鱼糜制品凝胶的各种形成因素和控制.docx

六、魚糜制品凝膠的各種形成因素和控制-影響魚糜制品凝膠的因素，大致可分為先天性的凝膠能力、後天性的促膠能力、抑制解膠的因素、增加凝膠處理的因素等四種。1。原料魚的特性(05/17)由於各種魚類的肌肉功能性不一，且成膠能力也各有不同，所以說採購原料時，需對原料魚的特性有所認識。一般依魚類生理構造上分為硬骨魚、軟骨魚(沙魚類)及非脊椎類(魷魚、墨魚類)三大類 ; 而硬骨魚又分為白肉魚、半紅肉魚、紅肉魚、淡水魚四種。A 白肉魚(White-fleshed fish):底棲性魚類，如鱈魚、金線魚、白姑魚、銅盤魚、牛尾魚等其肉中含有少量的色白，呈現幾乎白色色調，故稱之白肉魚，其成膠能力強，但有少部份較差B 半紅肉魚: 洄游性魚類，如黑皮旗魚、雨傘旗魚、鬼頭刀等。多數的成膠能力甚佳C 紅肉魚( Dark fleshed fish):如鯖魚、巴浪、鯖魚、秋刀魚等其肉中含有較多量的肌紅蛋白(myoglobin)、細胞色素(cytochrome)等色素蛋白而帶有紅色，故稱之紅肉魚。大多數的成膠能力都不佳。D 淡水魚: 一般成膠能力較差，但也有成膠能力良好的，如白鰱魚。成膠能力較好的魚種，又因魚齡、季節性、捕撈區域、捕撈技術等不同，其成膠能力也有所不同。如成魚和幼魚在成膠能力上沒有什麼差異，但幼魚在解膠能力上較成魚快，所以說原料魚的採購需注意成、幼魚的比例摻雜，以控制魚糜質量的穩定。至於季節性的問題，大多是因產卵期過後，魚体的pH值會降至5.7，跟產卵期前的pH值6.0以上有很大的不同，也導致其成膠能力的低下，依筆者以前做帶魚糜的經驗而例，在捕獲產卵過後的帶魚所製成的魚糜在成膠能力上較產卵前有很大差異，在彈性、白度上;均下降許多。另外也有一說，就是產卵期的魚肉，易被分解崩潰，這和蛋白酶活性，有很大的關係。相同的魚類但在不同的區域捕捕撈，其彼此之間的成膠能力也會有所不同，對其影響的因素有很多，包括脂肪含量、pH值或是受細菌感染等因素。捕撈技術對成膠能力也有很大的影響，一種是捕撈後立即剌殺的，另一種是因掙扎而死的，後者因激烈掙扎導致產生大量的乳酸，致使pH值下降，使蛋白質因而改變導致成膠能力下降。魚糜製品在製造過程中，魚漿經擂潰成型，於加熱前放置於固定條件下使其膠化，經加熱後可得良好彈性之成品，此種作用稱為膠化作用(Setting effect)。魚漿之膠化主要為形成網狀構造及蛋白質的水和作用。以電子顯微鏡觀察經膠化之魚漿，發現膠化後之魚漿具較細微的網狀構造，而此構造在加熱後仍可保持，利用X-ray繞射等方法証實膠化現象和Actomyosin 有關，對原料或擂潰肉並無聚合胜肽鍵構形(Conformation)之變化，亦即仍保持-helix 之形態 ; 加入食鹽時，少數蛋白質分子會顯現不規律，而發生-helix之異構形，但仍保持-helix ; 在膠化初期，部分胜肽鍵之-helix成不規則之random coil ; 膠化後再生成-helix。膠化受溫度和時間影響，一般而言，膠化溫度越高，則完成膠化所需時間越短 ; 魚種不同，其膠化條件相差也很大，較高溫度膠化所需時間較短，低溫時間則需較長的時間，但選擇條件時必需兼顧微生物污染和鮮度維持的問題。以白帶魚糜為例，在擂潰後魚漿灌入直徑3.8cm之腸衣中，放置在6、14和37下，而後在100下加熱20分，其結果如下:1. 