低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究：
低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，白鲢(丑办认a/w/c如wo/々r/x)属于我国“四大家鱼”，是淡水鱼种中产
量最大和潜在附加值较高的鱼种之一。白鲢肌肉颜色洁白，且营养价值很高， 但由于其具有土霉味及较多的肌间刺，一直不为广大消费者接受。而且斩拌中 添加的2-3%食盐也会升高的人体对食盐的摄入量。本文主要研究了外源添加剂 对低钠盐鱼糜凝胶性质的影响，并开发出两种白鲢鱼糜的改良凝胶。
研究结论分为五个部分，内容如下：
(1)生鲜鱼糜水分含量80.26%，粗蛋白含量16.89%，脂肪含量0.52%， 灰分含量0.31%。三次实验统计鲢鱼平均鱼片得率为55.08%，采肉率为32.03%， 鱼糜得率20.37%;
(2)选取氯化钙和乳酸钙两种钙盐(在鱼糜斩拌过程中加入)，比较鱼糜凝 胶强度、TPA参数、保水性、色泽和水分活度等指标，选取较好的一种钙盐。 对比实验表明，作为有机钙盐，乳酸钙更适合鱼糜凝胶各性质的提高；
(3)选取氯化钠、氯化钾和乳酸钙(在鱼糜斩拌过程中加入)，比较鱼糜凝 胶强度、TPA参数、保水性、色泽和水分活度等指标，通过正交实验设计优化 出最佳添加方案为：氯化钠1%，氯化钾1%，乳酸钙1.5%，此方案可使钠盐含 量降低至1%;
(4)选取氯化钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶(在鱼糜斩拌过程中加入)，比较鱼 糜凝胶强度、TPA参数、保水性和色泽等指标，通过正交实验设计优化出最佳 添加方案为：氯化钠1%，瓜尔豆胶0.4%，刺槐豆胶1%，此方案可使钠盐含量 降低至1%;
(5)采用扫描电镜(SEM)技术，观察了混合盐组、食品胶组与对照组(添加 2.5%氯化钠)的鱼糜凝胶结构，并比较了三组鱼糜在微观结构上的变化。
随着全球人口的日益增长，世界各国正想方设法去寻找可持续发展的新兴 道路。中国以占世界7%的农业耕地养活了世界22%的人口 [1]，这同时也反映了 我国耕地长期以来的过重负担，试问这样的局面还能够支撑多久？中国著名经 济学家于光远先生曾经提出“加强海洋意识，向海洋索取更多的食物”的观点， 其中就强调对水产资源的开发和利用的重要性，并对海洋生物的捕捞业和养殖 业的发展做出了重要的预期[2]。表1-1为80年代中期我国年产量达到100万t 以上的鱼种及产值变化。由表可知，在当时产量较多的鱼种中，现今依然能保 持较高产量的鱼种并不多，而淡水鱼的产量在当时已经是最主要捕捞鱼种。在 五年期间的绝对产量增幅中，鲢鱼、鲤鱼等作为主要淡水鱼种以较高的增幅排 在首位，其中鲢鱼也是养殖生产中广泛使用的原料鱼种(表1-2)。其次产量较高 的是智利鰺鱼、欧洲沙丁鱼和黄海鲱鱼。虽然黄海鲱鱼在我国黄海流域产量较 多，易于捕捞。但因为季节变化和海洋运动，捕捞量起伏波动较大，不能成为 长期的捕捞目标[3]。
表1-11984-1988年间产量在100万t以上的鱼种产量统计[4](单位:万t)
Table1-1 Annual fish production statistics of more than one million tons from 1984 to 1988
捕捞对象19841985198619871988五年产
量变化五年相
对增幅
狭鳕598.63613.23675.89672.39665.7767.1411.22%
南美沙丁鱼536.13581.44433.33468.64499.81-36.32-6.8%
远东拟沙丁鱼515.61472.29579.10532.11542.8927.285.3%
毛鳞鱼259.51221.64140.77110.67114.36-145.15-55.93%
智利鰺鱼232.40214.88196.10268.18324.5792.1739.66%
鲐鱼221.77173.99200.76156.51179.77-42-18.94%
大西洋鳕鱼201.31195.27202.75207.86197.07-4.24-2.1%
黄海鲱鱼120.37152.42154.14159.19167.8247.4539.42%
鲣鮪鱼类106.8790.78106.73101.70124.2517.3816,26%
欧洲沙丁鱼91.3692.6193.77112.47126.3434.9838,29%
鲢鱼76.68101.45119.66134.35150.8574.1796.73%
鲤鱼64.7373.4290.30111.65119.4654.7384.55%
表1-290年代我国主要原料鱼种[5]
Table1-2 The major raw material species in 1990’s of China
广泛使用的鱼种狭鳕、白姑鱼、小黄鱼、蛇缁、白鲢
使用比较广泛的鱼种罗非鱼、海鳗、蛹鱼、带鱼、长背鱼、青鱼、草鱼、马面飩
使用较少的鱼种 飞鱼、鲽鱼、牙鲆、鲐鱼、沙丁鱼、秋刀鱼、鲨鱼、远东多线鱼
除白鲢外，其它鱼种也有开发潜力。2006年，鳗鱼和罗非鱼出口就分别创 汇7.3亿美元和3.7亿美元。由于原料来源及海洋水系的环境污染等问题，国 外鳕鱼产量大幅减少，罗非鱼日渐成为欧洲和日韩鳕鱼片市场的替代品，目前 全世界对罗非鱼消费需求的数量和质量逐年上升。鲢鱼、鳙鱼、罗非鱼、鳗鱼 等是我国的大宗养殖淡水产品，这几种淡水鱼养殖成本低、价格低、产量相对 较高、面向水产品深加工的产业化转型可行性高，效益预期较好，同时风险较 海水鱼小，具有很大的加工产业化潜力。近年来，大宗养殖淡水产品已被作为 优先重点加工开发的对象[6]。
表1-31978-2010年期间我国水产产量统计(单位:万t)
Table1-3 Aquaculture production statistics from 1978 to 2010 in China
年度总产量海洋捕捞海洋养殖内陆捕捞内陆养殖总捕捞量总养殖量
1978536.61349.1278.6632.676.23381.72154.89
19881 225.32514.3249.2971.98389.75586.28639.04
19891332.58559.04275.7380.78417.03639.82692.76
19901427.26611.49284.2285.64445.91697.13730.13
19983906.651496.68860.04228.021321.911724.72181.95
20055101.671453.31384.8255.12008.471708.43393.27
20084895.61149.631340.32224.822072.51374.453412.82
20095116.41178.611405.22218.392216.461494.723621.68
20105373.011203.591482.3228.942346.531544.173828.84
表1-3是1978-2010年期间我国水产产量统计[7]。由表可知，自1978年开 始，水产品产量在捕捞和养殖两方面齐头并进，到1988年我国水产品产量突破 千万吨，此时我国的总养殖量也首次超过总捕捞量，到2008年总养殖量已经是 总捕捞量的两倍多，可见随着捕捞资源的日趋减少，自主养殖产业的发展日趋 壮大。海洋方面，我国沿海水产产业的一直是各沿海省市的主要经济支柱；内 陆方面，自1978年开始，养殖量一直高于捕捞量，至2008年内陆养殖量已经 近十倍于内率捕捞量，主要由于内陆淡水渔业资源较海洋相对匮乏，但内陆养 殖环境较好，利于养殖产业的长期发展。
相比较而言，发达国家的渔业资源较为匮乏，但依靠先进产业技术，水产 品加工率已达到80°%。而我国由于加工技术落后，目前水产品加工率仅30°%左 右。其中淡水鱼的加工率不到10°%[8]。我国水产品发展方向主要有三个方面[9]:
合成类水产品。主要是以鱼浆和海藻等大宗水产品为原料加工而成的， 如人造鱼翅、蟹肉和贝肉等仿生食品，具有价格便宜且食用方便等特点；
水产保健食品。该类产品是水产业急需重点开发的一个方向。主要利 用先进食品加工技术和生物提取技术，开发出低盐低脂、高蛋白和高脂肪酸的 新型产品，使产品具备广泛的营养和保健功效；
新型水产饮料食品和调味品。利用海藻加工海藻品和海带品等饮料， 提取能够提高食欲的绿藻酱以及具有补钙和抗衰老作用的珍珠保健品饮料。
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1.2白鲢鱼及其鱼糜的凝胶性
实验原料——白鲢
鲢鱼又名白鲢(silver carp，丑办认a/w/c如^yswo/々r/x)，属硬骨鱼纲，鲤形 目，鲤科，鲢属[10]。体形侧扁，腹部狭窄隆起似刀刃，因腹部体色为银白色故 而得名。分布于我国东北部、中部、东南、南部江河中。鲢鱼抗病性较好，且 生长快，成本低[11]，捕获量大，迄今年均500万吨的产量，与世界第一大冷冻 鱼糜原料一阿拉斯加狭鳕相当[12]。鲢鱼的高产量也使得它的应用相当广泛。白 鲢可加工成罐头、熏制品或咸干品，也可加工成冷冻鱼糜，成为生产各种鱼糜 制品的中间原料[13]。白鲢在食品加工学方面研究较多的国家有中国、日本、印 度、西班牙和墨西哥等国，因所靠海域不同，其产量也不尽相同。在国内，鲢 鱼一般是养殖后鲜销，极少部分用作鱼肉和鱼副产品的深加工。因加工技术薄 弱等原因，其原料获取率和深加工产品产量相对较低。
图1-12001-2010年我国鱼糜制品产量变化趋势
Fig1-1 The yield trends of China surimi products between 2000 and 2008 淡水鱼肉本身具有肉质白嫩、含脂少、易于消化等特点[14]，加工得到的鱼 糜制品具有高蛋白、低胆固醇、低热、低盐、低脂等特点，颇受广大消费者的 欢迎。鱼糜也是水产加工程度较高的终端产品之一[15]。自2001年以来，我国 鱼糜制品的年产量呈稳步上升状态（图1-1)。尽管如此，由于加工产业不发达， 鱼糜制品产量反而比国外要低。2004年，我国各类鱼糜制品产量为仅为约33 万t (水产品总产量约为4901.8万t)。而日本尽管自然条件较差，鱼类捕捞条 件和养殖量不及我国，然而依靠先进的加工技术，鱼糜及其衍生产品每年的产 量都在200万吨以上。目前，我国的鱼糜加工体系主要是参考日本狭鳕的加工 工业而来，存在得率低、成本高和产品品质不稳定等弊端。日本作为水产大国 鱼糜加工技术处于世界领先地位，但随着本土水产原料供应紧缺和需求量加大， 众多的日本水产经营企业不再完全靠捕捞季节实行鲜销，而是集中在捕获期，
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趁原料处于新鲜状态下大量加工生产冷冻鱼糜，常年稳定对市场投放[16]。
近年来，随着人民生活水平的不断提高，对鱼糜品质的要求也越来越高。 衡量鱼糜制品的品质的主要指标有凝胶强度、口味、质地和形态等。鱼肉中蛋 白质的凝胶性能决定了鱼糜制品的质量好坏[17]。白鲢鱼资源丰富，易于捕捞和 养殖，但由于肌间刺较多[18]，且具有天生的土霉味[19]，新鲜白鲢放置一段时间 后，土腥味会不断加重[20-21]。研究表明，白鲢鱼肉蛋白质的结构性质等与其它 鱼种不同，白鲢属于鱼肉胶凝能力较差的鱼种[22]。基于以上几点原因，白鲢及 其衍生产品一直不能为广大消费者所接受。
1.2.2白鲢鱼糜的凝胶化作用
鱼糜的凝胶化主要分三个步骤：凝胶化、凝胶劣化和鱼糕化。凝胶化通常 指在40°C以前，鱼糜低温加热，鱼肉内的肌球和肌动蛋白分子在简单的共价作 用下，形成一个较松散的网状结构，由溶胶状态，形成具有较高弹性的凝胶， 这种方法一度被用作低温获取凝胶的常用方法[23]。在此条件下形成凝胶化的原 因可能是，鱼肉中所含谷氨酰胺转胺酶催化其中的蛋白交联形成共价键，交联 导致肌球蛋白由二聚体到多聚体的反应几率和速率增加，多聚体含量增加和肌 球蛋白重链的相对减少造成。Chan的研究表明[24]，这种交联是始于肌球蛋白 的轻链部分(light meromyosin, LMM)，是由LMM部分多肽链解离，在30-40C 时，不同肌球蛋白重链部分(heavy meromyosin, HMM)的S-2区发生链接形成中 间体MMM (Mediate Myosin Molecule)，而后在40-50C时，再由不同肌球蛋白 的LMM与MMM结合形成大颗粒蛋白分子。
凝胶劣化(modori)现象出现温度为50-70C之间，此时凝胶形成断裂的网状 结构，而且鱼的种类对凝胶劣化有很大影响。实验采用的白鲢鱼属于凝胶质量 较差的鱼种，特别是在50-65C之间凝胶难以形成高强度，导致劣化。鱼蛋白 质内存在对温度特别敏感的碱性蛋白酶，在60C时活性最强[25]。它在达到最适 温度范围时会作用于肌动球蛋白，使其分子表面的亲水基团减少，分子键的形 成能力降低，进而破坏凝胶网状结构的形成，导致强度下降。陈艳认为[26]，鱼 肉蛋白中以丝氨酸蛋白酶为主体的碱性蛋白酶使红色质中的肌原纤维发生热解 凝反应，而50-70C是其产生最大酶活的温度范围，所以蛋白内部含有的大量 胶凝物质丧失，这加重了凝胶劣化现象。鱼糜凝胶鱼糕化(Kamaboko)是在鱼糜 温度升至65-70C，凝胶变成有序和非透明的，其凝胶强度明显加大，弹性变 强。由以上分析可知，控制好凝胶劣化发生条件，避免它的发生，就能很好控 制鲢鱼的凝胶性能。
白鲢鱼糜内部自身具有促进盐溶蛋白酶解的特定蛋白酶，也有类似能导致 凝胶劣化的内源性热稳定性蛋白酶[27]，加热不仅不能够将其分解，反而能激活 它的活性使其产生作用。而食盐能够促进盐溶性蛋白的溶出，使蛋白间酶解交 联更易。蛋白酶解主要依靠鱼糜自身含有的内源性钙激活酶，即Ca-ATPase来
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催化进行。因而，Ca2+在鱼糜中的含量也会影响到鱼糜凝胶胶凝的效果。
张松等[28]的研究表明，利用碱液(CaCl2)漂洗鱼糜会使鱼糜变性程度降低， 起到提高凝胶强度作用。表1-4为漂洗过程中鱼肉内所含金属元素含量变化[29]。 由表可以看出，除去Ca2+之外，其它的金属元素含量都有所降低。其原因可能 是鱼糜中多数离子型无机盐类随着三次漂洗被除去所致。而有关Ca含量升高 的原因，推测可能与鱼糜漂洗用的自来水中所含次氯酸钙等漂白物质有关[30]。
表1-4白鲢鱼糜漂洗前后鱼糜中含金属元素的含量变化
Table1-4 Changes in metallic element of silver carp surimi before and after washing
