冷冻鱼糜和鱼糜制品文档格式.docx
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二段凝胶化在32℃温度下进行30min左右的高温凝胶化和在7～10℃温度下进行18h左右的低温凝胶化。
在鱼糜制品生产上一般低温长时间的凝胶化使制品的凝胶强度比高温短时的凝胶化效果要好些，但时间太长，为此在生产中常采用二段凝胶化以增加制品的凝胶强度。
图5-1鱼糜凝胶化的温度依存性（至水）
凝胶劣化是指在一定温度下,鱼糜在凝胶化温度带中已形成的凝胶结构，在70℃以下温度域中逐渐劣化、崩溃的一种现象。
鱼糜发生凝
胶劣化的温度一般在50～70℃。
其发生机制有多种假说，其中一种普遍的解释，认为在鱼肉的水溶性蛋白质中存在着一种对温度特别敏感的碱性蛋白酶，在60℃时活性最强，它可以使已经形成的肌动球蛋白分子组成的网状结构破坏，疏水基团暴露，导致水分游离而使凝胶劣化。
碱性蛋白酶活性与凝胶强度的关系见图5-2。
为了生产具有较强凝胶强度的鱼糜制品，一般采用将鱼糜在50℃以下的某一凝胶化温度段放置一定时间后，再加热使其迅速通过60℃左右的温度带，并在70℃以上的温度使碱性蛋白酶迅速失活。
由于鱼糜制品中除鱼肉外，还需加入多种辅料和调味品，为了杀菌和煮熟的目的应将产品加热至其中心温度达到75℃以上。
一般可根据需要，在75～95℃的温度范围内选择。
研究表面，在70℃左右的低温长时间加热和80～90℃的高温短时加热的制品，其质量也有显著的差别。
图5-2碱性蛋白酶活性与凝胶强度的关系
虽然任何一种蛋白质都是热凝固的，但同一种凝胶的构造将因加热方法不同而有所差异，在急速加热时，将使在凝胶化过程中形成的包含水分的网状结构即刻固定下来成为凝胶强度较强的制品，而低温长时间加热则因网状结构的分布不均使制品较脆弱。
二、凝胶形成能的鱼种特异性
不同鱼种的凝胶形成能是不一样的，而凝胶形成能是判断原料鱼是否适合做鱼糜制品的重要特征。
鱼糜制品的特点是不受原料鱼鱼种的限制，但如从凝胶形成能、肉色、味道、气味等肉质条件来考虑的话，可以用作鱼糜原料的鱼种就会被限定在较小的范围内。
据清水的调查，日本常用的主要原料鱼有海鳗、鲻鱼、日本马头鱼、鮸鱼、绿鳍鱼、平鲉、牙鲆、箭鱼、多鳞鱼喜、 虎鱼、鲷鱼、长背鱼、飞鱼、蛇鲻、小黄鱼、带鱼、远东多线鱼、鲽、鲤、鲨鱼等。
大部分为海产白肉鱼，淡水鱼较少，而几乎不含红肉鱼。
红肉鱼富含肌肉色素且脂肪多，故其凝胶形成能较弱，一般淡水鱼的凝胶形成能比海水鱼弱；
软骨鱼类比硬骨鱼弱；
红肉鱼又比白肉鱼弱。
我国常用的海水原料鱼有狭鳕、蛇鲻、金线鱼、大眼鲷、白姑鱼及其他小杂鱼等，淡水原料鱼有白鲢、草鱼、鲸鱼等。
将约30g鱼糜用防水薄膜包好，并分别在30～90℃的恒温槽中加热一定时间，调查其凝胶化的程度。
横坐标为温度，纵坐标为相应的凝胶强度而得到的鱼糜温度一凝胶化曲线，可以了解到各种鱼类所固有的凝胶化特性。
5-3未漂洗盐擂鱼糜的温度-凝胶化曲线
实线-加热20min;
虚线-加热2h；
△-浆状；
□-魔芋状凝胶；
○-鱼糕状凝胶；
●-凝胶劣化凝胶；
图中数字-弹性强度的感官评分（10分制）；
字母-折叠实验结果，将5mm厚的样品对折，
A为无异常（图中省略），B为有折痕，C为弯折，D为分离成两片
