加熱處理對(duì)3種魚肉水分分布的影響

孫瑜嶸，范三紅，馮雨薇，白寶清

（山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006）

鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚類屬于經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的深海魚類，其自然產(chǎn)量對(duì)全球魚類捕撈數(shù)量的高低起著舉足輕重的作用。鑒于這3種魚個(gè)頭小且短期內(nèi)魚肉特別容易腐敗變質(zhì)，撈后除了少數(shù)以凍藏的方式出售和用于生產(chǎn)附加值偏高的魚粉外，大部分都用于魚肉初加工[1-3]。魚肉罐頭和魚糜制品等深加工的魚類產(chǎn)品在我國(guó)海產(chǎn)品加工中所占比例較低，因此，中上層魚類水產(chǎn)品的發(fā)展空間很具潛力[4-5]。加熱在魚肉的加工時(shí)是一個(gè)重要過(guò)程，加熱不僅能降低魚肉中微生物數(shù)量，抑制其生長(zhǎng)，同時(shí)魚肉會(huì)發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)，使魚肉產(chǎn)品具有特殊的質(zhì)地、風(fēng)味和色澤，提高了魚肉產(chǎn)品的品質(zhì)。魚肉等海產(chǎn)品在加工過(guò)程中如果加熱溫度和加熱時(shí)間控制不當(dāng)，會(huì)造成含水量較高的魚肉水分損失過(guò)多，魚肉產(chǎn)品自身質(zhì)量減輕，魚肉中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，甚至生成有毒有害物質(zhì)，進(jìn)而降低魚肉深加工產(chǎn)品的質(zhì)量和出品率，降低魚肉加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[6-8]。

低場(chǎng)核磁共振檢測(cè)技術(shù)（LowFieldNuclear MagneticResonance，LF-NMR）因其能無(wú)損檢測(cè)肉類產(chǎn)品，同時(shí)具有制樣方便、測(cè)定快速等優(yōu)點(diǎn)[9-11]，是一種理想的系統(tǒng)研究肉產(chǎn)品持水性及其水分分布變化的工具。

本試驗(yàn)研究了鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚肉在不同加熱溫度下的水分蒸煮損失和魚肉中水分分布狀態(tài)的變化規(guī)律，其加熱工藝參數(shù)可為深海小雜魚類科學(xué)精深加工利用提供數(shù)據(jù)支持與理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器設(shè)備

供試材料為鯖魚、鳀魚、沙丁魚，由福建省泉州市威威貓食品有限公司提供。

儀器設(shè)備為FA1104電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；NM120-Angiyst低場(chǎng)核磁共振成像儀（上海紐邁電子科技有限公司）；BPG-9050BH電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海和呈儀器制造有限公司）；DZQ500×2S真空包裝機(jī)（上海申越包裝機(jī)械制造有限公司）；HERMLE Z323K高速離心機(jī)（德國(guó)HERMLE公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

3種魚捕獲后迅速冷凍裝箱，冰盒空運(yùn)到冷凍食品加工車間。試驗(yàn)時(shí)每條魚單獨(dú)稱質(zhì)量記錄后除去魚鱗、內(nèi)臟。魚肉采用手工采肉，將采制的魚肉用斬拌機(jī)斬拌成魚糜后對(duì)魚肉進(jìn)行理化指標(biāo)測(cè)定。剩余魚糜于-80℃超低溫冰箱真空包裝冷凍貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.1 魚肉的預(yù)處理 在高1 cm、直徑6 cm的玻璃模型中放入準(zhǔn)確稱取的40 g魚糜，將表面抹平壓實(shí)的魚糜模型裝入蒸煮袋中真空封口備用。將制成模型的魚糜樣品分為5組放置于恒溫水浴中，分別于 40，50，60，70，80 ℃加熱 30 min，魚糜樣品加熱后迅速冷卻至中心溫度10℃，測(cè)定魚肉樣品的相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 魚肉含水量、失水率和持水性的測(cè)定 含水率的測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)《食品中水分的測(cè)定》（GB/T 5009.3—2010）中的直接干燥法；魚肉失水率的測(cè)定參考文獻(xiàn)[12-13]進(jìn)行，準(zhǔn)確稱取3 g魚肉，用濾紙將其包好，2 000 r/min離心15 min，離心后稱質(zhì)量，水分損失即為魚肉樣品離心前后質(zhì)量之差。

