南極磷蝦貯藏過程中氟賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化與其品質(zhì)變化的相關(guān)性分析

曹明秀,張海燕,王　媛,顧潤潤,沈曉盛,*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,上海 200090;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

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南極磷蝦貯藏過程中氟賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化與其品質(zhì)變化的相關(guān)性分析

曹明秀1,2,張海燕1,王媛1,顧潤潤1,沈曉盛1,*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,上海 200090;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

本文以TVB-N(揮發(fā)性鹽基氮)和TBARS(硫代巴比妥酸反應(yīng)物)作為品質(zhì)指標(biāo),模擬食品的貯藏條件,分析南極磷蝦中氟的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化與其品質(zhì)變化的相關(guān)性。實驗結(jié)果表明,新鮮解凍后的南極磷蝦分別暴露在常溫(20 ℃)10 h、冷藏(4 ℃)28 h后,其TVB-N值分別由9.85 mg/100 g增加到31.96 mg/100 g和30.19 mg/100 g,超過海蝦中規(guī)定的限量要求(30 mg/100 g);冷凍(-20、-40、-80 ℃)6個月后,其TVB-N均未超過30 mg/100 g。TBARS值在常溫(20 ℃)8 h、冷藏(4 ℃)20 h后,均超過1 mg MDA/kg,之后進(jìn)一步氧化其值下降;冷凍(-20、-40、-80 ℃)6個月后,TBARS值均未出現(xiàn)下降的趨勢。在冷凍(-20、-40、-80 ℃)6個月、冷藏(4 ℃)28 h和常溫(20 ℃)12 h下南極磷蝦中的總氟含量幾乎不發(fā)生變化;游離態(tài)氟在不同貯藏條件下含量均增高,且存明顯差異性(p<0.05);相關(guān)性分析結(jié)果表明,游離氟含量變化與TVB-N和TBARS的變化呈明顯的正相關(guān),說明南極磷蝦的品質(zhì)變化對氟的形態(tài)轉(zhuǎn)化有較大的影響。

南極磷蝦,形態(tài)轉(zhuǎn)化,品質(zhì)變化,相關(guān)性分析

南極磷蝦(Euphausiasuperba)蘊藏量大,因富含多種不飽和脂肪酸和優(yōu)質(zhì)蛋白,營養(yǎng)價值極高,其開發(fā)利用無疑是緩解我國人口增加與優(yōu)質(zhì)動物油脂和蛋白資源短缺這一矛盾的有效途徑之一,因而南極磷蝦被我國列為有待開發(fā)的戰(zhàn)略性極地生物資源[1-4]。然而,早在1978年挪威科學(xué)家Soevik就發(fā)現(xiàn)南極磷蝦體內(nèi)的氟含量極高,其整蝦(干重)的氟含量為2400 mg/kg、頭胸部4260 mg/kg、甲殼3300 mg/kg、肌肉570 mg/kg[5],遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人體所能允許攝入的最大安全限量(100 mg/kg),至今高氟依舊是南極磷蝦資源食用價值開發(fā)的瓶頸。隨著南極磷蝦中高氟異常的關(guān)注度增強,人們對南極磷蝦中氟的分布進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鮮活南極磷蝦中氟主要集中在外殼上,其含氟量最高為4304 mg/kg,新鮮脫殼的肌肉中氟含量僅為60 mg/kg;但經(jīng)冷凍保存后對氟的分析發(fā)現(xiàn),南極磷蝦肌肉中的氟含量最低為370 mg/kg,是冷凍前肌肉中氟含量的6倍以上,表明冰凍蝦殼中氟有向肌肉遷移的現(xiàn)象[6],然而,這種遷移是否與其品質(zhì)變化有關(guān)尚未見其報道。也有研究表明,不同的凍藏溫度對南極磷蝦的品質(zhì)影響也不一樣,凍藏溫度越低,對其品質(zhì)變化的影響越小[7-9]。但這些研究均未涉及南極磷蝦的品質(zhì)變化對其氟的形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。本文模擬南極磷蝦從采捕后到加工過程中,研究凍藏、冷藏和常溫這三種儲存狀態(tài)下的品質(zhì)變化對氟的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化影響,采用離子色譜分析南極磷蝦在貯藏過程中游離態(tài)氟與結(jié)合態(tài)氟之間的轉(zhuǎn)化,擬揭示南極磷蝦中氟形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響參數(shù),為南極磷蝦資源進(jìn)一步開發(fā)利用提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

