液氮超低溫凍結(jié)對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響

姚潔玉， 楊水兵， 余海霞， 江楊陽， 邵 穎， 胡亞芹，*

(1.浙江大學(xué) 食品與營養(yǎng)系/浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/馥莉食品研究院， 浙江 杭州 310058;2.浙江大學(xué) 舟山海洋研究中心， 浙江 舟山 316021)

?

液氮超低溫凍結(jié)對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響

姚潔玉1，2， 楊水兵2， 余海霞2， 江楊陽1，2， 邵 穎1， 胡亞芹1，2，*

(1.浙江大學(xué) 食品與營養(yǎng)系/浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/馥莉食品研究院， 浙江 杭州 310058;2.浙江大學(xué) 舟山海洋研究中心， 浙江 舟山 316021)

用液氮超低溫凍結(jié)技術(shù)，采用2 min降溫至-90 ℃、5 min降溫至-90 ℃、2 min降溫至-70 ℃三種不同降溫速率，將三疣梭子蟹分別凍結(jié)至中心溫度-25，-35，-45，-55 ℃;后貯藏在-20，-35，-40 ℃的條件下，以硫代巴比妥酸(TBA)值、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值、總巰基含量、鹽溶性蛋白含量等為指標(biāo)，比較不同處理對(duì)梭子蟹蟹肉的品質(zhì)影響，為研究液氮超低溫凍結(jié)技術(shù)及梭子蟹最佳品質(zhì)保持技術(shù)提供理論支持。結(jié)果表明：隨著中心溫度的降低和凍結(jié)速率的加快，總巰基含量和鹽溶性蛋白含量降低趨勢(shì)均減緩，TBA值和TVB-N值均逐漸降低，中心溫度凍結(jié)至-25 ℃的樣品的TVB-N值為15.85mg/100 g，而凍結(jié)至-55 ℃的樣品僅12.99 mg/100 g；-35 ℃貯藏條件下樣品的TVB-N值和TBA值都比-20 ℃和-40 ℃貯藏的樣品低。研究可知，2 min柜內(nèi)降溫至-90 ℃，中心溫度-55 ℃，-35 ℃冷庫貯藏，比較有利于梭子蟹液氮凍結(jié)貯藏。

梭子蟹; 液氮超低溫凍結(jié); 降溫速率; 貯藏溫度； 中心溫度

梭子蟹(Portunustrituberculatus)肉肥細(xì)嫩、味道鮮美，蛋白質(zhì)含量極高，必需脂肪酸和維生素A、D含量極為豐富[1]，為國人所喜愛，也是我國出口創(chuàng)匯的主要水產(chǎn)品之一。梭子蟹被中國視為重要的水產(chǎn)資源，但是因?yàn)槠浼∪庵懈缓鞍踪|(zhì)、脂肪及多種礦物質(zhì)，死亡后極易腐敗變質(zhì)，蟹肉還會(huì)發(fā)生肌肉“糊化”現(xiàn)象。為了減輕梭子蟹的品質(zhì)劣化，抑制肌纖維的糊化，通常采用低溫凍藏方法。有研究通過監(jiān)控蟹肉脂肪氧化程度與肌原纖維蛋白的變化情況，探究維持蟹肉品質(zhì)最佳的冷凍方法，研究顯示與平板速凍和冰柜凍結(jié)相比，液氮速凍更利于維持蟹肉的品質(zhì)[2]。

液氮超低溫凍結(jié)方式主要采用液氮降低梭子蟹的中心溫度，并將其貯藏在-18 ℃以下的環(huán)境中，抑制微生物和酶的作用，以達(dá)到梭子蟹的保鮮目的。王陽光等[3]在研究速凍方式對(duì)梭子蟹貯藏理化指標(biāo)和品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn)，液氮噴淋凍結(jié)方式能較好地保持梭子蟹肉的品質(zhì)，一定程度上降低蛋白質(zhì)變性速度，保持其肉質(zhì)的口感和風(fēng)味。近年來，關(guān)于不同凍結(jié)方式對(duì)水產(chǎn)品肌肉品質(zhì)影響的研究越來越受到人們的關(guān)注，夏杏洲等[4]就不同凍結(jié)方式對(duì)軍曹魚片品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)、感官的影響進(jìn)行研究，表明不同凍結(jié)方式對(duì)軍曹魚生、熟魚片的感官品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，凍結(jié)速率的提高有利于提高其品質(zhì)。楊金生等[5]在進(jìn)行梭子蟹TPA質(zhì)構(gòu)分析及不同凍藏溫度對(duì)其品質(zhì)影響的研究發(fā)現(xiàn)，溫度越低越能保持梭子蟹背部肌肉品質(zhì)，尤其是在-80 ℃的超低溫保藏條件下，其硬度與新鮮樣最為接近，其感官評(píng)分與質(zhì)構(gòu)變化一致。本文以鹽溶性蛋白、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen，TVB-N)含量、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)含量、巰基含量等為指標(biāo)，研究?jī)?yōu)化液氮速凍條件，特別是中心溫度、降溫速率、貯藏溫度等因素對(duì)梭子蟹肌肉品質(zhì)的影響，為梭子蟹冷凍品質(zhì)保持提供技術(shù)支撐，以促進(jìn)液氮深度快速凍結(jié)技術(shù)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮舟山三疣梭子蟹，購于浙江省舟山國際水產(chǎn)城舟漁活鮮碼頭，8月捕獲期捕撈，均重400 g左右，選取個(gè)體完整肥大、顏色鮮活飽滿、螯足大的梭子蟹。流水清洗梭子蟹外殼表面，30 min內(nèi)用冰盒運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行不同處理。

