不同解凍方式對金槍魚品質(zhì)的影響

余文暉,王金鋒,謝晶,4*

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海， 201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海，201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評(píng)價(jià)專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海，201306) 4(上海海洋大學(xué)，食品科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海，201306)

金槍魚廣泛分布于大西洋、太平洋，富含豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)，食用價(jià)值和商用價(jià)值極高[1-3]。金槍魚屬于高度洄游性魚類，通過高速游動(dòng)過程中，水流經(jīng)鰓部進(jìn)行呼吸，維持氧氣供給，捕撈后的新鮮金槍魚一旦停止游動(dòng)將會(huì)逐漸窒息死亡。為了保持新鮮度，金槍魚通常在被捕撈后立即進(jìn)行超低溫速凍凍結(jié)貯藏[4]。市面上所售的金槍魚在加工和食用之前必須進(jìn)行解凍處理，金槍魚的食用品質(zhì)與解凍方式密切相關(guān)。

李念文等[5]通過比較空氣解凍、微波解凍、真空解凍和超聲波解凍4種方式發(fā)現(xiàn)，微波解凍和超聲波解凍雖然能顯著縮短解凍時(shí)間，但在維持魚肉品質(zhì)方面效果一般，真空解凍作為新型的外部解凍方法，解凍方式溫和，在持水力和鹽溶性蛋白含量上要優(yōu)于其余解凍方式。劉燕等[6]比較自然空氣解凍、冷藏庫解凍、溫鹽水組合解凍和靜止水解凍發(fā)現(xiàn)，冷藏庫解凍對金槍魚的色澤有很好地保護(hù)作用，但其余指標(biāo)不甚理想，溫鹽水組合解凍能更好的保持金槍魚的口感圓潤、色澤鮮亮且肉質(zhì)富有彈性，但存在解凍時(shí)間過長的缺陷。TOLGA等[7]比較了冷藏解凍、水解凍和微波解凍3種方法分別對鳳尾魚、沙丁魚和海鯛品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，不同解凍方式對鳳尾魚pH值影響較為接近，但冷藏解凍對沙丁魚和海鯛的pH值影響最大；微波解凍后魚肉的TVB-N值最低，但對魚肉色澤影響最大；水解凍對pH值影響最小，感官評(píng)定得分最高，是最為理想的解凍方式。

目前，對金槍魚及副產(chǎn)品加工工藝研究較多，對金槍魚解凍方式的研究多集中在空氣解凍、靜水解凍等傳統(tǒng)解凍方式，且對于解凍過程中的水分遷移和肌肉組織結(jié)構(gòu)研究較少。因此，本文綜合比較空氣解凍、靜止水解凍、流水解凍和微波解凍4種方式下金槍魚魚肉持水力、色差、蛋白質(zhì)溶解度等指標(biāo)，結(jié)合低磁場核磁共振技術(shù)，通過光鏡對解凍后金槍魚魚肉的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，旨在獲得能維持金槍魚較好新鮮度的解凍方式，為金槍魚解凍方式的研究提供參考與理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)采用的是捕撈后超低溫速凍切割，真空包裝后貯藏于-55 ℃冰箱中的大目金槍魚魚塊，購自浙江豐匯遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司。

二甲苯、無水乙醇、10%的福爾馬林、蘇木精染色液、伊紅染色液、改良型Bradford法蛋白濃度測定試劑盒、10×PBS緩沖液，生工生物工程(上海) 股份有限公司。

1.2 材料與設(shè)備

H-2050R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；F2640A型福祿克多路采集熱電偶NN.GD567M型微波爐，上海松下微波爐有限公司；MWS.8型微波工作站，加拿大FISO公司；UV-2100型紫外可見分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司；FA25型高剪切分散乳化機(jī)，上海FLUKO型弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；F2640A型福祿克多路采集熱電偶，美國FLUKE公司；Leica CM1100冰凍切片機(jī)，德國徠卡測量系統(tǒng)有限公司；Eclipse E200生物顯微鏡，日本尼康儀器有限公司；PB-10精密數(shù)顯酸度計(jì)，賽多麗斯科學(xué)儀器有限公司；PQ001臺(tái)式脈沖核磁共振分析儀，上海紐邁公司。

1.3 解凍方法

將金槍魚魚塊從-55 ℃冰箱中取出，分別通過空氣解凍、靜止水解凍、流水解凍和微波解凍4種方式進(jìn)行解凍，以金槍魚魚塊中心溫度作為解凍溫度測量點(diǎn)，解凍終溫為5 ℃(表1)。

表1 不同解凍方式解凍條件Table 1 Thawing conditions for different thawing methods

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 解凍時(shí)間

空氣解凍、流水解凍和靜止水解凍采用多路熱電偶測定溫度，微波解凍采用光纖測溫儀測定溫度，將多個(gè)探頭插入魚體中心部位，每秒記錄1次數(shù)據(jù)，金槍魚魚肉解凍至5 ℃時(shí)記錄停止，從-55 ℃升溫至5 ℃ 所需要的時(shí)間即為解凍時(shí)間。