金属元素未漂洗漂洗下降率(°%)
Na(g/kg)4.33.030.2
K(g/kg)9.33.364.5
Ca(mg/kg)740.01788.0-141.6
Fe(mg/kg)397.6342.913.8
Zn(mg/kg)113.060.146.9
Pb(mg/kg)0.60.345.6
1.3盐的作用及其应用
1.3.1钠盐在人体内作用及高钠饮食危害
食盐在我国历史悠久，早在黄帝时期就被人发现并食用。在古罗马，食盐 被誉为“有益健康的结晶体”，人们常将它作为代金券来进行商品交换。食盐也 是世界上唯一一类受国家机构管制买卖的日常食品添加剂类贸易品。对于人体 来说，食盐也是一个重要的功能性物质，在人体内起到重要的作用[31]。
传统食盐的成分主要是氯化钠，其中含39°%钠和61°%氯化物。钠离子是人 体细胞外液中的主要阳离子，与钾离子和氯离子共同维持肌肉和神经细胞外液 的含量，影响血压和神经肌肉的兴奋性。钠盐在人体组织中起到参与ATP能量 代谢及维持人体内水分平衡和酸碱平衡的作用。
在食品加工业里，食盐有着广阔的应用前景。在鱼糜加工中，加入盐分发 生盐促溶解，是鱼糜形成高质量凝胶的前提条件[32]。国外学者认为，在无盐状 态下通过加工白鲢鱼糜得到较高质量的改良产品是不可能的[33]。但人体摄入过 量的钠盐会导致血压和血糖升高[34]，研究表明，控制日常饮食的盐摄入量，不 仅可以有效预防高血压[35]和血管类疾病[36]的发生，还能有效控制心脑血管类疾 病[37]的发病率和死亡率。世界卫生组织设立了在全球范围内降低人类日常饮食 盐类摄入的目标，呼吁世界各国人均的钠盐的日摄入量要低于5g[38]。大样本的 统计研究显示，如果盐分摄入量降低3g/天，中风的发病几率能降低至少13%。 而摄入量降低6g/天中风发病几率将会降低至原来的两倍，减少9g/天几率更会
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降低至原来的三倍，这也就意味着每年全球有近20500人将免于中风类的疾病。 另有研究显示，盐分在人体内的含量与感冒的发生率有直接关系[39]。近期，如 何排解高盐条件下人体肾脏的压力已成为医学界探讨的一个新的热门话题[40]。
在生活水平的不断提高的前景下，人们对低盐食品，尤其是低钠食品，提 出了更高的要求，因此未来低钠食品的市场潜力十分巨大。在鱼糜加工中，一 般添加2-3%(w/w)的食盐，使蛋白溶解，通过形成具有网状结构的凝胶。低盐 鱼糜的加盐量大多控制在1%左右或者更低的水平[41]。降低钠盐虽然赋予了鱼 糜制品以安全性和保健性，但却暴露低盐鱼糜加工的又一问题：如何维持或进 一步提高凝胶性能。低盐鱼糜凝胶的主要缺陷是凝胶强度低、持水性差、质构 差以及口感粗糙。鱼糜蛋白在低盐条件下溶解性较差是造成低盐鱼糜凝胶质量 较差的主要原因[42]。如何在低盐条件下保持鱼糜的风味也是亟待解决的问题。 研究表明，碱法漂洗对白鲢鱼鱼糜进行脱腥得到的凝胶，在低盐浓度下有较好 的溶解性，因此碱法脱腥白鲢鱼鱼糜有望制成高质量的低盐凝胶[43]。此外，可 以通过添加各种类型的外源物质来改善蛋白结构，以提高低盐鱼糜凝胶的质构。 1.3.2 盐在肉制品中的应用
肉与肉制品作为一种蛋白质类食品，以良好的口味和丰富的营养物质，是 世界许多国家的餐饮必需品[44-45]。在低盐肉制品的研究开发中，国内外一般较 多采用的外源替代物有：
氯化钾、氯化钙等氯化物和乳酸钾、乳酸钙等其它无机盐或有机盐分；
由磷酸钾盐、磷酸钙盐组成的复合磷酸盐（偏重增加肉制品保水效果）;
生物类食品胶，如卡拉胶、结冷胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶等；
非肉蛋白类物质，如大豆分离蛋白（SPI)、酿蛋白、猪血蛋白等；
淀粉，如木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、马铃薯变性淀粉等；
生物酶类，如MTGase、脂肪酶、异淀粉酶、纤维素酶等。
1.3.2.1钠盐在肉制品中的应用
食盐作为日常使用最广泛的调味品，对于餐饮加工中的食材原料有着不可 或缺的重要作用。以氯化钠为例，就主要具有以下几个功能：
降低食材的水分活度[46]，防腐保鲜。我国古代就有腌制肉制品等食 品以延长其保质期的做法，原理就是加入食盐（或糖）使食物内部水分相对含 量降低，从而达到微生物难以滋生的条件。这种延长食品贮藏期的方法一直沿 用至今；
改善肉制品的色泽、保水性和黏结性等物理性质，加强肉制品的嫩化 效果，提高了肉制品稳定性；
氯离子的添加可以赋予肉制品如咸味的风味，改善肉制品口感。鲜肉 制品本身含有脂肪、蛋白质等产生鲜味或腥味物质，如不加以调味和烹调即食 用，会使人产生难以下咽的感觉，减少人的食欲。而加入钠盐后可以起到改变
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这种状况的作用。
钠盐的以上用途决定了它在肉制品中长期使用的主导地位。随着人们对高 钠饮食危害有了更加清晰的认识，其它的外源钠盐替代物的应用也日趋广泛。
1.3.2.2钾盐在肉制品中的应用
一般钾盐以氯化钾和乳酸钾等盐类为主，由于氯化钾在结构和性质上与氯 化钠及其相似，来源广泛，常作为氯化钠的替代物使用。
近年来，乳酸钾和乳酸钠等乳酸盐类物质对肉制品的保质贮藏方面的应用 研究日渐增多[47-49]，但由于其作为弱有机盐类自身不稳定，以及来源不广泛而 没有被人们受到过多的关注。
杨应笑和任发政[50]在低盐腊肉的制备中采用氯化钾部分替代氯化钠，得出 在腊肉中，钾盐四成替代钠盐时效果最佳，此时对腊肉理化特性及稳定性不明 显影响；大于六成的替代比例则会导致产品产生金属味或涩味。
Alino等[51]用氯化钾、氯化钙和氯化镁部分代替经传统工艺加工的火腿中的 氯化钠。结果发现，食盐替代物的加入显著影响宰后腌制过程中的盐含量及水 分活度。用氯化钾部分代替氯化钠，则比用氯化钠多16天的腌制时间，而三种 盐分混合的实验组则比氯化钠多26天的腌制时间。引起这种现象的原因，推测 可能是氯化钾推迟了水分活度的降低程度，加入氯化钾的火腿贮藏不如等量的 氯化钠组。
Gu虹出&等[52]用氯化钾与乳酸钾混合物替代发酵香肠中一半的氯化钠。结果 显示，随着乳酸钾含量增大，产品的pH值、甜味、黏结性增加，但硬度、酸味、 咸味减弱；而随着氯化钾含量的增加，产品的品质与加盐量正常的对照产品品 质无显著差异。
Gou等[53]用氯化钾、乳酸钾和氨基乙酸替代发酵香肠和取自猪腰段的干腌 猪肉肠中的食盐，结果发现，在猪肉肠中用氯化钾代替氯化钠对质地和色泽没 有明显影响，当钠盐含量的五成和六成被氯化钾代替时对弹性略有影响，但有 明显的苦味；钠盐含量的两成用乳酸钾代替，产品弹性和黏结性下降，但是通 过感官分析对质地没有本质的影响；
Colmenero等[54]在法兰克香肠中将氯化钾与转谷氨酰胺酶TGase结合使用， 结果发现，加入氯化钾的香肠比起单独加入TGase组TPA参数性质有所增强，蒸 煮损失也有所降低。
此外，其他微生物学者[55-57]的研究结果显示，氯化钾对于沙门氏菌、李斯 特菌、产气荚膜梭菌和肠炎弧菌等系列菌体有着与氯化钠等同的抗菌效果，表 明氯化钾作为一价盐，具备氯化钠等同的生理和生物特性，完全可以作为钾离 子的替代物运用于肉制品加工中。
1.3.2.3钙盐在肉制品中的应用
近年来，人们对钙及补钙的认知也日渐完善和重视。然而统计结果显示，
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我国人均钙摄入量一直过低，在2002年全国营养调查中为380.6mg，青少年甚 至更低[58]。RDA(营养供给量标准)建议18-49岁成年人群体，每日推荐摄入量 为800mg[59]，而11-17岁正值骨骼发育期的青少年每日应摄入更多，欧美推荐 摄入量1000-1300mg[60]。其实早在上世纪九十年代初期，日本的食品添加剂市 场就衍生出一类钙营养强化剂市场[61]，经过多年的发展，营养类钙制剂已经成 为日本日常生活的必须品，足见日本人对日常钙摄入的重视。表1-5为日本市 场钙制剂的原料来源。可以看出，一般应用较多的和较为常见的钙盐有碳酸钙、 氯化钙和乳酸钙等，其中氯化钙和乳酸钙因有较高的溶解度和较高的钙含量， 较早的就有应用于肉制品的研究历史。随着食品工业技术的日益革新，新的产 品如丙酮酸钙、氨基酸螯合钙、苏糖酸钙的应用也渐渐增多[62]。
表1-5几种常见钙盐的含钙量和溶解度[59]
Table 1-5 Content of calcium and solubility of several common calcium salts
乳酸钙氯化钙 葡萄糖酸钙柠檬酸钙磷酸钙 碳酸钙
溶解度(g/L) 9.37.457.41.50.2 0.15
钙含量（％) 14.7279.221.0738.76 40.4
表 1-6日本市场食用钙来源情况[58]
Table1-6 Origin of edible calcium in the Japanese market
品种国内需求量（t/年）价格（日元/kg)
碳酸钙13000120-500
蛋壳钙2000>600
乳酸钙（DL型）1500700-800
乳酸钙（L型）1300700-800
扇贝钙1000600-900
牛骨粉（灼烧品）8001000-1500
牛骨粉（非灼烧品）200600-900
葡萄糖酸钙8001300-1500
乳清钙6003000-4000
磷酸钙500500-700
珍珠粉1501500
鱼骨钙801500-3000
Montero等[63]的研究表明，CaCb的能够增加蓝鳕鱼鱼糜凝胶的弹性、亮度， 而对其保水的效果显示为下降。同时在有卡拉胶或海藻胶复配时，Ca2+能够与 Na+产生协同效应，促进食品胶与肌原纤维蛋白的相互作用，增强其凝胶性和 耐折度。
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Selgas等[64]在研究乳酸钙、柠檬酸钙和葡萄糖酸钙对低脂猪肉干腌香肠的 性质改善时得出结论，三种钙盐对香肠质地和感官都不同程度受到猪肉内脂肪 含量的制约，并且脂肪含量是实验结果的一大显著制约因素。
Yongsawatdigul等[65]通过分析Ca2+离子对日本金线鱼的鱼糜凝胶化影响， 认为对鱼肉自身所含谷氨酰胺转氨酶的活性有显著激活效果，从而可以加强鱼 糜凝胶化时的胶凝作用。
1.4食品胶在肉制品产业中的应用
自上世纪90年代起，食品胶的开发和利用就已经开始兴起[66]。自然界中 分布着近60多种食品胶类，Glicksman认为[67]，食品胶按照其特定性质可大致 分为六种（表1-7)。
表1-7食品胶的分类[67] Table1-7 Variety of Food gums
种类主要品种
植物分泌物阿拉伯胶、黄蓍胶、刺梧桐胶
提取物琼脂、海藻酸盐、卡拉胶、果胶、阿拉伯半乳聚糖、明胶
粉末状物质瓜尔豆胶、刺槐豆胶、淀粉、微晶纤维素
微生物发酵多糖黄原胶、茁霉多糖
化学修饰胶 人工合成胶羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、低 甲基果胶、海藻酸丙二醇酯 聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷
食品胶常常被称为食品的增稠剂、胶凝胶、稳定剂、悬浮剂和胶质等[68]， 这是依据其结构及功能而来。能够用于肉制品产业的食品胶都是亲水性胶体， 故而其在水中都有一定的溶解性。食品胶体具有很好的增稠性和稳定性，本身 也具有胶凝性，在其他食品如牛奶、软饮料、冰激凌，其它肉制品如牛肉、猪 肉和鸡肉等中，已经有了很好的应用。
大多食品胶的主要成分是多糖类或蛋白质的大分子物质。多糖类食品胶， 基本组成是单糖及其衍生物，化学结构是以单糖为单位形成的大分子多糖[69]， 因其单体种类繁多，单体上共价键的排列方式不尽相同，常常一种食品胶体会 有多种不同结构的单体，对应产生了不同的性质功能。以卡拉胶为例，它可保 持自身重量10-20倍的水分，共有七种结构类型，国内最常用的是^卡拉胶[18]。 表1-8统计了市场上较为常用的食用胶概况。在本论文中，我们将专门介绍两种 粉末状植物胶体：瓜尔豆胶和刺槐豆胶。
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表1-8常用食品胶概况[70]
Table1-8 The summary of commonly used food gums
品名来源作用机理应用
卡拉胶海藻类增稠、胶凝和稳定易与蛋白反应肉制品、面、饮料
结冷胶微生物发酵增稠、稳定、胶凝和粘合肉，乳制品、
海藻酸盐海藻类增稠、粘合和胶凝肉制品、饮料
琼脂海藻类增稠、凝固、持水和稳定肉制品、果冻
瓜儿豆胶豆科植物增稠、粘合、持水和稳定肉制品、面食
刺槐豆胶豆科植物增稠、粘合、持水和胶凝肉制品、果酱果冻、饮料
黄原胶微生物发酵增稠、悬浮、乳化和稳定肉制品、红肉罐头
魔芋胶被子植物增稠、稳定、胶凝和成膜肉，乳,面制品、糖果饮料
食用明胶动物筋骨皮增稠、乳化、粘合和胶凝肉制品、糖果、保健食品
注：截止2010年2月份市场统计
1.4.1瓜尔豆胶在肉制品产业中的应用
瓜尔豆胶(Guar Gum, GG),又称瓜儿胶，是由主产自巴基斯坦、印度和美
国田纳西州的豆科植物瓜儿豆(Qyawopk狀)中分离提取出来的
一种主体为半乳甘露聚糖的有机物质。在我国云南、广西等地有大量的瓜儿豆 豆科植物。作为食品添加剂的瓜儿豆胶一般呈白色至浅黄褐色。
瓜儿豆胶中起功能性作用的多糖为瓜尔糖，该糖的主链是(1-4)-P-D-甘露 糖，侧链为单个a-D-半乳糖以（1-6)键与主链相连[71]，在冷水和热水中都能很快 形成溶胶，有很好的溶解性，不溶于有机溶剂。在盐溶液中溶解度不会受到影 响，但在高浓度二价盐如钙盐中，会形成小部分结晶[72]。由于GG具有较好的 溶解性和溶解膨胀力，作为一个性质较好的粘合剂和稳定剂，常常被用来改善 食品和仿制食品的凝胶粘弹性。
匸匕“3&以&时等[73]将瓜尔豆胶和黄原胶分别作用于木薯淀粉中，测定两者对 淀粉溶胶的糊化和胶凝性，结果表明，瓜尔豆胶比黄原胶具有更强的溶解性和 支链膨胀性，使改性后的木薯淀粉流变特性加强。Huang等[74]在奶酪里加入卡 拉胶、结冷胶、瓜尔豆胶、黄原胶、刺槐豆胶等14种食品胶，研究这些胶体对 乳品颗粒的稳定性和对奶酪的脱水收缩性，结果表明瓜尔豆胶在稳定性和持水 性方面都有较好表现。此外，在医学方面，瓜尔豆胶可以作为一种膳食纤维的 来源直接加入葡萄糖饮品和淀粉类食品中，以来减缓非胰岛素依赖的糖尿病患 者的饭后血糖升高状况[75]。
