CN111053226A - 一种鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，以大西洋鳕鱼肉为原料，加热处理使肌原纤维蛋白的相对提取率为10％以下，得预制鱼肉；将所述鱼肉加水，用处理粒度为1～3μm的胶体磨粉碎成糊体；将所述糊体经过物理改性，得浆体，使得所述浆体中蛋白颗粒粒度为100～2000nm，且平均粒度为100～1500nm；将所述浆体冷却至0～20℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述物理改性为压力剪切或匀浆。本发明制得的凝胶食品在20℃以下可以凝固成型，进入口中后具有一定流动性，不易呛食。并且，所述鳕鱼蛋白基凝胶可以按不同人群需求通过3D打印制成不同的形状，以提高消费者对鳕鱼蛋白基凝胶食品的食欲。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，更具体地说，涉及一种鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法及应用。
背景技术
作为粮食供应的重要组成部分，海洋食品是一种优质“粮食”，海洋食品提供的蛋白质占人类食用动物蛋白的近20％。海洋蛋白质资源的开发有利于我国实现海洋强国的战略目标。鳕鱼，属脊椎动物门(Vertebrata)、脊椎动物亚门(Subphylum Vertebrata)、真骨鱼纲(Division Teleostei)、鳕形目(Gadiformes)广泛分布于世界的各大海洋。尤其鳕科中有许多经济价值极高的品种，如大西洋鳕、太平洋鳕、黑线鳕和狭鳕。大西洋鳕鱼(Gadusmorhua)是其中产量较高的一种，其总产量约占海洋渔业总产量的12％。目前大西洋鳕鱼加工以冷冻鱼片制品、鱼糜制品为主。研究发现，鳕鱼鱼糜较其他海水鱼肉制备的鱼糜相比，凝胶强度弱，同时在鱼糜制备过程中需经漂洗去除大部分水溶性蛋白质和色素，以提高鱼糜制品的凝胶强度和白度，会造成一部分水溶性的营养物质如非蛋白氮、维生素等成分随着漂洗过程而流失。如何实现鳕鱼原料的全利用，发挥鳕鱼蛋白的凝胶特性，为婴幼儿、老年人等咀嚼和吞咽能力较弱的人群开发蛋白基凝胶食品，该工艺需要控制的条件值得探究。
发明内容
本发明的目的是克服鳕鱼加工剩余的碎肉难以高值化利用的缺点，提供一种以大西洋鳕鱼碎肉为原料的鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法。本发明通过利用大西洋鳕鱼全鱼肉，结合蛋白预制及物理改性技术开发新型食品，为吞咽困难人群提供高营养，易吞咽产品。
为了达到上述目的，本发明提供一种鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取大西洋鳕鱼的鱼肉，加热处理使肌原纤维蛋白变性，得预制鱼肉，所述预制鱼肉肌原纤维蛋白的相对提取率为10％以下，即
样品中肌原纤维蛋白提取率＝(样品中肌原纤维蛋白重量/样品重量)×100％；其中，所述样品为预制鱼肉或大西洋鳕鱼的鱼肉；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率)×100％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1～3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是5:1～1:5；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体通过物理改性方式处理，得浆体，控制浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度在100～1500nm，冷却至0～20℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述物理改性的方式为压力剪切或匀浆；所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
优选方式下，步骤S1所述加热处理具体为：60～100℃加热5～30min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至10％以下。
优选方式下，步骤S3所述压力剪切的压力范围在30～100MPa；所述匀浆的转速范围在5000～35000rpm。
其中，步骤S1所述大西洋鳕鱼的鱼肉可以是鲜活大西洋鳕鱼宰杀后所得鱼肉，鲜活大西洋鳕鱼，宰杀后及时去皮去骨去内脏，得鱼肉；宰杀后的鱼体若不能及时处理，需将鱼体低温冷却，使鱼体温度迅速下降，再低温保存(5℃左右)，待鱼体完全僵直后在0℃左右保存鱼体；冷藏后的鱼体若不能及时熟化，需将鱼体置于-80～-20℃冷冻保存；所述大西洋鳕鱼的鱼肉也可以是冷冻大西洋鳕鱼的鱼肉，冷冻的鱼体需缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉；鲜活和冷藏的鱼体可以直接去除内脏，骨骼和鱼皮，得鱼肉。
本发明的另一个目的是，将制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品用于3D打印，结合打印环境冷控处理，将所述鳕鱼蛋白基凝胶按不同人群需求设计成不同的形状，以提高消费者对产品凝胶的食欲。
一种使用鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印的方法，包括步骤：
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印食品的原料，进行打印；3D打印机的品牌及型号为博力迈FPE2，将鳕鱼蛋白基凝胶食品导入到3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8～1.5mm，打印速度为20～30mm/s，打印喷嘴温度为30～50℃，打印环境温度为0～10℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于0～10℃，静置10～30min定型，以增加鳕鱼蛋白基凝胶的弹性和保水性，得终产品。
