FSAP | 中国水产科学研究院南海水产研究所陈胜军研究员等：鱼类重组加工过程中质地与品质控制技术的研究进展

中国水产科学研究院南海水产研究所，国家水产品加工技术研发中心，农业农村部水产品加工重点实验室Huang Hui等概述了国内外的鱼肉质地重构技术，旨在为鱼类的精深加工和综合利用提供参考。

1 引言

我国是鱼类生产大国，2023年养殖与捕捞鱼类总产量达到3714万 t，占水产品总产量的52.19%。鱼类产量位居世界第一，资源极为丰富 。在鱼类加工利用方面，目前主要集中在鱼糜、鱼片等产品的生产。增强和改善鱼糜制品的质地特性，以及对鱼类加工过程中产生的大量碎肉等副产物的综合利用，已成为鱼类加工产业的迫切需求。鱼肉质地重构技术是指利用物理、化学或酶法手段改变鱼类蛋白质的结构和理化性质，最终旨在改善产品质地特性的加工技术。该技术既可用于生产高品质鱼糜制品，也可用于制造由碎肉和其他加工副产物制成的重组鱼制品，这些产品具有高蛋白含量、口感好和方便食用等特点 。因此，鱼肉质地重构技术的开发与应用对于提升鱼类精深加工水平和鱼类蛋白资源的高值化综合利用具有重要意义。

食品科技家协会委员会将“食品质地”定义为通过眼睛、口腔黏膜和肌肉感知的食品属性，包括粗糙度、光滑度、颗粒度等。国际标准化组织将食品质地定义为通过机械、触觉，以及在可能的情况下，通过视觉和听觉手段检测到的食品流变特性的综合感官感知。质地重构技术是指通过机械混合、剪切、揉捏、加热、高压等物理作用，或特定的化学反应，改变物料的原始结构，导致物料变形、变性或发生某些化学反应，从而获得所需的目标质地或结构的加工过程 。例如，物理方法包括热处理技术、超高压技术、挤压技术、斩拌技术、冷冻技术等；酶法重组技术包括蛋白酶催化的交联、脂肪酶重组等；化学方法包括糖基化交联、食品添加剂等 。

2 物理质地重构技术

2.1热处理技术

加热是改变鱼肉质地特性的重要手段。主要的加热方式包括蒸汽加热、水浴加热、欧姆加热和微波加热 。其中，微波加热不需要从外到内的热传导过程，因此具有加热速度快、易于控制等优点 。水浴加热涉及缓慢的内部传导热传递，导致在凝胶劣化区的停留时间延长，因此鱼糜质量较低。欧姆加热将食品物料置于两个电极之间，交流电直接通过导电的食品物料，在内部产生热量以实现快速加热。欧姆加热产生的热量可以更均匀有效地分布在食品物料内部。微波是频率在 300 MHz ～ 300 GHz 之间的电磁波。物料微波加热主要是由于偶极子和离子振动产生的热量。食品中的蛋白质结构在微波处理下发生变化，改变其原有的功能特性，如凝胶性、乳化性和起泡能力 。 微波加热的特点包括： 1 ）加热时间短、速度快； 2 ）保留食品营养和风味； 3 ）频率调制效应； 4 ）加热均匀； 5 ）热效率高，节约能源； 6 ）易于控制，响应灵敏，技术先进。

2.2 超高压加工技术

超高压加工是将原料密封在包装中，置于超高压容器内，在高的静水压（通常范围在100～1000 MPa）和一定温度下处理适当时间的过程。该过程通过破坏或形成蛋白质和其他物料分子的非共价键（如氢键、离子键和疏水相互作用等），实现加工、杀菌和保鲜。食品的超高压处理是一个纯粹的物理过程。当食品物料在液体介质中受压时，构成蛋白质、淀粉等大分子三维结构的非共价键发生变化，导致蛋白质和淀粉变性、酶失活以及细菌等微生物被杀灭。然而，在此过程中，高压对蛋白质和其他大分子的共价键，以及维生素、色素和其他低分子量物质没有影响。因此，超高压处理的食品能很好地保留其原有的营养价值、色泽和天然风味。蛋白质的四级结构对超高压非常敏感，而蛋白质的一级结构不受影响。当压力达到200 MPa以上时，可以观察到蛋白质三级结构的显著变化，如果压力非常高（高达700 MPa），甚至蛋白质的二级结构也会改变，导致不可逆的变性。传统的水浴加热导致鱼糜凝胶品质差且营养损失严重。相比之下，超高压非热加工可以改善鱼糜凝胶的质构特性，并极大地保留鱼糜制品的原始营养成分。鱼蛋白在超高压作用下变性并凝胶化，得到的凝胶强度远高于热诱导凝胶化。

表1 超高压处理对不同鱼类肉质的影响

超高压技术的特点包括冷杀菌、保持食品营养价值、保留食品特有色泽和风味、具有速冻和不冻结冷藏效果、延长食品货架期、调整食品质地、简化食品加工工艺、节约能源、原料利用率高、无“三废”污染等。目前，我国对超高压技术的研究仍处于起步阶段。有必要拓展适合我国国情的超高压加工食品新领域。

