無磷改進(jìn)保水劑對(duì)凍藏紫貽貝品質(zhì)的影響

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(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心,上海 201306)

紫貽貝(MytilusedulisLinnaeus),俗稱“淡菜”、“海虹”[1-2]。在國外主要分布于丹麥至西班牙沿岸與東北太平洋沿岸,在我國主要分布于黃海、渤海沿岸及浙江嵊泗[3-4]。貽貝滋味鮮美且含有大量的有機(jī)營養(yǎng)成分，其軟體部分的蛋白質(zhì)含量非常高,優(yōu)于牛乳，此外，其還含有人體所必需的8種氨基酸及礦物質(zhì),屬于優(yōu)質(zhì)蛋白,被稱作“海中雞蛋”[5-6]。

目前,貽貝除了鮮銷外,主要是低溫冷凍保藏,貽貝在冷凍加工過程中,由于貽貝蛋白質(zhì)容易發(fā)生變性,并且隨著貯藏時(shí)間的延長,貽貝肉持水性下降,品質(zhì)降低。因此防止水分流失對(duì)改善冷凍貽貝的品質(zhì)則顯得十分重要。研究發(fā)現(xiàn),添加保水劑能有效改善凍藏期間水產(chǎn)品的口感、質(zhì)地、風(fēng)味[7]。在水產(chǎn)品的加工中,多聚磷酸鹽因價(jià)格比較低廉,而被廣泛應(yīng)用,但長期過量攝入會(huì)導(dǎo)致人體鈣磷代謝失衡及其他相關(guān)疾病[8]。而在國內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道中顯示,無磷保水劑正漸漸取代磷酸鹽成為更加安全、綠色的保水劑[9]。目前,國內(nèi)外對(duì)無磷保水劑的研究主要應(yīng)用于禽肉類,而在水產(chǎn)品加工中應(yīng)用的研究不多,添加劑主要有:無機(jī)鹽、海藻糖、多聚糖、蛋白質(zhì)酶解物和魔芋膠等[10],測定指標(biāo)主要為:保水劑對(duì)產(chǎn)品的鹽溶性蛋白、保水性及揮發(fā)性鹽基氮影響等。如:張雪瑩等[11]研究發(fā)現(xiàn),在凍藏前用磷酸鹽、檸檬酸鈉、木糖和碳酸鈉處理的羅非魚片,在凍藏期間,它的保水性和熱穩(wěn)定性均有顯著提高,而以0.2%檸檬酸鈉、0.1%木糖和0.4%碳酸鈉組成的復(fù)配無磷保水劑的保水性及熱穩(wěn)定性優(yōu)于含磷保水劑。Medynski等[12]以0～2%氯化鈉和0～0.5%乳酸作為添加劑,分別研究它們對(duì)重組肉類保水性的影響,發(fā)現(xiàn)兩者均能顯著改善重組肉類的保水性。

因此,為了改善貽貝在冷凍保藏中的品質(zhì)變化及磷酸鹽使用過量的問題,本研究以NaCl、海藻糖、檸檬酸鈉組成無磷改進(jìn)保水劑,探究其對(duì)冷凍保藏下的貽貝品質(zhì)的影響,以期開發(fā)出品質(zhì)更佳,對(duì)人體無害的無磷改進(jìn)保水劑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紫貽貝 浙江嵊泗縣農(nóng)貿(mào)市場采購;食鹽 市售;海藻糖、檸檬酸鈉、復(fù)合磷酸鹽 食品級(jí),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)品(>98%) 南京建成生物科技有限公司;超微量ATPase測試盒 南京建成科技有限公司;其余試劑 均為分析純。

H2100R型高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀儀器有限公司;D-130型均質(zhì)機(jī) 德國wiggens北京博凌科為生物科技有限公司;UV2800H型紫外分光光度計(jì) 深圳市凱銘杰儀器設(shè)備有限公司;CR-410型色差計(jì) 東莞七彩儀器設(shè)備有限公司;FOSS全自動(dòng)凱氏定氮儀 上海瑞玢國際貿(mào)易有限公司;蒸煮袋 蒸煮級(jí)CPP膜(25×35) 桐城市信恒塑料廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紫貽貝的處理流程 紫貽貝→清水沖洗→蒸煮去殼取肉→保水劑浸漬→瀝干→凍藏(-18 ℃)