优选方式下，所述鳕鱼蛋白基凝胶食品制作方法，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于80℃加热15min，得预制鱼肉，所述预制鱼肉肌原纤维蛋白相对提取率为4.4％；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体200g，使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为30MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为750nm，冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
优选方式下，所述使用鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印的方法，包括步骤：
S1、打印：使用上述鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，进行打印；
将鳕鱼蛋白基凝胶食品填入博力迈FPE2型3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8mm，打印速度为20mm/s，打印喷嘴温度为30℃，打印环境温度为10℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于10℃，静置20min定型，得终产品。
本发明的有益效果是：
1、利用加热灭除碎鱼肉中的有害微生物，蛋白质预制过程使得鱼肉中的肌原纤维蛋白变性，胶原蛋白热解形成明胶，并通过物理改性方式使得明胶充分与肌原蛋白相互作用，形成凝胶食品，且加热方式不限，加热和物理改性的顺序有益于本发明所述凝胶的形成；且本发明制备的凝胶食品在20℃以下的环境下便可以凝固成型，进入口中后具有一定流动性，不易呛食。
2、充分提高大西洋鳕鱼资源的利用率，可以利用一些加工碎肉、冷冻保存资源为原料，提高鳕鱼资源的价值。
3、本发明涉及的物理改性技术，可以提高鳕鱼糊体稳定性，减小浆体中物料的粒度，促进肌原蛋白与明胶交联，并赋予鳕鱼蛋白基凝胶性质。
4、常见的鱼类食品通常以固态形态出现，并具有一定的肉质纤维，不易吞咽。本发明通过对步骤S1鱼肉蛋白的预制过程中肌原纤维蛋白的相对提取率，及步骤S3物理改性过程中剪切压力和匀浆转速条件进行优化，获得一种高稳定性凝胶化的鳕鱼食品，可用于改善吞咽障碍患者进食困难的问题。
5、结合3D打印成型技术，赋予凝胶不同的形状，使得鳕鱼浆体可以满足不同人群的不同要求，提高凝胶的食欲。
附图说明
图1是本发明制备的食品凝胶强度数据(不同字母，表示具有显著性)。
图2是本发明制备的食品持水能力数据(不同字母，表示具有显著性)。
图3是本发明制备的食品黏度-温度曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施实例对本发明做进一步说明。
一种鳕鱼蛋白基凝胶食品制作方法，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取大西洋鳕鱼的鱼肉，加热处理，使得肌原纤维蛋白变性，相对提取率低至10％以下，得预制鱼肉；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1～3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是5:1～1:5；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体通过物理改性方式处理，得浆体，控制浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度在100～1500nm，冷却至0～20℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述物理改性的方式为压力剪切或匀浆；所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
本发明制备的鳕鱼蛋白基凝胶可以用于3D打印，结合环境冷控处理，将所述鳕鱼蛋白基凝胶按不同人群设计成不同的形状，提高凝胶的食欲。
其中，步骤S1所述大西洋鳕鱼的鱼肉可以是鲜活大西洋鳕鱼宰杀后所得鱼肉，鲜活大西洋鳕鱼，宰杀后及时去皮去骨去内脏，得鱼肉；宰杀后的鱼体若不能及时处理，需将鱼体低温冷却，使鱼体温迅速下降，再低温保存(5℃左右)，待鱼体完全僵直后在0℃左右保存鱼体；冷藏后的鱼体若不能及时熟化，需将鱼体置于-80～-20℃冷冻保存；所述大西洋鳕鱼的鱼肉也可以是冷冻大西洋鳕鱼的鱼肉，冷冻的鱼体需缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉；鲜活和冷藏的鱼体可以直接去除内脏，骨骼和鱼皮，得鱼肉。
优选方式下，步骤S1所述的鱼肉可以是完整的肉块，也可以是碎鱼肉。
优选方式下，步骤S1所述蛋白的预制方式具体为：60～100℃加热5～30min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至10％以下，即
样品中肌原纤维蛋白提取率＝(样品中肌原纤维蛋白重量/样品重量)×100％；其中，所述样品为预制鱼肉或大西洋鳕鱼的鱼肉；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率)×100％
优选方式下，步骤S2所述预制鱼肉和水的质量比是5:1～1:5。
优选方式下，步骤S3所述所述物理改性方式可以是压力剪切、高速匀浆，压力剪切的压力范围在30～100MPa，高速匀浆的转速范围在5000～35000rpm。
优选方式下，步骤S3所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度在100～1500nm，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
优选方式下，步骤S3所述浆体冷却至0～20℃后形成鳕鱼蛋白基凝胶。
所述鳕鱼蛋白基凝胶可用于3D打印，包括步骤：
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶作为3D打印原料，进行打印；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于0～10℃，静置10～30min定型，以增加鳕鱼蛋白基凝胶的弹性和保水性。