图5-3列出了不同鱼类盐类鱼糜的凝胶化曲线，其共同点也是重要点是在60℃附近，其凝胶化已基本完成，即便再加温也不会使其凝胶强度增强。
各鱼种的差异性主要依存于30～40℃鱼糜的凝胶化速度（凝胶化难易度）和50～70℃温度域的凝胶劣化速度（凝胶劣化难易度）的不同。
根据其难易度的不同可将其分为4种类型。
①难凝胶化、难凝胶劣化的类型。
如鲨鱼类等；
②难凝胶化、易凝胶劣化的类型，如鲐鱼；
③易凝胶化、易凝胶劣化的类型，如沙丁鱼类、鮸鱼；
④易凝胶化、难凝胶劣化的类型，如美拟鲈。
鱼肉的凝胶形成能一般是将在一定条件下调制而成的鱼糜经80～90℃加热后，测定其弹性的。
但是从图5-3的凝胶化曲线中可知，凝胶劣化也具有鱼种特异性。
有的鱼糜在60℃只要20min，就完全分解成烂泥状，有的即使加热2h也毫无凝胶劣化的迹象，各种鱼间差异甚大。
因此,对于难凝胶劣化的鱼种来说，这种方法可行，但对于易凝胶劣化的鱼种而言，会因其通过凝胶劣化温度带速度的快慢而很大程度影响弹性测定结果。
通过时间越快，弹性越强，反之越弱。
可见90℃的凝胶显示的只不过是一种表观的凝胶形成能，并没有显示其真实的能力，要知道其潜在的能力应该在60℃，20min加热条件下测定其凝胶强度（易凝胶劣化的鱼种为50℃，20min）。
不同鱼类形成的凝胶强度差异相当大，各种鱼类在最合适条件下（食盐3%，pH6.8，水分82%）形成的凝胶强度如图5-4，其中的远东拟沙丁鱼为270g/cm2，而蓝枪鱼为2937g/cm2，两者相差约10倍。
按凝胶形成能数值可将1000以上的分类为高弹性鱼种，500～1000为普通弹性鱼种，500以下为弱弹性鱼种。
值得注意的是如蓝枪鱼、鮸鱼、飞鱼、蛇辎、美拟鲈、带鱼、牙鲆、竹筴鱼这些一直以来作为鱼糜制品优良原料的鱼种大都在高弹性的种类中。
此外，大部分红肉鱼（鲣、鲐、秋刀鱼、黄肌金枪鱼、黑鲔、圆舵鲣、远东拟沙丁鱼）的凝胶强度在300～800g/cm2左右，属于普通或者弱弹性的类别。
鲨鱼类中的凝胶形成能的差异幅度也相当大，淡水鱼大都属弱弹性，其中鲫鱼更弱。
乌贼的凝胶形成能同红肉鱼差不多。
根据研究资料表面鱼体凝胶强度的强弱有以下的倾向：
白肉鱼和软骨鱼类中，强弱均有；
红肉鱼类中，较弱；
介于红肉鱼和白肉鱼之间的鱼种，如旗鱼、鯵鱼等，多数较强；
鲽类，鲑，鳟类较弱；
淡水鱼类强弱均有。
图5-4潜在凝胶化形成能与凝胶化强度的关系
三、鱼肉的化学组成和凝胶形成能
鱼种之间存在如此大的凝胶形成能差异主要是肌肉的化学组成不同所造成的，而关系最大的成分有：
肌原纤维蛋白质、肌浆蛋白，以及因鱼种不同变动较大的脂质和提取物成分。
（一）肌原纤维蛋白质 鱼糜的凝胶结构是由肌原纤维蛋白质（肌动球蛋白、肌球蛋白）形成的网目所致，这一点已得到广泛认同。
因此，其含有量和自身的凝胶形成能力就被认为是决定鱼肉凝胶形成能的最重要的因素，实际上在鱼鲜度下降或冷冻贮藏过程中已确认到，肌原纤维不溶化和肌动球蛋白的变性同鱼糕弹性下降之间具有很强的相关性。
最近的研究已表明，肌动球蛋白本身的凝胶形成特性是决定鱼种的凝胶化特征（凝胶化的速度和凝胶劣化速度）的主要因素。
然而，在前项中所指出的鱼种之间固有的凝胶形成能的差异，如白肉鱼种和红肉鱼种，硬骨鱼和软骨鱼，海产鱼和淡水鱼之间的差异，很难仅仅以肌原纤维蛋白质的量和质来说明的，还必须考虑到其他成分的影响。
