《食品科学》：集美大学翁武银教授等：醋酸酯淀粉-κ-卡拉胶-结冷胶复配优化及其对冷冻虾滑理化性质的影响

凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）亦称南美白对虾，是我国养殖产量最大的对虾品种，2024年产量已达237万 t。凡纳滨对虾肌原纤维蛋白含量高、凝胶形成能力强，因而被广泛用于虾滑等虾糜制品加工。虾滑是以虾肉为主要原料，经斩拌、擂溃等工艺制成的生鲜制品，通常在冷冻状态下贮藏，食用时直接加热烹饪，因此能够较好地保留鲜嫩口感，深受火锅餐饮和家庭消费者喜爱。然而，虾滑在高温烹饪中，由于内部水分迅速汽化产生蒸汽压力，会导致虾滑制品过度膨胀、结构松散、硬度降低，严重影响其食用口感。因此，研发有效的外源改良剂以增强虾滑的热稳定性，抑制其在烹饪过程中的品质劣变与口感下降，已成为虾滑产业技术升级的迫切需求。

虾滑品质提升方法同鱼糜制品类似，主要以添加淀粉、亲水胶体、非肌肉蛋白等外源改良剂为主，通过提高体系黏度和持水性（WHC）等方式改善产品凝胶性能。淀粉作为一种多糖类胶体，在鱼糜中常被用作部分替代蛋白的填充剂，不仅可降低生产成本，还能通过加热吸水溶胀增强凝胶致密性。然而，原淀粉易老化回生，影响凝胶稳定性，而变性淀粉如醋酸酯淀粉，因其高黏度、高透明度及良好的冻融稳定性，在添加量为8%（m/m）的条件下可有效提高鱼糜制品的质构特性和凝胶强度。除淀粉外，添加κ-卡拉胶和低酰基结冷胶也可增强鱼糜制品的硬度、脆性和持水性。研究表明，添加1%（m/m）的κ-卡拉胶能增强凡纳滨对虾肌原纤维蛋白凝胶的网络骨架，从而提升凝胶硬度和脆性，而添加6%（m/m）低酰基结冷胶能填充蛋白质网络的间隙，改善鱼糜制品的质构特性和持水性。尽管单一胶体或淀粉均具有一定的改良效果，但其功能仍存在局限性。近年来研究表明，1.37%（m/m）羟丙基木薯淀粉与0.44%（m/m）可得然胶、0.22%（m/m）κ-卡拉胶复配使用，可对鲢鱼鱼糜凝胶质构产生协同增效作用。然而，有关复配胶体对虾滑理化性质和结构稳定性的影响仍不明确。

虾滑产品在熟制后通常需具备硬脆口感，而已有研究表明，κ-卡拉胶与低酰基结冷胶所形成的凝胶亦具有类似的硬脆质地。因此，为改善虾滑浆体黏稠度不足、熟制后硬度下降等问题，集美大学海洋食品与生物工程学院的丁陈辉、任中阳、翁武银*等以凡纳滨对虾为原料，选用成本较低的醋酸酯淀粉，与κ-卡拉胶和低酰基结冷胶进行复配，通过单因素与正交试验确定最佳配比，并系统评价该复配胶体对虾滑制品质构特性、水分分布和微观结构等指标的影响。旨在通过复配胶体协同调控改善虾滑在生料阶段的黏稠度，同时优化其熟制后的硬脆口感，研究结果将为开发符合市场需求的高品质虾滑产品提供理论依据与技术支持。

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单因素试验结果分析

在凝胶形成过程中，虾滑的G’和G”分别反映其弹性和黏度，而虾滑制品的凝胶破断力则表征其硬度。如图1A所示，随着醋酸酯淀粉添加量的增加，虾滑评分呈现先升高后降低的趋势，并在添加量为6.00%时达到峰值。Pan Yanmo等研究表明，添加淀粉能够增强虾糜的黏弹性及其凝胶硬度，这是由于淀粉在加热过程中具有良好的凝胶结合能力与溶胀性，从而能够使虾糜形成致密的凝胶网络结构。然而，当醋酸酯淀粉添加量超过6.00%时，虾滑评分出现下降，可能是因为过量醋酸酯淀粉阻碍了蛋白质分子间的交联作用。该结果与Luo Huabin等的研究结果一致，其发现添加16%马铃薯淀粉同样会引起带鱼鱼糜凝胶弹性下降。因此，本研究选取4.00%、6.00%和8.00% 3 个水平进行正交试验。

