黃鱔片冷凍保藏的質(zhì)構(gòu)變化與控制

王智能，高立瓊，崔文利，趙海洋，吳光旭*

長江大學生命科學學院（荊州 434025）

黃鱔（Monopterus albus）屬魚綱合鰓目合鰓科黃鱔亞科，通常呈黃褐色、微黃色或橙黃色，是一類體形細長如蛇，體表具有黏液的無鱗淡水魚。黃鱔肉質(zhì)無小刺，口感細滑，具有彈性，營養(yǎng)豐富，深受廣大消費者的喜愛。

近十年，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，黃鱔養(yǎng)殖迅速興起，目前在湖北、湖南、安徽、江西等省份黃鱔養(yǎng)殖已發(fā)展成為一大特色水產(chǎn)業(yè)，據(jù)人民網(wǎng)資料顯示2016年僅湖北省的黃鱔養(yǎng)殖產(chǎn)量就達到18.45萬 t，產(chǎn)值125.13億元。黃鱔作為一種特殊的淡水魚，在人們的消費習慣上一直以鮮活方式為主，加工方面也僅局限于菜肴烹飪，市場上還沒有成熟的加工品和半成品，這嚴重地制約了黃鱔產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和發(fā)展。長期以來，凍藏一直是保存水產(chǎn)品的首選方法，國內(nèi)外有不少關(guān)于凍藏條件下青魚、草魚、鰱魚和鳙魚等淡水魚的質(zhì)構(gòu)特性變化與添加抗凍劑的研究報道[1-3]。但在鱔魚方面還未見到相關(guān)文獻。為此，試驗側(cè)重研究了黃鱔片在凍藏條件下質(zhì)構(gòu)特性的變化和使用抗凍劑后的改善效果，以期為黃鱔冷鏈產(chǎn)品的開發(fā)提供試驗依據(jù)。

1 試驗材料與儀器

1.1 試驗材料

黃鱔，市售，個體質(zhì)量在150 g左右。

1.2 試驗試劑

多聚磷酸鈉，天津市福晨化學試劑廠；海藻糖，日本Hayashibara公司。

1.3 試驗主要儀器與設備

TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀，北京盈盛恒泰科技責任有限公司；海爾冷藏冷凍箱、海爾超低溫冷藏箱，青島海爾集團；電子分析天平，賽多利斯科學儀器有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市杰瑞爾電器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏試驗儀器設備有限公司；HVE-50高壓滅菌鍋，華奧企業(yè)集團有限公司；AllegraX-30 R離心機，貝克曼庫爾特有限公司；HFsafe-1200生物安全柜，上海力申科學儀器有限公司；Transferpette移液槍，普蘭德上海貿(mào)易有限公司；電子萬用爐，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

2 凍藏保鮮試驗

2.1 黃鱔預處理

黃鱔片制作：新鮮黃鱔去頭、去尾、去內(nèi)臟、剔骨。用自來水清洗干凈，然后將洗凈的黃鱔片裝入聚丙烯包裝袋中，分別置于-10和-30 ℃的冰箱中凍藏6周。取樣時，將凍魚片置于4±1 ℃冰箱中解凍12 h后再用于各項指標的測定。

2.2 品質(zhì)指標測定方法

質(zhì)構(gòu)的測定（Texture profile analysis，TPA）[4]采用TMS-pro質(zhì)構(gòu)儀，測定硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性4種質(zhì)構(gòu)特性。主要選擇平底圓柱形不銹鋼探頭P/5（直徑5 mm），對樣品進行TPA模式測定。其中測試速率為10 mm/min，壓縮變形率為40%，觸發(fā)力為0.3 N，觸發(fā)類型為自動。樣品選擇魚身的背部，平行試驗6次。質(zhì)構(gòu)儀測試數(shù)據(jù)通過TMS-Pro物性分析系統(tǒng)分析得出[5]。

持水力的測定[6]：稱取約3 g的樣品轉(zhuǎn)入離心管中，在60 ℃條件下水浴20 min后離心3 min（1 500 r/min），擦干樣品表面水分，稱質(zhì)量。

式中：W1表示稱取樣品的質(zhì)量，g；W2表示加熱離心后的樣品質(zhì)量，g；W表示樣品的含水量，g。

含水量的測定：取3～5 g絞碎肉，放入105 ℃的干燥箱中干燥12 h至恒質(zhì)量，三次平行試驗后計算其水分含量。

解凍失水率的測定：將黃鱔片稱質(zhì)量后置于盛有濾紙的培養(yǎng)皿中，加蓋于4 ℃解凍24 h。取出，用濾紙拭去黃鱔片表面的水分，再次稱質(zhì)量[7]。解凍失水率按式（2）計算。

