响应面试验优化超高压制备马铃薯淀粉草鱼鱼糜制品工艺

摘要：：以草鱼为原料，研究超高压压力、保压时间和马铃薯淀粉含量3 个因素对草鱼鱼糜制品凝胶特性的影响，并应用响应面法对其进行优化。结果表明：超高压处理可明显提高鱼肉肠的凝胶特性，300 MPa条件下样品的凝胶强度最高；白度和持水性均随压力的升高逐渐变大。保压时间10 min以上时，鱼肉肠的凝胶特性无明显变化。添加马铃薯淀粉可明显提高鱼肉肠样品的凝胶强度，其中含量为8%时凝胶强度最大；鱼肉肠的质构特性在马铃薯淀粉含量为4%以上时可得到显著改善。在单因素试验的基础上，通过响应面法优化得出草鱼鱼糜制品超高压处理的最优工艺为压力340 MPa、保压时间12 min、马铃薯淀粉含量8%，在此条件下，草鱼鱼糜制品的凝胶强度为（421.07±19.13）g•cm。

我国渔业总产量已持续多年居全球首位，但水产品的加工比例还比较低，2014年我国水产品的加工比例为31.78%，其中淡水产品加工比例仅为11.83% [1]，远远落后于发达国家80%左右的水平。鱼糜制品被公认为最适宜鱼类深加工的产品，其具有低脂肪、高蛋白等优点，食用方便，口感爽滑且营养价值丰富，具有较大的市场空间 [2]。草鱼是我国养殖产量最大的一种淡水经济鱼类，2014年我国草鱼的养殖产量达到537.68万 t [1]，草鱼肉质鲜美肥嫩，蛋白含量高，生长快，年产量大，将其加工为鱼糜制品能够方便贮藏和运输，同时也可充分提高淡水鱼的经济效益。

鱼糜制品中凝胶化的主要加工方法是热处理，但普通的热处理对鱼糜凝胶特性的改善难以继续突破。食品超高压（ultra-high pressure，UHP）技术是一种将食品置于一个高压容器内，以水等液体为媒介，施加一定的压力并保持一定的时间，使原料发生一些生化反应和组织结构变化的食品加工方法。超高压处理不仅可杀死食品中的微生物，而且能够改变蛋白质等大分子物质立体结构中的非共价键结构，使蛋白质变性，进而使蛋白质凝胶化 [3]。经超高压处理后的蛋白凝胶具有更好的色泽和弹性以及更高的凝胶强度 [4]，而且超高压处理还可有效保留食品的主要营养成分。淀粉是鱼糜制品加工中最常用的添加辅料，可提高鱼糜的凝胶品质，降低生产成本 [5]。目前国内外报道中关于超高压技术在海水鱼鱼糜中的应用研究相对较多。胡飞华等 [6]研究发现，超高压处理的梅鱼鱼糜制品的凝胶强度是热处理组的2.2 倍。Tabilo-Munizaga等 [7]研究表明超高压处理使阿拉斯加鳕鱼鱼糜制品蛋白凝胶的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性均有所增加。Tan等 [8]研究表明，海产罗非鱼鱼糜蛋白在250 MPa/4 ℃/30 min处理时凝胶强度最大。而关于超高压技术应用于淡水鱼鱼糜加工以及淀粉等辅料和超高压结合的相互作用研究相对较少，因此本实验以草鱼为原料，研究了超高压压力、保压时间和马铃薯淀粉含量3 个因素对草鱼鱼糜制品凝胶特性的影响，并在单因素试验基础上，采用响应面分析方法，以凝胶强度为响应值，对草鱼鱼糜制品的超高压处理工艺进行优化。旨在为超高压处理技术在淡水鱼鱼糜加工方面的应用提供理论依据，带动淡水鱼糜产业链的发展。

