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食品级钙如何重塑鳕鱼肠?品质与微观结构的双重影响

鳕鱼肠是一种以深海鳕鱼为主要原料,加入杂鱼糜、淀粉、调味品等辅料,经混合、挤压、热加工成型的深加工食品。鳕鱼本身富含优质蛋白、多不饱和脂肪酸和多种微量元素,能够为消费者提供高生物价值的营养来源;然而鳕鱼糜的天然凝胶性能较弱,制品在冷却或储存过程中易出现结构塌陷、弹性不足和失水现象,导致口感软趴、缺乏弹性,限制了其市场竞争力。为提升鳕鱼肠的质构与保水性,研究普遍采用外源功能性离子或酶进行改性,其中钙离子因其在蛋白交联、凝胶网络构建的独特作用,成为最具潜力的强化剂之一。现有研究主要集中在 CaCl2 对鱼糜制品凝胶强度的影响,如淡水鱼糜体系中加入 0.5% (w/w)CaCl2 可使凝胶破断强度提升约 30% ;在鳕鱼糜中添加0.4%CaCl 2 可显著增强凝胶强度。海水鱼(如未漂洗的海鲈鱼糜)在 CaCl2 添加量为 0.5 % 条件下,凝胶强度最高,随后随浓度升高出现强度下降的趋势,说明钙离子浓度需控制在适度范围内。适量 Ca2+能够打开蛋白三维结构,暴露内部功能基团,增强分子间氢键和离子键,从而提升水分保持力(WHC)并降低析水率。低浓度 CaCl2(0.2 %)处理的鲤鱼糜析水率从约 12% 降至 2% ;在海鲈鱼糜中,0.02 mol·L−1 Ca2+使持水力达到 88.93% ,弹性提升至 10.03 mm。相反,过高的钙浓度会导致蛋白过度交联形成“钙桥”,使凝胶硬度过大、弹性下降,甚至出现碎裂现象。

 

食品中常用的含钙配料有磷酸钙、乳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙和氯化钙,不同类型的钙在食品体系中释放速度不同,调节作用也有所不同。因此,本研究主要考察 5 种食品级钙对鳕鱼肠体系品质及凝胶结构的影响,为鳕鱼肠加工提供技术参考。

 

材料与方法

 

01材料与试剂

 

鳕鱼糜、杂鱼糜、肥膘、玉米淀粉、盐、糖、味精、乳化物(大豆蛋白、植物油和饮用水)、增稠剂、山梨酸钾、乳酸链球菌素、谷氨酰胺转移酶,由闽南水产开发有限公司提供。

 

02鳕鱼肠全质构分析(TPA)

 

采用 P50 探头进行 TPA 测试,测定产品的硬度、弹性、粘性、粘结性、咀嚼性。测定条件:下压变形率 50%,测试前速度 1 mm·s−1,测试中速度 1 mm·s−1,测试后速度 1.0 mm·s−1,触发力为 5 g,两次下落时间间隔为 5 s。所有样品重复测定 6 次。

 

03鳕鱼肠感官评价

 

感官评价是评价食品质量最基本、最直接的方法,在一定程度上可预见食品的可接受度。制定鳕鱼肠感官评价标准,邀请15 位食品专业本科生,组成感官评价小组,分别从产品的外观(4 分)、色泽(4 分)、气味(4 分)、组织形态(4 分)和弹性(4 分)这 5 个方面进行评定,并对每一组产品进行打分,感官评定项目及评分标准见表 2。

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结果与分析

 

01鳕鱼肠 TPA

 

TPA 是评定鱼糜制品品质优劣的重要指标之一,产品中蛋白分子间的凝胶网状结构是影响其质构的重要因素。由表 3 可知,添加了磷酸钙、轻质碳酸钙和重质碳酸钙的样品均显著提高了鳕鱼肠的弹性(P<0.05),其中添加了磷酸钙的样品改善效果最好;添加了不同食品钙的样品均降低了鳕鱼肠的硬度、黏性和咀嚼性;上述质构的改善更有利于儿童的食用。添加了食品钙的样品均显著提高了原鳕鱼肠的粘性和粘结性,其中添加了磷酸钙的样品提高鳕鱼肠的粘性和粘结性效果最好;说明添加磷酸钙和鳕鱼糜能够更好地交联,从而提高了弹性、粘性和粘结性。综合考虑添加了食品钙后对质构各个因素的影响以及在改善鳕鱼肠质构方面的效果,添加了磷酸钙的样品效果最佳。

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02鳕鱼肠感官评价

 

感官评分是对鱼糜制品综合品质高低的评价,在一定程度上可以反映产品的质量优劣及市场消费者的接受程度。由图 5 可知,添加不同食品钙的样品的感官评价与对照组的变化不大,说明添加不同食品钙对于鳕鱼肠的感官评价不会产生影响。

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结 论

 

本研究发现,磷酸钙的添加显著提升了鳕鱼肠的凝胶强度,提升幅度达80.48%(P<0.05),优于其他4种食品级钙。微观结果也显示添加磷酸钙的鳕鱼肠形成了均匀致密且连续的三维凝胶网络。该结果与磷酸钙在白鲢鱼糜中提升凝胶强度的研究相吻合,后者在20mmol·kg-1添加量时凝胶强度提升约32%。磷酸盐类钙盐能够通过与肌肉蛋白中的负电荷位点形成配位键,促进蛋白质交联,从而增强凝胶网络的致密性。相较之下,氯化钙和重质碳酸钙虽也提升了凝胶强度,但提升幅度和统计显著性均低于磷酸钙,这可能与其在蛋白质-钙复合物形成的结构致密度不足有关。

 

磷酸钙处理组在弹性、黏性和粘结性方面均表现最佳,而硬度、黏性和咀嚼性则整体下降,这有利于儿童等对柔软口感有需求的消费群体。类似的质构改善也在磷酸氢钙对白鲢鱼糜的研究中得到验证,磷酸氢钙能够激活内源性转谷氨酰胺酶(TGase),促进蛋白网状结构的交联,从而提升弹性和粘结性。此外,复合磷酸盐对鱼糜的质构提升也被报道,尤其在提升弹性方面表现突出。所有添加食品级钙的样品均显著提高了鳕鱼肠的白度,磷酸钙的提升最为显著。钙盐本身的白色颜料效应以及其对蛋白质散射光的影响是主要原因。类似的白度提升在磷酸盐对罗非鱼糜的研究中亦有报道,磷酸盐能够改善鱼糜的光学属性,使产品更具感官吸引力。

 

本试验中食品级钙的添加对持水性影响不大,但对水分含量均有显著提升。磷酸钙通过增强凝胶网络的致密度,间接提高了水分的束缚能力,使得产品的保水性得到改善。复合磷酸盐在提升鱼糜保水率方面的效果也有报告,最佳配比(0.5%)能够显著提高保水效果。因此,钙盐的主要作用在于调节凝胶结构而非直接改变持水率。尽管各类钙盐对凝胶强度和质构有显著影响,但感官评分整体变化不大,说明在本实验的添加水平下,钙盐的色泽和口感改变量在感官检测阈值以下。这与已有研究中钙盐对感官属性影响有限的结论相符,说明在保证营养强化的同时,产品的接受度不会受到负面影响。

 

根据以上讨论可知,磷酸钙是提升鳕鱼肠凝胶强度、弹性及粘结性的最佳添加剂,能使凝胶结构更致密,白度和水分含量显著提高,而感官评分无明显变化。其他食品级钙虽有一定改善,但效果不及磷酸钙。

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