1.2 主要儀器設(shè)備

AR124CN型電子分析天平，美國Ohaus公司；DK- S24型恒溫水浴鍋，上海森信有限公司；98- 1B型電子恒溫電熱套，上海光正醫(yī)療儀器有限公司；IKA- RH- basical型磁力攪拌器，德國IKA有限公司；UV- 1800PC型紫外可見分光光度計(jì)，上海美普達(dá)有限公司；XBLL- 23A型絞肉機(jī)，上海帥佳電子科技有限公司；EF20K型pH計(jì)，上海梅特勒托利多儀器有限公司；TGL- 16G型高速臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；液氮深冷速凍機(jī)，浙江大學(xué)舟山海洋研究中心自備。

1.3 樣品處理

梭子蟹樣品沖洗瀝水后放入液氮噴淋裝置內(nèi)，控制各參數(shù)，使液氮裝置內(nèi)降溫設(shè)置為2 min柜內(nèi)溫度降至-90 ℃，梭子蟹20 min內(nèi)中心溫度分別降到-25，-35，-45，-55 ℃，處理后分別標(biāo)記1，2，3，4，分裝封口，貯藏在-20 ℃冰柜中；梭子蟹樣品沖洗瀝水后放入液氮噴淋裝置內(nèi)，控制各參數(shù)，使液氮裝置內(nèi)降溫設(shè)置分別為5 min柜內(nèi)溫度降至-90 ℃、2 min柜內(nèi)溫度降至-70 ℃、2 min柜內(nèi)溫度降至-90 ℃，梭子蟹 20 min 內(nèi)中心溫度降到-55 ℃，處理后分別標(biāo)記為5，6，8，分裝封口，貯藏在-35 ℃冷庫中；梭子蟹樣品沖洗瀝水后放入液氮噴淋裝置內(nèi)，控制各參數(shù)，使液氮裝置內(nèi)降溫設(shè)置為2 min柜內(nèi)溫度降至-90 ℃，梭子蟹 20 min 內(nèi)中心溫度降到-55 ℃，處理后標(biāo)記為7，封口，貯藏在-40 ℃冰箱中；樣品處理方式見表1。

1.4 理化指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定

參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中的方法測(cè)定并計(jì)算TVB-N的值。

表1 樣品處理方式

1.4.2 鹽溶性蛋白含量的測(cè)定

稱取2份絞碎的梭子蟹肉，每份2.00 g，分別放入2支50 mL的離心管中，1支加入20 mL高離子磷酸緩沖溶液(0.5 mol/L KCl，0.01 mol/L NaH2PO4，0.03 mol/L Na2HPO4)，另1支加入20 mL低離子磷酸緩沖液(0.025 mol/L Na2HPO4，0.025 mol/L Na2HPO4)，震蕩搖勻后靜置，前者3 h，后者1 h。在4 000 r/min下離心10 min，取上清液，加入10 mL 15%三氯乙酸，靜置后加入20 mL 1 mol/L 的NaOH溶液，分別以高、低磷酸鹽緩沖液定容到50 mL，最后用雙縮脲試劑測(cè)定蛋白質(zhì)含量。鹽溶性蛋白含量為高鹽溶液中蛋白質(zhì)的含量減去低鹽溶液中蛋白質(zhì)的含量。

1.4.3 肌原纖維的提取

稱取絞碎的梭子蟹肉2.00 g，加入20 mL已預(yù)冷的高離子鹽溶液(0.1 mol/L KCl，0.01 mol/L Na2CO3，0.04 mol/L NaHCO3)，震蕩搖勻后加入20 mL冰水稀釋，在4 000 r/min下離心10 min，倒出上清液，取出沉淀物，沉淀物繼續(xù)離心[6]。重復(fù)上述步驟3次，得到肌原纖維沉淀物，定容到100 mL容量瓶中，得到的肌原纖維懸濁液用來測(cè)定總巰基含量。

1.4.4 總巰基含量的測(cè)定

量取1.4.3中提取出來的肌原纖維蛋白懸濁液1 mL，加入9 mL 0.2 mmol/L的Tris- HCl溶液(10 mmol/L EDTA，2%SDS，8 mol/L 尿素，0.6 mol/L KCl，pH值6.8)，加入1 mL 0.1% 5,5′-二硫代雙(2-硝基)苯甲酸(DTNB)[7]。混合均勻后在40 ℃下水浴25 min，在波長412 nm處測(cè)定溶液的吸光度，空白對(duì)照用0.6 mol/L 的KCl溶液。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次后取平均值，按照式(1)計(jì)算巰基含量。

巰基質(zhì)量摩爾濃度=(A×n)/(ε×ρ)，

(1)

式(1)中：A為412 nm波長處的吸光度值；n為稀釋倍數(shù)；ε為摩爾吸光系數(shù)13 600，L/(mol·cm)；ρ為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/mL。