南極磷蝦于2014年8月采自南極地區(qū),采捕上岸后,立即放入-20 ℃的冰箱冷凍保存經(jīng)過50 d后運回實驗室;高氯酸、氫氧化鈉、鹽酸、硼酸、甲基紅、甲基藍(lán)、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、丙二醛標(biāo)準(zhǔn)試劑分析純,均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑上海有限公司;氟標(biāo)準(zhǔn)溶液1.000 g/L,購于中國計量科學(xué)研究院。

850 Professional IC離子色譜瑞士萬通公司;SILVER型均質(zhì)機(jī)西班牙IUL公司;離心機(jī)美國Thermo公司;半微量定氮儀國藥集團(tuán)化學(xué)試劑上海有限公司;721可見分光光度計上海菁華科技儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1貯藏實驗將采捕冷凍后的南極磷蝦整蝦樣品分別放置于常溫(20 ℃)、冷藏(4 ℃)和凍藏(-20、-40、-80 ℃)條件下,測定其TVB-N、TBARS、總氟和游離氟的含量變化。其中常溫貯藏12 h,每2 h測定1次;冷藏貯藏28 h,每4 h測定1次;凍藏時間6個月,每月測定1次。

1.2.2揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)測定TVB-N測定參照SC/T 3032-2007水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測定[10],稱取10 g樣品,90 mL高氯酸溶液(0.6 mol/L)提取30 min,離心,取5 mL上清液按半微量定氮法進(jìn)行測定,并用高氯酸溶液做空白對照,結(jié)果用mg/100 g表示。

1.2.3硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)(TBARS)測定TBARS測定參照GB/T 5009.181-2003豬油中丙二醛的測定[11],南極磷蝦樣品均質(zhì)后取10 g,50 mL 7.5%三氯乙酸(含0.1%的EDTA)提取30 min,過濾,取5 mL濾液加入5 mL TBA(0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液),于90 ℃水浴40 min,取出冷卻至室溫,532 nm處比色法進(jìn)行測定,結(jié)果以每千克蝦肉中丙二醛的毫克數(shù)來表示(mg MDA/kg)。

1.2.4總氟的測定總氟的測定按照參考文獻(xiàn)[12]中離子色譜條件進(jìn)行測定。

1.2.5游離氟的測定參照文獻(xiàn)[13]的測定方法,稱取5.0 g南極磷蝦樣品,用100 mL去離子水振蕩提取10 min后,取上清液于-20 ℃冷凍1 h后,解凍離心(4000 r/min)10 min,按照總氟測定方法采用離子色譜上機(jī)測定。

1.2.6數(shù)據(jù)分析實驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0進(jìn)行處理與分析。

2　結(jié)果與討論

2.1貯藏溫度對南極磷蝦中揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的影響

TVB-N是指動物性食品由于酶和細(xì)菌的作用,在腐敗過程中蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì),通常用來衡量水產(chǎn)品及肉制品腐敗程度的一項重要品質(zhì)指標(biāo)。圖1是南極磷蝦在凍藏(-20、-40、-80 ℃)、冷藏(4 ℃)和常溫(20 ℃)下TVB-N的變化趨勢。從圖1中可以看出,隨著貯藏時間的延長,南極磷蝦的TVB-N值均不斷增加,說明在貯藏過程中,南極磷蝦的鮮度均在下降,且不同貯藏條件下的變化存在顯著差異(p<0.05)。實驗?zāi)蠘O磷蝦中TVB-N的初始值較低(9.85 mg/100 g),說明其鮮度較好,但在常溫20 ℃貯藏4 h時,TVB-N值由9.85 mg/100 g迅速增加到19.08 mg/100 g;10 h時,TVB-N值達(dá)到31.96 mg/100 g,超過海蝦中TVB-N的可接受限值30 mg/100 g[14]。在4 ℃冷藏下,TVB-N值較20 ℃時變化遲緩,但貯藏24 h接近海蝦中TVB-N的規(guī)定值,其值為28.42 mg/100 g,28 h時達(dá)到30.19 mg/100 g,超出海蝦中TVB-N的規(guī)定限值。在冷凍下,南極磷蝦中TVB-N的變化相對較小,貯藏6個月時,TVB-N值由9.85 mg/100 g分別變化為27.26 mg/100 g(-20 ℃)、20.27 mg/100 g(-40 ℃)和15.12 mg/100 g(-80 ℃)。三個凍藏溫度之間存在顯著性差異(p<0.05),但在貯藏6個月期間均未超過海蝦中的規(guī)定限值,說明冷凍能有效抑制南極磷蝦中酶和細(xì)菌的作用而減緩蛋白質(zhì)的分解,且凍藏溫度越低,效果越好。