2.3 挤压加工技术

食品挤压与质地重组技术是利用机械剪切、揉捏、混合、加热、高压等物理作用，或特定化学反应，使物料产生新的结构或质地的加工过程。在挤压过程中，物料中的蛋白质、脂肪、淀粉等组分发生变化，例如蛋白质变性和淀粉糊化，使其更容易被人体吸收和消化。根据挤出产品的最终形态，食品挤压与质地重组技术可分为三类：挤压组织化、挤压膨化和挤压熟化。

挤压加工技术具有连续生产、制造工艺简单、物料消耗低、投资少、应用范围广等优点。是一种经济实用的新型食品加工技术。

2.4 斩拌技术

斩拌的目的是从鱼肉中提取蛋白质并将其与脂肪乳化，增加鱼糜的持水能力。它旨在改善鱼糜的结构，增强黏度和均匀性，并提高弹性。首先，它从鱼肉中提取蛋白质，该蛋白质与脂肪乳化以增加鱼糜的持水性；其次，它增加了鱼糜的均匀性和黏度，增强了产品的弹性；第三，它增加了鱼糜的嫩度，因为肌肉结缔组织膜被破坏，肌肉蛋白分子的肽键被切断，极性基团增加，吸水能力增强，从而改善了嫩度。适当的温度升高有助于溶解盐溶性蛋白质，加速鱼糜色泽的形成，并增加鱼糜的流动性。重组产品的硬度、弹性、咀嚼性、回复性和内聚性随着斩拌时间的延长先升高后降低。斩拌过程中，pH值的变化导致肌肉蛋白质间相互作用的变化，影响蛋白质凝胶的强度。影响斩拌效果的因素主要包括pH值、斩拌时间、斩拌温度和盐用量。pH值的变化导致肌肉蛋白质间相互作用的变化，从而影响蛋白质凝胶形成的强度。鱼糜产品的弹性很大程度上受pH值影响，通常在6.5～7.0范围内最强。斩拌时间的长短影响原料的细度，从而影响重组产品的质量，与鱼糜产品的弹性密切相关，通常为10～20 min。斩拌温度一般控制在0～10 ℃，可先将鱼肉冷却，并在斩拌过程中适当加入碎冰以达到控温效果。斩拌过程中加入适量盐有两个目的：一是调味，二是使鱼肉中的盐溶性蛋白质充分溶解，增强产品的弹性。

3 酶法质地改良技术

常见的酶法加工技术通常有2 种：蛋白酶诱导的交联重组和脂肪酶诱导的质地改良。

鱼类蛋白质包括肌原纤维蛋白、肌浆蛋白和基质蛋白，其中肌原纤维蛋白又由肌球蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成。在一定条件下，肌球蛋白可以从肌原纤维中溶出并与鱼肉中的其他组分凝胶化。目前，国内外学者对鱼蛋白凝胶化的研究主要集中在食品黏合剂的应用上，例如转谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）、蛋白质类食品添加剂和酪蛋白酸钠（sodium caseinate，SC）。其中，技术成熟的方法包括酶法交联和糖基化交联。酶法交联涉及使用酶制剂诱导蛋白质之间的共价交联。

3.1 蛋白酶重组

蛋白质酶法交联主要由TG、过氧化物酶和多酚氧化酶等酶制剂促进。这些酶诱导蛋白质之间的交联，增强其凝胶特性，改善重组鱼肉的弹性和质地，并提高最终产品的蛋白质消化率。TG可以催化蛋白质的酰基转移反应，即在TG催化后，蛋白质分子在分子内和分子间发生共价交联，形成大分子。这导致蛋白质的三维结构发生变化，继而改变其质地特性。联合使用一些辅助材料，如磷酸盐、SC和NaCl，可以显著影响鱼制品的持水性、硬度和凝胶强度 。

表2 蛋白酶重组技术对鱼肉质地重组的影响

3.2 脂肪酶质地重组

脂肪酶是一种重要的质地重组酶，属于一类特殊的酯键水解酶。它通常用于油脂的改性，生产特种或功能性油脂，也可用于面基食品。脂肪酶（EC 3.1.1.3）是一种催化水解反应的生物催化剂，促进甘油三酯水解释放游离脂肪酸、甘油、单甘酯和甘油二酯 。脂肪酶的物理性质及其催化的反应主要取决于脂肪酸在甘油链中的位置、脂肪酸链的长度和不饱和度以及水分活度等因素 。 脂肪酶不产生有毒物质，具有高特异性和催化效率，且不影响其他成分 ，适用于富含蛋白质的产品生产，以改善鱼糜制品的质量。脂肪酶的水解产物（游离脂肪酸、甘油、单甘酯和甘油二酯）都对凝胶体系有影响。单甘酯和甘油二酯具有疏水长链烷基和亲水羟基，能有效降低表面张力，在食品加工中常用作乳化剂 。在富含蛋白质和脂肪的食品中添加单甘酯可以防止油、蛋白质和水相的分离，从而提高产品质量 。甘油是一种保湿剂，研究人员发现它可以增加鱿鱼鱼糜凝胶的持水性 。因此，在鱼糜加工中应用脂肪酶，通过调节脂肪水解，可以对高脂鱼糜产生积极影响。