（二）肌浆蛋白质 鱼肉进行漂洗后可以使鱼的弹力增强。
这是因为通过水洗，可除去同弹性形成无关的脂质、提取物成分、水溶性蛋白质等，从而浓缩了凝胶形成成分——肌原纤维的缘故。
此外也除去了水溶性成分中所含有的弹性阻害因子。
实验证明漂洗时溶出的蛋白质即是这种阻害因子。
分析水溶性蛋白即肌浆蛋白的弹性阻害机制时，有二个重要的现象不容忽视：
第一是肌动球蛋白和肌浆蛋白之间的热凝固相互作用。
如图5-5所示，加热不同比例的肌动球蛋白和肌浆蛋白的混合溶液（I=0.6，pH6.8，基本上同鱼糜的离子强度、pH条件一致），当肌动球蛋白（AM）单独存在时，溶液中不发生凝固。
而随着肌浆蛋白（SP）的比例增大，由于共存的水溶性蛋白质肌浆蛋白的热凝性影响而发生的凝集，沉淀也随之增大。
这个实验结果表明，肌浆蛋白不单同弹性形成无关，相反地对肌动球蛋白的网状形成起到一种阻害作用。
图5-5肌动球蛋白（AM）和肌原纤维抽出液（SP）的混合液
红肉鱼同白肉鱼相比，肌浆蛋白的量多，热凝固性的影响亦高，故对肌动球蛋白的凝集作用相对也强。
虽然红肉鱼和白肉鱼的肌原纤维蛋白质的含量几乎没有什么差别，但其潜在的凝胶形成能较小的主要原因被认为是肌浆蛋白多的缘故。
第二是肌浆蛋白中存在一种于60℃附近为最适活性的蛋白酶（碱性组织蛋白酶，Cathepsin），鱼糜加热至该最适温度时，发生凝胶劣化的现象，牧之段等认为这是凝胶劣化的主要原因。
在不同鱼种之间比较这种蛋白酶活性和鱼肉的凝胶形成能之间的关系时，还不能得到满意的相关关系，但如考虑到鱼肉肌动球蛋白易被酶作用这一特性的话，加热过程中蛋白酶对鱼肉凝胶形成能的影响是一个不可忽视的重要因素。
（三）非蛋白质成分 一般认为多脂鱼的凝胶形成能低。
但肌肉中的脂肪到底对鱼糜凝胶化影响如何却不甚了解。
从池内氏在鱼糜中添加植物油的实验结果来看，油以细滴分散于鱼糜中，形成水中油型的乳液状，20%以下的添加量对鱼糜的凝胶强度没有太大的影响。
冈田也在油蝶鱼糜中加人大豆油，亦未发现对凝胶强度有大的影响。
无机质特别是易被蛋白质吸附的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+等也许对鱼糜的凝胶化产生一定的影响，但至今尚无此方面的报道。
提取物组成中，鱼种间可以观察到显著的差异。
但对凝胶形成能的关系如何还不清楚。
只知道精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸有弹性增加效果，而软骨鱼类中高含量的尿素对鱼糜凝胶化有抑制作用。
四、鱼糜制品的弹性形成机理
鱼糜制品的弹性是赋予制品独特口感的重要特征，不仅在食味上，而且对制品的外观、贮藏性也有较大的影响。
从某种意义上说，鱼糜制品的生产技术就是如何保证和突出其弹性的技术。
（一）鱼糜制品的弹性形成
鱼糜制品的弹性同琼胶、明胶等富于弹性的凝胶一样，由纤维状高分于构成三维网目结构所形成的，肌原纤维是鱼糜制品网状结构的构成因素。
凝胶有二种类型，一种具有热可逆性，如明胶，加热时呈溶胶，冷却就形成凝胶；
另一种为热不可逆性，如蛋清加热形成凝胶，冷却后不能恢复原状。
鱼糜制品属于后者。