圖1　不同貯藏溫度下南極磷蝦中TVB-N值的變化Fig.1　Changes of TVB-N of Antarctic krillat different storage temperature

2.2貯藏溫度對南極磷蝦中硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)(TBARS)的影響

TBARS是水產(chǎn)品和肉類中脂肪氧化分解產(chǎn)生的醛、酮、酸等物質(zhì),在一定程度上反應(yīng)了脂肪氧化的程度,也是用來衡量肉類和水產(chǎn)品在貯藏過程中的品質(zhì)變化指標(biāo)。圖2是南極磷蝦在凍藏(-20、-40、-80 ℃)、冷藏(4 ℃)和常溫(25 ℃)下的TBARS的變化趨勢。在常溫20 ℃貯藏4 h后,南極磷蝦中TBARS值由0.51 mg MDA/kg增加到0.82 mg MDA/kg,8 h時達(dá)到最大值1.08 mg MDA/kg,之后出現(xiàn)下降趨勢,10 h降至0.97 mg MDA/kg,12 h為0.90 mg MDA/kg,這種先升后降的現(xiàn)象是由于TBARS值測定的特征物質(zhì)是丙二醛,而丙二醛隨著南極磷蝦脂肪的進(jìn)一步氧化后,使得丙二醛進(jìn)一步氧化為醇類等物質(zhì)[15],從而導(dǎo)致TBARS值降低的現(xiàn)象。冷藏4 ℃時,TBARS值變化較20 ℃時緩慢,但趨勢相同,貯藏20 h后達(dá)到1.05 mg MDA/kg,24 h達(dá)到最高值1.14 mg MDA/kg,28 h時降至1.03 mg MDA/kg。在冷凍條件下,三個溫度存在顯著性差異(p<0.05),貯藏6個月后,TBARS值由0.51 mg MDA/kg分別變化為1.07 mg MDA/kg(-20 ℃),0.91 mg MDA/kg(-40 ℃)和0.78 mg MDA/kg(-80 ℃),未出現(xiàn)TBARS值降低的現(xiàn)象,說明TBARS進(jìn)一步氧化速率弱于初始氧化速率。有研究報道,當(dāng)蝦類產(chǎn)品中TBARS值達(dá)到1 mg MDA/kg,其感官為不可接受狀態(tài)[9]。南極磷蝦貯藏在常溫4 h、冷藏10 h、冷凍(-20 ℃)6個月以上,其品質(zhì)指標(biāo)TBARS均為不可接受狀態(tài)。

圖2　不同貯藏溫度下南極磷蝦中TBARS值的變化Fig.2　Changes of TBARS of Antarctic krillat different storage temperature

2.3貯藏溫度對南極磷蝦中氟的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響

氟是人體所需的雙閥值微量元素之一,過高或過低都將對人體產(chǎn)生危害。南極磷蝦中氟含量已遠(yuǎn)超過人體所能允許攝入的最大安全限量(100 mg/kg),南極磷蝦中氟的毒性與其賦存形態(tài)有關(guān),形態(tài)不同毒性也不一樣。圖3是凍藏(-20、-40、-80 ℃)、冷藏(4 ℃)和常溫(20 ℃)下南極磷蝦整蝦中的總氟和游離氟的含量變化。從圖3(a、b)中可以看出,不同貯藏條件下南極磷蝦整蝦中的總氟含量變化均不明顯,各貯藏溫度間不存在顯著差異(p>0.05),與文獻(xiàn)中的研究報道一致[16]。從圖3(c、d)中可以看出,隨著貯藏時間的延長,南極磷蝦中游離氟在不斷的增加,說明南極磷蝦中部分結(jié)合態(tài)氟轉(zhuǎn)化成了游離態(tài)氟離子,且這種賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化在不同貯藏溫度間存在明顯差異(p<0.05)。常溫20 ℃貯藏12 h,南極磷蝦中游離態(tài)氟含量由36.918 mg/kg增加到102.129 mg/kg,4 ℃冷藏28 h游離態(tài)氟增加至88.004 mg/kg,冷凍6個月后分別增加至81.219 mg/kg(-20 ℃)、63.396 mg/kg(-40 ℃)和52.690 mg/kg(-80 ℃)。這些數(shù)據(jù)也表明,結(jié)合態(tài)氟轉(zhuǎn)化成游離態(tài)氟的速率與其貯藏條件有關(guān),常溫下結(jié)合氟轉(zhuǎn)化成游離氟速率最快,冷凍下轉(zhuǎn)化最慢。

