罗非鱼含有丰富的必需氨基酸以及多种多不饱和脂肪酸，其肉质鲜美，是一种高蛋白、低脂肪的经济鱼类[1]。我国是罗非鱼养殖生产大国，2020年中国罗非鱼养殖产量为165.54万t，占淡水鱼类总产量的6.40%[2]，具有很大的发展前景。一直以来我国罗非鱼加工产品主要以冷冻形式进行出口销售，为了提高冷冻罗非鱼的品质及出品率，大多数研究都集中在保鲜[3-4]、护色技术[5-6]以及贮藏品质变化[7-8]等方面，关于冷冻罗非鱼片在热加工过程中品质变化控制方面的研究尚不多见。近2年随着方便菜肴的兴起，酸菜鱼片、水煮鱼片等预制冷冻调理食品迅速发展，且为了方便食用采用的都是薄而小的鱼片，而罗非鱼片经过高温煮制会发生组织脆弱化，结构松散，食用品质下降等问题，降低消费者对产品的接受度。因此研究控制冷冻罗非鱼片在水煮过程中的品质变化，提高其质构热稳定性，能够提升罗非鱼的加工价值。

通常在肉类中加入功能性物质会有助于改变肉类系统的整体结构和感官特性[9]，而实验证明添加物质复配会产生复配增效作用，不仅可以降低使用量，还能进一步改善肉制品品质[10-11]。鱼片在煮制时发生的质构变化主要与肌原纤维蛋白热变性、水分含量变化以及肌肉组分间的相互作用等有关[12]，其中水分含量和持水性将直接影响鱼片的组织状态及质构等品质[13]。目前已有相关方面的研究，如采用磷酸盐、多糖、蛋白质以及盐类等物质进行复配处理来提高冷冻罗非鱼片的持水性及组织结构特性[10-11,14]，但关于提高冷冻罗非鱼片煮制时质构稳定性的研究还鲜有报道。

NaHCO3曾被用作磷酸盐的替代品，因其溶解肌原纤维蛋白和增强静电排斥的能力常用于肉制品中起到提高肉制品整体适口性，减少蒸煮损失，有效改善肉制品质构特性的作用[15]。魔芋葡甘露聚糖是一种高分子质量水溶性非离子多糖，在碱性及加热条件下会形成热不可逆凝胶[16]，且因其良好的吸水性、凝胶形成能力、稳定性、增稠性和成膜性被广泛用于肉制品中，以提高保水能力和质地特性[17]。大豆分离蛋白是肉制品中广泛使用的非肉蛋白，具有良好的乳化和凝胶特性，可以提高肉制品的持水能力和质构品质[18]。木薯淀粉是肉制品中最常用的添加剂之一，其拥有较高的支链淀粉含量，受热糊化膨胀会形成黏性胶体，研究表明在肉制品中加入木薯淀粉会改变其物理特性、质构和风味特性[19]。因此本文研究了碳酸氢钠、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白和木薯淀粉4种不同种类及作用类型的添加剂对冷冻罗非鱼片持水性及煮制质构品质的影响，在单因素试验的基础上，结合响应面实验，进一步优化冷冻水煮罗非鱼片质构稳定性配方，旨在开发出一种能够有效提高冷冻罗非鱼片耐煮性的最佳配方，为罗非鱼热加工食用品品质控制方面提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜罗非鱼购于广州市华润万家超市，质量为(550±50) g/条。

食品级耐高温蒸煮袋，青岛绿生生物科技有限公司。NaHCO3(食品级)，南京甘汁园糖业有限公司；魔芋葡甘露聚糖(食品级)、大豆分离蛋白(食品级)，聚融时代(固安)生物科技有限公司；木薯淀粉(食品级)，深圳市太港食品有限公司；其他常规试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

BS 224S电子天平，德国赛多利斯公司；DW-86L626 超低温冰箱，青岛海尔特种电器有限公司；SRF-NC1281 N 三洋四门冰柜，大连三洋制冷有限公司；HWS24 型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；QTS-25 质构仪，英国 CNS FARNEL 有限公司；Phenom Pharos飞纳台式场发射电镜，荷兰赛默飞世尔科技有限公司。

1.3 样品预处理

将新鲜罗非鱼敲头致晕后取背部肌肉，清洗干净，切成大小均匀的鱼片(5 cm×3 cm×0.5 cm)，吸干表面水分准确称重后放入食品用碗中备用。按照料液比1∶3(g∶mL)加入配制好的不同浓度浸泡液，浸泡1 h，每隔15 min缓慢翻动1次，浸泡时始终保持4 ℃，去离子水处理组作为对照。浸泡完毕将鱼片捞出沥干，平整的放入自封袋中进行编号，排出袋内空气，密封后置于-80 ℃超低温冰箱中速冻5 h，然后再转移到-20 ℃冰箱冻藏10 d。