优选方式下，步骤S1所述打印步骤具体为：3D打印机的品牌及型号为博力迈FPE2，将鳕鱼蛋白基凝胶食品导入到3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8～1.5mm，打印速度为20～30mm/s，打印喷嘴温度为30～50℃，打印环境温度为0～10℃；
本发明所要解决的具体问题如下：
1、筛选物理改性技术适宜条件，获得均匀稳定的产品，使得所得浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度在100～1500nm。
2、筛选鱼肉蛋白预制与物理改性的操作步骤及流程顺序的必要性，获得凝胶产品，并具有较高的持水能力，所得浆体在20℃环境下凝固，体温环境下具有流动性。
3、筛选浆体冷却环境，经物理改性处理后浆体处于液体状态，须经冷却形成凝胶。
4、筛选3D打印环境温度及定型温度的必要性，3D打印喷嘴出料时凝胶处于30-50℃，具有流动性，不能成型，需要在低温环境下成型并定型。
技术关键及解决方法：
1.检测使用物理改性处理的样品凝胶强度，对比没有使用该技术样品间的差异，反应物理改性对凝胶形成的必要性。
2.检测未经蛋白预制的鱼肉使用物理改性技术制备的样品，和先经物理改性处理再预制处理的样品与蛋白预制处理后物理改性制备的产品之间凝胶强度和持水稳定性的差异，反应鱼肉蛋白预制处理及鳕鱼蛋白基凝胶加工顺序的必要性。
3.感官品尝检测是否使用物理改性制备得到样品的口感具有入口即化的特性，反应样品的易食程度。
4.观察经3D打印的鳕鱼蛋白基凝胶在不同的冷控温度和定型温度对产品外观及成型效果的影响，反应冷控处理3D打印鱼浆的必要性。
实施例1
一种鳕鱼蛋白基凝胶食品制作方法，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于80℃加热15min，得预制鱼肉，所述预制鱼肉肌原纤维蛋白相对提取率低至5％以下；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为2g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量2g/预制鱼肉重量100g)×100％＝2％；
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
因此，本实施例所述预制鱼肉肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.02/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝4.4％；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体200g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为30MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为750nm，冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
取本实施例制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，进行打印；
将鳕鱼蛋白基凝胶食品填入博力迈FPE2型3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8mm，打印速度为20mm/s，打印喷嘴温度为30℃，打印环境温度为10℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于10℃，静置20min定型，得终产品。
所得产品具有3D打印设计模型的形态，且具有凝胶特性。20名感官评定人员中19人表示鳕鱼蛋白基凝胶食品具有入口即化的特性。
实施例2
一种鳕鱼蛋白基凝胶食品制作方法，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于80℃加热15min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至5％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为2g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量2g/预制鱼肉重量100g)×100％＝2％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.02/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝4.4％；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体300g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为40MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为650nm，冷却至20℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用激光粒度仪进行测定。
所得鳕鱼蛋白基凝胶食品具有凝胶状态，将盛有鳕鱼蛋白基凝胶的容器倒扣，凝胶不会流动。20名感官评定人员中19人表示鳕鱼蛋白基凝胶食品具有入口即化的特性。
实施例3
S1、鱼肉蛋白的预制：取-40℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于100℃加热5min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至8％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为3.5g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量3.5g/预制鱼肉重量100g)×100％＝3.5％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.035/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝7.7％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1μm，所述预制鱼肉和水的重量比是2:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体100g使用高速匀浆方式进行物理改性，匀浆转速为30000rpm，匀浆时间为30min，得浆体，所述浆体控制浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为780nm，冷却至15℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