2.4南極磷蝦中氟形態(tài)轉(zhuǎn)化與TVB-N和TBARS的相關(guān)性分析

表1是南極磷蝦氟的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化與其TVB-N和TBARS變化的相關(guān)性分析,從表1中可以看出,在冷凍(-20、-40、-80 ℃)、冷藏(4 ℃)和常溫(20 ℃)下,南極磷蝦中游離氟的產(chǎn)生均與其TVB-N和TBARS變化成明顯的正相關(guān)(R2>0.6956),說明南極磷蝦的品質(zhì)變化與氟的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化可能有關(guān),從相關(guān)性結(jié)果分析表明,南極磷蝦在貯藏過程中,其品質(zhì)下降的同時,也導(dǎo)致部分結(jié)合態(tài)氟轉(zhuǎn)化成游離態(tài)的氟。但結(jié)合態(tài)氟是從南極磷蝦的什么組織中轉(zhuǎn)化而來,如何轉(zhuǎn)化將進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

圖3　不同貯藏溫度對南極磷蝦中總氟和游離氟的含量變化Fig.3　Changes of free fluoride and total fluoride of Antarctic krill at different storage temperature

表1　南極磷蝦中氟賦存形態(tài)轉(zhuǎn)化與TVB-N和TBARS變化的相關(guān)性

3　結(jié)論

新鮮解凍后的南極磷蝦暴露在常溫(20 ℃)4 h,其TVB-N迅速增加,10 h超過海蝦中的規(guī)定的限量要求(30 mg/100 g);暴露在冷藏(4 ℃)24 h接近海蝦中TVB-N的規(guī)定值,28 h超出海蝦中TVB-N的規(guī)定限值;冷凍(-20、-40、-80 ℃)6個月,其TVB-N均未超過海蝦中的規(guī)定限值,說明冷凍能保持南極磷蝦的鮮度,且凍藏溫度越低,其效果越好。

隨著南極磷蝦TVB-N變化的同時,其TBARS也隨之變化,暴露在常溫(20 ℃)8 h,冷藏(4 ℃)20 h后,其值超過1 mg MDA/kg,之后進(jìn)一步氧化使其值下降;冷凍(-20、-40、-80 ℃)6個月,TBARS值相對較低,且均未出現(xiàn)下降的趨勢。說明凍藏對南極磷蝦中脂肪氧化有更好的抑制作用。

新鮮解凍后的南極磷蝦分別暴露在冷凍(-20、-40、-80 ℃)、冷藏(4 ℃)和常溫(20 ℃)下6個月、28 h和12 h后,其總氟含量幾乎不發(fā)生變化,但游離態(tài)氟含量均增高,且各個貯藏溫度下存明顯差異(p<0.05),游離氟含量變化與TVB-N和TBARS的變化呈明顯的正相關(guān)(R2>0.6956),說明南極磷蝦的品質(zhì)變化對其氟的形態(tài)轉(zhuǎn)化有較大的影響,但如何影響需進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。

[1]袁玥. 南極磷蝦粉營養(yǎng)成分分析及貯藏性和安全性評價[D]. 上海:上海海洋大學(xué),2013.

[2]Atkinson A,Siegel V,Pakhomov E A,et al. A re-appraisal of the total biomass and annual production of Antarctic krill[J]. Deep Sea Research Part I Oceanographic Research Papers,2009,56(5):727-740.

[3]Gigliotti J C,Davenport M P,Beamer S K,et al. Extraction and characterisation of lipids from Antarctic krill(Euphausiasuperba)[J]. Food Chemistry,2011,125(3):1028-1036.

[4]沈曉盛,韓小龍,張海燕,等. 我國對南極磷蝦的開發(fā)研究及其產(chǎn)業(yè)化利用現(xiàn)狀[J]. 現(xiàn)代食品科技,2013,29(5):1181-1184.

