复合抗冻剂结合不同包装方式对南湾鱼丸冷冻贮藏品质的影响

曹 蒙1,刘 畅1,王 莹2,路 遥1,周 枫1,李建芳1,*

(1.信阳农林学院食品科学与工程学院,河南 信阳 464000;2.全北大学动物科学系,韩国 全州 54896)

摘 要:为提高冷冻鱼丸的品质,选用海藻糖、壳聚糖、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)复合抗冻剂,以持水率、水分含量、感官评分和质构特性为评价指标,采用单因素和响应面试验对复合抗冻剂配方进行优化,并以普通鱼丸+自封袋包装为对照,探究复合抗冻剂结合不同包装方式(自封袋、真空、真空阴阳铝箔、真空铝箔包装)对-18 ℃冷冻贮藏鱼丸品质的影响。结果表明,复合抗冻剂最佳配方为壳聚糖添加量0.38%、EGCG添加量0.04%、海藻糖添加量0.33%。此时,复合抗冻剂结合真空铝箔包装鱼丸的弹性高于其他组、咀嚼性适中、持水率为68.13%、解冻失水率为8.55%、硫代巴比妥酸反应物值为0.59 mg/kg、总挥发性盐基氮含量为6.10 mg/100 g、pH值为6.73、感官评分为86,鱼丸品质较佳。综上,复合抗冻剂结合真空铝箔包装可有效延缓冷冻贮藏过程中鱼丸的品质劣变。

关键词:南湾鱼丸;复合抗冻剂;包装方式;贮藏品质;冷冻贮藏

南湾鳙鱼产自信阳南湾湖,其头部肥大、肉嫩鲜美,且富含蛋白质、脂肪及微量元素,尤其是硒含量为普通鱼类的3~5 倍[1]。鱼经过采肉、漂洗、精滤、脱水、分装、冻结等工序制得鱼糜,辅以适量的淀粉和调味品,搅拌成型并加热熟化后可制得鱼丸[2]。由于其味道鲜美、运输方便,且具有高蛋白、低脂肪和低胆固醇的优点,深受消费者喜爱[3]。鱼丸在生产、运输和贮藏过程中易受温度影响,特别是在冷冻贮藏条件下,易发生蛋白质变性、水分流失、质地变差等问题,从而影响鱼丸品质,因此提升鱼丸冷冻稳定性至关重要[4]。在冷冻贮藏过程中,为保持肌原纤维蛋白稳定性并防止其变性,常在鱼丸中加入抗冻剂,这有利于维持鱼丸的凝胶网络结构,保持其冷冻时的凝胶能力和持水性[5-6]。海藻糖和壳聚糖作为抗冻剂添加到鱼糜中,可通过束缚水分子减少冰晶形成,有效维持蛋白质空间结构,从而减轻蛋白质冷冻变性,延长鱼糜制品的货架期[7]。表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)可与蛋白质的疏水基团和极性基团相互作用,形成保护层以维持其二级和三级结构,增强其持水性。岳尧等[8]研究表明,采用蔗糖、海藻糖、壳聚糖作为抗冻剂,能在一定程度上控制鱼糜制品在冷冻贮藏期间的品质劣化。

真空包装通过将包装容器内的空气全部抽出并密封,使其内部处于高度减压状态,低氧环境可有效抑制微生物生长[9]。铝箔袋具有优良的封口性、隔氧性、防潮性和保鲜性能,可有效防止商品受氧化、污染和潮湿等影响。另外,鱼丸贮藏过程中的理化性质和感官品质等受包装材料(如聚乙烯、铝箔等)影响,合理选用包装方式与材料可有效减缓鱼丸品质劣变[10]

本研究以南湾湖鳙鱼为主要原料,选用海藻糖、壳聚糖、EGCG复合抗冻剂,通过单因素和响应面试验确定复合抗冻剂的最优配方,并研究复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸在-18 ℃冷冻贮藏条件下品质变化的影响,旨在为鱼丸冷冻贮藏品质提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南湾湖鳙鱼购于信阳南湾湖。

EGCG、壳聚糖、海藻糖(均为食品级) 国药集团化学试剂有限公司;三氯乙酸、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)、氧化镁 天津富宇精细化工有限公司;硼酸、盐酸、乙醇 郑州派尼化学试剂厂;溴甲酚绿、甲基红 天津巴斯夫化工有限公司;自封袋(10 cm×15 cm)、聚乙烯包装袋、真空铝箔包装袋(18 cm×25 cm)、真空阴阳铝箔包装袋(18 cm×25 cm)(均为食品级) 聊城秀豆包装材料有限公司。

1.2 仪器与设备

TMS-PRO质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司;A390紫外分光光度计 翱艺仪器(上海)有限公司;TDL-40B 离心机 上海安亭科学仪器厂;FE-28 Standard pH仪 谱质分析检测技术(上海)有限公司;HMD-1000半微量定氮仪 常州荣华仪器制造有限公司;LG-SY60绞肉机 中山力果电器有限公司;CP214电子天平 奥豪斯仪器(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

