不同預冷溫度對鱸魚冰藏期間質構和色差的影響

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(1.中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室, 國家水產(chǎn)品加工技術研發(fā)中心,廣東廣州 510300; 2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院,廣東惠州 510225)

鱸魚(Micropterussalmoides)又稱加州鱸魚,原產(chǎn)于美國[1]。由于其肉多、刺少、腥味淡、蛋白質含量豐富等特點而深受消費者的喜愛[2]。特別是近幾年,隨著鱸魚繁育技術的成熟,鱸魚養(yǎng)殖規(guī)模逐漸擴大,2013 年全國養(yǎng)殖鱸魚總產(chǎn)量達46.79萬t,成為我國極具潛力的淡水養(yǎng)殖魚類品種之一[3]。但由于魚體水分含量高,蛋白質及脂肪含量豐富,容易發(fā)生微生物污染,脂肪氧化等現(xiàn)象,從而導致魚體死后發(fā)生品質劣變[4],因此尋找有效的保鮮方法已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。

目前國內外使用的主要的保鮮方式仍為低溫保鮮,其中將生鮮水產(chǎn)品放置在0～4 ℃左右的溫度帶進行保藏的方法仍然是水產(chǎn)品貯運過程中主要的保鮮方式[5-6]。一般來講,生鮮水產(chǎn)品在冷藏過程中,保鮮期在7～12 d。為延長水產(chǎn)品冷藏保質期限,研究人員陸續(xù)引入了冰溫保鮮及微凍保鮮等手段,這些保鮮方式能有效抑制魚體內源酶的活性和微生物的繁殖,而且避免魚肌肉產(chǎn)生大量冰晶而損壞肌肉組織結構,減少水產(chǎn)品在貯藏過程中水分流失,可以很好的保持水產(chǎn)品原有風味和質構等特征[7-8]。然而由于貯藏和運輸過程中常會出現(xiàn)預冷不充分、加冰量不足等因素使得魚體貯運過程溫度升高,難以保持其特有的鮮度。

本文將冰藏保鮮技術與宰前預冷相結合,通過對鱸魚冰藏期間質構特性和色差的分析,評價不同預冷溫度對鱸魚冰藏期間物理性質的影響,通過參數(shù)的比較和顯著性分析,比較在鱸魚冷藏期間魚肉物理性質的變化情況,為延長鱸魚冰藏保鮮期提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活鱸魚60尾,魚體重約為0.5～0.6 kg 廣州市海珠區(qū)大江苑肉菜市場；甲基紅,氫氧化鈉、硼酸、鹽酸、酚酞、次甲基藍等均為分析純 購自廣州化學試劑廠。

SC-80C全自動色差計 北京康光儀器有限公司;QTS-25質構儀 英國CNS FARNEL公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理方法 選取鮮活鱸魚60尾,隨機分成四組。對照組,不做預冷處理;三個預冷處理組預冷時間為30 min,預冷溫度分別為15、10、5 ℃,試驗期間一直充氧。將對照組和三個預冷處理組的鱸魚擊暈、放血、去鱗、去頭尾和內臟,沿脊椎剖為兩半,取背肉,去除魚皮,清洗后瀝干,魚片立即放入滅菌的聚氯乙烯密封袋中,并做好標記。各處理組鱸魚肉以層冰層魚的方式置于裝有碎冰的泡沫箱中貯藏,每天早晚各換冰一次。每隔3 d隨機取出3片鱸魚片進行揮發(fā)性鹽基氮、質構特性和色差的測定。

1.2.2 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定 TVB-N的測定方法參照SC/T 3032-2007《水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》。

1.2.3 質構的測定 樣品采用質構儀測定,用直徑6 mm的TA44的平底圓柱型探頭在TPA模式進行測定。測定時取魚片背肉,切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的樣品,在室溫下放置0.5 h,以避免溫度對測定結果的影響。每個樣品做6個平行,所得到的結果去掉最大值和最小值后取平均值。TPA 模式參數(shù)設定參考Dolores等[9]的方法,具體參數(shù)為:測量前探頭下降速度為2.0 mm/s;測試速度為0.5 mm/s;測量后探頭回程速度為0.5 mm/s;壓縮變形比為30%;測試距離為10 mm;觸發(fā)點負載為5 g;數(shù)據(jù)的采集速率為30.00 pps。通過分析力量-時間曲線獲得硬度、內聚性、彈性和咀嚼性4個TPA參數(shù)。

