《Food Chemistry Advances》:Formulation of
Lutjanus johnii (Snapper) Fishballs with Concentrated Syrup and Levisticum officinale (Lovage) Extract: Assessing Integrated Antioxidants for Enhanced Fishery products
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鱼丸作为一种即食产品,具有较高的营养价值,能够更高效地利用低值鱼类资源。然而,脂质氧化和微生物增殖所导致的快速腐败是其面临的主要挑战。本研究采用不同浓度的欧当归提取物(T1:0%,T2:0.25%,T3:0.5%,T4:0.75%,T5:1%)配合5%浓缩糖浆
鱼丸作为一种即食产品,具有较高的营养价值,能够更高效地利用低值鱼类资源。然而,脂质氧化和微生物增殖所导致的快速腐败是其面临的主要挑战。本研究采用不同浓度的欧当归提取物(T1:0%,T2:0.25%,T3:0.5%,T4:0.75%,T5:1%)配合5%浓缩糖浆制备鱼丸,于?38°C冷冻并在?18°C贮藏,分别在第1、15、30和45天进行评估。分析内容包括感官属性、理化参数(水分、pH、蛋白质、脂肪、过氧化值(PV)、硫代巴比妥酸反应物(TBARs)、挥发性盐基氮(TVB-N)、持水能力(WHC))以及微生物品质(总微生物计数、大肠菌群、霉菌和酵母菌、沙门氏菌、葡萄球菌、李斯特菌)。欧当归提取物和糖浆的抗氧化活性分别为69.5%和82.5%。二者组合显著(p ≤ 0.05)抑制了微生物生长,尤其是霉菌和酵母菌,其中T5效果最强。添加剂改善了水分保持能力和持水能力(WHC),并最大限度地减少了蛋白质降解和脂质氧化。感官评价由45名半训练评价员参与,采用主成分分析(PCA)和产品特征化方法。较高浓度的欧当归改善了香气、风味和整体可接受性;糖浆通过美拉德褐变增强了多汁性和表面色泽。T5获得了最高的感官评分,表明天然添加剂能够在延长货架期的同时提升消费者的感知品质。
论文解读:基于浓缩糖浆与欧当归提取物的紫红笛鲷鱼丸配方优化研究
一、研究背景与意义
随着全球人口持续增长,提供充足且营养丰富的食物已成为重大挑战。据联合国数据显示,2023年全球约有7.33亿人面临饥饿,约占总人口的9.1%,另有23.3亿人面临中度或严重粮食不安全。鱼类及水产制品富含优质蛋白质、必需脂肪酸、omega-3、维生素和必需矿物质,为全球三分之二人口提供了约20%的动物蛋白需求。然而,尽管鱼类具有改善心血管健康、促进大脑发育和增强骨骼强度等优势,受口味和经济因素影响,许多国家的鱼类消费量有所下降。鱼丸主要由碎鱼肉配以淀粉和香料制成,价格实惠且食用便捷,尤其在亚洲国家广受欢迎,其即食或半成品特性使其成为快节奏生活消费者的理想选择。然而,鱼类产品因微生物生长(如希瓦氏菌和假单胞菌)导致生物胺和硫化氢产生,引发鱼腥异味和肉质发黏,同时不饱和脂肪酸氧化形成挥发性化合物并降低营养价值,内源酶活性则导致组织降解和持水能力下降,这些因素共同导致鱼产品快速腐败。冷冻贮藏虽能通过抑制酶促反应和微生物生长延长货架期,但冰晶形成会造成组织损伤。因此,开发能够延长冷冻鱼丸货架期并保持品质的天然添加剂配方具有重要的研究价值和应用前景。
二、研究目的与实验设计
研究人员旨在探究利用紫红笛鲷(Lutjanus johnii)碎肉配合浓缩糖浆和欧当归(Levisticum officinale)提取物制备鱼丸的可行性,以改善感官品质并延长货架期,同时评估欧当归提取物的抗氧化性能及浓缩糖浆在维持产品稳定性和感官属性方面的功能。实验设置六个组别:对照组(C)和五个处理组(T1-T5),其中浓缩糖浆固定为5%,欧当归提取物浓度分别为0%、0.25%、0.5%、0.75%和1%。鱼丸在?38°C冷冻后于?18°C贮藏45天,在第1、15、30和45天进行评估。
三、关键技术方法
研究人员采用DPPH自由基清除法测定欧当归提取物和浓缩糖浆的抗氧化能力,并以没食子酸标准曲线计算GAE值。化学分析涵盖水分含量、pH值、粗蛋白、粗脂肪、过氧化值(PV)、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(TBARs)和持水能力(WHC)等指标。微生物分析包括总微生物计数、霉菌和酵母菌、大肠菌群、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌的检测。感官评价由45名半训练评价员(24名女性,21名男性,年龄20-55岁)采用9点嗜好标度进行,运用主成分分析(PCA)和产品特征化方法对气味、外观、质地、风味和整体品质进行评估。统计分析采用SPSS v26软件,包括K-S正态性检验、单因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比较。
四、研究结果
4.1 抗氧化能力
