CN101946820A - 鱼糜冰点调节剂及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种食品保鲜调节剂，具体为一种鱼糜冰点调节剂。解决鱼糜类制品的冰温保鲜的技术问题。包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇。所述的质量比例为食盐6-10份、蔗糖13-16份、甘氨酸4-5份、鱼骨酶解多肽13-16份、山梨醇0.5-1份。在擂溃时，鱼糜中加入鱼糜冰点调节剂，加入的量为4-5％。这样可以产生适宜储藏的较低冰点。

Description

鱼糜冰点调节剂及其调节方法

技术领域

本发明涉及一种食品保鲜调节剂，具体为一种鱼糜冰点调节剂。

背景技术

冰温技术(Controled Freezing-point Technology)是继冷藏和冻藏之后的第三代保鲜技术。在食品的低温贮藏中，贮藏温度高于0℃(通常为0～10℃)时称为冷藏，低于0℃(通常为-18℃以下)称为冷冻。食品的冰点(又称冻结点)均低于0℃，其机理是：当其温度高于冰点时，细胞始终处于活体状态。把0℃以下，冰点以上的温度区域定义为该食品的“冰温带”，简称“冰温”。所谓的冰温技术就是在冰温带的范围内贮藏。冰温的原理包含两方面内容：(1)将食品的温度控制在冰温带内可以维持其细胞的活体状态；(2)当食品冰点较高时，可以人为加入冰点调节剂(如盐、糖、醋酸钠、乙醇、丙烯甘醇等)使其冰点降低，扩大其冰温带。在冰点温度附近，为阻止体内冰晶的形成，动植物从体内会不断分泌大量的不冻液(不冻液的主要成分是葡萄糖、氨基酸、天冬氨酸等)以降低冰点，同时，冰点温度附近，对微生物和酶的活性也起显著的抑制作用。

冰温技术目前在果蔬保鲜方面的研究较多。冰温技术目前在畜禽保鲜方面的研究在所能检索到的资料范围内，只有鸡肉和鲜猪肉的冰温保鲜研究报道。姜长红等采用-1℃冰温保鲜，以5℃冷藏鸡肉为对照，发现对照组在第8天时变质，而冰温保鲜组在第27天各项感官指标完全符合国家二级鲜肉统一标准要求。同样，张瑞宇等报道鲜猪肉在-1℃冰温保鲜，其保质期可延长至14天，而冷藏(4～5℃)处理组在第8天时已经变质。山根博士对鸡肉的冰温后熟进行了研究，结果表明在冰温环境下后熟肉类食品，能减少食品中与腐败有关的挥发性含氮物质(如氮碱VBN、三甲胺等)的生成，抑制了食品的腐败速度，同时能增加与香味有关的氨基酸浓度。

水产冰温保鲜方面，目前在活鱼、虾蟹流通领域已有相关研究报道。在冰温带贮藏水产品，让其处于活体状态，降低其新陈代谢速度，可以长时间保存原有的色、香、味和口感。在日本，冰温已用于虾、蟹等水产品的贮运。山根博士对鱼的冰温保鲜进行了研究，结果表明，在冰温环境下能减少鱼中与腐败有关的挥发性含氮物质的生成，抑制了鱼类的腐败速度，同时能增加与鲜味有关的氨基酸浓度。同时，山根博士对松叶蟹在各种贮藏方法下的品质进行了对比，结果表明冰温贮藏效果明显优于冷藏和冷冻。无锡轻工大学食品学院“易腐烂果蔬和河蟹的冰温高湿保鲜技术”课题组，采用河蟹为原料，经2个月冰温高湿保鲜后，河蟹失重率仅为3.3％；呼吸强度降为入库前的31％；保活河蟹的蟹爪抗拉强度为入库前的99.3％。

对于鱼糜制品的冰温保鲜技术，目前只有华中农业大学熊善柏教授在国内率先提出并研究了淡水水产品冰温气调保鲜技术，与传统的冷藏保鲜技术相比，冰温气调保鲜技术可延长水产品加工制品的货架期3～4倍。该研究者仅对鱼糜制品的冰温保鲜进行了初探，而该类产品的品质直接受其原料-鱼糜的质量影响，目前对鱼糜的保鲜基本上采用冷冻贮藏方式，而冷冻鱼糜最大的缺点就是冻结导致蛋白变性、汁液流失和凝胶劣变，新型冰温技术对鱼糜保鲜的效果研究目前还是空白。

