在加热过程中,首先鱼糜中的蛋白质发生变性展开,蛋白质与蛋白质之间相互作用,形成三维网状空间结构。同时,其中的淀粉颗粒因受热吸收鱼糜中的游离水,使其难以析出,在一定程度上也提高了蛋白质浓度,从而提高了鱼糜凝胶的持水能力。
此外,溶胀的淀粉颗粒可作为“填充剂”存在于鱼肉蛋白网络结构的空隙中,向凝胶基质施加压力,使凝胶网络结构更为致密,以增强其抗压性和凝胶强度( 图 1) 。
图1 鱼糜-淀粉空间网络体系的形成机制
02、原淀粉在鱼糜制品中的应用淀粉对鱼糜的凝胶特性会因淀粉颗粒中支链和直链比例及其种类不同产生不同的影响。直链淀粉不易于淀粉颗粒溶胀,吸水膨胀能力比支链淀粉差。直链淀粉在水中受热糊化后分子易发生聚合,迅速老化,逐渐形成凝胶体。因此在鱼糜中添加含直链高的淀粉,会使鱼糜产生脆性凝胶,而支链淀粉的添加利于增加鱼糜凝胶的黏合性。故在实际生产中,常选用支链含量较多的淀粉作为改善鱼糜及其制品凝胶性能的外源添加物。
一般来说,淀粉对鱼糜凝胶强度的影响与淀粉颗粒大小成正比,而与糊化温度成反比。研究表明,马铃薯淀粉颗粒( 约为 40 μm) 比玉米淀粉颗粒大( 约为 15 μm) ,更易吸水溶胀,在凝胶内部产生较大的压力促进蛋白间相互作用,以增强鱼糜凝胶强度。
王丽丽等比较马铃薯淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉对带鱼鱼糜凝胶特性的影响,发现木薯淀粉糊化温度低,在鱼糜 - 淀粉体系中能较早吸水溶胀,糊化充分,进而可提高体系的凝胶强度。
在低浓度 ( 4%~12% 淀粉添加量) 条件下,淀粉膨胀对凝胶强度的增强作用明显大于蛋白质降低对凝胶强度的减小作用。
向鲢鱼鱼糜中添加 4%的豌豆淀粉后,鱼糜凝胶的破断力、凹陷距离和凝胶强度与对照组相比,分别增加 42% 、27% 和 81%。马铃薯淀粉添加量为 10% 时,可以明显提高鱼糕的凝胶强度和持水率,对鱼糕的质构特性有良好的改善作用。而当淀粉添加量大于 15% 时,随着淀粉添加量的增加,鱼糜凝胶中蛋白质含量逐渐减少,将影响鱼糜凝胶形成,导致凝胶强度降低。鱼糜制品的口感随着淀粉量的提高,出现硬度增加,韧性降低,粉面口感增强等缺点。
03、变性淀粉在鱼糜制品中的应用原淀粉老化回生现象的发生影响鱼糜凝胶的品质。通过物理、化学或酶法处理可改变淀粉天然特性,提高其对鱼糜制品凝胶强度的改善程度。常用于鱼糜制品的变性淀粉有预糊化淀粉、羟丙基化淀粉、交联淀粉、醋酸酯化淀粉等。
预糊化淀粉可溶于冷水,吸水能力增强。在鱼糜制品中添加大量预糊化淀粉,导致鱼糜-蛋白体系中可利用的水分减少,阻碍鱼糜自身凝胶的形成,使鱼糜制品的凝胶强度降低。因此,在实际应用中,应减少预糊化淀粉的添加量。
羟丙基淀粉是原淀粉与环氧丙烷在强碱条件下醚化而成的一种非离子型的变性淀粉。羟丙基基团是亲水基团,当淀粉吸水时,阻止淀粉分子本身的相互交联,提高淀粉分子和水分子的结合能力,进一步提高淀粉颗粒的膨胀度和水合作用。
将羟丙基木薯淀粉添加到鱼丸中,由于羟丙基的位阻作用,阻止淀粉聚集,降低了淀粉的老化,鱼丸的口感和稳定性均得到改善。
羟丙基木薯淀粉因氢键作用较弱,淀粉糊化温度较低,与蛋白的加热变性同时发生,二硫键作用加强,蛋白三维网络结构得到稳定,当受到外力时,承受力更强,故冻融稳定性增强。
交联作用可提高淀粉糊的黏度,添加交联淀粉的凝胶网络孔隙中填充着非自由流动水和溶胀的淀粉颗粒,而不添加交联淀粉的鱼糜网络结构中包含着游离水。淀粉颗粒溶胀后,增加了溶液的黏度和不可冻水中溶质的浓度,降低了冰晶成核和增长速率,因此,在鱼糜制品中添加此类淀粉会降低鱼糜的冻结速率。
醋酸酯化淀粉是在原淀粉的基础上,羰基取代自由羟基,这种取代基分别打断了直链淀粉的线性结构和支链淀粉的分支结构,因空间位阻效应减弱了淀粉分子间作用,进而促进游离水通过化学作用力渗透到淀粉无定形区并转化为结合水。
在鱼糜中加入酯化淀粉,因淀粉将吸收的自由水转化为结合水,降低了凝胶网络结构中游离水数量,进一步降低冰晶含量,从而使鱼糜在冷冻过程中蛋白质三维网络结构破坏程度降低,凝胶强度提高。
添加淀粉可降低产品的成本,但随着淀粉添加量的增加,鱼糜制品的品质问题层出不穷,将淀粉与卡拉胶、魔芋胶等食用胶复配,可有效解决因添加淀粉而造成鱼糜制品具有粉面口感的问题,这也是今后的重要研究方向。
来源:米红波,王聪,仪淑敏,等. 淀粉在鱼糜制品中的应用研究进展[J]. 食品与发酵工业,2018,44( 1)。封面图来源:千图网会员
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