络结构，失去了抵御外界干扰的能力，导致最终水分、淀粉蛋白质等物质的流失。与添加0.2%聚丙烯酸钠和3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠相比，对照组鱼肉肠的持水性不仅初始值较低，而且持水性的降低速率也明显高于其他各组鱼肉肠（P＜0.05）；蒸煮损失也同样不仅初始值较高，且增长速率明显高于其他各组鱼肉肠（P＜0.05）。
2.4 鱼肉肠硬度的变化
图4 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中硬度的变化
Fig.4 Hardness of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
由图4可知，单独添加3%面筋蛋白和添加3%面筋蛋白与0.2%聚丙烯酸钠的复合体的鱼肉的硬度最高，在冷藏过程中硬度变化较为稳定，尤其是后者鱼肉肠最为稳定。发生这种变化主要是由于面筋蛋白含有大量的麦谷蛋白和麦淳溶蛋白，它们一方面与鱼糜蛋白相互作用形成凝胶，一方面自身也可以形成强大的凝胶结构，多种凝胶网络结构相互交错增强了鱼 糜制品的凝胶强度，使其硬度增加 [17-18]；另一方面聚丙烯酸钠的加入不仅可以改变蛋白质结构存进其形成网络凝胶，还可以增加各凝胶网络结构间的黏结力，加固凝胶的结构，使其不易被破坏。这两方面都促使鱼肉肠内部水分不易流失，保持鱼肉肠的嫩度和多汁性，且在冷藏55 d时才开始出现硬度微弱的增加。与之相反，不添加任何物质的对照组鱼肉肠尽管初始的硬度较小，但随冷藏时间延长，鱼肉肠的硬度明显增加。这主要是由于对照组的鱼肉肠在冷藏过程中水分、淀粉等物质的大量渗出，导致鱼肉肠内部的空隙收缩，网络结构中蛋白发生聚集和堆叠，使最终鱼肉肠的硬度增加，另一方面低温下鱼肉肠中淀粉的老化发生也会导致鱼肉肠整体的硬度增加。除此之外，由于冷藏过程中微生物的大量繁殖，分解了鱼肉肠凝胶网络结构中蛋白质，使网络结构破坏形成碎片化后相互聚集和堆叠，也会导致整体硬度的增加。这与刘永吉 [1]、谢三都 [19]等学者的研究基本一致。然而，添加0.2%聚丙烯酸钠的鱼肉肠随冷藏时间延长变化较小，这可能与聚丙烯酸钠增加了鱼肉肠的持水性有关。胡飞华 [20]报道鱼糜制品的硬度和持水性呈相反变化关系。
由此可以得出0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白相结合不仅可以显著促进鲢鱼鱼糜形成致密的凝胶网络结构，增大鱼肉肠持水性和降低蒸煮损失，还可以促进鱼肉肠的冷藏过程中硬度的稳定性。
2.5 鱼肉肠弹性的变化
图5 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中弹性的变化
Fig.5 Springiness of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
弹性是鱼糜制品冷藏过程中的一个重要评价指标，提高鱼糜制品的弹性可以在一定程度内大大提高鱼糜制品的综合价值。由图5可知，不添加任何物质的对照组鱼肉肠的初始弹性值明显低于其他各组鱼肉肠的弹性，且随着冷藏时间的延长，其弹性发生明显降低（P＜0.05），在冷藏40 d时，弹性值便从初始的0.88下降到0.80。这主要是由于冷藏过程中水分、淀粉等物质的大量渗出，导致鱼肉肠内部的空隙收缩，网络结构中蛋白发生聚集和堆叠，使鱼肉肠的弹性降低 [19-21]。与对照组相比，添加3%面筋蛋白或者添加0.2%聚丙烯酸钠再或者添加3%面筋蛋白和0.2%聚丙烯酸钠混合物的鱼 肉肠的弹性均明显高于对照组（P＜0.05），尤其添加3%面筋蛋白和0.2%聚丙烯酸钠混合物的鱼肉肠的弹性最高，其初始值就已经达到0.954，且随着冷藏时间的冷藏变化较小，在冷藏时间达到55 d时其弹性还处于0.93以上，可能是由于聚丙烯酸钠和面筋蛋白在鱼肉肠弹性方面发挥着重要作用。
2.6 鱼肉肠黏聚性的变化
由图6可知，添加0.2%的聚丙烯酸钠与添加0.2%的聚丙烯酸钠和3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠在整个冷藏过程中，黏聚性始终处于0.77～0.79范围内波动。与之相比，对照组和添加3%面筋蛋白的鱼肉的黏聚性不仅初始值较低，而且随着冷藏时间的延长，其黏聚性出现明显下降（P＜0.05）。添加3%面筋蛋白的鱼肉肠的黏聚性由最初的0.77，在冷藏45 d时下降至0.73。对照组的鱼肉肠的黏聚性由初始的0.76，在冷藏40 d时便下降至0.71（P＜0.05）。添加0.2%的聚丙烯酸钠可以高效地提高并且稳定鱼肉肠冷藏过程中的黏聚性可能与聚丙烯酸钠自身具有较高的黏聚性有关。
图6 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中黏聚性的变化
Fig.6 Cohesiveness of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
2.7 鱼肉肠咀嚼度的变化
图7 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中咀嚼度的变化
Fig.7 Chewiness of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
