不同抗凍劑對凍藏鰱魚滑品質(zhì)特性的影響

黃建聯(lián)

（1 福建安井食品股份有限公司 福建廈門 361022

2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部冷凍調(diào)理水產(chǎn)品加工重點實驗室 福建廈門 361022）

魚糜制品是水產(chǎn)品加工的重要形式之一，2018年我國魚糜制品加工總量達145.6萬t，居水產(chǎn)品加工量的第3位，僅次于水產(chǎn)冷凍品和干腌制品[1]。魚滑以鮮魚為原料，經(jīng)采肉后加入食鹽攪打至黏稠狀態(tài)，加入淀粉、蛋清等輔料調(diào)味后進行簡單成型制成的鮮食類魚糜制品[2]。隨著市場需求的急劇擴增以及火鍋餐飲業(yè)的快速發(fā)展，以手工加工為主的鮮肉魚滑滿足不了市場的供應(yīng)需求，冷凍魚滑魚糜制品的規(guī)?；a(chǎn)十分迫切。目前市場上也已出現(xiàn)以墨魚滑為主的冷凍海水魚滑，而淡水類冷凍魚滑產(chǎn)品較少，主要原因是淡水魚肌肉蛋白抗凍穩(wěn)定性較差，在凍藏過程中易發(fā)生冷凍變性[3]，亟需研究抗凍劑對淡水魚滑品質(zhì)的影響，以達到最大程度地保護凍藏魚滑品質(zhì)的目的。

糖（醇）類抗凍劑是目前防止肌原纖維蛋白變性的主要抗凍劑，主要包括蔗糖、山梨醇、海藻糖和乳糖醇等二糖及其醇類化合物[4]。研究認為糖類通過改變內(nèi)部結(jié)合水的狀態(tài)和性質(zhì)來間接地起抗凍作用，其作用大小與羥基配位有關(guān)[5-6]。近幾年關(guān)于糖（醇）類化合物抗凍劑的研究集中在低甜度和低熱量型抗凍劑抗凍效果方面。海藻糖具有良好的抗凍特性且熱量較低。Zhou等[7]發(fā)現(xiàn)8%的海藻糖能有效延緩羅非魚魚糜的蛋白變性過程，維持肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性和蛋白質(zhì)的溶解度。Nopianti等[8]探究了乳糖醇、海藻糖和葡聚糖等5種低甜度甜味劑對魚糜抗凍效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些甜味劑均能對魚糜蛋白產(chǎn)生不同程度的抗冷凍變性作用。此外，葡甘露聚糖、甲殼素及蛋白水解液等也具有一定的抗凍效果[9-11]。以上文獻均是以冷凍魚糜為研究對象，而關(guān)于抗凍劑對預(yù)凝膠魚滑類魚糜制品凍藏過程中的保護效果研究鮮有報道。

本研究探究海藻糖、麥芽糖醇和山梨醇3種抗凍劑對凍藏過程中鰱魚魚滑品質(zhì)的保護作用。通過單因素和配方均勻設(shè)計試驗，得出復(fù)配抗凍劑的最適添加量，并驗證復(fù)配抗凍劑的效果，旨在為糖（醇）類在魚滑類魚糜制品抗凍保護中的應(yīng)用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鰱魚，購于無錫華潤萬家超市，體重為（2000±200） g；食鹽，江蘇鹽業(yè)集團；聚乙烯腸衣，福建安井食品有限公司提供；塑料小皿（圓柱體），廣州昕迪實驗器材有限公司；氯化鉀，三羥甲基氨基甲烷（Tris），順丁烯二酸（Mal），乙二胺四乙酸（EDTA），國藥集團化學(xué)試劑有限公司，均為分析純；二硫代硝基苯甲酸（DTNB），Sigma公司，為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