1 材料与方法

鲜活草鱼，2015年1月购买于上海市古棕路农贸市场，体质量为1.0～1.5 kg/尾。

氯化钠、蔗糖、山梨醇、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、马铃薯淀粉均为食品级。

HPP.L2-600/2超高压设备天津华泰森淼生物工程技术有限公司；全自动鱼糜采取机诸城市兴和机械有限有限公司；JL-200自动精滤机郑州玉祥机械设备厂；CHROMA METER CR-400色彩色差计日本Minolta公司；TA-XT Plus质构仪英国Stable Micro System公司；EL204分析天平梅特勒-托利多仪器有限公司；H-2050R高速冷冻离心机湖南湘仪仪器有限公司。

冷冻鱼糜生产工艺 [9]：鲜活草鱼→去头、内脏→剖片→清洗→滚筒式采肉→精滤（精滤网孔直径2 mm）→漂洗（5 倍鱼肉质量的清水，漂洗3 次，水温低于10 ℃）→离心脱水→斩拌（添加抗冻剂：4%蔗糖、4%山梨醇、0.15%焦磷酸钠、0.15%三聚磷酸钠）→密封包装→－20 ℃冻藏备用。

鱼肉肠的制备：取冷冻草鱼鱼糜300 g，半解冻，空擂5 min，加入质量分数2.5%的食盐，进行盐擂10 min，继续加入不同质量分数的马铃薯淀粉继续擂溃10 min，然后将鱼糜填充至直径30 mm、长度10 cm左右的肠衣中，对照组于30 ℃水浴1 h，实验组对其进行不同条件的超高压处理，然后迅速转移至90 ℃水浴加热20 min；加热完成后立即置于冰水中冷却，再置于4 ℃冰箱冷藏过夜。擂溃中应控制鱼糜样品温度不高于10 ℃。

添加质量分数为8%的马铃薯淀粉进行擂溃，灌肠完成后将鱼肉肠样品分为6 组，以未进行超高压处理的样品为对照组（0.1 MPa），其他5 组分别在100、200、300、400、500 MPa条件下进行超高压处理，保压时间为10 min。

添加质量分数为8%的马铃薯淀粉进行擂溃，灌肠完成后将鱼肉肠样品分为6 组，以未进行超高压处理的样品为对照组（0 min），其他5 组在300 MPa条件下进行超高压处理，保压时间分别为5、10、15、20、25 min。

分别添加质量分数为0%、2%、4%、6%、8%和10%的马铃薯淀粉进行擂溃，灌肠完成后将鱼肉肠样品于300 MPa条件下进行超高压处理，保压时间为10 min。

将制作完成的鱼肉肠样品置于4 ℃冰箱冷藏过夜，次日取出平衡到室温，将其切成2.5 cm长的圆柱，每组样品做5 次平行，结果取平均值。采用直径为5 mm的球形探头（P/5S），测前速率2.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测后速率10 mm/s，下压距离15 mm，触发值10 g。凝胶强度计算如式（1）所示：

将鱼肉肠分别切成高2.5 cm的圆柱体样品。选用质构仪的TPA模型分析其质构，测定参数设定为：触发类型Button，测试速率1.0 mm/s，下压距离10 mm，返回速率5.0 mm/s，两次压缩间停留5 s，触发值5 g，选用不锈钢P/50圆柱形探头，重复检测5 次。

将样品切成厚度为10 mm的薄片，使用色差计CR-400分别测定L*、a*、b*值，每组取3 个薄片作为测定样品，每个检测6 次，结果取平均值。白度（W）的计算如式（2）所示：

将鱼肉肠切成约2 mm的薄片，准确称量1.0 g左右，用滤纸包好置于离心管中，5 000 r/min条件下离心（4 ℃）10 min，离心后样品质量（M 2）占样品原质量（M 1）的百分比计为持水性 [6]。每组样品测定3次平行，持水性计算如式（3）所示：

根据单因素试验结果，应用Design-Expert 8.06软件，采用Box-Behnken设计方案，选取超高压压力、保压时间、马铃薯淀粉含量为考察因素，以凝胶强度为响应值，根据响应面分析设计原理，选用三因素三水平的响应面试验设计（表1），优化超高压处理草鱼鱼糜制品的加工工艺。

表1 响应面试验设计因素与水平
Table 1 Factors and levels used in response surface design

2 结果与分析

图1 压力对草鱼鱼糜凝胶强度的影响
Fig. 1 Effect of pressure on the gel strength of grass carp surimi

