一种高凝胶强度水产品肉糜制品的制备方法和应用
技术领域
本发明属于水产品食品加工技术领域。更具体地，涉及一种高凝胶强度水产品肉糜制品的制备方法和应用。
背景技术
鱼糜制品在食品工业中应用广泛，既可以作为食品制造业的原料辅料，也可以作为餐饮业直接加工的食品原料。近年来，随着我国渔业和加工技术的发展，我国的鱼糜制品行业取得了长足进展，由过去生产鱿鱼丸、虾丸等单一品种，发展到机械化生产一系列新型高档次的鱼糜制品和冷冻调理食品。鱼糜制品的凝胶强度是评价鱼糜制品质量的重要指标，而目前对于鱼糜制品加工凝胶化的主要方式为热处理，传统的鱼糜会经历50～70℃的温度加热，但鱼糜制品在经过热处理的过程后易产生凝胶劣化现象，凝胶劣化是指鱼糜在加热时出现凝胶强度急剧下降的现象，这是制约鱼糜制品生产发展的难点。
为了提高鱼糜制品的凝胶强度，专利CN201410039609.X提供了一种六齿金线鱼鱼糜制品的制备方法，以六齿金线鱼鱼糜为原料，采用超高压与热处理结合的方法制备得到具有优质硬度和弹性品质的鱼糜制品，但该方法是将鱼糜先在单纯高压200MPa处理10min，然后在40℃静置处理30min后于90℃加热20min。单纯高压200MPa处理10min对鱼糜中组织蛋白酶的钝化效果较差，然后再进行加热处理，鱼糜仍然会经历50～70℃的温度带，造成鱼糜凝胶劣化，降低其凝胶强度。该方法最终制备的鱼糜制品凝胶强度最高仅为566.705g·cm，低于《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。因此，亟待采用一种非热加工技术对水产品肉糜制品进行处理以提高其凝胶强度。
发明内容
本发明针对目前鱼糜制品在热处理后发生凝胶劣化的现象，旨在提供一种利用高压CO2的非热加工技术对鱼糜或虾糜制品进行一定的处理，以提高鱼糜或虾糜制品的凝胶强度的方法。
本发明的首要目的是提供一种高凝胶强度水产品肉糜制品的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述方法制备得到的肉糜制品。
本发明的另一目的是提供上述方法在提高肉糜制品凝胶强度方面的应用。
本发明的再一目的是提供高压CO2处理在钝化组织蛋白酶L中的应用。
本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
本发明提供了一种高凝胶强度水产品肉糜制品的制备方法，包括以下步骤：
S1.将鱼或虾绞碎为鱼糜或虾糜；
S2.鱼糜或虾糜中添加其重量2～3％的食盐，真空斩拌15～30min，然后成型处理；
S3.将成型后的鱼糜或虾糜置于高压CO2处理釜中，在30～60℃和10～30MPa条件下处理5～60min，即可制备出高凝胶强度的鱼糜或虾糜制品。
组织蛋白酶L在诱导鱼糜或虾糜凝胶劣化中起重要作用，它不仅能降解肌球蛋白重链，还能降解肌动蛋白、α-辅肌动蛋白、肌钙蛋白T和肌钙蛋白I等。本发明在鱼糜或虾糜凝胶制品的制备中，通过特定的高压CO2非热加工处理方法，可有效钝化引起鱼糜凝胶劣化的组织蛋白酶L，从而提高鱼糜或虾糜制品的凝胶强度，提高了产品贮藏稳定性，且本发明所采用的工艺简单，生产技术节能环保，能够生产高凝胶强度鱼糜或虾糜制品的同时，保持肉糜制品特有风味和营养成分，具有很好的市场前景。
优选地，所述CO2的密度为0.2900g/mL～0.9480g/mL。
优选地，所述斩拌为用真空斩拌机在3～5℃、60～100kPa、1500～3500r/min条件下斩拌15～30min。
优选地，所述鱼包括淡水鱼，如罗非鱼、草鱼、鲢鱼等；或者海水鱼，如蓝圆鲹、蛇鲻、金线鱼、卵形鲳鲹等。
优选地，所述虾包括淡水虾，如罗氏沼虾、小龙虾等；或海水虾，如凡纳滨对虾、日本对虾、中国对虾、斑节对虾、南极磷虾等。
优选地，所述成型处理为用鱼丸成型机制作成直径为10～30mm球形鱼丸或虾丸；或者用灌肠机充填入胶原蛋白肠衣中制作成截面直径为10～30mm的圆柱状鱼肉肠或虾肉肠，肉肠长度50～200mm。
本发明还请求保护上述方法制备得到的肉糜制品以及上述方法在提高肉糜制品凝胶强度方面的应用。
本发明首次研究发现，高压CO2技术对鱼糜或虾糜制品的处理过程是通过钝化组织蛋白酶L从而利于提高鱼糜或虾糜制品的凝胶强度。因此，本发明还请求保护高压CO2处理在钝化组织蛋白酶L中的应用。
上述高压CO2处理在钝化组织蛋白酶L，是将组织蛋白酶L置于高压CO2处理釜中，在30～60℃和10～30MPa条件下处理5～60min即可达到钝化组织蛋白酶L的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明首次研究发现高压CO2处理能有效钝化引起鱼糜或虾糜凝胶劣化的组织蛋白酶L，从而提高鱼糜制品的凝胶强度，提高了产品贮藏稳定性。
(2)本发明通过高压CO2处理制备鱼糜或虾糜凝胶制品，在营养成分保留、色泽、保水性、微观结构和凝胶强度等品质方面都优于传统热加工制备的凝胶，方法安全有效，很好地解决了传统鱼糜制品加工易于凝胶劣化的问题，保持了鱼糜制品的高品质，且工艺操作简单，节能环保，为鱼糜制品生产提供了新的技术途径。