在6膠化時，穿破力(Breaking force)、變形度(Deformation)緩緩上升，放置24小時後，穿破力由原來的203g升高至380g，變形度由7.16mm升至9.58mm ; 至於折曲度(Folding test)於放置6小時後，由原來之B級升高為AA級，由些可知，在6下放置624小時，可以促進彈性，且隨時間之增長，增進彈性的效果會加大。2. 在14膠化時，穿破力、變形度及折曲度之變化趨勢和6下放置時之趨勢相似，惟其效果較6更好，放置1016小時後，穿破力由原來之203g升高至651676g，變形度亦由原來之7.16mm升至12.2512.80mm，折曲度於放置2小時後，即已由原來之B級升高為AA級。由此可知，在14下放置10小時，穿破力可增加2倍以上，而在2小時後膠化效果即已明顯增加。3. 在37膠化時，放置半小時，穿破力由原來之203g升高至443g，隨後即隨時間延長而下降，0.51.0小時之間穿破力下降緩慢，但在1小時後即急速下降，至3小時後降至156g，在4小時後，即無法以山本式彈性測定儀302B測出成品之穿破力。變形度之變化和穿破力相似，於0.5小時達10.51mm最大值，至3小時已降至6.00mm，折曲度亦同，於0.5小時為AA級，2小時後為A級，3小時後已降至D級。故若欲加速膠化，可於37放置半小時，但時間若超過，則有彈性崩潰之現象。最後談到淡水魚，一般來說淡水魚的成膠能力較海水魚低，日本學者研究發現鯉魚魚糜，在添加0.3%的TG酶後，再採加壓處理(300600MPa*30分)，則成膠能力則明顯提升，但是添加TG酶不會降低其蛋白酶的解膠作用。至於白鰱魚魚糜在加工技術的提高，其成膠能力也提升許多。2捕獲後的鮮度(05/24) 原料魚捕獲後，保鮮的情況跟成膠能力也有很大的關係，但是因魚種的不同，其影響質量的程度也會有所不同。例如石首魚類(白口、黑口、黃口等)在鮮度達初期腐敗時，其肉質仍具有良好的成膠能力，但阿拉斯加的明太鱈，在經過死後硬直階段後解僵後，其成膠能力下降許多。一般而言，原料魚的鮮度和成膠能力成正比，魚肉肌肉的自家消化和肌蛋白質性的速率也隨著生長環境條件而有所不同。另外，pH值的下降亦會影響成膠能力。總而言之，原料魚採購的指標應以死後僵直狀以態依據。其次是依保鮮溫度和魚体自家消化的酵素活性來決定。 3魚糜加工技術(05/31) 肌纖維球蛋白質(鹽性蛋白質)是構成凝膠的主要因子，在魚糜加工漂洗工序裡，目的就是要把影響成膠的因子如水溶性蛋白質、血液、脂肪、氨等給排除，另外還有妨礙成膠生成的成分予以排除。水分的含量也是會影響到成膠的能力，一般降低水分含量則會提高肌纖維球蛋白質的濃度，意即水分含量的減少可增加膠強度及變形度，但是各魚種的魚肉纖維粗細不一，各有其成膠能力的特性，所以各位讀者要勤加了解，例如石首魚類(如白口、黑品、黃口等)的口感較為軟Q，而大眼鯛的口感較為硬脆。一般魚肉纖維較粗的魚種其口感都較為硬脆，反之則較為軟Q。另外，魚糜制品的水分含量較多時，其L*值和白度會有所增加，但是其a*和b*值並未明顯增加。熱帶性魚種肌肉的耐熱性大於寒帶性魚種肌肉，pH值在6.58.5之間區域內，魚肌肉的耐熱性較大，當 pH值在6.0以下或9.0以上，遇熱時其ATPase活性將極不安定，因此在魚糜製造過程的溫度應確保在10以下。 