鱼丸制备工艺流程:南湾鳙鱼→预处理(去头、去鳞、去内脏)→采肉→制成鱼茸→绞制鱼糜(400 r/min、3 min)→打浆(以鱼肉质量计,加入1%玉米淀粉、6%蛋清、80%葱姜水,400 r/min搅拌1 min)→加盐打浆(加入2.5%食盐、400 r/min搅拌1 min,依次加入0.5%白糖、2%料酒、1%鸡精,搅拌4 min)→成型→加热凝胶化(40 ℃、30 min)→熟化(90 ℃、10 min)→冷却→成品→包装→-18 ℃冷冻贮藏24 h。

1.3.2 抗冻剂单因素试验设计

根据预实验确定鱼丸基础配方:海藻糖添加量0.5%(m/m,以鱼丸质量计,下同)、壳聚糖添加量0.3%、EGCG添加量0.03%。考察海藻糖添加量(0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%)、壳聚糖添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、EGCG添加量(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%)对鱼丸持水率、水分含量、质构特性及感官评分的影响。

1.3.3 抗冻剂响应面试验设计

选取壳聚糖添加量(A)、EGCG添加量(B)和海藻糖添加量(C)3 个因素,每个因素设置3 个水平,以感官评分和弹性作为响应值进行响应面试验设计,具体试验因素水平见表1。

表1 响应面试验因素水平及编码
Table 1 Level and code of independent variables used for response surface analysis

水平A壳聚糖添加量/% B EGCG添加量/% C海藻糖添加量/%-10.20.020.3 0 0.30.030.5 1 0.40.040.7

1.3.4 包装方式筛选

采用最优复合抗冻剂制备鱼丸,用不同包装方式包装,分别为:普通鱼丸+自封袋包装(A1);抗冷冻剂+自封袋包装(A 2);抗冷冻剂+真空包装(A3);抗冷冻剂+真空阴阳铝箔包装(A4);抗冷冻剂+真空铝箔包装(A5)。将鱼丸贮藏于-18 ℃,每2 d取样,流水解冻至中心温度0 ℃,对鱼丸进行感官评定,并测定持水率、解冻失水率、质构特性、pH值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值和总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量。

1.3.5 感官评定

选10 位(5男5女)食品专业人员,对鱼丸色泽、滋味、气味、弹性、组织状态进行评分,取3 次平行评价结果的平均值,评价标准见表2[10]

表2 鱼丸感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation criteria for fish balls

项目评分标准评分色泽(20 分)色泽均匀,有光泽16~20色泽较深,偏暗8~15色泽不均匀,很暗0~7气味(20 分)有鱼肉香味16~20鱼香味不足,略有腥味8~15无肉香味,腥味过重0~7弹性(20 分)弹性好,咀嚼无砂状感,无残留16~20弹性一般,咀嚼无砂状感,无残留8~15无弹性,咀嚼有砂状感和残留0~7滋味(20 分)具有鱼肉鲜味,口感细腻,余味浓厚16~20大小均匀,偏咸或偏淡,无汁液感8~15口味不佳,口感粗糙0~7组织状态(20 分)表面光滑,无气孔,结构均匀、致密16~20表面光滑,有小气孔,结构较均匀、致密8~15表面较光滑,有孔洞,结构松散0~7

1.3.6 持水率测定

将解冻后的鱼丸(直径2 cm)切成3.5 mm的薄片,用电子天平精确称量5 g样品,用滤纸包裹后装入50 mL离心管中,1 000 r/min离心15 min,称质量,平行测定3 次,取平均值[11]。持水率按式(1)计算:

式中:m1为离心前样品质量/g;m2为离心后样品质量/g。

1.3.7 水分含量测定

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的恒温干燥法测定水分含量。

1.3.8 解冻失水率测定

取出冷冻鱼丸后直接称质量(m3/g),以流水解冻鱼丸至完全解冻后,再次称质量(m4/g),每组平行测定3 次,取平均值。解冻失水率按式(2)计算:

1.3.9 质构特性测定

将解冻后的鱼丸切成直径2.0 cm、高度2.0 cm的圆柱体,采用质地剖面分析法测定其弹性、胶黏性、咀嚼性。测试条件:P/36R圆柱形探头;测前速率2 mm/s、测试速率5 mm/s、测后速率5 mm/s、压缩程度50%、2 次压缩之间停留时间5 s,每个指标测定5 次,取平均值[12]

1.3.10 pH值测定

取5.0 g鱼丸样品,捣碎后加水至50 mL,8 000 r/min匀浆30 s,浸渍30 min,滤纸过滤后取滤液,利用pH计测定pH值。

1.3.11 TBARS值测定

称取1 g粉碎鱼丸样品,加入5 mL 0.01 mol/L TBA溶液,振荡混匀后,沸水浴加热20 min,待溶液变成粉红色,流水冲洗冷却。4 500 r/min离心15 min后取上清液,532 nm波长处测定吸光度(A532 nm)。TBARS值以样品中丙二醛质量计,按式(3)[13]计算:

式中:m为样品质量/g;2.77为常数。

1.3.12 TVB-N含量测定

参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》取样,并采用半微量法测定鱼丸TVB-N含量。

1.4 数据处理

每个实验均重复3 次。使用Excel 2010软件进行数据处理,结果以平均值±标准差表示;使用Origin 2022和SPSS 22.0软件进行统计分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 抗冻剂单因素试验结果分析