如图1B所示，随着κ-卡拉胶添加量的增加，虾滑评分持续升高，表明κ-卡拉胶能有效提升虾滑的黏度、弹性及其制品硬度。Li Shuang等研究也发现，随着κ-卡拉胶添加量（0.5%～2.0%，m/m）的增加，南极磷虾肌原纤维蛋白G’和G”及其凝胶硬度均不断增强。这主要是由于κ-卡拉胶作为一种带有硫酸基团的阴离子多糖，能够促进肌原纤维蛋白凝胶化。然而，当κ-卡拉胶添加量超过2.00%时，虾滑在擂溃过程中易出现分散不均、局部结团现象。Li Shuang等研究也发现，过量添加κ-卡拉胶（＞2.0%，m/m）会导致其在虾肌原纤维蛋白溶胶体系中分布不均，最终造成凝胶性能下降。因此，本研究选取1.00%、2.00%和3.00% 3 个水平进行正交试验。

如图1C所示，随着结冷胶添加量的增加，虾滑评分呈先升高后降低再回升的变化趋势，并在添加量为0.25%时达到峰值。Petcharat等研究发现，添加结冷胶可显著提高大眼鲷鱼鱼糜的G’及其凝胶破断力，这主要归因于结冷胶与肌原纤维蛋白之间发生的静电相互作用及其胶体填充作用。当结冷胶添加量高于0.25%时，虾滑评分出现下降，可能是由于过量胶体阻碍了虾滑凝胶网络结构的形成。然而，虾滑评分在添加量为2.00%时出现回升，这主要源于结冷胶吸水溶胀导致的虾滑体系黏度升高。因此，本研究选取0.12%、0.25%和0.50% 3 个水平进行正交试验。

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正交试验结果分析

如表3所示，经极差（R）分析可知，各因素对虾滑G’95、G”5和凝胶破断力影响的主次顺序依次为κ-卡拉胶添加量＞醋酸酯淀粉添加量＞结冷胶添加量。复配胶体的最优组合为A3B3C1，即8.00%醋酸酯淀粉、3.00% κ-卡拉胶和0.12%结冷胶。由于最优组合未在正交试验表中，因此选择最优组合（A3B3C1）进行验证实验。结果表明最优组合制备虾滑的G’95和G”5分别为13 565.00 Pa和1 752.20 Pa，虾滑制品的凝胶破断力为（337.97±14.87）g，分别优于试验组9虾滑的G’95（12 083.00 Pa）和G”5（1 686.80 Pa）及其制品的凝胶破断力（（317.69±3.21）g），表明正交试验结论可靠。因此，本研究将进一步探究8.00%醋酸酯淀粉、3.00% κ-卡拉胶和0.12%结冷胶制备的复配胶体对虾滑及其制品理化性质的影响。

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复配胶体对虾滑流变学及热力学性质的影响

如图2所示，在加热过程中，所有虾滑的G’与G”变化趋势基本一致，且G’始终高于G”，表明虾滑体系主要表现为弹性固体特征。在初始升温阶段（5～40 ℃），虾滑的G’缓慢降低，这可能归因于肌动球蛋白解离及肌球蛋白尾部变性，进而增强了蛋白质分子的流动性。随着温度升至40～70 ℃，G’开始快速升高，表明蛋白质分子间发生交联并形成稳定的凝胶网络结构。该凝胶化过程主要依赖二硫键和非共价相互作用促进蛋白质三维网络形成，使溶胶转变为连续、不可逆的凝胶。当温度进一步升至95 ℃时，对照组和实验组G’均出现缓慢下降。这可能与高温条件下氢键等弱相互作用被破坏有关，该现象与大眼鲷鱼鱼糜在高温下的行为类似。另一方面，凝胶内部水分在高温状态下快速蒸发并气化逃逸也可能造成凝胶网络结构破坏，从而导致G’下降。相比之下，含有鱼糜的市售组G’在高温区仍持续上升，且G’95明显高于对照组与实验组，这可能与高温状态下胶体与鱼糜的热稳定性差异有关。研究表明，κ-卡拉胶、魔芋胶等亲水胶体凝胶的熔融温度通常低于70 ℃，而狭鳕鱼糜的热变性温度却高于90 ℃。Wu Jiaqi等研究表明，在虾糜中添加鱼糜有助于促进蛋白质网络结构的形成，从而提升其G’。此外，实验组在添加复配胶体后，其G’和G”均明显高于对照组。这可能是因为亲水胶体能通过提高醋酸酯淀粉的吸水性与溶胀能力增强蛋白网络结构，进而形成致密的凝胶网络。

