引言

魚糜制品——魚丸、蟹棒、魚糕、魚豆腐——是中國(guó)人餐桌上重要的美味。然而，在生產(chǎn)線上，一個(gè)令無數(shù)品控人員頭疼的問題反復(fù)出現(xiàn)：同一批原料、同一套工藝，凝膠強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)就是不達(dá)標(biāo)。

凝膠強(qiáng)度是評(píng)價(jià)魚糜質(zhì)量的重要指標(biāo)。它不僅決定了魚糜制品的彈性、口感和加工性能，更直接關(guān)系到產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。凝膠強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的魚糜，做出的魚丸缺乏彈性、口感松軟，蟹棒一煮就散，魚糕切面粗糙——消費(fèi)者用腳投票，品牌信譽(yù)隨之崩塌。

然而，凝膠強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的原因往往不是單一的。是原料新鮮度出了問題？還是漂洗不干凈？斬拌時(shí)間不夠？加熱溫度不對(duì)？抑或是凍藏過程中發(fā)生了品質(zhì)劣化？

問題的答案，藏在GST（Gel Strength Test，凝膠強(qiáng)度測(cè)試）數(shù)據(jù)里。GST數(shù)據(jù)——破斷力與破斷距離的乘積——不僅是判定產(chǎn)品等級(jí)的依據(jù)，更是診斷問題的“力學(xué)指紋”。本文將從GST數(shù)據(jù)的解讀出發(fā)，系統(tǒng)分析魚糜凝膠強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的根源，并提供從原料到工藝的全鏈路解決方案。

一、GST數(shù)據(jù)解讀：凝膠強(qiáng)度的“力學(xué)密碼”

1. 什么是凝膠強(qiáng)度？

根據(jù)GB/T 36187-2024《冷凍魚糜》的定義，凝膠強(qiáng)度是魚糜凝膠在受到外力作用時(shí)抵抗破壞的能力，用破斷力與破斷距離的乘積表示，單位為克·厘米（g·cm）。

凝膠強(qiáng)度 = 破斷力（g） × 破斷距離（cm）

• 破斷力：探頭刺破魚糜凝膠時(shí)所需的最大力，反映凝膠的硬度和抵抗破壞的能力

• 破斷距離：從探頭接觸樣品表面至凝膠破裂時(shí)探頭移動(dòng)的距離，反映凝膠的韌性和彈性形變能力

兩者缺一不可。一塊“硬而脆”的魚糕可能破斷力很高，但破斷距離很短，乘積并不大；一塊“軟而韌”的魚糕可能破斷力不高，但破斷距離很長(zhǎng)，乘積同樣可觀。凝膠強(qiáng)度的本質(zhì)，是凝膠在“硬”與“韌”之間的綜合平衡。

2. 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)要求

GB/T 36187-2024《冷凍魚糜》是目前國(guó)內(nèi)冷凍魚糜質(zhì)量判定的法定依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)將冷凍魚糜按凝膠強(qiáng)度分為多個(gè)等級(jí)，明確規(guī)定不同等級(jí)產(chǎn)品的凝膠強(qiáng)度下限要求。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試條件作出了嚴(yán)格規(guī)定：采用直徑5 mm的球形探頭，測(cè)試速度60 mm/min（即1 mm/s），樣品規(guī)格為高度25 mm的圓柱體。測(cè)試過程中，儀器自動(dòng)記錄力值-位移曲線，讀取峰值力（破斷力）和對(duì)應(yīng)的位移（破斷距離），計(jì)算凝膠強(qiáng)度值。

對(duì)于魚糜生產(chǎn)企業(yè)而言，理解GST兩個(gè)參數(shù)各自的含義，比僅僅關(guān)注最終數(shù)值更重要——因?yàn)槠茢嗔Φ秃推茢嗑嚯x短，指向的是不同的質(zhì)量問題。

二、原料新鮮度：GST數(shù)據(jù)的第一道“分水嶺”