2.1.1 壳聚糖添加量对鱼丸品质特性的影响

壳聚糖可通过多维度改善鱼丸品质,其可通过分子相互作用显著提升鱼丸的物理特性(包括白度、硬度和弹性等)、保水性、微观结构及感官品质[14]。由表3可知,壳聚糖添加量对鱼丸感官评分、持水率、水分含量、弹性、咀嚼性、胶黏性影响显著(P<0.05)。当壳聚糖添加量为0.3%时,鱼丸感官评分、持水率与水分质量分数均达到最大值,分别为91.09、81.33%、73.91%,各项质构特性也达到最大值。当壳聚糖添加量高于0.3%时,鱼丸持水率、质构特性、感官评分均呈下降趋势。这主要是由于适量壳聚糖可与鱼糜蛋白交联形成蛋白-多糖共价复合物,提升凝胶强度,从而改善鱼丸品质,但壳聚糖添加过量时,鱼糜缓冲体系破坏,鱼糜蛋白酸性基团暴露等可能引发鱼糜体系pH值降低,导致蛋白质变性聚集、凝胶网络断裂,从而导致鱼丸质构劣化及感官评分下降[15]

表3 壳聚糖添加量对鱼丸品质的影响
Table 3 Effects of chitosan addition on fish ball quality

注:同列小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)。表4、5同。

添加量/% 持水率/%水分质量分数/% 感官评分弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ 壳聚糖0.174.43±2.01b 69.13±1.13c 84.12±2.89b 5.73±0.12b 5.20±0.14b 32.89±0.89b 0.275.59±1.65b 71.63±2.04b 86.31±1.69b 5.77±0.11b 5.83±0.09b 35.03±1.02ab 0.381.33±1.25a 73.91±1.57a 91.09±2.14a 6.19±0.16a 6.90±0.13a 36.18±1.12a 0.479.05±1.41b 72.68±1.09b 87.27±2.63b 5.83±0.11b 5.46±0.08b 35.80±0.78ab 0.574.51±2.13b 71.01±1.63b 83.41±1.36b 5.52±0.08b 5.39±0.10b 33.52±1.01b

2.1.2 海藻糖添加量对鱼丸品质特性的影响

海藻糖作为一种天然的抗冻剂,可通过多重分子机制有效维持鱼糜蛋白的结构稳定性,其不仅能够通过羟基基团与水分子形成氢键,降低体系冰点,还能通过“水替代”维持蛋白质天然构象,抑制冰晶对蛋白质二级结构的机械损伤,从而有效提升鱼丸的保水性和冷冻稳定性[16]。由表4可知,随着海藻糖添加量的增加,鱼丸的各项指标整体呈先升高后降低的变化趋势(P<0.05)。当海藻糖添加量为0.5%时,鱼丸感官评分、持水率与水分质量分数均达到最大值,分别为90.11、81.09%、82.11%,弹性和咀嚼性适中。当海藻糖添加量高于0.5%时,鱼丸感官评分、持水率、水分含量呈下降趋势。这可能是因为过高含量的海藻糖导致渗透压失衡,引发鱼糜中鱼肉细胞破裂,胞内酶释放加速蛋白质降解,且过量糖分子竞争性结合水分子,反而阻碍蛋白质水合层的形成,因此持水率下降,进而导致鱼丸品质降低[17]

表4 海藻糖添加量对鱼丸品质的影响
Table 4 Effects of trehalose addition on the quality of fish balls

添加量/% 持水率/%水分质量分数/% 感官评分弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ 海藻糖0.171.35±1.09b 63.83±1.19c 84.25±1.78b 5.58±0.09b 5.45±0.12b 33.83±0.98b 0.380.51±0.08ab 68.86±1.25c 85.07±1.09b 5.70±0.17b 5.79±0.07b 34.96±1.02b 0.581.09±1.04a 82.11±1.41a 90.11±2.03a 5.91±0.08ab 6.56±0.11a 35.12±0.91ab 0.778.72±1.12b 79.25±1.61b 86.42±1.54b 5.92±0.11a 6.03±0.13ab 35.91±0.86a 0.975.53±1.09b 77.20±1.23b 82.67±1.36b 5.45±0.06b 6.00±0.07ab 32.48±0.11b

2.1.3 EGCG添加量对鱼丸品质特性的影响

由表5可知,当EGCG添加量为0.03%时,鱼丸感官评分、持水率与水分质量分数均达到最大值,分别为89.39、74.41%、77.43%,质构特性也较佳,鱼丸品质较好。当EGCG添加量高于0.03%时,感官评分显著降低(P<0.05),EGCG添加量为0.05%时,感官评分仅为79.24。适量EGCG通过其酚羟基的供电子能力有效清除自由基,保护肌原纤维蛋白免受氧化损伤,有效维持蛋白质三级结构稳定。但EGCG添加量过大时,其活性酚羟基与蛋白质侧链基团通过相互作用形成分子质量过大的蛋白-多酚复合物,导致大颗粒的形成和难溶物的凝集,不仅导致蛋白质空间构象改变、溶解性下降,还会破坏凝胶网络结构的连续性,导致其水分截留能力下降,凝胶持水性下降[18-19]

表5 EGCG添加量对鱼丸品质的影响
Table 5 Effect of epigallocatechin gallate addition on fish ball quality