附图说明
图1为传统热处理和高压CO2处理制备金线鱼鱼肉丸的微观结构电镜图；
图2为为传统热处理和高压CO2处理制备凡纳滨对虾虾丸的微观结构电镜图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1一种钝化金线鱼肌肉组织蛋白酶L的方法
1、实验方法
S1、取金线鱼肉，提取组织蛋白酶L溶液，在4℃保存备用；
S2、将组织蛋白酶L溶液置于高压CO2处理釜中，反应釜中CO2的密度为0.8107g/mL，在55℃和25MPa条件下处理55min。
2、实验结果
按照本实施例的方法处理后，组织蛋白酶L被钝化95％。
实施例2一种钝化金线鱼肌肉组织蛋白酶L的方法
1、实验方法
S1、取金线鱼肉，提取组织蛋白酶L溶液，在4℃保存备用；
S2、将组织蛋白酶L溶液置于高压CO2处理釜中，反应釜中CO2的密度为0.9480g/mL，在30℃和30MPa条件下处理60min。
2、实验结果
按照本实施例的方法处理后，组织蛋白酶L被钝化96％。
实施例3一种钝化凡纳滨对虾肌肉组织蛋白酶L的方法
1、实验方法
S1、取凡纳滨对虾肌肉，提取组织蛋白酶L溶液，在4℃保存备用；
S2、将组织蛋白酶L溶液置于高压CO2处理釜中，反应釜中CO2的密度为0.2900g/mL，在60℃和10MPa条件下处理60min；
2、实验结果
按照本实施例的方法处理后，组织蛋白酶L被钝化100％。
实施例4一种钝化凡纳滨对虾肌肉组织蛋白酶L的方法
1、实验方法
S1、取凡纳滨对虾肌肉，提取组织蛋白酶L溶液，在4℃保存备用；
S2、将组织蛋白酶L溶液置于高压CO2处理釜中，反应釜中CO2的密度为0.8107g/mL，在55℃和25MPa条件下处理50min。
2、实验结果
按照本实施例的方法处理后，组织蛋白酶L被钝化92％。
实施例5高凝胶强度金线鱼鱼糜制品的制备
S1、将金线鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理55min，鱼丸的凝胶强度可达1187g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例6高凝胶强度金线鱼鱼糜制品的制备
S1、将金线鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在35℃和30MPa条件(CO2的密度为0.9291g/mL)下处理60min，鱼肉肠的凝胶强度可达1093g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例7高凝胶强度罗非鱼鱼糜制品的制备
S1、将罗非鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在3℃、80kPa、1500r/min斩拌30min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理55min，鱼丸的凝胶强度可达978g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例8高凝胶强度草鱼鱼糜制品的制备
S1、将草鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、60kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为30mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理55min，鱼丸的凝胶强度可达952g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例9高凝胶强度鲢鱼鱼糜制品的制备
S1、将鲢鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在5℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为10mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在30℃和30MPa条件(CO2的密度为0.9480g/mL)下处理5min，鱼丸的凝胶强度可达937g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例10高凝胶强度蓝圆鲹鱼糜制品的制备
S1、将蓝圆鲹鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、100kPa、1500r/min斩拌20min，用灌肠机充填入胶原蛋白肠衣中制作成截面直径为20mm的圆柱状鱼肉肠，肉肠长度100mm；
S2、将成型后的鱼肉肠置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理55min，鱼肉肠的凝胶强度可达1052g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例11高凝胶强度卵形鲳鲹鱼糜制品的制备
