南極磷蝦冷藏過程中的品質(zhì)變化

李學(xué)英，遲 海,2，楊憲時(shí),*，許 鐘，郭全友

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2.大連海洋大學(xué)食品工程學(xué)院， 遼寧 大連 116023)

南極磷蝦冷藏過程中的品質(zhì)變化

李學(xué)英1，遲 海1,2，楊憲時(shí)1,*，許 鐘1，郭全友1

(1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090；2.大連海洋大學(xué)食品工程學(xué)院， 遼寧 大連 116023)

以pH值、出肉率、可溶性蛋白質(zhì)含量為指標(biāo)，結(jié)合感官評(píng)價(jià)，探討了南極磷蝦0℃和3℃貯藏過程中的品質(zhì)變化，運(yùn)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析南極磷蝦的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，南極磷蝦24h貯藏后，pH值都逐漸升高，分別達(dá)到8.21±0.01和8.28±0.02；出肉率從(61.92±2.50)%分別減少到(22.65±6.81)%和(13.64±2.72)%；可溶性蛋白質(zhì)含量都逐漸降低，分別降為(19.0±0.50)mg/10g 濕質(zhì)量和(25.5±2.00)mg/10g 濕質(zhì)量。SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳出現(xiàn)5條蛋白質(zhì)條帶，1h時(shí)0℃和3℃的蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分別為49.5、32、29、26、13.2kD，且29kD的蛋白質(zhì)條帶被分解的最快。感官評(píng)分最高值和最低值分別為9.5±0.05、9.4±0.12和1.3±0.10、1.0±0.08。表明在0℃和3℃條件下貯藏的南極磷蝦自溶迅速，品質(zhì)下降很快，因此冷藏條件下的南極磷蝦開始進(jìn)行加工的時(shí)間應(yīng)該在10h之內(nèi)。

南極磷蝦；自溶；品質(zhì)變化

南極磷蝦(Euphausia superba)作為南大洋最大的單種生物資源，是海洋浮游動(dòng)物中重要的物種之一，是企鵝、海豹、鯨類等食物鏈高層捕食者的重要食物來(lái)源[1]。除作為南大洋生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵生物之外，也因其巨大的生物量和潛在的漁業(yè)資源(可捕量是世界現(xiàn)有漁業(yè)產(chǎn)量的1倍以上)日益受到人們的關(guān)注[2-3]，而最重要的是南極磷蝦豐富的蛋白質(zhì)資源被視為人類食品中最有希望，也是最后一個(gè)動(dòng)物蛋白庫(kù)[4]。但是南極磷蝦自身蛋白酶活性很強(qiáng)，即使在低溫條件下也能迅速自溶，品質(zhì)發(fā)生劣變[5-7]。Locati等[8]將剛捕獲的南極磷蝦在0～2℃條件下貯藏72h后即產(chǎn)生濃烈的氨臭味，不可食用。Oehlenschlger[9]將其放置在5℃條件下，6～8h后品質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化。

國(guó)外對(duì)冷藏條件下南極磷蝦品質(zhì)變化研究介紹很少[10]，主要集中于剛捕獲的鮮品，然而剛捕獲的南極磷蝦若不及時(shí)加工處理，就會(huì)迅速自溶，大大降低利用效率。因此捕獲的南極磷蝦大部分直接冷凍或先蒸煮再冷凍。在我國(guó)，捕獲后的南極磷蝦大部分需先經(jīng)冷凍處理，將凍塊中心溫度降到－15℃以下，然后全程在－18℃以下進(jìn)行貯藏和運(yùn)輸，在0～3℃條件下解凍再進(jìn)行加工，因此探討0～3℃條件下南極磷蝦因自溶而引起的品質(zhì)變化是十分必要的。本實(shí)驗(yàn)對(duì)南極磷蝦在0℃和3℃貯藏條件下的pH值、出肉率、可溶性蛋白質(zhì)含量進(jìn)行比較，運(yùn)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量變化，并使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)品質(zhì)變化的感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，旨在為南極磷蝦的加工利用提供一定的參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凍南極磷蝦(－18℃條件下貯藏和流通)由山東科芮爾生物制品有限公司提供，冷凍條件運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室，貯藏在－28℃。