EGCG添加量/% 持水率/%水分质量分数/% 感官评分弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ 0.0171.32±1.45b 69.49±1.37c 81.92±2.63b 5.69±0.12b 5.06±0.13c 30.51±1.45c 0.02 74.30±1.39ab 73.68±1.41b 84.54±3.12b 5.75±0.09b 6.48±0.19b 34.11±1.09b 0.0374.41±2.51a 77.43±2.09a 89.39±1.98a 6.02±0.31a 7.21±0.24a 36.07±1.32a 0.0471.55±3.08b 71.03±2.31c 88.71±2.13ab 5.48±0.19c 5.84±0.14c 33.67±0.98b 0.0570.16±1.26b 71.02±1.16c 79.24±2.41c 5.28±0.21c 5.21±0.22c 31.24±1.24c

2.2 响应面试验结果分析

2.2.1 响应面试验结果

由单因素试验结果可知,海藻糖添加量、壳聚糖添加量和EGCG添加量对鱼丸品质影响较大,所以选取壳聚糖添加量(A)、EGCG添加量(B)和海藻糖添加量(C)为自变量,以鱼丸感官评分和弹性作为响应值,采用3因素3水平的Box-Behnken试验设计进行响应面优化分析,结果见表6。

表6 Box-Behnken试验设计及结果
Table 6 Box-Behnken design with experimental results

试验号A壳聚糖添加量/%B EGCG添加量/%C海藻糖添加量/%感官评分弹性/mm 10.20.020.589.56.55 20.40.020.589.76.58 30.20.040.592.36.48 40.40.040.595.06.61 50.20.030.390.56.51 60.40.030.394.66.52 70.20.030.789.66.49 80.40.030.793.26.48 90.30.020.389.46.53 100.30.040.395.06.51 110.30.020.793.36.47 120.30.040.792.76.49 130.30.030.592.16.46 140.30.030.593.26.42 150.30.030.592.06.47 160.30.030.591.86.47 170.30.030.592.26.44

2.2.2 多元二次回归方程与显著性检验分析

利用Design-Expert 8.0.6软件进行多元回归拟合,明确各因素对鱼丸感官评分和弹性的影响,得到多元回归方程:Y感官评分=94.82+1.13A+1.75B+1.23C+0.5AB+0.75AC-1.35BC-3.11A2-0.21B2-1.21C2Y弹性=6.45+0.02A-0.005B-0.175C+0.025AB-0.005AC+0.010BC+0.051 5A2+0.051 5B2-0.003 5C2。进一步对该回归模型进行方差分析。由表7可知,感官评分回归模型F=35.50,P<0.000 1,表明模型达到极显著水平;失拟项P=0.075 8>0.05,表明失拟项不显著。模型R2=0.978 6,校正系数RA2 dj=0.951 0,表明模型可靠,误差较小。方差分析结果显示,ABCBCA2C2影响极显著,AC影响显著,3 个因素对感官评分的影响依次为EGCG添加量(B)>海藻糖添加量(C)>壳聚糖添加量(A)。弹性回归模型F=4.73,P=0.026 3<0.05,表明模型达到显著水平;失拟项P=0.203 7>0.05,表明失拟项不显著。模型R2=0.858 9,校正系数R2Adj=0.677 5,说明模型可靠,误差较小。方差分析结果显示,A2B2影响极显著,其他项对弹性影响不显著。

表7 响应面试验结果的方差分析
Table 7 Analysis of variance for the response surface test results

注:*.显著(P<0.05);**.极显著(P<0.01)。

方差来源感官评分弹性/mm平方和 自由度 F值P值 显著性 平方差 自由度 F值P值 显著性模型 106.72935.50 <0.000 1 **0.032 494.73 0.026 3*A10.13130.31 0.000 9**0.003 214.20 0.079 5 B24.50173.35 <0.000 1 **0.000 210.262 7 0.624 1 C12.00135.94 0.000 5**0.002 413.22 0.115 9 AB1.000 012.99 0.127 20.002 513.28 0.112 9 AC2.2516.74 0.035 7*0.000 110.131 3 0.727 7 BC7.29121.83 0.002 3**0.000 410.525 3 0.492 1 A240.721121.93 <0.000 1 **0.011 2114.67 0.006 5**B20.185 710.555 9 0.480 20.011 2114.67 0.006 5**C26.16118.46 0.003 6**0.000 110.067 7 0.802 1残差2.3470.005 37失拟项 1.8535.05 0.075 80.003 532.45 0.203 7纯误差 0.488 040.001 94总差 109.06160.037 816 R20.978 60.858 9 R2 Adj0.951 00.677 5

由图1可知,各因素交互作用对感官评分均有一定的影响,其中BCAC交互作用响应面图的坡面陡峭幅度较大,等高线呈椭圆形,而AB交互作用等高线近似圆形,表明AB之间存在较弱的交互作用,而ACBC交互作用对感官评分影响较为显著,与方差分析结果一致。

图1 各因素交互作用对鱼丸感官评分及弹性影响的响应面图和等高线图
Fig.1 Response surface and contour plots showing the interactive effect of variables on the sensory score and elasticity of fish balls