1. 新鮮度如何影響凝膠強(qiáng)度？

魚糜的凝膠形成能力，高度依賴于肌原纖維蛋白的完整性。魚死后，魚肉中的內(nèi)源性蛋白酶會(huì)逐漸降解肌原纖維蛋白，使蛋白質(zhì)發(fā)生冷凍變性。這種變性直接損害了魚糜制品的品質(zhì)、風(fēng)味和口感。

研究證實(shí)，冰藏鰱魚糜在85℃一段加熱時(shí)，凝膠化能力隨鮮度下降而降低。隨著魚體死后時(shí)間的延長(zhǎng)，制得魚糜的凝膠強(qiáng)度呈明顯下降趨勢(shì)。

新鮮度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響，在GST數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為：

• 破斷力顯著下降：蛋白質(zhì)降解導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散，抵抗外力的能力減弱

• 破斷距離縮短：凝膠的韌性喪失，探頭尚未深入多遠(yuǎn)，凝膠就已經(jīng)破裂

2. 鮮度下降的“臨界點(diǎn)”效應(yīng)

新鮮度對(duì)魚糜凝膠的影響并非線性，而是在特定條件下呈現(xiàn)“臨界點(diǎn)”效應(yīng)。研究表明，在30℃低溫一段加熱時(shí)，凝膠的形成與鰱鮮度關(guān)系不大；但在85℃一段加熱時(shí)，凝膠化能力隨鮮度下降而顯著降低。

更值得關(guān)注的是60℃溫度區(qū)間——這是魚糜凝膠劣化的“危險(xiǎn)區(qū)”。研究發(fā)現(xiàn)，60℃加熱條件下，凝膠劣化程度隨原料鮮度下降而明顯加劇。換言之，鮮度差的原料在60℃左右更容易發(fā)生凝膠劣化，導(dǎo)致GST數(shù)據(jù)急劇惡化。

3. 凍藏過程中的鮮度衰減

冷凍魚糜在凍藏過程中，品質(zhì)同樣在持續(xù)衰減。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，魚糜熟化后的硬度和咀嚼性升高，凝膠強(qiáng)度降低。研究表明，凍藏過程中魚糜的總巰基含量相較新鮮魚糜分別降低14.0%和53.2%。巰基是維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵化學(xué)鍵，其損失直接導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞。

凍藏溫度越低，品質(zhì)保持越好。研究顯示，-80℃保藏效果好，-20℃其次，0℃一般，5℃變質(zhì)嚴(yán)重。

三、加工工藝：GST數(shù)據(jù)的第二道“關(guān)卡”

如果說原料新鮮度決定了凝膠強(qiáng)度的“上限”，那么加工工藝則決定了這個(gè)上限能被實(shí)現(xiàn)到什么程度。以下是四個(gè)最容易在GST數(shù)據(jù)上留下“痕跡”的工藝環(huán)節(jié)。

1. 漂洗——去除“雜質(zhì)”，富集“精華”

漂洗是魚糜生產(chǎn)中去除水溶性蛋白、脂肪、有色物質(zhì)和腥味物質(zhì)的關(guān)鍵工序。通過漂洗，肌原纖維蛋白的相對(duì)含量得以提高，從而提升魚糜的凝膠特性和白度。

漂洗不干凈時(shí)，殘留的水溶性蛋白和脂肪會(huì)干擾肌原纖維蛋白的交聯(lián)，導(dǎo)致破斷力偏低。研究數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過優(yōu)化漂洗的羅非魚魚糜，凝膠強(qiáng)度可達(dá)3,839.3 g·mm。

然而，過度漂洗同樣有害——它會(huì)破壞肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)，影響其凝膠形成能力。過度漂洗的GST信號(hào)是：破斷距離縮短——凝膠雖然硬，但失去了韌性。

2. 斬拌——蛋白質(zhì)的“激活器”