電泳標(biāo)準(zhǔn)蛋白 Marker Sigma公司；三甲基甘氨酸、硫酸銅、硫酸鉀等 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

MIR 253低溫培養(yǎng)箱 日本Sanyo公司；CF 16XII冷凍離心機(jī) 日本Hitachi公司；DS-1組織搗碎機(jī) 上海精科實(shí)業(yè)有限公司；testo 230 pH/溫度測(cè)量?jī)x 德圖儀器上海有限公司；KDN-04定氮消化爐 上海嘉定糧油儀器有限公司；UV-2802S紫外/可見光分光光度計(jì) 美國(guó)Unico公司。

1.3 方法

1.3.1 貯藏實(shí)驗(yàn)

將－28℃的南極磷蝦在0℃條件下解凍5～10min至個(gè)體基本分開[5]，選取完整、無(wú)損傷、無(wú)黑頭的南極磷蝦，置于冷藏條件下，溫度分別控制在(0±0.1)、(3 ±0.1)℃。第1、4、10、24小時(shí)取出樣品進(jìn)行pH值、出肉率、感官檢驗(yàn)測(cè)定。

1.3.2 pH值測(cè)定

取南極磷蝦10g(濕質(zhì)量)，搗碎，加90mL蒸餾水，靜置30min后取上清液進(jìn)行pH值測(cè)定。

1.3.3 出肉率測(cè)定

稱取南極磷蝦10g(濕質(zhì)量)，在90℃水浴條件下加熱5min，稱得南極磷蝦的質(zhì)量為mD(g)，剝?nèi)ノr頭蝦殼后南極磷蝦的質(zhì)量為m(g)，代入式(1)計(jì)算出肉率。

1.3.4 總氮量測(cè)定

稱取5g南極磷蝦(濕質(zhì)量)，加0.2g硫酸銅、6g硫酸鉀、20mL濃硫酸，用定氮消化爐消化，同時(shí)稱取相同量的硫酸銅、硫酸鉀和濃硫酸做空白。消化完全后，收集并定容消化液，采用微量凱氏定氮法測(cè)總氮量[11]。1.3.5可溶性蛋白質(zhì)含量及SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定

按照1.3.1節(jié)解凍方法，選取完整、無(wú)損傷、無(wú)黑頭的南極磷蝦于0.001%氯霉素溶液中浸泡3min，取出瀝干。加入1:5倍體積事先預(yù)冷到0℃的緩沖液a(緩沖液a為0.2mol/L三甲基甘氨酸，0.2mol/L醋酸鹽緩沖液和0.2mol/L的硼酸鹽緩沖液，用1mol/L HCl溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至7.4)，置于冷藏條件下，溫度分別控制在(0±0.1)、(3±0.1)℃。第1、4、10、24小時(shí)取出進(jìn)行組織搗碎，離心20min，取上清液進(jìn)行可溶性蛋白質(zhì)濃度和SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定。

根據(jù)張龍翔等[12]的方法，在紫外分光光度計(jì)上，以緩沖液a為對(duì)照，測(cè)得上清液在280nm和260nm波長(zhǎng)條件下兩種波長(zhǎng)的吸光度(A280nm及A260nm)。將測(cè)得的吸光度按式(2)計(jì)算上清液中的可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，根據(jù)式(3)得到上清液中的可溶性蛋白質(zhì)含量。

式中：CP為可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度(mg/mL)，A280nm和A260nm分別為上清液在280nm和260nm處測(cè)得的吸光度，MP為可溶性蛋白質(zhì)含量(mg/(10g濕質(zhì)量))，V為上清液體積(50mL)。

根據(jù)Laemmli[13]的方法，進(jìn)行SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。本實(shí)驗(yàn)中SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的標(biāo)準(zhǔn)蛋白Marker有牛血清白蛋白(66.2kD)、卵清蛋白(45kD)，豬胃蛋白酶(35kD)、碳酸酐酶(31kD)、胰蛋白酶抑制劑(20kD)和α-乳清蛋白(14.4kD)。

1.3.6 感官檢驗(yàn)