一般魚糜業者多認為脂肪是成膠過程的阻礙物質，且魚油在凍藏期間會因油燒而產生魚腥臭味，因而主張排除 ; 但是在魚糜制品業者，常添加油脂的事實來說，油脂實非妨礙成膠能力的主要物質。在原料魚鮮度良好時，油脂的添加量高達20%，且物性不會被抑制 ; 反之，原料鮮度不好時，其油脂的添加量則在10%以下，其物性才不會被受影響。一般實務經驗來說，其油脂添加量不宜超過5%為宜。魚肉在漂洗時，不僅把水溶性蛋白質加以排除，同時也會改變魚肉中的無机鹽濃度和pH值，同時要注意的是不可使用硬水，但水質硬度太低也不太好。在加鹽時，食鹽濃度大於0.5，魚肉的水和性會趨於最大值，很容易發生膨潤現象，會使漂洗後的魚肉難以脫水，故少量添加0.3%食鹽，魚肉的水和現象，將適度的被抑制。另外造成過度膨潤現象的另一個因素是pH值，魚肉漂洗後，因蛋白質的緩衝作用，可以抵銷一部份H+或OH離子。但是過量漂洗後，其本身pH則不免受到改變。蛋白質在低pH時，會造成蛋白質分子間正電荷的排斥作用; 在高pH時，會造成蛋白質分子間負電荷的排斥作用，因此在以不影響鹽溶特性的條件下，實在不宜過度膨脹，也就是漂洗次數不宜過多，而使凝膠的網狀構造無法形成。魚肉在pH為6.07.0之間，其膨潤度可維持，也可呈鹽溶而又不致造成過度膨潤。此種理論以實際制作魚糜制品時，証實魚糜在pH為6.07.0時，其魚糜制品的凝膠強度和摺疊試驗值亦最大。魚糜在脫水制作完成後，為了調整其pH於最適範圍內，大都會添加聚合磷酸鹽(Polyphosphate)以控制 pH並發揮最大的緩衝作用。其中以三聚磷酸鈉(Na-tripolyphosphate)和焦磷酸鈉(Na-pyrophosphate)效果最好。但是也有學者指出Myosin-B在0.5M KCL，pH 7.0及1mM MgCL2，條件下，焦磷酸鈉(Na-pyrophosphate)、三聚磷酸鈉(Na-tripolyphosphate)、多磷酸鈉(Na-polyphosphate)將引起Myosin的變性。所以說對聚合磷酸鹽的使用，宜多加注意。4加熱(兩段式)處理(06/07) 魚糜制品在加工過程凝膠時，會經過三個階段，一是擂潰時鹽溶性蛋白溶出時的溶膠，二是成膠期，三是解膠期，最後才會形成完整的凝膠。在擂潰鹽溶時，將魚肉蛋白質溶出成膠，即Myosin 和Actin的鹽溶效應，而重新組成合成肌纖維球蛋白(Actomyosin)的纖維狀大分子物，而構成所謂三度空間的網狀結構。在室溫下，會逐漸成凝膠，而形成有彈性的膠体，此種現象稱為成膠(Gel-setting)，日本人稱為坐(Suwari)，而這種效應在50以下，甚至在3040 最為明顯。但在60時凝膠強度卻有轉為軟化的趨向，此時最為明顯，而被稱為解膠現象(Gel-softeining)，日本人稱為戾(Modori)，大多學者多認為是魚肉中的鹼性蛋白質分解酵素(Alkaline protease)分解作用所造成的，因為它最好的反應溫度就在60。為此，而有了所謂的二段加熱法，就是先以低於 50的溫度，將欲成型的魚溶膠，予以升溫並行促膠後，在經5060這個期間，迅速通過，而至90的加熱期。這樣一來，則可提高升溫溫度，縮短加熱時間，又可藉以對魚糜制品表面所滋長的腐敗細菌，予以滅菌，以提升魚糜制品的衛生質量。 