鱼糜制品如鱼肠、蟹棒等是以新鲜或冷冻鱼糜为原料,经斩拌、成型和熟化等工艺制成的具有一定弹性的水产风味食品。鱼糜制品营养丰富、风味多样而深受消费者喜爱[1],但鱼糜在斩拌过程中需要添加一定质量分数的食盐以促进其肌原纤维蛋白的充分溶出和肌动球蛋白凝胶网络的形成,在一定程度上增加了鱼糜制品的含盐量[2]。世界卫生组织(WHO)发布指南,建议成人每日食盐摄入量不超过5 g,长期摄入含过量盐的精加工食品对人体健康有许多负面影响。随着世界各国对健康饮食的日益关注,减少食盐摄入量成为鱼糜制品研发中的一个重要课题。

作为鱼糜制品品质的核心指标,凝胶特性不仅直接决定产品的凝胶强度、持水性等质构特性,更是影响消费者接受度的决定性因素[1]。在低盐条件下,如何有效调控蛋白质分子间相互作用以构建稳定的三维凝胶网络,是鱼糜制品研究领域需要考虑的关键因素之一。目前,低盐鱼糜凝胶改性的研究主要聚焦于物理场调控和化学修饰两个方面。物理场调控技术,如微波加热、超高压等非热加工技术,通过促进肌原纤维蛋白的溶出和分子交联达到增强凝胶强度目的;而化学修饰策略,如添加多酚类、氨基酸或纤维素等外源物质,则侧重于通过分子相互作用改善凝胶网络结构[3]。值得注意的是,最新研究发现,特定金属离子可通过双重作用机制提升蛋白基凝胶产品的性能,其一方面能够诱导肌原纤维蛋白构象由α-螺旋向β-折叠或β-转角的转变,另一方面能通过静电相互作用促进蛋白质分子展开与重排,有助于凝胶基质形成更为致密稳定的网络结构[4-5]。这一发现为通过金属离子提高低盐鱼糜制品的凝胶品质提供了创新思路。

竹盐是将海盐灌入竹筒中经过高温煅烧形成的,在煅烧过程中竹筒中的微量金属和矿物元素融入盐中,最终使竹盐呈碱性。与普通食盐相比,竹盐中富含Ca2+、Mg2+等多种金属元素,具备提高鱼糜凝胶品质的离子条件。已有研究表明,在鸡肉肠中加入竹盐能够有效提高凝胶强度及其他凝胶特性,添加质量分数为0.9%竹盐的鸡肉肠与添加质量分数为1.2%食盐的鸡肉肠具有相似的理化性质[6]。Kim等[7]发现,竹盐能促进猪肉糜中蛋白展开,改善猪肉糜质量。竹盐处理后的肉类具有较高的pH值,能够提升肉糜的持水能力[7-8]。相比于通过添加多糖等其他外源成分或者采用物理技术处理提高鱼糜凝胶强度的方法,利用竹盐中金属离子提高鱼糜的凝胶强度具有工艺简便性和成本优势[2],但目前未见有相关研究。本研究拟将不同质量分数的竹盐添加进鱼糜内,比较竹盐和普通食盐(本实验选用海盐)对鱼糜制品凝胶特性的影响,从总巯基含量、动态流变学特性、蛋白二级结构和微观结构等角度进一步探究竹盐鱼糜凝胶的增强机制,希望对开发高品质的低盐鱼糜制品提供有益参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻鱼糜,浙江兴业水产有限公司;竹盐为一烤竹盐,浙江临安三和园竹盐食品有限公司。竹盐制备过程:将原盐灌入3年生的毛竹制成的毛竹筒中,7 m下黄土封口,放入特制窑炉中,高温800 ℃左右烧制8 h,取出破碎后即得。食盐选用海盐,浙江省盐业股份有限公司;肠衣(口径13～15 mm,长度15 m/根),广西神冠胶原生物集团有限公司;尿素、无水硫酸铜,均为分析纯,上海麦克林生化科技股份有限公司;乙二胺四乙酸(分析纯),北京索莱宝科技有限公司;酒石酸钾钠四水合物、氯化钠、溴酚蓝、氢氧化钠,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