在食品加工方面，Andres等[76]研究了乳清蛋白、瓜尔豆胶、黄原胶、氯化 钠和硝酸钠对低脂鸡肉肠的受热稳定性，结果表明相比与乳清蛋白的复配，瓜 尔豆胶与黄原胶共同加入条件下，鸡肉肠的稳定性相对有更好地保持。林日高 等[77]在鳙鱼鱼糜的制作过程中加入了 0.5°%的瓜尔豆胶，与加入等同量的卡拉胶
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和未加食品胶的对照组相比，瓜尔豆胶组的凝胶强度和耐折度均有所下降。此 种现象出现的原因可能是单独加入瓜尔豆胶，它的乳化性和吸水膨胀力对凝胶 强度的影响表现为下降，该实验并没有进行复配胶的研究，但在降低盐分的情 况下，复配胶的作用也未可而知。另外，在以a-半乳糖苷酶为改良剂改良瓜儿 豆胶时观察到，瓜尔豆胶与黄原胶、琼脂糖、^卡拉胶以及刺槐豆胶复配都有 着协同增效的效果[78]。至今，未有在低盐鲢鱼鱼糜加工中运用瓜尔豆胶的相关 报道。
1.4.2刺槐豆胶在肉制品产业中的应用
刺槐豆胶(LocustBean Gum, LBG)，又称洋槐豆胶、角豆胶、槐豆胶等，是
由产于地中海一带的豆科植物槐树种子的地面胚乳加工而来，主要单体成分是 半乳甘露聚糖，是由a-1-4甘露糖和半乳糖的支链残基相互交联形成，与瓜儿糖 单元相比，LBG的甘露糖单元支链较少但分布不规则。与GG相比，LBG同样不 能单独条件形成凝胶，但受自身结构影响，暴露在外面的支链使得它可与琼脂 多糖、A-卡拉胶和黄原胶混合形成凝胶结构。
Bourbon等[79]在利用分别从美国皂荚和龙爪槐中提取出来的单体瓜儿糖和 半乳甘露聚糖来进行动态剪切力和流变性研究，结果表明LBG在弹性上优于GG 的表现，可以用于提高口香糖的胶体性质。
Elizabeth等[80]研究在低盐香肠的制作过程中同时添加刺槐豆胶、土豆淀粉 和卡拉胶，结果表明在添加有卡拉胶或刺槐豆胶的实验组中同时添加氯化钾和 氯化钙时，卡拉胶和刺槐豆胶的作用都有不同程度加强，对土豆淀粉效果不明 显，氯化钾在里面起到改善香肠质构和保水的效果，但对香肠的色泽有些影响。 1.5本课题研究的意义和主要内容 1.5.1课题来源
本课题来源于安徽省2008年“十^一五”重大科技攻关项目：大宗低值淡水产品 深加工关键技术及副产物综合利用。
1.5.2目的及意义
钠盐对于人体身体生理调节作用，以及在食品、特别是肉制品中的应用 都是显而易见的。医学研究表明，过高的钠盐日摄入量已经成为“三高”以及一 系列心脑血管疾病的第一大诱因。由于食盐在日常饮食中起到的重要调味作 用，完全减少食盐的添加来控制钠盐的摄入不切实际。改善高钠饮食比较常见 的方法，就是寻找氯化钠的合适替代物，加工成新型的低钠盐食品。
氯化钾在各个方面与氯化钠都有近似等同的性质，在人体内，与Na+能产 生一定的协同作用，维持身体机能。在血液里，也有维持细胞渗透压等一系列 功能，对于人体不可或缺。
在众多二价盐中，钙盐对人体最有益。乳酸钙除了是水溶解度最高的盐类， 其中的乳酸根离子还能降低食品材料的水分活度，达到抑菌效果，可使低钠制
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品的产品货架期延长。二价Ca2+还能激发鱼肉自身的内源酶谷氨转氨酰胺酶活 性，使其参与溶解肌原纤维蛋白，促进鱼糜凝胶化，改善鱼糜凝胶质量。
食品胶因具有一定的稳定性、黏结性和持水性，在食品加工中一直广泛使 用。其中瓜尔豆胶和刺槐豆胶作为豆科植物来源胶，来源广泛，获取简单。在 色泽和价格方面，除应用最广泛的h卡拉胶之外，瓜尔豆胶和刺槐豆胶在食品 胶中的优势也十分明显。两者共同使用时，都有相互增效的协同作用。对鱼糜 的质地、弹性黏结性都有一定改善，提高了低盐鱼糜制品的可接受度。
鉴于此，本文研究并提出了两种低钠盐鱼糜凝胶制品的方案，为低盐食品 的工业化可行性提供理论依据和实践参考。
1.5.3 研究内容
对白鲢生鲜鱼糜的水分、蛋白质、脂肪和灰分，以及pH值和采肉率 进行测定分析；
以凝胶强度、TPA参数、保水性、色泽和水分活度为指标，比较氯化 钙和乳酸钙对鱼糜凝胶性质的影响，选取较好的钙盐进行混合盐正交试验设计;
选取氯化钠、氯化钾和乳酸钙进行单因素正交试验设计。以凝胶强 度、TPA参数、保水性、色泽和水分活度作为单因素指标，以凝胶强度、保水 性和白度作为正交实验的指标，优选出最适组合，验证结果并扫描电镜观察；
选取氯化钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶进行单因素正交试验设计。以凝胶 强度、TPA参数、保水性和色泽作为单因素指标，以凝胶强度、保水性和白度 作为正交实验的指标，优选出最适组合，验证结果并扫描电镜观察。
1.5.4实验思路及设计流程图
新鲜鲢鱼 预处理
|——白鲢鱼縻
裩合盐组®基本:成分食^!胶组
凝物 胶性 强参 度数
凝胶强度 物性参数 保水性 色泽
水分活度
正交设计 验证试验一裩合盐方案-
对f组 SEM观察
水蛋采pH灰脂
分自磨值分肪 质率M
丄1
色泽I 保水性丨 物性参数- 凝胶强度—
食品胶方案^式验
图1-2买验研究方案流程图
Fig1-2 The diagram of research program
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第二章白鲢鱼肉基本成分分析
2.1材料与仪器
2.1.1实验材料与主要试剂
试验材料：新鲜白鲢鱼，体重（800.0±91.8) g,体长（36.2±0.4) cm,购
于家乐福超市；
主要试剂：浓硫酸（AR)，浓盐酸（AR)，硼酸（AR)，氢氧化钠（AR)， 无水乙醚（AR)，硫酸钾（AR)，硫酸铜（AR)，甲基红（指示剂），次甲基蓝 (指示剂）。
上海友声衡器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 上海民桥精密科学仪器有限公司 上海浦东天本离心机械有限公司 上海大普仪器有限公司 金坛市科新仪器厂 上海一恒科技有限公司 南京试验仪器厂 济南海能仪器有限公司 上海试验电炉厂
2.1.2主要仪器设备 ACS-6A电子计重器 SZC-180型鱼肉采肉机 FA1104N电子分析天平 SS300型三足式离心机 pHS-3C精密pH计 FS-2型可调高速分散器 LRH-100CL低温培养箱 DGF30/7-1型电热鼓风干燥箱 K9840凯式定氮仪 DRZ-4马弗炉
2.2试验方法
工艺流程
新鲜鲢鱼—预处理—采肉—漂洗—脱水—生鲜鱼糜—测定基本成分—添加 抗冻剂（4°%蔗糖、4°%山梨醇和0.3°%复合磷酸盐）—搅拌—-20°C冻藏
工艺要点
原料鱼处理：在超市内就地将白链去头、去尾、去鱗和去内脏，由中 间剖开进行清洗，主要洗去表面残留鱼鳞、碎肉和腹部的内容物以及黏在内腹 部的黑膜。
采肉：将洗净的鱼片置入桶内浸水，以确保采肉过程鱼片持续低温， 采肉开始时将鱼片鱼皮面向下，鱼肉面向上放在采肉机履带上进行采肉。采肉 过程中，需用冰袋冷敷采肉机滚筒边缘，防止其温度过高导致鱼糜质量下降。
漂洗：参照Skonberg[81]的方法并稍做改动，鱼糜碎肉采用两次清水 和一次盐水漂洗，第三次加入鱼糜质量0.15%的食盐进行盐洗，鱼肉：水 = 1:5(m/V)[82]。漂洗水温度应不超过5°C，应在室外进行。每次漂洗时间3min。 一次漂洗后静置5min倒去上层水，由手工挤压进行80目尼龙筛过滤脱水至表 面无明显水渍为止。
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离心脱水：三次人工脱水后装入尼龙筛絹袋内（120目），放入三足式 离心脱水机内进行脱水，直至滤出水分不成线状流下为止。
pH值测定
称取5g生鲜鱼糜，加入50ml双蒸水[83]，15000r/min均质1min后，立即
测定pH值，每个处理做三次平行。
生鲜鱼糜基本成分测定
水分含量测定：GB/T5009.3-2003《食品中水分的测定》，直接干燥法。 灰分含量测定：GB/T5009.4-2003《食品中灰分的测定》，灰化法。
蛋白质含量测定：GB/T5009.5-2003《食品中蛋白质的测定》，凯氏定氮法。 脂肪含量测定：GB/T5009.6-2003《食品中脂肪的测定》，索氏抽提法。
采肉率
采用滚筒采肉机进行三批采肉，网眼孔径为3mm。
由下列公式计算：
鱼片得率（％)=(鱼片质量/原料鱼质量）xi〇〇%；
采肉率（％)=(采肉后获得碎肉质量/原料鱼质量）xi〇〇%；
鱼糜得率（％)=(鱼糜质量/原料鱼质量）xl〇〇%。
2.2.6数据统计分析
使用Excel软件进行数据处理，每个指标平行测定三次，数据结果以平均 值±标准差显示。
2.3结果与分析
pH 值
在鱼糜形成凝胶的过程中，外部条件如温度、pH值等，对其凝胶化的好坏 有着直接的影响。这是因为鱼肉中的肌原纤维蛋白的解离和交联所需要的蛋白 酶对外界环境要求较高，同时，漂洗后含有的少量碱性蛋白酶会降解鱼肌肉蛋 白，如果pH—直上升，蛋白受到的降解严重，也会影响到凝胶的形成。
本次测定的为漂洗后生鲜鱼糜pH值，其值为6.88±0.02，所用双蒸水 pH7.21±0.02，近中性。有资料显示，形成良好凝胶的最适pH值为6.5-7.5[5]。 故采得的鱼糜pH在正常范围内。
生鲜鱼糜基本成分
测定组鱼糜为漂洗脱水等预处理后的生鲜鱼糜。由表2-1得出，漂洗后的 鱼糜中，水分和粗蛋白占很大比重，脂肪含量很小，灰分含量最少。
表2-1 生鲜鱼糜基本成分
Table2-1 Basic component contents of silver carpsurimi
水分（％)灰分（％)粗蛋白（％)粗脂肪（％)
81.70 士 0.4530.31 士 0.00718.74 士 0.1840.52 士 0.013
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表2-2是漂洗前后三种常见鱼种的基本成分变化。由表可知，漂洗步骤除 去了鱼肉中的部分脂肪和灰分，鱼糜的水分含量会略有提高，粗蛋白含量也有 所升高。个别鱼种出现粗蛋白含量下降的现象，其主要原因是由于包括游离氨 基酸氮和肌肉浸出物氮在内的非蛋白氮含量比例较大，导致氮含量下降，从而 测定值下降[84-85]。
表2-2三种鱼糜漂洗前后一般成分变化(单位:质量分数％)
Table2-2 Basic component change of three kinds of surimi before and after washing
品种样品名称水分粗蛋白质粗脂肪灰分pH
漂洗前73.217.70.61.46.4
鲑鱼[88]
漂洗后78.912.20.60.87.1
漂洗前76.115.40.31.47.2
狭鳕[88]
漂洗后76.715.60.30.77.0
白鲢漂洗前81.316.91.60.76.8
漂洗后81.718.70.50.36.9
预处理得到的鱼类肌肉的基本成分与漂洗和脱水工艺有很大关系。本实验 采用两次清水漂洗和一次盐水漂洗。漂洗除去了鱼肌肉中大部分的水溶性蛋白 和少量的盐溶性蛋白，同时漂洗过后，鱼肉中所含大量色素、血液、脂肪和酶 类等[86]均被洗去。因而其总蛋白及水分含量在漂洗脱水前后会有变化。鱼肉中 的水溶性蛋白质内含有较多的酶和活性物质，这些物质可能诱发鱼糜的凝胶劣 化，所以有必要减小该类蛋白质在鱼肉中的含量[87]。在盐水漂洗并脱水后，盐 溶性蛋白含量会有少许损失，但含水量与二次清水漂洗后比较会明显降低[88]。
采肉率
采肉方式一般是利用滚筒式采肉机进行压片式采肉。结果见表2-3。
表2-3采肉数据 Table 2-3 Data of meat yield
批次白鲢质量（g)鱼片质量（g)一次米肉质量（g)生鲜鱼糜质量（g)
第一批107005947.73506.92117.6
第二批6762535851.421087.614215.7
第三批9717655038.231225.919724.1
影响采肉率的关键因素是采肉机滚筒网眼孔径的大小[5]。网眼过大会使得 采肉不彻底，鱼肉与皮骨分离情况不佳；而网眼过小又会导致鱼肉无法顺利过 筛，采肉重复率增加，且鱼肉又会因采肉机长时间工作，滚轴温度升高而变性 [89]。为避免此类情况发生，一般会采用冰袋冰敷采肉机滚轴或是选取室外温度 较低时节采肉。一般网眼孔径选择3-6mm为佳[90]。
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实验室选取春分时节气温较低时进行采肉，采用滚筒式采肉机进行，网眼 孔径3mm。由公式计算得出，鱼片得率为55.08%，一次采肉率32.03%，生鲜 鱼糜得率20.37%。
表2-4采肉率数据 Table 2-4 Data of mining meat yield
鱼片得率（％)采肉率（％)鱼糜得率（％)
第一批55.5932.7719.79
第二批53.0231.1821.02
第三批56.6432.1320.30
平均55.0832.0320.37
2.4小结
本章试验研究了白鲢生鲜鱼糜的基本营养成分等，具体结论如下：
在采肉预处理过程中，漂洗和脱水能使鱼糜中脂肪和灰分含量有所下 降，蛋白含量略有升高，水分含量有所上升，但不明显；
测得生鲜鱼糜pH值为6.88±0.02，处于正常形成良好凝胶范围内， 达到了形成良好凝胶的条件；
生鲜鱼糜的水分含量80.26%、蛋白质含量16.89%，脂肪含量0.52% 和灰分含量0.31°%;
通过计算得出鱼片得率为55.08%，采肉率32.03%，生鲜鱼糜得率 20.37%；
预处理过程中弃置不用的下脚料，如鱼肉、鱼鳞、鱼皮和鱼骨等都可 作为实验原料提取有效物质并综合利用，从而降低鲢鱼整体资源的大量浪费。
16
第三章氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶性质的影响比较
3.1材料与仪器
3.1.1实验材料
新鲜白鲢鱼：体重(800.0±91.8)g，体长(36.2±0.4)cm，购于合肥市家乐福超 市；肠衣(直径23mm)为聚乙烯材料；氯化钙(FG)，乳酸钙(FG)
3.1.2 主要仪器设备
上海友声衡器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 上海民桥精密科学仪器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 江苏金坛市环宇科学仪器厂 金坛市科新仪器厂 南京试验仪器厂 英国 Stable Micro System 公司 上海天美生化仪器工程有限公司 北京康光仪器有限公司 美国培安公司
