蒙古紅鲌腌制過(guò)程中肌肉與鹽鹵成分的變化

李慧蘭，楊杰靜，王希搏，劉友明，*，熊善柏，趙思明

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北武漢430070；2.國(guó)家大宗淡水魚(yú)加工技術(shù)研發(fā)中心，湖北武漢430070）

蒙古紅鲌腌制過(guò)程中肌肉與鹽鹵成分的變化

李慧蘭1，2，楊杰靜1，2，王希搏1，2，劉友明1，2，*，熊善柏1，2，趙思明1，2

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北武漢430070；2.國(guó)家大宗淡水魚(yú)加工技術(shù)研發(fā)中心，湖北武漢430070）

以蒙古紅鲌為材料，研究了腌制工藝及其對(duì)蒙古紅鲌肌肉蛋白質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：隨著氯化鈉溶液濃度的升高，可溶性蛋白的滲出量及氯化鈉的滲入量均增加，而氨基態(tài)氮的滲出量則減少；隨著腌制溫度的升高，肌肉中可溶性蛋白、氨基態(tài)氮的滲出量及氯化鈉的滲入量均增加；魚(yú)肉中氯化鈉含量的變化符合Arrhenius方程動(dòng)力學(xué)模型，該模型可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)腌魚(yú)制品最終食鹽含量；腌制后魚(yú)肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中部分α-螺旋和β-折疊打開(kāi)，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)卷曲和β-轉(zhuǎn)角，肌肉的橫截面肌纖維束發(fā)生輕微的膨脹，排列更加緊密。

蒙古紅鲌；腌制；蛋白質(zhì)；微觀結(jié)構(gòu)

蒙古紅鲌（Erythrocultermongolicus）俗稱紅梢子，紅尾魚(yú)，隸屬鯉科、鳊亞科、紅鲌屬[1]，蒙古紅鲌含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、不飽和脂肪酸，是一種高蛋白低脂肪的魚(yú)類[2]。該魚(yú)肉細(xì)嫩，味道鮮美，是湖北省梁子湖地區(qū)的特色魚(yú)類。風(fēng)干蒙古紅鲌是家庭、宴席、野炊和饋贈(zèng)之佳品。

腌制是風(fēng)干蒙古紅鲌加工的重要工序，腌制過(guò)程中涉及到三類物質(zhì)的遷移即魚(yú)肉中的水分流出，鹽從溶液進(jìn)入魚(yú)肌肉中，肌肉組織中的少量可溶性物質(zhì)滲出進(jìn)入高滲溶液[3-4]。魚(yú)在腌制過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對(duì)物質(zhì)的傳遞會(huì)造成一定的影響，同時(shí)也會(huì)影響腌制品的質(zhì)構(gòu)和感官。以蒙古紅鲌為原料，主要研究了腌制濃度、腌制溫度、腌制時(shí)間對(duì)腌制過(guò)程的影響以及腌制對(duì)其肌肉蛋白質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)的影響，建立氯化鈉擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型，為蒙古紅鲌的加工生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1 材料

1.1.1 蒙古紅鲌

由湖北省鄂州市梁子湖綠色水產(chǎn)品開(kāi)發(fā)貿(mào)易中心提供。

1.1.2 主要試劑

考馬斯亮藍(lán)G-250，AR（Sanland Chemical Co. LTD）；氯化鈉，硝酸銀，鉻酸鉀，茚三酮，蘇木素，伊紅，戊二醛，俄酸，乙醇均為國(guó)產(chǎn)分析醇。

1.1.3 主要儀器

722S型可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；LEICA DME型顯微成像系統(tǒng)：上海徠卡顯微系統(tǒng)有限公司；LeicaUC6/FC6超薄切片機(jī)：德國(guó)Leica儀器有限公司；Nexus型FT-Raman光譜儀：美國(guó)熱電尼高力公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制作方法