如图1所示，对照组样品的凝胶强度是191.42 g•cm，超高压处理的各组鱼肉肠凝胶强度均显著高于对照组（P＜0.05），且随着压力的升高，凝胶强度呈现出先快速增加后又略有减少的趋势，压力为300 MPa时，凝胶强度达到最大，为408.08 g•cm，相比对照着增加了1.13 倍；300 MPa以上的压力处理，样品的凝胶强度又有所下降，但变化相对较小。这表明经超高压处理后草鱼鱼糜制品的凝胶强度可以得到明显提高，严子钧等 [9]研究也表明超高压处理可显著提高鳙鱼鱼糜的凝胶强度。肌原纤维蛋白是鱼糜可形成凝胶的主要成分，超高压处理会使肌球蛋白的发生变性，随着压力增加导致蛋白质构型改变与肽链解开，巯基数量减少，进而氧化形成二硫键，从而增强蛋白质的凝胶性能 [10]。超高压还能够解聚肌动蛋白和肌动球蛋白，提升肌原纤维蛋白的溶解性，当压力足够大时，可能影响分子间的结合形式，引起键的破坏和重组，形成凝胶网状结构，改善凝胶特性 [11]，同时淀粉及水分充填到网络结构中，赋予网络结构一定的硬度和延展性，高压也促进了淀粉的溶胀和凝胶化，进而提高整体的凝胶强度 [12]。压力进一步提高，可能由于压力太大使蛋白质变性过快，导致网络结构交联度降低，过高的压力也会破坏已形成的网络结构，使网状结构中相互作用力减小，这些原因可能造成凝胶强度的降低 [13]。

表2 压力对草鱼鱼糜质构特性的影响
Table 2 Effect of pressure on TPA parameters of grass carp surimi

注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05），下同。

由表2可知，超高压处理对鱼糜质构特性有明显影响。超高压处理可显著提高鱼肉肠样品的硬度（P＜0.05），且各组间均差异显著，经400 MPa处理过的鱼肉肠硬度是3 886.87 g，达到最大，是对照组样品的1.86 倍，500 MPa处理后的样品硬度相比400 MPa又有所降低；随着压力的升高，弹性和内聚性的变化相对缓慢，200 MPa及以上的压力处理可显著提高鱼肉肠的弹性，300 MPa处理过的样品弹性达到最大，是对照组的1.07 倍，400 MPa和500 MPa处理的样品弹性有所减少，但和300 MPa处理组差异不显著（P＞0.05）；100 MPa处理后鱼肉肠的内聚性有显著降低，300 MPa及以上压力处理则使内聚性显著提高，其中400 MPa处理组最高；咀嚼性数值上为硬度、内聚性和弹性的乘积，随着压力增大，咀嚼性也呈现先增加后减少的趋势，400 MPa处理组鱼肉肠的咀嚼性相比对照着增加了1.06 倍，为6 组中最大，500 MPa处理组相比400 MPa又显著降低。综合分析，200 MPa及以上的压力处理可提高草鱼鱼糜制品质构特性。超高压技术对质构的影响可能是通过对蛋白质等大分子物质结构的改变而起作用的 [14]，罗晓玲等 [15]研究也表明，在300～500 MPa的压力条件下，复合马鲛鱼鱼糜的硬度和咀嚼性均可显著提高；同时弹性和内聚性也略有提高。

图2 压力对草鱼鱼糜白度的影响
Fig. 2 Effect of pressure on the whiteness of grass carp surimi

图2 显示，超高压处理可显著提高草鱼鱼肉肠的白度值，且随着压力升高，鱼肉肠样品的白度值也逐渐提高，对照组样品的白度值是71.22，100 MPa处理过的样品白度值是73.21，显著提高了2.79%（P＜0.05）；500 MPa处理组样品的白度值达到最高，为75.86；400、500 MPa处理过的两组鱼肉肠白度值无显著性差异（P＞0.05），相比对照组分别增加了5.71%和6.52%。Tabilo-Munizaga等 [7]研究也表明，阿拉斯加鳕鱼鱼糜和太平洋白鳕鱼糜经400 MPa、10 min处理后白度分别增加了11.03%和16.28%。这可能是由于超高压作用下肌红蛋白中球蛋白发生变性，以及亚铁血红素被取代或失去而引起白度增加 [16]；另外，白度还取决于蛋白质变性与聚合程度以及其表面的光学特性 [17]，致密的凝胶三维网络结构可以反射更多的光，使白度增加，因此，白度的提高可能也与结合超高压处理可形成一个均匀不透明的凝胶体以及凝胶致密的空间网络结构有关 [13]。