1.4 单因素试验

1.4.1 NaHCO3添加量对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

在质量浓度为4 g/L魔芋胶、40 g/L大豆分离蛋白、30 g/L木薯淀粉的条件下，分别添加5、10、15、20、25 g/L的碳酸氢钠配制成不同浓度浸泡液，浸泡处理冻藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其对冻罗非鱼片持水性及煮制质构品质的影响。

1.4.2 魔芋葡甘露聚糖添加量对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

在15 g/L NaHCO3、40 g/L大豆分离蛋白、30 g/L木薯淀粉的条件下，分别添加1、2、4、6和8 g/L魔芋葡甘露聚糖配制成不同浓度浸泡液，浸泡处理冻藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其对冻罗非鱼片持水性及煮制质构品质的影响。

1.4.3 大豆分离蛋白添加量对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋胶、30 g/L木薯淀粉的条件下，分别添加10、20、30、40和50 g/L的大豆分离蛋白配制成不同浓度浸泡液，浸泡处理冻藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其对冷冻罗非鱼片持水性及煮制质构品质的影响。

1.4.4 木薯淀粉添加量对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

在15 g/L NaHCO3、4 g/L魔芋胶、40 g/L大豆分离蛋白的条件下，分别添加10、20、30、40和50 g/L木薯淀粉配制成不同浓度浸泡液，浸泡处理冻藏10 d后在90 ℃下煮制6 min，研究其对冷冻罗非鱼片持水性及煮制质构品质的影响。

1.5 响应面法优化提高冷冻罗非鱼片质构热稳定性工艺配方

综合单因素试验结果，根据Box-Behnken中心设计原理，以NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白、木薯淀粉添加量为自变量，采用综合加权平均法计算得到的质构及蒸煮损失率的综合得分作为响应值设计实验，研究各自变量及其交互作用对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响，进一步优化提高冷冻罗非鱼片质构稳定性的工艺参数。利用Design Expert 12.0对实验结果进行回归拟合及方差分析，实验因素水平如表1所示。

1.6 解冻损失率的测定

将冻藏10 d的罗非鱼片连同自封袋于室温自然解冻3 h，沥干擦去表面溶液后准确称重，按公式(1)计算鱼片的解冻损失率。

解冻损失率

(1)

1.7 蒸煮损失率的测定

将解冻后的鱼肉分别放入编好号的蒸煮袋中，置于90 ℃的恒温水浴锅中煮制6 min后取出，沥干吸去表面水分，冷却至室温后称重，按公式(2)计算鱼片的蒸煮损失率。

蒸煮损失率

(2)

1.8 质构的测定

参考相悦等[20]的方法并略作改动。将样品放至室温，使用QTS-25 型质构仪并选择TA44平底圆柱形探头对不同处理条件下的冷冻罗非鱼片进行测定，每组鱼片沿对角线取6个点测定取平均值，平行测定3次。测试模式为质地多面剖析(texture profile analysis，TPA)模式，测试速度为1.0 mm/s，循环次数为2次，触发点负载为5.0 g，下压距离5.0 mm。

1.9 综合评分方法

质构是体现鱼肉口感品质的指标，而其中硬度和弹性又是质构指标中最重要最具有代表性的指标，因此选取硬度和弹性计算质构综合得分，硬度和弹性参数值越高，说明鱼肉的质构品质越好[21]。蒸煮损失率是体现鱼肉持水性的重要指标，其值越小说明鱼肉的持水性越好。本实验中响应面考察指标多于1，为了客观反映各因素之间的相互关系以及各因素水平对冷冻罗非鱼片煮制质构稳定性的影响，因此采用多指标综合加权评分法。鱼片蒸煮损失率、质构测定所得硬度和弹性对煮制冷冻罗非鱼片品质的评定同样重要，因此蒸煮损失率和质构加权系数均定为10，其中硬度和弹性分别定为5，总分以20分计算。加权评分计算方法如公式(3)(4)(5)所示[22-23]：

正向指标：

(3)

逆向指标：

(4)

Y=10×Y1+10×Y2

(5)

式中：Y,综合加权评分；Y1，质构综合得分；Y2,蒸煮损失率得分；X,该指标响应面测试值；X0,该指标响应面测试最小值；X1,该指标响应面测试最大值。

1.10 不同处理条件煮制冷冻罗非鱼片组织形态变化

参照刘芳芳等[24]的方法并稍作修改，将鱼片切成5 mm×5 mm×2 mm的薄片，用蒸馏水冲洗10 min，立即放入体积分数2%戊二醛固定液内，在4 ℃固定过夜。用0.1 mol/L的PBS冲洗10 min，随后分别用体积分数30%、50%、70%、90%、100%酒精在4 ℃下浸泡10 min进行梯度脱水，然后将鱼片放入真空冷冻干燥机内干燥24 h，最后对鱼片进行喷金60 s，使用扫描电镜对不同处理条件下的鱼片肌纤维形态进行观察，放大倍数为200。