如表4所示，所有样品均在40～45 ℃和60～75 ℃范围内出现吸热峰，分别对应肌球蛋白和肌浆蛋白变性过程，其峰温范围与Tan Yuting等在虾糜凝胶中观察到的结果类似。添加复配胶体能够显著提高实验组虾滑肌浆蛋白的∆H2（P＜0.05），而对肌球蛋白的Tm1和肌浆蛋白的Tm2未产生显著影响（P＞0.05），表明复配胶体主要通过物理填充方式融入凝胶网络结构而增强其稳定性。相比之下，市售组虾滑肌浆蛋白的Tm2和∆H2均显著高于实验组和对照组（P＜0.05），这可能与市售虾滑配方中含有鱼糜有关。

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复配胶体对虾滑制品凝胶强度和质构特性的影响

如表5所示，实验组凝胶破断力、硬度和咀嚼性均显著高于对照组和市售组（P＜0.05），而破断距离和弹性则显著降低（P＜0.05），表明复配胶体可使虾滑制品的质地更加硬脆，且效果优于市售组。一方面，这可能是因为亲水胶体与淀粉吸水溶胀后形成的复合水凝胶具有比纯淀粉凝胶更高的硬度和热稳定性，且在加热过程中融入凝胶网络，从而提高凝胶硬度。另一方面，含有复配多糖或鱼糜能够促进虾滑制品形成致密的凝胶网络结构，抑制高温烹饪中因水分汽化引发的体积膨胀与结构松散，从而提高其硬度。实验组凝胶破断距离和弹性下降，可能与κ-卡拉胶和结冷胶所形成凝胶本身的硬脆特性有关，从而促使虾滑制品质地由黏弹体向硬脆体转变。该结果与Petcharat等的研究结果一致，该研究也发现结冷胶会导致鱼糜凝胶弹性下降。综上，本研究优化的复配胶体可有效改善虾滑制品的质构特性，能够更好地满足消费者对虾滑制品硬脆的需求。

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复配胶体对虾滑制品色泽特征的影响

如表6所示，实验组L*和b*均显著高于对照组（P＜0.05），而a*无显著变化（P＞0.05），表明复配胶体会使虾滑制品的色泽更加明亮且偏黄。研究表明，虾滑制品的亮度与凝胶网络结构的致密程度有关，结构越致密，亮度越高。因此，实验组L*升高可能是由于复配胶体使凝胶网络结构更为致密，从而增强了其光反射能力。另一方面，b*的增加可能归因于κ-卡拉胶自身凝胶呈黄色的特性。与市售组相比，实验组L*较低而a*和b*较高（P＜0.05），这种差异可能与市售产品配方中添加鱼糜有关。Wu Jiaqi等研究发现，添加鱼糜可提高虾糜凝胶的L*，同时降低其a*和b*。

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复配胶体对虾滑制品WHC的影响

如图3A所示，实验组WHC显著高于对照组（P＜0.05），并且与市售组无显著差异（P＞0.05），这可能归因于添加复配胶体使虾滑形成更致密的凝胶网络结构，从而增强了对水分子的截留与束缚能力。该结果与Mi Hongbo等的研究结果一致，其发现复配胶体对鲢鱼鱼糜凝胶WHC的增强作用比单一淀粉或胶体更有效。

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复配胶体对虾滑制品水分状态和分布的影响

LF-NMR技术可精确表征食品中的水分状态，根据T2峰位置可将水分划分为结合水（T21；0.1～10 ms）、不易流动水（T22；10～300 ms）和自由水（T23；300～10 000 ms）3 种状态。如图3B、C可知，虾滑制品内部水分主要以不易流动水状态存在，其不易流动水占比（P22）高达90%以上，结合水占比（P21）低于1%，这与虾糜凝胶水分分布较为一致。其中，实验组不易流动水占比（P22）显著高于对照组（P＜0.05），且自由水占比（P23）较低（P＜0.05），表明添加复配胶体能够提升虾滑制品对水分的束缚与固定能力。研究表明，κ-卡拉胶能够促进南极磷虾肌原纤维蛋白凝胶的P22升高和P23降低，这可归因于κ-卡拉胶能够促使肌原纤维蛋白形成致密的凝胶网络结构，从而降低凝胶内部水分子的流动性。此外，实验组3 种状态水分占比均与市售组无显著差异（P＞0.05），这与WHC结果一致（图3A），进一步表明本研究优化的复配胶体能有效提高虾滑制品内部水分稳定性，进而改善其品质。