1.2.3 魚肉蒸煮損失率的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取3 g魚肉樣品，將其加熱蒸煮后冷卻至室溫，樣品稱質(zhì)量，魚肉樣品蒸煮損失量即為魚肉樣品蒸煮前后質(zhì)量之差。

1.2.4 加熱溫度對(duì)魚肉中水分動(dòng)態(tài)變化的影響準(zhǔn)確稱取3 g魚肉樣品，將其放入核磁管中，使魚肉樣品在15 mm核磁管內(nèi)厚度低于2 cm進(jìn)行檢測(cè)，利用Angiyst軟件對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行T2反演程序分析，得到3種魚肉樣品弛豫時(shí)間的分布情況。試驗(yàn)時(shí)核磁共振成像分析儀測(cè)試參數(shù)為：磁體強(qiáng)度0.51 T，磁體溫度（32±0.02）℃，線圈直徑25 mm，共振頻率21.7 MHz。在使用T2橫向弛豫時(shí)間分析時(shí)，CPMG序列測(cè)量參數(shù)為：SW＝200 Hz；P90（μs）＝13.5；P180（μs）＝27.0；TD＝160 040；RG1＝20；RG2＝3；D3（μs）＝75；EchoCount＝2 000；TR（ms）＝2 000；NS＝4。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件計(jì)算魚肉平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，采用Sigmaplot 9.0軟件作圖，采用Statistix8.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種魚肉的持水性比較

在貯藏、加工過(guò)程中肌肉中的肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白等蛋白質(zhì)具有保持其內(nèi)在水分的能力，持水性直接影響到肉類及其制品的質(zhì)地和風(fēng)味，對(duì)肉類及其制品的質(zhì)量和出品率等指標(biāo)有著重要的影響，同時(shí)關(guān)系到肉類加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[14-15]。肌球蛋白在肌肉中的存在狀態(tài)及其含量的多少，對(duì)肌肉的持水性起著非常重要的作用。由表1可知，沙丁魚的持水性最大，為67.64%，明顯高于鯖魚和鳀魚魚肉；鯖魚的持水性次之，鳀魚的持水性最低，并且鯖魚和鳀魚魚肉的持水性間沒(méi)有明顯的差異。

表1 3種魚肉的持水性 %

2.2 加熱溫度對(duì)魚肉蒸煮損失率的影響

肉類的蒸煮損失不僅包括肉類中水分的減少，還包括其中脂肪和小分子蛋白質(zhì)的溶出。在加工過(guò)程中，由于加熱溫度升高，肉類中會(huì)有汁液流出，使肉類產(chǎn)品質(zhì)量減輕。導(dǎo)致肉類加熱時(shí)汁液流失的主要原因是：溫度升高，肉類中水分子活動(dòng)得到增強(qiáng)；肉類中蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和加熱過(guò)程中肉類的pH不斷變化，使肉類蛋白質(zhì)的持水能力降低，肌肉中不穩(wěn)定的水分得以釋放；肉類加熱時(shí)肌肉中膠原蛋白的變性收縮加劇了脂肪和小分子蛋白質(zhì)的溶出[16-17]。

魚肉蒸煮溫度越高，其蒸煮損失率就越大，鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚魚肉在不同蒸煮溫度下蒸煮損失率的變化曲線如圖1所示。從圖1可以看出，在40～60℃范圍內(nèi)，沙丁魚和鳀魚魚肉蒸煮損失率大于鯖魚；在60～70℃范圍內(nèi)，鳀魚魚肉蒸煮損失率最大，鯖魚魚肉蒸煮損失率次之，沙丁魚魚肉蒸煮損失率增加變緩，鳀魚和沙丁魚魚肉蒸煮損失率趨于平緩，而鯖魚魚肉蒸煮損失率顯著增加。整體來(lái)看，3種魚肉蒸煮損失率鳀魚最大，鯖魚次之，沙丁魚最小，這與3種魚肉的持水性大小有關(guān)。另外，魚的種類對(duì)魚肉的持水性也有影響，因?yàn)椴煌N類的魚肉其膠原蛋白的結(jié)構(gòu)和含量各不相同，魚肉中肌原纖維蛋白變性收縮的程度也有所區(qū)別。