图3 压力对草鱼鱼糜持水性的影响
Fig. 3 Effects of pressures on water-holding ability of grass carp surimi

如图3所示，对照组样品的持水性是82.98%，经超高压处理的样品持水性得到了显著增加（P＜0.05），且随着处理压力的升高，鱼肉肠的持水性也逐渐增大；400 MPa和500 MPa处理组的样品差异不显著（P＞0.05），相比对照组分别提高了4.06%和3.82%。这表明超高压处理可明显提高鱼糜持水性，有助于改善鱼糜制品的凝胶网络结构。周爱梅等 [18]研究也表明，经超高压处理的六齿金线鱼鱼糜的持水性要强于热处理组。

图4 保压时间对草鱼鱼糜凝胶强度的影响
Fig. 4 Effect of UHP times on gel strength of grass carp surimi

如图4所示，保压5 min以上可显著提高样品的凝胶强度（P＜0.05），保压5 min组和10 min组样品的凝胶强度分别提高了0.46 倍和1.07 倍；保压时间继续延长，鱼肉肠的凝胶强度变化相对较小，差异不显著（P＞0.05）。胡飞华等 [6]研究结果和本实验类似，保压15 min以上梅鱼鱼糜的凝胶强度有一定下降，但影响并不显著。疏水相互作用和二硫键作用的增强能够提高鱼糜的凝胶强度，同时，300 MPa条件可能并未使鱼肉中组织蛋白酶失活，反而会提高其活性 [19]，当时间超过一定的值，组织蛋白酶的水解作用会使鱼糜中大量蛋白被水解，当肌球蛋白重链的交联作用大于鱼糜蛋白降解作用时，其凝胶强度提高，反之则会导致凝胶强度下降 [20]，保压10 min以上时，二者间的相互作用可能达到相对稳定的状态，保压时间继续延长，鱼肉肠的凝胶强度变化较小。

表3 保压时间对草鱼鱼糜质构特性的影响
Table 3 Effect of pressure-holding time on TPA parameters of grass carp surimi

由表3可知，质构特性的变化与鱼肉肠凝胶强度的变化趋势类似，在300 MPa的压力条件下，保压时间10 min以下时，随着时间的延长，鱼肉肠的硬度和咀嚼性可得到显著增加（P＜0.05），而保压时间大于10 min的各组样品间硬度和咀嚼性差异不显著（P＞0.05）；不同保压时间的处理对鱼肉肠弹性和内聚性的影响较小，各组间差异不显著。余辉等 [21]研究也表明，鼬鳚鱼糜在保压时间大于15 min时硬度和咀嚼性有一定程度的减小但不显著，弹性和内聚性无显著性变化。

图5 保压时间对草鱼鱼糜白度的影响
Fig. 5 Effect of pressure-holding time on the whiteness of grass carp surimi

如图5所示，300 MPa的压力处理可显著提高鱼肉肠的白度（P＜0.05）；保压5 min和保压10 min两组样品的白度分别达到73.41和74.63，分别提高了3.12%和4.83%；保压时间10 min及以上的4 组样品的白度则差异不显著（P＞0.05）。

如图6所示，变化趋势和凝胶强度和白度相似，300 MPa处理可显著提高鱼糜样品的持水性（P＜0.05）；保压15 min以下时，随时间的延长，持水性逐渐增大，其中保压10 min和保压15 min两组样品的持水性变化相对较小，差异不显著（P＞0.05）；保压时间继续延长，鱼肉肠的持水性略有下降，但差异并不显著（P＞0.05）。胡飞华等 [6]研究也表明，保压时间10 min以后梅鱼鱼糜持水性的变化影响不显著。

