百香果皮粉对非漂洗罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响

杭瑜瑜; 于淑池; 商文慧; 齐丹

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2021120308

百香果皮粉对非漂洗罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响

海南热带海洋学院食品科学与工程学院，海南三亚 572022

基金项目: 海南省自然科学基金项目资助（321RC590）。

详细信息

作者简介:
杭瑜瑜（1984−），女，硕士，高级实验师，研究方向：水产品加工与质量安全控制，E-mail：hangyu1001@163.com

通讯作者:
齐丹（1980−），女，硕士，实验师，研究方向：食品安全，E-mail：qidan0728@126.com

中图分类号: TS254.5
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出版历程
- 收稿日期: 2021-12-28
- 网络出版日期: 2022-08-03
- 刊出日期: 2022-09-30

Effect of Passion Fruit Peel Powder on the Gelation Characteristics of Non-rinsed Tilapia Surimi

College of Food Science and Engineering, Hainan Tropic Ocean University, Sanya 572022, China

摘要

摘要: 以非漂洗罗非鱼鱼糜为对象，研究添加百香果皮粉（1%、2%、3%、4%、5%）对非漂洗罗非鱼鱼糜白度、凝胶全质构、凝胶强度、持水性、蒸煮损失率以及水分迁移的影响。结果表明，随着百香果皮粉添加量的增加，鱼糜硬度、凝胶强度、持水性增加，并在添加量为4%时达到最大值，随后硬度、凝胶强度、持水性开始下降，而蒸煮损失率呈先下降后上升的趋势，白度值降低。低场核磁共振结果表明，百香果皮粉的加入使鱼糜凝胶中水分状态发生变化，结合水和不易流动水比例增加，自由水比例减少，且添加量为4%时变化最为显著。综合各项指标得出，添加4%百香果皮粉有利于提高非漂洗罗非鱼鱼糜的凝胶品质。
- 百香果皮粉 /
- 非漂洗罗非鱼 /
- 鱼糜凝胶 /
- 凝胶品质
Abstract: The effect of passion fruit peel powder (1%、2%、3%、4%、5%) on gel properties of non-rinsed tilapia surimi was investigated. The whiteness, TPA, gel strength, water holding capacity (WHC), cooking loss rate, and water migration were analyzed. The results showed that the hardness, gel strength and WHC of surimi gel significantly increased with increasing addition of passion fruit peel powder up to 4%, and then the hardness, gel strength and WHC declined, while the cooking loss rate decreased first and then increased, the whiteness gradually decreased. Further analyses in low-field NMR revealed that passion fruit peel powder could change the transverse relaxation time, enhanced the combination with water and altered the distribution of different water categories. The addition of passion fruit peel powder changed the water state in surimi gel. The proportion of bound water and non-easy flowing water increased, and the proportion of free water decreased. The change was most obvious when the addition amount was 4%. Based on the above results, addition of 4% passion fruit peel powder was most beneficial to improve the gel characteristics of non-rinsed tilapia surimi.
- passion fruit pee powder /
- non-rinsed tilapia /
- surimi gel /
- gelation characteristics

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罗非鱼又称非洲鲫鱼，属于热带性硬骨鱼类，具有生长快、肉质好、产量高、繁殖力强等特点，其肉质鲜美，营养价值高，素有“白肉三文鱼”、“21世纪的鱼”之称，是最适合产业化加工的淡水鱼品种之一^[1]。由于经济的快速发展和人们对更高生活质量的追求，以鱼糜为基础的产品需求大幅增加，市场也更加广阔。2019年我国鱼糜制品总产量达139.4万吨，鱼糜及鱼糜制品加工业拥有持续发展的能力^[2]。

传统的鱼糜制品是将鱼采肉、漂洗、脱水、擂溃、加热等步骤后形成鱼糜凝胶，经不同处理可加工为多样制品，传统的鱼糜加工均需要漂洗处理，漂洗可以除去鱼肉中的腥味物质、色素、脂肪、部分无机盐等物质，能够改善鱼糜的凝胶性能，增加白度，但是漂洗也导致水溶性蛋白、脂肪以及无机盐等营养成分的流失^[3]，同时漂洗用水量大，且漂洗完产生的废水，还需处理才能排放，加大了生产成本。非漂洗鱼糜的生产，正好解决了常规鱼糜制备中存在的上述问题^[4]。但是，不经过漂洗工艺，又会影响到鱼糜的凝胶特性，因此如何提高非漂洗鱼糜的凝胶特性有待进一步研究。目前常通过添加外源物、改变加工方式等手段改善鱼糜的凝胶特性。常添加的物质有：转谷氨酰胺酶^[5]、碱性盐^[6]、非肌肉蛋白和淀粉^[7]等。

