冷凍對鰱魚肉質(zhì)的影響分析

白鰱(Hypophthalmichthys molitrix)屬于鯉形目, 鯉科, 是中國四大家魚之一, 生長快、疾病少、產(chǎn)量高, 其肉質(zhì)鮮嫩, 營養(yǎng)豐富, 已經(jīng)成為中國淡水魚產(chǎn)品的重要原料之一。鰱起捕集中, 批量較大, 如不及時加工處理, 容易發(fā)生腐敗變質(zhì)[1]。冷凍貯藏是水產(chǎn)品廣泛采用的保藏方法,通過使肉中的水分凍結(jié), 來抑制微生物的生長繁殖和酶的活性, 從而延長食品的貨架期, 但凍藏速率、貯藏溫度、貯藏、運輸和銷售過程中溫度波動及解凍方法等因素都會影響魚肉品質(zhì)。在實際生產(chǎn)過程中, 由于冷鏈技術(shù)在運輸、貯藏、零售、消費過程中不完善, 溫度波動較大,使食品經(jīng)歷多次冷凍-解凍。反復凍融使樣品中冰晶重結(jié)晶以及在肌原纖維中重新分布, 導致細胞結(jié)構(gòu)被破壞, 脂肪氧化, 色澤劣變, 質(zhì)構(gòu)變化, 鹽溶性蛋白(SSP)含量、Ca2+-ATP 酶活性以及總巰基含量下降[2 5], 從而降低了動物產(chǎn)品的食用價值。因此, 從蛋白功能性質(zhì)、脂肪氧化、色澤、質(zhì)構(gòu)、肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)等方面了解反復冷凍-解凍對動物產(chǎn)品品質(zhì)的影響具有重要意義。目前國內(nèi)外對海產(chǎn)品、畜禽肉冷凍-解凍的研究較多。Xia 等[6]研究反復凍融后豬肉的理化性質(zhì)變化和蛋白質(zhì)氧化時發(fā)現(xiàn), 脂肪氧化值增大, 色澤劣變, 剪切力減小, 并引起肌原纖維蛋白交聯(lián)。Sriket 等[7]研究黑老虎蝦(Penaeus monodon)和白老虎蝦(Penaeus vannamei)理化性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn), 隨著冷凍-解凍次數(shù)的增加, α-糖苷酶和β-乙酰基-氨基葡萄糖苷酶增加, Ca2+-ATP 酶活性、總巰基含量下降, 導致蛋白質(zhì)變性, 細胞破裂,肌肉結(jié)構(gòu)損壞。李金平等[8]研究表明, 反復凍融造成牛外脊肉的解凍損失和硫代巴比妥酸值增大,蛋白質(zhì)降解。但系統(tǒng)針對淡水魚反復凍融的研究鮮有報道。本研究以白鰱為研究對象, 主要探討反復冷凍-解凍過程對鰱品質(zhì)的影響, 為實際生產(chǎn)中魚類運輸、貯藏和消費過程提供理論依據(jù)。1 材料與方法

1.1 材料及預處理

鮮活白鰱購于農(nóng)貿(mào)市場, 體質(zhì)量(715.7±63.4)g。白鰱擊斃后, 立即去鱗、去內(nèi)臟、去鰓, 用水沖洗干凈, 瀝干后裝入聚乙烯保鮮袋并密封, 置于–18℃冰箱中貯藏。10 d 后將鰱從–18℃冰箱中取出, 用聚乙烯保鮮袋密封, 流水解凍, 水溫保持在 20~22℃, 使用數(shù)字溫度計測定魚體中心溫度, 解凍終點溫度為 0~2℃, 完成第 1 次冷凍-解凍過程。解凍后的白鰱一部分立即進行各指標的測定; 另一部分放入–18℃冰箱中繼續(xù)冷凍, 5 d后取出再解凍(流水解凍), 為第 2 次冷凍-解凍。依次循環(huán)完成 3、4、5 次冷凍-解凍。其中測定 0、1、3、5 次冷凍-解凍各指標。

1.2 實驗方法

1.2.1 質(zhì)構(gòu)特性(TPA)的測定 參照李汴生等[9]關(guān)于質(zhì)構(gòu)特性的測定方法, 并做部分修改。主要測定參數(shù)有硬度、咀嚼性和恢復性, 樣品使用質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT2i 型, 英國 SMS 公司)進行質(zhì)構(gòu)分析(TPA)。測試時取鰱背部肌肉, 切成 2.0 cm×2.0cm×1.5 cm 小塊。探頭為 P35 圓柱型, 探頭測試速度始終保持 1 mm/s, 測試間隔時間為 5 s, 壓縮比為 30%; 每組樣品重復測定 6 次。