图6 保压时间对草鱼鱼糜持水性的影响
Fig. 6 Effects of pressure-holding time on the water-holding capacity of grass carp surimi

图7 马铃薯淀粉含量对草鱼鱼糜凝胶强度的影响
Fig. 7 Effect of potato starch content on the gel strength of grass carp surimi

如图7所示，经超高压处理而未添加淀粉的对照组样品的凝胶强度是232.19 g•cm，添加马铃薯淀粉可显著提高超高压鱼肉肠样品的凝胶强度（P＜0.05）；马铃薯淀粉含量为8%时鱼肉肠样品的凝胶强度达到最大，为419.07 g•cm，相比对照组增加了0.81 倍；添加10%的马铃薯淀粉处理后，凝胶强度有所下降，但和淀粉含量8%的样品差异不显著。淀粉是鱼糜制品生产中最常用的外源添加剂，在鱼糜制品的加工过程中，淀粉颗粒填充到鱼糜中会吸水膨润，对鱼糜结构可产生一定的作用，使得鱼糜的凝胶组织更为紧密牢固，紧致而富有弹性，从而提升鱼糜的凝胶强度，改善其质构性能，而且可降低成本 [22]；种类不同的淀粉对鱼糜的凝胶强度影响也并不相同，王玉凤 [23]研究结果表明，白鲢鱼糜加工中马铃薯淀粉对其凝胶强度的提高要显著优于玉米淀粉和小麦淀粉；同时淀粉的添加也要适量，过高的量易发生淀粉老化作用，使处于分散状态的淀粉分子再度凝集，引起凝胶劣化作用，使鱼糜凝胶强度又有所降低，过多的淀粉也会使鱼糜制品发硬，有橡皮感，陈艳等 [24]也指出在鱼糜制品中添加8%左右淀粉最为适宜。

表4显示，马铃薯淀粉含量为2%时，样品的质构特性无明显变化；马铃薯淀粉含量在4%以上时，超高压处理的鱼肉肠样品的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性显著增加。硬度随淀粉含量升高而逐渐增大，淀粉含量10%的样品相比对照组硬度增加了58.06%；弹性在淀粉含量为6%时达到最大，是对照组的1.06 倍，继续增加淀粉含量则弹性逐渐减少；含量4%以上的样品的内聚性差异性不显著；咀嚼性随淀粉含量的增加也呈升高的趋势，其中含量为8%和10%的两组样品咀嚼性差异不显著。

表4 马铃薯淀粉含量对草鱼鱼糜质构特性的影响
Table 4 Effect of potato starch content on TPA parameters of grass carp surriimmii

图8 马铃薯淀粉含量对草鱼鱼糜白度的影响
Fig. 8 Effect of potato starch content on the whiteness of grass carp surimi

如图8所示，马铃薯淀粉含量对超高压处理鱼肉肠的白度影响相对较小，对照组样品的白度是72.57，随着马铃薯淀粉含量的增加，样品白度呈现先增加后减小的趋势；马铃薯淀粉含量为6%的样品白度是74.52（P＜0.05），为各组样品中最大，是对照组的1.03 倍。陈海华等 [25]研究了淀粉对竹荚鱼鱼糜凝胶白度的影响，结果也表明，添加马铃薯淀粉可显著提高鱼糜制品的白度，添加量超过4%后，添加量继续提高，样品的白度无显著性差别。

图9 马铃薯淀粉含量对草鱼鱼糜持水性的影响
Fig. 9 Effect of potato starch content on the water-holding capacity of grass carp surimi

如图9所示，对照组鱼肉肠的持水性为82.03%，马铃薯淀粉可显著提高超高压鱼肉肠样品的持水性（P＜0.05），其中马铃薯淀粉含量6%、8%和10%的3 组样品持水性的差异不显著；淀粉含量为10%的样品其持水性增加到了87.70%。吴润锋等 [26]研究了马铃薯淀粉、魔芋精粉、大豆蛋白及乳清蛋白等多种辅料对草鱼鱼糜品质的影响，结果表明马铃薯淀粉对增加持水性的效果最为明显。