斬拌（擂潰）是將食鹽與魚糜充分混合、使肌原纖維蛋白溶出的關(guān)鍵工序。食鹽的添加量通常為魚糜質(zhì)量的2.5%~3%。斬拌過程中，肌原纖維蛋白逐漸溶出并通過相互作用形成三維凝膠網(wǎng)絡(luò)。

斬拌不足時(shí)，蛋白質(zhì)溶出不充分，凝膠網(wǎng)絡(luò)無法有效建立——破斷力低是典型表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，斬拌時(shí)間從10秒延長(zhǎng)到180秒，凝膠強(qiáng)度可分別上升43.6%、33.6%、26.8%。

斬拌過度時(shí)，蛋白質(zhì)發(fā)生部分變性，對(duì)肌原纖維蛋白的乳化力和粘著力產(chǎn)生不利影響。斬拌過度的GST特征是：破斷距離縮短，凝膠變硬變脆。

溫度控制同樣關(guān)鍵。斬拌過程中漿料溫度應(yīng)全程不超過10℃，高溫環(huán)境下需搭配冰浴控溫。溫度過高會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)提前變性，直接反映在破斷力和破斷距離的雙雙下降上。

3. 加熱——凝膠形成的“臨門一腳”

加熱是魚糜蛋白最終交聯(lián)形成凝膠的關(guān)鍵步驟。GB/T 36187-2024規(guī)定在90±2℃水浴中加熱30分鐘。

加熱溫度過高（如121℃）會(huì)導(dǎo)致魚糜凝膠的主要蛋白質(zhì)成分降解，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，凝膠強(qiáng)度顯著下降。GST數(shù)據(jù)顯示：破斷力和破斷距離同步大幅下降。

加熱溫度過低或時(shí)間不足，蛋白質(zhì)未能充分交聯(lián)，凝膠網(wǎng)絡(luò)松散——破斷力不足是主要表現(xiàn)。

60℃溫度區(qū)間是魚糜加工的“雷區(qū)”。研究表明，50~60℃是魚糜凝膠劣化溫度段，該溫度區(qū)間內(nèi)肌球蛋白重鏈發(fā)生降解。當(dāng)魚糜加熱經(jīng)過40~60℃溫度帶時(shí)，魚糜蛋白往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重降解，形成低彈性魚糜凝膠。如果加熱工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)，使產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間停留在這一溫度區(qū)間，GST數(shù)據(jù)中的破斷距離會(huì)顯著縮短。

4. 凍融循環(huán)——凝膠網(wǎng)絡(luò)的“慢性殺手”

冷凍魚糜在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，難免經(jīng)歷溫度波動(dòng)。研究表明，所有組的凝膠強(qiáng)度隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加顯著下降。冰晶的生長(zhǎng)通過力學(xué)效應(yīng)破壞魚糜凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低其凝膠強(qiáng)度。

凍融循環(huán)的GST信號(hào)是：破斷力與破斷距離同步、持續(xù)下降——這是凝膠網(wǎng)絡(luò)被物理破壞的典型特征。

四、從GST數(shù)據(jù)診斷問題：一張表看懂

當(dāng)凝膠強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)時(shí)，GST兩個(gè)參數(shù)——破斷力和破斷距離——的不同組合，指向不同的原因：

五、西奧機(jī)電的魚糜凝膠強(qiáng)度檢測(cè)解決方案

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）作為專業(yè)的材料測(cè)試儀器制造商，長(zhǎng)期致力于為食品、制藥、包裝等行業(yè)提供精準(zhǔn)的測(cè)試解決方案。針對(duì)魚糜凝膠強(qiáng)度檢測(cè)的需求，西奧機(jī)電提供專業(yè)化的檢測(cè)設(shè)備與解決方案。

西奧機(jī)電的GST-01凝膠強(qiáng)度測(cè)試儀嚴(yán)格依據(jù)GB/T 36187-2024《冷凍魚糜》等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具備以下核心優(yōu)勢(shì)：