式中：m1為黃鱔片解凍前的質(zhì)量，g；m2為黃鱔片解凍后的質(zhì)量，g。

2.3 試驗結(jié)果與分析

2.3.1 黃鱔片凍藏質(zhì)構(gòu)特性的變化

凍藏黃鱔質(zhì)構(gòu)特性見圖1。-10和-30 ℃凍藏黃鱔片的硬度、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性均呈下降趨勢。但隨著凍藏溫度的降低，除內(nèi)聚性外，黃鱔片的硬度、彈性和咀嚼性降低的程度均變小。在凍藏第1天，黃鱔片的硬度在-10和-30 ℃凍藏條件下發(fā)生了劇降，分別降低了68.57%和52.19%，這可能是由于冷凍在解凍這一過程造成的，并在其后的41 d內(nèi)呈波動式下降。同樣地，盧涵[8]也報道了低溫及微凍條件下鳙魚的硬度隨著貯藏時間的延長而下降。另外通過比較，不僅僅是在第1天，在整個貯藏期（除0 d外），-30℃下魚肉的硬度均顯著髙于-10 ℃下魚肉的硬度。此外在第1天的貯藏期中，咀嚼性變化最大，-10和-30℃凍藏條件下的黃鱔片分別降低了89.49%和88.10%，內(nèi)聚性降低了53.01%和59.03%，但內(nèi)聚性和咀嚼性的整體變化極其相似，都是在第1天急劇下降，之后便趨于平緩，原因可能是肌肉蛋白質(zhì)被不斷地降解，肌肉細胞間的結(jié)合力也逐漸降低，再加上凍結(jié)貯藏期間，有較多的非極性疏水基團的暴露，最終使得魚肉在貯藏時內(nèi)聚性下降。與此同時，彈性分別降低了23.94%和20.21%，之后幾十天的貯藏期中彈性均有所波動，且在第42天，-10 ℃條件下所測得的彈性最小，為0.87。Herrero等[9]研究表明彈性與β-折疊及轉(zhuǎn)角變化呈正相關(guān)，而與α-螺旋結(jié)構(gòu)的比重呈負相關(guān)。這說明，肉類蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)變化與其肉質(zhì)性質(zhì)的變化有關(guān)，而凍藏條件下貯藏魚肉能改變魚肉蛋白的二級結(jié)構(gòu)。綜上所述，凍藏對黃鱔片的質(zhì)構(gòu)有顯著性影響，黃鱔片的質(zhì)構(gòu)在凍藏過程中逐漸劣化，凍藏的溫度越低，其質(zhì)構(gòu)劣變的速度越慢，劣化的程度也越低。這可能與低溫破壞了黃鱔片的肌肉組織以及蛋白質(zhì)低溫發(fā)生變性有關(guān)。凍藏溫度低，凍結(jié)時水分大多在細胞內(nèi)形成較小冰晶，對細胞結(jié)構(gòu)損傷較小，且ATP酶活性下降變慢，能導致蛋白質(zhì)變性程度降低；而凍藏溫度高，凍結(jié)過程中冰晶的形成會使魚片體積變大，使肌肉纖維變形，嚴重時還會導致魚片肌肉斷裂，對細胞造成機械損傷。故試驗表明-30 ℃凍藏條件下對于魚肉質(zhì)構(gòu)特性的保持優(yōu)于-10 ℃下的。

2.3.2 黃鱔片凍藏過程中持水力的變化

肌肉的持水力指的是肌肉保持其本身水分的能力或者在外力作用下吸收外來水分的能力[10]。如圖2所示，同為凍藏條件，但-30 ℃條件下鱔魚片的持水力均高于-10 ℃條件下的。經(jīng)-10和-30 ℃的條件下貯藏1周后，新鮮黃鱔片的持水力從原有的70.24%，分別降低至55.92%和60.44%，此后持水力的變化趨于平緩。這說明-30 ℃比-10 ℃條件下魚肉的水分流失速率慢，在-30 ℃的條件下能較好地保存黃鱔片的水分，進而保持魚肉較好的組織結(jié)構(gòu)。