根据单因素试验结果，综合分析，压力选取200、300、400 MPa，保压时间选取5、10、15 min，马铃薯淀粉含量选取6%、8%、10%，凝胶强度为响应值，采用Box-Behnken法进行试验因素设计，试验方案及结果见表5。

表5 Box-Behnken试验设计结果
Table 5 The experimental design and results for response surface analysis

对试验方案得到的17 组数据进行多元回归拟合，得到以草鱼鱼肉肠凝胶强度Y为目标函数的二次回归方程模型为：

Y=409.36＋55.09A＋53.65B＋6.52C－4.32AB＋4.50AC－0.64BC－66.47A 2－46.42B 2－29.78C 2

对结果进行方差分析及相关系数检验，如表6所示，一次项A、B、C的回归系数均极显著，说明压力、保压时间和马铃薯淀粉含量均对鱼糜的凝胶强度有着极显著的影响；交互项中AB和AC回归系数显著，说明压力和保压时间、压力和马铃薯淀粉含量的交互作用对鱼糜的凝胶强度有显著影响。该模型的P值小于0.000 1，失拟项系数不显著，回归方程的决定系数R 2为0.998 9，这表明该模型高度显著，方程有较高的拟合度，模型选择正确 [27]，能较好地描述超高压处理工艺影响鱼糜凝胶强度的情况。

表6 超高压处理鱼糜工艺优化模型方差分析
Table 6 Analysis of variance of the mathematical model for gel strength of surimi gels

注：*. P＜0.05，差异显著；**. P＜0.01，差异极显著。

从图10可以看出，各因素间交互作用对凝胶强度的影响，当其他因素恒定，在一定的范围内，随着超高压压力的升高和保压时间的提高，鱼肉肠的凝胶强度增加幅度相对较大，表现为二者的曲线相对较陡；保压时间和马铃薯淀粉含量的交互作用对凝胶强度的影响较小，表现为其曲面较为平缓。

运用Design-Expert 8.06软件对数据进行分析优化，得出超高压处理草鱼鱼糜制品的理论最优工艺条件为压力340.11 MPa、保压时间12.79 min、马铃薯淀粉含量8.27%，在该条件下草鱼鱼肉肠的凝胶强度为435.81 g•cm。根据实际可操作性，将其修正为：压力340 MPa、保压时间12 min、马铃薯淀粉含量8%。在修正的优化条件下进行验证实验，做3 次平行，得到的凝胶强度为（421.07±19.13）g•cm，与预测值比较接近，表明响应面法对超高压处理工艺条件进行的优化是稳定可行的。

3 结论

随压力的升高，鱼肉肠的凝胶强度先明显增加，300 MPa处理组的样品凝胶强度最大，压力继续增大，凝胶强度又略有下降；超高压处理后鱼肉肠的硬度和咀嚼性可以显著提高，压力达到300 MPa以上时，样品的弹性和内聚性变化相对较小；鱼肉肠白度随处理压力的升高逐渐提高，其中400 MPa和500 MPa处理组差异不显著；持水性也随压力逐渐增加，500 MPa处理后略有下降。保压时间10 min以上时，各组鱼肉肠凝胶特性的变化较小。添加马铃薯淀粉可显著提高超高压鱼肉肠样品的凝胶强度，添加10%淀粉组相比8%淀粉组略有下降但差异不显著；淀粉含量在4%以上时，超高压处理鱼肉肠样品的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性有显著增加；淀粉含量对白度的影响相对较小；马铃薯淀粉含量6%以上的样品持水性差异不显著。通过响应面法优化草鱼鱼糜制品超高压处理工艺，得到草鱼鱼糜制品超高压处理最优工艺为压力340 MPa、保压时间12 min、马铃薯淀粉含量8%，在此条件下，鱼糜凝胶强度为（421.07±19.13）g•cm。

[1] 农业部渔业局. 中国渔业统计年鉴2015[M]. 北京: 中国农业出版社, 2015.