蒙古紅鲌背部開(kāi)膛去內(nèi)臟，清洗干凈。放入與腌制溫度相同的環(huán)境中預(yù)熱/冷到所需溫度，按1：2（W/ V）的比例，一組置于濃度為10%、8%、6%的鹽水中于15℃的培養(yǎng)箱中腌制5 h，另一組蒙古紅鲌則置于濃度為8%的鹽水中分別于溫度20、15、10℃的培養(yǎng)箱中腌制5 h，每隔1 h分別取樣測(cè)定魚(yú)肉中氯化鈉含量和鹽鹵中氨基態(tài)氮及可溶性蛋白含量。

1.2.2 理化成分檢測(cè)

水分含量測(cè)定采用105℃常壓烘干法，氯化鈉含量測(cè)定為硝酸銀滴定法，可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定為考馬斯亮蘭G-250比色法，氨基態(tài)氮含量測(cè)定為水合茚三酮比色法[5]。

1.2.3 微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

對(duì)新鮮蒙古紅鲌及腌制2 h的蒙古紅鲌做HE染色切片，然后在放大40倍的顯微鏡下觀察其組織切片，使用相差顯微鏡拍照觀察其變化。具體方法參考文獻(xiàn)[6]。

1.2.4 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定

采用FT-Raman光譜技術(shù)分析魚(yú)肉蛋白的拉曼光譜變化，光源為氬離子激光器，激光能量是290mW，掃描次數(shù)為800，信號(hào)平均3次。用PeakFitv4.12軟件對(duì)酰胺I帶1 600 cm-1～1 700 cm-1波段的圖譜進(jìn)行分析。先校正基線，然后用Gaussian去卷積，再由二階導(dǎo)數(shù)擬合，多次擬合使殘差最小，根據(jù)峰面積計(jì)算各二級(jí)結(jié)構(gòu)的比率，根據(jù)參考文獻(xiàn)對(duì)各峰進(jìn)行指認(rèn)。

1.2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

采用SAS8.1和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[7]。

2結(jié)果與分析

2.1 鹽水濃度對(duì)魚(yú)肉中鹽含量及鹽鹵中可溶蛋白、氨基態(tài)氮含量的影響

圖1、圖2和圖3是不同鹽水濃度下魚(yú)肉中鹽含量，鹽鹵中可溶蛋白、氨基態(tài)氮含量的變化。

圖1 腌制液濃度對(duì)蒙古紅鲌肌肉中氯化鈉含量的影響Fig.1 Effectsof brine concentrationson salt contentsof E.mongolicus muscle

圖2 腌制液濃度對(duì)鹽鹵中可溶性蛋白含量的影響Fig.2 Effectsof brine concentrationson contentsof solubleprotein in brine

圖3 腌制液濃度對(duì)鹽鹵中氨基態(tài)氮含量的影響Fig.3 Effectsof brine concentrationson contentsof am ino nitrogen in brine

從圖中可知，魚(yú)肉中的氯化鈉含量、鹽鹵中的可溶性蛋白含量、氨基態(tài)氮含量均隨腌制過(guò)程的進(jìn)行呈增加趨勢(shì)，而鹽鹵中的氨基態(tài)氮含量在腌制液濃度為6%時(shí)最高，這可能是由于鹽鹵中氨基態(tài)氮主要是魚(yú)肉中蛋白質(zhì)降解的游離氨基酸所致，較高的鹽水濃度抑制了蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解。

表1為腌制液濃度對(duì)魚(yú)肉中氯化鈉含量、鹽鹵中的可溶性蛋白、氨基態(tài)氮含量影響的方差分析。

表1 腌制液濃度對(duì)魚(yú)肉中氯化鈉及鹽鹵中可溶性蛋白和氨基態(tài)氮影響的方差分析（F/p）Table1 Effectof brine concentrationson salt contentsofm uscle and contentsof soluble protein，am ino nitrogen of brine

由表1可知，腌制液濃度對(duì)魚(yú)肉中的氯化鈉含量及鹽鹵中可溶性蛋白含量有極顯著影響（p＜0.01），對(duì)鹽鹵中氨基態(tài)氮含量的影響與對(duì)可溶性蛋白蛋白含量影響的趨勢(shì)相似，即腌制液濃度對(duì)可溶性蛋白含量的影響同樣是集中在腌制的前期階段。