蛋清凝胶化不需要食盐，鱼肉研碎后直接加热时大量脱水，不能形成有弹性的凝胶，但加盐研磨时，即成新稠状肉糊，经加热即可形成弹性强的凝胶，未见脱水现象。
因此，鱼糜制品的特征就是加盐的热不可逆性凝胶。
鱼肉蛋白质由水溶性的肌浆蛋白、不溶于水而溶于稀盐的肌原纤维蛋白以及不溶性的胶原蛋白等肌基质蛋白构成。
肌浆蛋白占蛋白质总量的20%～30%，对弹性形成不利。
肌基质蛋白占2%～3%，含量少，不是弹性形成所必须的蛋白质。
肌原纤维蛋白质具有纤维状的细长形状，占鱼肉蛋白质的60%～70%，无论从质还是从量来看，是同弹性形成直接相关的蛋白质。
肌原纤维蛋白质溶于0.3～1mol／L浓度的食盐水。
当鱼体肌肉作为鱼糜加工原料经绞碎后肌纤维受到破坏，鱼肉中加入约2%～3%的食盐擂溃时，由于擂溃的机械作用（搅拌和研磨），肌纤维进一步被破坏，并促进了鱼肉中盐溶性蛋白的溶解，它与水发生水化作用并聚合成黏性很强的肌动球蛋白溶胶，然后根据产品的需求加工成一定的形状。
把已经成型的鱼糜进行加热，在加热中，大部分呈现长纤维的肌动球蛋白溶胶发生凝固收缩并相互连接成网状结构固定下来（其中包含与肌动球蛋白结合的水分），加热后的鱼糜便失去了黏性和可塑性，而成为橡皮般的凝胶体，因而富有弹性。
它是鱼糜制品的重要特性，在日本，则被称为“足”。
在擂溃中，还加入淀粉、水和其它调味料。
这除了增加鱼糜的风味外，淀粉在加热中其纤维状分子能增强肌动球蛋白网状结构的形成，因而可起到增强制品弹性的作用。
在鱼糜制品的加热中一般采用煮、蒸、烤和煎等四种方法，但不论采用哪种方法，由于加热条件不同，制品弹性的强度有很大差别，在加热速度和弹性的关系方面，即使最终温度相同，并且达到最终温度的时间相同，制品弹性的强度也会不同。
这是因为鱼糜在形成弹性的凝胶化过程中有两个温度带：
一个是50℃以下的凝胶化过程；
另一个是在50～70℃的凝胶劣化过程。
如果鱼糜中加入了食盐和淀粉进行擂溃之后，不加热，任其放置一段时间后，也会失去黏性和柔软性，产生弹性，即“足”增强，这就是一个凝胶化过程。
日本称此过程为“坐”，意思是自然放置而产生了弹性。
它的外表和加热制品相似，这是由于它和加热制品一样形成了具有较强弹性的网状结构，而这种网状结构也是由肌动球蛋白热凝固而形成的，因而是不可逆的。
若把已有弹性的鱼糜制品长时间放置，弹性也会逐步消失而变得脆状，又无黏性和可塑性，呈豆腐状，这种现象叫劣化，日本称之为“戾”，意为已形成的网状结构可受到破坏，水分游离，变成明胶状的凝胶而弹性消失。
加热的温度和时间直接关系到鱼糜制品弹性形成的强弱，即在60℃以上的加热中，60～70℃的低温长时间加热和80～90℃的高温短时间加热的制品，弹性有明显的差别。
高温短时加热的制品富有弹性，而低温长时间加热的却相对要差一些。
这是因为任何一种蛋白质都是热凝固的，在肌动球蛋白溶胶向凝胶转化的过程中所形成的结构将因加热方法不同而产生差异，在高温短时加热中，肌动球蛋白形成的网状结构可即刻固定下来，分布均匀，因而弹性强；
而低温长时间加热，有一部分肌动球蛋白和肌动蛋白就会凝聚成团，因而在制品中形成的网状结构分布就不均匀，易与水分分离，所以弹性就要差些。
（二）影响鱼糜制品弹性的因素