ACS-6A电子计重器 SZC-180型鱼肉采肉机 FA1104N电子分析天平 S2-5型斩拌机 HH-2孔数显水浴锅 FS-2型可调高速分散器 DGF30/7-1型电热鼓风干燥箱 TA-XT Plus质构仪 CT15RT型台式高速冷冻离心机 WB-2000IXA型全自动色差计 Aqualab Series 4水分活度仪
3.2试验方法
工艺流程
生鲜鱼糜—斩拌—灌肠—二段加热凝胶化—冷水冲淋冷却—4°C放置过夜 —检测凝胶性质。
工艺要点
斩拌分为两步：空斩：3min;加料斩拌：8min;
料斩时，分别添加0.5°%、1°%、1.5°%、2°%和2.5°%(相对于鱼糜质量)
的氯化钙和乳酸钙；
二段加热：一段采用35C加热60min使鱼糜凝胶化，二段采用90C 加热30min使鱼糜凝胶成型。
3.2.3凝胶强度测定
将放置4C条件下的鱼肉肠取出，在室温环境下剥去肠衣，切成2.5cm高 度的圆柱体，使用直径5mm球形探头(P/5S)[91]，在质构仪上测定其凝胶特性， 包括破断力（breaking force，g)和凹陷深度（破断距离，breaking distance， mm)。每组样品平行测定3次。质构测定穿刺曲线如图3-1所示。
具体测试参数为：触发类型Auto(Force)，预压速度3mm/s，下压速度 1.1mm/s，测试速度1.0mm/s，回复速度5mm/s，变形量15mm，感应力10g。 凝胶强度（gel strength，g-mm)=破断力(g)x凹陷深度(mm)。
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10CH
0-CH0-0-0-0- y S f 1
图3-1质构试验穿刺曲线 Fig3-1 Graph of puncture curve 破断力(breaking force，g):穿刺曲线上的最高峰值；
凹陷深度(deformation, mm):与破断力相对应的破断距离；
凝胶强度(gel strength，g.mm)=破断力x凹陷深度。
3.2.4 凝胶TPA测定
参照Artenan等[92]方法并略作修改。将冷藏后的鱼肠取出切成2cm高的圆 柱体，使用P/36R圆柱形探头测定。每组样品平行测定3次。TPA两次下压测 试图像如图3-2所示。
具体测试参数为：触发类型Auto(Force)，触发力5.0g，下压速度1.0mm/s， 测试速度1.0mm/s，回复速度5mm/s，下压距离8mm。
Fig3-2 Test cure of TPA
选取TPA参数中的硬度、弹性、黏结性和咀嚼性(Chewiness)作为检测评定 指标，其中：
硬度(Hardness)：第一次下压过程中的压力峰值FC，单位为N；
弹性(Springiness/Resilience)：第二次压缩过程中达到最大压力值时所经历
的时间/第一次压缩过程中达到最大压力值时所经历的时间，即为T2/T1；
18
黏结性(Cohesiveness/Cohesion):第二次压缩过程曲线与X轴所围成的面
积/第一次压缩过程曲线与X轴所围成的面积值，即为A2/A1;
咀嚼性(Chewiness):硬度x弹性x黏结性，单位为N。
3.2.5凝胶保水率测定
将凝胶切片状，取1.5g-1.8g分成8等份平摊在滤纸中，尽量使其与滤纸有 充分大的接触面积。将滤纸包好置于50ml离心管内，采用离心法（转速 8000r/min；室温18°C；时间10min)测定保水率[93]。每组测定3个平行，包括离 心前质量m1(g)和离心后质量m2(g)，保水率为m2/m1x100(°%)。每组样品平行测
定 3 次。
3.2.6凝胶白度测定
鱼肠在室温下剥去肠衣切成5mm均匀薄片，利用全自动全自动测色色差计 测定其白度。白度值W由下列方程[94]计算。每组样品平行测定3次。
W=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2
L*一亮度；a*正值一偏红，负值一偏绿；b*正值一偏黄，负值一偏蓝 3.2.7水分活度的测定
鱼肠在室温(18C)下切成0.5mm厚薄片，打开水分活度仪预热30min后立 即上样，样品大小适中，以铺满大部分圆底塑料盒盖为准。每个样品在其近两 端处切出三个平行，依次测定三次。
3.2.8数据分析
利用Excel对数据进行单因素方差分析；采用^检验对图、表的结果进行 显著性分析，差异显著性水平尸<0.05。数据结果以平均值±标准差显示。
3.3结果与分析
3.3.1氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶强度的影响 3.3.1.1氯化钙对鱼糜凝胶强度的影响
3500 r 3000 - Q 2500 - ^ 2000 - 1500 -
M 1000 -
500 0
00.511.522.53
添加量（％)
图3-3氯化钙对鱼糜凝胶强度的影响 Fig3-3 Effects of calcium chloride on gel strength of surimi gel
19
由图3-3可知，在氯化钙0.5-1.5%水平区间内鱼糜凝胶强度值随着添加量 增大而有所升高(尸>0.05)。而此后，在1.5-2.5%水平区间内，氯化钙的添加导 致鱼糜凝胶强度大幅度下降(尸<0.05)。在2.5%时降到最低。迟海等[95]的研究表 明，氯化钙在作为食品添加剂加入到虾肉里面，会导致虾肉蛋白的内部自溶， 但随着添加量的增大其自溶效果与同等增大的氯化钠和氯化钾相比不明显，因 而虾肉蛋白不能很好溶出形成凝胶。添加氯化钙使鱼糜的凝胶强度降低也可能 是由于氯化物会使其产生类似自溶现象，且二价氯盐尤为明显地对其内部蛋白 质解离作用较弱，蛋白交联强度降低，从而凝胶强度降低。许加超等[96]的研究 表明，利用氯化钙单体制备海藻酸钠时，增大氯化钙浓度，氯化钙会在凝胶表 面形成致密交联结构，从而阻碍Ca2+向凝胶内部扩散，使其强度降低。但大豆 分离蛋白（SPI)中，添加氯化钙对大豆蛋白凝胶强度提高效果很显著[97]。
3.3.1.2 乳酸钙对鱼糜凝胶强度的影响
3000 2500 2000 - 1500 1000 - 500
添加量(%)
图3-4乳酸钙对鱼糜凝胶强度的影响 Fig3-4 Effects of calcium lactate on gel strength of surimi gel
由图3-4可知，乳酸钙的添加量在0.5-1.5%水平区间内使鱼糜凝胶强度显 著增大，添加量在1.5%时达到凝胶强度最大值(尸<0.05)。随着添加量的继续增 大，在1.5-2.5%的添加区间内，乳酸钙较好地保持了对鱼糜凝胶强度的增强作 用。添加2.5%水平时凝胶强度又出现一个较小的峰值，但与1.5%相比差异不 显著(尸>0.05)。钙类单体或二价钙离子常被利用到鱼糜凝胶中用以改善鱼糜凝 胶[98]。周爱梅等[99]的研究表明，乳酸钙作用于鳙鱼鱼糜凝胶时对其凝胶强度有 加强作用，主要因为鱼糜中的肌原纤维蛋白在常态pH值条件下带有负电荷， 加入的Ca2+能与负电位结合，形成Pro-Ca2+-Pro交联结构。低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，考虑到乳酸钙不仅 具有很好的水溶性[100]，且其中二价钙离子可能对组织结构具有加强固定的作 用，因此可以将其添加进鱼糜中与一价盐离子协同作用于鱼糜凝胶。
3.3.2 氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶TPA参数的影响 3.3.2.1氯化钙对鱼糜凝胶TPA参数的影响
20
00.511.522.53
添加量（％)
图3-5氯化钙对鱼糜凝胶硬度、弹性和黏结性的影响 Fig3-5 Effects of calcium chloride on hardness, springiness and cohesiveness of surimi gel
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
硬度—一弹性—一黏结性
0
4500 4000 - 3500 - g 3000
2500
鹽
^ 2000 - 1500 - 1000 500
00.511.522.53
添加量(％)
图3-6氯化钙对鱼糜凝胶咀嚼度的影响 Fig3-6 Effects of calcium chloride on chewiness of surimi gel
钙盐常用于加强肉制品的硬度，如可以应用在猪肉[101]等熟肉制品中。由 图3-5可知，氯化钙在0.5-1.5°%的水平区间内，硬度值时随着添加量的增加而增 大(尸<0.05)，在1.5°%时达到硬度的最大值。此后氯化钙的添加对鱼糜凝胶硬度 的影响不强，在2-2.5%区间内虽然呈上升趋势，却低于1.5%添加水平的硬度值。 添加不同浓度水平氯化钙对凝胶弹性值影响基本无变化。黏结性随着氯化钙的 添加而逐渐升高，在2.5%水平达到最大值(尸>0.05)。物质的黏结性是模拟表示 样品内部粘合力的一个量化值，即将样品拉在一起的内聚力[102]。Hongsprabhas 等[103]的研究表明，高浓度的钙离子可以加快蛋白质分子的聚集，使乳清蛋白 通过两步凝胶中间段的时间显著缩短。由图3-6可以看出，添加1.5%的氯化钙时， 咀嚼度达到最大值(尸<0.05)，而在0.5-2.5°%水平区间内，咀嚼度随添加量变化波 动较大，说明氯化钙对凝胶咀嚼度的稳定保持能力不是很强，尚未发现有关其 在鲢鱼鱼糜凝胶中影响咀嚼度的具体机理。
21
9000
0
-硬度（N) +弹性+黏结性
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0.4
11 . 522.53
添加量（％)
0
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
图3-7乳酸钙对鱼糜凝胶硬度、弹性和黏结性的影响 Fig3-7 Effects of calcium lactate on hardness, springiness and cohesiveness of surimi gel
添加量（％)
图3-8乳酸钙对鱼糜凝胶咀嚼度的影响 Fig3-8 Effects of calcium lactate on chewiness of surimi gel
由图3-7可知，乳酸钙组的硬度值随着添加量的增加而不断增大，其中前 四个水平的增大幅度较为显著(尸<0.05)。而随着乳酸钙的添加，凝胶的弹性呈 现先下降后上升的小幅波动变化。原因可能是由于其中的乳酸根离子有抑制水 分的作用，使得鱼糜蛋白内干物质相对含量增大。此外，随着添加量增大，钙 离子的吸湿性又显现出来[104]，在肌纤维蛋白中形成类似钙桥结构[105]的同时， 又与水分子形成水合钙结构，从而保持了肉制品凝胶体系的弹性，增强了凝胶 的强度和硬度。詹昌玲等[106]在低盐鸭肉干的物性改良方面的研究表明，乳酸 钙在家禽类肉中也有类似的增大鸭肉干硬度的效果。添加乳酸钙使鱼糜凝胶的 黏结性有所下降，但差异不显著(尸>0.05)。乳酸钙添加组的咀嚼度与该组的硬 度变化趋势大体一致，如图3-8所示。当乳酸钙添加量在0.5-1.5%的区间内， 咀嚼度增大较为缓慢；在1.5-2.5%的区间内，咀嚼度随乳酸钙添加呈显著增大 趋势，2.5%时达到最大值(尸<0.05)。
22
3.3.3氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶保水性的影响 3.3.3.1氯化钙对鱼糜凝胶保水性的影响
90
50
00.511.522.53
添加量（％)
图3-9氯化钙对鱼糜凝胶保水性的影响 Fig3-9 Effects of calcium chloride on WHC of surimi gel
保水性(WHC，又称持水力)是评价一种物质其蛋白结构约束水的能力，关 系到肉制品的出品率，因而是一个较为重要的参考指标[107]。由图3-9可知，在 1.5%水平时达到最大值，之后随着其添加量的增大，保水作用反而出现下降， 且与1.5%水平组之间相比差异显著(尸<0.05)。这与添加了氯化钙的草鱼鱼糕
，其受压失水量显著增大的报道结果有相似之处。另有资料显示，氯化钙 作用在猪肉[109]、牛肉[110]及羊肉[111]上，对于肉品的持水力有一定的提高作用， 从而能提高其嫩度。氯化钙不常用与鱼肉类制品以及在鲢鱼鱼糜凝胶中，保水 效果不好可能是由鱼肉内肌原纤维蛋白区别于其它肉类蛋白，氯化钙在其中不 能很好的使肌原纤维蛋白充分解离，肌原纤维也未能很好膨胀，氯离子不能被 大量束缚在肌原纤维蛋白之间，从而负电荷减少，分子间产生的空隙减小，水 分子不能进入其中导致[112]。
乳酸钙对鱼糜凝胶保水性的影响
100
90
g
80
■R
摩
70
60 -
00.511.522.53
添加量(%)
图3-10乳酸钙对鱼糜凝胶保水性的影响 Fig3-10 Effects of calcium lactate on WHC of surimi gel
23
乳酸钙在低浓度水平添加时对鱼糜凝胶的保水性较好，在整个添加水平区 间内，乳酸钙的添加反而降低了鱼糜凝胶的保水性，在1.5-2.5%水平区间内尤 为明显，与1.5%水平组之间相比差异显著(尸<0.05)。何松等[113]的研究表明，一 定浓度的Ca2+在适当温度和下可激活鱼糜中的TGase，催化谷氨酸残基中的U— 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，进而更好地连接起鱼糜蛋白分子和水分子，起到固定水分子作用。研究 表明，在动物细胞组织之间，乳酸能解离出质子和乳酸根离子，在向细胞外游 离出质子时，吸收生长竞争的能量[114]。此外，推测也可能是由于解离出的离 子直接与水分结合，占取水分子，这也导致乳酸盐抑制细菌生长现象。因此乳 酸钙能够较好地降低食品的水分活度，在食品保质，延长食品货架期方面有一 定帮助。众所周知，食品的水分活度与细菌的滋生有着密切关系。Li等[115]的 研究表明，水分活度越低的物质，内部自由水所占比例越低，其相应的保水率 越高。所以提高鱼糜保水率可以有效降低鱼糜凝胶水分活度，从而达到抑制微 生物繁殖的作用。
3.3.4氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶色泽的影响
氯化钙对鱼糜凝胶a*和b*影响如图3-11所示。随着添加量增大，a*为负值 且一直减小，鱼糜凝胶的绿色有所加深。而b*值减小证明凝胶的黄色减小，鱼 糜凝胶颜色偏向淡黄绿色。钟赛意等[116]在超声波结合氯化钙处理牛肉的研究中 指出，随着氯化钙添加量的单独增加，牛肉的a*值与b*值也呈现先减小后升高 趋势，与本实验研究结果相近。
3
添加量（％)
