《食品科学》：华中农业大学刘茹教授等：超声预处理对鲜湿鱼粉品质的影响及其作用机制

粉条起源于亚洲，受到全世界消费者的欢迎。鱼类是人类优质蛋白质的来源，将鱼肉加入到淀粉或面粉中通过挤压工艺制成的鱼粉或鱼面在营养价值、风味、拉伸性能和结构上都有所改善。相关研究报道，相比较于榨粉工艺，切粉工艺生产的鲜湿米粉糊化度更高，光泽度更好，口感也更加爽滑。然而由于切粉工艺的糊浆含水量高（60%～80%），体系中蛋白和淀粉两种大分子间的相互作用非常弱，稳定性差且易发生相分离，使粉条的质地均匀性较差。

超声波是一种具有剪切和空化效应且绿色环保的生产技术，可被用作淀粉、蛋白质等大分子的改性。若将超声与热处理相结合，可促进大豆蛋白与大米淀粉的糖基化，增强大豆分离蛋白与大米淀粉的相互作用。由此推测超声预处理可增强鲜湿鱼粉中蛋白、淀粉以及二者之间的相互作用。

华中农业大学食品科学技术学院，国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心（武汉）实验的王晓芸、高霞、刘茹*等以淀粉和鱼糜为主要原料，研究不同超声功率和时间对鲜湿鱼粉质构特性、蒸煮品质、感官品质等的影响，并通过探究糊浆粒径、黏度以及鲜湿鱼粉的水分分布、红外光谱和微观结构初步探讨超声预处理影响鲜湿鱼粉品质的机制，以期提高切粉工艺条件下鲜湿鱼粉的品质，并为切粉工艺更好地工业化应用提供一定的理论指导。

1 超声预处理对鲜湿鱼粉蒸煮品质的影响

断条率和吐浆值是评价鲜湿鱼粉蒸煮品质的重要指标。如图1所示，当超声时间相同时，随着超声功率增加，吐浆值和断条率均呈现先降低后升高趋势，当超声功率为120 W时，吐浆值和断条率均达到最小值。固定超声预处理功率为120 W，随着超声时间延长，吐浆值和断条率呈现先降低后增加的趋势。当超声5～15 min时，吐浆值均显著低于对照组（ P ＜0.05），当超声10 min时，鲜湿鱼粉的吐浆值和断条率最小，与对照组相比分别下降了11.54%和28.27%。然而超声时间延长至20 min以上时，吐浆值显著高于对照组（ P ＜0.05）。这可能是由于低功率、短时间超声促进了蛋白质间的相互作用，增强网络结构，从而减少烹饪损失，Zhang Hongxin等也曾报道超声预处理能在一定程度上减少面条的烹饪损失。然而高功率长时间超声导致蒸煮品质的下降，这可能一方面是由于蛋白发生降解，难以形成良好的蛋白凝胶网络；另一方面，过度超声预处理会降解支链淀粉生成更多的直链淀粉，而直链淀粉的黏性小于支链淀粉，更容易溶于热水造成蒸煮损失。

2 超声预处理对鲜湿鱼粉感官品质的影响

如图2所示，超声时间相同时，随着超声波功率的增加，光泽度评分增加，这可能是由于低功率超声利于蛋白质形成更加致密且均匀的凝胶，有助于捕获水分子使凝胶具有更强的保水性，从而显示出较好的光泽度和透明度，高功率超声使淀粉颗粒损伤甚至破裂，使淀粉更容易吸水糊化，进一步提高了鲜湿鱼粉的透明度。当超声功率为120～150 W时，鲜湿鱼粉的硬度、劲道感、黏性的显示出较高的感官评分，尤其在120 W时鲜湿鱼粉的综合评价得分最高。当超声功率相同时，随着超声时间的延长，鲜湿鱼粉的光泽度评分提高。黏性、硬度和劲道感以及综合评价等属性在10 min时表现出最高的感官得分，随后逐渐下降。综上所述，采用120 W超声预处理10 min时，鲜湿鱼粉的感官品质最佳，较对照组具有较大改善。