1.2.2 操作要點(diǎn) 蒸煮去殼取肉:參考王穎等[13]實(shí)驗(yàn)方法,采用高壓蒸汽鍋蒸煮去殼,開殼溫度為115 ℃,時(shí)間為2～3 min。取完整的貽貝肉,去除足絲,選擇長:4～6 cm，寬:2～3 cm，體型飽滿的貽貝。浸漬條件設(shè)置:蒸餾水為空白對(duì)照;3%復(fù)合磷酸鹽為條件對(duì)照組;前期正交實(shí)驗(yàn)所確定的以1.5%氯化鈉、0.5%海藻糖和2%檸檬酸鈉組成無磷改進(jìn)保水劑為實(shí)驗(yàn)組;三組樣品浸置時(shí)間與浸漬液溫度均為2.5 h和25 ℃。

1.2.3 紫貽貝品質(zhì)檢測指標(biāo)

1.2.3.1 水分含量測定 稱取一定量流水解凍后的樣品,參照GB5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),食品中水分的測定》測定樣品中的水分含量。采用直接干燥法[14]。

1.2.3.2 解凍損失率的測定 參考吳燕燕等[16]的方法，將凍藏的貽貝于室溫條件下自然解凍2 h,瀝干時(shí)間為10 min,瀝干后準(zhǔn)確稱重,計(jì)算解凍損失率。解凍損失率(%)=[(樣品原重-解凍后重量)/樣品原重]×100。

1.2.3.3 蒸煮損失率的測定 參考水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[15],將解凍后的貽貝置于蒸煮袋中,在沸水中蒸煮4 min,然后取出貽貝于室溫條件冷卻,瀝干水分,準(zhǔn)確稱重,計(jì)算蒸煮損失率。蒸煮損失率(%)=[(樣品原重-蒸煮后重量)/樣品原重]×100。

1.2.3.4 浸泡增重率的測定 準(zhǔn)確稱量貽貝,記錄并編號(hào),按樣品與保水劑1∶4 (W∶W)的比例,分別于3種不同的保水劑中浸泡2 h,每半小時(shí)均勻攪拌一次。2 h后取出瀝干,稱重。浸泡增重率(%)=[(浸泡后重量-樣品原重)/樣品原重]×100。

1.2.3.5 揮發(fā)性鹽基氮值(TVB-N值)的測定 準(zhǔn)確稱量一定量的貽貝樣品,用全自動(dòng)凱氏定氮儀測定樣品中的TVB-N質(zhì)量分?jǐn)?shù)[16]。

1.2.3.6L*值的測定 參考宋佳等[17]的方法,貽貝于室溫自然解凍,用濾紙擦拭貽貝表面水分,用全自動(dòng)色差計(jì)測定貽貝表面亮度,用標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行校正。

1.2.3.7 鹽溶性肌原纖維蛋白含量測定 參考祖鐵紅[18]的方法并略作修改,取一定質(zhì)量的紫貽貝肉糜樣品,加入10倍量的20 mmol/L Tris-maleate緩沖液(0.05 mol/L KCl,pH7.0),冰浴條件下勻漿1 min后,9000 r/min離心20 min,在沉淀中加入5倍量的20 mmol/L Tris-maleate緩沖液(0.6 mol/L KCl,pH7.0),勻漿1 min后,于4 ℃提取2 h,再于9000 r/min下離心20 min,得肌原纖維蛋白上清液。以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)蛋白,采用考馬斯亮藍(lán)法[16]制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:y=0.0432x+0.0026、R2=0.9993,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線測定鹽溶性肌原纖維蛋白含量。

1.2.3.8 肌原纖維蛋白鈣ATPase(Ca2+-ATP酶)活性的測定 ATPase試劑盒測定肌原纖維蛋白鈣ATPase(Ca2+-ATP酶)活性[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 凍藏過程中水分含量的變化

