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(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室, 国家水产品加工技术研发中心,广东广州 510300; 2.仲恺农业工程学院,广东惠州 510225)

鲈鱼(Micropterussalmoides)又称加州鲈鱼,原产于美国[1]。由于其肉多、刺少、腥味淡、蛋白质含量丰富等特点而深受消费者的喜爱[2]。特别是近几年,随着鲈鱼繁育技术的成熟,鲈鱼养殖规模逐渐扩大,2013 年全国养殖鲈鱼总产量达46.79万t,成为我国极具潜力的淡水养殖鱼类品种之一[3]。但由于鱼体水分含量高,蛋白质及脂肪含量丰富,容易发生微生物污染,脂肪氧化等现象,从而导致鱼体死后发生品质劣变[4],因此寻找有效的保鲜方法已经成为目前亟待解决的问题。

目前国内外使用的主要的保鲜方式仍为低温保鲜,其中将生鲜水产品放置在0～4 ℃左右的温度带进行保藏的方法仍然是水产品贮运过程中主要的保鲜方式[5-6]。一般来讲,生鲜水产品在冷藏过程中,保鲜期在7～12 d。为延长水产品冷藏保质期限,研究人员陆续引入了冰温保鲜及微冻保鲜等手段,这些保鲜方式能有效抑制鱼体内源酶的活性和微生物的繁殖,而且避免鱼肌肉产生大量冰晶而损坏肌肉组织结构,减少水产品在贮藏过程中水分流失,可以很好的保持水产品原有风味和质构等特征[7-8]。然而由于贮藏和运输过程中常会出现预冷不充分、加冰量不足等因素使得鱼体贮运过程温度升高,难以保持其特有的鲜度。

本文将冰藏保鲜技术与宰前预冷相结合,通过对鲈鱼冰藏期间质构特性和色差的分析,评价不同预冷温度对鲈鱼冰藏期间物理性质的影响,通过参数的比较和显著性分析,比较在鲈鱼冷藏期间鱼肉物理性质的变化情况,为延长鲈鱼冰藏保鲜期提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活鲈鱼60尾,鱼体重约为0.5～0.6 kg 广州市海珠区大江苑肉菜市场；甲基红,氢氧化钠、硼酸、盐酸、酚酞、次甲基蓝等均为分析纯 购自广州化学试剂厂。

SC-80C全自动色差计 北京康光仪器有限公司;QTS-25质构仪 英国CNS FARNEL公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理方法 选取鲜活鲈鱼60尾,随机分成四组。对照组,不做预冷处理;三个预冷处理组预冷时间为30 min,预冷温度分别为15、10、5 ℃,试验期间一直充氧。将对照组和三个预冷处理组的鲈鱼击晕、放血、去鳞、去头尾和内脏,沿脊椎剖为两半,取背肉,去除鱼皮,清洗后沥干,鱼片立即放入灭菌的聚氯乙烯密封袋中,并做好标记。各处理组鲈鱼肉以层冰层鱼的方式置于装有碎冰的泡沫箱中贮藏,每天早晚各换冰一次。每隔3 d随机取出3片鲈鱼片进行挥发性盐基氮、质构特性和色差的测定。

1.2.2 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 TVB-N的测定方法参照SC/T 3032-2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》。

1.2.3 质构的测定 样品采用质构仪测定,用直径6 mm的TA44的平底圆柱型探头在TPA模式进行测定。测定时取鱼片背肉,切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的样品,在室温下放置0.5 h,以避免温度对测定结果的影响。每个样品做6个平行,所得到的结果去掉最大值和最小值后取平均值。TPA 模式参数设定参考Dolores等[9]的方法,具体参数为:测量前探头下降速度为2.0 mm/s;测试速度为0.5 mm/s;测量后探头回程速度为0.5 mm/s;压缩变形比为30%;测试距离为10 mm;触发点负载为5 g;数据的采集速率为30.00 pps。通过分析力量-时间曲线获得硬度、内聚性、弹性和咀嚼性4个TPA参数。