1.4.5 硫代巴比妥酸的測(cè)定

稱取10.00 g已經(jīng)研細(xì)了的梭子蟹樣品，加入50 mL 7.5%的含有0.1% EDTA三氯乙酸，振搖30 min后用雙層濾紙過濾2次[8]。取5 mL濾液，加入5 mL 0.02 mol/L TBA 溶液，沸水浴40 min后取出冷卻1 h，在1 500 r/min下離心25 min，取上清液，加入5 mL 氯仿，震蕩搖勻靜置后，取上清液分別在532 nm和600 nm 波長處測(cè)定吸光度，并按照式(2)計(jì)算TBA值。

TBA(mg/100 g)=(A532-A600)/155×m×72.6×0.05×100，

(2)

式(2)中：m為梭子蟹樣品的質(zhì)量。

1.4.6 pH值的測(cè)定

稱取絞碎的梭子蟹背部肌肉10.00 g于燒杯中，加入煮沸后已冷卻的蒸餾水100 mL，震蕩搖勻，靜置30 min，將已經(jīng)標(biāo)定了的pH計(jì)電極插入燒杯中，等讀數(shù)穩(wěn)定后記錄讀數(shù)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 中心溫度對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響

2.1.1 中心溫度對(duì)梭子蟹TVB-N值的影響

TVB-N值是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的指標(biāo)之一，它和鮮度之間有著很高相關(guān)性[10]。通常認(rèn)為，當(dāng)TVB-N值為0.20～0.66 mg/kg 時(shí)，肉品質(zhì)優(yōu)良；當(dāng)TVB-N值超過1.00 mg/kg時(shí)，肉已經(jīng)變質(zhì)，不能再食用。因此，TVB-N值被廣泛用作判斷水產(chǎn)品腐敗程度的指標(biāo)，它反映了水產(chǎn)品因內(nèi)源性酶和微生物分解蛋白質(zhì)與非蛋白物質(zhì)而產(chǎn)生的具有揮發(fā)性的氨、二甲胺和三甲胺等的情況[11]。TVB-N是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品鮮度常用的方法，TVB-N含量愈低表明新鮮度愈高。不同中心溫度梭子蟹TVB-N值的變化見圖1。

由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，4組梭子蟹的TVB-N值都呈上升趨勢(shì)。在0～3 d內(nèi)，第1組TVB-N值上升的速度明顯高于其他3組；在整個(gè)貯藏過程中，第3組的TVB-N值上升較慢，第1組、第2組的TVB-N值在貯藏前期上升較快，后期變緩，第4組的TVB-N值一直處于均勻上升的狀態(tài)；最終第2組的TVB-N值與第3組、第4組接近，且貯藏60d后TVB-N值均小于16 mg/100 g，未超過海產(chǎn)品二級(jí)鮮度指標(biāo)。由此可見，液氮凍結(jié)的梭子蟹品質(zhì)整體較好。第3組和第4組可能是由于液氮速凍梭子蟹中心溫度較低，達(dá)到-45 ℃左右，微生物生長繁殖減弱，酶的活性較低，蟹肉組織結(jié)構(gòu)未受破壞，品質(zhì)保持較好，因而TVB-N值增長較慢。

圖1 不同中心溫度梭子蟹TVB-N值的變化Fig.1 Change of TVB-N value in swimming carb with different central temperatures

2.1.2 中心溫度對(duì)梭子蟹鹽溶蛋白含量的影響

鹽溶性蛋白(salt soluble protein，SSP or EPN)的含量表示的是魚肉蛋白質(zhì)中肌球蛋白的鹽溶解性，它反映肌動(dòng)球蛋白桿部性質(zhì)的變化。肌動(dòng)球蛋白是構(gòu)成肌原纖維蛋白的主要成分，EPN的含量可以反映肌原纖維蛋白的變性程度[12]。蛋白質(zhì)變性后，肌原纖維蛋白溶解度降低，EPN減少(見圖2)。

由圖2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，4組梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比均呈下降趨勢(shì)，在貯藏前期，4組梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比下降速度較快，貯藏15 d后下降速度變慢。在整個(gè)貯藏期間，第4組鹽溶蛋白質(zhì)量比下降速度最慢，當(dāng)貯藏天數(shù)達(dá)到60 d時(shí)，第4組的鹽溶性蛋白質(zhì)量比高于其他3組。由此可見，凍結(jié)中心溫度的降低，能夠抑制肌原纖維蛋白溶解，保持產(chǎn)品品質(zhì)，當(dāng)凍結(jié)中心溫度至-55～-45 ℃時(shí)，梭子蟹品質(zhì)較好。

圖2 不同中心溫度梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比的變化Fig.2 Change of salt soluble protein in swimming carb with different central temperatures

2.1.3 中心溫度對(duì)梭子蟹總巰基含量的影響

巰基是肌原纖維蛋白中活性最強(qiáng)的功能基團(tuán)，肌原纖維蛋白中的活性巰基容易被氧化，生成二硫鍵。在貯藏過程中，蛋白質(zhì)變性后結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，埋藏在蛋白質(zhì)內(nèi)部的活性巰基可能暴露于蛋白表面，氧化形成二硫鍵，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象進(jìn)一步改變，蛋白質(zhì)的冷凍變性使總巰基含量減少，二硫鍵數(shù)目上升。二硫鍵的形成會(huì)影響蛋白質(zhì)的一些功能特性，如持水性、乳化性和溶解性，影響水產(chǎn)品質(zhì)量。巰基含量的變化反映了蛋白質(zhì)的變性程度[13]。不同中心溫度梭子蟹總巰基含量的變化見圖3。