由表1可見,在凍藏期間貽貝的水分含量不斷降低,蒸餾水組與復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組在不同時(shí)間段水分含量差異明顯。與蒸餾水組比較,同一時(shí)間內(nèi),經(jīng)復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組處理后的貽貝水分含量更高。并且在整個(gè)凍藏過程中,蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組的水分損失分別為11.83%、3.38%和2.91%,其原因可能是貽貝在凍藏期間水分升華,導(dǎo)致解凍過程中細(xì)胞流失水分。而在凍藏第25 d時(shí),復(fù)合磷酸鹽組與無磷改進(jìn)保水劑組水分含量無明顯差異。由此可知,復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組能明顯降低貽貝凍藏過程中水分損失,而無磷改進(jìn)保水劑和復(fù)合磷酸鹽對(duì)改善貽貝凍藏過程中的保水性效果一致。

表1 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝水分含量的影響Table 1 Effects of different water retention agents on moisture content of frozen mussels at -18 ℃

2.2 凍藏過程中解凍損失率的變化

解凍損失率是評(píng)價(jià)肉制品肌肉持水性的一個(gè)重要指標(biāo),凍藏過程中肌肉細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成導(dǎo)致細(xì)胞破裂,進(jìn)而造成細(xì)胞內(nèi)的汁液損失[19]。如表2所示,樣品的解凍損失率隨著凍藏時(shí)間的增加而增大,三組樣品解凍損失率均隨凍藏時(shí)間的延長而有明顯差異。表2中負(fù)值表示貽貝解凍后質(zhì)量相對(duì)于原重是增加的,原因可能是作為堿性鹽的檸檬酸鈉自身具備的螯合金屬離子的特性,造成貽貝在浸泡時(shí)肌肉蛋白結(jié)構(gòu)較松弛,繼而提高了貽貝的持水性,貽貝因浸泡吸收的水分,在解凍后不易損失[20]。凍藏25 d后,蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽組與無磷改進(jìn)保水劑組解凍損失率分別為10.74%、-0.86%和-1.05%,蒸餾水組樣品解凍損失率相比凍藏之前增加了9.13%,而復(fù)合磷酸鹽組與無磷改進(jìn)保水劑組分別增加了4.92%和4.77%。說明無磷改進(jìn)保水劑能明顯降低貽貝解凍損失率,減少水分損失。原因可能是,組成無磷改進(jìn)保水劑的海藻糖自身具有吸水性和抗冷凍性,在凍藏期間能維持貽貝肌肉纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,使結(jié)合水不易流失[18]。

表2 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝解凍損失率的影響Table 2 Effect of different water retention agents on thawing loss rate of frozen mussels at -18 ℃

2.3 凍藏過程中蒸煮損失率的變化

在生產(chǎn)加工中,產(chǎn)出率越高,表明在生產(chǎn)加工中產(chǎn)品損失越少,因此蒸煮損失率與產(chǎn)品的產(chǎn)出率有著直接的關(guān)系。如表3所示,凍藏5 d后,三組樣品蒸煮損失率隨凍藏時(shí)間增加而差異顯著(p<0.05),在樣品凍藏之前,蒸餾水組蒸煮損失率達(dá)44.46%,而復(fù)合磷酸鹽組與無磷改進(jìn)保水劑組僅為34.93%和28.97%,表明保水劑會(huì)顯著降低樣品蒸煮損失率(p<0.05)。同一時(shí)間內(nèi)復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組處理組蒸煮損失率明顯低于蒸餾水組。凍藏25 d,無磷改進(jìn)保水劑組蒸煮損失率分別比蒸餾水組與復(fù)合磷酸鹽組降低了10.19%與5.24%。說明在凍藏過程中無磷改進(jìn)保水劑能更有效地鎖住水分,更好地維持貽貝品質(zhì),可能是海藻糖與貽貝肉中的Ca2+,Mg2+發(fā)生螯合作用,從而阻止了肌肉組織內(nèi)部水分流失,而海藻糖的加入也增強(qiáng)了貽貝肉中水分子的締合程度,致使肌肉中締合能力差的自由水含量降低[21]。

表3 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝的蒸煮損失率的影響Table 3 Effects of different water retention agents on cooking loss rate of frozen mussels at -18 ℃