5各種膠類的應用(06/14) 添加熱凝膠(卡德膠、結膠(Gellan)、蒟蒻(魔芋)、HPMC羥丙基甲基纖維素)及蛋白質(蛋清、血漿蛋白、小麥蛋白、乳清蛋白)有效提高魚漿產品的耐煮性 (1) 添加熱凝膠：添加卡德膠或結膠，在加熱過程中有愈煮膠強愈高的效果 (2) 添加蛋白質：添加血漿蛋白大幅提高產品穿破強(硬)及變形(黏彈性)在70水煮8小時內膠強仍比添加卡德膠者高 (1) 經濟效：血漿蛋白粉價格遠較卡德膠宜(約只有1/51/6)在相同的耐煮效果下也遠比添加蛋清宜(約只有1/31/4)(2) 產品特性：血漿蛋白具有特殊的腥臭味會影響製品的風味，需減添加或可以添加去腥劑或調整成重口味之產品TG酶，學名谷氨酰胺轉胺酶(轉麩胺酸酶)(Transglutaminase，簡稱TGase或TG)，此種酵素在魚糜中將引發蛋白質胜肽鏈產生醯基轉移反應，亦即將麩胺酸分子上的-梭胺根成為醯基授予者，而另條胜肽鏈上之各一級胺基及離胺酸基，則做為醯基之接受者，蛋白質因而相連形成新的多元聚合及架橋作用，因此，此種酵素為參與形成魚糜凝膠網狀結構的另一個因子。TG酶對促進肌蛋白的交連作用，使肉片之間的黏結特性強化，不但可用在重組豬肉上，亦可用在魚糜加工上，試驗証實添加0.3%的TG酶，確實能促進交連肌凝蛋白的形成，在形成到相當量時，亦可增強凝膠強度。TG酶對各種不同魚糜的聚合能力，也各不相同，由於在相關研究資料中，獲得的訊息不多，藉此機會希望同業先進能提供更寶貴的經驗來供大家參考學習。 血漿蛋白 Plasma Protein本品由豬血分離濃縮製得，可提供食品蛋白質之來源。應用血漿蛋白於加工製品中，可賦予產品多種功能性：凝膠性、乳化性、保水性，可廣泛應用於食品加工中。特性：1.高溶解性可於產品中均勻分散溶解，可直接添加使用。2.加熱時具高凝膠性可形成有效之蛋白質凝膠基質，強化產品的組織，切片性之製品應用效果明顯。3.加熱時具強保水性可減少蒸煮損失，保有製品水分及切片火腿之溼度/光澤，蒸、烤、油煎製品可顯現出多汁性之口感。4.良好之乳化性可減少脂肪分離，並穩定水/蛋白質/脂肪三相基質之組織，可於粉碎/細切乳化肉製品發揮明顯乳化效用。用途：切丁/切片火腿、培根、貢丸、香腸、熱狗、漢堡肉、魚漿煉製品 植物性蛋白質和動物性蛋白質在魚糜製品上的應用植物性蛋白質中可供添加於魚糜製品作為輔料使的有黃豆蛋白質和麵筋蛋白質，此等蛋白質之價格較魚漿便宜許多。添加此等植物性蛋白質，在營養組成上亦屬佳品，而且又有增量劑之效果。植物性蛋白質添加於魚糜製品中之使用量，以不影響到魚糜製品的口味為主。目前美、日各國均有研究推廣，但是此等植物性蛋白質之基本特性影響其接受性甚大，其中特性以下列各點為最重要。1. 無異臭，而色澤較淡者2. 蛋白質之水溶性要佳3. 蛋白質含量要高4. 對pH值及食鹽的適應度要大5. 價格便宜，供應充分者常見之黃豆蛋白質加工品計有 : 1. 脫脂黃豆粉係以經過焙烤，消除其中抗胰蛋白質酵素因子(Antitrypsin factor)後之脫脂黃豆為原料，加以磨碎而成。含蛋白質量為4550%，有黃豆臭味，呈黃褐色，蛋白質之水溶性小，加水浸煮後亦不具凝膠或黏著之能力。2. 濃縮黃豆蛋白質將脫脂黃豆粉經醇類、酸鹽充分沖洗而成。