1.2.2 色澤的測定 魚肉的顏色采用色差儀(ADCI, 北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司)測定, 用白板對設(shè)備進行校準后測定解凍后魚肉的 L*值和 b*值。

1.2.3 理化指標的測定

(1)解凍損失 鰱解凍前和解凍后的樣品質(zhì)量分別為 W1,W2, 采用 AOAC[10]方法測解凍損失。解凍損失(%)=1 21W WW ×100%

(2) 蒸煮損失 將解凍后的樣品 (2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm)稱重(W1), 放入保鮮袋中密封, 在85℃水浴鍋中加熱 15 min, 然后在室溫下冷卻3 min, 用吸水紙擦干后再次稱重(W2)。蒸煮損失(%)=1 21W WW ×100%

(3)硫代巴比妥酸(TBA)值 參照 Song 等[11]關(guān)于 TBA 值的測定方法。

(4)鹽溶性蛋白含量、Ca2+-ATPase 活性及總巰基(SH)含量的測定 參照潘錦鋒[12]關(guān)于鹽溶性蛋白、Ca2+-ATPase 活性、總巰基含量的測定方法。

(5)表面疏水性的測定 參照 Sriket 等[7]關(guān)于表面疏水性的測定方法, 并做部分修改。使用 8-苯胺基-1-奈磺酸鎂(ANS)做為熒光探針。將肌原纖維蛋白溶解于含有0.6 mol/L NaCl的10 mmol/L磷酸緩沖液中(pH 6.3), 蛋白濃度分別稀釋到0.125、0.25、0.5 和 l mg/mL。2 mL 蛋白溶液加入 10 μL 含有 8 mmol/L ANS 的 0.1 mol/L 磷酸緩沖液(pH 7.0)。蛋白-ANS 復合物的熒光強度使用熒光分光光度計(970CRT, 上海精科儀器有限公司)測定, 激發(fā)波長 390 nm, 發(fā)射波長 468 nm。以熒光強度與蛋白濃度做圖, 曲線斜率表示為蛋白表面疏水性 SoANS。

1.2.4 感官評價 參照任亞梅等[13]的感官指標測定方法。設(shè)定 7 人評分小組, 在光線好無氣味環(huán)境中, 對魚眼球、肌肉色澤、肌肉彈性、氣味和滋味 5 個方面分別評分, 每個部分滿分 20 分。以 60 分為食用標準, 100 分為新鮮魚, 低于 60 分不可食用。各項感官指標評分標準如表 1 所示。

1.2.5 統(tǒng)計分析 實驗數(shù)據(jù)使用 Excel 2007 進行數(shù)據(jù)處理, 采用 SAS 軟件進行方差分析和差異顯著性分析。每個指標重復測定 3 次, 質(zhì)構(gòu)特性指標重復測定 6 次, 差異顯著性水平為 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 解凍次數(shù)對鰱解凍損失及蒸煮損失的影響

從表 2 可以得到, 鰱體解凍損失隨著解凍次數(shù)的增加呈上升趨勢, 第 3、5 次解凍后的解凍損失比第 1 次解凍損失分別增加了 56.39%、62.14%,差異顯著(P<0.05)。在冷凍-解凍過程中, 鰱肉蒸煮損失沒有顯著變化(P>0.05)。鰱總損失包括解凍損失和蒸煮損失, 經(jīng)過5次冷凍-解凍后的魚肉總損失比新鮮鰱總損失增加了 34.66%, 表明肌肉持水性下降。由于多次冷凍-解凍使冰晶不斷凍結(jié)破壞細胞組織, 造成氨基酸、核苷酸等風味物質(zhì)損失, 導致魚肉可接受性下降[6]。