CHT210R型大容量高速台式冷冻离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;NR10QC型手提式色差仪,广州三恩时科技有限公司;DDS-307A型电导率仪,上海雷磁仪器厂;HR-20型旋转流变仪,美国沃特斯科技(上海)有限公司;spark 20M型多功能酶标仪,瑞士Tecan Group有限公司;FE28型pH计,梅特勒托利多科技(中国)有限公司;JR05-300型料理斩拌机,浙江绍兴苏泊尔家居用品有限公司;TA.XT Plus型质构分析仪,英国Stable Micro Systems有限公司;Nicolet6700型傅里叶显微红外光谱分析仪,美国Thermo有限公司;Regulus8100型场发射扫描电镜,日本Hitachi有限公司;Agilent7900型电感耦合等离子体质谱仪,安捷伦科技(中国)有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 竹盐理化性质测定

1.3.1.1 竹盐中主要元素含量测定

称取少量(约0.1 g)竹盐与普通食盐样品分别溶于10 mL超纯水中,使用电感耦合等离子体质谱仪对两种盐中的Na、Cl、K、Ca、Mg、S、Si、Fe等元素进行定量分析。

1.3.1.2 竹盐pH值及电导率测定

将竹盐和食盐分别配制成质量浓度为0.2、1.0、5.0 g/mL的溶液,使用pH计测定其pH值,使用电导率仪测定电导率值,每组至少测定3次。

1.3.2 鱼糜凝胶样品制备

鱼糜凝胶的制备根据朱士臣等[9]的方法稍加修改。冷冻鱼糜在4 ℃下解冻过夜,称取300 g鱼糜,用斩拌机斩拌30 s;分别将溶解在适量冰水中的竹盐和食盐溶液加入斩碎的鱼糜中,使鱼糜中盐质量分数分别为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%;用斩拌机继续斩拌3 min(斩拌20 s,间歇20 s),使其混合均匀,调节鱼糜凝胶中水质量分数为78%。取少部分鱼糜凝胶进行动态流变学测定,其余部分灌入肠衣中加热熟化,采用先40 ℃,2 h后90 ℃,30 min的两段式加热方法。最后将鱼糜凝胶取出置于冰水混合物中冷却,转入4 ℃冷藏以备后续指标测定。

1.3.3 凝胶强度测定

参考薛紫曦等[10]的方法并稍加修改。将鱼糜凝胶样品从4 ℃取出,室温平衡30 min,剥去肠衣,切去首尾两端,其余部分切成高20 mm的圆柱体。使用质构分析仪的P/5S球形探头对样品进行凝胶强度测定。下压距离为15 mm,测试速率为1.00 mm/s, 触发力为10 g,每组样品测试次数≥6次。凝胶强度计算方法见式(1)。

凝胶强度=破断力×破断距离。

(1)

式(1)中:凝胶强度,g·cm;破断力,g;破断距离,cm。

1.3.4 鱼糜凝胶蛋白相关指标测定

1.3.4.1 肌原纤维蛋白的提取及质量浓度测定

参考朱士臣等[11]的方法。将2 g鱼糜加入20 mL Tris-HCl(20 mmol/L,含0.05 mol/L NaCl,pH值为7.0)缓冲液,均质匀浆后10 000 r/min离心10 min;取下层沉淀加入20 mL Tris-HCl(20 mmol/L,含0.6 mol/L NaCl,pH值为7.0)缓冲液,再次均质匀浆后置于4 ℃条件下浸提1.5 h,离心取上清液即为肌原纤维蛋白溶液,用双缩脲法测定蛋白质质量浓度。

1.3.4.2 总巯基含量测定

参考米红波等[12]的方法。将1.3.4.1中肌原纤维蛋白溶液按比例稀释至4 mg/mL,取0.5 mL与4.5 mL 0.2 mol/L Tris-HCl 缓冲溶液混匀,再与0.5 mL 10 mmol/L 5,5’二硫代双(2-硝基苯甲酸)溶液混合均匀后在40 ℃下水浴25 min。以Tris-HCl缓冲溶液作空白,在412 nm处测定吸光度,用摩尔消光系数13 600 L/(mol×cm)计算总巯基含量。