1.2.4 色差的测定 采用CIE推荐的LAB表色系统进行色差分析[10]。测定参数主要包括亮度值(Lightness,L*)、红度值(Redness,a*)和黄度值(Yellowness,b*)。L*表示亮度,L*=0,表示黑色;L*=100,表示白色;a*>0 表示红度,相反则为绿度;b*>0 表示黄度,相反则为蓝度。测试点为样品背部肌肉,每组样品取3片鲈鱼片,每片鲈鱼片选3个点测试。总色差值按照下式计算。

1.3 数据处理

采用Excel 2003进行数据处理作图;使用SPSS 17.0的One-Way ANOVA进行方差分析,Duncan多重检验进行数据间的显著性差异分析,差异显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 TVB-N的变化

不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中TVB-N值的变化如图1所示。由结果可知第15 d时,对照组、5、10 ℃预冷组的TVB-N值均超出国标GB 2733-2015对淡水鱼所规定TVB-N≤20 mg/100 g腐败临界值,为不可食用的腐败鱼。同时也发现,在第15 d时取样检测时,对照组、5、10 ℃预冷组的鲈鱼肉均散发出微弱的腥臭氨味。而15 ℃预冷组的鱼肉仍保持新鲜鱼肉固有气味,TVB-N值为19.87 mg/100 g,还符合淡水鱼卫生标准。依据GB 2733-2015的规定,可以判定对照组、10、5 ℃预冷组三组鲈鱼的货架期在15 d左右,而15 ℃预冷组鲈鱼的货架期在18 d左右。因此,本实验研究期限为21 d。

图1 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中TVB-N值的影响Fig.1 Effects of different precooling temperature on TVB-N value of Micropterus salmoides during ice storage

2.2 质构的变化

2.2.1 硬度的变化 不同预冷温度下鲈鱼冰藏过程中硬度值的变化如表1所示。对照组、15、10、5 ℃预冷组鲈鱼初始硬度值分别为134.83、138.33、140.83、141.83 g,四组样品的硬度值随着冰藏时间延长而总体呈下降趋势(p<0.05),各处理组组间差异不显著(p>0.05)。在冰藏前期(0～6 d),经15 ℃预冷处理的鱼肉硬度值变化不大仅下降了4.14%,而对照组、10、5 ℃预冷处理组的鱼肉硬度值下降速度较快,分别下降15.9%、17.85%和18.52%。贮藏到15 d时对照组、15、10、5 ℃预冷组鲈鱼的硬度值分别为101.17、108.00、103.00、96.50 g,四组鲈鱼的硬度值分别下降了24.96%、21.93%、26.86%和31.86%。冰藏期间鱼肉质地变化的根本原因是蛋白质的变性和水解[11]。水温过低,使鲈鱼产生冷应激,导致蛋白质发生变性,破坏细胞架构,鱼体表易受伤[12],再加上随着贮藏时间的延长,鱼肉汁液流失增加,肌原纤维的降解,从而加快了鱼肉的硬度下降的速率[13]。

表1 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中硬度变化的影响(g)Table 1 Effects of different precooling temperature on hardness of Micropterus salmoides during ice storage(g)

在冰藏前期(0～6 d),硬度下降原因是鱼体僵硬期后,糖原和ATP进一步减少,基质网中的钙离子被释放出来,激活肌肉内源性Ca2+激活蛋白酶水解肌球蛋白Z线部位而使肌节断开,使细胞结构趋于不规则状态、间隙増加,肌原纤维之间结构变得疏松,从而导致僵直肌肉硬度的逐渐降低。在冰藏6 d后,由于内源组织蛋白酶被释放出来而增加了自溶作用,且微生物的分解开始活跃起来,造成肌肉组织中的蛋白质变性,结构松散,导致鱼肉新鲜度降低、质地变软、硬度下降。Taylor等[11]对大西洋大马哈鱼的研究指出在冰藏初期,质构的变化与细胞骨架的崩解、以及肌纤维与肌纤维之间的分离有关;而在冰藏后期,质构的变化与结缔组织的崩解、以及肌纤维与肌隔的分离有关。

