新疆白斑狗魚微凍保鮮的研究

張 強(qiáng),胡維崗,金新文

(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,新疆石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室,新疆石河子 832000)

新疆白斑狗魚微凍保鮮的研究

張 強(qiáng)1,胡維崗2,金新文*

(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,新疆石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室,新疆石河子 832000)

將魚分別用一氧化碳致死和魚自然死亡方式處理,并將魚用不同的速度冷凍,對魚的僵硬期變化、失水率、TVB-N和pH等進(jìn)行比較分析,評價白斑狗魚在微凍條件下的保鮮效果。結(jié)果表明:相比白斑狗魚的自然死亡,將魚用一氧化碳致死僵硬期能夠推遲約120min。白斑狗魚的冰點為-2.5 ℃,微凍溫度可確定為-4～-5 ℃；緩慢冷凍的魚比超低溫快速冷凍的魚失水率少約2.4%,將魚用一氧化碳致死,并在-5 ℃下貯藏能夠長時間的保持魚的新鮮度,第21 d時TVB-N<15 mg/100 g,第27 d時TVB-N<35 mg/100 g。

白斑狗魚,一氧化碳致死,微凍,新鮮度

新疆是中國最大的冷水魚生產(chǎn)基地,白斑狗魚是新疆冷水魚的標(biāo)志性品種之一,屬名貴魚種。白斑狗魚屬鮭形目,狗魚亞目狗魚科,狗魚屬,屬亞冷水性魚類,分布于亞洲、歐洲和北美,在我國主要分布在新疆阿勒泰地區(qū)額爾吉斯河流域、烏倫古湖、博斯騰湖等。白斑狗魚味道極其鮮美,且營養(yǎng)成分豐富,廣受消費者的青睞。但由于白斑狗魚生長條件的地域性限制,非產(chǎn)地很難見到鮮活的狗魚,需要有必要的保鮮貯藏與運(yùn)輸手段以滿足市場需求。冷凍貯藏是水產(chǎn)品最為常用的保鮮方法,該方具有法操作簡單、成本低廉的優(yōu)點,但魚經(jīng)過冷凍貯藏后肉質(zhì)變差,解凍后魚肉失水率高,品質(zhì)下降嚴(yán)重[1]。微凍是近年來廣受關(guān)注的準(zhǔn)低溫保鮮技術(shù),微凍技術(shù)現(xiàn)已逐漸應(yīng)用于水產(chǎn)品、畜禽肉等[2],國內(nèi)外學(xué)者先后開展了海水魚及淡水魚類、蝦類、貝類,魚類的微凍保鮮研究,魚在微凍溫度下貯藏,解凍后汁液流失少、產(chǎn)品表面色澤較好,肉質(zhì)保持較好,對保證產(chǎn)品的品質(zhì)與提高商品的價值有著積極的意義[1-2],并且微凍保鮮對大多數(shù)水產(chǎn)品都具有良好的適應(yīng)性[2]。在微凍溫度下,微生物的生長繁殖受到有效抑制、脂肪氧化速度減緩,熊光權(quán)等對草魚和鯽魚進(jìn)行微凍保鮮,貯藏30 d,仍能達(dá)到GB可食用標(biāo)準(zhǔn)[3]。本文對新疆白斑狗魚進(jìn)行微凍保鮮研究探討,測定白斑狗魚冰點,根據(jù)魚的冰點確定微凍溫度,比較致死方式對魚鮮度的影響以及微凍速度對魚肌肉組織持水性能的影響,分析魚在微凍保鮮貯藏過程中腐敗變化情況,并提出高效、經(jīng)濟(jì)、實用的微凍保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活白斑狗魚,購于石河子市水產(chǎn)品批發(fā)市場,平均質(zhì)量500g/條。硼酸 配制為濃度2%的吸收液；氧化鎂 制成混懸液；甲基紅-乙醇指示劑；溴甲酚綠-乙醇指示劑；標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定溶液(以上試劑和藥品購自Aladdin-阿拉丁試劑(上海)有限公司)。