1.3.4.3 表面疏水性测定

参考Guo等[13]的方法。取1 mL质量浓度调整为1 mg/mL的肌原纤维蛋白溶液,加入80 μL同浓度的溴酚蓝溶液,涡旋均匀,暗处静置10 min,8 000 r/min离心15 min后取上清液,稀释10倍,测定595 nm处的吸光度,表面疏水性以溴酚蓝的质量表示。

1.3.5 质构特性分析

参考刁小琴等[14]的方法并稍加修改。用质构分析仪测定鱼糜凝胶各质构指标。选用5 kg称重传感器及P/36R平底柱形探头对鱼糜凝胶样品进行2次压缩实验。测定参数设置:测前/后速率1.00 mm/s,测试速率1.00 mm/s,压缩比40%,触发力5 g。每个样品测试次数≥5次。

1.3.6 色泽测定

使用色差仪测定鱼糜凝胶的L*(亮度),a*(红绿度)和b*(黄蓝度)。白度的计算方法见式(2)。

白度

(2)

1.3.7 动态流变学特性测定

参考Zhu等[15]的方法并稍加修改。采用25 mm的平行铝板夹具,将适量鱼糜样品放置在流变仪底部平台上,进行动态温度扫描。测定参数设置:平板狭缝1 000 μm,应变2%,频率0.1 Hz,升温区间20～90 ℃,升温速率3 ℃/min。在升温过程中,用二甲基硅油封边,防止鱼糜水分蒸发。

1.3.8 压缩性能测定

采用质构分析仪对高为20 mm圆柱体鱼糜凝胶样品进行压缩性能测定,使用50 kg称重传感器及P/36R平底柱形探头[5],测试速率为1.00 mm/s,触发力为5 g。

1.3.9 红外光谱测定

参考Shen等[16]的方法。用干燥后粉末样品进行ATR模式扫描4 000～400 cm-1的红外光谱(FT-IR),并用PeakFit软件对1 700～1 600 cm-1谱图进行拟合分析。

1.3.10 微观结构观察

参考尹开平等[17]的方法并稍加修改。将鱼糜凝胶样品切成1.5 cm×1.5 cm×0.3 cm方块,用质量分数为2.5%的戊二醛溶液固定24 h(4 ℃),用现配PBS缓冲液漂洗(3次,15 min/次);再用体积分数为50%～95%的乙醇对样品进行梯度洗脱,每次15 min;最后用无水乙醇漂洗(2次,15 min/次)。将脱水处理后的样品冷冻干燥后置于干燥皿内保存,测试前抽真空喷金,用扫描电镜观察样品微观结构。

1.3.11 感官评定

将鱼糜凝胶去肠衣后切成高10 mm的圆柱体,放置于玻璃平皿中进行感官评定。评定小组由10名经过感官评定培训且经验丰富的人员(男女各半)组成,分别从色泽、质地、咸味、口感四个方面进行评定(鱼糜凝胶感官评价标准如表1所示)。采用加权评分法计算总分,总分值用平均值±标准差表示。

1.4 数据处理

通过Excel 2019和IBM SPSS Statistics 26软件对实验数据进行处理,用Duncan法进行差异显著性分析(P<0.05表示差异显著),使用Origin 2024b软件绘图。

2 结果与分析

2.1 竹盐基本理化性质分析

2.1.1 主要元素含量分析

竹盐与传统食盐主要元素含量分析结果如表2所示。由表2可知,竹盐中的K、Ca、Mg、S、Fe等元素含量均高于传统食盐,这些金属元素在晶体结构中取代了Na的位置,从而降低了NaCl的相对比例。其中,金属元素K、Ca、Mg质量分数分别较传统食盐高25.6%、183.3%和18.5%。值得注意的是,竹盐中还检测到了传统食盐中未含有的Fe元素,进一步丰富了其微量元素组成,且竹盐中的S含量是传统食盐的3.22倍。这表明竹盐的煅烧过程有利于各元素的积累。黄星等[18]对不同煅烧次数竹盐的理化性质进行了深入分析,与食盐相比,竹盐中Ca、Mg、Fe等元素含量均有所提高,且竹盐中各元素含量与烤制次数之间呈正相关,即随着竹盐煅烧次数的增加,K、Ca、Mg、Fe等碱性金属元素在竹盐内部发生富集,这与本文研究结果基本一致。