其中部分碳水化合物被除去，故蛋白質濃度可達65%，無黃豆臭味，其蛋白質水溶性仍欠佳，但其色澤較脫脂黃豆粉為淡。3. 水溶性黃豆蛋白粉將脫脂黃豆粉之水抽出液，經過熱處理後，以噴霧乾燥法所得蛋白質含量為5560%之粉末製品，具有良好水溶性，具成膠性、保水性、乳化性等功能，但仍有黃豆臭味及色澤上之缺點。4. 分離黃豆蛋白質即上列水溶性黃豆蛋白質之再精製品，其色澤及臭味均有所改進，具蛋白質含量高達8090%。5. 人造肉(纖維狀黃豆蛋白質)即先以鹼液將脫脂黃豆蛋白質加以溶解，並濾除雜質，然後再以細絲狀流入酸槽中，凝成纖維狀。食用時具嚼感之黃豆蛋白質，具蛋白質含量達8090%。能吸收適量水分，色淡而無豆臭。使用黃豆蛋白質作為添加成分時，應先以13倍量之冰水使之充分潤濕後再使用。由小麥粉所分離之小麥蛋白質，俗稱為麵筋(Gluten),具有強大之保水性，在pH6.07.0時不易溶解，但在pH 89時，具黏彈性轉趨最大，而耐延伸性強。有食鹽共存時，麵筋的延伸性更為增強。現已上市具有良好吸水性及黏彈性之麵筋粉，稱為活性麵筋(Active gluten)。當加入13倍水分後，在80下加熱時，其穿透率反而有增加之趨勢。故極適合添加於魚糜製品中，並能增加魚糜製品之彈性。動物性蛋白質-蛋清和蛋清粉蛋清粉是由純鮮雞蛋清精製而成，具有脫糖、脫腥、純度高、溶解迅速等特點，同時，該產品還具有良好的功能特性，如高凝膠性(遠遠高於大豆蛋白粉的凝膠強度，可達350g700g/c)、高攪拌性、乳化性、保水性等，這些優良性質使蛋清粉在魚糜製品中被廣泛地使用。蛋清在56開始凝固，66時大部份凝固，80則完全凝固。市售蛋清有分冷凍蛋清和蛋清粉兩種。當在劣質魚漿中添加10%蛋清時，則對凝膠之強度改善最多，同時亦具有降低解膠作用之功能，但添加量以不超過20%為限。耐熱性及耐煮性製品(魚糜製品)之研發一、擬解決問題 (1) 質感熱販售魚漿產品(關東煮、黑輪Oden) 長時間加熱後品質變軟化、組織鬆散、失去彈性(2) 色澤失去光澤、變暗黃二、目標研發耐熱性及耐煮性的水產製品，增加鯖魚漿產品的多樣性與商品化三、成果 添加熱凝膠(可得然膠、結膠、蒟蒻(魔芋)、HPMC)及蛋白質(蛋清、血漿蛋白、小麥蛋白、乳清蛋白)有效提高魚漿產品的耐煮性(1)添加熱凝膠：添加卡德膠或結膠，在加熱過程中有愈煮膠強愈高的效果 (2)添加蛋白質：添加血漿蛋白大幅提高產品穿破強(硬)及變形(黏彈性)在70水煮8小時內膠強仍比添加卡德膠者高 四、商業化可性(1) 經濟效：血漿蛋白粉價格遠較卡德膠宜(約只有1/51/6)在相同的耐煮效果下也遠比添加蛋清宜(約只有1/31/4)(2) 產品特性：血漿蛋白具有特殊的腥臭味會影響製品的風味，需減添加或可以添加去腥劑或調整成重口味之產品變性(修飾)澱粉在冷凍火鍋料中的應用一、 變性澱粉用途應用廣泛，目前在台灣允許使用的有13種之多基於來源的廣泛和改性手段的多樣化，變性澱粉種類眾多。 生產食用變性澱粉的原澱粉可以分穀類澱粉(如玉米、小麥、糯玉米(Waxy corn)，也稱為蠟質玉米)、薯類澱粉(甘薯、馬鈴薯和木薯)和豆類澱粉(豌豆、綠豆等)。變性的方式可以採用酸解、氧化、交聯和穩定化(如羟丙基化、乙酰化等)。 食品種類的繁多和多樣化的變性澱粉相互相乘，單單食品安全國家標準、食品添加劑使用標準允許的變性澱粉就有13種，而且使用量不受限制，如羟丙基二澱粉磷酸酯、乙酰化二澱粉磷酸酯、醋酸酯澱粉、磷酸酯澱粉等。 