MO-385型莫菲絞肉機，佛山桃花島電器有限公司；實驗斬拌機，福建安井食品有限公司；手動灌腸機，雙馬機械公司；雙槽恒溫水浴鍋，南京先歐儀器制造公司；MK3型全自動酶標(biāo)儀，美國Thermos Scientific公司；D-78532型高速冷凍離心機，德國Hettich公司；TA.XTPlus物性分析儀，英國SMS公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 魚滑的制備 新鮮鰱魚去頭、鱗、皮及內(nèi)臟后將魚體切塊，用絞肉機將魚肉絞碎篩去魚骨。用以魚肉質(zhì)量5倍體積的4℃以下去離子水將所采魚肉漂洗3次，再用含0.3%NaCl的去離子水（4℃以下）漂洗1次，每次漂洗5 min，靜置3 min后傾去水及表面雜質(zhì)[12]。用紗布擠壓脫水至水分為80%左右為止。以600 g為一份進行斬拌，先空斬2 min，再加2.5%的食鹽斬拌3 min，期間加冰水將魚漿水分含量調(diào)至85%，制成魚滑。斬拌過程中每間隔40 s停止斬拌，翻動樣品避免局部過熱，整個斬拌過程中斬拌腔體溫度控制在10℃以下。將魚漿灌入圓柱體塑料小皿，制備成魚滑樣品，將樣品放入-20℃冷柜中凍藏，以凍藏時間0，1，3，7，10，15，25，40，60，90 d 為測試時間點。在測試時間點取樣進行4℃空氣解凍，進行各指標(biāo)的測定。

1.3.2 凝膠強度的測定 凝膠強度的測定方法參考Petcharat等[13]的方法，并稍作修改。用灌腸機將魚滑樣品充入聚乙烯腸衣（直徑30 mm）中，制成長度為20 cm的魚腸。將魚腸放入90℃恒溫水浴鍋中加熱30 min后取出，置于冰水中使其快速冷卻至室溫，然后置于4℃下冷藏24 h。測試前將魚腸取出，剝?nèi)ツc衣后切成高25 mm的圓柱體，待其溫度上升至室溫后，用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀測定其凝膠強度（采用球形探頭P/5S，測定速度1.00 mm/s，下壓距離15 mm）。魚滑的凝膠強度用破斷強度（g）與凹陷深度（cm）的乘積表示，每組至少測定6個平行樣品，取均值。

1.3.3 鹽溶性蛋白含量的測定 在每個測試時間點取出魚滑樣品，按照Lian等[14]的方法稍作修改。從中取出10 g樣品加入100 mL低鹽緩沖液（0.05 mol/L KCl，0.02 mol/LTris-Mal），然后 1 500 r/min高速勻漿2 min，將勻漿液在9 000 r/min、4℃條件下離心10 min。后取沉淀加入100 mL高鹽緩沖液（0.6 mol/L KCl，0.02 mol/L Tris-Mal），充分勻漿后置于4℃中鹽提1 h，之后再在4℃條件下以9 000 r/min離心10 min。將上清液用4層紗布過濾除去肌肉結(jié)締組織和肌膜后，得到肌原纖維蛋白溶液，鹽溶性蛋白含量采用BCA試劑盒測定[15]，標(biāo)準曲線如圖1所示。

圖1 蛋白質(zhì)量濃度標(biāo)準曲線Fig.1 The standard curve of protein concentration

1.3.4 Ca2+-ATPase活性的測定 參考Wang等[16]的方法進行酶活性的測定，計算式為：

活性=（A-B）/T/c蛋白

式中：A——1 mL反應(yīng)液生成的磷酸含量（μmol）；B——空白值（μmol）；T——反 應(yīng)時 間（min）；c蛋白——肌原纖維蛋白濃度。

1.3.5 活性巰基含量的測定 參考Cao等[17]的方法。取1 mL肌原纖維蛋白溶液于20 mL試管中，加入9 mL 0.2 mol/L的Tris-Mal緩沖液（pH 7.0），其中含有2%的SDS和10 mmol/L的EDTA，將其充分混勻后從中取出4 mL，加入0.04 mL的0.1%的DTNB溶液（pH 8.0）。然后40℃水浴加熱30 min，冷卻到室溫后測定其在412 nm處的吸光值。

計算公式為：

SH（mol/105g） =[（A×n）/（M×c蛋白）]

式中：A——吸光值；n——稀釋倍數(shù)；M——試劑的摩爾消光系數(shù)13 600 L/（mol·cm）；c蛋白——肌原纖維蛋白濃度，空白組以0.6 mol/L的KCl溶液代替。