圖3 不同中心溫度梭子蟹總巰基質(zhì)量摩爾濃度的變化Fig.3 Change of total sulfydryl in swimming carb with different central temperatures

由圖3可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，總巰基質(zhì)量摩爾濃度顯著降低，且因?yàn)橹行臏囟鹊牟煌尸F(xiàn)出顯著的差異，貯藏60 d后，第1組、第2組總巰基質(zhì)量摩爾濃度最低?？赡苁怯捎谙鄬?duì)較高中心溫度產(chǎn)生了更大的冰晶，加深了梭子蟹肌肉細(xì)胞的機(jī)械損傷程度，使得肌原纖維蛋白更易變質(zhì)。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，暴露出了分子內(nèi)部的巰基，巰基被氧化成二硫鍵而導(dǎo)致其質(zhì)量摩爾濃度降低[14]。由此可見，中心溫度達(dá)到-45～-55 ℃時(shí)，能極好保持產(chǎn)品品質(zhì)。

2.1.4 中心溫度對(duì)梭子蟹TBA值的影響

TBA值能反映脂肪氧化腐敗程度，是判斷脂肪氧化的重要指標(biāo)[15]。脂肪氧化和水解產(chǎn)生的酮類與醛類物質(zhì)是引起梭子蟹品質(zhì)劣變的重要原因之一。梭子蟹是一種高蛋白高脂肪的水產(chǎn)品，其脂肪酸大多為不飽和脂肪酸，極易與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生丙二醛(MAD)。不同中心溫度下梭子蟹TBA值的變化見圖4。

圖4 不同中心溫度下梭子蟹TBA值的變化Fig.4 Change of TBA value in swimming carb with different central temperatures

由圖4可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，4組梭子蟹的TBA值都呈上升趨勢(shì)。貯藏7 d時(shí)，第2組、第3組、第4組的TBA值上升緩慢，而第1組上升明顯，第4組在整個(gè)貯藏過程中TBA值均較低，可能是在凍結(jié)過程中，由于梭子蟹中心溫度較低，蟹肉內(nèi)的自由水含量較少，減緩了脂肪氧化速度，從而TBA值較低。

2.1.5 中心溫度對(duì)梭子蟹pH值的影響

梭子蟹屬于高蛋白食品，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，很適合微生物的生長，雖然在低溫凍結(jié)過程中可以抑制大部分微生物的活動(dòng)，但是仍有部分耐低溫的微生物生長繁殖和酶解活動(dòng)造成梭子蟹蛋白質(zhì)的降解，進(jìn)而產(chǎn)生胺類等堿性物質(zhì)，使得pH值升高，見圖5。

圖5 不同中心溫度梭子蟹pH值的變化Fig.5 Change of pH in swimming carb with different central temperatures

由圖5可知，隨著貯藏時(shí)間的延長，4組梭子蟹的pH值均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。這是因?yàn)樵谫A藏初期，肌肉中的糖原和ATP等物質(zhì)分解產(chǎn)生了酸性物質(zhì)，使得pH值下降，鮮度下降，而后隨著貯藏時(shí)間的延長，在細(xì)菌的作用下蟹肉表面蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生堿性物質(zhì)，pH值升高[16]。第4組pH值變化最明顯，在貯藏初期，pH值的降低與升高均大于其他組3組；在貯藏后期，4組pH值上升速率緩慢，數(shù)值接近?？梢?，中心溫度對(duì)梭子蟹產(chǎn)品的pH值影響不是非常明顯。

2.2 降溫速率對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響

2.2.1 降溫速率對(duì)梭子蟹TVB-N值的影響

不同降溫速率梭子蟹TVB-N值的變化見圖6?？芍S著貯藏時(shí)間的延長，3組梭子蟹的TVB-N值都呈上升趨勢(shì)。第5組TVB-N值在貯藏初期上升的速率較快，明顯高于其他2組，第6組、第8組的TVB-N值上升較慢，可能由于這兩組的液氮速凍溫度較低，對(duì)蟹肉肌肉結(jié)構(gòu)影響小，其組織結(jié)構(gòu)未受破壞，受微生物和酶作用也較小，因而TVB-N的值的增長較慢。貯藏時(shí)間達(dá)到60 d后，第8組的TVB-N值明顯低于另外2組，且3組的TVB-N值均小于18 mg/100 g，未超過海產(chǎn)品二級(jí)鮮度指標(biāo)。由此可知，液氮凍結(jié)的梭子蟹品質(zhì)整體較好。

圖6 不同降溫速率梭子蟹TVB-N值的變化Fig.6 Change of TVB-N value in swimming carb by different cooling rates

2.2.2 降溫速率對(duì)梭子蟹鹽溶蛋白含量的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長，3組梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)(見圖7)。可能是因?yàn)楸У男纬蓪?dǎo)致了蛋白質(zhì)結(jié)合水的流失，使蛋白質(zhì)形成交聯(lián)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。在貯藏前期，3組梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比迅速下降，第5組和第6組變化相對(duì)較一致，貯藏14 d后下降速度變慢。在整個(gè)貯藏期間，第8組鹽溶蛋白質(zhì)量比下降速度比第5組和第6組都慢，可能是由于其降溫速率較快，凍結(jié)過程中形成的冰晶體較小，對(duì)梭子蟹肌原纖維的擠壓程度較小，從而蟹肉蛋白的集結(jié)成束程度降低，變性程度降低。這與汪之和等[17]關(guān)于凍結(jié)速度對(duì)鰱魚背部肌肉鹽溶性蛋白的影響的研究結(jié)果一致，即在-18 ℃慢凍中,鹽溶性蛋白溶解度下降的幅度比-40 ℃速凍增加了5.1%。