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复配胶体对虾滑制品蛋白组分的影响

如图4所示，虾滑制品的主要蛋白条带包括高分子质量聚合物（HMWF）、肌球蛋白重链（MHC）和肌动蛋白。在非还原状态下，实验组与对照组蛋白组分无显著差异，表明复配胶体的添加未引起虾滑制品中蛋白质发生聚合或降解反应，类似现象也见于添加κ-卡拉胶和结冷胶的鲭鱼鱼糜凝胶体系。在本研究中，未经还原处理的各组虾滑制品均未观察到清晰的MHC条带，而在还原状态下，浓缩胶顶部的HMWF条带强度明显减弱，MHC条带和肌动蛋白条带强度明显增强。这主要归因于在热诱导凝胶化过程中MHC分子间发生交联形成HMWF。此外，实验组与市售组在还原和非还原状态下的蛋白组分均类似，表明优化的复配胶体主要通过物理填充发挥作用。

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复配胶体对虾滑制品微观结构的影响

如图5所示，对照组虾滑制品呈多孔且松散的无序凝胶网络，而实验组虾滑制品结构更为致密、孔隙细小。这可能是由于复配胶体在加热过程中填充了凝胶网络间隙，从而提升了其结构致密性。这一结构变化也与虾滑制品的凝胶破断力、硬度（表5）和WHC （图3A）的提高趋势相一致。类似研究也表明，木薯淀粉与可得然胶、κ-卡拉胶复配添加可改善鲢鱼鱼糜凝胶结构，进而提高其硬度和WHC。3 种虾滑制品中，市售组凝胶网络结构最为致密有序，但其凝胶破断力、硬度和咀嚼性均低于实验组（表5）。这可能与市售组中所含鱼糜、蛋清等外源蛋白有助于形成以弹性为主的致密凝胶网络有关，也有可能是因为复配胶体中的κ-卡拉胶和结冷胶自身可形成硬脆型凝胶，加入虾滑基质后会使原本以弹性为主的蛋白网络发生硬化。因此，优化的复配胶体可通过增强凝胶网络致密性形成以硬度为主导的凝胶体系。

结论

本研究探讨了由醋酸酯淀粉、κ-卡拉胶和低酰基结冷胶组成的复配胶体对虾滑品质的改良效果。通过单因素试验与正交试验确定复配胶体最佳配比为8.00%醋酸酯淀粉、3.00% κ-卡拉胶和0.12%结冷胶。在此条件下，复配胶体可有效提高虾滑的G’和G”，增强其弹性与黏度，进而促进其形成更致密的凝胶网络。虾滑制品的凝胶破断力、硬度与咀嚼性明显提升，破断距离与弹性降低，表明其具有明显脆性断裂特点，增强了硬脆口感。同时，产品亮度与WHC得以改善，不易流动水比例升高，水分稳定性增强。蛋白组分与微观结构分析显示，复配胶体主要通过物理填充作用融入凝胶网络，使其结构更致密、孔隙更小，与质构特性及WHC改善结果相一致。因此，本研究优化的复配胶体可有效提升虾滑的黏弹特性及其凝胶硬度与脆性，可为开发高品质虾滑产品提供理论指导和技术支撑。未来将进一步探索鱼糜-虾糜复合蛋白凝胶体系的相容性及其协同改良效果。

引文格式：

丁陈辉, 任中阳, 石林凡, 等. 醋酸酯淀粉-κ-卡拉胶-结冷胶复配优化及其对冷冻虾滑理化性质的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(13): 120-127. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251207-064.

DING Chenhui, REN Zhongyang, SHI Linfan, et al. Optimization of acetate starch-κ‑carrageenan-gellan gum blends and their effects on physicochemical properties of frozen shrimp paste[J]. Food Science, 2026, 47(13): 120-127. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251207-064.

实习编辑：南伊；编辑：阎一鸣；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

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