冰点调节贮藏(Controlled Freezing-point Storage，简称CF贮藏法)是指向某种食品中加入冰点调节剂(如盐、糖等)，使食品细胞在更大的温度范围内始终处于鲜活状态。利用CF贮藏法贮藏的食品称为冰温食品或称CF食品。冰点调节剂的浓度和种类不同，对冰点的调节效果(如渗透速度和冰点)不同，用冰点调节剂处理食品的环境温度对冰点的调节效果也有一定影响。所以冰点调节剂的选择与其种类、浓度和渗透时的环境温度有严格的关系，这是冰温食品加工过程中极为重要的问题。

对于畜禽肉的冰温保鲜，也有采用冰点调节技术的研究报道。姜长红等利用7％和10％的NaCl调节鸡肉的冰点，然后采用-1℃冰温保鲜，结果有效地提高了鸡肉的品质及其货架期。同时该作者还报道鸡肉分别经过3％，5％和7％的酒精处理后，鸡肉的冰点明显下降，且随着调节剂质量分数的提高，冰点逐渐下降，冰温带拓宽，增强了控制冷库温度的可操作性，易实现冰温贮藏。张瑞宇等利用0.3％的维生素C调节猪肉的冰点，然后冰温贮藏，也获得了良好的保鲜效果。

鲶鱼鱼糜的冰点为-0.8℃，冰温区域为0～-0.8℃。鱼糜在经过冻藏过程中，会引起鱼糜蛋白质的变性，随之蛋白质的盐溶性、Ca²⁺-ATPase活性及巯基含量下降，同时导致凝胶性能的降低。《抗冻剂在冷冻鱼糜生产中的应用》(食品与发酵工业.2008，34(9).-93-95)报道了添加一些抗冻剂(蔗糖、山梨醇、复合磷酸盐和低聚糖等)，通过与鱼糜肌原纤维蛋白周围的水分子形成稳定结构，或者调整pH值，防止鱼糜蛋白质的冷冻变性，提高鱼糜凝胶强度，但是利用冰点调节技术进行鱼糜冰温保鲜，保持鱼糜的新鲜状态，延长保鲜期的研究未见报道。

发明内容

本发明为了解决鱼糜类制品的冰温保鲜的技术问题而提供了一种鱼糜冰点调节剂。

本发明是由以下技术方案实现的，一种鱼糜冰点调节剂，包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇。所述的质量比例为食盐6-10份、蔗糖13-16份、甘氨酸4-5份、鱼骨酶解多肽13-16份、山梨醇0.5-1份。所述的鱼骨酶解多肽可以由鲶鱼骨用胃蛋白酶酶解制成，也可以由其它鱼类骨酶解制成，酶解蛋白质的水解产物主要是多肽。

一种鱼糜冰点调节剂的使用方法，在擂溃时，鱼糜中加入鱼糜冰点调节剂，加入的量为4-5％。

当1000份中鱼糜中含有食盐为8.34份、蔗糖添加量为15.05份、甘氨酸添加量为4.19份、鱼骨酶解多肽添加量为15.45份、山梨醇添加量为0.87份的添加剂组合时，鱼糜有最适宜低冰点-2.67℃。以下为本发明的优选数据的材料

1材料与方法

1.1试验材料和设备

1.1.1原辅材料

八须革胡子鲶，由天津市德仁水产养殖中心提供；食盐，蔗糖为市售；甘氨酸，谷氨酸，丙氨酸，天门冬氨酸，山梨醇为市售食品级添加剂；鱼骨多肽为天津农学院食品系研制的鱼骨胃蛋白酶酶解多肽。

1.1.2仪器与设备

实验中所用到的主要仪器与设备为斩拌机、热电阻、海尔冰箱、质构仪等

1.2试验方法

1.2.1鱼糜样品的处理

新鲜鲶鱼，前处理，采肉，漂洗，脱水，擂溃并加入冰点调节剂，鱼糜，测定冰点。

前处理：鲶鱼屠宰后去内脏、去皮、去头。用冷却清水(温度10℃以下)将鱼体表面冲洗干净，沥去表面水，人工采肉。

漂洗：用5倍肉量的0.5％盐水(温度10℃以下)漂洗2次。每次漂洗时先慢速搅拌3～4min，然后静置2min，倾倒液体。纱布挤压脱水。

擂溃：6℃高速擂溃6min。擂溃后的鱼糜等量分装于小罐中用于测定冰点。

1.2.2冰点测定

取分装好的鱼糜，将热电阻的测温端插入罐装鱼糜中约2cm处，给予固定，然后将其放入-18℃的冰柜中进行冻结，测定其冻结点并绘制冻结曲线。每30s记录一次温度，作鱼糜温度随冻结时间变化的曲线。当温度下降到0℃以下出现轻微回升，而后变化缓慢或停止，以此时的温度为鱼糜的冰点温度。1.2.3冰点调节剂的使用