取本实施例制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，进行打印；
将鳕鱼蛋白基凝胶食品填入博力迈FPE2型3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8mm，打印速度为20mm/s，打印喷嘴温度为30℃，打印环境温度为3℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于3℃，静置20min定型，得终产品。
所得产品具有3D打印设计模型的形态，且具有凝胶特性。20名感官评定人员中16人表示鳕鱼蛋白基凝胶食品具有入口即化的特性。
对比例1
S1、鱼肉蛋白的预制：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉；将所述鱼肉置于80℃加热15min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至5％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为2g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量2g/预制鱼肉重量100g)×100％＝2％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.02/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝4.4％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体200g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为10MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体的粒度范围在1000～3000nm，平均粒度为1700nm，冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
所得鳕鱼蛋白基食品冷却至4℃后仍具有流动状态，无凝胶性。20名感官评定人员中2人表示鳕鱼蛋白基食品具有入口即化的特性。
对比例2
S1、原料预处理：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉；
S2、粉碎：将步骤S1所述鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述熟鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体200g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为30MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体的粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为750nm，冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
所得鳕鱼蛋白基食品冷却至4℃后仍具有流动状态，无凝胶性。20名感官评定人员中0人表示鳕鱼蛋白基食品具有入口即化的特性。
对比例3
S1、鱼肉蛋白的预制：取-20℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于100℃加热15min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至5％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为2g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量1.5g/预制鱼肉重量100g)×100％＝1.5％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.015/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝3.3％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；所述糊体冷却至4℃，得糊体食品。
所得糊体食品仍具有流动性，且静置1小时后有明显分层现象，颗粒感强，20名感官评定人员中0人表示糊体食品具有入口即化的特性。
对比例4
S1、原料预处理：取-40℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉；
S2、粉碎：将步骤S1所述鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述熟鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体200g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为30MPa，剪切时间为15min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为750nm；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