2.2.3 验证实验

通过感官评分响应面模型预测复合抗冻剂最佳配方为:壳聚糖添加量0.30%、EGCG添加量0.039%,海藻糖添加量0.326%,预测感官评分为95.55;通过弹性响应面模型预测复合抗冻剂最佳配方为:壳聚糖添加量0.386%、EGCG添加量0.04%、海藻糖添加量0.335%,预测弹性为6.583 mm。根据单因素试验结果,考虑到实际可操作性,调整配方参数为:壳聚糖添加量0.38%、EGCG添加量0.04%、海藻糖添加量0.33%,在该条件下进行3 组平行实验,感官评分为95.71±2.45,弹性为(6.61±0.36)mm,验证结果与理论值无显著差异(P>0.05),与预测值相差小于5%,优化后工艺可靠。

2.3 包装方式对鱼丸品质的影响

2.3.1 包装方式对鱼丸贮藏期间持水率的影响

鱼丸的新鲜度通常与其持水性呈正相关,这主要归因于新鲜鱼糜组织内部完整的蛋白网状结构能够有效束缚水分,抑制水分外渗[20-21]。由图2可知,各组持水率均随着贮藏时间的延长呈下降趋势,A1组持水率始终低于A2组,贮藏10 d时,A1组持水率仅为63.97%。复合抗冻剂中的海藻糖和EGCG含有丰富的羟基基团,其强亲水性能够促进鱼丸体系中的自由水向结合水转化,从而降低水分迁移速率[22]。特别是海藻糖作为亲水胶体,不仅能通过氢键网络固定水分子,还能与鱼糜蛋白相互作用形成稳定的凝胶结构,从而提高鱼丸的持水性能[23]。贮藏初期,加入复合抗冻剂各组鱼丸持水率无明显差异。贮藏4 d内,持水率下降趋势相对平缓,贮藏4 d后,持水率下降速率加快,其中,A4和A5组整体下降速率较慢,贮藏10 d持水率分别为67.02%、68.13%,这是由于铝箔袋的高阻隔性和真空环境具有协同作用,不仅能够有效阻止外界水分渗透和内部水分蒸发,其真空状态还能有效抑制氧化导致的蛋白变性和凝胶崩解,减缓鱼丸持水率下降。

图2 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中持水率的影响
Fig.2 Effect of combination of composite antifreeze agent and different packaging methods on the water-holding capacity of fish balls during storage

小写字母不同表示不同贮藏时间之间差异显著(P<0.05)。下同。

2.3.2 包装方式对鱼丸贮藏期间解冻失水率的影响

解冻失水率是评价鱼丸品质的重要指标,其升高通常表明水分迁移加剧,鱼丸口感、弹性等将出现劣变,解冻失水率较高也是目前鱼丸品质的主要问题之一[24]。如图3所示,随着贮藏时间的延长,各组解冻失水率均呈显著上升趋势(P<0.05)。添加复合抗冻剂的A2组解冻失水率始终低于未加复合抗冻剂的A1组,贮藏10 d时,A1和A2组解冻失水率分别为9.14%、9.04%,表明复合抗冻剂能有效稳定肌原纤维蛋白结构,提升鱼丸的冷冻-解冻稳定性,这可能与其能够减少鱼丸冷冻贮藏过程中冰晶重结晶导致的持水能力下降有关。贮藏过程中,A4和A5组解冻失水率无明显差异,A3组解冻失水率稍高于A4和A5组,贮藏10 d时,3 组解冻失水率分别为8.85%、8.56%和8.55%。真空包装可通过隔绝氧气抑制蛋白质氧化变性;铝箔的高阻隔性不仅能有效防止水分渗透,还可进一步阻隔氧气,进而有效抑制微生物生长和蛋白质分解;复合抗冻剂中的海藻糖与EGCG通过形成氢键固定自由水,抑制冰晶重结晶,而壳聚糖通过与蛋白质形成复合凝胶结构增强网络持水能力,这些作用协同降低鱼丸解冻失水率。

图3 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中解冻失水率的影响
Fig.3 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the thawing loss rate of fish balls during storage

2.3.3 包装方式对鱼丸贮藏期间质构特性的影响

由图4A可知,各组弹性均随贮藏时间的延长呈显著下降趋势(P<0.05)。其中,A1组弹性始终低于A2组。贮藏过程中,鱼丸中的肌球蛋白可被微生物缓慢降解,导致其结合水的能力减弱,弹性降低[25]。复合抗冻剂通过稳定蛋白质结构,有效抑制冷冻过程中的蛋白质变性,有助于维持鱼丸弹性。贮藏10 d时,A3、A4、A5组弹性分别为6.25、6.42、6.30 mm,真空包装鱼丸弹性较低。这可能是因为真空包装阻止水分散失,水分积聚为微生物快速生长提供有利条件,微生物代谢过程中分泌的蛋白酶能够特异性降解鱼糜蛋白,破坏凝胶网络结构,造成鱼丸弹性降低。

图4 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中弹性(A)与咀嚼性(B)的影响
Fig.4 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the elasticity (A) and chewiness (B) of fish balls during storage

由图4B可知,各组咀嚼性整体随着贮藏时间的延长呈上升趋势。A1组咀嚼性整体高于A2组,尤其在贮藏后期,表明添加复合抗冻剂可适度降低鱼丸硬度,延缓咀嚼性上升。贮藏10 d时,A3、A4、A5组咀嚼性分别为38.52、37.93、38.16 mJ,以A4组咀嚼性最低,表明真空阴阳铝箔包装鱼丸咀嚼性较佳。