2.3 加熱溫度對(duì)魚肉水分分布的影響

采用核磁共振技術(shù)研究肉類中水分的分布和流動(dòng)情況。弛豫時(shí)間用來(lái)表征肉類中水分的自由度，肉類中水分氫質(zhì)子自由度越小，其受到的束縛越大，對(duì)應(yīng)的T2圖譜上T2弛豫時(shí)間就越短，相應(yīng)的峰位置就越靠左；反之，肉類中水分氫質(zhì)子受到的束縛越小，對(duì)應(yīng)的T2弛豫時(shí)間就越長(zhǎng)，在T2圖譜上峰位置就越靠右；在T2圖譜上，相同弛豫時(shí)間里對(duì)應(yīng)的弛豫峰面積可以表示肉類中對(duì)應(yīng)水量的多少[18-19]。

氫質(zhì)子的橫向弛豫時(shí)間（T2）分布能用來(lái)表示肉類樣品中水分的分布情況，圖2，3，4分別表示鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚肉在不同加熱溫度下核磁共振橫向弛豫時(shí)間T2波譜的水分分布情況。從圖2，3，4可以看出，3種魚肉中存在不同的水分群：在0～10 ms弛豫時(shí)間內(nèi)，觀察到約占總水量5%的水分子層水，與魚肉蛋白質(zhì)分子表面的極性基團(tuán)緊密結(jié)合；在10～100 ms弛豫時(shí)間內(nèi)，魚肉中肌絲、肌原纖維和膜之間的不易流動(dòng)水約占總水量的80%，這部分水能溶解魚肉中鹽類及其他物質(zhì)；在100～1 000 ms弛豫時(shí)間內(nèi)，存在于魚肉肌肉細(xì)胞間隙及組織間隙的自由水。

隨著溫度的升高，T2圖譜中3種魚魚肉的不易流動(dòng)水的峰面積減小，表明在加熱過(guò)程中魚肉的持水能力不斷減小，并且3種魚肉在加熱過(guò)程中水分變化情況基本相似。由圖3可知，在加熱過(guò)程中隨著溫度的升高，鳀魚魚肉中不易流動(dòng)水的峰面積明顯降低，其蒸煮損失的測(cè)定結(jié)果與鳀魚魚肉的持水性能較差相一致。由T2圖譜可知，試驗(yàn)時(shí)隨加熱溫度升高，魚肉中不易流動(dòng)水曲線逐漸向左移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間有減小的趨勢(shì)，表明魚肉肌肉組織對(duì)不易流動(dòng)水的束縛力增大?？赡苁窃诩訜徇^(guò)程中魚肉組織中蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變等原因，使魚肉中剩余的不易流動(dòng)水的締合度進(jìn)一步提高[20]。

3 結(jié)論

本研究對(duì)沙丁魚、鯖魚、鳀魚3種魚肉的持水性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，3種魚肉持水性沙丁魚魚肉最大，鯖魚魚肉次之，鳀魚魚肉最小。在蒸煮過(guò)程中，隨著加熱溫度的升高魚肉的蒸煮損失率增大，當(dāng)加熱到80℃時(shí)，3種魚肉的蒸煮損失率沙丁魚魚肉為6.32%，鯖魚魚肉為7.62%，鳀魚魚肉為8.01%，并且魚肉持水性高其加熱蒸煮時(shí)魚肉的蒸煮損失率就小。另外，加熱時(shí)魚肉持水性變低，魚肉中流動(dòng)水損失增多，而魚肉中不易流動(dòng)水與蛋白質(zhì)的締合程度則變高。加熱時(shí)魚肉中自由水含量隨加熱溫度升高而減少，魚肉中結(jié)合水與蛋白質(zhì)的作用力變得更加緊密。本研究結(jié)果為魚肉深加工中魚肉水分研究提供了試驗(yàn)支持和理論依據(jù)。