1.11 数据分析

采用SPSS 22、Excel软件对实验数据进行处理、作图及显著性分析，显著性水平设为0.05。采用Design Expert 12.0软件对响应面数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 NaHCO3质量浓度对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

由图1可知，随着NaHCO3添加量的升高，冷冻罗非鱼片的解冻损失率和蒸煮损失率显著下降(P<0.05)，但NaHCO3>10 g/L时解冻损失率和蒸煮损失率的下降趋势都趋于平缓，且随着添加量的升高变化无显著性差异(P>0.05)。

当NaHCO3 20 g/L时解冻损失率和蒸煮损失率都达到最低，分别为-3.02%和0.79%，与对照相比具有显著差异(P<0.05)。经处理的鱼片解冻损失率都呈现负值，表示经添加剂处理后的冷冻罗非鱼片解冻后其质量仍然比鱼片原质量要大，浸泡增加质量在鱼片解冻过程中未完全损失，说明添加剂在一定程度上对鱼片起到抗冻保水作用[25]。从表2可知，鱼片硬度和胶着性随NaHCO3质量浓度升高呈现先降后升的趋势，在5 g/L时硬度和胶着性都略低于对照组，但无明显差异(P>0.05)，在15 g/L以后与对照差异显著(P<0.05)且逐渐升高，在25 g/L时硬度和胶着性达到最大。而鱼片内聚性、弹性和咀嚼性都随NaHCO3质量浓度的升高而不断增大，整体来看15～25 g/L时质构特性较好，这与张晨芳等[10]研究复合无磷保水剂对冷冻罗非鱼片保水效果相似。NaHCO3溶液呈弱碱性，它能够提高鱼肉pH，偏离肉蛋白等电点，增大肽链和肌原纤维蛋白间的静电斥力使肌原纤维间的距离增加，导致蛋白质结构溶胀，使鱼肉在冷冻及煮制时能够留住更多水分[26]。肌原纤维间的距离增加也有利于其他添加物质的渗入，这些物质充斥在肌肉纤维中，在冻藏和煮制过程中起到保护鱼肉组织结构和吸收固定水分的作用，因此能够提高鱼肉持水性，改善煮制冷冻罗非鱼片的质构特性。

2.2 魔芋葡甘露聚糖质量浓度对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

由图2可知，随着魔芋葡甘露聚糖质量浓度升高，冷冻罗非鱼片解冻损失率和蒸煮损失率都呈波动下降趋势，与对照相比显著降低(P<0.05)，质量浓度8 g/L时解冻损失率和蒸煮损失率都达到最低，分别为-2.64%和3.57%，但由于此时浸泡液过于浓稠，不利于添加物的渗入，因此考虑将质量浓度控制在8 g/L以下。由表3可看出，鱼片内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性随魔芋葡甘露聚糖质量浓度升高整体呈先上升后下降的趋势，但变化不明显(P>0.05)，4 g/L时硬度达到最大。XIONG等[27]证实魔芋葡甘露聚糖可以用作冷冻保护剂，抑制鱼肉冻藏期间蛋白质冷冻变性。因此本实验中魔芋葡甘露聚糖能够对冻罗非鱼片起到一定的抗冻效果，提高其冻藏期间的持水性及质构品质。且魔芋葡甘露聚糖溶于水中具有很强的黏附性，能够在鱼片表面形成一层薄膜抑制鱼肉中水分子的移动，从而起到降低鱼肉解冻及煮制过程中汁液流失的作用。且在碱性条件下魔芋葡苷聚糖会发生脱乙酰基作用，形成热稳定凝胶，因此可以在煮制时保护鱼肉组织结构不被破坏。当碱处理至pH>11时，会发生羟基电离，溶化作用增强，使魔芋葡甘露聚糖溶解性增大[28]，但碱味过重不利于鱼肉风味形成。

2.3 大豆分离蛋白质量浓度对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

由图3可知，随着大豆分离蛋白质量浓度的增加，冷冻罗非鱼片的解冻损失率和蒸煮损失率整体呈下降趋势，当质量浓度为40 g/L时解冻损失率和蒸煮损失率达到最低分别为-4.16%和3.32%。