2.3.4 包装方式对鱼丸贮藏期间pH值的影响

pH值变化直接影响鱼丸的色泽、嫩度、风味及持水性等品质特性,是评估其新鲜度和品质的关键参数[26]。由图5可知,在整个冷冻贮藏过程中,鱼丸pH值随着贮藏时间的延长呈波动下降趋势。这主要归因于微生物生长繁殖过程中分解蛋白质产生的碱性含氮化合物。贮藏6 d内,A1组pH值呈缓慢下降趋势,贮藏6 d后,pH值出现快速下降,贮藏10 d时达6.59。这可能是由于微生物代谢产生的乳酸和磷酸等酸性物质积累所致[27]。相比之下,贮藏10 d时,A2组pH值高于A1组,为6.71,表明复合抗冻剂具有良好的抗菌性能,能有效抑制微生物的生长繁殖,延缓pH值下降。贮藏10 d时,A4、A5组pH值分别为6.67和6.73,表明真空阴阳铝箔包装和真空铝箔包装可有效抑制微生物生长,减缓蛋白质分解,进而延缓鱼丸品质劣变进程。

图5 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中pH值的影响
Fig.5 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the pH of fish balls during storage

2.3.5 包装方式对鱼丸贮藏期间TBARS值的影响

由图6可知,各组TBARS值在贮藏期间均呈持续上升趋势,贮藏0 d时,各组TBARS值均处于较低水平且无显著差异(P>0.05),贮藏10 d时,A1组TBARS值(0.84 mg/kg)高于其他组,这主要归因于微生物和酶的共同作用加速脂肪氧化反应。A2组TBARS值为0.72 mg/kg,表明复合抗冻剂可通过发挥抗氧化能力有效延缓脂肪氧化速率,降低鱼丸品质劣变进程。真空包装组(A3、A4、A5组)TBARS值随着贮藏时间延长的增长呈现明显滞后性,尤其是A5组TBARS值在贮藏10 d时仅为0.59 mg/kg。这主要是因为真空包装能够更好抑制脂肪氧化,而铝箔材料对光线和氧气的双重阻隔作用能够更有效地降低脂肪氧化速率,降低鱼丸品质劣变程度[28],该研究结果与戢得蓉等[29]的研究结论一致。综上,A1、A2组TBARS值远高于其他组,间接证明氧气含量是影响鱼丸TBARS值变化的关键因素,而真空铝箔包装能够通过创造低氧环境最大程度地抑制脂肪氧化,延缓TBARS值上升。

图6 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中TBARS值的影响
Fig.6 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the TBARS value of fish balls during storage

2.3.6 包装方式对鱼丸贮藏期间TVB-N含量的影响

由图7可知,各组TVB-N含量均随着贮藏时间的延长呈显著上升趋势(P<0.05)。与A1组相比较,A2组TVB-N含量上升趋势相对缓慢,贮藏10 d时,A1、A2组TVB-N含量分别为6.52、6.29 mg/100 g。冷冻贮藏过程中,鱼丸内的微生物和酶等分解蛋白质产生胺类等具有挥发性的碱性含氮化合物,加速TVB-N含量上升[30],而复合抗冻剂能够有效抑制微生物生长和酶促反应,阻碍蛋白质发生水解,延缓碱性含氮化合物的产生。A5组TVB-N含量上升趋势明显低于其他包装方式,贮藏10 d时,TVB-N含量仅为6.10 mg/100 g,这与真空铝箔包装优异的水分和氧气阻隔性能密切相关。

图7 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中TVB-N含量的影响
Fig.7 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the TVB-N content of fish balls during storage

2.3.7 包装方式对鱼丸贮藏期间感官品质的影响

由图8可知,随着贮藏时间的延长,各组感官评分均呈显著降低趋势(P<0.05)。贮藏10 d时,A1组与A2组感官评分分别为70、78,表明复合抗冻剂可通过抑制冰晶生长、减少水分流失等抑制色泽劣变、弹性下降和脂肪氧化等,有效维持鱼丸的感官品质。真空包装可通过维持蛋白质结构完整性和保留挥发性风味物质,有效保持鱼丸感官品质。其中,A4组和A5组在贮藏10 d时的感官评分分别为85、86,显著高于其他组(P<0.05)。这主要是由于不同包装方式及包装材料的氧气透过率差异导致的微生物生长抑制效果不同,从而影响鱼丸的感官品质。

图8 复合抗冻剂结合不同包装方式对鱼丸贮藏过程中感官评分的影响
Fig.8 Effect of combination of composite antifreeze and different packaging methods on the sensory quality of fish balls during storage

3 结 论

本研究通过单因素和响应面试验优化得到复合抗冻剂最佳配方:壳聚糖添加量0.38%、EGCG添加量0.04%、海藻糖添加量0.33%,在此条件下制备的鱼丸感官评分为95.71、弹性为6.61 mm。复合抗冻剂结合真空铝箔包装处理鱼丸在-18 ℃条件下贮藏10 d后,弹性和咀嚼性较佳,持水率为68.13%、解冻失水率为8.55%、TBARS值为0.59 mg/kg、TVB-N含量为6.10 mg/100 g、pH值为6.73、感官评分为86,鱼丸品质较佳。复合抗冻剂具有一定的抗氧化能力,可延缓蛋白质降解和自溶、防止冷冻过程中蛋白质变性,从而有效维持鱼丸品质。真空铝箔包装凭借其较强的阻隔性,能够有效抑制微生物生长,减缓食品腐败进程,其阻氧隔水特性可有效避免鱼丸脂肪氧化,从而提升鱼丸贮藏稳定性。本研究可为冷冻鱼丸品质优化和货架期延长提供理论依据,后续可进一步深入研究冻结及冷冻贮藏工艺对鱼丸品质的影响。

参考文献:

[1] 夏南, 向晨曦, 汪雅馨, 等.苹果多酚-蛋清复合物对南湾鳙鱼丸品质及贮藏特性的影响[J].中国调味品, 2024, 49(12): 85-91.DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2024.12.013.