鞠健[12]研究得出贮藏期间鲈鱼片的硬度值均呈先上升后下降的趋势是由于鱼体死后其肌肉经历了僵硬、解僵和软化过程。但进入僵硬期的迟早和持续时间的长短,受水产品的种类、个体大小、栖息温度和储藏温度、内源酶活性、生理状态、营养状况、死前状态及致死方法等各种因素的影响[13]。鱼肉结缔组织少、组织柔软且水分含量高,一般鱼类死后僵硬持续时间在数小时至数十小时[14]。所有实验组鲈鱼的硬度值未有出现先上升后下降的趋势,而是随着贮藏时间延长逐渐下降。可能由于鲈鱼内源酶活性强,ATP很快被降解,使鱼体较快进入僵硬期。

2.2.2 内聚性和弹性的变化 鱼体内聚性反映的是咀嚼鱼肉时,鱼肉抵抗受损并紧密连接使其保持完整的性质,它反映了细胞间结合力的大小[15]。弹性指外力作用于样品导致样品发生形变,去掉外力之后形变恢复的程度。对照组和三个预冷处理组的鲈鱼在冰藏期间内聚性和弹性的变化见表2和表3,在整个贮藏过程中这两个指标的变化趋势并不明显,未呈现规律性显著变化,在小范围内上下波动,差异不显著(p>0.05),各处理组组间差异不显著(p>0.05)。这表明在冰藏期间,鱼体水分未发生冻结,细胞组织结构完好,鱼肉弹性和内聚性保持较好,这与张强等[16]研究0 ℃冰藏对河鲈质构性能的影响得出的结论相似。

表2 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中内聚性变化的影响Table 2 Effects of different precooling temperature on cohesiveness of Micropterus salmoides during ice storage

表3 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中弹性的影响Table 3 Effects of different precooling temperature on springiness of Micropterus salmoides during ice storage

2.2.3 咀嚼性的变化 咀嚼性是指将固体食品咀嚼到可吞咽时需做的功,它的降低与肌球蛋白变性导致的肌肉间结合力下降有关,也是肌肉硬度降低、肌肉细胞间凝聚力降低以及肌肉弹性减小的综合结果[17]。四组鲈鱼在冰藏期间咀嚼性的变化见表4。四组鲈鱼在冰藏期间咀嚼性均随贮藏时间延长而呈缓慢下降趋势(p<0.05),说明随着冰藏时间的延长鱼肉逐渐腐败软化,咀嚼用功逐渐减少,其变化趋势与硬度类似。不同组别之间并无显著性的差异(p>0.05)。贮藏前期,由于鱼肉中的内源酶的作用使蛋白质发生降解,蛋白质之间的共价交联结构遭到破化,肌纤维逐渐被破坏使间隙增大,从而导致咀嚼性下降。贮藏后期鱼肉中微生物的大量生长繁殖,使鱼肉发生腐败变质,而鱼肉组织中胶原分子结构发生变化,使胶原纤维变得无序间隙增大,结构变得比较疏松,肌肉质地软化从而导致咀嚼性下降[18]。

表4 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中咀嚼性的影响(g)Table 4 Effects of different precooling temperature on chewiness of Micropterus salmoides during ice storage(g)

在不同预冷温度下,对照组和预冷组的鲈鱼在冰藏过程中质构总体变化不大,冰藏保鲜技术可以很好地保持鲈鱼的质构特点。不同预冷温度下鲈鱼在冰藏过程中的硬度随贮藏时间的延长呈小幅度降低(p<0.05),各处理组组间差异不显著(p>0.05);而内聚性和弹性的变化趋势并不明显,未呈现显著的规律性变化,只在小范围内上下波动(p>0.05),各处理组组间差异不显著(p>0.05),咀嚼性组间差异不显著(p>0.05)。可见,不同预冷温度处理对鲈鱼冰藏过程中鱼肉的质构特性影响不大。