1.3.6 單因素試驗 選擇海藻糖、麥芽糖醇和山梨醇作為抗凍劑添加到魚滑樣品中，在空斬和鹽斬后再斬拌3 min，置于-20℃冷柜中凍藏。設(shè)定添加量梯度為 1.5%，3.0%，4.5%，6.0%，7.5%，9.0%，10.5%[18]，以不添加抗凍劑的樣品作為參照。以凝膠強度、鹽溶性蛋白含量、Ca2+-ATPase活性、甜度為指標(biāo)，研究上述糖（醇）對鰱魚滑的防凍效果，綜合各指標(biāo)確定一個合適的添加量范圍。其中，甜度單因素試驗采取0～10分打分制，5分為適中水平，7.5分為比較不能接受水平，感官評定員對樣品感受到的甜度越強，得分越高。以不添加抗凍劑的魚滑樣品和添加10.5%蔗糖的樣品作為參照，由10位感官評定員進行評定。

1.3.7 配方均勻設(shè)計 試驗配方均勻設(shè)計表的建立：在單因素試驗確定了總的添加量百分比后，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件定向優(yōu)化得到如表1所示[19]。

表1 配方均勻設(shè)計表Table1 Formulation uniform design

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2013和SPSS 19.0進行圖表繪制和統(tǒng)計學(xué)分析，數(shù)據(jù)形式以平均±標(biāo)準差表示。數(shù)據(jù)間差異顯著性（P＜0.05）分析采用ANOVA方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗凍劑添加量對凝膠強度的影響

各抗凍劑添加量對鰱魚滑凝膠強度的影響如圖2所示。在新鮮狀態(tài)下，添加了抗凍劑的樣品的凝膠強度有不同程度的提高，隨著添加量的增加，各樣品的凝膠強度呈緩慢上升趨勢，后趨于穩(wěn)定，說明過多的添加量對鰱魚滑的凝膠強度沒有促進作用。其中，麥芽糖醇和山梨醇的添加量超過6.0%時，凝膠強度出現(xiàn)下降趨勢，推測可能是過量的抗凍劑導(dǎo)致體系離子濃度升高，使Ca2+-ATPase活性降低，從而導(dǎo)致肌球蛋白交聯(lián)度降低[20]。當(dāng)添加量低于4.5%時，添加海藻糖組的凝膠強度與對照組相比顯著提高（P＜0.05）。凍藏30 d后，含3%海藻糖樣品的凝膠強度仍維持在較高水平，魚滑樣品的凝膠強度為334.3 g·cm，而新鮮狀態(tài)樣品的凝膠強度為374.2 g·cm。對照組和添加量為1.5%的抗凍劑組凝膠強度均較低，而山梨醇的添加量為4.5%左右時，凝膠強度顯著提高，由此可見，當(dāng)山梨醇添加量達到4.5%時，能有效防止魚滑蛋白變性，隨著添加量的增加，組間差異不顯著（P＞0.05）。同樣，麥芽糖醇的添加量為3%左右時，凝膠強度明顯增加，說明了3%的海藻糖和麥芽糖能有效防止魚滑蛋白變性，繼續(xù)增加添加量，凝膠強度上升不明顯，反而出現(xiàn)下降趨勢。

2.2 抗凍劑添加量對鹽溶性蛋白含量的影響

抗凍劑添加量對鰱魚滑鹽溶性蛋白含量的影響如圖3所示。在凍藏過程中，鹽溶性蛋白分子由于二硫鍵、疏水鍵、氫鍵的形成而聚集變性，因而其鹽溶性會下降[21]。從圖3可以看出，抗凍劑的添加量對于新鮮狀態(tài)下魚滑樣品的鹽溶性蛋白含量沒有影響，其含量穩(wěn)定在50～60 mg/g之間。30 d凍藏期結(jié)束后，添加3.0%～4.5%海藻糖和麥芽糖醇的魚滑樣品的鹽溶性蛋白含量較空白對照組有明顯提高，且與對照組有顯著差異（P＜0.05），增加添加量，其鹽溶性蛋白含量無明顯變化，這表明3.0%～4.5%的添加量已經(jīng)能夠較好地防止鰱魚滑蛋白質(zhì)冷凍變性；山梨醇添加量為4.5%時鹽溶性蛋白含量較高，與對照組相比有顯著差異（P＜0.05），說明4.5%左右的山梨醇足以有效延緩魚滑蛋白變性，繼續(xù)增加添加量，鹽溶性蛋白含量的上升趨勢不明顯。這與Pan等[22]的研究結(jié)果類似。

圖3 鰱魚滑鹽溶性蛋白含量隨抗凍劑添加量的變化Fig.3 Changes in salt extractable protein of silver carp slide with different cryoprotectants contents