分别取1％、1.5％、2％的食盐；1％、2％、3％的蔗糖；0.1％、0.3％、0.5％的甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸和天门冬氨酸；1％、1.5％、2％的鱼骨酶解多肽；0.1％、0.2％、0.3％的山梨醇。在擂溃时加入到鱼糜中，分装后的鱼糜在0℃放置4h，然后将其放入冰柜中，测定鱼糜的冻结点。

1.2.4冰点调节剂五因素二次通用旋转中心组合设计

根据单因素试验结果，选取食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽和山梨醇五个因素作为研究对象，采用五因素二次通用旋转中心组合设计，研究五个因素对鱼糜冰点的影响。五因素二次通用旋转中心组合设计因素水平编码表见表1。

表1五因素二次通用旋转中心组合设计因素水平编码表

采用响应曲面法对冰点调节剂进行优化。以冻结点为响应量(因变量)，记为变量Y，建立对响应量的多元回归方程，建立模型：

$Y={\mathrm{\&beta;}}_0+\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&beta;}}_i{x}_i+\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{ii}}{x}_i^2+\underset{i<j}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{ij}}{x}_i{x}_j+\mathrm{\&epsiv;}$

式中，Y为预测响应值，β₀为截距，β_i为线性系数，β_ii为平方系数，β_ij为交互作用系数。

1.3数据与统计分析

作图采用origin8，数据分析采用Design-Expert7.1，公式编辑采用MathType6.0。

2结果与分析

2.1鱼糜冰点测定

鲶鱼鱼糜温度随冻结时间变化的冻结温度曲线如图1。

从图1可以看出，当温度下降至-1.0℃时开始略有回升，在-0.8℃维持较长时间后又开始缓慢下降。由此确定鲶鱼鱼糜的冰点为-0.8℃，冰温区域为0～-0.8℃。

2.2不同冰点调节剂对鱼糜冰点的影响

表2添加不同冰点调节剂对鱼糜冰点的影响

不同冰点调节剂对鱼糜冰点的影响结果见表2。从表中可以看出食盐和蔗糖对鱼糜的冰点影响较大，最低可将冰点降至-4℃和-1.9℃。氨基酸中甘氨酸、丙氨酸和天门冬氨酸的冰点调节效果较好，分别可降至-1.6℃、-1.6℃和-1.7℃。鱼骨酶解多肽和山梨醇均可将鱼糜冰点降至-1.6℃。食盐和蔗糖主要是通过调节细胞内外渗透压，降低冰点。但是通过无机盐或有机盐使冰点过分的底，无机盐或者有机盐也容易对细胞产生一定的损害，并且对肉类的风味也产生一些不良影响。在冰点温度附近，为阻止体内冰晶的形成，动植物从体内会不断分泌大量的不冻液(不冻液的主要成分是葡萄糖、氨基酸、天冬氨酸等)，添加氨基酸可以从外部增加不冻液的含量，从而降低冰点。鱼骨酶解多肽可以抑制微生物的生长，山梨醇也可以起到很好的防腐保鲜作用。因此我们选择食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽和山梨醇做冰点调节剂。

2.3冰点调节剂五因素二次通用旋转中心组合设计结果与分析

表3五因素二次通用旋转中心组合设计及结果

2.3.1回归分析及回归模型的建立

按照五因素二次通用旋转中心组合设计进行实验，以冰点测定结果为Y值，得出以五种试验因素的编码值为自变量的回归方程。

$Y=-0.373-3.032X_1-0.646X_2-1.896X_3-0.072X_4-2.375X_5$

$+0.787X_1^2+0.5X_2{X}_1+0.117X_2^2+3.333X_3{X}_1-0.5X_3{X}_2$

$+2.917X_3^2-0.278X_4{X}_1-1.667X_4{X}_3+0.324X_4^2+X_5{X}_2+5X_5^2$

表4回归方程的方差分析

表5回归系数的显著性检验

由表4可知，二次回归模型的F＝12.80，大于F_0.01(20，25)＝2.70，P值＜0.01，说明模型方程差异极显著；失拟项的F＝2.50，小于F_0.05(20，5)＝4.56，说明差异不显著，方程拟合效果较好；回归方程的决定系数R²＝0.9110，因此可以用该模型分析各成分参数对冰点的影响。

另外，从表5可知：回归方程的一次项差异极显著(P＜0.01)，方程的二次项和交互项差异均不显著(P＞0.05)。由表5回归系数的显著性检验可知：X₁、X₁*X₁和X₃*X₁差异显著(P＜0.05)，其余差异不显著(P＞0.05)。