图3-11氯化钙对鱼糜凝胶a*值和b*值的影响
—a* b*
a*/b*
12 r
10 - 8 - 6 -
4 - 2
0
0
-2 - -4 L
Fig3-11 Effects of calcium chloride on value a and b of surimi gel
乳酸钙对a*和b*值影响如图3-12。在前四个水平区间(0.5-2%)内，a*和b* 值同时减小，鱼糜的红色和黄色同时减弱。在2%后又同时有升高的趋势。两 种钙盐的添加使b*发生变化，推测其原因可能是由于钙盐内有一定偏黄色的基
24
质，添加浓度增大时黄色易显现。但总体而言，对鱼糜凝胶本身颜色影响不大。
3
0.511.522.5
添加量（％)
—a^b*
a*/b*
10 r
9 - 8
7 - 6
5 - 4 - 3
2 - 1 0
0
图3-12乳酸钙对鱼糜凝胶a*值和b*值的影响 Fig3-12 Effects of calcium lactate on value a* and b* of surimi gel 两种钙盐对鱼糜凝胶色泽的影响见表3-1。在低浓度时(0.5-1.5%)，氯化钙 对鱼糜凝胶的亮度影响不大，凝胶保持较大的亮度，继续添加对其影响较大， 亮度呈下降趋势，在最大添加量2.5%时，鱼糜凝胶亮度达到最低(尸<0.05)。而 乳酸钙的加入则使凝胶亮度呈现波动升高趋势，尤其在1.5-2.5%水平区间内， 它的亮度增大相对显著(尸<0.05)，在2.5%浓度水平时达到最大值。
表3-1氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶亮度和白度的影响 Table3-1 Effects of calcium chloride and calcium lactate on lightness and whiteness of surimi
gel
添加量(％)CaCl2
L WCaL
L*W
0.577.23±0.275aa79.15±0.870aa77.64±0.292ab70.58±0.757ab
181.72±0.046ba81.90±1.215ba78.24±0.195bb79.33±0.491aba
1.580.94±0.357ca81.12±1.001ba77.76±0.428bcb78.68±0.491bb
279.08±0.137da79.84±0.925aa79.21±0.392da80.02±0.493ca
2.576.17±0.174ea76.87±0.881ca80.18±0.32eb81.47±0.481db
注：同一列字母下标不同者表示同种添加组组内差异显著(尸<0.05)，相同者差异不显著(尸>0.05);上标 不同者表示同浓度不同添加物组间差异显著(尸<0.05)，相同者差异不显著(尸>0.05);下表相同。
氯化钙和乳酸钙均为白色固体，相对于乳酸钙的粉末状态，氯化钙是以白 色颗粒状存在，研磨后可能依然存在微观晶体结构存在，使得斩拌时其在鱼糜 中分布不均，从而同鱼糜蛋白的交联不彻底。在添加量增大后这种现象尤为明 显，这也可能是导致其各个指标均低于乳酸钙的原因之一。姚芳等[117]的研究 表明，氯化钙的水平浓度过高会产生一定的苦涩味及少许金属味，因而在选取 时要考虑其对产品味道的影响。
25
1 -
00.511.522.53
添加量（％)
图3-13氯化钙对鱼糜凝胶Aw的影响 Fig 3-13 Effects of calcium chloride on Aw of surimi gel
1厂
0.98 - 0.96 - 0.94 - 0.92 - 0.9
0.9 1111111
00.511.522.53
添加量（％)
图3-14乳酸钙对鱼糜凝胶Aw的影响 Fig3-14 Effect of calcium lactate on Aw of surimi gel 由图3-13和3-14可知，在添加量为0.5-1.5。％时，氯化钙对鱼糜凝胶Aw
的影响均呈下降趋势且效果都较为显著(尸<〇.〇5)，但在1.5°%水平后，低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，氯化钙对 Aw的影响效果变得不显著，在2-2.5%水平区间内，鱼糜凝胶的Aw值基本持 平(尸>0.05)。在图3-14中，乳酸钙在1%时有个显著拐点，在0.5-1%水平区间， Aw值下降较为缓慢，1%后下降明显，2-2.5%之后虽有下降趋势但也不明显。
3.4小结
实验结果表明，乳酸钙作为二价有机钙盐，添加到鱼糜凝胶中，对其性质 的加强要比同是二价盐的氯化钙要显著。因此可以选择乳酸钙作为添加盐分用 于低盐鱼糜的制备。具体表现如下：
氯化钙的添加对鱼糜凝胶的强度值的影响表现为先升高后降低，在 1.5%后降低较为显著(尸<0.05)。乳酸钙对鱼糜凝胶强度影响较稳定。两者均在
26
1.5%达到最大；
氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶硬度及咀嚼度两个指标的影响结果较为一 致。但总体来说，氯化钙对凝胶硬度和咀嚼度的升高都要低于乳酸钙（尸<0.05);
作为有机钙盐，乳酸钙对鱼糜凝胶的保水作用要明显高于氯化钙，二 者分别在1.5%(CaCl2)和1%(Ca(C3H5〇3)2)是达到最大值且差异显著(尸<0.05);
在低浓度时，两种钙盐添加对鱼糜凝胶的色泽总体影响不大，在浓度 增大时，由于添加物的粒度大小以及所含离子等原因，氯化钙组在添加量 1-1.5%时鱼糜凝胶亮度和白度有所增大，而后显著减小(尸<0.05)。乳酸钙组的 白度总体呈上升趋势；
两种钙盐的添加，使鱼糜凝胶Aw都有所减小，其中乳酸钙组的Aw 变化较为显著(尸<0.05)。
27
第四章氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶性质的影响
4.1材料与仪器
4.1.1 实验材料
新鲜白鲢鱼：体重(800.0±91.8)g，体长(36.2±0.4)cm，购于合肥市家乐福超 市；肠衣(直径23mm)为聚乙烯材料；高纯食盐(氯化钠)、氯化钾(FG)、乳酸钙 (FG)。
4.1.2 主要仪器设备
上海友声衡器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 上海民桥精密科学仪器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 江苏金坛市环宇科学仪器厂 金坛市科新仪器厂 南京试验仪器厂 英国 Stable Micro System 公司 上海天美生化仪器工程有限公司 北京康光仪器有限公司 美国培安公司 德国Christ公司 日本Jeol公司 日本电子株式会社
ACS-6A电子计重器 SZC-180型鱼肉采肉机 FA1104N电子分析天平 S2-5型斩拌机 HH-2孔数显水浴锅 FS-2型可调高速分散器 DGF30/7-1型电热鼓风干燥箱 TA-XT Plus质构仪 CT15RT型台式高速冷冻离心机 WB-2000IXA型全自动色差计 Aqualab Series 4水分活度仪 Alpha 1-4LSC型冷冻干燥机 JFC-1600喷金仪 JSM-6490LV扫描电子显微镜
4.2试验方法
工艺流程
生鲜鱼糜—斩拌—灌肠—二段加热凝胶化—冷水冲淋冷却—4°C放置过夜 —检测凝胶性质。
工艺要点
斩拌分为两步：空斩：3min;加料斩拌：8min;
料斩时分别添加0.5°%、1°%、1.5°%、2°%和2.5°%(相对于鱼糜质量)的
氯化钠、氯化钾和乳酸钙；
二段加热：一段采用35C加热60min使鱼糜凝胶化，二段采用90C 加热30min使鱼糜凝胶成型。
4.2.3凝胶强度测定
同 3.2.3
4.2.4 凝胶TPA测定 同 3.2.4
28
4.2.5凝胶保水率测定 同 3.2.5
4.2.6凝胶白度测定 同 3.2.6
4.2.7水分活度的测定 同 3.2.7
4.2.8 扫描电镜(SEM)观察
将样品切成3x3x3mm3小块，用3.5%戊二醛固定液浸泡24h，再用0.lmol/L 磷酸缓冲液（pH7.2)浸泡清洗15min，重复3次。依次用50%、60%、70%、 80%、90%、100%乙醇逐级脱水10min。脱水处理后的样品用冷冻干燥机干燥 过夜，在真空下喷金后进行电镜扫描观察。
4.2.9数据分析
利用Excel对数据进行单因素方差分析；利用V3.1版正交设计助手进行正 交试验数据分析；利用综合平衡法[118]对正交试验结果进行多因素优化分析； 采用〖-检验对图、表的结果进行显著性分析，差异显著性水平尸<0.05。数据结 果以平均值±标准差显示。
4.3结果与分析
o o o
4 3 2
i
5000NaClKCl —A—CL
4.3.1氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶强度的影响
0
00.511.522. 53
添加量（％)
图4-1氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶强度的影响 Fig.4-1 Effects of sodium chloride, potassium chloride and calcium lactate on gel strength of
surimi gel
白鲢鱼糜的凝胶强度随着氯化钠添加水平的不断增大而逐渐增强。由图4-1 可知，添加氯化钠在0.5-2°%水平区间内，鱼糜的凝胶强度不断增大(尸<0.05)， 在2-2.5°%的水平区间增大不明显(尸>0.05)。在2.5°%水平时，鱼糜的凝胶强度 达到最大，且与添加量为1%和1.5%的试验组间差异显著(尸<0.05)。
29
氯化钾添加量在1.5%水平时，凝胶强度达到最大值(尸<0.05)，随后逐渐下 降并趋于稳定，1.5%水平组与2%和2.5%水平组相比差异显著(尸<0.05)。在 2-2.5%水平区间内，氯化钾对凝胶强度影响基本一致(尸>0.05)。氯化钾虽然结 构与氯化钠相近，但可能其自身激发内源蛋白酶能力不及氯化钠，使得鱼肉内 的盐溶蛋白酶不能很好作用进行胶凝反应。有资料显示，在与卡拉胶混合添加 生产鱼冻时[119]，适量浓度的氯化钾会显著增强卡拉胶的成胶能力，但添加过多， 不仅凝胶强度下降，还会产生一定苦涩味。此外，氯化钾添加对罗非鱼鱼肉蛋 白的自溶效果不及等量添加的氯化钠[120]。
氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶TPA参数的影响
由表4-1可知，两种盐分对鱼糜TPA中硬度和咀嚼度指标的影响基本一致。 在0.5%-2.5%区间内，添加氯化钠的鱼糜凝胶硬度与咀嚼度始终大于添加氯化钾 的鱼糜凝胶组，在0.5%-1%区间内，差异显著且同时增大，两者都在1%水平达 到最大值。但由1.5%开始，硬度和咀嚼度随着氯化钠和氯化钾的加入逐渐缓慢 减小，且氯化钠组硬度减小要显著于氯化钾组。
表4-1氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶TPA影响 Table4-1 Effects of sodium chloride, potassium chloride and calcium lactate on TPA of surimi
gel
添加量
(%)硬度(N/1000)弹性TPA
黏结性咀嚼度(N/1000)
0.56.250±0.270aa0.911±0.004aa0.734±0.007aa4.174±0.053aa
16.353±0.090aba0.920±0.002ba0.771±0.010ba4.502±0.361ba
NaCl 1.55.856±0.064aca0.922±0.015aba0.774±0.001bca4.179±0.150aa
25.810±0.258ada0.892±0.024aba0.772±0.011bcda4.004±0.143aa
2.55.617±0.457aa0.877±0.032aba0.775±0.018bcea3.820±0.206ca
0.55.246±0.269aa0.920±0.007aa0.765±0.018ab3.690±0.132ab
15.703±0.043ba0.923±0.019abab0.775±0.005aa4.083±0.086bb
KCl 1.55.759±0.180abb0.901±0.011aca0.773±0.006aa4.009±0.110bca
25.572±0.272aba0.890±0.019bca0.770±0.008aa3.776±0.213abb
2.55.279±0.177acb0.893±0.038aba0.763±0.010aa3.596±0.174ab
0.54.955±0.105ac0.908±0.020aa0.760±0.003ac3.421±0.117ac
16.265±0.225bb0.898±0.013ac0.735±0.003bb4.139±0.185bc
CaL 1.56.624±0.151cc0.879±0.005abb0.720±0.005cb4.193±0.083bcb
27.529±0.394dc0.891±0.006aa0.693±0.010db4.650±0.188dc
2.57.480±0.371ec0.907±0.008ca0.710±0.009eb4.818±0.199dec
注：同一列字母下标不同者表示同种添加组组内差异显著(尸<0.05)，相同者差异不显著(P>0.05);上标 不同者表示同浓度不同添加物组间差异显著(尸<0.05)，相同者差异不显著(尸>0.05);下表相同。
随着添加量的增大，乳酸钙组的鱼糜凝胶硬度显著增大(户<0.05)，0.5-2.5% 水平区间内一直呈上升趋势。与氯化钠和氯化钾两种一价盐类比较，其各个添
30
加水平的组间差异也很显著。推测产生这种现象的主要原因可能是，二价钙离 子在鱼肉蛋白中形成了一种连接，这种交联作用相对一价盐更强，形成的网状 结果更加致密，产生了一种类似“钙化”的现象。尚未发现在鲢鱼鱼糜凝胶中添 加钙盐鱼糜凝胶咀嚼度增大的报道，咀嚼度变化除与硬度有比例关系外，其它 原因尚待研究。氯化钠和氯化钾的添加对鱼糜凝胶的弹性值总体呈减小趋势但 不明显(尸>0.05)。添加乳酸钙的鱼糜凝胶的弹性值，从数值上看呈凹面变化趋 势，而从数值上看黏结性基本保持稳定。
4.3.3氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶保水性的影响
—♦—NaCl ^—KC1 ^—CaL
90 - 85 - 80 -
甚75 -
70 - 65 - 60