4 化学重组技术

4.1 糖基化交联

糖基化是一种涉及碳水化合物与蛋白质分子上的α-或ε-氨基共价连接形成糖基化蛋白质的化学反应。该过程可分为3 个阶段 ： 1 ）初始阶段：碳水化合物的羰基与蛋白质的氨基发生缩合反应形成糖基化产物，然后环化形成相应的 N- 取代醛糖胺。随后进行 Amadori 或 Heyns 重排形成 Amadori 或 Heyns 化合物（ 1- 氨基 -1- 脱氧 -2- 酮糖）。 2 ）中间阶段： Amadori 化合物在中间阶段发生反应，主要有 3 种途径：一是在酸性条件下发生 1,2- 烯醇化反应生成羟甲基糠醛或糠醛；二是在碱性条件下发生 2,3- 烯醇化反应，产生还原酮和脱氢还原酮；三是继续发生碎裂反应形成含羰基或二羰基的化合物用于最终阶段反应，或与胺发生 Strecker 降解产生 Strecker 醛； 3 ）最终阶段：主要涉及中间产物与氨基化合物通过醛胺反应，最终形成糖基化聚合物（糖基化蛋白）。糖基化交联利用还原糖对蛋白质进行糖基化，增强凝胶特性，是最常见的化学加工技术。糖基化交联的主要方法是美拉德反应和水溶性碳二亚胺法 。美拉德反应涉及还原糖与蛋白质分子上的游离赖氨酸 α -NH2 或 ε -NH2 共价连接，形成糖蛋白。该反应自然发生，无需添加化学品，加热可以加速此反应。蛋白质形成凝胶的机制是蛋白质因热变性而展开，蛋白质基团通过聚合形成凝胶。糖基化交联增加了蛋白质的相对分子质量，增强了蛋白质的空间位阻。在单体数量固定的情况下，可以形成更多的胶体颗粒，使空间网络结构更致密 。多糖具有良好的凝胶和增稠效果，有利于在鱼糜凝胶中形成致密的网络结构，增强弹性和持水性。常见的多糖类食品添加剂包括淀粉、魔芋胶和卡拉胶。

表3 糖基化交联对鱼肉重组加工的影响

4.2 添加剂

在鱼糜蛋白质凝胶形成过程中，会添加一些食品添加剂以改善鱼糜的品质特性，同时也起到降低成本的作用。目前，常用的凝胶类食品添加剂主要包括淀粉和亲水胶体、蛋白质类等，有时也以某种复配方式使用食品添加剂。淀粉是鱼糜制品加工中最常见的添加剂，它不仅降低了生产成本，还增强了鱼糜制品的凝胶强度和黏度，改善了组织结构。然而，淀粉的添加量必须控制在一定范围内。填充到鱼糜中的淀粉在加工过程中吸水膨胀，膨胀的淀粉颗粒对鱼糜凝胶产生压力，导致凝胶强度增加。

亲水胶体通常指能在一定条件下溶解于水并充分水合形成黏稠、滑腻或胶冻溶液的大分子物质，也称为食品胶、水溶胶或增稠剂。目前全球亲水胶体有50余种，我国允许使用的有20余种。

蛋白质类食品添加剂主要包括动物蛋白，如明胶、蛋清等，和植物蛋白，如大豆分离蛋白、小麦蛋白等，以及一些酶制剂，如微生物TG。这些食品添加剂主要诱导肌原纤维蛋白的初级变性或展开，促进不同类型键的形成。

5 结论

随着科学技术的发展和人们生活消费水平的提高，对营养均衡、食用方便的鱼制品的需求日益增长。鱼肉质地重组的目的在于改善鱼肉的质地和理化性质。鱼类重组技术不仅拓展了海产品加工的种类，也提高了低值鱼肉的经济价值。质地重组技术是清洁生产和制造绿色食品的重要手段，具有非常广阔的应用前景。然而，食品科学家仍需进一步深入研究如何经济地组合各种鱼类重组技术、鱼类质地重组技术与智能加工系统结合的可能性，同时考虑在此过程中如何有效保留鱼肉的营养成分，以及如何实现此类技术或系统的工业化规模应用。

Abstract

Fish recombination technology uses adhesives such as transglutaminase, or through special processing techniques on the physical, chemical or biological level, recombine the minced fish to change the original organizational structure of the fish. The muscle tissue, connective tissue, and adipose tissue can be reasonably distributed and transformed. This article mainly reviews the basic research status of structural changes in fish recombination technologies (such as heat treatment, ultra-high pressure treatment, extrusion treatment, etc.) at home and abroad, and the development prospects of its application are prospected.

引文格式

Huang H, Xiang H, Chen S, et al. Research progress on texture and quality control technology during fish recombinant processing. Food Science of Animal Products, 2025, 3(4): 9240133. https://doi.org/10.26599/FSAP.2025.9240133

编辑：阎一鸣； 责任编辑：刘莉

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