表4显示鱼片硬度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性随大豆分离蛋白添加量增加整体呈上升趋势，其中内聚性和胶着性变化不明显(P>0.05)，硬度、弹性和咀嚼性从质量浓度20 g/L开始与对照具有显著差异(P<0.05)，总体来看在质量浓度30～50 g/L时鱼片持水性及质构特性较好。大豆分离蛋白具有较强的吸水性和极性，将其添加在冷冻肉制品中可以抑制肌肉中水分迁移，使较大冰晶的形成受阻，因此在一定程度上可以提高冷冻食品持水性和改善其质构品质[29]。大豆分离蛋白溶于水中会形成胶体溶液，受热后会发生交联形成具有三维网状结构的高分子凝胶[30]，鱼片经浸泡后可在表面形成一层薄膜，煮制后其原来的液态溶胶体系会转变为固态凝胶结构，因此能够抑制鱼肉中水分的自由迁移，防止肉汁分离[31-32]，且大豆分离蛋白的主要成分7S伴球蛋白与11S球蛋白中的许多极性基团能与水分子发生水化反应，因此能够降低鱼肉蒸煮损失率，改善鱼肉质构[33]。

2.4 木薯淀粉质量浓度对冷冻罗非鱼片煮制品质的影响

由图4可知，随木薯淀粉质量浓度升高，冷冻罗非鱼片解冻损失率和蒸煮损失率的变化不稳定，但都与对照差异显著(P<0.05)，木薯淀粉30 g/L 时解冻损失率和蒸煮损失率分别为-2.46%和3.73%。

表5显示随木薯淀粉质量浓度升高，鱼片硬度、弹性、胶着性和咀嚼性呈上升趋势，内聚性在10～40 g/L变化不明显(P>0.05)，当质量浓度达到30 g/L后质构特性较好。淀粉的水结合能力，以及其提高冷藏和冷冻储存稳定性的能力，使得其具有一定的抗冻作用[34]。木薯淀粉含有较高的支链淀粉，受热后能够产生更强的黏性因此可以作为黏合剂减少鱼肉组织结构的破损[35]。其形成的悬浊液覆盖在鱼片表面，在加热过程中淀粉颗粒吸水、膨胀、糊化，当淀粉糊化时，肌肉内各种蛋白均己变性并逐渐形成了网状结构，此时淀粉糊化形成的胶体固定在结构间隙中，能锁住肌肉内外更多的水分，因此提高了鱼片持水性和黏着性，降低了蒸煮损失，同时一定程度保护了鱼肉组织结构在热加工过程中不被破坏[36]。

2.5 响应面优化提高煮制冷冻罗非鱼片质构稳定性工艺参数

2.5.1 响应面法实验结果分析

根据 Box-Behnken中心设计原理，基于单因素试验，选择NaHCO3添加量(A)、魔芋葡甘露聚糖添加量(B)、大豆分离蛋白添加量(C)、木薯淀粉添加量(D)为自变量，采用综合加权平均法计算得到的质构及蒸煮损失率的综合得分作为响应值(Y)设计实验。实验方案设计与结果见表6。

2.5.2 响应面模型建立及方差分析

采用Design Expert 12.0软件对响应面法优化实验得到的综合得分进行回归拟合及方差分析，所得二次回归拟合方程为：

Y=18.08+1.1A+0.681 5B+0.789 7C+0.666 4D+0.212 9AB+0.513 1AC-0.758 0AD+0.466 3BC-0.083 3BD+0.774 0CD-3.66A2-3.67B2-3.99C2-3.37D2

为检验回归方程有效性，对回归模型进行方差分析和显著性检验，如表7所示。

结果表明，回归模型P<0.000 1，差异极显著，失拟项P>0.05，差异不显著，说明该模型较稳定，能够适用于模拟响应值与各因素之间的关系。模型中的决定系数R2=0.975 7>0.95，调整回归系数表明实验结果与模型之间具有较高的拟合度。分析模型各个系数的P值，其中因子A、B、C、D和二次项A2、B2、C2、D2对响应值的影响均为极显著水平(P<0.01)；交互项AD和CD对响应值的影响为显著水平(P<0.05)。由表中F值可知，各因素对煮制罗非鱼片质构及蒸煮损失率综合得分的影响程度依次是：NaHCO3(A)>大豆分离蛋白(C)>魔芋葡甘露聚糖(B)>木薯淀粉(D)。

2.5.3 响应面交互作用分析

响应面的陡峭程度可直接反映各个因素对响应值的影响程度，曲面图中曲线陡峭程度越大，表明对应因素对响应值的影响程度越大，影响越显著[37]。等高线的形状能够直观反映2个因素之间交互作用的大小，当等高线形状趋向于椭圆形时表明2个因素交互作用显著，趋向于圆形时表明交互作用较弱[38]，根据上述分析可知，NaHCO3与木薯淀粉交互作用和大豆分离蛋白与木薯淀粉交互作用对鱼片蒸煮损失和质构综合得分的影响最显著。由图5-a和图5-b可以看出，当木薯淀粉添加量固定不变时，随着NaHCO3和大豆分离蛋白添加量的增加鱼片综合得分逐渐增大，分别在20和40 g/L左右达到最大值，随后继续增大添加量得分逐渐下降，其中大豆分离蛋白添加量>40 g/L时综合得分下降较快，这可能是因为大豆分离蛋白添加量偏高使其溶解度下降，浸泡液过稠使之不易渗入鱼片，在煮制时溶于水中导致鱼片蒸煮损失增大。而NaHCO3质量浓度>20 g/L以后综合得分的下降趋势变得更缓慢，说明>20 g/L的NaHCO3添加量对鱼片蒸煮损失和质构的影响不大。