1.2.4 色差的測定 采用CIE推薦的LAB表色系統(tǒng)進行色差分析[10]。測定參數(shù)主要包括亮度值(Lightness,L*)、紅度值(Redness,a*)和黃度值(Yellowness,b*)。L*表示亮度,L*=0,表示黑色;L*=100,表示白色;a*>0 表示紅度,相反則為綠度;b*>0 表示黃度,相反則為藍度。測試點為樣品背部肌肉,每組樣品取3片鱸魚片,每片鱸魚片選3個點測試。總色差值按照下式計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理作圖;使用SPSS 17.0的One-Way ANOVA進行方差分析,Duncan多重檢驗進行數(shù)據(jù)間的顯著性差異分析,差異顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 TVB-N的變化

不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中TVB-N值的變化如圖1所示。由結果可知第15 d時,對照組、5、10 ℃預冷組的TVB-N值均超出國標GB 2733-2015對淡水魚所規(guī)定TVB-N≤20 mg/100 g腐敗臨界值,為不可食用的腐敗魚。同時也發(fā)現(xiàn),在第15 d時取樣檢測時,對照組、5、10 ℃預冷組的鱸魚肉均散發(fā)出微弱的腥臭氨味。而15 ℃預冷組的魚肉仍保持新鮮魚肉固有氣味,TVB-N值為19.87 mg/100 g,還符合淡水魚衛(wèi)生標準。依據(jù)GB 2733-2015的規(guī)定,可以判定對照組、10、5 ℃預冷組三組鱸魚的貨架期在15 d左右,而15 ℃預冷組鱸魚的貨架期在18 d左右。因此,本實驗研究期限為21 d。

圖1 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中TVB-N值的影響Fig.1 Effects of different precooling temperature on TVB-N value of Micropterus salmoides during ice storage

2.2 質構的變化

2.2.1 硬度的變化 不同預冷溫度下鱸魚冰藏過程中硬度值的變化如表1所示。對照組、15、10、5 ℃預冷組鱸魚初始硬度值分別為134.83、138.33、140.83、141.83 g,四組樣品的硬度值隨著冰藏時間延長而總體呈下降趨勢(p<0.05),各處理組組間差異不顯著(p>0.05)。在冰藏前期(0～6 d),經(jīng)15 ℃預冷處理的魚肉硬度值變化不大僅下降了4.14%,而對照組、10、5 ℃預冷處理組的魚肉硬度值下降速度較快,分別下降15.9%、17.85%和18.52%。貯藏到15 d時對照組、15、10、5 ℃預冷組鱸魚的硬度值分別為101.17、108.00、103.00、96.50 g,四組鱸魚的硬度值分別下降了24.96%、21.93%、26.86%和31.86%。冰藏期間魚肉質地變化的根本原因是蛋白質的變性和水解[11]。水溫過低,使鱸魚產(chǎn)生冷應激,導致蛋白質發(fā)生變性,破壞細胞架構,魚體表易受傷[12],再加上隨著貯藏時間的延長,魚肉汁液流失增加,肌原纖維的降解,從而加快了魚肉的硬度下降的速率[13]。

表1 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中硬度變化的影響(g)Table 1 Effects of different precooling temperature on hardness of Micropterus salmoides during ice storage(g)

在冰藏前期(0～6 d),硬度下降原因是魚體僵硬期后,糖原和ATP進一步減少,基質網(wǎng)中的鈣離子被釋放出來,激活肌肉內源性Ca2+激活蛋白酶水解肌球蛋白Z線部位而使肌節(jié)斷開,使細胞結構趨于不規(guī)則狀態(tài)、間隙増加,肌原纖維之間結構變得疏松,從而導致僵直肌肉硬度的逐漸降低。在冰藏6 d后,由于內源組織蛋白酶被釋放出來而增加了自溶作用,且微生物的分解開始活躍起來,造成肌肉組織中的蛋白質變性,結構松散,導致魚肉新鮮度降低、質地變軟、硬度下降。Taylor等[11]對大西洋大馬哈魚的研究指出在冰藏初期,質構的變化與細胞骨架的崩解、以及肌纖維與肌纖維之間的分離有關;而在冰藏后期,質構的變化與結締組織的崩解、以及肌纖維與肌隔的分離有關。