0
图4-2氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶保水性的影响
Fig.4-2 Effects of sodium chloride, potassium chloride and calcium lactate on gel strength of
surimi gel
由图4-2可知，随着氯化钠的添加，凝胶保水率呈逐渐上升趋势，当氯化 钠添加量为2.5°%水平时达到最大，但2.5°%水平组与1.5°%和2°%水平组相比， 差异不显著。氯化钾添加量达到2%水平时对凝胶保水效果最好，在2.5%水平 时略微下降，与前四个水平组相比差异不明显。生庆海等[121]的研究表明，食 盐减少，会导致油水相的平衡失调，水相增大，保水性也随之下降，Aw值增 高，食品很容易导致细菌污染繁殖，防腐性降低。单独使用氯化钾代替氯化钠 保水效果达不到其同其它盐分协同作用的效果，李丽军[122]的研究表明，氯化 钾能与复合磷酸盐协同作用才能很大程度激发肌肉肌球蛋白的ATGase酶的活 性，从而提高凝胶强度的保水效果。推测氯化钾与氯化钠协同也具备相似作用。 4.3.4氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶色泽的影响
三种盐分对鱼糜凝胶的色泽影响见表4-2。随着钠盐和钾盐的不断增加，鱼 糜凝胶的L*值有不断减小的趋势。在低浓度水平时，氯化钠和氯化钾对鱼糜凝 胶白度的影响基本一致，但当氯化钠升高至2%水平时开始有明显下降，到2.5% 水平时降至最低，且与2%水平组相比差异显著(尸<0.05)。鱼糜凝胶的白度值随 乳酸钙浓度升高逐渐上升，在浓度水平1%-2%范围内，凝胶白度上升幅度最大， 1%与1.5%水平组相比差异显著(尸<0.05)，2%和2.5%水平组的白度值虽高于前
31
两水平，但与1.5%水平组相比差异不显著(尸>0.05)。通常，钙盐的添加对鱼糜 凝胶的白度有一定影响。在鱼肉本身色质就较畜肉要白，张松等[123]在研究预 处理过程中漂洗方式对冷冻鱼糜的白度影响研究表明，经过三次漂洗除去了大 量的酶类、色素等物质，生鲜鱼糜的颜色白度较高。但由于此后添加了少量的 抗冻剂，虽然抗冻剂当中的海藻糖有效维持了鱼糜的本来颜色[123]，但在冻藏 过程中又产生了大量的结合水，使得鱼糜的颜色偏红。所以在很大程度上，添 加颜色较白的外源物质，能够使得鱼糜的白度和亮度有很好的保持。
表4-2氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶色泽的影响 Table4-2 Effects of sodium chloride, potassium chloride and calcium lactate on color of surimi
gel
添加量(%)L**
ab*W
0.575.76±0.261aa-1.78±0.080aa6.30±0.733aa74.92±0.424aa
176.06±0.101aa-1.46±0.418aa6.76±0.241aa75.07±0.023ba
NaCl1.575.88±0.055aa-1.92±0.176aa6.91±0.160ba74.84±0.021ca
274.91±0.364ba-1.75±0.138aa6.40±0.124aba74.05±0.333aa
2.569.99±0.291ca-1.84±0.153ba4.96±0.485ca69.52±0.275da
0.575.69±0.178aa-1.81±0.244aa6.69±0.167ab75.73±1.277aa
175.76±0.166ba-1.72±0.085ab6.63±0.222b74.84±0.202ba
KCl1.575.15±0.540cb-2.35±0.346ab6.49±0.762aa74.37±0.393aa
275.70±0.058ab-2.05±0.634ba5.78±0.731cb74.71±0.162cb
2.576.01±0.597bcb-2.29±0.690ab5.80±0.260ab75.23±0.586ab
0.577.64±0.292ab2.17±0.352ab7.17±0.505ab70.58±0.757ab
178.24±0.195bb1.86±0.376bb8.03±0.545ba79.33±0.49Ub
CaL1.577.76±0.428bcc1.61±0.115ca7.47±0.288bb78.68±0.491bb
279.21±0.392db1.49±0.629db5.51±0.144acc80.02±0.493cc
2.580.18±0.32ec2.15±0.308ac6.68±0.368da81.47±0.481dc
4.3.5氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜凝胶水分活度的影响
食品水分活度是用来评价食品中水分与食品物质的结合程度（游离程度）， 即在食品中结合水所占比例大小。在微生物和肉制品自身酶类导致的肉品腐败 过程中，水分是必不可少的一个条件。三种盐分添加对鱼糜凝胶水分活度的影 响如图4-3。三种盐分添加对凝胶Aw都呈下降趋势，其中氯化钠在0.5-2.5%水平 区间内，对鱼糜凝胶的Aw—直保持着较强的抑制力，其添加量增大，凝胶Aw 显著减小(尸<0.05)。氯化钾的加入并没有使得Aw有较大的变化(尸>0.05)，由 1.5%水平开始到2.5%，Aw值趋于稳定。Beuchat等[124]研究表明，在KCl单独添 加或是用于替代氯化钠时，其降低水分活度的能力不及氯化钠，低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，添加量增大Aw 呈不变甚至升高态势。在西班牙干腌香肠中，代替氯化钠的氯化钾在水分活度 测定结果也与氯化钠对照组有一定差异。乳酸钙的添加对鱼糜凝胶的Aw影响在 前三个水平区间内趋势与氯化钠大体相似，而在1.5%水平后，对鱼糜凝胶的Aw 影响趋于稳定(尸>0.05)。陆振鑫和Frank[125]的研究表明，出现此种现象的导致
32
1
0.99 0.98 ^ 0.97 "0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 0.91
00.511.522.53
添加量（％)
图4-3氯化钠、氯化钾和乳酸钙对鱼糜Aw的影响
乳酸盐具有了一定的抑菌作用，从而在延长产品货架期上有着良好表现。此类 抑菌作用主要机理尚未研究透彻，：8^出67等[126]的研究表明，可能是由于乳酸 根离子在弱酸环境中的氧化性产生了某种酸性中间物，从而导致其在肌肉蛋白 中的抑菌效果。
Fig4-3 Effects of sodium chloride, potassium chloride and calcium lactate on water activity of
surimi gel
正交实验设计
由以上单因素实验结果综合分析，并考虑到通常生鲜鱼糜料斩时添加的钠 盐为2°%-3°%，故选取0.5°%、1°%和1.5°%(相对于鱼糜质量)三个低于普通添加水 平的氯化钠浓度。由单因素实验结果分析可知，氯化钾对鱼糜凝胶强度影响效 果的最佳水平为1.5%，而其不同浓度对保水性和白度的影响保持相对稳定。乳 酸钙对鱼糜凝胶强度增强效果的最佳浓度水平为1%，而其凝胶保水性在前三 个水平时均有较高保持，且乳酸钙添加量在1.5%水平时对白度已有明显提高。
综合考虑以上单因素实验结果，选取氯化钠0.5%、1%、1.5%，氯化钾1%、 1.5%、2%，乳酸钙0.5%、1%、1.5%进行正交优化实验。因素水平及正交实验 结果见表4-3和表4-4。
表4-3因素水平表
Table4-3 Factors and levels of orthogonal experiment
水平A NaCl(%)因素
B KCl(%)C CaL(%)
10.510.5
211.51
31.521.5
33
表4-4正交实验结果
Table4-4 Optimization analysis of orthogonal results
试验号AB空列CGel(g.mm)WHC(%)Whiteness
111111873.0273.4574.74
212221584.7272.0872.70
313332288.9976.1377.06
421232856.0586.5480.93
522312098.3180.3473.64
623121817.176.1477.09
731323369.8278.6473.86
832133763.5383.3875.76
933213356.7376.7370.76
J11915.5772699.6302484.5502442.687
J22257.1532482.1782599.1672257.213
J33496.6932487.6072585.7072969.523
极差R1581.116217.443114.617712.310
主次因素 (强度）A>C>B
最优方案A3B1C3
K173.88779.54377.65776.840
K281.00778.60078.45075.620
K379.58376.33378.37082.017
极差 R7.1203.2100.7936.397
主次因素 (保水）A>C>B
最优方案A2B1C3
L176.83376.51075.86373.047
L277.22074.03374.79774.550
L373.46074.97074.85377.917
极差 R3.7602.4771.0664.870
主次因素 (白度）C>A>B
最优方案A2B1C3
由表4-4的极差分析可知，三种盐分对鲢鱼鱼糜凝胶强度的影响因素主次 顺序为：A>C>B，因素水平方案为A3B1C3 (组7)。此种方案下鱼糜凝胶强度 为3369.82g.mm，保水率78.64°%，白度78.36；对鱼糜保水率的影响因素主次 顺序为：A>C>B，因素水平方案为A2B1C3 (组4)。此种方案下鱼糜凝胶强度 为2856.05g.mm，保水率为86.54%，白度为80.93;对鱼糜白度的影响因素主 次顺序和因素水平方案与保水率相同。基于三种指标的评定出现了两种可选最
34
优方案，因此需对正交试验进行综合评比以确定最终添加组方案。
综合平衡法评定
由于考察指标（凝胶强度、保水率和白度)不同，正交实验后获得的最优方 案也不一致，因此需要对以上两种最优方案结果进行验证，并综合评价选出最 佳方案。利用加权分值法来计算正交试验结果的各组分值。根据公式 —yjmm)/(yjmax —yjmm)，可以计算出各个组中每个数值对于考察的指标所占的权 重分值。式中：i表示所在实验组；j表示所考察的指标测定值；yij表示该指标 所测值；Yij表示该值得权重值；yjmax表示所考察的指标最大值；yjmin所表示 考察的指标最小测定值。（取凝胶强度权重Bi=0.4，保水权重B2=0.3，白度权 重 B3=0.3)。
由公式：Yi=BiYu + B2Y12 + ... + BkYik + BjYij
计算出各组的综合分值。式中：Yi表示综合分值；Bi表示权重系数（表示 各项指标在综合加权品分钟的重要性，多应用于以多个指标衡量最后实验结果 的实验设计中）。
表4-5综合平衡法验证试验结果 Table4-5 Results of verifying test
A(NaCl)B(KCl)C(CaL)Gel(g*mm)Y1WHC(%)Y2WhitenessY3Yi
11(0.5%)1(1%)1(0.5%)1873.020.13273.450.09474.740.3910198
212(1.5%)2(1%)1584.72072.08072.700.1910.057
313(2%)3(1.5%)2288.990.32376.130.28177.060.6200.4
42(1%)132856.050.58386.54180.9310.833
52212098.310.23680.340.57173.640.2830.351
62321817.10.10776.140.28177.090.6220.314
73(1.5%)123369.820.81978.640.45473.860.3050.555
83233763.53183.380.78175.760.4920.782
93313356.730.81376.730.32270.7600.422
由表4-5可知，综合平衡法计算得出第四组为最佳组合（A2BiC3)，即添加 相对质量分数1%的氯化钠，1%的氯化钾和1.5%的乳酸钙，钠盐含量也降低至 1%。在此条件下，鱼糜凝胶的凝胶强度达到2856.05g.mm，保水率为86.54， 白度值为80.93。
验证对比试验
表4-6实验结果的验证对比 Table4-6 Verification of orthogonal experiments results
添加水
平Gel(/1000)硬度
(/1000)弹性黏结性咀嚼度
(/1000)保水白度
A3B1C33.13 士 0.3876.26 士 0.1980.86 士 0.0220.58 士 0.0183.11 士 0.06981.01 士 0.15275.24士 0.586
A2B1C32.86 士 0.4697.29 士 0.3170.91±0.0180.75 士 0.0134.98±0.26186.54士 0.01880.93 士 0.213
35
验证试验的各项指标结果见表4-6所示。由表可知，按最佳混合盐组 制备的鱼糜凝胶其凝胶强度能够达到氯化钠单因素1.5-2%的水平程 度，而其余指标如TPA参数、保水性和白度均高于氯化钠各水平值。其中，增 大较为明显的有硬度、咀嚼度、保水性和白度。
扫描电镜(SEM)观察
图4-4是常温条件下不同添加物的各鱼糜凝胶组扫描电镜的观察图片。由 图a与图b可知，单独添加1%的氯化钠和氯化钾时，鱼糜凝胶组织的表面纹理 结构均较松散，呈杂乱无序的交联状态，且小孔洞较多，因此低浓度的氯化钠 和氯化钾对鱼糜凝胶的作用效果具有一定的相似性；由图c可知，单独添加1% 的乳酸钙对鱼糜凝胶组织有较大改善，其表面的小孔洞明显减少，表明乳酸钙 对鱼糜凝胶蛋白分子的固定粘结作用较强，但凝胶表面的肌纤维组织较大且粗 糙。Helena等[127]的研究表明，添加氯化钙、酪酸钙和乳酸钙能够显著提高低 浓度氯化钠组的鱼糜凝胶强度，但单独添加乳酸钙对鱼糜凝胶流变性的提高不 明显。高浓度的氯化钠添加组（2.5%)与低浓度组（1%)相比，鱼糜凝胶组织 的表面纹理结构较细致均匀，鱼糜蛋白纤维之间虽仍有少许孔洞，但明显减少 (图d);而添加混合盐分的鱼糜凝胶，其表面的小孔洞几乎不可见，鱼糜蛋白 纤维表面的纹理结构变得更加细致均匀，且十分平滑（图e)。扫描电镜的观察 结果进一步验证了优选的盐分复配方案A2B1C3可行。