2.5.4 模型优化及验证

通过Design Expert软件对煮制冻罗非鱼片质构及蒸煮损失率综合得分的实验结果进行优化预测，结合实际因素，最终确定最佳工艺参数为：NaHCO3 23 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分离蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L，在此条件下煮制冻罗非鱼片质构及蒸煮损失率综合得分的理论值为18.28。为了验证模型预测的准确性，在此优化条件下进行3次验证实验，实际得到的煮制冷冻罗非鱼片质构及蒸煮损失率综合得分为(17.76±0.52)，验证实验结果与理论预测结果相接近，说明该响应面实验模型可用于实际值预测。

2.6 不同处理条件下煮制冻罗非鱼片组织形态变化

图6-a和图6-c为去离子水浸泡冻藏10 d后煮制鱼肉和优化配方浸泡处理冻藏10 d后煮制鱼肉的横切微观结构，图6-b和图6-d为纵切微观结构。从图6-a和图6-b可以看出，对照组的鱼肉肌纤维间距更大，相互之间有明显的空隙，横切面出现不规则形状，呈无序化收缩，纵切面组织松散，肌纤维出现局部断裂。

图6-c和图6-d相比图6-a和图6-b，肌纤维密度更大，间隙更小，相互之间连接的较紧密，横切面显示肌纤维形状呈多边形梭状，且相邻肌纤维排列整齐致密，纵切面组织结构更紧凑，肌纤维无断裂现象，说明经优化配方处理后的鱼肉煮制时组织结构保持的相对较好，破坏程度更小，具有良好的质构稳定性。优化配方对冷冻罗非鱼片煮制时产生的积极效果可能从2个方面解释：一是优化配方具有抗冻保水效果，能够在冻藏过程中抑制鱼肉组织间冰晶的生成和生长，降低水分移动流失，提高鱼肉保水性以及冻藏时鱼肉组织完整性，为后续热加工处理提供良好基础；二是优化配方能够在鱼肉煮制时降低组织结构的破碎程度，渗透于鱼肉中的溶液充斥在鱼肉肌原纤维中，使蛋白质结构溶胀，经过加热在组织间会形成热稳定凝胶，将鱼肉粘结起来从而防止汁液流失，提高鱼肉持水性及质构的热加工稳定性。

3 结论

本实验表明NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白和木薯淀粉相互组合均能够提高煮制冷冻罗非鱼片持水性及质构稳定性。通过Box-Benhnken的中心组合设计响应面法，建立了以NaHCO3添加量、魔芋葡甘露聚糖添加量、大豆分离蛋白添加量和木薯淀粉添加量为影响因素，以煮制冻罗非鱼片质构及蒸煮损失率综合得分作为响应值的数学模型，获得NaHCO3、魔芋葡甘露聚糖、大豆分离蛋白和木薯淀粉的最佳用量配比：NaHCO3 23 g/L、魔芋葡甘露聚糖4.5 g/L、大豆分离蛋白41 g/L、木薯淀粉28 g/L。使用该最佳参数配制成浸泡液处理后的罗非鱼片经煮制后，蒸煮损失率为1.78%，比对照组降低了14.56%，说明具有良好的保水效果。质构参数中硬度为112.5 g，弹性为4.06 mm，分别比对照组增加了37.14%和23.58%，明显提高了鱼肉质构的热稳定性。因此，使用该优化配方处理罗非鱼片能同时提高鱼肉持水性以及质构热稳定性，在一定程度上提升产品品质，为罗非鱼热加工食用品质控制方面提供新的工艺技术。

参考文献

[1] 郝淑贤, 李来好, 杨贤庆, 等. 5种罗非鱼营养成分分析及评价[J]. 营养学报, 2007, 29(6): 614-615；618.

HAO S X, LI L H, YANG X Q, et al. Analysis and evaluation of nutrient composition of tilapias[J]. Acta Nutrimenta Sinica, 2007, 29(6): 614-615；618.

[2] 农业部渔业渔政管理局. 中国渔业统计年鉴[M]. 北京: 中国农业出版社, 2021: 24-25.

Fishery and Fishery Administration of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs. China Fishery Statistical Yearbook[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2021: 24-25.