鱼肉经过采肉、漂洗、擂溃和加热等工艺制成的鱼糜制品都具有一定的凝胶强度或弹性，但不同的鱼种和不同的加工工艺则会使制品产生不同的弹性效果，影响鱼糜制品弹性效果的因素如下：
1．鱼种对弹性的的影响
由于鱼种的不同，鱼糜的凝胶形成能有很大差别，因而鱼糜制品弹性的强弱就有差异：
大部分淡水鱼比海水鱼弹性差，软骨鱼比硬骨鱼弹性差，红肉鱼类比白肉鱼类差。
这种因原料鱼种而引起的对制品弹性的影响是很复杂的。
不同鱼种的鱼糜制品在弹性上的强弱与鱼类肌肉中所含盐溶性蛋白，尤其是肌球蛋白的含量直接有关。
为此，对几种常用鱼类肌肉中肌球蛋白含量进行了测定，结果如表5-1。
这些鱼类肌球蛋白含量的多少和它加工成的鱼糜制品的弹性强弱大体是一致的，其中如黄鱼、黄姑鱼、海鳗、鲨鱼等白色鱼肉类和竹荚鱼、鱿鱼及乌贼，其鱼糜制品的弹性都比较强，它们相应的肌球蛋白含量较高，大部分在8%～13%的范围内，而鲐鱼、远东拟沙丁鱼等红肉鱼类肌球蛋白的含量较低，所以弹性较差（但竹荚鱼是例外）。
一般来说，白色肉鱼类肌球蛋白的含量较红色肉鱼类的含量高，所以制品的弹性也就强些。
表5-1几种鱼类肌肉中肌球蛋白含量
鱼类
干物质含量/%
肌球蛋白含量/%
黄姑鱼
19.22
9.97
小黄鱼
18.96
鳓鱼
20.40
8.22
海鳗
22.08
8.38
绿鳍金枪鱼
23.27
8.00
鲐鱼
22.29
6.23
远东拟沙丁鱼
23.92
6.60
鲨鱼
24.34
9.99
竹荚鱼
24.05
11.15
鱿鱼
22.59
13.05
乌贼
26.53
9.64
另外，即使是在同一种鱼类中，也存在这种盐溶液性蛋白含量与弹性强弱之间的正相关性，除了盐溶性蛋白含量外，还可用肌动球蛋白Ca2+-ATPase的全活性来表示，它与弹性强弱之间同样呈正相关。
以反复解冻和冻结的鳕鱼为例见表5-2。
表5-2鳕鱼盐溶性蛋白、Ca2+-ATPase全活性与弹性之间的关系
解冻再冻结次数
盐溶性蛋白含量/mg·
（10g）-1
Ca2+-ATPase全活性/μmol
Pi·
min-1（10g鱼糜）-1
肌动球蛋白残留率/%
凝胶强度
/N·
cm
减少率/%
折叠
试验
1306
232.2
100.0
7.90
AA
1
1250
230.8
99.5
7.55
4.5
2
1218
207.3
89.3
7.05
10.8
3
1210
202.8
87.4
6.84
13.4
4
1230
196.3
84.5
6.59
16.6
5
1116
174.5
75.2
5.46
30.9
A
注：
解冻、冻结条件，-20℃贮藏，0℃恒温放置7h，待中心温度上升到-1.7～1.4℃后再放回到-20℃去解冻，为解冻再冻结1次。
Pi表示磷酸。
A或AA表示质量等级。
由表5-2可见，肌肉中盐溶液性蛋白含量较高，肌动球蛋白Ca2+-ATPase活性越大，则其相应的凝胶强度和弹性也越强。
不同鱼种的肌动球蛋白Ca2+-ATPase活性对热的稳定性（耐热性），也有明显差异。
所谓热稳定性就是指鱼体死后在加工或储藏过程中肌原纤维蛋白质变性的难易和快慢程度，稳定性好表明蛋白质变性速度慢，Ca2+-ATPase失活少。
现将各种鱼类的肌动球蛋白在35℃条件下加热时的变化结果列于图5-6。
图5-6各种鱼类肌动球蛋白Ca2+-ATPase的温度稳定性