2.1.2 pH值和电导率分析

竹盐与食盐pH值和电导率分析结果见表3。由表3得出,两种盐的pH值均随着盐质量分数的增加而增大。在0.2%的低质量分数下,普通食盐和竹盐的pH值差异不显著。但随质量分数增加到较高水平时,竹盐的碱性明显强于传统食盐(P<0.05)。质量分数为5.0%时竹盐溶液的pH值快速升至9.38,碱性明显增强。这一变化可归因于在竹盐煅烧过程中碱性金属元素(Mg、Ca、K等)自外部向竹盐内部的迁移。溶液的电导率通常受溶液中总固形物含量的影响,由表3可知,两种盐溶液的电导率均随着盐质量分数的增加而增大。相同的盐质量分数时,竹盐组的电导率显著高于食盐组(P<0.05),进一步证明了竹盐中金属离子的含量较传统食盐更为丰富,与元素含量分析结果相吻合。黄星等[18]、金如铁等[19]对竹盐电导率的研究同样指出竹盐中含有更多的微量元素,且溶液中盐的质量分数越高,pH值及电导率越大,与本研究结果相一致。

2.2 竹盐添加量对鱼糜凝胶强度的影响

凝胶强度是评价鱼糜凝胶质地特性的关键参数,与破断力和破断距离呈正相关。食盐和竹盐添加量对鱼糜凝胶强度的影响分析结果见图1。由图1可知,鱼糜凝胶强度随两种盐添加量(1.0%～2.5%)的增加而逐渐增强。当竹盐添加量(质量分数)为2.5%时,鱼糜凝胶的强度达到最大值,之后随着盐添加量的增加开始下降。在1.0%～2.5%添加量范围内,竹盐组的鱼糜凝胶强度显著高于食盐组(P<0.05),且添加量越大差异越明显。2.5%质量分数竹盐组鱼糜凝胶的凝胶强度与同质量分数的食盐组相比提高了21.4%。当盐添加量进一步增加至3.0%时,竹盐组鱼糜凝胶强度反而下降。与传统食盐相比,竹盐中较高质量分数的多种金属离子能有效促进鱼糜中蛋白质的共价键作用和凝胶网状结构的形成,凝胶结构更致密和均匀。以往的研究表明,在一定质量分数范围内,Fe2+、Ca2+和 Mg2+等金属离子均能增强鱼糜凝胶强度,其中,部分二价金属离子可与羧基形成“盐桥”,部分离子能够通过影响鱼蛋白中的内源酶促进蛋白间的交联[20]。而3.0%竹盐组鱼糜凝胶的强度下降可能是由于竹盐中过高的离子强度引发部分蛋白质无序聚集,形成团聚体,进而形成不良凝胶网络[20-21]。通过对比发现,2.0%竹盐组鱼糜凝胶和3.0%传统食盐组在凝胶强度上并无显著差异,表明竹盐可以在降低盐添加量的同时保持鱼糜的凝胶强度。在鱼糜制品生产过程中,若采用2.0%质量分数的竹盐替代传统食盐,可在保持产品凝胶特性的同时实现减盐33%的效果。