2.3 抗凍劑添加量對Ca2+ -ATPase活性的影響

肌球蛋白分子頭部具有Ca2+-ATPase活性位點，其活性能反映出肌球蛋白的變性程度[23]。抗凍劑添加量對鰱魚滑Ca2+-ATPase活性的影響如圖4所示。新鮮狀態(tài)的魚滑肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性穩(wěn)定在 0.233～0.263 μmol/min/g間，凍藏30 d后，添加不同量抗凍劑樣品的酶活出現(xiàn)了不同程度的變化。其中，海藻糖和麥芽糖醇的添加量為3.0%～4.5%時，Ca2+-ATPase活性顯著提高 （P＜0.05），說明該添加量范圍能有效防止魚滑蛋白變性。隨著添加量的提高，增幅不明顯，組間差異不顯著（P＞0.05），當(dāng)海藻糖和麥芽糖醇的添加量超過6.0%時，Ca2+-ATPase活性甚至出現(xiàn)下降；當(dāng)山梨醇添加量為4.5%時，Ca2+-ATPase活性明顯提高，說明4.5%的添加量能有效延緩魚滑蛋白變性，與對照組相比有顯著差異（P＜0.05）。隨山梨醇添加量的提高，Ca2+-ATPase活性的上升趨勢不明顯，但較低添加量時高，此結(jié)果與前面凍藏過程中魚滑中鹽溶性蛋白含量變化相一致。

圖4 鰱魚滑Ca2+ -ATPase活性隨抗凍劑添加量的變化Fig.4 Changes in Ca2+ -ATPase activity of silver carp slide with different cryoprotectants contents

2.4 抗凍劑添加量對甜度的影響

山梨醇、麥芽糖醇和海藻糖添加量百分比為1.5%，3.0%，4.5%，6.0%，7.5%，9.0%，10.5%，通過感官評定的方法對魚滑甜度進行打分。試驗以空白魚滑樣品和添加10.5%蔗糖樣品作為參照，由10位感官評定員進行評定，甜度感官分數(shù)越高說明甜度越大。從圖5中看出山梨醇在1.5%～4.5%范圍內(nèi)甜度感官得分小于5分，麥芽糖醇在1.5%～3.0%范圍內(nèi)甜度感官得分小于5分，海藻糖在1.5%～6.0%范圍內(nèi)甜度感官得分小于5分，甜度處在一個合適的水平。當(dāng)添加量為7.5%時，麥芽糖醇的甜度明顯，開始不能被接受，此時其它兩種抗凍劑甜度仍處在較低水平。

圖5 鰱魚滑甜度隨抗凍劑添加量的變化Fig.5 Changes in sugariness of silver carp slide with different cryoprotectants contents

綜合抗凍劑單因素試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)海藻糖和麥芽糖醇在添加量為3.0%～4.5%范圍內(nèi)時，山梨醇添加量在4.5%～6.0%范圍內(nèi)時抗凍效果較好，繼續(xù)增大添加量效果不顯著（P＞0.05）；甜度感官評定單因素試驗結(jié)果表明，7.5%的添加量是一個臨界點，綜合考慮以上試驗結(jié)果，選擇6.0%作為抗凍劑的總添加量百分比，進行配方試驗。

2.5 配方均勻設(shè)計試驗結(jié)果

以6.0%為總添加量百分比，按照表1中所示抗凍劑的復(fù)配配比進行試驗，以凝膠強度為指標(biāo)，凍藏30 d。從表2中可以看出，0 d和30 d兩列數(shù)據(jù)中，添加了復(fù)配抗凍劑后，鰱魚滑樣品的凝膠強度比空白對照組樣品均有顯著提高（P＜0.05）。對于0 d的樣品，以組4和組9的配方比例復(fù)配海藻糖、麥芽糖醇和山梨醇，獲得的凝膠強度最高，分別達到344.6 g·cm和351.1 g·cm，與其它樣品組有顯著性差異（P＜0.05），而空白對照組的凝膠強度僅為273.4 g·cm；凍藏30 d后，不同組樣品的凝膠強度出現(xiàn)了不同程度的下降。其中，空白對照組的凝膠強度降到176.2 g·cm，降幅達35.8%，組4和組9的樣品的凝膠強度分別下降到289.6 g·cm和295.2 g·cm，降幅分別為12.8%和15.9%。此外，組4和組9的配方比例具有一個共同點，即海藻糖、麥芽糖醇、山梨醇比例接近，分別在16%～21%，10%～22%和60%～70%范圍內(nèi)。綜合上述試驗結(jié)果，選擇組4中的配方作為添加到鰱魚滑中的復(fù)配抗凍劑的配方：海藻糖16%，麥芽糖醇22%和山梨糖醇62%。