鞠健[12]研究得出貯藏期間鱸魚片的硬度值均呈先上升后下降的趨勢是由于魚體死后其肌肉經(jīng)歷了僵硬、解僵和軟化過程。但進入僵硬期的遲早和持續(xù)時間的長短,受水產(chǎn)品的種類、個體大小、棲息溫度和儲藏溫度、內源酶活性、生理狀態(tài)、營養(yǎng)狀況、死前狀態(tài)及致死方法等各種因素的影響[13]。魚肉結締組織少、組織柔軟且水分含量高,一般魚類死后僵硬持續(xù)時間在數(shù)小時至數(shù)十小時[14]。所有實驗組鱸魚的硬度值未有出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,而是隨著貯藏時間延長逐漸下降。可能由于鱸魚內源酶活性強,ATP很快被降解,使魚體較快進入僵硬期。

2.2.2 內聚性和彈性的變化 魚體內聚性反映的是咀嚼魚肉時,魚肉抵抗受損并緊密連接使其保持完整的性質,它反映了細胞間結合力的大小[15]。彈性指外力作用于樣品導致樣品發(fā)生形變,去掉外力之后形變恢復的程度。對照組和三個預冷處理組的鱸魚在冰藏期間內聚性和彈性的變化見表2和表3,在整個貯藏過程中這兩個指標的變化趨勢并不明顯,未呈現(xiàn)規(guī)律性顯著變化,在小范圍內上下波動,差異不顯著(p>0.05),各處理組組間差異不顯著(p>0.05)。這表明在冰藏期間,魚體水分未發(fā)生凍結,細胞組織結構完好,魚肉彈性和內聚性保持較好,這與張強等[16]研究0 ℃冰藏對河鱸質構性能的影響得出的結論相似。

表2 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中內聚性變化的影響Table 2 Effects of different precooling temperature on cohesiveness of Micropterus salmoides during ice storage

表3 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中彈性的影響Table 3 Effects of different precooling temperature on springiness of Micropterus salmoides during ice storage

2.2.3 咀嚼性的變化 咀嚼性是指將固體食品咀嚼到可吞咽時需做的功,它的降低與肌球蛋白變性導致的肌肉間結合力下降有關,也是肌肉硬度降低、肌肉細胞間凝聚力降低以及肌肉彈性減小的綜合結果[17]。四組鱸魚在冰藏期間咀嚼性的變化見表4。四組鱸魚在冰藏期間咀嚼性均隨貯藏時間延長而呈緩慢下降趨勢(p<0.05),說明隨著冰藏時間的延長魚肉逐漸腐敗軟化,咀嚼用功逐漸減少,其變化趨勢與硬度類似。不同組別之間并無顯著性的差異(p>0.05)。貯藏前期,由于魚肉中的內源酶的作用使蛋白質發(fā)生降解,蛋白質之間的共價交聯(lián)結構遭到破化,肌纖維逐漸被破壞使間隙增大,從而導致咀嚼性下降。貯藏后期魚肉中微生物的大量生長繁殖,使魚肉發(fā)生腐敗變質,而魚肉組織中膠原分子結構發(fā)生變化,使膠原纖維變得無序間隙增大,結構變得比較疏松,肌肉質地軟化從而導致咀嚼性下降[18]。

表4 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中咀嚼性的影響(g)Table 4 Effects of different precooling temperature on chewiness of Micropterus salmoides during ice storage(g)

在不同預冷溫度下,對照組和預冷組的鱸魚在冰藏過程中質構總體變化不大,冰藏保鮮技術可以很好地保持鱸魚的質構特點。不同預冷溫度下鱸魚在冰藏過程中的硬度隨貯藏時間的延長呈小幅度降低(p<0.05),各處理組組間差異不顯著(p>0.05);而內聚性和彈性的變化趨勢并不明顯,未呈現(xiàn)顯著的規(guī)律性變化,只在小范圍內上下波動(p>0.05),各處理組組間差異不顯著(p>0.05),咀嚼性組間差異不顯著(p>0.05)?？梢?不同預冷溫度處理對鱸魚冰藏過程中魚肉的質構特性影響不大。