图4-4添加不同盐分的鱼糜凝胶的扫描电镜观察 Fig 4-4 Scanning electron micrographs of surimi gels with different salts
a-c分别为添加1%氯化钠、氯化钾和乳酸钙组；d为添加1%氯化钠、1%氯化钾和1.5%
的乳酸钙的实验组；e为添加2.5%氯化钠的对照组
36
4.4 小结
由于实验用鱼糜选取批次与第三章不同，所以乳酸钙的单因素试验数据结 果与第三章实验数据有所不同。综合上述实验，可以得出如下结论：
对于鱼糜凝胶的凝胶强度，氯化钾和乳酸钙对其影响远不及氯化钠， 低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，在一定范围内，氯化钠的添加逐步加强了鱼糜凝胶强度(尸<0.05);
氯化钾和氯化钠作为一价盐对鱼糜凝胶TPA参数的影响较为一致， 四个参数均有所减小(尸>0.05)，乳酸钙在凝胶TPA上表现为：硬度、弹性和咀 嚼度有所增强，黏结性有所降低；
氯化钠和氯化钾在保水性和水分活度上具有一定的关联性，随着保水 性升高，水分活度有所降低；乳酸钙未表现出类似关联效果，推测可能是由于 乳酸根离子在肌肉蛋白中产生某种作用；
在色泽方面，乳酸钙显著提高了鱼糜凝胶的亮度，钙盐由于质地较白， 乳酸钙组的白度值也相对高于氯化钠与氯化钾组(尸>0.05);
正交试验结果由综合平衡法分析得出，最佳组合为A2BIC3 (氯化钠 1%，氯化钾0.5%，乳酸钙1.5%)，此时鱼糜凝胶强度达到2856.05g-mm，保水 率为86.54，白度值为80.93。
验证试验结果表明，在凝胶强度方面，混合盐组略显不足，只能达到 1.5-2%的氯化钠浓度水平。在咀嚼度、保水和白度上，混合盐组都明显优于氯 化钠0.5-2.5%的浓度水平。
由SEM观察得出，单独添加钙盐在微观结构表现上不同与钠盐和钾 盐的现象，而在添加混合盐后，鱼糜凝胶的表面孔洞明显减小，结构也较为均 匀致密。
37
第五章氯化钠、瓜尔豆胶与刺槐豆胶对鱼糜凝胶性质的影响
5.1实验材料
5.1.1实验材料与主要试剂
新鲜白鲢鱼：体重(800.0±91.8)g，体长(36.2±0.4)cm，购于合肥市家乐福超 市；肠衣(直径23mm)为聚乙烯材料；高纯食盐(FG)、瓜尔豆胶（FG)、刺槐豆 胶（FG)
主要仪器设备
上海友声衡器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 上海民桥精密科学仪器有限公司 广州旭众食品机械有限公司 江苏金坛市环宇科学仪器厂 金坛市科新仪器厂 南京试验仪器厂 英国 Stable Micro System 公司 上海天美生化仪器工程有限公司 北京康光仪器有限公司 日本Joel公司 日本电子株式会社
ACS-6A电子计重器 SZC-180型鱼肉采肉机 FA1104N电子分析天平 S2-5型斩拌机 HH-2孔数显水浴锅 FS-2型可调高速分散器 DGF30/7-1型电热鼓风干燥箱 TA-XT Plus质构仪 CT15RT型台式高速冷冻离心机 WB-2000IXA型全自动色差计 JFC-1600喷金仪 JSM-6490LV扫描电子显微镜
5.2实验方法
5.2.1凝胶强度测定 同 3.2.3
凝胶TPA参数测定 同 3.2.4
5.2.3凝胶保水率测定 同 3.2.5
5.2.4凝胶色泽测定 同 3.2.6
5.2.5 扫描电镜(SEM)观察 同 4.2.8
5.2.6数据分析
利用Excel对数据进行单因素方差分析；利用V3.1版正交设计助手进行正 交试验数据分析；利用综合平衡法对正交试验结果进行多因素优化分析；采用 r-检验对图、表的结果进行显著性分析，差异显著性水平尸<0.05。数据结果以
38
平均值±标准差显示。
5.3结果与分析
5.3.1食品胶对鱼糜凝胶强度的影响
1800 r 1600 - 1400 - 1200 - 1000 800 600 400 200 0
00.20.40.60.811.2
添加量（％)
图5-1瓜尔豆胶对鱼糜凝胶强度的影响 Fig5-1 Effect of Guar Gum(GG) on gel strength of surimi gel
对于GG来说，随着添加量的增大，对凝胶强度影响也随之增强。图5-1所 示在添加0.2-0.6的水平区间，鱼糜凝胶强度缓慢增大。添加量大于0.6%后有所 下降，但随后在0.8-1%区间内显著增大(尸<0.05)并在1%达到最大。刘海梅等[128] 研究表明，在鲢鱼鱼糜中添加0.1°%的GG能够显著增大鱼糜凝胶硬度和凝胶强 度。但林日高等[77]的研究结果表明，在鳙鱼鱼丸中依次添加0.5%卡拉胶和瓜儿 豆胶对鱼丸的凝胶强度和耐折度都有显著下降，在其中GG组下降尤为明显，这 与本实验结论相反。GG是一种中性的非凝胶多糖，具有极高的粘度，但对竹荚 鱼的鱼糜凝胶形成也没有显著影响[129]。
1400 r
1200 -
^ 1000 - a a
^ 800 600 400 200 0
00.20.40.60.811.2
添加量（％)
图5-2刺槐豆胶对鱼糜凝胶强度的影响 Fig5-2 Effect of Locust Bean Gum on gel strength of surimi gel
LBG对于鱼糜凝胶的影响，在1%的浓度水平上达到最大值(户<0.05)。在
39
0.6-1%浓度范围，LBG对其影响有一定的波动，0.8%时LBG对凝胶强度影响 效果反而有所降低但不明显(尸>0.05)。这与Padrick等人[130]的研究结果相似。 Mateos等[131]在食品胶协同作用于鱼糜凝胶肌原纤维蛋白来增强凝胶强度的研 究中指出，LBG在与卡拉胶混合添加能显著提高非洲鳕鱼的凝胶强度，而卡拉 胶-GG组合在加强凝胶强度方面表现不明显。
5.3.2食品胶体对鱼糜凝胶TPA的影响
表5-1氯化钠、瓜儿豆胶和刺槐豆胶对鱼糜凝胶TPA的影响
Table5-1 Effect of sodium chloride, GG and LBG on TPA of surimi gel
添加量
(%)硬度(N/1000)弹性TPA
黏结性咀嚼度(N/1000)
1(0.5)6.250±0.224aa0.911±0.015aa0.734±0.007aa4.174±0.053aa
2(1.0)6.353±0.109aba0.920±0.005ba0.771±0.010ba4.502±0.361ba
NaCl3(1.5)5.856±0.047ca0.922±0.038aba0.774±0.001/4.179±0.150aa
4(2.0)5.810±0.354aa0.892±0.049aba0.772±0.011da4.004±0.143aa
5(2.5)5.617±0.621aca0.877±0.052aba0.775±0.018ea3.820±0.206ca
1(0.2)5.835±0.532aab0.544±0.006ab0.428±0.026ab1.370±0.277ab
2(0.4)5.721±0.120abc0.907±0.071bab0.426±0.021ab2.426±0.198 bb
GG3(0.6)1.729±0.617bb0.645±0.035cb0.581±0.029bb0.649±0.139cb
4(0.8)3.256±0.142cb0.880±0.018da0.683±0.030cb1.959±0.142db
5(1.0)2.607±0.170db0.919±0.010bea0.754±0.012dab1.806±0.080adb
1(0.2)4.689±0.128ac0.908±0.015aa0.706±0.006ac3.004±0.279 ac
2(0.4)4.446±0.094bc0.900±0.008ab0.711±0.014ac3.626±0.135bc
LBG3(0.6)4.669±0.215ac0.882±0.005ba0.712±0.004ac2.934±0.109acc
4(0.8)5.665±0.109ac0.904±0.008aca0.713±0.017ac2.869±0.190adc
5(1.0)5.040±0.124aba0.911±0.005aca0.729±0.014ab3.347±0.119abc
注：同一列下表字母标注不同者表示类别组内差异显著(尸<0.05)，相同者表示差异不显著(P>0.05); 上标字母不同者表示同一水平不同组添加物组间差异显著(尸<0.05)，相同者表示差异不显著(尸>0.05)
相对于NaCl来说，单独添加GG和LBG都能一定程度的减小凝胶TPA中 的硬度和咀嚼度，表明单独添加食品胶类，鱼糜凝胶的硬度和咀嚼度无法达到 有盐分添加的程度(尸<0.05)。但硬度值越高并不代表产品的质量越好，高品质 的肉肠类食品其硬度应都是要在一定的范围内，过大则导致口感不细腻，咀嚼 性不强；过小则使得肉肠无脆感和韧度[132]。GG的添加使得鱼糜凝胶的硬度值 变化幅度很大。在表5-1可知，在前二个水平区间内，GG的添加使鱼糜凝胶的 硬度值缓慢减小，而后三个添加水平下，凝胶的硬度显著减小，且在0.6%时达 到最小值(尸<0.05)。与前两组不同，添加LBG的鱼糜凝胶其硬度反而有一定 程度的增大，在0.4%时，对凝胶硬度影响最小，此后，硬度值随添加量增大而 增加(尸>0.05)。
虽然添加了 GG和LBG的鱼糜凝胶弹性无任何规律可循，但随着添加量增 大呈不同程度的增大趋势，与GG的急剧变化不同，数据显示LBG对鱼糜凝胶
40
的弹性影响增大较为平缓。在单独添加1%时，二组均达到最大值，GG组的凝 胶弹性0.919，LBG组为0.911。方差分析显示，其组间差异不显著(尸>0.05)。 而在0.4-0.6%添加水平区间的GG和LBG组凝胶与对照组（添加NaCl) 1-1.5% 的添加水平区间相比，实验组都对鱼糜凝胶的弹性有较大影响，且组间差异显 著(尸<0.05)。
GG的加入导致鱼糜凝胶黏结性明显增大，与NaCl组和GG组间差异显著 (尸<0.05)。单独添加NaCl和LBG对凝胶的黏结性影响区间相近，都在0.7-0.8 范围内。两者单独添加均导致鱼糜凝胶的黏结性增大，但LBG对其增大影响不 明显(尸<0.05)。Christianson等[133]的研究表明，在小麦淀粉中添加GG，改良
:段加热中90C加热区间可能是导致凝胶黏结性显著增强的主要原因
后的GG-淀粉蛋白也出现黏结性下降的现象。究其原因可能是蛋白之间的构象 差异以及GG在其中的作用机理不同。GG的单独加入，使得鱼糜凝胶的黏结 性有了明显的提高。LBG的添加鱼糜凝胶黏结性保持相对地稳定。研究表明， LBG在豆乳饮料中和奶油中能起到一定的稳定物相作用，常常作为一种增稠剂 来加入其中[134-137]。方差分析显示，GG和LBG在相同浓度水平下，对凝胶黏 结性的影响差异显著(尸<0.05)。LBG在冷水范围是微溶的[138]，外界温度达到 85°C时，其晶体单元才能很好的解离并与其它蛋白结构形成新结构单元。由此 可见
•GG
5000 4000
S 3000
迦$
脑
5 2000 1000 0
添加量(%)
图5-3氯化钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶对鱼糜凝胶咀嚼度的影响 Fig5-3 Effect of sodium chloride, GG and LBG on chewiness of surimi gel
图5-3为氯化钠(a)、瓜尔豆胶(b)和刺槐豆胶(b)对鱼糜凝胶咀嚼度的影响。 由图5-3(b)可以看出，GG和LBG对鱼糜凝胶硬度、弹性和黏结性的影响决定 了这三种添加物对凝胶咀嚼度的影响。由表5-1可以看出，对三个实验组鱼糜 咀嚼度数值影响最大的还是三组的鱼糜硬度，其变化趋势也对应着硬度的变化 趋势。GG和LBG的添加在0.4%时，咀嚼度达到最大值，与其他水平组相比， 组内差异均显著(尸<0.05)。此后，两种食品胶的添加对鱼糜凝胶的咀嚼度都表 现为减小趋势，其中GG组的减小有学者研究认为，不同种类的食品胶对肉类 TPA的不同影响是由于胶体本身的结构不同而导致的。
41
5.3.3食品胶对鱼糜凝胶保水性的影响
84 r 83 - 82 - 81 - 80 -
00.20.40.60.811.2
添加量（％)
图5-4瓜尔豆胶对鱼糜凝胶保水性的影响 Fig5-4 Effect of GG on WHC of surimi gel
92 r 90 ■ 88 - 86 - 84 -
Fig5-5 Effect of LBG on WHC of surimi gel
LBG的添加显著提高了鱼糜凝胶的保水性，在0.2%-1%添加水平区间内， LBG始终保持对鱼糜凝胶保水性的增强效果。在0.6-0.8%水平有显著增大趋势 (尸<0.05)，随后添加1%时达到最大值，但较之前水平差异不显著(尸>0.05)。 推测发生此种现象的原因可能是，由于LBG良好的乳化性[140]及冷水微溶性。 在斩拌过程中LBG与鱼肉蛋白分子之间及其他物质分子结构之间起到很好的 均质乳化作用。而其后加热过程也可能导致了 LBG的晶体单位很好的解离并与 其它蛋白分子形成致密的新晶体，使水分子能够很好储存。同时LBG也能与水 形成较强的氢键作用力[141]，也可能是导致此种现象的主要原因之一。
42
0.20.40.60.81
添加量（％)
图5-5刺槐豆胶对鱼糜凝胶保水性的影响
82
80
如图5-4,单独添加GG的条件下，鱼糜凝胶的保水性从0.4%水平开始不断 上升(尸<0.05)，低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，在最大添加量1%时，保水效果达到最大值(尸>0.05)。吴立根[139] 在GG对鸡肉的保水效果的研究中也得到与本实验0.2-0.6添加水平相近的保水 结果，但其后添加的GG对鸡肉保水效果影响不大，与本实验有较大差异。
5.3.4食品胶对鱼糜凝胶色泽的影响
a*/b*a*(GG) b*(GG) a*(LBG) —— b*(LBG)
8
6 - 4
2
添加量（％)
0 - 0
-2 -4
图5-6瓜尔豆胶和刺槐豆胶对鱼糜凝胶a*和b*值的影响 Fig 5-6 Effect of GG and LBG on value a* and b* of surimi gel