由图7可知，咀嚼度反映的是食物由可咀嚼状态到可吞咽状态过程中所消耗的能量，咀嚼度受硬度的影响最大。对照组的咀嚼度最小，且冷藏过程中咀嚼度发生一定程度的降低，这主要与其较低的硬度、弹性和黏聚性有关，对照组咀嚼度由最初的2 738 g增加至冷藏40 d时的3 201 g（P＜0.05）。仅添加0.2%聚丙烯酸钠的鱼肉肠的咀嚼度明显高于对照组（P＜0.05），并且在整个冷藏过程中始终保持在3 000 g左右，这主要是由于其具有较高的弹性和黏聚性，增加了鱼肉肠的咀嚼度，但是由于其硬度较低，因此其与添加3%面筋蛋白的鱼肉肠以及3%面筋蛋白和0.2%聚丙烯酸钠混合物的鱼肉肠相比，咀嚼度明显较低（P＜0.05）。添加3%面筋蛋白和0.2%聚丙烯酸钠混合物的鱼肉肠的咀嚼无论是初始值还是冷藏过程中的稳定性均明显高于其他各组鱼肉肠（P＜0.05），这与其出色的硬度、弹性、黏聚性以及其较高的持水性有关。
2.8 鱼肉肠白度值的变化
图8 不同处理的鲢鱼鱼肉肠在4℃冷藏过程中白度值的变化
Fig.8 Whiteness value of silver carp fi sh sausages from different treatment groups during storage at 4 ℃
由图8可知，对照组鱼肉肠的白度值随冷藏时间的增加，白度值明显降低，在冷藏35 d时，白度值由初始的75.3降至70.0。这主要是由于一方面在冷藏过程中对照组鱼肉肠持水性降低，鱼肉肠中水分减少，导致光泽度和透明度下降，使白度值降低 [22-23]。另一方面励建荣等 [24]认为白度值得减少很可能与微生物的繁殖有关，微生物数量和代谢的增加导致鱼肉肠颜色和亮度发生改变。与对照组相比，添加0.2%聚丙烯酸钠、0.2%聚丙烯酸钠＋3%面筋蛋白的鱼肉肠的白度值变化较稳定，始终在77和76之间稳定波动。这主要与其在冷藏过程中拥有较高的持水性有关，较高的持水性可以保持鱼肉肠的亮度和透明度不易降低，使鱼肉肠的白度始终处在一个相对稳定的平衡状态。
与对照组相比，添加0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠pH值最为稳定，菌落总数增长较慢，可以明显延长其冷藏时间。与对照组相比，添加0.2%聚丙烯酸钠与3%面筋蛋白复合体的鱼肉肠在冷藏过程中其硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度、持水性、蒸煮损失和白度值变化较小。
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Effect of Adding Sodium Polyacrylate and Gluten Protein on the Quality of Fish Sausage during Refrigerated Storage
WANG Wei
1, SHAO Junhua
2, YI Shumin
2, MA Xingsheng
2, LI Jianrong
2,
*
(1. Laboratory Management Center, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2. College of Food Science and Engineering, Bohai University, Jinzhou 121013, China)
Abstract：Silver carp fish sausages with sodium polyacrylate (PAAS) and gluten protein were analyzed for texture properties, cooking loss, water holding capacity (WHC), pH and total plate count during storage at 4 ℃. The results showed that the shelf life of silver carp fish sausages with 0.2% of PAAS and 3% of gluten protein was lengthened effectively, and the pH, WHC, cooking loss, hardness, springiness, cohesiveness, chewiness and whiteness were stabilized during the refrigerated storage.
Key words：fi sh sausage; refrigeration; sodium polyacrylate; gluten protein
中图分类号：TS254.1
文献标志码：A
文章编号：1001-8123（2015）04-0020-06
doi：10.7506/rlyj1001-8123-201504005
收稿日期：2015-01-09
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（31301418）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD29B06）
作者简介：王嵬（1981—），男，硕士，研究方向为食 品质量与安全。E-mail：wwll812002@163.com
*通信作者：励建荣（1964—），男，教授，博士，研究方向为水产品贮藏加工及安全控制。E-mail：lijr6491@163.com