2.3 竹盐添加量对鱼糜凝胶总巯基和表面疏水性的影响

蛋白质的总巯基包括表面的活性巯基和内部的隐蔽巯基[22]。食盐和竹盐的添加量对鱼糜总巯基与表面疏水性的影响分析结果见图2。由图2(a)可知,在盐添加量(质量分数)为1.0%～2.5%时,鱼糜中的总巯基含量随盐添加量的增加而下降。在相同盐添加量的条件下,竹盐组鱼糜凝胶的总巯基含量低于食盐组,表明竹盐可促使鱼糜内部形成更多的二硫键。随着盐添加量的增加,盐溶蛋白逐渐溶解并形成更多的二硫键,导致总巯基含量降低。竹盐中富含的金属离子如Mg2+、Fe2+、Ca2+和Fe3+能够改变蛋白的构象,使原本隐蔽的巯基暴露出来而更易被氧化形成二硫键,并最终降低了总巯基含量[23]。有研究表明,相较于单价金属盐,二价金属盐对蛋白质的影响更大,其中Ca2+在二硫键的形成过程中扮演着至关重要的角色。这些金属离子所引发的氧化反应主要作用于碱性和含硫氨基酸,如组氨酸转化为天冬氨酸或天冬酰胺,以及脯氨酸转化为谷氨酸和γ-谷氨酰半醛等[24]。然而,当盐添加量达到3.0%时,竹盐组鱼糜中总巯基含量却出现不降反增的现象,这可能是由于过高质量分数的金属离子导致蛋白质分子的随机聚集速度大于其变性速度,变性蛋白质随机聚集减少了巯基的暴露量[25]。

表面疏水性是影响蛋白质折叠的主要因素,其强弱是由蛋白表面疏水氨基酸侧链的排列决定的[26]。由图2(b)可知,在盐添加量为1.0%～2.5%时,鱼糜凝胶的表面疏水性随盐添加量增加呈下降趋势。同质量分数下,竹盐组鱼糜凝胶的表面疏水性更低,推测与一定的离子强度促进蛋白质分子的折叠有关。随着盐添加量的增加,蛋白质内部的疏水基团暴露出来并重新折叠而降低了其表面疏水性,有利于蛋白质的凝胶化[27]。同时,金属离子可使蛋白质的极性表面脱水而增加蛋白质分子间的引力,促进分子间的疏水聚集。但当盐添加量达到3.0%时,竹盐组的鱼糜凝胶的表面疏水性却出现与传统食盐组相反的变化趋势。这可能是由于竹盐中过量金属离子增强了蛋白质的无序聚集,进而减弱了蛋白内部疏水相互作用,使蛋白质暴露出更多的疏水氨基酸残基[28]。

2.4 竹盐添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响

食盐和竹盐的添加量对鱼糜凝胶质构特性的影响分析结果见表4。由表4可知,在盐质量分数为1.0%～2.5%时,鱼糜凝胶的硬度、弹性、咀嚼性和回复性均随盐添加量的增加呈现增强趋势。当竹盐添加量为2.5%时,鱼糜凝胶硬度达到最大值,之后开始下降。而在所有组别中,2.5%竹盐组的鱼糜凝胶硬度最高,其次分别为3.0%食盐组和3.0%竹盐组,1.0%食盐组的鱼糜凝胶硬度值最低。鱼糜凝胶的弹性、咀嚼性和回复性的变化与硬度的变化规律类似。与同质量分数的食盐组相比,2.5%竹盐组的鱼糜凝胶的回复性提高了6.0%。竹盐中富含的Ca2+、Mg2+能催化激活鱼糜中的内源酶,促进鱼糜凝胶化和蛋白凝胶网络的形成,并能通过盐桥的形成和各种相互作用等增强蛋白的有序聚集而提高凝胶硬度[20]。Fe元素同样能促进蛋白质的有序聚集,但过高的Ca2+质量分数可能会削弱蛋白质分子内疏水相互作用,从而导致凝胶硬度下降。这也可以解释2.5%竹盐组鱼糜凝胶硬度反而高于3.0%竹盐组的原因。