2.4 凍藏過程中貽貝浸泡增重率的變化

水產(chǎn)品浸泡增重率在凍藏期間的變化,也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品持水性的一個(gè)重要指標(biāo),浸泡增重率越穩(wěn)定,表明產(chǎn)品持水性越好。由圖1可見,經(jīng)蒸餾水、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑處理后的貽貝重量明顯增加。凍藏之前,樣品浸泡增重率大小依次為:復(fù)合磷酸鹽組(10.91%)>無磷改進(jìn)保水劑組(8.89%)>蒸餾水組(6.01%),三組樣品之間浸泡增重率差異顯著(p<0.05)。凍藏15 d后,復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組浸泡增重率均隨時(shí)間變化無顯著差異(p>0.05)。凍藏25 d時(shí),蒸餾水、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑組的浸泡增重率分別為:4.36%、10.07%和8.41%,三組樣品間浸泡增重率差異顯著(p<0.05),表明保水劑對(duì)提高貽貝浸泡增重率有著較大的差異,可能是復(fù)合磷酸鹽與無磷改進(jìn)保水劑與貽貝肉蛋白質(zhì)相互作用能力大小不同,導(dǎo)致擴(kuò)大的肌原纖維間空間結(jié)構(gòu)大小存在差異,鎖住的水分量也有所差異。

圖1 不同保水劑對(duì) -18 ℃凍藏貽貝浸泡增重率的影響Fig.1 Effects of different water retention agents on weight gain rate of frozen mussels at -18 ℃注:不同字母表示同一組內(nèi)和各組間有顯著差異(p<0.05);圖2～圖5同。

2.5 凍藏過程中貽貝TVB-N的變化

GB2733-2015《鮮凍動(dòng)物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,冷凍貝類的可食用范圍為:TVB-N值≤15 mg/100 g,而在整個(gè)凍藏期間貽貝的TVB-N值≤15 mg/100 g,在可食用范圍內(nèi)。由圖2可見,貽貝的TVB-N值隨著凍藏時(shí)間的增加均呈上升趨勢,但均低于15 mg/100 g,符合國家鮮凍動(dòng)物性水產(chǎn)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。僅用蒸餾水處理的樣品,TVB-N值上升速率最快,而經(jīng)無磷改進(jìn)保水劑和復(fù)合磷酸鹽處理的樣品對(duì)抑制TVB-N值上升具有明顯效果。凍藏25 d時(shí),蒸餾水組的TVB-N值為3.53 mg/100 g,復(fù)合磷酸鹽組的TVB-N值為2.27 mg/100 g,而無磷改進(jìn)保水劑組的TVB-N值僅為1.35 mg/100 g,三組樣品間的TVB-N值差異顯著(p<0.05)。由此可見,無磷改進(jìn)保水劑能有效地減緩凍藏貽貝鮮度的劣變。

圖2 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝TVB-N的影響Fig.2 Effects of different water retention agents on TVB-N of frozen mussels at -18 ℃

2.6 凍藏過程中貽貝L*值的變化

L*值表示亮度,其值越大代表顏色越亮,本實(shí)驗(yàn)選定L*值來評(píng)價(jià)解凍后的貽貝色澤。由圖3可見,經(jīng)蒸餾水、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑處理的貽貝均在凍藏初期L*值較大,色澤較亮,L*值隨著凍藏時(shí)間的增加而逐漸減小,色澤逐漸變暗,三組樣品的L*值均隨著時(shí)間的變化而有顯著性差異(p<0.05)。在凍藏第25 d時(shí),蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑組L*值分別為62.56、64.62和65.43,蒸餾水組L*值分別比復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑組低2.06和2.87,蒸餾水組與保水劑組間的L*值差異顯著(p<0.05),無磷改進(jìn)保水劑組L*值最大,復(fù)合磷酸鹽組L*值次之,蒸餾水組L*值最小。表明無磷改進(jìn)保水劑處理對(duì)凍藏貽貝的色澤具有良好的保護(hù)作用。

圖3 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝L*的影響Fig.3 Effects of different water retention agents on L* of frozen mussels at -18 ℃