[3] 李娜, 赵永强, 李来好, 等. 冰藏过程中罗非鱼鱼片肌肉蛋白质变化[J]. 南方水产科学, 2016, 12(2): 88-94.

LI N, ZHAO Y Q, LI L H, et al. Change of muscle proteins in Nile tilapia fillets during iced storage[J]. South China Fisheries Science, 2016, 12(2): 88-94.

[4] 岑剑伟, 于福田, 杨贤庆, 等. 微酸性电解水冰对罗非鱼片的保鲜效果[J]. 食品科学, 2019, 40(19): 288-293.

CEN J W, YU F T, YANG X Q, et al. Quality preservation of tilapia fillets using slightly acidic electrolyzed water ice[J]. Food Science, 2019, 40(19): 288-293.

[5] 赵敏, 李来好, 杨贤庆, 等. 罗非鱼片非一氧化碳发色方法的研究[J]. 南方水产科学, 2019, 15(4): 107-112．

ZHAO M, LI L H, YANG X Q, et al. Study on non-CO color retention method of tilapia fillets[J]. South China Fisheries Science, 2019, 15(4): 107-112．

[6] 孙申宇, 黄卉, 魏涯, 等. 罗非鱼红色肉在冷藏期间的肉色稳定性[J]. 食品与发酵工业, 2020, 46(18): 33-40.

SUN S Y, HUANG H, WEI Y, et al. Stability of tilapia red meat during cold storage[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(18): 33-40.

[7] 李来好, 王国超, 郝淑贤, 等. 电子鼻检测冷冻罗非鱼肉的研究[J]. 南方水产科学, 2012, 8(4): 1-6.

LI L H, WANG G C, HAO S X, el. Discrimination of tilapia at different frozen storage time by electronic nose[J]. South China Fisheries Science, 2012, 8(4): 1-6.

[8] 李莎, 李来好, 杨贤庆, 等. 罗非鱼片在冷藏过程中的品质变化研究[J]. 食品科学, 2010, 31(20): 444-447.

LI S, LI L H, YANG X Q, el. Quality change of tilapia fillets during chilling storage[J]. Food Science, 2010, 31(20): 444-447.

[9] MOHAN A, JAICO T, KERR W, et al. Functional properties of bicarbonates on physicochemical attributes of ground beef[J]. LWT-Food Science and Technology, 2016, 70: 333-341.

[10] 张晨芳, 钟秋平. 复合无磷保水剂对冷冻罗非鱼片保水效果的研究[J]. 食品工业, 2016,37(10): 100-103.

ZHANG C F, ZHONG Q P. Research on water-holding capacity of frozen tilapia fillets by compound non-phosphorous water-retention agent[J]. The Food Industry, 2016,37(10): 100-103.

[11] 张雪莹, 申铉日, 朱念, 等. 罗非鱼片无磷保水剂的工艺配方优化[J]. 食品科技, 2015, 40(6): 163-168.

ZHANG X Y, SHEN X R, ZHU N, et al. Optimization the technical formula of non-phosphate additive of water retention agent for tilapia fillets[J]. Food Science and Technology, 2015, 40(6): 163-168.

[12] 荣建华. 冷冻和热加工对脆肉鲩肌肉特性的影响及其机制[D]. 武汉: 华中农业大学, 2015.

RONG J H. Effects of freezing and heating on physicochemical properties of crisp grass carp muscle and its mechanisms[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2015.

[13] 邹明辉, 李来好, 郝淑贤, 等. 凡纳滨对虾虾仁在冻藏过程中品质变化研究[J]. 南方水产, 2010, 6(4): 37-42.

ZOU M H, LI L H, HAO S X, et al. Study on Penaeus vannamei quality changes during frozen storage[J]. South China Fisheries Science, 2010, 6(4): 37-42.

[14] 张聪. 利用低声强超声提高罗非鱼片保水效果的研究[J]. 食品科技, 2019, 44(7): 161-166.

ZHANG C. Effect of low power ultrasound on enhancing water-holding capacity of tilapia fillets[J]. Food Science and Technology, 2019, 44(7): 161-166.

[15] LEE N, SHARMA V, BROWN N, et al. Functional properties of bicarbonates and lactic acid on chicken breast retail display properties and cooked meat quality[J]. Poultry Science, 2015, 94(2): 302-310.

[16] ZHANG T, LI Z, WANG Y, et al. Effects of konjac glucomannan on heat-induced changes of physicochemical and structural properties of surimi gels[J]. Food Research International, 2016, 83(5): 152-161.

[17] ZHANG H, YOSHIMURA M, NISHINARI K, et al. Gelation behaviour of konjac glucomannan with different molecular weights[J]. Biopolymers, 2001, 59(1): 38-50.