2.3 色差的變化

肉色是影響消費者購買行為的決定性因素,同時也是鮮肉貨架期的一個重要影響因素,可直接作為肉品質優(yōu)劣感官判斷的一個重要指標[19]。在貯藏過程中,脂肪氧化、蛋白質變性、色素降解反應等的發(fā)生而引起魚肉色澤變化。郝淑賢[20]等認為魚肉的色澤主要受肌紅蛋白和血紅蛋白的影響。新鮮魚肉呈鮮紅色或暗紅色,其紅顏色取決于肌肉中肌紅蛋白和血紅蛋白的比例,受肌肉的pH、氧化還原電位等內在因素,以及曝光、儲存溫度等外在因素的影響。色差儀可以客觀、穩(wěn)定、快速地檢測魚肉的色澤變化,更具有參考價值[10]。

2.3.1 亮度值(L*)的變化分析 隨著冰藏時間的延長,四組鱸魚的L*值不斷降低,且差異顯著(p<0.05),其中對照組和5 ℃預冷組L*值下降速度較快,10 ℃預冷組次之,15 ℃預冷組下降速度較為緩慢。L*值不斷降低說明鱸魚肉質的光澤度在冰藏期間有所降低,肌肉逐漸變暗,貯藏初期顏色較為鮮亮到后期顏色略微暗淡,鱸魚肉的可接受程度也逐漸降低。這是由于肌肉組織中高鐵血紅蛋白和高鐵肌紅蛋白在鱸魚肉的表面積累導致魚肉發(fā)生褐變反應[21],15 ℃對魚體的冷應激效應影響較10和5 ℃小,在一定程度上可以延緩魚體氧化反應,故而L*值下降趨緩。Richards等[22]研究證明了在貯藏過程中魚肉中的血紅蛋白和肌紅蛋白等血組蛋白與空氣中的氧氣反應從而導致了魚肉色澤的下降。貯藏0 d時,對照組、15、10和5 ℃預冷組新鮮鱸魚肉的亮度值分別為48.82、45.30、48.17和48.32,貯藏到15 d時對照組、15、10和5 ℃預冷組鱸魚肉的亮度值分別為40.36、40.48、43.10和40.68,四組鱸魚肉的亮度值分別下降了17.32%、6.23%、10.53%和15.81%。可見,15 ℃預冷處理能延緩鱸魚肉色的褐變,可以較好保持魚肉的亮度。

表5 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中亮度值(L*)的影響Table 5 Effects of different precooling temperature on L* value of Micropterus salmoides during ice storage

2.3.2 紅度值(a*)的變化分析 從表6可以看出,四組鱸魚的紅度值隨著貯藏時間的延長呈下降的趨勢,總體變化不大。對照組、10、5 ℃預冷組組內差異具有顯著性(p<0.05),而15 ℃預冷組組內差異不顯著(p>0.05)。由于鱸魚被宰后,紫紅色的還原態(tài)肌紅蛋白在高氧分壓的情況下和氧結合后生成鮮紅色的氧合肌蛋白,使魚肉呈鮮紅色,而后在冰藏過程中,低氧分壓條件下使其肌紅蛋白血色素中的亞鐵離子被氧化成鐵離子,形成棕紅色的含F(xiàn)e3+的高鐵肌紅蛋白,使魚肉失去原有的光澤,逐漸變暗并呈紅褐色[20],故紅度值不斷下降。有研究表明[23],在肉的儲藏過程中脂肪氧化和色素的改變是引起色澤變化的主要原因,而且紅度值的降低是與脂肪氧化有關系的。隨著貯藏時間的延長,鱸魚肉中的微生物大量滋生,脂肪被氧化產(chǎn)生脂質過氧化物,高鐵肌紅蛋白的積累逐漸增多,從而導致鱸魚肉紅度值的降低。15 ℃預冷處理組的鱸魚在12 d后,a*值顯著高于其他三組(p<0.05)。在冰藏12 d后,對照組、5和10 ℃預冷組鱸魚的菌落總數(shù)和硫代巴比妥酸值均顯著高于15 ℃預冷組,導致了對照組、5和10 ℃預冷組鱸魚肉中高鐵肌紅蛋白積累多于15 ℃預冷組,所以對照組、5和10 ℃預冷組鱸魚肉的a*值低于15 ℃預冷組?？梢?15 ℃預冷處理能延緩鱸魚肉色的褐變,可以較好地保持魚肉的紅色值。