1.4.2 解凍損失率

參考HONIKEL[8]的方法。解凍前的金槍魚魚肉在天平稱重，記錄質(zhì)量為m1，解凍完成后，將解凍后流失掉的汁液倒掉，用吸水紙將金槍魚肉表面汁液吸干，再次稱重，稱重并記錄質(zhì)量為m2，汁液損失率按照公式(1)計(jì)算。

(1)

1.4.3 持水力

參照?ZOGUL等[9]的方法測定。稱取2 g左右解凍后的金槍魚魚肉，質(zhì)量記為m1，用濾紙包好，4 ℃， 5 000 r/min冷凍離心后去掉濾紙，稱量紙稱量并記質(zhì)量為m2，冷凍離心，重復(fù)試驗(yàn)3次取平均值。按公式(2)計(jì)算。

(2)

1.4.4 質(zhì)構(gòu)

參考李念文等[10]的方法進(jìn)行部分修改。將解凍后的魚塊切成1 cm×1 cm×2 cm的方塊，每組實(shí)驗(yàn)各取6份樣品，重復(fù)測定取平均值，對樣品進(jìn)行2次壓縮測試，測定指標(biāo)包括黏聚性、彈性、咀嚼度、硬度等。

1.4.5 核磁

參考李欣等[11]的方法，將金槍魚魚肉切成規(guī)格為2 cm×1 cm×2 cm的方塊，放入磁場中心位置的射頻線圈中心，使用CPMG序列，設(shè)置參數(shù)為：采樣寬帶SW=100 kHz，重復(fù)采樣時(shí)間為4 000 ms，回波時(shí)間TE=0.500，回波個(gè)數(shù)Nech=8 000，重復(fù)采樣次數(shù)2次，使用CPMG序列，采用分析軟件進(jìn)行迭代反演。

1.4.6 色差

將解凍后的金槍魚魚肉切塊(1 cm×1 cm×2 cm),采用色差儀測定正反兩面色差值,每面測定2次，采用紅度指標(biāo)(a*/b*)作為肉色變化的判定依據(jù)[12]。每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次取平均值減小誤差。

1.4.7 高鐵肌紅蛋白

稱取2 g金槍魚魚肉碎肉，加入20 mL濃度為 0.02 mol/L的PBS溶液，均質(zhì)勻漿1 min，冷凍離心10 min(10 000×g勻漿，4 ℃)，吸取上清液，采用分光度計(jì)分別測A525 nm、A545 nm、A565 nm、A572 nm。高鐵肌紅蛋白(metmyoglobin, MetMb)的含量按照公式(3)計(jì)算。

MetMb/%=

(3)

1.4.8 pH

取5 g解凍后的金槍魚魚肉，均質(zhì)后加入50 mL的蒸餾水靜置20 min，取上清液測定pH值。

1.4.9 蛋白質(zhì)溶解度

金槍魚肌肉中的可溶性蛋白質(zhì)主要分為水溶性的肌漿蛋白和鹽溶性的肌原纖維蛋白，其測定參考JOO等[13]和NIU等[14]的方法并稍作修改。

肌漿蛋白的含量測定：稱取2 g的金槍魚魚肉，加入40 mL預(yù)冷的磷酸鉀緩沖液(濃度0.1 mol/L)均質(zhì)(14 000 r/min，1 min)后將溶液冷凍離心20 min(10 000 r/min，4 ℃)，取上清液測定蛋白質(zhì)的溶解度。

肌原纖維蛋白的含量測定：稱取2 g的金槍魚肉，加入18 mL蒸餾水，均質(zhì)(14 000 r/min，1 min)后將溶液冷凍離心10 min(10 000 r/min，4 ℃)，過濾獲得沉淀，再次加入18 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaCl溶液，均質(zhì)離心后取上清液。

蛋白質(zhì)含量均采用Bradford試劑盒檢測，每組實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同解凍方式對金槍魚解凍時(shí)間及解凍曲線的影響

分別采用空氣解凍、靜止水解凍、流水解凍和微波解凍4種方法在相同溫度條件下對金槍魚魚肉進(jìn)行解凍，不同解凍方式的解凍時(shí)間差異顯著，如圖1所示。空氣解凍在中心溫度到達(dá)5 ℃后的解凍速率變化平緩，微波解凍速度最快且解凍過程中的溫度變化速率均勻，但是由于魚肉內(nèi)部極性分子分布不均勻，會(huì)導(dǎo)致金槍魚魚肉不同部位吸收熱量差異較大[15]，隨著解凍的進(jìn)行，解凍生成的水分會(huì)吸收更多的熱量，最終可能會(huì)導(dǎo)致魚肉部分熟化，嚴(yán)重影響金槍魚魚肉的品質(zhì)與商業(yè)價(jià)值。靜止水解凍相對于空氣解凍，解凍時(shí)間較短，這是由于水和空氣相比，比熱容較大，能夠迅速傳導(dǎo)熱量，大大縮短解凍時(shí)間，解凍速率也較為平緩。采用流水解凍，會(huì)加劇熱量的交換，提高解凍效率，比靜止水解凍縮短近一半的解凍時(shí)間，但流水解凍對金槍魚魚肉表面沖刷，解凍速率會(huì)有一定的波動(dòng)。