S4、熟化：将步骤S3所述浆体置于100℃加热15min，并冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基食品。
所得鳕鱼蛋白基食品具有明显的分层，且具有流动性。20名感官评定人员中0人表示鳕鱼蛋白基食品具有入口即化的特性。
对比例5
S1、鱼肉蛋白的预制：取-40℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于100℃加热5min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至8％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为3.5g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量3.5g/预制鱼肉重量100g)×100％＝3.5％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.035/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝7.7％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1μm，所述预制鱼肉和水的重量比是2:1；
S3、高压剪切：将步骤S2所述糊体300g在40MPa压力下剪切20min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为620nm，所得浆体冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
取本对比例制备的鳕鱼蛋白基食品进行3D打印
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，进行打印；
将鳕鱼蛋白基凝胶食品填入博力迈FPE2型3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为1.0mm，打印速度为30mm/s，打印喷嘴温度为50℃，打印环境温度为20℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于15℃，静置20min定型，得终产品。
最终所得产品具有设计模型的形状，表面出现塌陷。20名感官评定人员中5人表示改产品具有入口即化的特性。
对比例6
S1、鱼肉蛋白的预制：取-40℃冻存的大西洋鳕鱼缓化后去皮去骨去内脏，取鱼肉；将所述鱼肉置于90℃加热5min，使得肌原纤维蛋白相对提取率低至10％以下，得预制鱼肉；
使用考马斯亮蓝法测定100g预制鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为3.7g，预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白重量3.7g/预制鱼肉重量100g)×100％＝3.7％
使用考马斯亮蓝法测定120g未经加热处理的大西洋鳕鱼的鱼肉中提取出的肌原纤维蛋白的含量为54g，大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率＝(大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白重量54g/大西洋鳕鱼鱼肉重量120g)×100％＝45％；
肌原纤维蛋白相对提取率＝(预制鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.037/大西洋鳕鱼鱼肉肌原纤维蛋白提取率0.45)×100％＝8.2％
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1μm，所述预制鱼肉和水的重量比是2:1；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体300g使用压力剪切方式进行物理改性，剪切压力为40MPa，剪切时间为20min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度范围在100～2000nm，且平均粒度为620nm，所得浆体冷却至10℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述浆体的粒度用马尔文Zetasizer Nano系列激光粒度仪进行测定。
取本对比例制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印
S1、打印：使用鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，进行打印；
将鳕鱼蛋白基食品填入博力迈FPE2型3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为1.0mm，打印速度为30mm/s，打印喷嘴温度为50℃，打印环境温度为25℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于25℃，静置20min定型，得终产品。
最终所得产品明显不具有设计模型的形状，出现塌陷。20名感官评定人员中3人表示该产品具有入口即化的特性。
取本发明各实施例制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品和对比例制备的鳕鱼蛋白基食品及糊体食品，分别测定凝胶强度、持水能力和黏度-温度曲线：
参考于玮等的方法(于玮,王雪蒙,马良,等.兔皮明胶提取工艺优化[J].食品科学,2016,37(10):1-5.)。用P/0.5圆柱型探头以l mm/s的下压速率压入凝胶30mm，得出凝胶强度数值。
参考Fengyuan Sun等的实验方法(Sun F Y,Huang Q L,Hu T,et al.Effects andmechanism of modified starches on the gel properties of myofibrillar proteinfrom grass carp[J].International journal of biological macromolecules,2013,64(2):17-24.)，使用高速冷冻离心机。将样品于5000rpm/min离心10min。称取离心前样品重量(m1)和离心后沉淀重量(m2)，并根据下式计算样品持水能力。