S1、将卵形鲳鲹鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌15min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和10MPa条件(CO2的密度为0.2900g/mL)下处理60min，鱼丸的凝胶强度可达992g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例12高凝胶强度蛇鲻鱼鱼糜制品的制备
S1、将蛇鲻鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、3500r/min斩拌15min，用灌肠机充填入胶原蛋白肠衣中制作成截面直径为10mm的圆柱状鱼肉肠，肉肠长度200mm；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理55min，鱼丸的凝胶强度可达1028g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
对比例1传统的加热法制备金线鱼鱼糜制品
1、制备方法
S1、将将金线鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸用传统的两段加热法熟制，即先在45℃加热30min再在90℃加热20min，鱼丸的凝胶强度仅为696g·cm。
2、实验结果
(1)表1为实施例5-12制备得到的鱼丸的凝胶强度，从表中对比数据可见按照本对比例的方法制备得到的鱼丸的凝胶强度远低于高压CO2处理制备的鱼丸。这主要是因为传统的两段加热法，鱼肉中组织蛋白酶L经历了50-70℃的温度带，在这个温度带组织蛋白酶L的酶活性比较高，通过降解肌原纤维蛋蛋白而使鱼丸凝胶劣化，从而使凝胶强度较低；而在高压CO2处理中，由于CO2的分子作用能使鱼肉组织蛋白酶L失活，从而使鱼丸的凝胶强度大大增加。
表1
注：标注有相同字母表示无显著差异(P>0.05)，字母不同表示有显著差异(P<0.05)
凝胶强度是评价肉糜制品品质的重要指标。一般来讲，凝胶强度越高，其产品的弹性越好，消费者的食用口感也就越好。在《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》中规定了鱼糜凝胶强度的最高标准TA级≥900g·cm。利用本发明技术制备的鱼肉糜制品凝胶强度均超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》规定的标准，说明其产品达到了高品质要求。
(2)表2为实施例5(高压CO2处理)制备的鱼肉丸与对比例1(热处理)制备的鱼肉丸品质指标的比较。从表1可以看出，与传统热处理制备的鱼肉丸品质相比，高压CO2处理制备的鱼肉丸品质，能保留更多的营养成分，质量损失更少，能保留更多的水分，色泽更白，凝胶强度更高；高压CO2处理制备的鱼肉丸在后期的贮藏过程中也显示出较高的质量品质。
表2
注：同行数据标注不同字母表示有显著差异(P>0.05)
图1A为对比例1传统热处理制备鱼肉丸的微观结构电镜图，图1B为实施例5高压CO2处理制备鱼肉丸的微观结构电镜图。从图1A和图1B的比较可以发现，高压CO2处理鱼肉丸的微观结构更加致密，锁住内部的水分，从而使其具有更高的凝胶强度。
实施例13高凝胶强度凡纳滨对虾虾糜制品的制备
S1、将凡纳滨对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达1156g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例14高凝胶强度凡纳滨对虾虾糜制品的制备
S1、将凡纳滨对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在55℃和25MPa条件(CO2的密度为0.8107g/mL)下处理50min，虾肉丸的凝胶强度可达987g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例15高凝胶强度斑节对虾虾糜制品的制备
S1、将斑节对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达1083g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例16高凝胶强度罗氏沼虾虾糜制品的制备
S1、将罗氏沼虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达1069g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例17高凝胶强度小龙虾虾糜制品的制备