[2] 薛山, 林靖娟.菊苣多糖对蓝圆鲹鱼丸质构与贮藏品质的影响[J].食品与机械, 2024, 40(9): 106-115.DOI:10.13652/j.spjx.1003.5788.2023.80719.

[3] 李统帅, 兰梅娟, 李琳, 等.多糖在鱼糜制品中的应用进展[J].中国食品添加剂, 2024, 35(3): 281-288.DOI:10.19804/j.issn1006-2513.2024.3.034.

[4] 陈茹.鲢鱼鱼丸加工过程中品质变化及货架期模型的研究[D].重庆: 西南大学, 2022.DOI:10.27684/d.cnki.gxndx.2022.000290.

[5] WALAYAT N, XIONG H G, XIONG Z Y, et al.Role of cryoprotectants in surimi and factors affecting surimi gel properties: a review[J].Food Reviews International, 2022, 38(6): 1103-1122.DOI:10.1080/8755912 9.2020.1768403.

[6] 朱士臣, 俞杰航, 相兴伟, 等.鱼糜冷冻稳定剂的种类及作用机理[J].中国食品学报, 2022, 22(1): 401-412.DOI:10.16429/j.1009-7848.2022.01.043.

[7] YI S M, YE B B, ZHANG S W, et al.Cryoprotective effect of inulin on myofibrillar protein from silver carp surimi during frozen storage[J].Food Science, 2019, 40(12): 16-21.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180423-296.

[8] 岳尧, 孙童童, 张震, 等.控制鱼糜制品中蔗糖含量的新策略[J].食品安全质量检测学报, 2023, 14(15): 55-62.DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2023.15.021.

[9] 王蕾, 王金厢, 李学鹏, 等.响应面法优化微波膨化鱼糜制品料坯配方的研究[J].食品工业科技, 2023, 44(3): 192-202.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022050267.

[10] CAO J, GUO M J, QIU W Q, et al.Effect of tea polyphenol-trehalose complex coating solutions on physiological stress and flesh quality of marine-cultured turbot Scophthalmus maximus during waterless transport[J].Journal of Aquatic Animal Health, 2024, 36(2): 151-163.DOI:10.1002/aah.10213.

[11] 臧启明, 仪淑敏, 徐永霞, 等.油炸预处理对鱼糜制品凝胶特性和风味特性的影响[J].食品工业科技, 2025, 46(18): 1-24.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2024100263.

[12] YOU S Y, TIAN Y, ZHANG W Q, et al.Quality properties of fish ball with abalone and its relationship with sensory properties[J].Food Chemistry: X, 2024, 21: 101146.DOI:10.1016/j.fochx.2024.101146.

[13] 邓钰蓱, 李阳, 马淑慧, 等.不同剂型茶树油对反复冻融后北京鸭肉品质的影响[J].黑龙江畜牧兽医, 2022(20): 108-114.DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2022.01.0075.

[14] 张小敏, 郭全友, 周国燕, 等.壳聚糖协同乳酸链球菌素抗轻腌大黄鱼源特定腐败菌抑制效应研究[J].中国食品学报, 2022, 22(5): 259-270.DOI:10.16429/j.1009-7848.2022.05.028.

[15] 李金芝, 林琦, 张思原.壳聚糖基凝胶在食品加工及保鲜贮藏中的应用[J].食品科技, 2025, 50(2): 259-266.DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2025.02.023.

[16] LEE J, SHAN Y F, WONG A, et al.The effects of supplemental dietary chitosan on broiler performance and myopathic features of white striping[J].Poultry Science, 2024, 103(3): 103396.DOI:10.1016/j.psj.2023.103396.

[17] 阙凤, 高天麒, 汪超, 等.不同糖类对草鱼鱼糜凝胶的影响[J].食品工业科技, 2022, 43(5): 48-55.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2021050004.

[18] 钟坦君.没食子酸的添加对金线鱼鱼糜凝胶特性的影响及体外消化产物活性研究[D].湛江: 广东海洋大学, 2022.DOI:10.27788/d.cnki.ggdhy.2022.000082.

[19] 侯连杰, 何嘉, 谢梅英.白藜芦醇在水产养殖中应用研究进展[J].科学养鱼, 2025(1): 76-77.DOI:10.14184/j.cnki.issn1004-843x.2025.01.030.

[20] LI W X, BAI X, XIA X F, et al.Effect of sodium alginate ice glazing on the quality of the freeze-thawed fish balls[J].International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 254: 128097.DOI:10.1016/j.ijbiomac.2023.128097.