[5]T Soevik O R B. Fluoride in Antarctic Krill(Euphausiasuperba)and Atlantic Krill(Meganyctiphanesnorvegica)[J]. Journal of the Fisheries Research Board of Canada,1979,36(11):1414-1416.

[6]陳時華. 南極磷蝦資源開發(fā)研究現(xiàn)狀及對今后研究的建議[J]. 東海海洋,1990,8(2):63-73.

[7]俞所銀,包建強,李越華,等. 南極磷蝦在不同凍藏溫度下品質(zhì)變化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2014,40(1):232-237.

[8]李學(xué)英,劉會省,楊憲時,等. 凍藏溫度對南極磷蝦品質(zhì)變化的影響[J]. 現(xiàn)代食品科技,2014,30(6):191-195.

[9]遲海,李學(xué)英,楊憲時,等. 南極磷蝦凍藏溫度下的品質(zhì)變化及其貨架期分析[J]. 水產(chǎn)學(xué)報,2012,36(1):153-160.

[10]SC/T 3032-2007水產(chǎn)品擴(kuò)發(fā)性法鹽基氮的測定[S].

[11]GB/T5009.181-2003豬油中丙二醛的測定[S].

[12]沈曉盛,李彥霖,張海燕,等. 南極磷蝦中氟與礦質(zhì)元素的分布特征及其相關(guān)性分析[J]. 現(xiàn)代食品科技,2013,29(9):2279-2282.

[13]劉慶. 離子色譜法測定牙膏中游離氟的含量[J]. 牙膏工業(yè),2009,19(2):39-40.

[14]Angel S,Basker D,Kanner J,et al. Assessment of shelf life of fresh water prawns stored at 0 ℃[J]. International Journal of Food Science & Technology,1981,16(4):357-366.

[15]Park S Y,Kim Y J,Lee H C,et al. Effects of pork meat cut and packaging type on lipid oxidation and oxidative products during refrigerated storage(8 ℃).[J]. Journal of Food Science,2008,73(3):C127-C134.

[16]朱蘭蘭,趙彥玲,周德慶,等. 南極磷蝦凍藏過程中氟的遷移變化規(guī)律[J].中國食品學(xué)報,2015,15(4):81-86.

Analysis of the relationship between fluoride form transformation and quality change in Antarctic krill(Euphausiasuperba)

CAO Ming-xiu1,2,ZHANG Hai-yan1,WANG Yuan1,GU Run-run1,SHEN Xiao-sheng1,*

(1.East China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Shanghai 200090,China;2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

The relationship between fluoride form transformation and quality change in Antarctic krill was studied through analyzing total volatile base nitrogen(TVB-N),thiobarbituric acid-reactive substance(TBARS)as the quality indicators while Antarctic krill was stored at -20,-40,-80,4,20 ℃. The result demonstrated TVB-N value went up from 9.85 mg/100 g to 31.96 mg/100 g and 30.19 mg/100 g,respectively,when the fresh unfrozen Antarctic krill were stored at 20 ℃ for 10 hours and 4 ℃ for 28 hours,exceeding the limit standard in shrimp of 30 mg/100 g,the TVB-N value were all less than 30 mg/100 g in frozen storage(-20,-40,-80 ℃)for six months. TBARS value both exceeded 1 mg MDA stored at 20 ℃ for 8 hours and 4 ℃ for 20 hours,then reduced along with further oxidation,TBARS value showed no downtrend in frozen storage(-20,-40,-80 ℃)for six months. Total fluoride content showed no significant difference in all the storage conditions frozen storage(-20,-40,-80 ℃)of six months,4 ℃ of 28 hours,20 ℃ of 12 hours. Free fluoride content was always increasing and showed significant difference(p<0.05). The result demonstrated free fluoride content had obvious positive correlation with TVB-N and TBARS,quality change of Antarctic krill had a greater impact on fluoride form transformation.

Antarctic krill;form transformation;quality change;correlation analysis

2016-02-22

曹明秀(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：南極磷蝦中氟的安全性評價，E-mail:caomingxiu6080@163.com。

沈曉盛(1977-)，男，副研究員，研究方向：水產(chǎn)品質(zhì)量安全與控制技術(shù)，E-mail:foodsmc98@126.com。

國家自然科學(xué)基金面上項目(31471672)；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費項目(2011M13)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)16-0325-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.057