欧当归提取物表现出69.5%的DPPH抑制率(111.6 mg/g GAE酚类物质,IC50 ≈ 14 mg/mL),浓缩糖浆表现出82.5%的抑制率(143.1 mg/g GAE,IC50 ≈ 103 mg/mL),表明两种添加剂均具有较强的自由基清除能力。欧当归的抗氧化活性与其丰富的酚类含量一致,而糖浆的抗氧化活性来源于甜菜加工过程中残留的多酚类物质。
4.2 水分含量与持水能力
水分含量在各样品间无显著差异(p=0.376),初始值随时间略有下降,归因于升华作用。持水能力(WHC)在各样品间存在显著差异(p=0.0345)。至第45天,对照组WHC从15.46%降至11.59%,而T5保持了最高WHC,从17.89%降至16.85%。糖浆的保湿特性可防止滴液损失并改善多汁性,欧当归则通过抗炎作用对蛋白质结构产生积极影响。
4.3 pH值
pH值在各样品间无显著差异(p=0.524),所有样品初始pH值相近(约6.2),波动极小。至第45天,对照样品略有升高,而含欧当归提取物的处理组(T2-T5)pH值保持稳定或略有下降,表明添加剂有助于维持pH稳定性,对防止微生物生长和酶促腐败至关重要。
4.4 粗蛋白和粗脂肪
粗蛋白和脂肪含量在各样品间均存在显著差异(p=0.000)。初始所有样品蛋白水平相近(约18.5%),但对照组下降最为显著,至第45天降至14.40%,而T5在所有时间点均保持较高蛋白含量(第45天为16.77%)。脂肪方面,对照组从0.84%降至0.24%,T5则从0.77%降至0.32%,表现出更高的脂肪保留率。欧当归的抗氧化和抗菌特性可抑制蛋白降解微生物和酶促降解及脂质氧化,糖浆则通过美拉德反应形成保护性化合物。
4.5 过氧化值、挥发性盐基氮和硫代巴比妥酸反应物
PV、TVB-N和TBARs值在各样品间均存在显著差异(p ≤ 0.05)。对照组PV增幅最大,表明脂质氧化显著;含欧当归和糖浆的处理组(T1-T5)PV值较低,其中T3和T5尤为突出。TVB-N方面,对照组第45天从7.17升至24.27 mg/kg,增幅最大,而T2-T5处理组显著较低(T5第45天为14.23 mg/kg)。TBARs初始各样品相近(约9),但第45天对照组显著升高至23.89 mg MDA/kg,T5最低(5.87 mg MDA/kg)。结果表明,较高浓度的欧当归提取物,尤其与糖浆联用时,能显著抑制碎鱼肉的脂质氧化,处理组较低的TVB-N表明蛋白质分解减少。
4.6 微生物指标
霉菌和酵母菌数据呈正态分布(p=0.152),样品间差异显著(p ≤ 0.05)。随着欧当归浓度增加(T2-T5),霉菌和酵母菌水平显著降低,T3、T4和T5在第45天已无法检出,表明欧当归提取物具有抗真菌效果。总微生物计数同样呈正态分布且样品间差异显著,T1-T5处理组微生物生长显著减少,T5在第45天仅4×103 CFU/g,为最低水平。金黄色葡萄球菌、李斯特菌、大肠杆菌、大肠菌群和沙门氏菌在所有样品45天分析期间均低于检出限,表明制备和加工过程中保持了良好的卫生条件。
4.7 感官评价
气味方面,样品气味与脂肪味、鱼腥味和酸味呈负相关(相关系数分别为0.84、0.53和0.39),与草本味呈正相关(0.2)。对照样品在贮藏后期与鱼腥味和酸味相关,表明品质劣变,而T3-T5处理组在整个贮藏期间保持草本和脂肪味特征,欧当归的挥发性化合物和糖浆的美拉德反应有效掩盖了鱼腥和异味。外观方面,所有处理组(T1-T5)均保持米色,T4和T5的均匀性系数最高,表面和切面颜色在45天内保持稳定,欧当归的抗氧化酚类物质防止了氧化变色,糖浆的糖分通过美拉德褐变增强颜色稳定性。质地方面,多汁性和柔软度与整体品质呈正相关(相关系数分别为0.85和0.72),T3、T4和T5被评价员感知为更多汁和柔软,T5在整个45天获得最高评分。风味方面,草本味、鱼腥味、酸味和脂肪味对评价员评分影响最大(相关系数分别为-0.92、+0.64、-0.36和-0.30),T4和T5的草本味较高,有效掩盖了鱼腥味,糖浆的美拉德产物增强了咸甜风味特征。整体可接受性方面,T5和T4显著优于对照组。
五、讨论与结论
研究人员总结指出,微生物腐败是鱼类产品异味的主要原因,鱼腥味、酸味和熟肉味与整体品质呈负相关,而欧当归提取物和浓缩糖浆的添加显著减少了总微生物和霉菌酵母菌的生长,尤其在较高欧当归浓度(T4和T5)下效果显著,减少了挥发性化合物的形成。草本味与整体品质呈正相关,表明添加剂为产品提供了诱人的香气。添加剂显著降低了蛋白质降解(TVB-N)并抑制了脂质氧化(PV和TBARs),证实了其抗菌和抗氧化特性,对风味和香气稳定性产生直接影响并减少了酸败。欧当归提取物和浓缩糖浆维持了鱼丸的水分和持水能力,尤其在较高浓度(T4和T5)下,增加了多汁性和柔软度。化学稳定性防止了不良变色,增强了视觉吸引力和整体接受度。研究最终得出结论:欧当归提取物和浓缩糖浆的使用显著延缓了腐败并改善了化学稳定性,从而提升了冷冻贮藏鱼丸的感官品质。最高浓度的欧当归(T5)在所有评估日均表现最佳,表明欧当归作为天然防腐剂在延长货架期和改善鱼类产品品质方面具有巨大潜力。