百香果原产于巴西，现在我国福建、广东、广西、海南等热带地区广泛种植。除新鲜食用外，绝大部分百香果被加工成果汁饮料，产生了大量的果皮副产物，除部分用作粗纤维饲料外，绝大部分被当作废物丢弃，污染环境的同时也造成了资源的浪费^[8]。相关研究表明，百香果果皮中含有黄酮苷类、多糖类、膳食纤维和多种维生素等生物活性物质^[9]，具有防癌抗衰、消炎抑菌、抗氧化等保健功能^[10-11]。在鱼糜中添加百香果皮粉，其含有的多糖、膳食纤维等成分能改善鱼肉肌原纤维蛋白凝胶特性，提高制品保水能力，同时能够丰富鱼糜的营养成分。

目前，百香果皮粉对鱼糜凝胶特性的影响鲜有报道。本研究以非漂洗的罗非鱼鱼糜为对象，加入不同量的百香果皮粉，分析其对鱼糜凝胶全质构、凝胶强度、持水性、蒸煮损失率、白度及水分迁移的影响。为提高非漂洗鱼糜的品质特性以及鱼糜制品的多样化提供理论支持，同时也拓宽了百香果皮的利用途径。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

百香果　从三亚市南新农贸市场购买本地的成熟、新鲜的黄色百香果；罗非鱼　规格0.5~0.6 kg，购于三亚市南新农贸市场。

RS-FS1401多功能粉碎机　荣事达股份有限公司；DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱　上海一恒科学仪器有限公司；CR-400色差计柯尼卡色差计　日本Konica Minolta Holding公司；TMS-PRO物性分析仪　美国FIC公司；FM100雪花制冰机　北京长流科学仪器有限公司；MesoMR23-060H-I核磁共振成像分析仪　苏州纽迈分析仪器股份有限公司；ME204E电子天平　梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；JR16SD-300绞肉机　苏泊尔股份有限公司；MultifugeX1-R高速冷冻离心机　赛默飞世尔科技（中国）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 百香果皮粉的制备

百香果皮用清水洗净、沥干，放入恒温鼓风干燥箱70 ℃干燥48 h，然后粉碎成粉末，将粉末过200目筛，备用。

1.2.2 罗非鱼鱼糜凝胶的制备

新鲜的罗非鱼清洗后去内脏、去鳞、去头、去尾，清洗干净而后采肉，沥干鱼肉表面水分放入绞肉机中搅碎，之后加入2%食盐斩拌5 min，再加入不同量的百香果皮粉（0%、1%、2%、3%、4%、5%），继续斩拌5 min，加入冰水将鱼糜的含水量调节为75%左右。全程温度控制在10 ℃以下。把鱼糜灌入直径2.5 cm的肠衣中，放入40 ℃水浴锅中加热60 min，再放入90 ℃水浴锅中加热30 min，置于冰水中冷却30 min，放于4 ℃冰箱贮藏。

1.2.3 鱼糜凝胶白度的测定

将鱼糜凝胶样品均匀地切成20 mm的薄片，在室温环境下使用色差计测定鱼糜凝胶的亮度值L^*、红度值a^*、黄度值b^*，每组6次平行，白度的计算公式为^[12]：

白 度 = 100 - \sqrt{{(100 - L^{*})}^{2} + {(a^{*})}^{2} + {(b^{*})}^{2}}

$白度=100-\sqrt{{(100-L^*)}^{2}+{(a^*)}^{2}+{(b^*)}^{2}}$

(1)

1.2.4 鱼糜凝胶全质构（TPA）的测定

将样品切成20 mm高，直径是25 mm的圆柱体，选择P/50柱形探头进行测定。质构仪参数设置为：感应量程为1000 N，形变量为30%，测试速度60 mm/min，起始力1 N，每组测6个平行。计算其平均值。

1.2.5 鱼糜凝胶强度的测定

选择P/5S球形探头进行测定。质构仪参数设置为：感应量程为1000 N，形变量为30%，测试速度60 mm/min，起始力1 N，每组测6个平行。计算其平均值。

1.2.6 鱼糜凝胶持水性的测定

参考Cao等^[13]的方法略有修改，将鱼糜凝胶样品切成约为2 mm厚的薄片，称取质量为2.0 g 的鱼糜样品（质量记为m₁），用滤纸包好，将其放入离心管后，置于5000 r/min的离心机中离心15 min，取下滤纸，称量离心后样品重量（m₂），6次平行，持水性的计算公式为：