2.2 解凍次數(shù)對鰱質(zhì)構(gòu)特性、色澤、TBA 值和感官值的影響

質(zhì)構(gòu)特性和色澤是影響魚肉可接受性的重要指標。表 3 指出, 鰱硬度、咀嚼性和恢復性在第 1次冷凍-解凍后顯著減小(P<0.05), 經(jīng)過 5 次冷凍-解凍后, 這些指標與新鮮魚肉相比, 分別減少了99.32%、99.56%和 61.70%。新鮮鰱的 L*值和 b*值為 47.13 和 3.20, TBA 值為(0.34±0.02) mg/kg;經(jīng)過 5 次冷凍-解凍后, 分別上升至 53.28 和 3.47,TBA 值也增大至 1.10 mg/kg, 與新鮮魚肉相比差異顯著(P<0.05)。有學者認為, 冰晶的反復凍結(jié)融化使細胞膜及細胞器破裂, 使酶類物質(zhì)釋放, 且在凍藏過程中發(fā)生脂肪水解及氧化, 導致肉質(zhì)變軟, 進而破壞肌肉結(jié)構(gòu), 不利于保持魚肉肉質(zhì)鮮嫩感和質(zhì)感[7, 14]。通過鰱眼球、肌肉色澤、肌肉彈性、氣味和滋味 5 個方面, 對鰱品質(zhì)進行感官評定, 由表 3可知, 隨著冷凍-解凍次數(shù)的增加, 感官值顯著(P<0.05)下降。在第 5 次冷凍-解凍后, 鰱感官值為 47 分, 感官品質(zhì)已不可接受。從表 3 可以看出,硬度、咀嚼性、恢復性在第 1 次冷凍-解凍后顯著降低(P<0.05), b*值在第 1 次冷凍-解凍后顯著(P<0.05)上升; 第 5 次冷凍-解凍后, 與新鮮鰱各指標相比, 硬度、咀嚼性和恢復性分別下降了99.32%、99.56%和 61.70%, L*值和 b*值分別上升了 11.54%和 7.78%, 與新鮮鰱差異顯著(P<0.05)。

2.3 解凍次數(shù)對鰱 SSP 含量、Ca2+-ATP 酶活性、總巰基含量和表面疏水性的影響

鰱 SSP 含量、Ca2+-ATP 酶活性、總巰基含量和鰱肌原纖維蛋白表面疏水性在冷凍-解凍過程中的變化如表 4 所示。新鮮鰱 SSP 含量為 82.51 mg/g,經(jīng)過 5 次冷凍-解凍后, 顯著降至 53.54 mg/g(P<0.05)。Ca2+-ATP 酶活性也由新鮮鰱的 0.45μmol/(mg?mL)降至 0.15 μmol/(mg?mL), 差異顯著(P<0.05), 造成這一現(xiàn)象的原因可能是反復凍融造成蛋白之間交聯(lián), 使 Ca2+-ATP 酶活性降低[15]。新鮮鰱肌原纖維蛋白總巰基含量為 6.16 mol/105g, 經(jīng)過5次冷凍-解凍后減少為 5.54 mol/105g, 由于肌球蛋白分子變性和蛋白結(jié)構(gòu)改變, 使巰基暴露逐步氧化為二硫鍵, 導致總巰基含量下降。經(jīng)過第 1 次冷凍-解凍后, 表面疏水性顯著增加(P<0.05), 隨著解凍次數(shù)增加至 3、5 次, 表面疏水性保持平穩(wěn)。在冷凍 解凍過程中, 蛋白變性使分子內(nèi)部的疏水性基團逐漸暴露, 引起蛋白二級結(jié)構(gòu)肽鏈的卷曲或三級結(jié)構(gòu)的變化, 導致表面疏水性增加[16]。

3 討論

3.1 解凍次數(shù)對鰱解凍損失及蒸煮損失的影響

鰱體解凍損失隨著解凍次數(shù)的增加呈上升趨勢, 與 Srinibasan 等[17]研究結(jié)果相似, 在反復凍融過程中, 重復解凍和冰晶重結(jié)晶使細胞膜及細胞器破壞, 對肌肉組織造成不利影響, 導致解凍損失的增加。鰱肉蒸煮損失在冷凍 解凍過程中沒有顯著變化, 這個結(jié)果與 Jittinandana[18]研究鱒(Sq- ualiobarbus ourriculus)15 次反復凍融蒸煮損失的結(jié)果相似。

3.2 解凍次數(shù)對鰱質(zhì)構(gòu)特性、色澤、TBA 值和感官值的影響

本研究發(fā)現(xiàn), 鰱硬度、咀嚼性和恢復性在冷凍-解凍過程中逐漸減小。Srinibasan 等[17]研究對蝦(Machrobrachium rosenbergii)時指出經(jīng)過 5 次凍融后, 剪切力質(zhì)構(gòu)特性沒有明顯變化, 這與本實驗結(jié)果不同, 造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于品種及貯藏溫度不同。魚肉的 L*值和 b*值逐漸增大, 色澤發(fā)生劣變, 使肉的可接受程度降低, 同時鰱肉 b*值的增加伴隨著 TBA 值的增大, 這一結(jié)果與 Thanonkaew 等[2]和 Yu 等[19]的結(jié)果相似。可能由于細胞膜上高不飽和脂肪酸氧化生成的自由基與蛋白中胺類物質(zhì)發(fā)生反應, 導致黃色色素產(chǎn)生[2]。在多次冷凍-解凍過程中, 感官值顯著下降,伴隨著質(zhì)構(gòu)特性變化和色澤劣變。這一結(jié)果表明感官值與硬度、咀嚼性、恢復性、L*值和 b*值有密切關(guān)系[20]。