2.2 腌制溫度對(duì)魚(yú)肉中鹽含量及鹽鹵中可溶蛋白和氨基態(tài)氮含量的影響

圖4、圖5、圖6為腌制溫度對(duì)魚(yú)肉中鹽含量及鹽鹵中可溶蛋白和氨基態(tài)氮含量的影響。

圖4 腌制溫度對(duì)蒙古紅鲌肌肉中氯化鈉含量的影響Fig.4 Effectsof brining temperatureson salt contentsof E.mongolicus m uscle

圖5 腌制溫度對(duì)鹽鹵中可溶性蛋白含量的影響Fig.5 Effectsof brining tem peratureson contentsof soluble protein in brine

圖6 腌制溫度對(duì)鹽鹵中腌氨基態(tài)氮含量的影響Fig.6 Effectsof brining temperatureson contentsof am ino nitrogen in brine

由圖知，魚(yú)肉中的氯化鈉含量、鹽鹵中的可溶性蛋白含量、氨基態(tài)氮含量均隨腌制過(guò)程的進(jìn)行呈增加趨勢(shì)，在同一腌制時(shí)間內(nèi)均隨溫度升高呈現(xiàn)增加趨勢(shì)?？梢酝茢?，腌制溫度越高，氯化鈉更易滲入魚(yú)肉內(nèi)部，同時(shí)魚(yú)肉中的可溶性蛋白、游離氨基酸也更容易分散到鹽鹵中去。有關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)食鹽等物質(zhì)的擴(kuò)散速度常數(shù)呈顯著影響，溫度越高，擴(kuò)散速度常數(shù)越大[8-9]，這也證實(shí)了本文中魚(yú)肉中的氯化鈉含量、鹽鹵中的可溶性蛋白含量、氨基態(tài)氮含量隨溫度的增加而增加。

表2為腌制溫度對(duì)魚(yú)肉中氯化鈉及鹽鹵中可溶性蛋白和氨基態(tài)氮影響的方差分析。

表2 腌制溫度對(duì)魚(yú)肉中氯化鈉及鹽鹵中可溶性蛋白和氨基態(tài)氮影響的方差分析（F/p）Table2 Effectof brining temperatureson salt contentofmuscle and contentsof soluble protein,am ino nitrogen of brine

從表2中可以看出腌制溫度對(duì)鹽鹵中的可溶性蛋白含量有極顯著影響（p＜0.01），對(duì)鹽鹵中的氨基態(tài)氮含量及魚(yú)肉中的氯化鈉含量有極顯著影響（p＜0.01）或者顯著影響（p＜0.05）。

2.3 腌制動(dòng)力學(xué)模型及最佳腌制工藝的確定

采用SAS軟件中的NLIN程序?qū)﹄缰七^(guò)程的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行非線性回歸分析，以腌制液濃度、腌制溫度和腌制時(shí)間為參數(shù)，建立魚(yú)肉中氯化鈉含量的動(dòng)力學(xué)模型：

式中：C0為腌制液中氯化鈉的起始濃度，%；t為腌漬時(shí)，h；T為腌漬溫度，K。

由上述表達(dá)式可知，腌制過(guò)程氯化鈉含量的變化與溫度的關(guān)系符合Arrhenius方程[K=A×exp（-E/RT）]，上式中的指數(shù)函數(shù)中的常數(shù)項(xiàng)為負(fù)說(shuō)明鹽分的擴(kuò)散活化能為正值，即在擴(kuò)散過(guò)程中需要消耗能量。上述擬合方程的p＜0.001，說(shuō)明方程的擬合度高，上述模型可以很好地模擬腌制過(guò)程中氯化鈉的變化趨勢(shì)，可從理論上指導(dǎo)腌魚(yú)制品的加工生產(chǎn)。

假設(shè)干燥后魚(yú)體水分含量≤45%、食鹽含量≤4%為目標(biāo)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，干燥前初始水分為75%，根據(jù)這些條件可以推算出腌制完成的未干燥魚(yú)肉的食鹽含量在1.5%左右。如當(dāng)腌制溫度為10℃，腌制濃度為8%時(shí)，所需腌制時(shí)間為3 h即可達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 腌制過(guò)程中蒙古紅鲌肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化