持 水 性 (%) = \frac{m_{2}}{m_{1}} \times 100

$\rm 持水性(\text{%})=\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}\times 100$

(2)

1.2.7 鱼糜凝胶蒸煮损失率的测定

参考张智铭等^[14]的方法略作修改，将鱼糜凝胶样品切成30 mm高的圆柱体，称取质量记为m₁，置于蒸煮袋中并封口，在90 ℃下煮20 min，取出后擦干凝胶表面水分，称取质量记为m₂，6次平行。蒸煮损失率的计算公式为：

蒸 煮 损 失 率 (%) = \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1}} \times 100

$\rm 蒸煮损失率(\text{%})=\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}\times 100$

(3)

1.2.8 鱼糜凝胶水分迁移的测定

参照鲍佳彤等^[15]的方法稍作修改，取标准油样，选用Q-FID序列单次采样，再将15 g样品放入直径为60 mm的核磁检测管中，调整质子的共振频率为21 MHz。选择CPMG序列，设置T₂测量参数：采样频率SW=200 kHz，模拟增益RG1=20，P1=18.00 μs，数字增益DRG1=4， PRG=1，重复采样间隔时间TW=2000 ms，累加次数NS=8，P2=30.00 μs，回波时间TE=0.3 ms，回波个数为3000。

1.3 数据处理

采用 SPSS 23.0软件进行方差显著性分析，采用Origin2018软件绘图。

2. 结果与分析

2.1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶白度的影响

色泽是评价鱼糜制品品质的一个重要感官指标，白度可以反映鱼糜凝胶的品质等级和外观状态^[16]。由图1可知，百香果皮粉的添加对鱼糜凝胶色泽产生一定影响，鱼糜凝胶的白度降低，且随着添加量的增加，白度下降越显著（P<0.05），这可能是因为百香果皮粉本身是浅灰色，其中的色素类物质使鱼肉糜色泽发生变化。同时有研究发现，白度的变化与产品的表面自由水有关^[17]。推测可能是百香果皮粉中含有亲水性成分，可以更好地与鱼肉内部的水分结合，使表面水分减少，最终导致光的折射能力减弱，造成鱼肉白度降低^[18]，这与涂晓琴^[19]的研究结果相似，其研究表明将豆渣添加到鱼糜中，发现豆渣加入后降低了鱼糜凝胶的持水力，随着豆渣添加量的培加，鱼糜凝胶的白度呈现下降的趋势。

图 1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶白度的影响

Figure 1. Effects in whiteness of surimi gel under different passion fruit peel powder addition

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2.2 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响

质构特性是反映鱼糜凝胶品质的一个重要指标。由表1可知，鱼糜凝胶的弹性无显著差异（P>0.05），鱼糜的硬度、胶黏性、咀嚼性和凝胶强度受百香果皮粉添加量的影响较显著（P<0.05），都呈现先增大后减小的趋势。当添加量为4%时，硬度为501.27 g，凝胶强度为1294.13 g·mm，分别比空白组提高69.39%、26.5%。这可能是百香果皮粉中含有的膳食纤维、多聚糖等可以与水发生交联或增加蛋白质中的一些活性基团，从而促进蛋白质之间的相互作用，蛋白分子间发生交联形成更加稳定致密的三维凝胶网络，鱼糜凝胶强度随之增加^[20-22]。相关研究发现大豆膳食纤维可以通过氢键促进水凝胶的形成并在网络结构中起填充作用^[23]。但百香果果皮粉添加量超过4%后，鱼糜凝胶强度有所下降，这与仪淑敏等^[24]研究发现添加10%以下的芹菜茎可以增强金线鱼鱼糕的凝胶强度，但超过10%后，凝胶强度下降的结果一致；与徐安琪等^[25]研究紫菜粉改善秘鲁鱿鱼鱼糜凝胶强度的研究结果也一致。这可能是由于百香果皮粉中一些不溶性组分（如不溶性膳食纤维等）阻碍了多糖与蛋白分子之间的相互作用，使凝胶强度下降，还有可能是因为膳食纤维的量过多，使蛋白质与膳食纤维过度聚集，从而暴露出蛋白质中的疏水基团，在蛋白质凝胶化过程中破坏了蛋白质的凝胶基质并与蛋白质竞争水，使凝胶强度下降^[26]。

表 1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响

Table 1. Effect of passion fruit peel powder addition on the texture properties of surimi gel