2.5 竹盐添加量对鱼糜凝胶色泽的影响

白度也是评估鱼糜凝胶质量的重要指标之一,消费者偏好具有高L*值及白度的鱼糜凝胶制品。食盐和竹盐的添加量对鱼糜凝胶色泽的影响分析结果见表5。由表5可以看出,在盐为1.0%～2.5%时,随盐添加量的增加,鱼糜凝胶的L*值和白度呈下降趋势,但当盐添加量到3.0%时,竹盐组的L*值和白度却出现增大的现象。在同添加量(1.0%～2.5%)下,食盐组的鱼糜凝胶表现出更高的亮度和白度。盐质量分数的增加有助于更多的肌原纤维蛋白有序聚集形成更紧密、更复杂的蛋白凝胶网络,在一定程度上减少了光的散射效应,导致鱼糜凝胶的白度下降。与此同时,竹盐中Fe3+与蛋白的配位交联,以及Ca2+、Mg2+对蛋白的诱导催化也会促进鱼糜凝胶网络的形成,降低鱼糜凝胶白度[20,29]。尽管如此,两种鱼糜凝胶的白度在肉眼观察下差异不显著。

2.6 竹盐添加量对鱼糜凝胶流变学特性的影响

2.6.1 动态流变学特性

动态流变学测定中的动态温度扫描测定可监测鱼糜在热诱导凝胶过程中的变化。图3为鱼糜凝胶储能模量(G′)及损耗模量(G″)的动态温度曲线。G′和G″值与鱼糜凝胶的弹性和黏度密切相关。G′表示凝胶的非永久性变形能力,而G″则反映了凝胶黏性行为的不可逆性。由图3可知,所有鱼糜样品在20～90 ℃均显示出相似的曲线,且G′值高于G″值,显示出凝胶网络特有的黏弹性[30]。在20～50 ℃的初始升温阶段,G′随温度升高而下降,并在约55 ℃时降至最低值,这可能是氢键断裂,临时凝胶网络被破坏所致[31]。曲线最低点出现偏移的原因可能是竹盐中离子的存在增强了鱼糜凝胶强度,提高了破坏凝胶网络结构所需要的热能。当样品进一步加热至50～75 ℃时,G′值逐渐增大,在约75 ℃时达到第二个高点,之后逐步上升,在90 ℃左右达到稳定,这说明鱼糜凝胶在90 ℃左右已经形成牢固的凝胶结构。同质量分数下,竹盐组的鱼糜凝胶在40 ℃和90 ℃时,显示出更高的G′值。这表明与食盐相比,竹盐能更好地诱导鱼糜凝胶化。竹盐中金属离子可催化某些氨基酸基团,从而促进蛋白质相互作用,形成热不可逆凝胶网络。此外,不同盐对凝胶化的影响与其质量分数有关,质量分数过高反而不利于凝胶化。

2.6.2 应力-应变和耗散能

图4为鱼糜凝胶在30%应变条件下的应力-应变曲线,以及所对应的耗散能和在100%应变下的断裂应力及断裂应变。由图4(a)可知,所有鱼糜凝胶样品中,能量耗散均以明显的滞后环的形式表现。2.0%竹盐和3.0%食盐组的鱼糜凝胶的应力-应变曲线发生部分重叠,3.0%竹盐和2.5%食盐组的鱼糜凝胶的应力-应变曲线也发生部分重叠。这表明在低应变下,所有样品均未发生内部断裂。由图4(b)可知,同质量分数下,竹盐组鱼糜凝胶的耗散能显著高于食盐组(P<0.05),表明竹盐中金属离子诱导下更强凝胶网络的存在使施加的应力有效地分散到周围,使凝胶的韧性更高。2.5%竹盐组的断裂应变为79.4%,而3.0%食盐组仅为74.7%[图4(c)]。2.5%竹盐组鱼糜凝胶的断裂应力达到最大值965.28 kPa,是3.0%食盐组的1.4倍[图4(d)]。 这是由于在竹盐中金属离子的作用下,蛋白质基团聚集形成的凝胶网络在变性过程中需要耗散更多能量,因此显示出较高的断裂应力和应变[32]。这表明,适当质量分数的金属离子能增强蛋白质分子间的相互作用,提高凝胶的断裂应力。然而,3.0%竹盐组中过量的金属离子导致蛋白质随机聚合而使凝胶结构变得粗糙,进而降低了断裂应力,这一规律与鱼糜凝胶强度的变化趋势一致。