由6名經(jīng)過訓(xùn)練的評(píng)價(jià)員組成感官評(píng)價(jià)小組，以南極磷蝦的色澤、體表、肌肉及蒸熟后南極磷蝦的氣味和湯汁為評(píng)價(jià)指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)滿分為2分，總分10為最好品質(zhì)，0為最差品質(zhì)，評(píng)分規(guī)則見表1。

表1 南極磷蝦感官檢驗(yàn)評(píng)分規(guī)則Table1 Sensory evaluation standards for Antarctic krill

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003進(jìn)行回歸分析，感官檢驗(yàn)分?jǐn)?shù)收集采用現(xiàn)場(chǎng)打分的原則，用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。每項(xiàng)分析數(shù)據(jù)至少采用3個(gè)平行數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值變化

圖1 0℃和3℃條件下南極磷蝦的pH值變化Fig.1 pH change of Antarctic krill during the storage at 0 ℃ and 3 ℃

對(duì)南極磷蝦蝦體pH值的測(cè)定報(bào)道不是很多，一般蝦體組織pH值應(yīng)該接近中性。由圖1可見，在0、3℃條件下，經(jīng)過自溶，南極磷蝦的pH值總體呈升高趨勢(shì)。0～4h內(nèi)pH值變化不明顯，4～10h之間pH值增長(zhǎng)速度較快，而10～24h內(nèi)pH值增長(zhǎng)平緩。南極磷蝦在自溶過程中蛋白酶分解肌肉蛋白質(zhì)生成肽類、氨基酸等，pH值的升高可初步判斷是因蛋白酶分解肌肉組織釋放的氨基酸為堿性氨基酸。Johan等[14]研究發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶對(duì)南極磷蝦自溶起主要作用。作為蛋白質(zhì)水解酶，胰蛋白酶能選擇性地水解蛋白質(zhì)中由賴氨酸或精氨酸的羧基所構(gòu)成的肽鏈。此外，Trond等[15]對(duì)死后南極磷蝦的氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)水溶性的堿性氨基酸(精氨酸和賴氨酸)的含量都升高，酸性氨基酸中的天冬氨酸含量降低，而谷氨酸含量幾乎不變。pH值變化在4～10h時(shí)增長(zhǎng)最快可能由于在這個(gè)pH值條件下南極磷蝦自溶酶活力最高，水解速率最快，造成pH值增長(zhǎng)速度最快；10h后pH值增長(zhǎng)速度變緩可能由于南極磷蝦自溶酶在這個(gè)pH值條件下水解速度變緩或底物含量減少的原因。10h時(shí)，0、3℃條件下南極磷蝦的pH值達(dá)到8.2左右，由圖1可以看出，南極磷蝦在4～10h時(shí)自溶酶水解速度很快，pH值從7.8左右增長(zhǎng)到8.2左右。2.2出肉率變化

出肉率的下降是由于南極磷蝦肌肉組織在蛋白酶作用下逐漸分解蛋白質(zhì)的結(jié)果。圖2為0℃和3℃條件下南極磷蝦出肉率變化曲線，由圖2可見，南極磷蝦出肉率初始值為(61.92±2.50)%，經(jīng)過自溶，24h時(shí)0℃和3℃的南極磷蝦出肉率分別為(22.65±6.81)%和(13.64± 2.72)%，由于蛋白酶活性3℃時(shí)高于0℃。0℃條件下的南極磷蝦1h后出肉率下降(7.34±3.02)%，1～4h之間出肉率每小時(shí)下降(6.86±0.60)%，4～10h出肉率每小時(shí)下降(1.18±0.51)%，10～24h出肉率每小時(shí)下降(0.31± 0.18)%。3℃條件下的南極磷蝦1h后出肉率下降(9.42± 3.62)%，1～4h之間出肉率每小時(shí)下降(5.51±1.18)%，4～10h出肉率每小時(shí)下降(2.72±1.05)%，10～24h出肉率每小時(shí)下降(0.43±0.05)%。比較結(jié)果可以看出，0℃和3℃條件下南極磷蝦，4h之前出肉率下降速度最快，4～10h時(shí)出肉率下降速度變緩，10h后出肉率降低更加緩慢，由于隨著南極磷蝦肌肉組織逐漸減少，蛋白酶水解速率也相對(duì)減緩。10h時(shí)，0℃和3℃的出肉率為30%左右，如果時(shí)間再延續(xù)，南極磷蝦的品質(zhì)不足以滿足加工的需求。