標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試能力：儀器采用直徑5 mm的球形探頭，測(cè)試速度可在1~100 mm/min范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，滿足GB/T 36187-2024對(duì)60 mm/min測(cè)試速度的要求。內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試模板，一鍵調(diào)用即可執(zhí)行符合國(guó)標(biāo)的完整測(cè)試流程。

高精度力學(xué)測(cè)量：采用高精度力量感應(yīng)元，檢測(cè)精度達(dá)0.5% F.S.，試驗(yàn)范圍0~50N/5000g（其他量程可選）。位移精度0.01mm。能夠精準(zhǔn)捕捉魚糜凝膠破裂瞬間的破斷力與破斷距離。

力-位移曲線實(shí)時(shí)分析：測(cè)試過程中實(shí)時(shí)采集并顯示力值-位移曲線，完整記錄魚糜凝膠從開始受壓到破裂的全過程力學(xué)響應(yīng)。操作人員可以從曲線形態(tài)直觀判斷樣品的“硬”與“韌”——彈性階段斜率反映剛度，峰值力反映強(qiáng)度，破裂點(diǎn)位置反映韌性。

智能化操作與數(shù)據(jù)管理：配備7英寸人機(jī)交互系統(tǒng)，參數(shù)設(shè)置和試驗(yàn)操作直觀方便。采用工業(yè)級(jí)PLC控制系統(tǒng)，精密滾珠絲桿確保速度及位移控制更精確。試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)量頭自動(dòng)回位，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。儀器自帶微型打印機(jī)，可快速打印試驗(yàn)結(jié)果。

限位保護(hù)與自動(dòng)保護(hù)功能：保證操作及運(yùn)行安全。

西奧機(jī)電的材料測(cè)試解決方案還廣泛應(yīng)用于包裝材料測(cè)試、醫(yī)療器械材料及包裝測(cè)試、藥品測(cè)試、膠粘劑測(cè)試、紡織品測(cè)試、紙張和紙板容器測(cè)試及質(zhì)構(gòu)分析等領(lǐng)域，并可針對(duì)特殊測(cè)試需求提供定制化服務(wù)和自動(dòng)化改造方案。

六、結(jié)語(yǔ)

魚糜凝膠強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，從來不是“無緣無故”的。GST數(shù)據(jù)——破斷力與破斷距離的乘積——不僅是一個(gè)判定產(chǎn)品等級(jí)的數(shù)值，更是一張?jiān)\斷問題的“力學(xué)地圖”。

破斷力低，指向蛋白質(zhì)的“量”或“質(zhì)”出了問題——原料不夠新鮮、蛋白質(zhì)已經(jīng)降解、斬拌不充分。破斷距離短，指向凝膠的“韌性”出了問題——加熱過度讓凝膠變硬變脆、斬拌過度破壞了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、漂洗過度損傷了肌原纖維蛋白。

更值得警惕的是雙雙下降——這是最嚴(yán)重的信號(hào)，意味著從原料到工藝的多個(gè)環(huán)節(jié)都出了問題，需要從源頭重新審視。

從原料魚的鮮度控制，到漂洗、斬拌、加熱、凍藏的每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)——每一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差，都會(huì)在GST數(shù)據(jù)上留下痕跡。而精準(zhǔn)的GST檢測(cè)設(shè)備，就是捕捉這些痕跡的“顯微鏡”。

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）致力于為魚糜及水產(chǎn)加工行業(yè)提供符合GB/T 36187-2024等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高精度凝膠強(qiáng)度檢測(cè)解決方案，助力企業(yè)以精準(zhǔn)的GST數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工藝優(yōu)化與品質(zhì)提升，讓每一批魚糜都能達(dá)到應(yīng)有的“彈性標(biāo)準(zhǔn)”。

本文依據(jù)GB/T 36187-2024《冷凍魚糜》及相關(guān)學(xué)術(shù)研究成果撰寫，僅供參考。具體檢測(cè)操作請(qǐng)以標(biāo)準(zhǔn)原文及儀器操作規(guī)程為準(zhǔn)。