2.3 色差的变化

肉色是影响消费者购买行为的决定性因素,同时也是鲜肉货架期的一个重要影响因素,可直接作为肉品质优劣感官判断的一个重要指标[19]。在贮藏过程中,脂肪氧化、蛋白质变性、色素降解反应等的发生而引起鱼肉色泽变化。郝淑贤[20]等认为鱼肉的色泽主要受肌红蛋白和血红蛋白的影响。新鲜鱼肉呈鲜红色或暗红色,其红颜色取决于肌肉中肌红蛋白和血红蛋白的比例,受肌肉的pH、氧化还原电位等内在因素,以及曝光、储存温度等外在因素的影响。色差仪可以客观、稳定、快速地检测鱼肉的色泽变化,更具有参考价值[10]。

2.3.1 亮度值(L*)的变化分析 随着冰藏时间的延长,四组鲈鱼的L*值不断降低,且差异显著(p<0.05),其中对照组和5 ℃预冷组L*值下降速度较快,10 ℃预冷组次之,15 ℃预冷组下降速度较为缓慢。L*值不断降低说明鲈鱼肉质的光泽度在冰藏期间有所降低,肌肉逐渐变暗,贮藏初期颜色较为鲜亮到后期颜色略微暗淡,鲈鱼肉的可接受程度也逐渐降低。这是由于肌肉组织中高铁血红蛋白和高铁肌红蛋白在鲈鱼肉的表面积累导致鱼肉发生褐变反应[21],15 ℃对鱼体的冷应激效应影响较10和5 ℃小,在一定程度上可以延缓鱼体氧化反应,故而L*值下降趋缓。Richards等[22]研究证明了在贮藏过程中鱼肉中的血红蛋白和肌红蛋白等血组蛋白与空气中的氧气反应从而导致了鱼肉色泽的下降。贮藏0 d时,对照组、15、10和5 ℃预冷组新鲜鲈鱼肉的亮度值分别为48.82、45.30、48.17和48.32,贮藏到15 d时对照组、15、10和5 ℃预冷组鲈鱼肉的亮度值分别为40.36、40.48、43.10和40.68,四组鲈鱼肉的亮度值分别下降了17.32%、6.23%、10.53%和15.81%。可见,15 ℃预冷处理能延缓鲈鱼肉色的褐变,可以较好保持鱼肉的亮度。

表5 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中亮度值(L*)的影响Table 5 Effects of different precooling temperature on L* value of Micropterus salmoides during ice storage

2.3.2 红度值(a*)的变化分析 从表6可以看出,四组鲈鱼的红度值随着贮藏时间的延长呈下降的趋势,总体变化不大。对照组、10、5 ℃预冷组组内差异具有显著性(p<0.05),而15 ℃预冷组组内差异不显著(p>0.05)。由于鲈鱼被宰后,紫红色的还原态肌红蛋白在高氧分压的情况下和氧结合后生成鲜红色的氧合肌蛋白,使鱼肉呈鲜红色,而后在冰藏过程中,低氧分压条件下使其肌红蛋白血色素中的亚铁离子被氧化成铁离子,形成棕红色的含Fe3+的高铁肌红蛋白,使鱼肉失去原有的光泽,逐渐变暗并呈红褐色[20],故红度值不断下降。有研究表明[23],在肉的储藏过程中脂肪氧化和色素的改变是引起色泽变化的主要原因,而且红度值的降低是与脂肪氧化有关系的。随着贮藏时间的延长,鲈鱼肉中的微生物大量滋生,脂肪被氧化产生脂质过氧化物,高铁肌红蛋白的积累逐渐增多,从而导致鲈鱼肉红度值的降低。15 ℃预冷处理组的鲈鱼在12 d后,a*值显著高于其他三组(p<0.05)。在冰藏12 d后,对照组、5和10 ℃预冷组鲈鱼的菌落总数和硫代巴比妥酸值均显著高于15 ℃预冷组,导致了对照组、5和10 ℃预冷组鲈鱼肉中高铁肌红蛋白积累多于15 ℃预冷组,所以对照组、5和10 ℃预冷组鲈鱼肉的a*值低于15 ℃预冷组。可见,15 ℃预冷处理能延缓鲈鱼肉色的褐变,可以较好地保持鱼肉的红色值。