圖7 不同降溫速率下梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比的變化Fig.7 Change of salt soluble protein in swimming carb by different cooling rates

凍結(jié)過程中肌肉蛋白質(zhì)的變性是由于結(jié)合水和自由水結(jié)冰導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)被擠壓扭曲發(fā)生變化而產(chǎn)生的。同時(shí)結(jié)冰導(dǎo)致水分的流失，細(xì)胞內(nèi)的鹽分被濃縮，離子強(qiáng)度增加，蛋白質(zhì)更易變性[18]。肌肉蛋白質(zhì)的變性程度與最終溫度和凍結(jié)速度2個(gè)條件有關(guān)，一般來說，凍結(jié)速度越快，蛋白質(zhì)變性程度越小，但與凍結(jié)溫度的關(guān)系隨著溶液狀態(tài)的不同發(fā)生變化[19]。俞裕明等[20]關(guān)于不同的凍結(jié)速率對(duì)南方鲇魚的理化和感官品質(zhì)的影響的研究結(jié)果顯示，在一定范圍內(nèi)，速凍比慢凍能夠減少鲇魚蛋白質(zhì)的變性，當(dāng)凍結(jié)速率超過某一值時(shí)，凍結(jié)速率對(duì)魚肉蛋白變性的影響減弱。

2.2.3 降溫速率對(duì)梭子蟹總巰基含量的影響

圖8 不同降溫速率梭子蟹總巰基質(zhì)量摩爾濃度的變化Fig.8 Change of total sulfydryl in swimming carb by different cooling rates

隨著時(shí)間的延長，總巰基含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(見圖8)。貯藏前期，3組總巰基質(zhì)量摩爾濃度都快速下降，貯藏7 d之后，第6組、第8組下降趨勢(shì)減緩，第5組繼續(xù)快速下降，可能是因?yàn)槔鋬鲞^程中較慢的降溫速率使胞外形成大冰晶，擠壓細(xì)胞內(nèi)的肌原纖維蛋白使之集結(jié)成束、形成交聯(lián)，從而變性。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，分子內(nèi)部的巰基暴露出來，氧化成二硫鍵導(dǎo)致總巰基質(zhì)量摩爾濃度降低。在貯藏過程中，第8組的總巰基質(zhì)量摩爾濃度下降最慢，貯藏60 d后，第8組的總巰基質(zhì)量摩爾濃度最高。由此可見，較快的凍結(jié)速率對(duì)梭子蟹的品質(zhì)更有利。

2.2.4 降溫速率對(duì)梭子蟹TBA值的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長，第5組、第6組、第8組的梭子蟹TBA值都呈上升趨勢(shì)(見圖9)。貯藏后期這3組TBA值上升速度都很快，其中第6組上升最快，可能是由于其凍結(jié)中心溫度較高，凍結(jié)速率較低，凍結(jié)過程中胞外形成大冰晶，對(duì)蟹肉肌肉組織的損傷更大；第8組在整個(gè)貯藏期間TBA值均較低，且后期增長相對(duì)緩慢，可能原因是在凍結(jié)過程中，由于梭子蟹降溫速率較快，形成的冰晶較小，對(duì)蟹肉肌肉組織的損傷較小，凍藏使得梭子蟹肌肉內(nèi)的自由水含量變少，減緩了脂肪氧化速度，從而TBA值較低。

圖9 不同降溫速率梭子蟹TBA值的變化Fig.9 Change of TBA value in swimming carb by different cooling rates

2.2.5 降溫速率對(duì)梭子蟹pH值的影響

3組pH值變化趨勢(shì)相近(見圖10)。隨著貯藏時(shí)間的延長，3組梭子蟹的pH值均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。第5組在貯藏初期pH值的降低與升高均大于其他組，可能是由于第5組的降溫速率較慢，所以貯藏前期ATP等物質(zhì)分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)速率較快，之后蛋白質(zhì)在細(xì)菌的作用下分解產(chǎn)生堿性物質(zhì)的速率也更快。貯藏7 d之后，第8組的pH值變化趨勢(shì)平緩。

圖10 不同降溫速率梭子蟹pH值的變化Fig.10 Change of pH in swimming carb by different cooling rates

2.3 貯藏溫度對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響

2.3.1 貯藏溫度對(duì)梭子蟹TVB-N值的影響

在整個(gè)貯藏期間，3組梭子蟹的TVB-N值都呈上升趨勢(shì)(見圖11)。第7組、第8組的TVB-N值上升較慢，第4組的TVB-N值上升速率明顯高于其他2組；貯藏60 d后，TVB-N值均小于18 mg/100 g，未超過海產(chǎn)品二級(jí)鮮度指標(biāo)。由此可見，液氮凍結(jié)的梭子蟹品質(zhì)整體較好。

圖11 不同貯藏溫度下梭子蟹TVB-N值的變化Fig.11 Change of TVB-N value in swimming carb by different storage temperatures