腌制過(guò)程中蒙古紅鲌肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化見(jiàn)表3。

表3 腌制對(duì)蒙古紅鲌肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Table3 Effectsof brineon secondary structureof E.m ongolicus muscle

由表3可以看出，新鮮魚(yú)肉蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)中以α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角所占比例最大，經(jīng)過(guò)1.5 h腌制之后，無(wú)規(guī)卷曲所占比例明顯增加，使蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性降低，β-折疊所占比例明顯減少，腌制1.5 h的魚(yú)肉的二級(jí)結(jié)構(gòu)以α-螺旋和無(wú)規(guī)卷曲為主；腌制3.0 h魚(yú)肉蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)的組成與新鮮及腌制1.5 h的魚(yú)肉蛋白相比，β-轉(zhuǎn)角所占比例明顯增加，占到35.8%，是整個(gè)魚(yú)肉蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要部分。此現(xiàn)象說(shuō)明腌制促使魚(yú)肉蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)換，總的趨勢(shì)為部分α-螺旋和β-折疊打開(kāi)，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)卷曲和β-轉(zhuǎn)角，α-螺旋的減少和無(wú)規(guī)卷曲的增加說(shuō)明蛋白質(zhì)之間的相互作用引起了蛋白質(zhì)的變性[10]，該結(jié)論與海鰻腌制過(guò)程中肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化相同[8]。

2.5 腌制過(guò)程中蒙古紅鲌肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化

制過(guò)程中蒙古紅鲌肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化見(jiàn)圖7。

圖7 不同處理蒙古紅鲌背部組織染色切片F(xiàn)ig.7 HE staining of theback with different treatment from E. mongolicus

圖7中A、B分別為新鮮魚(yú)肉的橫切面和縱切面，C、D分別為6%氯化鈉溶液腌制2.0 h后魚(yú)肉的橫切面和縱切面。其中新鮮魚(yú)肉切片的橫切面的肌纖維束切面排布規(guī)則而緊密，縱切面肌束與肌束之間緊密排列，略微有少許空隙，如圖A中a處。從C可以看出，腌制2.0 h后魚(yú)肉的橫切面的肌纖維束發(fā)生了略微變形，并呈現(xiàn)更為緊密的排列，同時(shí)失去了新鮮魚(yú)肉肌纖維束之間規(guī)則的排列和空隙，從肌肉的橫切面圖像可得出6%氯化鈉溶液腌制2.0 h使得肌纖維束發(fā)生了輕微膨脹，如圖C中b處。其縱切面與新鮮魚(yú)肉的縱切面差異不大。有學(xué)者研究表明干腌或高濃度鹽水腌制可使魚(yú)肌肉纖維橫截面收縮，且干腌比濕腌收縮更嚴(yán)重[11-12]。而本實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn)了肌纖維束的膨脹，推測(cè)肌纖維的組織結(jié)構(gòu)變化可能與腌制液的濃度有關(guān)，高濃度腌制液導(dǎo)致肌肉纖維收縮，低濃度導(dǎo)致肌肉纖維膨脹；可能存在某一氯化鈉濃度值，大于此濃度腌制肌纖維收縮，反之，小于此濃度則膨脹。有研究表明，隨著魚(yú)體肌肉中食鹽濃度的增加，肌肉纖維組織收縮，最終導(dǎo)致魚(yú)肉硬度和內(nèi)聚性逐漸增加，彈性逐漸減少，組織結(jié)構(gòu)變硬[8]。

3結(jié)論

鹽鹵中可溶性蛋白含量和魚(yú)肉中氯化鈉含量均隨腌制液濃度的升高而升高，而鹽鹵中氨基態(tài)氮含量則降低；鹽鹵中可溶性蛋白、氨基態(tài)氮含量及魚(yú)肉中氯化鈉的含量均隨腌制溫度的升高而升高。根據(jù)氯化鈉含量的變化，建立了腌制過(guò)程中氯化鈉擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)模型CNaCl=5.192 8t（1+0.238C0）exp（-902.6/T），以預(yù)測(cè)腌制魚(yú)制品最終食鹽含量；腌制后魚(yú)肌肉蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中部分α-螺旋和β-折疊打開(kāi)，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)規(guī)卷曲和β-轉(zhuǎn)角，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變性，同時(shí)肌肉的橫截面肌纖維束發(fā)生輕微的膨脹，排列更加緊密。