變性澱粉的應用取決於食品種類、加工工藝和配方組成。 目前變性澱粉做為食品添加劑已廣泛應用於調味品(蠔油、番茄醬)、烘焙食品(麵包、果醬)、奶製品(攪拌和凝固型酸奶)、肉製品(畜肉品、魚糜制品和腸類產品)、速凍米麵製品、糖果、休閒食品(如麻薯、膨化食品)等領域。 原澱粉或變性澱粉使用的效果在大原則下取決於澱粉的糊化性質，糊化過度或糊化不完全，都不能發揮變性澱粉的應有性質，進而導致食品品質的降低甚至無法使用。二、 冷凍火鍋料是變性澱粉應用重要領域，常用的有木薯和玉米澱粉冷凍火鍋料是變性澱粉應用的重要領域之一。澱粉經過修飾處理後，糊化溫度、黏度、膨脹度、彈性、抗老化性、保水和抗凍力都有所改善。用在速凍火鍋料中的變性澱粉通常有乙酰化二澱粉磷酸酯、醋酸酯澱粉，原料的選取以木薯澱粉居多，還有玉米澱粉、土豆澱粉，或者是上述這些澱粉不同比例的混合。根據客戶的產品定位和生產成本，高端的產品大都用到馬鈴薯變性澱粉，而一般則以木薯和玉米澱粉為主。以乙酰化二澱粉磷酸酯木薯澱粉為例，低程度交聯處理能夠提高原澱粉的黏度，這樣用在肉丸類產品中對黏結性、保水量和製成率有作用，中等程度交聯澱粉可增加肉丸的彈性，改善口感。同樣是木薯澱粉原料，交聯酯化複合處理和單一的醋酸酯化處理，產品的黏度、糊態和穩定性會有很大的區別。通過自身研發和客戶使用，認為醋酸酯類澱粉的黏性和凝聚性強，而交聯酯化能明顯提高肉丸的黏度和有效抑制其過度膨脹。一款肉丸用變性澱粉產品的定型取決於廠家和客戶的共同努力。合適的變性澱粉因其在糊化溫度、抗老化特性、吸水性、抗凍穩定性上的改善，在改善產品口感的彈、韌、爽口上及儲藏穩定性上明顯優於原澱粉。三、 變性澱粉五大作用，可能出現的問題要注意整體來說，變性澱粉在冷凍火鍋料中的應用主要有以下作用 : 1.糊化糊度低 : 和原澱粉相比，澱粉分子結構上接入的親水性基團如羟丙基、乙酰基，使澱粉容易吸水糊化，降低糊化溫度。當肉製品中的蛋白加熱後會失去一部份水，而糊化溫度低時，變性澱粉可以包裹和吸收水分和汁液，填充到整個蛋白網目結構中，不僅防止鮮味及結合水分的流失，而且使產品組織結構均勻。2.抗老化性好 : 大多數情況之下，冷凍火鍋料企業不僅僅使用變性澱粉，而且還會複配一些原澱粉如馬鈴薯澱粉、玉米澱粉和小麥澱粉，而這些原澱粉容易老化，使產品組織和口感變差。引入穩定基團的變性澱粉能夠有效抑制產品老化，從而改善質組織構造和提高產品質量。3.吸水性和凝膠性 : 黏度高的澱粉吸水和保水作用強，而且交聯後可以形成一定的彈韌性，吸收肉丸內部的水分，使產品的組織更加致密、細膩，口感更加彈、韌、爽口。4.抗凍穩定性好 : 良好的抗凍穩定性保證產品在儲藏運輸的過程中，不會因為溫度的波動而導致肉丸中水分的流失，防止口感變差，進而提高產品品質的保存期。5.提高製成率和降低生產成本。客戶不會無緣無故地選擇一款食品添加劑來使用，客戶一般會根據經驗和本身的需求，採用變性澱粉來提高產品的質量或者用來降低生產成本。不過火鍋料業者在使用變性澱粉過程中，也常會出現一些問題，例如做出來的丸子口感太硬或太軟，有時甚至會崩散，有時是產品結構粗糙、無彈性，有時是粉味過重等，這些問題在此希望同業能夠集思廣益，共同克服，共謀發展。