参考于甜的实验方法(于甜.软质食品流变学特性及测量方法的研究[D].中国海洋大学,2012.)，使用Discovery HR-1流变仪，在4-60℃温度范围内，测定样品的黏度在50s-1剪切速率下随温度的变化曲线。
凝胶强度和持水稳定性的结果如图1和图2所示，在相同的物理改性条件下，蛋白预制处理后形成鳕鱼蛋白基凝胶食品的凝胶强度高于对比例2中未经蛋白预制处理形成的鳕鱼蛋白基食品，且对比例4通过先经物理改性，后通过加热方式使得肌原纤维蛋白变性、胶原蛋白明胶化，制备得到的食品不具有凝胶特性，并且持水能力很低。鱼肉中主要成分是蛋白质，蛋白质形成凝胶网络主要依靠蛋白质分子之间、蛋白质与水之间、相邻肽链分子间的相互作用。而对比例4高压剪切处理预先粉碎的生鱼肉，将鱼肉间蛋白粉碎，降低蛋白分子间、蛋白与水之前的相互作用，不能形成凝胶，且持水能力较弱，之后进行热处理会使得蛋白质溶解度降低，持水能力降低。而本发明实施例通过鱼肉蛋白预制处理，使得胶原蛋白质发生变性形成明胶，明胶具有凝胶特性；且肌原纤维蛋白经热处理后结构展开，溶解度降低，持水稳定性下降，经物理改性处理后变性蛋白质分子间可能通过氢键、疏水相互作用等方式使肽链靠近，蛋白质有序地形成可以容纳水的网络结构，形成凝胶。
对比例1和对比例3说明物理改性及其条件对凝胶形成的必要性。不使用物理改性处理，所得糊体中大部分蛋白质不溶于水，持水能力极低，并不具有凝胶特性；而同使用压力剪切方式进行物理改性，对比例1的剪切压力低于实施例，使得浆体中蛋白粒度较大，不能锁住全部水分，即使冷却至4℃，仍不具有凝胶特性。
对比例5和对比例6说明3D打印鳕鱼蛋白基凝胶时，打印环境和定型温度对最终产品形态具有影响。3D打印过程是物料的多层叠加，物料间具有一定的空隙，鳕鱼蛋白基凝胶需在低于20℃的环境中凝固，但经打印处理后，凝胶需快速凝固，使得每层物料间不会互溶，打印的凝胶具有一定的形态。当3D打印凝胶的环境温度高于10℃时，打印后的凝胶不具有设计的形状且凝胶强度低。
实施例2制备的鳕鱼蛋白基凝胶食品和对比例3制备的糊体食品的黏度-温度曲线如图3所示。对比例3和实施例2的曲线对比发现，经过鱼肉蛋白预制与物理改性处理后，所得产品具有黏度随温度的升高而明显降低的现象，说明凝胶随温度的升高流动性增强，更易吞咽。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取大西洋鳕鱼的鱼肉，加热处理，得预制鱼肉，所述预制鱼肉肌原纤维蛋白的相对提取率为10％以下；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为1～3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是5:1～1:5；
S3、物理改性：将步骤S2所述糊体通过物理改性方式处理，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度为100～2000nm，且平均粒度为100～1500nm；将所述浆体冷却至0～20℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品；其中，所述物理改性的方式为压力剪切或匀浆。
2.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，其特征在于，步骤S1所述加热处理具体为：60～100℃加热5～30min。
3.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，其特征在于，步骤S3所述压力剪切的压力为30～100MPa。
4.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，其特征在于，步骤S3所述匀浆的转速为5000～35000rpm。
5.根据权利要求1所述鳕鱼蛋白基凝胶食品的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1、鱼肉蛋白的预制：取大西洋鳕鱼的鱼肉；将所述鱼肉置于80℃加热15min，得预制鱼肉，所述预制鱼肉肌原纤维蛋白的相对提取率为4.4％；
S2、粉碎：将步骤S1所述预制鱼肉加水，使用胶体磨粉碎成糊体，所述胶体磨的处理粒度为3μm，所述预制鱼肉和水的重量比是1:1；
S3、物理改性：取步骤S2所述糊体200g，置于压力30MPa、剪切15min，得浆体，所述浆体中蛋白颗粒粒度为100～2000nm，且平均粒度为750nm；将所述浆体冷却至4℃，得鳕鱼蛋白基凝胶食品。
6.一种使用鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、打印：将权利要求1-5任一方法制作的鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印食品的原料，导入到3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8～1.5mm，打印速度为20～30mm/s，打印喷嘴温度为30～50℃，打印环境温度为0～10℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于0～10℃，静置10～30min，得终产品。
7.根据权利要求6所述使用鳕鱼蛋白基凝胶食品进行3D打印的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、打印：将权利要求5所述鳕鱼蛋白基凝胶食品作为3D打印原料，填入3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8mm，打印速度为20mm/s，打印喷嘴温度为30℃，打印环境温度为10℃；
S2、定型：将步骤S1打印的具有立体形状的鳕鱼蛋白基凝胶于10℃，静置20min，得终产品。
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2019
- 2019-12-30 CN CN201911387210.XA patent/CN111053226B/zh active Active
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