3 超声预处理对鲜湿鱼粉质构特性的影响

超声预处理对鲜湿鱼粉质构特性的影响见表2，超声预处理后鲜湿鱼粉的硬度与对照组相比均发生显著下降（P＜0.05），说明超声预处理能赋予鲜湿鱼粉更加柔软的质地。随着超声功率增加和超声时间的延长，鲜湿鱼粉的拉伸强度和拉伸距离均呈先增大随后减小的趋势，分别于超声功率120 W、超声时间10 min时达到最大值，较对照组分别提高了23.99%和21.08%，而黏附性则呈现相反趋势。这可能是由于适当的超声预处理能增强蛋白分子交联程度，形成良好的网络结构；且适当的超声预处理也能使淀粉颗粒破裂，增强淀粉与水分子的相互作用，提高糊化度和凝胶化程度。此外，适当的超声使蛋白质结构伸展，部分活性基团暴露，有利于淀粉-蛋白间的相互作用；但过度超声预处理会使蛋白发生降解，这不利于蛋白凝胶网络结构的形成，使凝胶品质下降。

4 超声预处理对鲜湿鱼粉微观结构的影响

微观结构直接关系到其胶凝性能，包括质地特征和烹饪质量。如图3所示，对照组鲜湿鱼粉网络结构松散粗糙，连续性较差，具有明显的颗粒感，这可能是淀粉与蛋白质通常热力学不相容，相互作用较弱，形成的凝胶网络较差，以及淀粉的不充分糊化所致。120 W超声预处理显著改善了鲜湿鱼粉网络结构的致密性和均匀性，然而随着超声功率继续增加，网络孔径增大、均匀性下降。此外，随着超声时间延长，微观结构先变致密后变松散，当超声时间为10 min时，基质网络改善最为明显。相似地，Cao Geng等研究发现，超声功率为21.33 W/L时，鱼糜-小麦面条孔径最致密、连续，但超声功率超过21.33 W/L时，结构变得松散。这可能是由于低功率、短时间超声使蛋白质结构伸展暴露活性基团；同时淀粉颗粒结构疏松，大量羟基暴露出来，促进了淀粉和蛋白质之间的相互作用；高功率、长时间（300 W、25 min）超声条件下，凝胶网络孔径明显增大。前期研究发现，超声强度超过150 W时会导致鱼肉肌球蛋白会发生不同程度的降解，故推测该条件下蛋白质可能发生了降解从而影响了其网络结构的形成。

5 超声预处理对鲜湿鱼粉水分分布状态的影响

采用低场核磁共振技术分析了鲜湿鱼粉中的水分分布状态。图4显示，鲜湿鱼粉共有3个吸收峰，其中0.1～1 ms处的吸收峰表示与淀粉和蛋白质紧密结合的结合水，4.97～17.70 ms处的吸收峰表示吸附在淀粉、蛋白质表面的不易流动水或吸附水，35.39～193.06 ms处的吸收峰表示自由水。不同处理条件下鲜湿鱼粉中结合水、不易流动水、自由水的比例

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6 超声预处理对鲜湿鱼粉糊浆的粒径和黏度的影响

微采用切粉工艺生产鲜湿鱼粉时要求糊浆具有一定的流动性，使其可以在蒸盘上形成厚度均匀的产品，同时凝胶网络的均匀性很大程度上也取决于原材料的粒径。由图6可知，糊浆的粒径和黏度都随着超声功率的增加和时间的延长先减小后增大，当超声条件为120 W、10 min时，糊浆的粒径和黏度显著低于对照组（ P ＜0.05）。这可能是由于超声的空化作用和剪切效应使淀粉颗粒及蛋白质聚集体减小且分散得更加均匀。然而，随着超声功率进一步增加和时间进一步延长，淀粉颗粒表面处于激活状态，具有较高活化能，容易发生聚集，使得糊浆颗粒尺寸变大，黏度提高。此外，淀粉颗粒经超声后出现裂缝，使其更容易吸水膨胀，这可能是粒径增加的另一个原因。