2.3.3 黃度值的變化分析 冰藏期間,不同預冷溫度下四組鱸魚的黃度值變化如表7所示。可以發(fā)現(xiàn),隨著貯藏期的延長四組鱸魚的b*值呈緩慢上升趨勢,且差異顯著(p<0.05)。這表明鱸魚隨著貯藏期的延長,鱸魚肉有發(fā)黃的趨勢。隨著貯藏期的延長,在光線、溫度、酶等引發(fā)劑的作用下魚肉脂肪逐漸被氧化,使得肉色逐漸變黃。

表7 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中黃度值(b*)的影響Table 7 Effects of different precooling temperature on b* value of Micropterus salmoides during ice storage

2.3.4 總色差的變化分析 總色差可以表示魚肉顏色的變化?？偵畋硎举A藏前后魚肉表面顏色的改變,總色差越小,表示和新鮮魚肉顏色越接近差異不明顯,總色差越大,表示和新鮮魚肉顏色差異明顯,可接受程度低?？偵钤?～0.5時為極小的差異;在0.5～1.5時為稍有差異;在1.5～3.0時為感覺到有點差異;在3.0～6.0時為顯著性差異(p<0.05);在6.01～12.0時為極顯著差異(p<0.01);大于12.0以上為不同顏色[23]。由圖2可以看出,四組鱸魚肉總色差隨冰藏時間的延長而增大,0～9 d時四組魚肉的總色差增加較緩慢,自第9 d起四組魚肉總色差增加迅速。在冰藏期間,由于微生物的作用使得蛋白質(如肌球蛋白)逐漸變性及表面的褐變,導致總色差值顯著升高,引起魚肉新鮮度逐漸下降。在冰藏期間,對照組鱸魚肉的總色差增加速度明顯高于預冷組,這與感官分析的色澤參數(shù)的結果相一致。冰藏至第15 d時,對照組和5 ℃預冷組鱸魚肉的總色差分別為8.64和8.11,兩組魚肉的總色差均大于6,與新鮮肉存在極顯著差異(p<0.01),肉色暗淡且切面無光澤。而10和15 ℃預冷組鱸魚肉冰藏至15 d時,總色差分別為5.36和5.00,兩組魚肉的總色差均小于6,與新鮮肉存在顯著差異(p<0.05),肉色的可接受程度大于對照組和5 ℃預冷組。綜合分析,15 ℃預冷處理能延緩鱸魚冰藏時色澤衰敗,是一個相對較優(yōu)的預冷溫度。

圖2 不同預冷溫度對鱸魚冰藏過程中總色差變化的影響Fig.2 Effects of different precooling temperature of Micropterus salmoides during ice storage

3 結論

不同的預冷處理對魚體宰前代謝水平影響較大,從而影響宰后的產(chǎn)品質量。本文通過分析鱸魚預冷處理對魚片冰藏期間質構特性和色差的影響,為確定鱸魚適宜的預冷處理條件提供參考依據(jù)。

在冰藏期間魚片硬度隨貯藏時間的延長呈小幅度降低(p<0.05),內聚性和彈性在小范圍內上下波動(p>0.05)。預冷處理組與非預冷組組間質構變化差異不顯著(p>0.05),但經(jīng)15 ℃預冷處理組魚片冰藏期間硬度較其它組樣品降低幅度緩慢。雖然預冷處理不會影響魚片冰藏期間的色澤變化趨勢,但能延緩色澤的變化幅度,特別是15 ℃預冷處理可以較好保持魚肉的亮度值和紅度值,是一個相對較優(yōu)的預冷溫度。

由此可知預冷雖然對冰藏期間產(chǎn)品質構改善作用不明顯,但可以較好的延緩魚片色澤的變化,有利于維護產(chǎn)品賣相,說明采用預冷處理在一定程度上有利于提高鱸魚冰藏過程中的產(chǎn)品質量。