由图5-6可知，GG的添加对鱼糜凝胶a*和b*值都显示为先升高后降低的 总体趋势。在0.2-0.6。%水平区间内，a*值有缓慢增大的趋势，但不明显(尸>0.05)， 表明鱼糜凝胶的绿色有所减弱，b*值在0.6%达到最大，且与其它水平差异明显 (尸<0.05)。此后，b*值与前两个水平效果相近。但鱼糜凝胶始终偏黄色状态。 商品用的GG因纯度而异一般为白色至黄褐色粉末。出现这种原因应该是由GG 自身的颜色导致。LBG的添加对鱼糜凝胶的黄绿色有一定的缓解，添加0.2-1% 水平区间内，鱼糜凝胶的a*缓慢升高趋近于正值，而b*值相对GG的添加，变 化较为平稳，且在整个水平区间内均低于GG组。
白度对于肉肠类制品是一个很重要的质量评定标准，尤其对于以鱼肉这种 本身肉质较白的肉制品为原料的加工制品，白度值就是其品质评定的一个重要 指标。的表5-2所示，GG和LBG的添加使鱼糜凝胶的亮度值都有所降低，但 GG组的亮度值要明显高于LBG〇P<0.05)，这种变化在白度值上面也有所体现。 总体来说，随着添加量的增大，GG组和LBG组鱼糜凝胶白度均下降，但GG 组白度值均要高于LBG组。
表5-2瓜尔豆胶与刺槐豆胶对鱼糜凝胶L*值和白度值的影响 Table5-2 Effect of GG on L* and Whiteness of surimi gel
添加量
(%)L*GG
WL*LBG
W
0.2%74.17±0.633aa73.39±0.595aa69.53±0.479aa68.65±0.506aa
0.4%75.73±0.131ba74.99±0.152ba68.66±0.355bb67.88±0.326ab
0.6%75.27±0.248ca74.60±0.312ca68.87±0.208abb67.7±0.199bb
0.8%75.10±0.207aca74.31±0.219aa67.15±0.713cb66.35±0.827cb
1%73.76±0.140da73.10±0.156ba66.30±0.394da65.47±0.351db
5.3.5正交实验设计
综合考虑以上三种添加物（氯化钠、GG和LBG)对鱼糜凝胶各性质参数影响，
43
尤其在凝胶强度方面，可选取GG的0.4%、0.6%和0.8%三个水平以及LBG的0.6%、 0.8%和1%的水平，同时与NaCl的前三个水平（0.5%、1%和1.5%)进行三因素三水
平正交试验。所设计因素水平表及实验结果如表5-3和5-4所示。
表5-3因素水平表
Table5-3 Factors and levels of orthogonal experiment
水平A NaCl (%)因素
B GG (%)C LBG (%)
10.50.40.6
210.60.8
31.50.81
表5-4正交实验结果
Table5-4 Optimization analysis of orthogonal results
AB空列C Gel(g.mm)WHC(%) Whiteness
11111 569.6060.8170.37
21222 587.4373.3468.91
31333 607.2285.4270.38
42123 1182.3785.1568.75
52231 595.5982.7970.91
62312 927.8587.4563.02
73132 1067.2082.9358.99
83213 876.5587.0766.26
93321 661.0282.1563.4
J1588.083939.723791.333608.737
J2901.937686.523810.273860.827
J3868.257732.030756.670888.713
极差R313.854253.2053.603279.976
主次因素(强度）A>C>B
最优方案A2B1C3
K173.19076.29778.44375.250
K285.13081.06780.21381.240
K384.05085.00783.71385.880
极差 R11.9408.7105.27010.630
主次因素(保水）A>C>B
最优方案A2B3C3
L169.88766.03766.55068.227
L267.56068.69367.02063.640
L362.88365.60066.76068.463
极差 R7.0043.0930.4704.823
主次因素（白度）A>B>C
最优方案A1B2C3
44
由表中的极差分析可知，三种组分对鱼糜凝胶强度的影响因素主次顺序为： A>C>B，最佳因素水品方案为：A2BIC3 (组4)，此种方案下鱼糜凝胶强度为 1182.37 g.mm，保水率85.15%，白度68.75；对鱼糜保水性的影响因素主次顺 序为：A>C>B，因素水平方案为：A2B1C3，未能在正交实验结果中直观显示； 对鱼糜白度的影响因素主次顺序为：A>B>C，因素水平方案：AIB2C3。基于有 两种优化方案且对保水和白度方案未能直观得出，需要对正交试验结果进行综 合评比以确定最终方案。
5.3.6 综合平衡法评定
利用加权分值法来计算正交试验结果各组的分值。
根据公式Yij=(yij — yjmin)/(yjmax — yjmin)可以计算出各个组中每个数值对于考 察的指标所占的权重分值。由公式：1=3111 + 3212+...+ BkYlk+BjYij计算出 各组的综合分值（取凝胶强度权重Bi=0.4,保水权重B2=0.3,白度权重B3=0.3)。
由表4-5可知，综合平衡法计算得出，第四组（A2B1C3)为最佳组合。即 添加相对质量分数1%的氯化钠，0.4%的GG和1%的LBG，钠盐的含量降低至 1%。在此条件下，鱼糜凝胶的凝胶强度达到1182.37g.mm，保水率为85.15， 白度值为68.75。
表5-5综合平衡法验证试验结果 Table5-5 Results of verifying test
A(NaCl)B(GG)C(LBG)Gel(g.mm)Y1WHC(%)Y2WhitenessY3Yi
11(0.5%)1(0.4%)1(0.6%)569.60060.81070.370.9550.287
212(0.6%)2(0.8%)587.430.02973.340.4768.910.8320.402
313(0.8%)3(1%)607.220.06185.420.92470.380.9560.588
42(1%)131182.37185.150.91468.750.8190.920
5221595.590.04282.790.82570.9110.564
6232927.850.58587.45163.020.3380.635
73(1.5%)121067.200.81282.930.8358.9900.574
8323876.550.50187.070.98666.260.610.679
9331661.020.14982.150.80163.40.370.411
5.3.7 验证对比试验
表5-6实验结果的验证对比 Table5-6 Verification of orthogonal experiments results
添加水
平Gel(/1000)硬度(/1000)弹性黏结性咀嚼度保水白度
A2B1C31.18 士0.352a4.06 士 0.011a0.83 士0.067a0.61士0.073a2.05士0.255a85.15士0.001a68.75士0.075a
A2B3C31.03 士0.765a3.45 士0.057a0.63 士0.023b0.59 士0.058a1.85士0.241a80.45士0.105b67.92士0.233a
A1B2C30.59 士 0.016b2.77 士 0.109b0.37 士0.054c0.42 士0.007b0.50士0.046b85.33士0.209a69.38士0.384a
45
5.3.8扫描电镜观察
图5-7是常温条件下不同添加物的各鱼糜凝胶组扫描电镜的观察图片。由 图a可以看出，单独添加1%的氯化钠时，鱼糜凝胶组织的表面纹理结构均较松 散，呈杂乱无序的交联状态，低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，且小孔洞较多，在添加量为1%时，GG对凝胶的 表面结构产生了一定的聚集性和粘结性，使局部的蛋白结构产生交联作用，但 表面孔洞依旧存在且较为明显（图b)。由图c可以看出，1%LBG的添加对鱼 糜凝胶的交联作用较为明显，表现为表面几乎没有什么孔洞，蛋白纹理也较为 均匀，鱼糜结构。但LBG使得蛋白结构较为松散，紧密度不高，表面结构也不 平滑。图d为加入了复合胶的鱼糜凝胶组。与对照组（图e)相比，复合胶组 的结构更加致密，蛋白分布较为均匀且表明平滑孔洞较少，而因而赋予了鱼糜 凝胶更好地表面结构状态和内在质地，从而提高消费者的感官可接受度。
图5-7添加氯化钠和不同食品胶鱼糜凝胶的扫描电镜观察 Fig 5-7 Scanning electron micrographs of surimi gels with sodium chloride and different food
gums
a-c分别为添加1%的氯化钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶组；d为添加1%氯化钠、0.4%瓜尔豆 胶和1%刺槐豆胶组；e为2.5%氯化钠的对照组
5.4 小结
本章试验研究了两种食品胶体(瓜尔豆胶和刺槐豆胶)的具体性质并将其应 用于低盐鱼糜的制备中，以弥补由于钠盐的缺失而导致对鱼糜凝胶的负面影响。 具体结论如下：
添加GG和LBG对鱼糜凝胶强度影响相似，凝胶强度最大值分别出 现在 0.6%(GG)和 1%(LBG)(尸<0.05);
46
GG和LBG对凝胶TPA影响不同，LBG相对于GG来说，其对鱼糜 凝胶TPA参数变化更加平稳，且LBG组表现出比GG组更好的黏结性和弹性。 两者添加对鱼糜凝胶的咀嚼度都有不同程度的减小；
同等添加水平的增加，GG和LBG对凝胶保水性的影响表现出相似的 变化，随着添加量的增大，LBG的效果较好；
在色泽方面，GG和LBG在一定区间内表现出对鱼糜凝胶影响的一致 性；
通过正交试验设计及验证试验得出，正交试验设计中第四组（A2BIC3) 为最佳组合。即添加相对质量分数1%的氯化钠，0.4%的GG和1%的LBG，钠 盐的含量降低至1%。在此条件下，鱼糜凝胶的凝胶强度达到1182.37g.mm，保 水率为85.15，白度值为68.75。
从SEM图片可以观察得出，GG作用下的鱼糜凝胶表面微观结构孔 洞较大，结构不致密；LBG组表面肌肉结构较为平滑，孔洞较小；在复合胶与 氯化钠作用下，鱼糜凝胶表面肌肉纹理更为平滑，具有更好的稳定性。
47
第六章结论与展望
6.1结论
通过对低盐白鲢鱼糜的制备及其凝胶特性的研究，得出以下结论：
在采肉预处理过程中，漂洗和脱水能使鱼糜中脂肪和灰分含量有所下 降，低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，蛋白含量略有升高，水分含量有所上升，但不明显；测得生鲜鱼糜p丑值 为6.88±0.02，在正常形成良好凝胶范围内；生鲜鱼糜的水分含量80.26%、蛋 白质含量16.89%，脂肪含量0.52%和灰分含量0.31%;通过计算得出鱼片得率 为55.08%，采肉率32.03%，生鲜鱼糜得率20.37%。
氯化钙的添加对鱼糜凝胶的强度值的影响表现为先升高后降低，在 1.5%后降低较为显著（尸<0.05)。乳酸钙对鱼糜凝胶强度影响较稳定。两者均 在1.5%达到最大；氯化钙和乳酸钙对鱼糜凝胶硬度及咀嚼度的两个指标影响结 果较为一致。总体来说，氯化钙对凝胶硬度和咀嚼度的升高都要低于乳酸钙
(尸<0.05);作为有机钙盐，乳酸钙对鱼糜凝胶的保水作用要明显高于氯化钙， 两者分别在1.5%(CaCl2)和1%( Ca(C3H5〇3)2, CaL)时，达到最大值，且差异显著 (尸<0.05 )。
对于鱼糜凝胶的凝胶强度，氯化钾和乳酸钙对其影响远不及氯化钠， 在一定范围内，氯化钠的添加逐步加强了鱼糜凝胶强度(尸<0.05);氯化钾和氯 化钠作为一价盐对鱼糜凝胶TPA参数的影响较为一致，四个参数均有所减小(尸 >0.05)，乳酸钙在凝胶TPA上表现为：硬度、弹性和咀嚼度有所增强，黏结性 有所降低；氯化钠和氯化钾在保水性和水分活度上具有一定的关联性，随着保 水性升高，水分活度有所降低；乳酸钙未表现出类似关联效果；在色泽方面， 钙盐由于质地较白，提高了鱼糜凝胶的亮度，乳酸钙组的白度值也相对高于氯 化钠与氯化钾组(尸>0.05)；正交试验结果由综合平衡法分析得出，最佳组合为 ^2及Cj (氯化钠1%，氯化钾0.5%，乳酸钙1.5%)，此时鱼糜凝胶强度达到 2856.05g.mm，保水率为86.54，白度值为80.93。验证试验结果表明，在凝胶 强度方面，混合盐组略显不足，只能达到1.5-2%的氯化钠浓度水平。在咀嚼度、 保水和白度上，混合盐组都明显优于氯化钠0.5-2.5%的浓度水平。SEM观察得 出，单独添加钙盐在微观结构表现上不同与钠盐和钾盐的现象，在添加混合盐 后，鱼糜凝胶的表面孔洞明显减小，结构也较为均匀致密。相比之下，混合盐 的加入细化了鱼糜分子蛋白颗粒，使鱼糜凝胶质构更为均匀致密。
添加GG和LBG对鱼糜凝胶强度影响相似，凝胶强度最大值分别出 现在0.6%(GG,尸<0.05)和1%(LBG,尸<0.05)； GG和LBG对鱼糜凝胶TPA影 响不同，GG加入可导致TPA各参数的增大，而LBG对鱼糜凝胶TPA参数增 大变化更加平稳；同等添加水平条件下，GG和LBG对鱼糜凝胶保水性的影响 表现出相似的变化，随着添加量的增大，从SEM图片观察得出，GG作用下的
48
鱼糜凝胶表面微观结构孔洞较大，结构不致密；LBG组表面肌肉结构较为平滑， 低钠盐白鲢鱼糜制品的制备及其凝胶特性的研究，孔洞较小；在复合胶与氯化钠作用下，鱼糜凝胶表面肌肉更为平滑，具有更好 地稳定性。
6.2展望
由于实验周期以及客观条件等因素，本文在低盐鱼糜的研究工作方面还有 很多欠缺和不完备的地方。建议今后可以开展以下几个方面的工作：
研究包括氯离子在内的阴离子或者其它阳离子（如锌、铁等）对鱼糜凝胶 制品的影响以及对人体机能的影响；
选用其它功能性食用胶，研究其对鱼糜凝胶制品的影响；
尝试其它的功能性盐类，研究其对鱼糜凝胶制品的影响；
添加适宜的酶（如TGase)，研究其对鱼糜凝胶制品的影响；
进一步筛选不同的盐类、食品胶、酶类进行混合配比，优化出更好的低盐 复合配方。
随着现代生物科技的日新月异，未来在低盐鱼肉制品等低盐食品方面的研 究中，可能会出现一种新型食品添加剂来完全取代钠盐，承担钠盐在赋予食物 风味以及人体生理机能调节中的作用，且该种添加剂不会因为摄入过量而对人 体导致任何副作用。
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