圖2 0℃和3℃條件下南極磷蝦的出肉率變化Fig.2 Change in meat productivity of Antarctic krill during the storage at 0 ℃ and 3 ℃

2.3 可溶性蛋白質(zhì)含量變化

經(jīng)凱氏定氮測(cè)定，南極磷蝦總氮量為214.86mg/10g濕質(zhì)量，換算后得出蛋白質(zhì)含量MN為1342.88mg/10g 濕質(zhì)量。根據(jù)蛋白質(zhì)組成中酪氨酸和色氨酸殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵，它們?cè)诓ㄩL(zhǎng)280nm附近有最大吸收峰，在一定濃度范圍內(nèi)其質(zhì)量濃度與吸光度呈正比，故可用紫外分光光度法測(cè)蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，根據(jù)式(2)、(3)可計(jì)算蛋白質(zhì)含量。由此可知，酪氨酸和色氨酸含量的變化直接影響南極磷蝦可溶性蛋白含量變化。表2列出了置于0℃和3℃條件下的南極磷蝦經(jīng)過自溶后可溶性蛋白質(zhì)含量變化。從表2中可以看出，南極磷蝦可溶性蛋白質(zhì)含量總體趨勢(shì)是下降的，0℃和3℃的南極磷蝦24h后可溶性蛋白質(zhì)含量分別減少(19.0±0.50)mg/10g 濕質(zhì)量和(25.5±2.00)mg/10g 濕質(zhì)量，但是整體變化量不是很大。Trond等[15]對(duì)死后南極磷蝦氨基酸變化進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鹽溶性酪氨酸含量6h之后從3.2%降低到2.7% (色氨酸指標(biāo)未測(cè))，含量變化不大，這與本研究的結(jié)果基本相一致。

表2 可溶性蛋白質(zhì)含量變化Table2 Change in protein content of Antarctic krill

2.4 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳

置于0℃和3℃條件下的南極磷蝦，第1、4、10、24小時(shí)后蛋白質(zhì)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量變化見圖3。由圖3可見，通過電泳一共出現(xiàn)5條帶，1h時(shí)的相對(duì)分子質(zhì)量分別為49.5、32、29、26、13.2kD。第3條和第5條帶在4h后發(fā)生變化，即29kD段相對(duì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)條帶逐漸變窄，相對(duì)分子質(zhì)量為13.2kD的蛋白質(zhì)條帶與前幾個(gè)小時(shí)相比也較寬。這可能是由于南極磷蝦蛋白酶對(duì)自身肌肉組織進(jìn)行水解，特別是對(duì)29kD段相對(duì)分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)水解更快，所以造成這段電泳條帶顯示變窄。13.2kD段相對(duì)分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)由于部分蛋白質(zhì)被分解而聚積造成電泳條帶上顯示變寬。由于沒有進(jìn)行深入的研究，不能判定29kD相對(duì)分子質(zhì)量條帶蛋白質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)和名稱，但是根據(jù)pH值的變化，可以初步判定這段蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中應(yīng)該包含賴氨酸或精氨酸的羧基所構(gòu)成的肽鏈，而且蛋白酶活性適宜pH值為7.8～8.2，根據(jù)蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度變化，可以初步判定這段蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不可以被南極磷蝦蛋白酶水解產(chǎn)生鹽溶性的酪氨酸。

圖3 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳圖Fig.3 SDS-PAGE of Antarcic krill during the storage at 0 ℃ and 3℃ for 1, 4, 10 h and 24 h

2.5 感官評(píng)價(jià)

表3 0℃和3℃條件下南極磷蝦感官檢驗(yàn)評(píng)分結(jié)果Table3 Results of sensory evaluation for Antarctic krill during the storage at 0℃ and 3℃