KK25F55TI微凍冰箱 西門子公司；DW-HW328超低溫冰箱 中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；ME104E型電子天平 METTLER TOLEDO公司；STARTER 2100/3C pro-F型pH計 奧豪斯儀器(上海)有限公司；WQG-18最低標(biāo)記溫度計 上海隆拓儀器設(shè)備；半微量凱氏定氮器 安徽省天長市金橋分析儀器廠；1663夾式2mL微量滴定管 安徽省天長市金橋分析儀器廠。

1.2 白斑狗魚凍結(jié)物性的測定

凍結(jié)曲線[2-3]:取新鮮魚肉樣本,將WQG-18最低標(biāo)記溫度計插入魚肌肉中,置于-21 ℃下降溫,以3 min為時間間隔,記錄溫度,根據(jù)溫度隨時間的變化繪制凍結(jié)曲線。

凍結(jié)點(冰點):魚在冷凍過程中,魚體內(nèi)水分溫度先不斷下降至凍結(jié)點,在凍結(jié)點附近,液態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的冰并釋放大量的潛熱,此階段溫度會長時間保持恒定,水分凍結(jié)形成冰晶后,溫度繼續(xù)下降。由于水和冰比熱容小,溫度下降速度快。因此魚在冷凍過程中,魚體內(nèi)水分會經(jīng)歷降溫-凍結(jié)-凍結(jié)后再降溫這三個階段[4-5]。凍結(jié)曲線會呈現(xiàn)溫度下降-保持穩(wěn)定-再下降的形態(tài),在凍結(jié)曲線上找出溫度相對穩(wěn)定的階段,在此階段水分大量凍結(jié)形成冰晶,這一區(qū)域是白斑狗魚的最大冰晶生成帶,與此區(qū)域?qū)?yīng)的溫度即為白斑狗魚的凍結(jié)點。

1.3 白斑狗魚致死方式的選擇

本研究采用一氧化碳(CO)致死和自然死亡兩種方式處理魚,分別取樣測定魚僵硬期的變化,評判魚肉的品質(zhì),選擇較為理想的致死方式。

一氧化碳(CO)致死[6]:將魚放入盛水的容器中,盛水體積V,以0.01 V/min通入CO氣體,直至魚死亡。

自然死亡[7]:將魚置于盛水的容器中,使其緩慢死亡。

1.4 白斑狗魚僵硬期的變化

參照魚體僵硬指數(shù)測定法[4],取一氧化碳致死和自然死亡的魚肉樣本各3組,樣本形狀為長10 cm、寬3 cm、厚度1.5 cm。將魚肉的前端2 cm固定于水平臺面邊緣,其余8 cm自然下垂。測量魚肉下垂末端與水平臺面的垂直距離,測量3次,取平均值,測量時間的間隔為40 min,根據(jù)魚肉下垂高度變化的規(guī)律,分析魚肉進(jìn)入僵硬的過程和僵硬持續(xù)的時間。

1.5 白斑狗魚的微凍處理

1.5.1 冷凍方法 緩慢冷凍[8-9]:將魚置于冰箱微凍區(qū)內(nèi),魚體溫度逐漸下降至-5 ℃。

超低溫快速冷凍[10-11]:將魚置于-80 ℃超低溫冰箱內(nèi),魚體內(nèi)置溫度計,魚體中心溫度降至-5 ℃后,將魚取出,置于冰箱微凍區(qū)內(nèi)保藏。

將各微凍處理后的魚置于-5 ℃條件下儲藏30 d,對魚肉性狀進(jìn)行測定。

1.6 微凍貯藏保鮮效果的測定

1.6.1 水分流失率 在貯藏過程中,按照固定的間隔時間取魚肉樣本若干,解凍前直接稱重,解凍后去除魚肉流出的汁液水分再稱重[12]。解凍前后的質(zhì)量差值即為魚肉水分流失量。

1.6.2 揮發(fā)性鹽基氮(total volatitle base-nitrogen,TVB-N)的測定 取魚肉樣本,將魚肉切為小碎塊,放入研缽,研磨碾碎,取10 g碎魚肉放入200 mL三角瓶,再向瓶中加入100 mL蒸餾水,充分?jǐn)嚢?待攪拌液澄清,取上部澄清液過濾,將10 mL濾液與2 mL氧化鎂混懸溶液按照先后順序分別加入半微量凱氏定氮器,迅速密閉。然后加熱蒸餾,蒸餾產(chǎn)生的氣體通入帶有甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑的硼酸溶液,蒸餾10 min,所得吸收液用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定,根據(jù)滴定量計算TVB-N含量[13-14]。