2.3.2主效应分析

由回归方程可知5个一次项的回归系数绝对值大小依次为X₁、X₅、X₃、X₄、X₂。这说明食盐的添加量对冰点的影响最大，山梨醇、甘氨酸和鱼骨酶解多肽添加量的影响次之，蔗糖添加量的影响最小。

3.3.3单因子效应分析

如图2所示意，在单因子效应分析中，采用降维分析，将其它的因子固定在零水平，描述此因子变动时对冰点的影响，单因子效应方程如下：

$Y_1=-0.373-3.032X_1+0.787X_1^2$

$Y_2=-0.373-0.646X_2+0.117X_2^2$

$Y_3=-0.373-1.896X_3+2.917X_3^2$

$Y_4=-0.373-0.072X_4+0.324X_4^2$

$Y_5=-0.373-2.375X_5+5X_5^2$

2.3.4交互效应分析

如前所述，甘氨酸添加量(X3)和食盐添加量(X1)之间存在显著的交互效应(P＜0.05)。为了观察两个因素同时对鱼糜冰点的影响，可以进行降维分析。令蔗糖(X2)、鱼骨酶解多肽(X4)和山梨醇(X5)的水平为0，就可得到甘氨酸添加量(X3)和食盐添加量(X1)的二元二次方程：

$Y=-0.373-3.032X_1-1.896X_3+0.787X_1^2+3.333X_3{X}_1+2.917X_3^2$

甘氨酸添加量(X3)和食盐添加量(X1)的等高线图和响应面图见图3和图4。

对实验结果进行分析可知，当食盐添加量为0.834％(对应编码值0.447)、蔗糖添加量为1.505％(对应编码值1.010)、甘氨酸添加量为0.419％(对应编码值2.188)、鱼骨酶解多肽添加量为1.545％(对应编码值2.817)、山梨醇添加量为0.087％(对应编码值-0.260)时，鱼糜有最低冰点，见表6。

表6冰点调节剂最佳配比优化值及最优条件下的最低冰点值

附图说明

图1为鱼糜冻结温度曲线

图2为单因子效应曲线

图3为甘氨酸和食盐添加量等高线图

图4为甘氨酸和食盐白添加量响应面图

具体实施方式

实施例1，一种鱼糜冰点调节剂，包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇。所述的质量比例为食盐6份、蔗糖16份、甘氨酸4份、鱼骨酶解多肽16份、山梨醇0.5份。该鱼糜冰点调节剂加入鱼糜中，加入的量为4-5％，可以使冰点下降到-2.4℃。所述的鱼骨酶解多肽由鲢鱼骨，蛋白质酶法提取，条件为木瓜蛋白酶用量为2％、底物浓度为1∶1.4.pH值5.7，于55℃下酶解7h，然后烘干制成多肽粉。

实施例2，一种鱼糜冰点调节剂，包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇。所述的质量比例为食盐10份、蔗糖13份、甘氨酸5份、鱼骨酶解多肽13份、山梨醇1份。

该鱼糜冰点调节剂加入鱼糜中，加入的量为4-5％，可以使冰点下降到-2.5℃。所述的鱼骨酶解多肽为鲶鱼骨酶解多肽，制备方法是新鲜鲶鱼鱼骨先清洗，然后在0.1～0.2MPa高压下处理25～35min；最后匀浆。加酶水解，酶为胃蛋白酶，酶解工艺条件为：底物浓度0.25～0.28Kg/L，酶添加量1400～2000U/g，酶解时间2.5～4.9h，酶解温度37～39.5℃，pH值3.0，然后制干得到肽粉。

实施例3，一种鱼糜冰点调节剂，包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇。所述的质量比例为食盐8份、蔗糖14份、甘氨酸4.5份、鲶鱼骨酶解多肽15份、山梨醇0.8份。

该鱼糜冰点调节剂加入鱼糜中，加入的量为4-5％，可以使冰点下降到-2.6℃。

Claims (3)

1.一种鱼糜冰点调节剂，其特征是：包括食盐、蔗糖、甘氨酸、鱼骨酶解多肽、山梨醇，所述的质量比例为食盐6-10份、蔗糖13-16份、甘氨酸4-5份、鱼骨酶解多肽13-16份、山梨醇0.5-1份。

2.一种鱼糜冰点的调节方法，其特征是：在擂溃时，鱼糜中加入鱼糜冰点调节剂，加入的量为4-5％。

3.根据权利要求1所述的鱼糜冰点调节剂，其特征是：食盐为8.34份、蔗糖为15.05份、甘氨酸4.19份、鱼骨酶解多肽15.45份、山梨醇0.87份。

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