低溫抑制了微生物的酶活性，使得微生物對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用減弱，產(chǎn)生的具有揮發(fā)性的氨和胺類物質(zhì)較少。但是低溫貯藏并不能完全抑制TVB-N的產(chǎn)生，隨著時(shí)間的延長，肌肉發(fā)生自溶現(xiàn)象，細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白酶會(huì)催化蛋白質(zhì)水解，使得TVB-N含量增加。鄭平安等[21]關(guān)于貯藏溫度對(duì)鮐魚品質(zhì)影響的研究結(jié)果顯示，在常溫貯藏、4 ℃的低溫貯藏、-20 ℃的超低溫貯藏等條件下，鮐魚的TVB-N含量和組胺含量都呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。

在貯藏中后期，第8組的TVB-N值上升速率較第7組更慢更平緩，可能是因?yàn)檫@3組梭子蟹都經(jīng)過了較快凍結(jié)速率的處理。凍結(jié)速率快，樣品內(nèi)外溫差大，貯藏在過低的溫度下，樣品發(fā)生低溫?cái)嗔言斐闪怂笞有啡獾慕M織損傷，使蛋白質(zhì)更易變性，TVB-N值上升速率更快。

2.3.2 貯藏溫度對(duì)梭子蟹鹽溶蛋白含量的影響

貯藏期間，3組梭子蟹鹽溶蛋白含量均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)(見圖12)。在貯藏前期，3組梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比均迅速下降，貯藏14 d后下降速度變慢。貯藏30 d后，第7組和第8組的鹽溶性蛋白質(zhì)量比趨于穩(wěn)定。在整個(gè)貯藏期間，第8組的鹽溶蛋白質(zhì)量比下降速度最慢，且貯藏60 d后鹽溶性蛋白質(zhì)量比最高。由此可見，較低的溫度貯藏有利于梭子蟹的保存，較低的溫度抑制了肌原纖維蛋白的變性，從而防止鹽溶性蛋白含量的改變。當(dāng)貯藏時(shí)間達(dá)到60 d時(shí)，第8組的鹽溶性蛋白質(zhì)量比高于第7組，可能是因?yàn)榈?組的貯藏溫度過低，而4，7，8三組又經(jīng)過較快的凍結(jié)速率處理，對(duì)梭子蟹肌肉組織結(jié)構(gòu)造成了機(jī)械損傷，導(dǎo)致裂殼等現(xiàn)象的發(fā)生，反而導(dǎo)致其細(xì)胞損傷而造成蛋白質(zhì)變性，這也與TVB-N的變化情況相一致。Jiang等[22]的研究顯示，ATP的降解產(chǎn)物ADP、AMP、IMP對(duì)魚肉的蛋白質(zhì)有保護(hù)作用，使魚肉的鹽溶性蛋白含量下降變慢，而HxR和Hx則會(huì)促進(jìn)魚肉鹽溶性蛋白含量的下降。

圖12 不同貯藏溫度下梭子蟹鹽溶蛋白質(zhì)量比的變化Fig.12 Change of salt soluble protein in swimming carb by different storage temperatures

2.3.3 貯藏溫度對(duì)梭子蟹總巰基含量的影響

隨著時(shí)間的延長，總巰基含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)(見圖13)。貯藏初期，3組總巰基質(zhì)量摩爾濃度的下降趨勢(shì)較接近，貯藏到第3～15天，第8組的下降趨勢(shì)更趨于平緩，貯藏15 d后，第4組、第8組總巰基質(zhì)量摩爾濃度的下降趨勢(shì)較第7組快。由此可見，貯藏溫度是影響巰基質(zhì)量摩爾濃度的重要因素之一。巰基是肌原纖維蛋白中活性最強(qiáng)的部位，冷凍過程會(huì)使巰基暴露出來，溫度高則巰基氧化速率快。尹磊等[23]對(duì)小黃魚在不同貯藏溫度下的品質(zhì)變化的研究顯示，巰基含量的變化與肌動(dòng)球蛋白含量的變化具有一定相關(guān)性，而這可能與巰基具有穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。

圖13 不同貯藏溫度下梭子蟹總巰基質(zhì)量摩爾濃度的變化Fig.13 Change of total sulfydryl in swimming carb by different storage temperatures

2.3.4 貯藏溫度對(duì)梭子蟹TBA值的影響

圖14 不同貯藏溫度下梭子蟹TBA值的變化Fig.14 Change of TBA value in swimming carb by different storage temperatures

貯藏期間，3組梭子蟹的TBA值都呈上升趨勢(shì)(見圖14)。第4組的TBA值上升速度明顯比第7組、第8組快。貯藏30 d后，第8組的TBA值上升速度較平緩，貯藏60 d后，第8組的TBA值最低。由此可見，較低的貯藏溫度可以抑制脂肪水解酶的活性，有利于梭子蟹品質(zhì)的保持。

水產(chǎn)品的不飽和脂肪酸在貯藏過程中會(huì)發(fā)生自動(dòng)氧化和脂酶水解等反應(yīng)，低溫能有效抑制脂質(zhì)的氧化，但脂肪水解酶在低溫下仍然具有活性，隨著貯藏時(shí)間的延長，TBA值變大。此外，脂肪水解產(chǎn)生的羰基類化合物還有可能與蛋白質(zhì)變性產(chǎn)生的低級(jí)物質(zhì)發(fā)生羰氨反應(yīng)，使梭子蟹肉產(chǎn)生難看的顏色。