2.7 竹盐添加量对鱼糜凝胶红外光谱及二级结构的影响

红外光谱可通过鱼糜凝胶样品的吸收带强度或位置变化来确定分子间相互作用的变化情况。食盐和竹盐的添加量对鱼糜凝胶红外光谱及其蛋白质二级结构的影响分析结果见图5。由图5(a)可知,各组鱼糜凝胶的酰胺带位置相似。由图5(b)可知,随盐质量分数的增加,各组鱼糜凝胶中α-螺旋含量均下降,而无规则卷曲含量则上升。在凝胶形成过程中,肌球蛋白中α-螺旋转变为β-折叠、β-转角和无规则卷曲。同质量分数下(除3.0%外),竹盐组鱼糜凝胶β-转角的占比更高,这是由于二价金属离子倾向于将α-螺旋转变为β-转角。过量的金属离子则会将α-螺旋转化为无规则卷曲,最终影响有序凝胶网络的形成,因此3.0%竹盐组的鱼糜蛋白质凝胶结构不如同质量分数的食盐组稳定。

2.8 竹盐添加量对鱼糜凝胶微观结构的影响

图6为不同盐添加量的鱼糜凝胶的横截面及微观结构。由图6可知,在竹盐质量分数为2.0%～2.5%时,鱼糜凝胶样品的横截面和微观结构都随着盐添加量的增加变得更加光滑,孔隙也更加均匀。同质量分数下,竹盐组鱼糜凝胶表面更光滑,孔隙更少;而在盐添加量(质量分数)为1.0%～3.0%的所有组别中,2.5%竹盐组的鱼糜凝胶微观结构最为紧密,其表面的气孔大小一致,也更为光滑;但3.0%竹盐组鱼糜凝胶的表面变得粗糙,孔隙也增多了,这表明其内部形成了不规则的凝胶网络。这进一步表明,在适宜质量分数下,竹盐中富含的金属离子有利于鱼糜凝胶蛋白质的有序聚集,对形成致密有序的凝胶结构有积极作用。

2.9 竹盐添加量对鱼糜凝胶感官评价的影响

食盐和竹盐添加量对鱼糜凝胶感官评价的影响分析结果见表6。由表6可知,6组鱼糜凝胶在感官评价总分上差异不显著,相比而言,3.0%盐添加量的两组样品总分略低,这与咸味评价中相对应的两组得分较低有关。在色泽和质地的评分上,竹盐组与同质量分数食盐组,均无显著差异。在口感方面,盐添加量为2.0%～2.5%时,同质量分数下竹盐组的得分更高,口感更好。综合评分来看,2.0%竹盐组得分最高,其次为2.5%竹盐组和2.0%食盐组。

3 结 论

本研究比较了竹盐和传统食盐对鱼糜凝胶特性和流变特性的影响。研究结果表明,在相同盐添加量下,竹盐组的鱼糜制品相较传统食盐组表现出更优的鱼糜凝胶特性,且并未对鱼糜制品的感官特性产生不良影响。尤其添加质量分数为2.5%的竹盐能显著增强鱼糜凝胶的弹性、硬度、凝胶强度、断裂应力和断裂应变,使鱼糜凝胶微观结构更为紧密。此外,2.0%竹盐组和3.0%食盐组鱼糜凝胶的各指标差异不显著(P>0.05),表明竹盐能在维持鱼糜凝胶品质的同时,在一定程度上降低鱼糜制品的含盐量。流变特性等研究结果表明,随竹盐添加量增加,鱼糜凝胶表现出更高的G′和G″值,耗散能的增强也说明凝胶具有更高的断裂应力和断裂应变,以及稳定性。这说明竹盐中金属离子能够增强蛋白质之间的相互作用,促进鱼糜中蛋白的交联,使蛋白质有序聚集,从而形成更强的凝胶网络。然而,3.0%的竹盐中存在过高质量分数的金属离子会对鱼糜凝胶造成不良影响,这说明竹盐添加量需控制在适宜范围内以发挥其作用优势。因此,从提高低盐鱼糜理化特性和凝胶特性角度,竹盐较传统食盐更有优势。本研究旨在为设计和开发优质鱼糜产品,扩大竹盐应用领域提供一定的理论参考。后续还可在竹盐对鱼糜的消化特性影响,竹盐与其他复杂组分组合的替代物等方面进行深入探究。