1.6.3 pH的測定 同1.6.2步驟取魚研磨碾碎與蒸餾水混合后的過濾液,將過濾液用STARTER 2100/3C pro-F型pH計測定、記錄[14],得到該魚肉樣本的pH。

1.7 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用Excel統(tǒng)計和繪圖,DPSv3.01處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析,以p<0.05作為差異顯著的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 白斑狗魚的凍結(jié)曲線

由圖1所示,白斑狗魚在降溫冷凍過程中,曲線的形態(tài)具有明顯的階段性特征。第1階段,魚肉溫度下降速度較快,在此過程中,魚體內(nèi)水分未發(fā)生凍結(jié),僅是溫度下降；在第2階段,當(dāng)魚肉溫度下降到冰點區(qū)域時,魚體內(nèi)大量液態(tài)水分發(fā)生凍結(jié)成為固體冰晶,放出大量的潛熱,此階段魚體的溫度會在冰點處保持恒定,直至大部分水分凍結(jié)完成,其余少量水分為不易凍結(jié)的高鹽度水分和結(jié)合水；第3階段,當(dāng)魚體內(nèi)的大部分水分已完成凍結(jié)成冰晶,由于冰的比熱較小,所以溫度下降較快[1]。由凍結(jié)曲線可以看出,第2階段溫度恒定階段即為白斑狗魚的凍結(jié)點溫度(冰點),溫度為-2.5±0.2 ℃。

圖1 -21 ℃下的時間溫度曲線Fig.1 The curve of conductivity in -21 ℃

2.2 白斑狗魚在兩種致死方式下魚肉僵硬變化的比較

因為魚在死亡后,體內(nèi)有氧代謝停止,肌肉中三磷腺苷(ATP)合成下降乃至終止,然而分解仍不斷進(jìn)行,肌肉組織產(chǎn)生大量肌動蛋白凝膠,導(dǎo)致肌肉收縮變硬。因此,在進(jìn)入僵硬期的過程中,魚肉逐漸變硬,下垂高度逐漸減小。僵硬期后,由于肌肉中內(nèi)源性蛋白酶自溶作用和腐敗菌的作用、糖原、ATP進(jìn)一步減少,肌動蛋白凝膠分解,氨不斷積累,肌肉硬度開始下降,進(jìn)入解僵期,解僵結(jié)束即標(biāo)志著魚開始進(jìn)入腐敗階段[3-4]。

由圖2的僵硬變化曲線可知,魚肉下垂距離呈3個階段,進(jìn)入僵硬期,魚肉逐漸變硬失去彈性,下垂距離不斷減少；僵硬持續(xù)階段,魚肉下垂距離保持恒定；解僵硬,魚肉逐漸變軟,下垂距離增加。

圖2 兩種致死方法的白斑狗魚僵硬變化的比較Fig.2 The change of stiffnesss in this two different cause to death

由圖2所示,魚在自然死亡下,240 min達(dá)到最大僵硬程度,僵硬持續(xù)時間為120,360 min進(jìn)入解僵階段。將魚用一氧化碳致死,360 min達(dá)到最大僵硬程度,僵硬持續(xù)時間為160,520 min進(jìn)入解僵階段。由此可知,相比魚自然死亡,將魚用一氧化碳致死,魚較晚進(jìn)入僵硬期晚,僵硬速度較慢,僵硬持續(xù)時間也較長。魚死后進(jìn)入僵硬期是伴隨著魚肌肉中ATP不斷分解減少進(jìn)行的,若魚死亡之前活動量大,則肌肉中ATP消耗多、存量減少,死亡后進(jìn)入僵硬期早,僵硬速度快、僵硬持續(xù)時間短、解僵和腐敗也相應(yīng)提前,這不利于保鮮,應(yīng)盡量避免[5-6]。用一氧化碳將魚致死,魚逐漸進(jìn)入昏迷狀態(tài)后死亡,致死過程時間較短,且比較舒緩,魚極少有掙扎現(xiàn)象,ATP消耗少,魚死后進(jìn)入僵硬期較晚,僵硬速度慢、僵硬持續(xù)時間也較長,從而推遲了魚發(fā)生自溶和腐敗的時間起點[7]。因此將白斑狗魚用一氧化碳致死比讓其自然死亡更有利于后續(xù)的貯藏保鮮。