[2] ZHANG T, XUE Y, LI Z, et al. Effects of deacetylation of konjac glucomannan on Alaska Pollock surimi gels subjected to hightemperature (120 ℃) treatment[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 43: 125-131. DOI:10.1016/j.foodhyd.2014.05.008.

[3] 杨慧娟, 邹玉峰, 徐幸莲, 等. 超高压对肉及肉制品组织结构和主要化学组成分影响的研究进展[J]. 肉类研究, 2013, 27(6): 33-38.

[4] TABILO-MUNIZAGA G, BARBOSA-CÁNOVAS G V. Ultra high pressure technology and its use in surimi manufacture: an overview[J]. Food Science and Technology International, 2004, 10(4): 207-222. DOI:10.1177/1082013204045687.

[5] 袁美兰, 赵利, 邹胜员, 等. 玉米淀粉和红薯淀粉对草鱼鱼糜凝胶性质的影响[J]. 食品科技, 2011, 36(10): 120-123.

[6] 胡飞华, 陆海霞, 陈青, 等. 超高压处理对梅鱼鱼糜凝胶特性的影响[J]. 水产学报, 2010, 34(3): 329-335. DOI:10.3724/ SP.J.1231.2010.06381.

[7] TABILO-MUNIZAGA G, BARBOSA-CÁNOVAS G V. Color and textural parameters of pressurized and heat-treated surimi gels as affected by potato starch and egg white[J]. Food Research International, 2004, 37(8): 767-775. DOI:10.1016/j.foodres.2004.04.001.

[8] TAN F J, LAI K M, HSU K C. A comparative study on physical properties and chemical interactions of gels from tilapia meat pastes induced by heat and pressure[J]. Journal of Texture Studies, 2010, 41: 153-170. DOI:10.1111/j.1745-4603.2010.00219.x.

[9] 严子钧, 施文正, 齐自元, 等. 超高压对鳙鱼鱼糜风味的影响[J].食品工业科技, 2014, 35(24): 107-112.

[10] RAWDKUEN S, SAI-UT S, KHAMSORN S, et al. Biochemical and gelling properties of tilapia surimi and protein recovered using an acid-alkaline process[J]. Food Chemistry, 2009, 112(1): 112-119. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.05.047.

[11] CHEFTEL J C, CULIOLI J. Effects of high pressure on meat: a review[J]. Meat Science, 1997, 46(3): 211-236. DOI:10.1016/S0309-1740(97)00017-X.

[12] OH H E, PINDER D N, HEMAR Y, et al. Effect of high-pressure treatment on various starch-in-water suspensions[J]. Food Hydrocolloids, 2008, 22(1): 150-155. DOI:10.1016/j.foodhyd.2007.01.028.

[13] 仪淑敏, 马兴胜, 励建荣, 等. 超高压对金线鱼鱼肉肠凝胶特性的影响[J]. 食品工业科技, 2014, 35(10): 129-133. DOI:10.13386/ j.issn1002-0306.2014.10.020.

[14] 朱松明, 苏光明, 王春芳, 等. 水产品超高压加工技术研究与应用[J]. 农业机械学报, 2014, 45(1): 168-177. DOI:10.6041/ j.issn.1000-1298.2014.01.027.

[15] 罗晓玲, 杨瑞金, 赵伟, 等. 超高压处理复合鱼糜凝胶性能研究[J]. 食品与机械, 2010, 26(4): 15-18. DOI:10.3969/ j.issn.1003-5788.2010.04.004.

[16] 秦影, 汤海青, 欧昌荣, 等. 超高压处理对大黄鱼鱼糜水分状态和蛋白质结构的影响[J]. 农业工程学报, 2015, 31(23): 246-252. DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2015.23.033.

[17] BAJOVIC B, BOLUMAR T, HEINZ V. Quality considerations with high pressure processing of fresh and value added meat products[J]. Meat Science, 2012, 92(3): 280-289. DOI:10.1016/ j.meatsci.2012.04.024.

[18] 周爱梅, 林丽英, 梁燕, 等. 超高压诱导鱼糜凝胶性能的研究[J].现代食品科技, 2013, 29(9): 2058-2062.