[1]李世華．蒙古紅鲌生物學(xué)特性及其養(yǎng)殖技術(shù)[J].中國(guó)水產(chǎn)，2006 (10):22-23

[2]楊杰靜,劉友明,熊善柏,等．梁子湖地區(qū)蒙古紅鲌肌肉營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)[J]．營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2012,34(2):199-200

[3]章銀良,夏文水．腌魚(yú)產(chǎn)品加工技術(shù)與理論研究進(jìn)展[J]．食品科學(xué),2007(23):116-120

[4]Kristin A T,Leif A,Arvid J,etal.Physical and quality attributes of salted cod(Gadusmorhua L.)as affected by the state of rigor and freezing prior to salting[J].Food Research International,2004a,37 (7):677-688

[5]韓雅珊．食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1992,25(1):61-64

[6]翁秀琴,沈武成．制作HE染色石蠟切片的關(guān)鍵技術(shù)[J]．醫(yī)藥論壇雜志,2005,26(21):80-83

[7]趙思明,程學(xué)勛,邵小龍,等．食品科學(xué)與工程中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[8]章銀良．海鰻腌制加工技術(shù)的研究[D]．無(wú)錫：江南大學(xué),2007

[9]Qiuliang Zhang,Shanbai Xiong,Ru Liu,et al.Diffusion kinetics of sodium chloride in Grass carpmuscleand itsdiffusion anisotropy[J]. Journalof Food Engineering,2011,107(3):311-318

[10]Baddii F,Howell N K.Effect of antioxidants,citrate and crypoprotectantson protein denaturation and textureof frozen cod[J].Journal of Agriclutureand food Chemstry,2002,50(7):2053-2061

[11]Kristin A T,Sigurjon A,Sjofn S,etal.Theeffectsof salt-curingand salting procedures on the microstructure of cod(Gadusmorhua）muscle[J].Food chemistry,2011b,126(1):109-115

[12]Sjofn S,Margret S,Ole T,et al.Effects of different salting and smokin.g processes on themicrostructure,the texture and yield of Atlantic salmon(Salmo salar）fillets[J].Food research international, 2000,33(10):847-855

The Changes of M uscle and Brine Ingredients during Brining of Erythrocultermongolicus

LIHui-lan1，2，YANG Jie-jing1，2，WANGXi-bo1，2，LIUYou-ming1，2，*，XIONGShan-bai1，2，ZHAOSi-ming1，2
（1.College of Food Scienceand Technology，Huazhong AgriculturalUniversity，Wuhan 430070，Hubei，China；2.NationalR&D Branch Center For Conventional Freshwater Fish Processing，Wuhan 430070，Hubei，China）

The optimum parameters of brining and changes of protein and muscle structure of E.mongolicus during briningwere studied.The results showed that soluble protein contents in brine and salt contents in the muscle increasedwith increasing concentrationsofbrinewhile total freeamino acids in brine decreased.Soluble protein，total free amino acids contents in brine and salt contents in the muscle increased with increasing temperature.The sodium chloride contentchange accorded with the Arrheniusequation dynamicmodel，and it could accurately predict the finalsaltcontentof the cured fish.Partofα-helix andβ-sheet in protein secondary structure transformed to random coil andβ-turn after brined.Cross-sectionalmuscle fibers occurred slight expansionand arranged tighterafterbrined.

Erythrocultermongolicus；brining；protein；muscle structure

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.011.006

2012-11-13

湖北省研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（2009BBB011）；湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（2009CDA113）

李慧蘭（1988—），女（漢），碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品加工與貯藏。

*通信作者：劉友明，男，副教授，主要從事淡水產(chǎn)品加工。