表2 復(fù)配抗凍劑的配方均勻設(shè)計結(jié)果Table2 Results of formulation uniform design of mixed cryoprotectants

2.6 復(fù)配抗凍劑的穩(wěn)定性

確定了復(fù)配抗凍劑的配方后，需要對其抗凍效果進行驗證，研究其對鰱魚滑凍藏抗凍效果的穩(wěn)定性，因此本研究以不添加抗凍劑的樣品為空白對照，測定了添加復(fù)配抗凍劑的鰱魚滑的凝膠強度、鹽溶性蛋白含量、Ca2+-ATPase活性、活性巰基含量在凍藏過程中的變化。如圖6所示，隨著凍藏時間的延長，鰱魚滑的凝膠強度隨之下降，但抗凍劑組的樣品凝膠強度始終高于空白組。其中，空白組下降程度較大，在前7 d下降最為顯著（P＜0.05），而添加了復(fù)配抗凍劑的樣品下降幅度較小。凍藏期結(jié)束后，抗凍劑組鰱魚滑的凝膠強度為156.3 g·cm，空白對照組鰱魚滑的凝膠強度為89.3 g·cm，說明抗凍劑的加入可有效保持凍藏過程中鰱魚滑的凝膠強度。隨著凍藏時間的延長，魚滑的鹽溶性蛋白含量也隨之下降。其中未添加抗凍劑的空白對照組下降幅度較大，前7 d下降最明顯（P＜0.05），隨后下降幅度減小，在同一時間測得的抗凍劑組的鹽溶性含量均比空白組的高，這說明在-20℃凍藏過程中，復(fù)配抗凍劑的添加可以較好地抑制蛋白質(zhì)的變性。

隨著凍藏時間的延長，魚滑的Ca2+-ATPase活性也隨之下降。其中未添加抗凍劑的空白組下降幅度較大，前20 d下降最明顯（P＜0.05），隨后下降幅度減小，而抗凍劑組整體下降幅度較小，仍能保持較高的活性。結(jié)果說明，在-20℃凍藏過程中，魚滑Ca2+-ATPase活性會因蛋白變性逐漸減小，而復(fù)配抗凍劑的添加可以較好抑制蛋白質(zhì)的變性。蛋白在凍藏過程中發(fā)生氧化變性，巰基會氧化形成二硫鍵，因此造成巰基含量的降低[24]。隨著凍藏時間的延長，鰱魚滑的巰基含量也隨之下降。其中未添加抗凍劑的空白對照組下降幅度較大，前25 d下降最顯著（P＜0.05），隨后下降幅度減??；抗凍劑組下降幅度較小。在同一時間同一凍藏溫度下，抗凍劑組的巰基含量均比空白對照組的高。結(jié)果說明，-20℃凍藏過程中，魚滑巰基含量會因蛋白變性逐漸減小，而復(fù)配抗凍劑的添加可以較好抑制蛋白質(zhì)的變性。

綜上，通過穩(wěn)定性試驗證明該復(fù)合抗凍劑能有效抑制魚滑的品質(zhì)劣變，延緩魚滑蛋白質(zhì)的冷凍變性。目前許多研究也發(fā)現(xiàn)通過多種抗凍劑的復(fù)配，能實現(xiàn)比使用單一抗凍劑更好的抗凍保護效果[25-26]。

圖6 鰱魚滑凍藏指標(biāo)隨凍藏時間的變化Fig.6 Changes in frozen indicators of silver carp slide in different frozen time

3 結(jié)論

通過海藻糖、麥芽糖醇和山梨醇的單因素試驗，獲得6.0%的總添加量百分比，在此添加量百分比時解凍加熱后的鰱魚滑具有較高的凝膠強度，且其鹽溶性蛋白含量和Ca2+-ATPase活性也較對照組高；通過對3種抗凍劑進行配方均勻設(shè)計試驗，得出最佳的抗凍劑配方為：海藻糖16%，麥芽糖醇22%和山梨糖醇62%，凍藏穩(wěn)定性試驗證明該配方能有效抑制魚滑凍藏過程中的品質(zhì)劣變，延緩蛋白質(zhì)的冷凍變性。