2.3 白斑狗魚失水率的變化

將一氧化碳致死的魚和自然死亡的魚分別用緩慢冷凍和快速冷凍方法處理,并在微凍溫度下貯藏,分析和比較貯藏過程中魚肉失水率變化的情況。

由圖3可知,隨著貯藏時間的延長,各組樣本魚肉解凍后失水率均呈上升趨勢。兩種致死方式對魚的失水率沒有顯著差異(p>0.05)。緩慢冷凍比快速冷凍的魚肉失水率小(p<0.05)。

圖3 兩種微凍方法下白斑狗魚失水率的變化Fig.3 The change of water loss in this two different partial freezing measure

有資料顯示,快速冷凍比緩慢冷凍對細(xì)胞組織的損害小[1],在對魚片的微凍保鮮研究顯示,對較薄的魚片采用快速冷凍失水率小于緩慢冷凍[12-13]。然而白斑狗魚個體較大,體型圓,魚肉較厚,采用超低溫快速凍結(jié),容易造成凍結(jié)程度不均勻的情況,魚中心溫度還未降至冰點,距離魚體表近的部分魚肉已發(fā)生過度冷凍的情況,從而導(dǎo)致魚的肌肉組織損害較大,解凍后失水率較高。因此,微凍方法要根據(jù)魚的個體大小與形狀特征區(qū)別對待,對白斑狗魚采用緩慢冷凍反而較好。

隨貯藏時間的延長,魚肉解凍后失水率逐漸增加,這是由于在微凍貯藏過程中魚肉中組織內(nèi)的仍不斷有水分發(fā)生凍結(jié),以及凍結(jié)導(dǎo)致的肌纖維收縮形變,水分被排擠出組織等,這些因素導(dǎo)致水分向外遷移量逐漸增加[15]。

2.4 總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的變化

總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是指在堿性條件下具有揮發(fā)性的小分子胺類物質(zhì),通常與微生物及內(nèi)源酶的作用有關(guān),其含量的高低通?？勺鳛樗a(chǎn)品鮮度評價的重要指標(biāo)[14,16]。

白斑狗魚在微凍貯藏過程中TVB-N的變化如圖4所示。隨著貯藏時間的延長,各組樣本的TVB-N值均呈上升趨勢。緩慢冷凍與快速冷凍對魚貯藏過程中TVB-N值沒有顯著影響(p>0.05)。而自然死亡方式與一氧化碳致死對魚在貯藏過程中鮮度的變化存在顯著影響(p<0.05)。15 d后,自然死亡方式:緩慢冷凍與快速冷凍魚的TVB-N均已超過一級新鮮標(biāo)準(zhǔn)(TVB-N≤15 mg/100 g),24 d后,TVB-N值已經(jīng)超標(biāo),不能食用(TVB-N>35 mg/100 g)。用一氧化碳致死方式,15 d后,緩慢冷凍與快速冷凍的魚均為一級新鮮標(biāo)準(zhǔn),新鮮度良好,24 d后,仍可達(dá)到二級新鮮標(biāo)準(zhǔn)。27 d后,為三級新鮮標(biāo)準(zhǔn)。30 d后,TVB-N值超標(biāo),不能食用。

圖4 兩種微凍方法下白斑狗魚TVB-N的變化Fig.4 The change of TVB-N in this two different partial freezing measure

2.5 pH的變化

pH可以作為水產(chǎn)品鮮度變化的一項重要參考指標(biāo)[14]。在魚類中通常表現(xiàn)為僵硬期內(nèi)持續(xù)下降,腐敗過程中持續(xù)上升[17]。