由图5-6可见，以非洲鲫鱼>
鳗鲡>
鲤鱼>
蛳鱼>
虹鳟>
鲈鲉>
狭鳕的顺序减弱，进一步研究发现Ca2+-ATPase的热稳定性似乎与这些鱼类栖息环境水域的水温有很强的相关性。
为此，测定比较了几种鱼Ca2+-ATPase加热失活的速度，用失活速度常数（KD）表示，并将其对数值和加热温度的倒数值的关系列于图5-7，这种作图法叫做阿伦尼乌斯作图法。
两值之间呈直线关系。
从图5-7可见，表示相同KD值的直线分布位置，鲸的肌原纤维在最高温度区域，接着按热带性鱼类（鲣鱼），温带性鱼类（远东拟沙丁鱼等），寒带性鱼类（狭鳕等）及深海性鱼类（长臂突吻鳕等）的顺序向低温区域移动。
此外，直线的斜率尽管相差不大，但仍呈缓慢变坦的趋势，这就充分说明了作为肌原纤维蛋白质变性指标的Ca2+-ATPase
活性有着明显的种特异性，且与栖息水温有着密切关系，也就是说，生活在热带水域的鱼种Ca2+-ATPase的热稳定性要高于冷
图5-7鱼类肌原纤维Ca2+-ATPase活性的温度稳定性
1-鲣鱼；
2-非洲鲫鱼；
3-黄鳍金枪鱼；
4-副金枪鱼；
5-远东拟沙丁鱼；
6-秋刀鱼；
7-鲐鱼；
8-鲱鱼；
9-狭鳕；
10-髭鳕；
11-长臂突吻鳕；
12-鲸
水性环境中生活的鱼种，而且Ca2+-ATPase的失活速率较慢，这种差异也同样可以通过凝胶形成能表现出来，
图5-8贮藏温度（20℃）对三种鱼类鱼糜凝胶形成
能的影响（桥本昭彦等）
■－非洲鲫鱼；
▲－白姑鱼；
●－狭鳕
如图5-8不同鱼种在一定温度下保藏时凝胶形成能的降低速度。
由图5-8见，生活在热带水域的非洲鲫鱼在贮藏过程中凝胶形成能的下降速率最小，暖水性的白姑鱼次之，冷水性的狭鳕下降速度最快，显然这个顺序与Ca2+-ATPase的热稳定性的差异变化是一致的，呈现很好的正相关。
鱼种之间差异的特征为如何更好地利用不同鱼类资源加工鱼糜制品提供了重要的理论依据，具体表现在两个方面。
第一，对捕获到的冷水性的鱼类如狭鳕等应予以及时加工处理，以免肌原纤维蛋白质的迅速变性而导致鱼糜制品性的下降；
而对暖水或热带水域中捕获的鱼类在加工能力有限的情况下，则可适当延长一点时间后再处理，因为肌原纤维蛋白质的变性速度较慢，然而决不意味着可以无限期的延长，一般还是采取尽可能及时处理为宜。
第二，对冷冻鱼糜在解冻保藏中的质量变化应予以重视。
图5-9保藏温度对解冻鱼糜和肉浆凝胶形成能的影响
图5-9为三种鱼（非洲鲫鱼，白姑鱼及狭鳕）的鱼糜在解冻保藏中凝胶强度降低速度的阿伦尼乌斯曲线。
并由此图可见，在任何温度下，非洲鲫鱼的鱼糜质量最稳定，凝胶形成能的下降速度最慢，白姑鱼次之，而狭鳕的鱼糜质量最不稳定，凝胶形成能的下降速率最快。
所以，对冷水性的狭鳕等鱼类应采用较低的温度进行解冻并在解冻后应立即进行加工处理，以免肌动球蛋白的变性而引起制品弹性的下降。
2．同种鱼不同捕获季节和个体大小对弹性的影响
鱼糜的凝胶形成能和弹性的强弱也与捕捞季节有关。
不论何种鱼，在产卵后1～2个月内其鱼肉的凝胶形成能和弹性都会有显著降低。
例如，在4月下旬至5月份产卵后的狭鳕其凝胶形成能力很弱，6～7月份肉质慢慢恢复，到
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