對(duì)0℃和3℃條件下放置0、1、4、10、24h后的南極磷蝦進(jìn)行感官評(píng)價(jià)結(jié)果見表3?？梢钥闯?，在0℃和3℃條件下，4h時(shí)南極磷蝦仍有很好的品質(zhì)，評(píng)分結(jié)果分別為8.5±0.10和6.8±0.05。0℃條件下南極磷蝦10h時(shí)蝦體感官評(píng)分為4.1±0.08，品質(zhì)中下；而在3℃條件下，10h的南極磷蝦蝦體品質(zhì)已經(jīng)很差，不能滿足食用和加工需求。

3 結(jié) 論

0℃和3℃冷藏條件下的南極磷蝦經(jīng)24h后pH值逐漸升高，分別達(dá)到8.21±0.01和8.28±0.02，出肉率4h之前下降速度快，4～10h內(nèi)下降速度變緩，24h時(shí)出肉率分別為(22.65±6.81)%和(13.64±2.72)%，可溶性蛋白質(zhì)含量也逐漸降低，但是降低的幅度不是很大，24h后可溶性蛋白質(zhì)含量分別減少(19.0±0.50)mg/10g 濕質(zhì)量和(25.5±2.00)mg/10g 濕質(zhì)量。通過SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，出現(xiàn)5條蛋白質(zhì)條帶，0℃和3℃貯藏1h時(shí)的蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分別為49.5、32、29、26、13.2kD，其中29kD段蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的蛋白質(zhì)條帶24h后被分解的最快。通過0℃和3℃貯藏中南極磷蝦的感官評(píng)價(jià)表明，4h之前南極磷蝦的品質(zhì)較好，感官評(píng)分達(dá)到8.5 ±0.10和6.8±0.05，但4h后南極磷蝦品質(zhì)下降很快，10h時(shí)已不能滿足食用和加工需求。綜上所述，在0℃和3℃貯藏的南極磷蝦組織自溶迅速，品質(zhì)下降很快。因此，冷藏條件下南極磷蝦加工利用時(shí)機(jī)應(yīng)該在10h之前。

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Quality Change of Antarctic Krill during Chilling Storage

LI Xue-ying1，CHI Hai1,2，YANG Xian-shi1,*，XU Zhong1，GUO Quan-you1
(1. East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200090, China；2. College of Food Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

The quality change of Antarctic krill during the storage at 0 ℃ and 3 ℃ was evaluated by pH, meat productivity, soluble protein content and sensory evaluation. Meanwhile, the change in relative molecular mass of proteins from Antarctic krill was analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Results indicated that pH in Antarctic krill exhibited a gradual increase during the period of storage for 24 h at 0 ℃ and 3 ℃, which were 8.21 ± 0.01 and 8.28 ± 0.02, respectively. The meat productivity was decreased from (61.92 ± 2.50)% to (22.65 ± 6.81)% and (13.64 ± 2.72)%, respectively. Soluble protein content also exhibited a decrease and reduced to (19.0 ± 0.50) mg/(10 g wet weight) and (25.5 ± 2.00) mg/(10 g wet weight), respectively. Totally 5 protein bands after 1-h storage at 0 ℃ and 3 ℃ was shown in the SDS-PAGE, which had molecular weights of 49.5, 32, 29, 26 kD and 13.2 kD, respectively. However, the protein with molecular weights of 29 kD exhibited the fastest degradation. The highest and lowest values of sensory evaluation were 9.5 ± 0.05, 9.4 ± 0.12, 1.3 ± 0.10 and 1.0 ± 0.08, respectively. All of these investigations suggested that the quality of Antarctic krill could be quickly decreased due to its autolysis during storage at 0 ℃ and 3 ℃. Therefore, in order to achieve the best quality and edible properties of Antarctic krill, the optimal processing should be completed within 10 hours at 0 ℃ and 3 ℃ during storage.

Antarctic krill；autolysis；quality change

S984.2

A

1002-6630(2010)20-0464-05

2010-06-12

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2009T05)；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201003042)作者簡(jiǎn)介：李學(xué)英(1983—)，女，研究實(shí)習(xí)員，碩士，主要從事水產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全控制研究。E-mail：shaying-0727@163.com

*通信作者：楊憲時(shí)(1954—)，男，研究員，學(xué)士，主要從事水產(chǎn)品貯藏加工和品質(zhì)保障技術(shù)研究。E-mail： xianshiyang@126.com