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Effects of Bamboo Salt Addition on Gel Properties of Reduced-Salt Surimi

ZHOU Xuxia 1,2,3, GUO Zhenjie 1,2, WANG Jingyi 1, BAO Canran 1,SHEN Jie 1,2,3, ZHU Shichen 1,2,3, JIA Shiliang 1,2,3, DING Yuting 1,2,3,4,*

(1.College of Food Science and Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China; 2.Zhejiang Key Laboratory of Green, Low-Carbon and Efficient Development of Marine Fishery Resources,Hangzhou 310014, China; 3.National R&D Branch Center for Pelagic Aquatic Products Processing (Hangzhou),Hangzhou 310014, China; 4.Food Science Research Institute of Zhangzhou, Zhangzhou 363000, China)

Abstract： Reducing the salinity is an important direction in the development of surimi products, but the low salt addition significantly affected the gel properties of surimi. To investigate the effect of various levels of bamboo salt on the gel properties of reduced-salt surimi, the effects of different contents of bamboo salt on the gelation properties of surimi and its substitution effects of the table salt were systematically investigated, based on the analysis of the elemental composition and physicochemical properties of bamboo salt. The results demonstrated that bamboo salt contained significantly higher mineral element compared to table salt, with the mass fractions of Mg, Ca, and K being elevated by 25.6%, 183.3%, and 18.5%, respectively. The presence of these basic elements significantly improved the pH and conductivity of bamboo salt, and further improved the gel properties of surimi gels. The springiness, strength, and hardness of surimi gels increased with the increase of bamboo salt concentration of 1.0%-2.5%, which was more conducive to the formation of a denser three-dimensional network structure of surimi gels. Meanwhile, the thermal stability, protein intermolecular forces, dynamic rheological properties (energy dissipation density), fracture stress, and fracture strain of surimi gels were gradually increased, resulting in a more stable and mechanically tough surimi gel. Among all studied groups with bamboo salt concentrations ranging from 1.0% to 3.0%, the surimi gel properties of 2.5% bamboo salt group were the best, which significantly increased the gel strength and resilience of surimi gels by 21.4% and 6.0%, respectively, compared with the 2.5% table salt group. Based on the comprehensive analysis of the physicochemical properties, gel properties and sensory evaluation of surimi gels, the concentration of 2.0% bamboo salt showed the same gelation effect with the concentration of 3.0% table salt, reaching a 33% reduction in salt content. The findings could provide technical support for the development of high-quality low-salt surimi products and provide theoretical references for the broadening of the application of bamboo salt in the meat processing.

Keywords： bamboo salt; surimi; gel properties; myofibrillar protein; rheological properties

文章编号：2095-6002(2025)03-0149-13

doi：10.12301/spxb202400703

引用格式：周绪霞,郭桢婕,王静宜, 等. 竹盐添加量对减盐鱼糜凝胶特性的影响[J]. 食品科学技术学报,2025,43(3):149-161. ZHOU Xuxia,GUO Zhenjie,WANG Jingyi, et al. Effects of bamboo salt addition on gel properties of reduced-salt surimi[J]. Journal of Food Science and Technology, 2025,43(3):149-161.

中图分类号： TS254.1; TS254.4

文献标志码： A

收稿日期： 2024-10-30

基金项目： 国家自然科学基金资助项目(30471225)。

Foundation: National Natural Science Foundation of China (30471225).

第一作者： 周绪霞,女,教授,博士,主要从事食品贮藏保鲜与精深加工方面的研究。

*通信作者： 丁玉庭,男,教授,博士,主要从事健康食品与智能制造,食品保鲜物流与安全控制方面的研究。

(责任编辑：叶红波)