3.3 解凍次數(shù)對鰱 SSP 含量、Ca2+-ATP 酶活性、總巰基含量和表面疏水性的影響

魚類在冷藏運輸過程中發(fā)生的變化很多，其中魚肉蛋白的冷凍變性對魚肉肉質(zhì)影響最大。鰱在冷凍-解凍過程中, 肌原纖維蛋白空間結(jié)構(gòu)受冰晶反復凍融的影響，發(fā)生不同程度的變化，從而引起鰱 SSP 含量下降、Ca2+-ATP 酶活性下降、總巰基含量和表面疏水活性下降。在冷凍-解凍過程中, 鰱 SSP 含量呈下降趨勢, 表明蛋白質(zhì)發(fā)生變性, 從而導致魚肉質(zhì)的劣變。Tseng 等[14]通過研究紅螯螯蝦(Cherax quad-ricarinatus)肌肉蛋白后指出, 肌球蛋白和肌動蛋白在反復凍融過程中不穩(wěn)定, 最終導致蛋白溶解性降低、變性和凝聚。SSP 含量的變化趨勢表明,隨著解凍次數(shù)的增加, 鰱肉 SSP 含量的降低伴隨著鰱硬度、咀嚼性和恢復性的降低。巰基對于穩(wěn)定肌原纖維蛋白的空間結(jié)構(gòu)有重要意義。由于巰基氧化形成二硫鍵引起蛋白質(zhì)分子交聯(lián)、聚合,因此總巰基含量的變化表明肌原纖維蛋白的空間變化。經(jīng)過 5 次冷凍-解凍后, 鰱肌原纖維蛋白總巰基含量下降了10.06%, Xia等[6]研究豬肉纖維蛋白總巰基含量發(fā)現(xiàn), 豬肉纖維蛋白總巰基含量經(jīng)過 5 次冷凍-解凍后下降了 24.30%, 高于鰱總巰基含量在 5次冷凍-解凍后下降的值, 可能因為研究品種及樣品處理方法不同。Ca2+-ATP 酶活性是評價肌球蛋白分子完整性的良好指標。由表 4 可知, 隨著冷凍-解凍次數(shù)增加, 鰱肌原纖維蛋白Ca2+-ATP 酶活性的下降和總巰基含量的下降有一定關(guān)系, 可能由于肌球蛋白活性部位的巰基發(fā)生氧化對肌球蛋白產(chǎn)生影響, 從而使 Ca2+-ATP 酶活性降低[21], 這一結(jié)果與 Soottawat 等[22]研究鱈(Gadus morhua L.)魚肉蛋白的結(jié)果相似。肌原纖維蛋白表面疏水性的變化也是魚肉蛋白質(zhì)變性的主要表現(xiàn)。當?shù)鞍踪|(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時, 疏水基團和親水基團相對位置改變, 導致表面疏水性含量的變化。結(jié)合表 4 中表面疏水性的變化與 SSP 含量的變化, 在冷凍 解凍過程中,蛋白質(zhì)變性凝聚, 從而導致 SSP 含量下降。這一結(jié)果與 Benjakul 等[15]的研究相似, 石首魚(Pen-nahai macrophthalmus)、馬鲅(Nemipterus bleekeri)和大眼海鱸(Priacanthus tavenus)肌動球蛋白表面疏水性的增加與 SSP 含量的減小也相一致。

4 結(jié)論

隨著冷凍-解凍次數(shù)的增加, 加速了鰱肉保水性下降、脂肪氧化、蛋白變性、質(zhì)構(gòu)特性下降及色澤劣變和肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化, 在第 5 次冷凍-解凍后, 感官評價為不可接受; 在冷凍-解凍過程中, 脂肪氧化和蛋白降解引起鰱品質(zhì)的劣變。因此在運輸、貯藏和銷售過程中要防止溫度波動, 避免反復凍融對鰱肉品質(zhì)造成影響。