2.3.5 貯藏溫度對(duì)梭子蟹pH值的影響

3組不同貯藏溫度處理的梭子蟹pH值變化趨勢(shì)相一致(見圖15)。第7組由于貯藏溫度較低，肌肉中的糖原和ATP等物質(zhì)分解較另外2組慢，所以在貯藏初期下降速度較另2組慢；第3天之后，由于耐低溫微生物的生長繁殖和酶解活動(dòng)，造成梭子蟹蛋白質(zhì)的降解，產(chǎn)生胺類等堿性物質(zhì)的速率也較慢，pH值回升緩慢。貯藏30 d之后，第4組、第8組的pH值均不再有太大變化，pH值維持在7左右。

3 結(jié) 論

以梭子蟹的TVB-N值、TBA值和總巰基含量等為指標(biāo)，比較不同處理方式對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，液氮處理后貯藏的梭子蟹品質(zhì)整體較好，且液氮速凍時(shí)降溫速度越快、中心溫度越低，梭子蟹的品質(zhì)保持得越好。降溫速度快，對(duì)梭子蟹肌肉組織的損傷小，可有效防止細(xì)胞破壁和營養(yǎng)液的流失，貯藏溫度低則防止微生物及酶的作用引起的腐敗變質(zhì)；但是對(duì)于梭子蟹這類甲殼類生物，過低的溫度會(huì)使外殼的硬度和冷脆性增加、塑性和韌性降低，更容易開裂，嚴(yán)重影響梭子蟹的外觀和品質(zhì)。綜合考慮TVB-N值、鹽溶性蛋白、總巰基含量和TBA值等指標(biāo)，梭子蟹液氮凍結(jié)貯藏優(yōu)化效果較好的是第8組，即2 min柜內(nèi)降溫至-90 ℃，產(chǎn)品中心溫度達(dá)-55 ℃，-35 ℃冷庫貯藏。

[1] 金超,趙艷.三疣梭子蟹在4 ℃和0 ℃冷藏條件下的品質(zhì)評(píng)價(jià)研究[J].食品工業(yè)科技,2010,31(9):317-320. JIN C,ZHAO Y.Study on the quality changes and indicators of trituberculatus storing at 4 ℃ and 0 ℃ cold conditions[J].Science and Technology of Food Industry,2010,31(9):317-320.

[2] 魯珺.液氮深冷速凍對(duì)帶魚和銀鯧品質(zhì)及其肌肉組織的影響[D].杭州:浙江大學(xué),2015.

[3] 王陽光,倪凱.速凍方式對(duì)梭子蟹貯藏理化指標(biāo)和品質(zhì)的影響[J].南方水產(chǎn),2008,4(4):42-48. WANG Y G, NI K. Impact of different quick-freezing ways on physical and chemical indicators and meat quality ofPortunuspelagicusin the storage process[J]. South China Fisheries Science,2008,4(4):42-48.

[4] 夏杏洲,洪鵬志,鐘燦樺,等.不同凍結(jié)方式對(duì)軍曹魚片品質(zhì)影響的研究[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2016,30(3):67-72. XIA X Z, HONG P Z, ZHONG C H, et al. Effects of different freezing rates on qualities ofRachycentroncanadumfillets[J]. Journal of Guangdong Ocean University,2016,30(3):67-72.

[5] 楊金生,夏松養(yǎng),方益,等. 梭子蟹TPA質(zhì)構(gòu)分析及不同凍藏溫度下對(duì)其品質(zhì)的影響[J]. 食品科技,2011，36(3):129-131. YANG J S, XIA S Y, FANG Y, et al. Application of TPA inPortunuspelagicusand different freeze storage temperature on its quality[J]. Food Science and Technology,2011,36(3):129-131.

[6] 胡慶蘭.帶魚制品的玻璃化轉(zhuǎn)變及其品質(zhì)變化研究[D].杭州:浙江大學(xué),2014:16-17.

[7] BENJAKUL S,SEYMOUR T A,MORRISSEY M T,et al. Physicochemical changes in Pacific whiting muscle proteins during iced storage[J]. Journal of Food Science, 1997, 62(4): 729-733.

[8] 王小軍，袁文鵬，孟秀梅，等. 板鴨貯藏過程中微生物及理化性質(zhì)變化研究[J].食品工業(yè)科技，2008，29(10):240-243. WANG X J, YUAN W P, MENG X M,et al. Study on the changes of microorganism, physical and chemical properties of salted duck during storage[J]. Science and Technology of Food Industry, 2008,29(10):240-243.

[9] CHANG H R W. Textural and biochemical properties of cobia (Rachycentroncanadum) sashimi tenderised with the ultrasonic water bath[J]. Food Chemistry, 2012, 132(3): 1340-1345.

[10] SOOTTAWAT B, VISESSANGUAN W, SIRPON R, et al. Gel-forming properties of surimi produced from bigeye snapper,PriacanthustayenusandPmacracanthus, stored in ice[J].Journal of the Science of food and agriculture,2002,82:1142-1451.

[11] CLAUDIA R L, ANTONIO M. Sensory and biochemical aspects of quality of whole big eye tuna (Thunnusobesus) during bulk storage in controlled atmospheres[J].Food Chemistry,2005,89:347-354.