S1、将小龙虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达928g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例18高凝胶强度日本对虾虾糜制品的制备
S1、将日本对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达1105g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
实施例19高凝胶强度中国对虾虾糜制品的制备
S1、将中国对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，在60℃和25MPa条件(CO2的密度为0.7866g/mL)下处理60min，虾肉丸的凝胶强度可达1109g·cm，超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》的最高标准TA级≥900g·cm。
对比例2传统的加热法制备凡纳滨对虾虾糜制品
1、制备方法
S1、将凡纳滨对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸用传统的两段加热法熟制，即先在45℃加热30min再在90℃加热20min，虾肉丸的凝胶强度仅为461g·cm。
2、实验结果
(1)表3为实施例13-19制备得到的虾肉丸的凝胶强度，可见按照本对比例的方法制备得到的虾肉丸的凝胶强度远低于高压CO2处理制备的虾肉丸。这主要是因为传统的两段加热法，虾肉中组织蛋白酶L经历了50-70℃的温度带，在这个温度带组织蛋白酶L的酶活性比较高，通过降解肌原纤维蛋蛋白而使虾肉丸凝胶劣化，从而使凝胶强度较低；而在高压CO2处理中，由于CO2的分子作用能使虾肉组织蛋白酶L失活，从而使虾肉丸的凝胶强度大大增加。
表3
注：标注有相同字母表示无显著差异(P>0.05)，字母不同表示有显著差异(P<0.05)
综上结果表明，本发明使用高压CO2能有效钝化虾的组织蛋白酶L而提高虾糜制品的凝胶强度。
凝胶强度是评价肉糜制品品质的重要指标。一般来讲，凝胶强度越高，其产品的弹性越好，消费者的食用口感也就越好。在《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》中规定了鱼糜凝胶强度的最高标准TA级≥900g·cm。利用本发明技术制备的虾肉糜制品凝胶强度均超过了《GB/T306187-2018冷冻鱼糜》规定的标准，说明其产品达到了高品质要求。
(2)表4为实施例13(高压CO2处理)制备的虾肉丸与对比例2(热处理)制备的虾肉丸品质指标的比较。从表4可以看出，与传统热处理制备的虾肉丸品质相比，高压CO2处理制备的虾肉丸品质，能保留更多的营养成分，质量损失更少，能保留更多的水分，色泽更白，凝胶强度更高；高压CO2处理制备的虾肉丸在后期的贮藏过程中也显示出较高的质量品质。
表4
注：同行数据标注不同字母表示有显著差异(P>0.05)
图2A为对比例2传统热处理制备虾肉丸的微观结构电镜图，图2B为实施例13高压CO2处理制备虾肉丸的微观结构电镜图。从图2A和图2B的比较可以发现，高压CO2处理虾肉丸的微观结构更加致密，锁住内部的水分，从而使其具有更高的凝胶强度。
对比例3金线鱼鱼糜制品的制备
S1、将金线鱼鱼糜绞碎，添加4％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，处理釜中CO2的密度为0.8107g/mL，在55℃和25MPa条件下处理55min，鱼丸的凝胶强度为835g·cm。
对比例4金线鱼鱼糜制品的制备
S1、将金线鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，处理釜中CO2的密度为0.8563g/mL，在20℃和10MPa条件下处理55min，鱼丸的凝胶强度为238g·cm。
对比例5金线鱼鱼糜制品的制备
S1、将金线鱼鱼糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形鱼丸；
S2、将成型后的鱼丸置于高压CO2处理釜中，处理釜中CO2的密度为0.0018g/mL，在30℃和0.1MPa条件下处理4min，鱼丸的凝胶强度为243g·cm。对比例6凡纳滨对虾虾糜制品的制备
S1、将凡纳滨对虾肉糜绞碎，添加3％的食盐，利用真空斩拌机在4℃、80kPa、1500r/min斩拌20min，然后用鱼丸成型机制作成直径为15mm球形虾肉丸；
S2、将成型后的虾肉丸置于高压CO2处理釜中，处理釜中CO2的密度为0.8297g/mL，在60℃和30MPa条件下处理3min，虾肉丸的凝胶强度为328g·cm。
可见本发明通过在特定的CO2密度、温度和压力下对鱼糜或虾糜制品进行一定的处理，得到的鱼糜制品的凝胶强度较高。
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。