圖2 黃鱔片在不同凍藏溫度下的持水力變化

2.3.3 黃鱔片凍藏過程中解凍失水率的變化

解凍失水率反映了魚體貯藏期間汁液的流失狀況。汁液流失過多，會使肉質(zhì)和適口性變差、產(chǎn)品色澤變暗、營養(yǎng)大量流失，嚴重影響產(chǎn)品的商業(yè)價值[11]。黃鱔片在不同貯藏溫度下的解凍失水率變化見圖3。解凍失水率隨貯藏時間的延長而增大，其中黃鱔片在14 d內(nèi)其汁液流失最為嚴重，之后變化趨于平緩。-10 ℃條件下在第28天所測得的解凍失水率最低（14.39%），可能是此時的魚肉處于僵直期，使得pH達到最大，肌肉系水力增強造成的[12]。此外，在-10 ℃凍藏42 d后的解凍失水率高達21.39%，而-30℃下的卻只有16.54%，所以凍藏溫度對于黃鱔片的解凍失水率影響較大，凍藏溫度越高，凍結(jié)速度越慢，會形成冰晶刺傷細胞，導致解凍后汁液流失增加。解凍失水率與蛋白質(zhì)的變性和降解作用有關(guān)，二者皆會改變蛋白質(zhì)的持水能力，影響肌肉組織的持水力。肌肉經(jīng)冷凍后，肉內(nèi)的水分在凍結(jié)過程中體積會增大90%，使肌細胞的細胞膜發(fā)生破裂，當解凍時，細胞中的汁液就會滲透出來，增大解凍失水率[13]。

圖3 黃鱔片在不同凍藏溫度下的解凍失水率變化

3 抗凍劑凍藏保鮮試驗

3.1 黃鱔預處理

黃鱔片制作：新鮮黃鱔去頭、去尾、去內(nèi)臟、剔骨。用自來水清洗干凈，放入加有抗凍劑的溶液中浸泡，然后將黃鱔片裝入聚丙烯包裝袋中，于-30 ℃的冰箱中凍藏1周。試驗時，取凍魚片置于4±1 ℃冰箱中解凍12 h，解凍后樣品用于各項指標的測定[14]。

3.2 品質(zhì)指標測定方法

質(zhì)構(gòu)測定，選用TMS-pro質(zhì)構(gòu)儀，采用10 mm/min的測試速率、40%的壓縮變形率和0.3 N的觸發(fā)力，測定鱔魚片的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性。

3.3 單因素試驗

3.3.1 多聚磷酸鈉對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

將黃鱔片放入海藻糖和多聚磷酸鈉混合液中（其中海藻糖的質(zhì)量濃度為4 g/mL，多聚磷酸鈉質(zhì)量濃度分別為0.3，0.4，0.5，0.6 g和0.7 g/mL），浸泡30 min后，放入-30 ℃冰箱中凍藏1周，1周后取出解凍，測定其硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性。

3.3.2 海藻糖對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

將黃鱔片放入海藻糖和多聚磷酸鈉混合液中（其中多聚磷酸鈉質(zhì)量濃度為0.6 g/mL，海藻糖質(zhì)量濃度分別為3，4，5，6和7 g/mL），浸泡30 min后，放入-30 ℃冰箱中凍藏1周，1周后取出解凍，測定其硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性。

3.3.3 浸泡時間對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

將黃鱔片放入0.6 g/mL的多聚磷酸鈉和4 g/mL的海藻糖混合液中，分別浸泡20，30，40，50和60 min后放入-30 ℃冰箱中凍藏1周，1周后取出解凍，測定其硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性。

3.4 正交試驗設計

以硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性為指標，根據(jù)單因素試驗結(jié)果，采用正交試驗法對抗凍劑的用量和浸泡時間進行優(yōu)化。確定考察的因素：A為多聚磷酸鈉濃度；B為海藻糖濃度；C為浸泡時間；D為空白。每個因素選取3個水平，按照L9(34)正交試驗表進行設計，各因素水平表如表1所示。

表1 L9(34)正交試驗因素水平表

3.5 試驗結(jié)果與分析

3.5.1 多聚磷酸鈉對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

硬度是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力，對于魚片的貯存及后續(xù)的加工運輸都有著重要的意義[15]。由圖4和表2可知，只有當多聚磷酸鈉的添加量為0.5 g/mL時其硬度大于對照組，且為最大，并與其他各組相比均有顯著性差異（p＜0.05）。在內(nèi)聚性方面，0.5 g/mL質(zhì)量濃度的添加量下所表現(xiàn)出的內(nèi)聚性卻為最小，并與對照組相比有顯著性差異（p＜0.05）。多聚磷酸鈉為0.3 g/mL的添加量下所表現(xiàn)出的結(jié)果與0.5 g/mL的有所不同，其硬度小于對照組，但內(nèi)聚性最大，與對照組相比具有顯著性差異。彈性和咀嚼性對于口感的評定極為重要，但0.3和0.5 g/mL添加量下的彈性和咀嚼性均無顯著性差異，且均大于對照組，最后考慮到0.5 g/mL添加量的硬度是最大的，雖然內(nèi)聚性最小，但不同多聚磷酸鈉添加量之間內(nèi)聚性的變化為0.33～0.39，在這個范圍內(nèi)對于黃鱔片整體的口感影響不大。所以將0.5 g/mL質(zhì)量濃度的多聚磷酸鈉作為最佳選擇。