[21] WANG Y D, ZHUANG Y, ZHANG J Y, et al.Effects of different pH values and monovalent/divalent cations in washing on the physicochemical characteristics of silver carp surimi gel[J].LWTFood Science and Technology, 2024, 196: 115865.DOI:10.1016/j.lwt.2024.115865.

[22] 杭瑜瑜, 齐丹, 张阳, 等.聚葡萄糖对罗非鱼鱼糜肌原纤维蛋白冷冻保护作用及其机制[J].食品科技, 2023, 48(11): 144-150.DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2023.11.040.

[23] 范伟.不同抗冻剂对鲟鱼冻藏品质的影响及鲟鱼预制菜产品研发[D].大连: 大连海洋大学, 2024.DOI:10.27821/d.cnki.gdlhy.2024.000214.

[24] 盛倩茹, 王娟.解冻方式对冷冻鱼丸理化与质构性质的影响[J].现代食品科技, 2024, 40(1): 224-232.DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.1.1410.

[25] LEE D, YOU Y, HO K K H Y, et al.Impact of supercooling storage on physical and chemical properties of yellowfin tuna (Thunnus albacares)[J].Journal of Food Engineering, 2024, 373: 111818.DOI:10.1016/j.jfoodeng.2023.111818.

[26] CHAN J T Y, OMANA D A, BETTI M.Effect of ultimate pH and freezing on the biochemical properties of proteins in Turkey breast meat[J].Food Chemistry, 2011, 127(1): 109-117.DOI:10.1016/j.foodchem.2010.12.095.

[27] 牛改改, 秦成丰, 游刚, 等.解冻方式对近江牡蛎肉感官特征和理化指标的影响[J].食品工业科技, 2020, 41(16): 271-278.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2020.16.043.

[28] 周立, 张锐, 王卫, 等.不同气调包装对冷鲜羊肉保鲜效果研究[J].包装工程, 2022, 43(21): 1-9.DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.21.001.

[29] 戢得蓉, 王艺融, 段丽丽, 等.不同包装材料对怪味鸡丝品质的影响[J].包装工程, 2021, 42(23): 116-122.DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.23.016.

[30] KATSANIDIS E, ZAMPOUNI K.Development of a novel steam distillation TBA test for the determination of lipid oxidation in meat products[J].Foods, 2023, 12(2): 359.DOI:10.3390/foods12020359.

Effect of Composite Antifreeze Agents Combined with Different Packaging Methods on the Frozen Storage Quality of Nanwan Fish Balls

CAO Meng1, LIU Chang1, WANG Ying2, LU Yao1, ZHOU Feng1, LI Jianfang1,*
(1.College of Food Science and Engineering, Xinyang Agriculture and Forestry University, Xinyang 464000, China;2.Department of Animal Science, Chonbuk National University, Jeonju 54896, Korea)

Abstract: In order to improve the quality of frozen fish balls, a composite antifreeze agent consisting of trehalose, chitosan and epigallocatechin gallate was selected.Based on water-holding capacity, moisture content, sensory score and texture characteristics, the formulation was optimized by the combined use of one-factor-at-a-time method and response surface methodology.Furthermore, with conventional fish balls packaged in ziplock bags serving as the control group, the effect of different packaging methods (ziplock bags, vacuum, vacuum aluminum foil with one-sided coating, and vacuum aluminum foil packaging) on the quality of fish balls added with the optimized cryoprotectant during frozen storage (-18 ℃) was investigated.The results showed that the optimum formulation consisted of 0.38% chitosan, 0.04% epigallocatechin gallate and 0.33% trehalose.Fish balls added with the composite antifreeze agent vacuum packaged in aluminum foil had higher elasticity than did the other groups, the chewiness was moderate, and the water-holding capacity, thaw loss percentage,thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) value, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content, pH and sensory score were 68.13%, 8.55%, 0.59 mg/kg, 6.10 mg/100 g, 6.73, and 86 out of 100 points, respectively, collectively indicating better quality.In conclusion, the composite antifreeze agent combined with vacuum aluminum foil packaging can effectively delay the quality deterioration of fish balls during frozen storage.

Keywords: Nanwan fish balls; composite antifreeze agent; packaging methods; storage quality; frozen storage

收稿日期:2025-04-02

基金项目:河南省高等学校重点科研项目(25B550012;26B550011);大别山实验室重点课题研发项目(DMLPO03)

第一作者简介:曹蒙(1994—)(ORCID: 0009-0004-5025-3644),男,讲师,硕士,研究方向为信阳特色原料深加工及转化。E-mail: caom8977@163.com

*通信作者简介:李建芳(1979—)(ORCID: 0009-0004-7032-1907),女,教授,硕士,研究方向为食品微生物与生物保鲜。E-mail: ljf002@163.com

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250402-098

中图分类号:TS254.4

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2026)02-0064-09

引文格式:

曹蒙, 刘畅, 王莹, 等.复合抗冻剂结合不同包装方式对南湾鱼丸冷冻贮藏品质的影响[J].肉类研究, 2026, 40(2): 64-72.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250402-098.http://www.rlyj.net.cn

CAO Meng, LIU Chang, WANG Ying, et al.Effect of composite antifreeze agents combined with different packaging methods on the frozen storage quality of Nanwan fish balls[J].Meat Research, 2026, 40(2): 64-72.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250402-098.http://www.rlyj.net.cn