2.3.3 黄度值的变化分析 冰藏期间,不同预冷温度下四组鲈鱼的黄度值变化如表7所示。可以发现,随着贮藏期的延长四组鲈鱼的b*值呈缓慢上升趋势,且差异显著(p<0.05)。这表明鲈鱼随着贮藏期的延长,鲈鱼肉有发黄的趋势。随着贮藏期的延长,在光线、温度、酶等引发剂的作用下鱼肉脂肪逐渐被氧化,使得肉色逐渐变黄。

表7 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中黄度值(b*)的影响Table 7 Effects of different precooling temperature on b* value of Micropterus salmoides during ice storage

2.3.4 总色差的变化分析 总色差可以表示鱼肉颜色的变化。总色差表示贮藏前后鱼肉表面颜色的改变,总色差越小,表示和新鲜鱼肉颜色越接近差异不明显,总色差越大,表示和新鲜鱼肉颜色差异明显,可接受程度低。总色差在0～0.5时为极小的差异;在0.5～1.5时为稍有差异;在1.5～3.0时为感觉到有点差异;在3.0～6.0时为显著性差异(p<0.05);在6.01～12.0时为极显著差异(p<0.01);大于12.0以上为不同颜色[23]。由图2可以看出,四组鲈鱼肉总色差随冰藏时间的延长而增大,0～9 d时四组鱼肉的总色差增加较缓慢,自第9 d起四组鱼肉总色差增加迅速。在冰藏期间,由于微生物的作用使得蛋白质(如肌球蛋白)逐渐变性及表面的褐变,导致总色差值显著升高,引起鱼肉新鲜度逐渐下降。在冰藏期间,对照组鲈鱼肉的总色差增加速度明显高于预冷组,这与感官分析的色泽参数的结果相一致。冰藏至第15 d时,对照组和5 ℃预冷组鲈鱼肉的总色差分别为8.64和8.11,两组鱼肉的总色差均大于6,与新鲜肉存在极显著差异(p<0.01),肉色暗淡且切面无光泽。而10和15 ℃预冷组鲈鱼肉冰藏至15 d时,总色差分别为5.36和5.00,两组鱼肉的总色差均小于6,与新鲜肉存在显著差异(p<0.05),肉色的可接受程度大于对照组和5 ℃预冷组。综合分析,15 ℃预冷处理能延缓鲈鱼冰藏时色泽衰败,是一个相对较优的预冷温度。

图2 不同预冷温度对鲈鱼冰藏过程中总色差变化的影响Fig.2 Effects of different precooling temperature of Micropterus salmoides during ice storage

3 结论

不同的预冷处理对鱼体宰前代谢水平影响较大,从而影响宰后的产品质量。本文通过分析鲈鱼预冷处理对鱼片冰藏期间质构特性和色差的影响,为确定鲈鱼适宜的预冷处理条件提供参考依据。

在冰藏期间鱼片硬度随贮藏时间的延长呈小幅度降低(p<0.05),内聚性和弹性在小范围内上下波动(p>0.05)。预冷处理组与非预冷组组间质构变化差异不显著(p>0.05),但经15 ℃预冷处理组鱼片冰藏期间硬度较其它组样品降低幅度缓慢。虽然预冷处理不会影响鱼片冰藏期间的色泽变化趋势,但能延缓色泽的变化幅度,特别是15 ℃预冷处理可以较好保持鱼肉的亮度值和红度值,是一个相对较优的预冷温度。

由此可知预冷虽然对冰藏期间产品质构改善作用不明显,但可以较好的延缓鱼片色泽的变化,有利于维护产品卖相,说明采用预冷处理在一定程度上有利于提高鲈鱼冰藏过程中的产品质量。