[18] BERGHOUT J, BOOM R M, VAN D. Understanding the differences in gelling properties between lupin protein isolate and soy protein isolate[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 43: 465-472.

[19] HUGHES E, MULLEN A M, TROY D J. Effects of fat level, tapioca starch and whey protein on frankfurters formulated with 5% and 12% fat[J]. Meat Science, 1998, 48(1-2): 169-180.

[20] 相悦, 孙承锋, 李来好, 等. 花鲈冰藏过程中肌原纤维蛋白生化特性与新鲜度变化的相关性[J]. 水产学报, 2021, 45(2): 283-295.

XIANG Y, SUN C F, LI L H, et al. Correlation between changes in freshness and protein biochemical properties of Lateolabrax japonicas during iced storage[J]. Journal of Fisheries of China, 2021, 45(2): 283-295.

[21] 康彦. 抗冻剂对罗非鱼冻藏品质影响的研究[D]. 湛江: 广东海洋大学, 2014.

KANG Y. Research on the impact of Cryoprotectant on frozen tilapia[D]. Zhanjiang: Guangdong Ocean University, 2014.

[22] 罗登林, 赵影, 徐宝成, 等. 天然菊粉对面团发酵流变学和面包品质的影响[J]. 食品科学, 2018,39(6): 26-31.

LUO D L, ZHAO Y, XU B C, et al. Effect of natural inulin on dough rheological properties and bread quality[J]. Food Science, 2018, 39(6): 26-31.

[23] 关志强, 康彦, 李敏, 等. 响应面法优化罗非鱼冻藏抗冻剂配方[J]. 渔业现代化, 2014, 41(3): 53-59.

GUAN Z Q, KANG Y, LI M, et al. The optimization of cryoprotectant formula in Tilapia frozen storage process by response surface method[J]. Fishery Modernization, 2014, 41(3): 53-59.

[24] 刘芳芳, 林婉玲, 李来好, 等. 海鲈鱼糜加工及凝胶形成过程中蛋白质的变化机理[J]. 食品科学, 2020,41(14): 15-22.

LIU F F, LIN W L, LI L H, et al. Mechanism underlying protein changes during processing and gelation of sea bass surimi[J]. Food Science, 2020, 41(14): 15-22.

[25] 祖铁红, 张志胜, 淑英, 等. 无磷保水剂提高海湾扇贝闭壳肌保水性的研究[J]. 中国食品学报, 2014, 14(5): 157-162.

ZU T H, ZHANG Z S, SHU Y, et al. Influence of non-phosphate additives on water-holding capacity of scallop closed shell muscle[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2014, 14(5): 157-162.

[26] 李凤舞, 许学勤, 单继航. 无磷保水剂对预调理冷冻虾仁持水品质的影响[J]. 食品工业科技, 2011, 32(6): 342-345.

LI F W, XU X Q, SHAN J H. Effect of phosphorus-free water retaining agent on quality of water retention of pre-conditioning frozen shrimp[J]. Science and Technology of Food Industry, 2011, 32(6): 342-345.

[27] XIONG G Q, CHENG W, YE L X, et al. Effects of konjac glucomannan on physicochemical properties of myofibrillar protein and surimi gels from grass carp (Ctenopharyngodon idella)[J]. Food Chemistry, 2009, 116(2): 413-418.

[28] KOHYAMA K, LIDA H, NISHINARI K. A mixed system composed of different molecular-weights konjac glucomannan and kappa carrageenan:Large-deformation and dynamic viscoelastic study[J]. Food Hydrocolloids, 1993, 7(3): 213-226.

[29] TOLASA S, CAKLI S, CADUN A, et al. Effect of soy protein isolate and wheat fiber on the texture and freeze-thaw stability of lean fish mince[J]. Journal of Animal & Veterinary Advances, 2011, 10(23): 3 179-3 187.

[30] 陈振家. 大豆分离蛋白溶液冻藏特性及凝胶抗冻性研究[D].北京: 中国农业大学, 2016.

CHEN Z J. Study on the solution freezing properties and gel antifreeze properties of soy protein isolate[D]. Beijing: China Agricultural University, 2016.

[31] NISHINARI K, FANG Y, GUO S, et al. Gums and Stabilisers for the Food Industry 17: Properties and Applications of Soy Proteins [M]. London: Royal Society of Chemistry, 2014: 28-45.

[32] SU Y J, DONG Y T, NIU F G, et al. Study on the gel properties and secondary structure of soybean protein isolate/egg white composite gels[J]. European Food Research and Technology, 2015, 240(2): 367-378.

[33] 张中义, 柴颖, 范雯, 等. 大豆分离蛋白对速冻饺子肉馅抗冻性能的改善[J]. 食品工业, 2018, 39(1): 30-34.