[12] 李里特,羅永康.水產(chǎn)食品安全標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2006:6.

[13] 鄭薇薇.海藻糖對(duì)防止淡水魚糜蛋白冷凍變性的研究[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

[14] 何雪瑩.低溫保鮮對(duì)鯉魚魚肉品質(zhì)特性及其理化特征的影響研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[15] 施海峰,高鍵,應(yīng)杰,等.水溶性殼聚糖對(duì)魚糜制品保鮮效果的影響[J].南方水產(chǎn),2011,7(4):49-54. SHI H F,GAO J,YING J,et al.Preservation effects of water-soluble chitosan on surimi product[J].South China Fisheries Science,2011,7(4):49-54.

[16] 萬建榮,洪玉清,奚印慈,等.水產(chǎn)食品化學(xué)分析手冊(cè)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1993: 145-154.

[17] 汪之和，王慥，蘇德福.凍結(jié)速率和凍藏溫度對(duì)鰱魚肉蛋白質(zhì)冷凍變性的影響[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2001,25(6):564-569.

[18] 王啟堯.淀粉生產(chǎn)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1986: 50.

[19] 顧堯臣.糧食深加工及綜合利用[M].北京:科學(xué)出版社,1989: 288-297.

[20] 俞裕明,李汴生,朱志偉,等.不同凍結(jié)速率對(duì)南方鲇冷凍魚片理化和感官品質(zhì)的影響[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,17(3):350-356. YU Y M,LI B S,ZHU Z W,et al.Effects of different freezing rates on the physicochemical and sensory qualities of silurus meridionalis fillets[J].Journal of Shanghai Fisheries University,2008,17(3):350-356.

[21] 鄭平安,孫靜,全晶晶,等.貯藏溫度對(duì)鮐魚品質(zhì)的影響研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2013,27(1):75-80. ZHENG P A,SUN J,QUAN J J,et al. Effect of temperature on fresh quality of mackerel[J].Journal of Nuclear Agricultural Sciences,2013,27(1):75-80.

[22] JIANG S T,HWANG B S,TSAO C Y. Effect of adenosine-nucleotides and their derivatives on the denaturation of myofibrillar proteinsinvitroduring frozen storage at -20 ℃[J]. Journal of Food Science, 2006, 52(1): 117-123.

[23] 尹磊,謝晶,張寧,等.不同溫度貯藏條件下小黃魚的品質(zhì)變化[J].食品科學(xué),2015,36(22):227-231. YIN L,XIE J,ZHANG N,et al.Effect of different storage temperatures on the quality of small yellow croaker[J].Food Science,2015,36(22):227-231.

(責(zé)任編輯：檀彩蓮)

Effect of Liquid Nitrogen Cryogenic Freezing on Quality of Swimming Crab (Portunustrituberculatus)

YAO Jieyu1,2， YANG Shuibing2， YU Haixia2， JANG Yangyang1，2, SHAO Ying1， HU Yaqin1，2,*

(1.DepartmentofFoodScienceandNutrition/ZhejiangKeyLaboratoryforAgro-FoodProcessing/FuliInstituteofFoodScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China; 2.OceanResearchCenterofZhoushan,ZhejiangUniversity,Zhoushan316021,China)

In order to find the best liquid nitrogen cryogenic freezing condition to maintain the quality of swimming crab(Portunustrituberculatus), the physicochemical properties of the samples, such as pH, thiobarbituric acid (TBA), total volatile base nitrogen (TVB-N), salt soluble protein content and total sulfydryl were determined to compare the quality of the swimming crab meat after different process.The swimming carb was frozen to center temperature of -25, -35, -45, -55 ℃ with the cooling rate of 2 min down to -90 ℃, 5 min down to -90 ℃ and 2 min down to -70 ℃, respectively. The frozen carbs were stored at -20, -35, -40 ℃. The results showed that with the decrease of the central temperature and the freezing rate, the total sulfydryl and salt soluble protein content increased gradually while the TBA and TVB-N values decreased gradually. The TVB-N value of the samples with the center temperature of -25 ℃ was 15.85 mg/100 g and the sample frozen to -55 ℃ was only 12.99 mg/100 g. The TVB-N and TBA values of the samples stored under -35 ℃ were lower than those stored at -20 ℃ and -40 ℃. The above results indicated that frozen by liquid nitrogen cryogenic freezing within 2 min to -90 ℃ with center point of -55 ℃ and stored at -35 ℃ was the best for the swimming carb.

swimming crab; liquid nitrogen cryogenic freezing; cooling rate; storage temperature; center temperature

10.3969/j.issn.2095-6002.2017.02.005

2095-6002(2017)02-0027-09

姚潔玉，楊水兵，余海霞，等. 液氮超低溫凍結(jié)對(duì)梭子蟹品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2017,35(2):27-35. YAO Jieyu，YANG Shuibing，YU Haixia，et al. Effect of liquid nitrogen cryogenic freezing on quality of swimming crab (Portunustrituberculatus)[J]. Journal of Food Science and Technology, 2017,35(2):27-35.

2017-03-02

舟山市科技專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目(2014C11004；2014C11022)；浙江省公益項(xiàng)目(2015C32107)。

姚潔玉，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工;

*胡亞芹，女，教授，博士，主要從事水產(chǎn)品加工與貯藏方面的研究，通信作者。

TS205； TS254.4

A