表2 方差分析表

圖4 多聚磷酸鈉對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

3.5.2 海藻糖對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

彈性是反映外力作用時變形及去力后的恢復程度，海藻糖有降低凍藏黃鱔片硬度的作用，但當達到一定添加量時會有增加彈性的作用，此外在魚類等這些富含蛋白質(zhì)的食品中添加海藻糖，能起到保護蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的作用，從而達到抗逆保鮮作用和抗冷凍保護作用[16]。由圖5和表3可知，在4，5，6，7和8 g/mL海藻糖添加量下其硬度并沒有顯著性差異，且均小于對照組，此外不同添加量的海藻糖對于內(nèi)聚性也沒有顯著性差異。當海藻糖添加量為7 g/mL時，所表現(xiàn)出的彈性和咀嚼性為最大，并與8 g/mL添加量沒有顯著性差異，但加大海藻糖的濃度，實際效果卻有所減弱，所以海藻糖選擇7 g/mL為最適添加量。

3.5.3 浸泡時間對凍藏黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

由圖6和表4可知，除硬度外，經(jīng)多聚磷酸鈉和海藻糖混合液浸泡過的黃鱔片，其內(nèi)聚性和彈性均大于對照組，咀嚼性方面只有浸泡時間為50和60 min的小于對照組，其它各試驗組也均大于對照組，所以混合液對于黃鱔片的質(zhì)構(gòu)具有積極影響，浸泡時間過長反而具有消極影響。當浸泡時間為40 min時，其硬度均大于其他各試驗組的硬度，并與對照組相比無顯著性差異。內(nèi)聚性是指材料第一次壓縮變形之后表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗力，而浸泡時間為30 min所表現(xiàn)的內(nèi)聚性是最大的，但與浸泡時間為40 min的相比其變化不大[17]。再就其彈性和咀嚼性來看，浸泡時間30和40 min的彈性和咀嚼性均大于其他各試驗組的，綜合考慮，選擇添加劑浸泡液的浸泡時間為40 min。

表3 方差分析表

圖5 海藻糖對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

表4 方差分析表

圖6 浸泡時間對黃鱔片質(zhì)構(gòu)特性的影響

3.5.4 正交試驗

由表5和表6分析可知：（1）根據(jù)Ki值大小初選最佳工藝條件，接近理想值的Ki值為最佳。當Ki值為最佳時，各個指標的最佳組合是：硬度，A3B1C1；內(nèi)聚性，A2B2C3；彈性，A2B2C1；咀嚼性，A2B1C1。（2）根據(jù)極差大小確定各個因素對各個指標的影響力大小，極差越大，影響力越大。極差大小排列順序分別是：硬度，C＞B＞A；內(nèi)聚性，C＞A＞B；彈性，C＞A＞B；咀嚼性，C＞A＞B。（3）綜合平衡確定最優(yōu)工藝：從極差大小可以看出，對于因素A而言，其對內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性的影響大于對硬度的影響。內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性選A2為最佳，所以A選A2；對于因素B而言，其對硬度的影響大于對內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性的影響，硬度選B1為最佳，所以B選B1；對于因素C而言，其對硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性的影響都為主要因素，硬度、彈性、內(nèi)聚性選C1為最佳，內(nèi)聚性選C3為最佳，考慮到內(nèi)聚性的變化不顯著，所以C選C1。故最佳抗凍劑配方為A2B1C1。

表5 L9(34)正交試驗設計及結(jié)果

表6 正交試驗結(jié)果極差分析

4 結(jié)論

凍藏保鮮對黃鱔片原有的質(zhì)構(gòu)特性具有明顯影響，在-10和-30 ℃的凍藏條件下，黃鱔片的硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性均發(fā)生了劣變，但-30 ℃下的劣變程度明顯小于-10 ℃下的。使用0.5 g/mL的多聚磷酸鈉和6 g/mL的海藻糖作為抗凍劑浸泡30 min后再行速凍，能有效降低黃鱔片在凍藏時組織特性的不良變化。