2.7 凍藏過程中貽貝鹽溶性肌原纖維蛋白含量的變化

肌原纖維蛋白是具有生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)群,其與肉制品的保水性密切相關(guān)。在凍藏過程中,肌原纖維蛋白分子變性[22],蛋白質(zhì)溶解性和凝膠特性下降,導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)降低[23-24]。由圖4可見,貽貝凍藏25 d后,蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑組的肌原纖維蛋白含量分別為21.83、27.45和36.48 mg/g,三組樣品間肌原纖維蛋白含量差異顯著(p<0.05),蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽組和無磷改進(jìn)保水劑組的肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度較凍藏之前分別降低了61.99%,54.84%和42.19%,其中無磷改進(jìn)保水劑組處理后的肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度分別比蒸餾水組和復(fù)合磷酸鹽組高40.16%和24.75%。貽貝的肌原纖維蛋白質(zhì)量隨著凍藏時(shí)間的增加而減少,可能貽貝在凍藏過程中肌原纖維蛋白發(fā)生了變性。在凍藏過程中肌原纖維蛋白變性最大的為蒸餾水組,其次分別為復(fù)合磷酸鹽組與無磷改進(jìn)保水劑組,表明了保水劑對(duì)肌原纖維蛋白的冷凍變性具有一定的抑制作用,使得貽貝凍藏期間肌原纖維蛋白蛋白損失程度降低,提高貽貝的保水性;而復(fù)合磷酸鹽對(duì)降低肌原纖維蛋白損失程度差于無磷改進(jìn)保水劑。由此可見,無磷改進(jìn)保水劑對(duì)降低貽貝在凍藏過程中的肌原纖維蛋白損失具有顯著效果(p<0.05)。

圖4 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝肌原纖維蛋白溶出量的影響Fig.4 Effect of different water retention agents on myofibrils solubility of frozen mussels at -18 ℃

2.8 凍藏過程中貽貝的Ca2+-ATP酶活性的變化

Ca2+-ATP酶活性與肌球蛋白的凍藏穩(wěn)定性密切相關(guān)[25],因此Ca2+-ATP酶活性可作為肌球蛋白完整性的指標(biāo)[26]。三組樣品的Ca2+-ATP酶活性隨著凍藏時(shí)間的增加均顯著下降(p<0.05),表明貽貝蛋白質(zhì)在凍藏過程中均發(fā)生了冷凍變性。蒸餾水組Ca2+-ATP酶活性下降的幅度最大,為76%;無磷改進(jìn)保水劑組的Ca2+-ATP酶活性下降的幅度最小,為62%;而復(fù)合磷酸鹽組Ca2+-ATP酶活性下降了73%;無磷改進(jìn)保水劑組Ca2+-ATP酶活性損失分別比蒸餾水組和復(fù)合磷酸鹽組降低了175.81%和88.71%。凍藏25 d時(shí),蒸餾水組、復(fù)合磷酸鹽和無磷改進(jìn)保水劑組Ca2+-ATP酶活性分別為0.54、0.42和0.38 U/mg,三組樣品間的Ca2+-ATP酶活性差異明顯。由此可見,無磷改進(jìn)保水劑對(duì)抑制貽貝肌原纖維蛋白發(fā)生冷凍變性具有良好的效果。

圖5 不同保水劑對(duì)-18 ℃凍藏貽貝Ca2+-ATP酶活性的影響Fig.5 Effects of different water retention agents on Ca2+-ATPase activity of frozen mussels at -18 ℃

3 結(jié)論

以凍藏條件下的紫貽貝為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,蒸餾水組為空白對(duì)照,復(fù)合磷酸鹽組為條件對(duì)照,探究了以1.5% NaCl、0.5%海藻糖和2%檸檬酸鈉組成無磷改進(jìn)保水劑對(duì)凍藏條件下貽貝品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)得出,經(jīng)無磷改進(jìn)保水劑處理能顯著降低貽貝的解凍損失率、蒸煮損失率和水分含量損失,并且明顯提高了貽貝的浸泡增重率。無磷改進(jìn)保水劑還能很好地改善貽貝的色澤,在凍藏期間貽貝TVB-N值始終低于15 mg/100 g,無磷改進(jìn)保水劑顯著的抑制了貽貝鮮度的劣變。同時(shí),在凍藏后期,貽貝能夠較好的保持肌原纖維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,凍藏第25 d時(shí)肌原纖維蛋白含量分別比蒸餾水組和復(fù)合磷酸鹽組高40.16%和24.75%,而Ca2+-ATP酶活性損失分別比蒸餾水組和復(fù)合磷酸鹽組降低了175.81%和88.71%。綜上可知,以1.5% NaCl、0.5%海藻糖、2%檸檬酸鈉組成無磷改進(jìn)保水劑能有效的維護(hù)凍藏貽貝的品質(zhì),可作為磷酸鹽的一種良好替代品,也為無磷改進(jìn)保水劑的研究開發(fā)提供理論依據(jù)。