添加量（%）	硬度（g）	弹性	胶黏性（g）	咀嚼性（g）	凝胶强度（g·mm）
0	295.92±3.87^e	0.44±0.02^a	183.67±2.03^f	286.73±4.53^f	1023.06±71.06^f
1	367.35±4.98^d	0.43±0.07^a	214.29±4.32^e	343.88±3.31^e	1094.12±77.41^e
2	428.57±8.24^c	0.44±0.01^a	223.69±3.57^d	401.02±6.74^d	1100.46±53.07^d
3	479.59±6.31^b	0.45±0.03^a	235.49±5.14^b	453.73±9.86^b	1176.13±82.03^b
4	501.27±9.47^a	0.44±0.04^a	257.12±6.03^a	495.18±10.21^a	1294.13±56.15^a
5	438.78±5.41^c	0.43±0.01^a	229.59±5.02^c	426.06±8.76^c	1129.21±35.09^c
注：同列不同小写字母表示差异性显著（P<0.05）。

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2.3 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶持水性和蒸煮损失率的影响

鱼糜制品的持水性是其品质的重要指标，是衡量鱼糜凝胶网络截留水分能力以及水与蛋白质之间相互作用情况的一个指标^[27]。由图2可知，鱼糜凝胶的持水性随着百香果皮粉添加量的增加，呈现先增大后减小的趋势，当百香果皮粉的添加量为4%时，鱼糜凝胶的持水性达到最大值，为72.17%，较对照组增加了22.68%（P<0.05），当百香果皮粉的添加量大于4%时，鱼糜凝胶持水性有所下降。这可能是因为百香果皮粉可以促进鱼糜形成的三维网络结构更致密，从而能够更好地包埋水分子^[25]，而当过多地加入百香果皮粉，会与鱼糜蛋白相互作用，相应地减少了鱼糜蛋白与水的作用，导致蛋白结合的水分减少。一般地，持水性好的鱼糜凝胶具有较高的弹性和凝胶强度^[28]，本实验中持水性和凝胶强度的变化趋势是一致的。

图 2 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶持水性及蒸煮损失率的影响

Figure 2. Effects in water holding capacity and cooking loss rate of surimi gel under different passion fruit peel powder addition

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蒸煮损失率可以间接反映凝胶内部结构的紧密程度，蒸煮损失率越大，凝胶表面结构越松散^[14]。由图2可以看出，鱼糜凝胶的蒸煮损失率呈现先降低后升高的趋势。百香果皮粉添加量从0%增加到4%时，鱼糜凝胶的蒸煮损失率呈显著下降趋势（P<0.05），而继续添加百香果皮粉，蒸煮损失率变化不明显。

2.4 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶水分分布的影响

弛豫时间可以反映水分的自由度，弛豫时间越长说明水分越自由，弛豫时间越短说明水分与底物之间相互结合越紧密^[29]。由图3可知，罗非鱼鱼糜凝胶横向驰豫时间T₂存在3个峰，代表3种不同状态水分的弛豫时间：T₂₁（0.1～10 ms）为结合水的弛豫时间；T₂₂（10～100 ms）为不易流动水的弛豫时间，在鱼糜中是截留在三维网状结构中的水分，是鱼糜凝胶中最主要的水分，直接影响鱼糜的凝胶性能；T₂₃（100～1000 ms）为自由水的弛豫时间。表示鱼糜凝胶空间网络结构以外的水分^[30]。而三个峰面积的百分比分别用P₂₁、P₂₂、P₂₃表示，代表上述三种不同状态水的相对含量。

图 3 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶横向弛豫时间T₂波谱图的影响

Figure 3. Effects of different passion fruit peel powder addition on the T₂ spectrogram of surimi gel

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添加了百香果皮粉的鱼糜凝胶样品的弛豫时间T₂₁比对照组增大，弛豫时间T₂₂和T₂₃比对照组减小。这主要是因为百香果皮粉中含有多糖物质，多糖中的羟基通过氢键和水分子相互作用，水分稳定性增强，促使自由水向更加稳定的结合水转变，T₂₁增大，T₂₃减小^[16]；加入的百香果皮粉在鱼糜加热形成凝胶的过程中，可填充到蛋白网络结构中，从而形成更加稳定的网络结构，并且吸收住更多的水分于凝胶网络中，降低凝胶中水分的流动性，导致横向弛豫时间T₂降低^[31]，增强了凝胶的持水性。

从图4可以看出，添加百香果皮粉后，P₂₁、P₂₂均有所增加，P₂₃减少，这表明鱼糜凝胶中结合水和不易流动水比例增加，自由水比例变少；这是由于鱼糜凝胶中的自由流动水在不同程度上发生了迁移，变为结合水和不易流动水。百香果皮粉中的膳食纤维具有较强的溶胀能力，能充分填充于鱼糜凝胶的结构中^[32]，这使得鱼糜凝胶网络结构中的水分增多，持水性增强，鱼糜凝胶特性得到提高。且添加量为4%时最为显著，P₂₁、P₂₂分别为3.98%和93.18%。综合来看，添加量为4%的百香果皮粉能更好地锁住鱼糜中的水分，提高未漂洗罗非鱼鱼糜的凝胶特性。