ZHANG Z Y, CHAI Y, FAN W, et al. Improving of soy protein isolate on the quick-frozen dumplings pork stuffing antifreeze activity[J]. The Food Industry, 2018, 39(1): 30-34.

[34] HUNT A, GETTY K J K, PARK J W. Roles of starch in surimi seafood: A review[J]. Food Reviews International, 2009, 25(4): 299-312.

[35] 沈晓蕾, 李向红, 俞健, 等. 大豆分离蛋白、木薯淀粉与转谷氨酰胺酶组合对鲢鱼鱼糜凝胶品质的影响[J]. 食品与机械, 2019, 35(9): 26-31.

SHEN X L, LI X H, YU J, et al. Effect of combination of soy protein isolate, tapioca starch and transglutaminase on gel quality of carp surimi[J]. Food & Machinery, 2019, 35(9): 26-31.

[36] 程春梅. 淀粉, 大豆分离蛋白和卡拉胶在肉制品加工中的应用[J]. 肉类研究, 2007,21(9): 30-31.

CHENG C M. The utilization of starch,soy protein isolate and carrageenan in meats[J]. Meat Research, 2007,21(9): 30-31.

[37] 井月欣, 乔瑞光, 张健, 等. 响应面试验优化盐渍仿刺参脱盐工艺[J]. 食品工业科技, 2017, 38(18): 160-164;172.

JING Y X, QIAO R G, ZHANG J, et al. Optimization of desalting process of salted Apostichopus japonicus by response surface methodology[J]. Science and Technology of Food Industry, 2017, 38(18): 160-164;172.

[38] 陶文斌, 吴燕燕, 李春生, 等. 响应面法优化腌制大黄鱼的低钠复合咸味剂配方[J]. 食品工业科技, 2019, 40(19): 136-144.

TAO W B, WU Y Y, LI C S, et al. Optimization of low-sodium compound salty agent formula for pickled larimichthys crocea fillets by response surface methodology[J]. Science and Technology of Food Industry, 2019, 40(19): 136-144.

Optimized stabilizer formulation of frozen boiled tilapia fillets by response surface methodology

XIONG Yawen1,2, HUANG Hui1*, LI Laihao1, YANG Xianqing1, CHEN Shengjun1, HAO Shuxian1, WU Yanyan1, WEI Ya1

1(South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/National R&D Center for Aquatic Product Processing/Key Laboratory of Aquatic Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Guangzhou 510300, China)2(College of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

ABSTRACT To improve the textural stability of prefabricated frozen tilapia fillets during boiling, the study selected NaHCO3, konjac glucomannan, soybean protein isolate and tapioca starch as textural stabilizers. Single-factor experiments were conducted to study the effects of NaHCO3, konjac glucomannan, soybean protein isolate, and tapioca starch on the thawing loss, cooking loss and textural properties of frozen tilapia fillets. The stabilizer for improving the thermal stability of fillet texture was optimized by response surface methodology. The results showed that NaHCO3, konjac glucomannan, soybean protein isolate and tapioca starch had significant effects on the water holding capacity and textural properties of frozen tilapia fillets. The optimal condition of the textural stabilizer was as follows: NaHCO3 23 g/L, konjac glucomannan 4.5 g/L, soybean protein isolate 41 g/L, tapioca starch 28 g/L. Under this condition, the cooking loss was 1.78%, the hardness was 112.5 g and the springiness was 4.06 mm. Compared with the control, the water holding capacity improved by 93.15%, hardness improved by 37.14% and springiness improved by 23.58%. Scanning electron microscopy results showed that the optimal textural stabilizer could maintain the tissue compactness and integrity of frozen tilapia fillets, and reduce the destruction of myofibril structure during boiling. It had a good effect on improving the textural stability of boiled frozen tilapia fillets.

Key words frozen tilapia fillet; boiled; stabilizer; textural; water holding capacity ;response surface methodology

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.029942

引用格式:熊雅雯，黄卉，李来好，等.响应面法优化冷冻水煮罗非鱼片稳定剂配方[J].食品与发酵工业,2022，48(23):225-234.XIONG Yawen, HUANG Hui, LI Laihao, et al.Optimized stabilizer formulation of frozen boiled tilapia fillets by response surface methodology[J].Food and Fermentation Industries,2022，48(23):225-234.

第一作者：硕士研究生(黄卉副研究员为通信作者，E-mail:huanghuigd@aliyun.com)

基金项目：国家现代农业产业技术体系资助项目(CARS-46)；“扬帆计划”引进创新创业团队专项资助项目(2015YT02H109)；广东省重点领域研发计划项目(2019B020225001)；中国水产科学研究院基本科研业务费专项资金项目(2020TD69)；中国水产科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(2021SD06)

收稿日期：2021-11-03，改回日期：2021-12-14