7 超声预处理对鲜湿鱼粉红外光谱的影响

900～1 200 cm -1 是淀粉的指纹区，由C—O和C—C键的拉伸和C—H键的弯曲产生。酰胺A带（3 000～3 600 cm -1 ）由O—H键的拉伸振动产生，主要受氢键的影响。由图7可知，当超声功率为120～150 W或者超声时间为5～10 min时，鲜湿鱼粉的酰胺A带吸收强度增加，当超声功率为180～300 W或超声时间大于10 min时，酰胺A带的吸收强度下降，这可能是由于适当超声预处理可以促进鲜湿鱼粉中的氢键相互作用。酰胺I带位于1 600～1 700 cm -1 ，表示多肽和游离羧基C＝O的伸缩振动，常用来反映蛋白质的二级结构。随着超声功率增加和时间的延长，鲜湿鱼粉酰胺I带吸收峰先向低波数移动，后向高波数移动，说明鱼糜蛋白二级结构发生变化。蛋白二级结构变化与氢键、疏水相互作用具有密切的相关性。相关研究表明，蛋白质的 α -螺旋和 β -折叠含量降低，其酰胺I带会发生红移； β -折叠与疏水相互作用呈正相关，与氢键呈负相关。由此推测，在超声预处理条件为120～150 W或5～10 min时，鲜湿鱼粉酰胺I带红移是可能是蛋白质间氢键作用增强、疏水相互作用减弱引起的；超声功率继续增加和时间继续延长，酰胺I带蓝移则是由蛋白间氢键相互作用减弱、疏水相互作用增强引起的。

8 相关性分析

微为探讨超声预处理影响鲜湿鱼粉品质的机制，对其质构特性、蒸煮品质、粒径、黏度、水分分布等因素进行相关性分析。由图8可知，鱼粉糊浆粒径与黏度正相关，糊浆粒径和黏度均与鱼粉产品的拉伸强度、拉伸距离呈负相关，与黏附性呈正相关，与断条率和吐浆值呈正相关。结合水比例

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结 论

本研究探究了超声预处理对鲜湿鱼粉的质构特性、蒸煮品质以及感官评价的影响及其作用机理。结果表明，适当的超声预处理（120 W、10 min）能够促进淀粉、蛋白以及二者之间的氢键相互作用，形成均匀致密的微观结构，改善鲜湿鱼粉的拉伸强度和拉伸距离，降低断条率和吐浆值。过度的超声预处理（300 W、15 min或120 W、25 min）则会使蛋白质降解，降低鲜湿鱼粉的均匀性和稳定性，使其质构性能和蒸煮品质劣化。本研究为切粉工艺下鲜湿鱼粉的品质改善提供了一种新的方法，并为切粉工艺更好地工业化生产提供了一定的理论指导。

作者简介

通信作者：

刘茹 教授

华中农业大学食品科学技术学院

是国家大宗淡水鱼产业技术体系保鲜与贮运岗位科学家，湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队负责人，长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心PI，美国康奈尔大学食品科学系访问学者，任《Food Science of Animal Products》《华中农业大学学报》《肉类研究》期刊的编委。主要从事蛋白质类食品（水产品）品质评价、加工与贮运、副产物高值化利用等方面的研究，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目子课题、省部级项目等20余项。获教育部科技进步奖二等奖1 项，湖北省科技成果二等奖1 项，湖北省科技成果鉴定14项，申请发明专利30 件，其中授权23 件。发表学术期刊论文120余篇，其中70余篇被SCI、EI收录，作为副主编出版了教材《食品工程原理》、《食品工程实验技术》和《畜禽与水产品加工工艺学》，参编专著《团头鲂种质资源保护与利用》，多次获华中农业大学教学质量优秀奖，负责的课程《食品工程原理》获批省级线下一流本科课程。

第一作者：

王晓芸，女，硕士研究生，研究方向为水产品加工与贮藏。

本文《超声预处理对鲜湿鱼粉品质的影响及其作用机制》来源于《食品科学》2024年45卷第23期213-220页，作者：王晓芸，高 霞，尤 娟，尹 涛，刘 茹*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231006-016。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：东北林业大学生命科学学院 刘芯 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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