图 4 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶水分迁移谱图波峰面积百分比P₂的影响

Figure 4. Effect of passion fruit peel powder addition on the peak area percentage P₂ of the water migration spectrum of surimi gel

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3. 结论

添加百香果皮粉对未漂洗罗非鱼鱼糜凝胶的质构特性、凝胶强度、持水性能、白度以及水分分布有显著影响。添加百香果皮粉使得凝胶的横向弛豫时间T₂₂缩短，从而增加未漂洗鱼糜的持水性。通过几个指标的综合分析，百香果皮粉添加量为4%时，凝胶强度、咀嚼性和持水性最高，分别为1294.13 g*mm、495.18 g和72.17%；蒸煮损失率最小，为9.84%。添加适量的百香果皮粉不仅可以改善鱼糜的凝胶特性，而且百香果皮粉中的膳食纤维和微量元素也是对鱼糜制品中营养成分的补充，从而提高其营养价值。本研究为开发新型、营养的鱼糜制品提供技术和理论参考。

图 1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶白度的影响

Figure 1. Effects in whiteness of surimi gel under different passion fruit peel powder addition

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图 2 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶持水性及蒸煮损失率的影响

Figure 2. Effects in water holding capacity and cooking loss rate of surimi gel under different passion fruit peel powder addition

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图 3 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶横向弛豫时间T₂波谱图的影响

Figure 3. Effects of different passion fruit peel powder addition on the T₂ spectrogram of surimi gel

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图 4 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶水分迁移谱图波峰面积百分比P₂的影响

Figure 4. Effect of passion fruit peel powder addition on the peak area percentage P₂ of the water migration spectrum of surimi gel

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表 1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响

Table 1 Effect of passion fruit peel powder addition on the texture properties of surimi gel

添加量（%）	硬度（g）	弹性	胶黏性（g）	咀嚼性（g）	凝胶强度（g·mm）
0	295.92±3.87^e	0.44±0.02^a	183.67±2.03^f	286.73±4.53^f	1023.06±71.06^f
1	367.35±4.98^d	0.43±0.07^a	214.29±4.32^e	343.88±3.31^e	1094.12±77.41^e
2	428.57±8.24^c	0.44±0.01^a	223.69±3.57^d	401.02±6.74^d	1100.46±53.07^d
3	479.59±6.31^b	0.45±0.03^a	235.49±5.14^b	453.73±9.86^b	1176.13±82.03^b
4	501.27±9.47^a	0.44±0.04^a	257.12±6.03^a	495.18±10.21^a	1294.13±56.15^a
5	438.78±5.41^c	0.43±0.01^a	229.59±5.02^c	426.06±8.76^c	1129.21±35.09^c
注：同列不同小写字母表示差异性显著（P<0.05）。

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 百香果皮粉的制备
1.2.2 罗非鱼鱼糜凝胶的制备
1.2.3 鱼糜凝胶白度的测定
1.2.4 鱼糜凝胶全质构（TPA）的测定
1.2.5 鱼糜凝胶强度的测定
1.2.6 鱼糜凝胶持水性的测定
1.2.7 鱼糜凝胶蒸煮损失率的测定
1.2.8 鱼糜凝胶水分迁移的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶白度的影响
2.2 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响
2.3 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶持水性和蒸煮损失率的影响
2.4 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶水分分布的影响
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 百香果皮粉的制备
1.2.2 罗非鱼鱼糜凝胶的制备
1.2.3 鱼糜凝胶白度的测定
1.2.4 鱼糜凝胶全质构（TPA）的测定
1.2.5 鱼糜凝胶强度的测定
1.2.6 鱼糜凝胶持水性的测定
1.2.7 鱼糜凝胶蒸煮损失率的测定
1.2.8 鱼糜凝胶水分迁移的测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶白度的影响
2.2 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响
2.3 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶持水性和蒸煮损失率的影响
2.4 百香果皮粉添加量对鱼糜凝胶水分分布的影响
3. 结论

参考文献(32)

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百香果皮粉对非漂洗罗非鱼鱼糜凝胶品质的影响

作者简介: 杭瑜瑜（1984−），女，硕士，高级实验师，研究方向：水产品加工与质量安全控制，E-mail：hangyu1001@163.com

通讯作者: 齐丹（1980−），女，硕士，实验师，研究方向：食品安全，E-mail：qidan0728@126.com

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