[19] CHERET R, DELBARRE-LADRAT C, de LAMBALLERIE-ANTON M, et al. High-pressure effects on the proteolytic enzymes of sea bass (Dicentrarchus labrax L.) fi llets[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(10): 3969-3973. DOI:10.1021/jf048061u.

[20] 刘海梅, 熊善柏, 谢笔钧, 等. 鲢鱼糜凝胶形成过程中化学作用力及蛋白质构象的变化[J]. 中国水产科学, 2008, 15(3): 469-475.

[21] 余辉, 陈小娥, 陈洁, 等. 超高压处理对鼬鳚鱼糜-大豆分离蛋白复合物性能的影响[J]. 食品科学, 2013, 34(5): 96-99.

[22] 黄洁, 赵建新, 黄建联, 等. 低水分马铃薯淀粉的理化性质及其对鱼糜制品凝胶特性的影响[J]. 现代食品科技, 2015, 31(3): 108-114. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2015.3.019.

[23] 王玉凤. 鲢鱼鱼糜加工关键工艺的研究[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2014: 83-84.

[24] 陈艳, 丁玉庭, 邹礼根, 等. 鱼糜凝胶过程的影响因素分析[J]. 食品研究与开发, 2003, 24(3): 12-15.

[25] 陈海华, 薛长湖. 淀粉对竹荚鱼鱼糜流变性质和凝胶特性的影响[J]. 农业工程学报, 2009, 25(5): 293-298. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2009.05.055.

[26] 吴润锋, 袁美兰, 赵利, 等. 不同辅料对草鱼鱼糜品质的影响[J].食品科学, 2014, 35(7): 53-57. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201407011.

[27] 李斌, 雷月, 孟宪军, 等. 响应面试验优化超声波辅助提取蓝靛果多酚工艺及其抗氧化活性[J]. 食品科学, 2015, 36(22): 33-39. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201522006.

Optimization of Production of Grass Carp Surimi with Added Potato Starch by Ultra-High Pressure Processing Using Response Surface Analysis

MA Haijian, SHI Wenzheng*, WANG Zhihe
(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

Abstract：In this study, we investigated the preparation of grass carp surimi with the addition of potato starch by ultrahigh pressure (UHP) processing. The effects of pressure level, holding time and potato starch addition on gel properties of grass carp surimi were examined for optimization of the three factors by response surface methodology. The results showed that gel properties of grass carp surimi were improved significantly by UHP treatment. The gel strength was highest at 300 MPa, and both whiteness and water-holding ability increased with increasing pressure. On the other hand, the changes in gel properties of grass carp surimi were not apparent after treatment for longer than 10 min at 300 MPa. With increasing addition of potato starch, the gel strength of surimi gels was improved signifi cantly, and it reached the maximum at 8% potato starch content. Textural properties of sausages made from the surimi with more than 4% potato starch added were evidently improved. Using one-factor-at-a-time method and response surface methodology, the optimum conditions for the preparation of surimi were found to be addition of 8% potato starch and UHP treatment at 340 MPa for 12 min. Under these conditions, the gel strength was (421.07 ± 19.13) g·cm.

Key words：grass carp; surimi; ultra-high pressure (UHP); gel properties; response surface analysis

马海建, 施文正, 汪之和. 响应面试验优化超高压制备马铃薯淀粉草鱼鱼糜制品工艺[J]. 食品科学, 2016, 37(24): 8-15. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201624002. http://www.spkx.net.cn

MA Haijian, SHI Wenzheng, WANG Zhihe. Optimization of production of grass carp surimi with added potato starch by ultrahigh pressure processing using response surface analysis[J]. Food Science, 2016, 37(24): 8-15. (in Chinese with English abstract)

基金项目：国家自然科学基金面上项目（31471685；31171764）；国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2011AA100803）

作者简介：马海建（1990—），男，硕士研究生，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail：hjma0504@163.com

*通信作者：施文正（1975—），男，副教授，博士，研究方向为水产品加工和食品风味。E-mail：wzshi@shou.edu.cn

响应面试验优化超高压制备马铃薯淀粉草鱼鱼糜制品工艺

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论