由圖5可知,隨貯藏時間的延長,各組樣本的pH均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。魚在自然死亡后,緩慢冷凍與快速冷凍魚pH初始值分別為6.68±0.01和6.72±0.01,沒有顯著差異(p>0.05)。一氧化碳致死魚,緩慢冷凍與快速冷凍魚pH初始值分別為6.92±0.01和6.94±0.01,兩者不存在顯著差異(p>0.05)。自然死亡的魚較一氧化碳致死的魚pH初始值低(p<0.05)。自然死亡的魚9d后pH開始上升,魚進(jìn)入腐敗階段。一氧化碳致死的魚則在15 d后pH進(jìn)入上升階段。因此,致死方式對魚的pH初始值以及魚進(jìn)入腐敗的時間有顯著的影響,而冷凍方法對魚pH的初始值和變化趨勢沒有顯著影響(p>0.05)。

圖5 兩種微凍方法下白斑狗魚pH的變化Fig.5 The change of pH in this two different partial freezing measure

從圖4和圖5可看出,魚肉的TVB-N值和pH后期變化速度加快,魚肉新鮮度在后期下降速度較前期快。

3 結(jié)論

在對白斑狗魚進(jìn)行微凍貯藏保鮮之前,保證魚有較好的品質(zhì)非常重要。白斑狗魚經(jīng)CO致死進(jìn)入僵硬期比其在自然死亡下有所推遲,僵硬期維持的時間也較長。因此,一氧化碳致死法更有利于保證魚肉的品質(zhì)和新鮮度,對整個保鮮過程都具有積極的作用,同時CO處理方法成本低,便于在實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。經(jīng)測定,白斑狗魚的冰點為-2.5±0.2 ℃,由此,可以確定白斑狗魚的微凍貯藏溫度為-4～-5 ℃。

冷凍方法對魚的持水性能有較大影響,緩慢冷凍能夠較為均勻的降溫,魚肉組織損害較小,失水率較少,超低溫快速冷凍則對魚肌肉組織損害較大,持水性能下降嚴(yán)重,解凍后失水率較大。兩種微凍處理方法對魚的保鮮期沒有顯著影響,在-5 ℃貯藏均有較好的保鮮效果,經(jīng)21 d TVB-N的值仍符合國家水產(chǎn)品一級新鮮標(biāo)準(zhǔn),27 d仍可食用；同時發(fā)現(xiàn),魚在貯藏過程中,腐敗速度隨著時間延長不斷加快,經(jīng)過21 d微凍貯藏仍能達(dá)到一級新鮮標(biāo)準(zhǔn),然而至27 d即下降為三級新鮮標(biāo)準(zhǔn),30 d已不可食用。因此,推遲魚發(fā)生自溶與腐敗的時間起點,可以達(dá)到延長保鮮期的目的。

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Study on fresh-keeping method of Xinjiang pike with partial freezing

ZHANG Qiang1,HU Wei-gang2,JIN Xin-wen*

(1.Institute of Agro-Products Processing Science and Technology,Shihezi 832000,China; 2.Key lab of Agro-Products Processing Science and Technology, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi 832000,China)

The pikes were lethaled by carbon monoxide and were dead in normal,and were frozen in different speed. By analyzing and comparing the changes of hardness period,moisture disappearing rate,TVB-N,pH and so on,the feasibility of pike which had been storage in partial freezing environment was discussed. Results:When the pike were lethaled by carbon monoxide,the hardness period of fish was postponed more about 120 minutes than which were dead in normal. Pike’s fish freezing point is about -2.5 ℃,so the partial freezing temperature could be identified as -4～-5 ℃. When the pikes were frozen slowly,the moisture disappearing rate was less about 2.4% than which were frozen rapidly. The pikes were lethaled by carbon monoxide and stored in -5 ℃,the freshness of fish could be kept well for a long time. In the 21th day,the TVB-N of fish was less than 15 mg/100 g,and which was still less than 35 mg/100 g in the 27th day.

Pike；Lethal by carbon monoxide；partial freezing；freshness

2014-12-16

張強(qiáng)(1977-)，男，碩士研究生，助理研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏保鮮,E-mail：821861127@qq.com。

*通訊作者:金新文(1970-)，男，博士研究生，副研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏保鮮，E-mail：372557223@qq.com。

新疆農(nóng)墾科學(xué)院科技引導(dǎo)計劃(60YYD201308)。

TS

A

1002-0306(2015)17-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2015.17.000