2.2 解凍損失率

不同解凍方式的汁液損失率如圖2所示?？梢钥闯?，4種解凍方式中，流水解凍的解凍損失率為13.52%，在4種解凍方式中解凍損失率最高。

a-空氣解凍；b-靜止水解凍；c-流水解凍；d-微波解凍圖1 不同解凍方式解凍曲線Fig.1 Thawing curves with different thawing methods

圖2 不同解凍方式解凍損失率對比Fig.2 Comparison of juice loss rate in different thawing methods

這是因?yàn)榱魉鈨鲞^程中，凍結(jié)金槍魚魚肉直接和水分進(jìn)行接觸，部分可溶性蛋白通過魚肉切面直接溶入水中，與靜止水解凍相比，提高了將近一半的解凍速率?？諝饨鈨龅慕鈨鰮p失率其次，為5.78%，這是因?yàn)榭諝饨鈨鲞^程中，雖然不易流動(dòng)水會(huì)轉(zhuǎn)化成自由水損失，但空氣解凍時(shí)間較長，減緩了金槍魚肉解凍過程中的汁液損失。微波解凍的解凍損失率要大于靜止水解凍的解凍損失率，這是因?yàn)轸~肉是多相非均勻的物質(zhì)，在解凍加熱的過程中，金槍魚魚肉各部分對熱量的吸收程度不同，微波加熱速率較快，使得金槍魚魚肉部分熟化，加速了水分的損失，且微波解凍對蛋白質(zhì)破壞較大，冰晶融化后的水分子不能重新和蛋白質(zhì)分子重新結(jié)合，造成較大的解凍損失率。通過對解凍時(shí)間和解凍損失率的比較，發(fā)現(xiàn)解凍時(shí)間和解凍損失率呈非線性關(guān)系，這與余小領(lǐng)等[16]用不同解凍方式對豬肉的研究結(jié)果相一致。

2.3 持水力的變化

持水力是指在肌肉受到外力作用時(shí)，肌肉組織通過物理方式保持水分的能力。肌肉中的水分主要存在于細(xì)胞內(nèi)部，解凍過程中蛋白質(zhì)的變性以及細(xì)胞的損傷破裂都會(huì)影響到持水力的變化。由圖3可知，空氣解凍的持水力最大，微波解凍的持水力最小。這可能是因?yàn)榭諝饨鈨鰰r(shí)間較長，自然對流解凍可以縮小金槍魚魚肉表面和中心溫度之間的溫差，且空氣解凍在干燥的環(huán)境下，避免了細(xì)胞吸水漲破而使水分損失；微波解凍后的pH值為5.56，接近肌球蛋白的等電點(diǎn)，此刻蛋白質(zhì)有相等的正負(fù)電荷，彼此吸引，對水分的吸引力減小，且微波解凍過程中，金槍魚魚肉內(nèi)部溫度較高，肌球蛋白頭部變性，致使持水力下降。經(jīng)流水解凍和靜止水解凍后的金槍魚魚肉，持水力差異不顯著，同空氣解凍相比，用時(shí)較短，可快速通過-5～0 ℃ 這一最大冰晶溶解帶，有效減小蛋白質(zhì)的變性和細(xì)胞的損傷，較好的維持金槍魚魚肉的持水力。

圖3 不同解凍方式持水力對比Fig.3 Hydraulic comparison of different thawing methods

2.4 pH值的變化

金槍魚魚肉在解凍過程中，蛋白質(zhì)變性引起H+的釋放，新鮮金槍魚魚肉pH值一般維持在7.0～7.3，隨著解凍過程中水分的損失，H+濃度逐漸增加，4種解凍方式中，金槍魚魚肉的pH值均有所降低，如圖4所示，空氣解凍后金槍魚魚肉pH值為6.86， 靜止水解凍后金槍魚魚肉pH值為6.03，流水解凍后金槍魚魚肉pH值為5.81，微波解凍后金槍魚魚肉pH值為5.56，可以看出4組魚肉pH值均維持在6.0左右。靜止水解凍后金槍魚魚肉pH值與6.0最為接近，能最大程度地保持金槍魚魚肉解凍后的新鮮程度[17]。

圖4 不同解凍方式pH值對比Fig.4 Comparison of pH values for different thawing methods

2.5 色差變化

金槍魚魚肉肌肉生理學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)綜合作用的結(jié)果可以直觀反映在肉色上[18]。雖然金槍魚魚肉的色澤對其營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味沒有任何影響，卻是消費(fèi)者在購買金槍魚魚肉時(shí)重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)[19]。新鮮的金槍魚魚肉由于富含氧合肌紅蛋白，呈現(xiàn)鮮紅色，當(dāng)氧合肌紅蛋白進(jìn)一步氧化形成高鐵肌紅蛋白時(shí)則魚肉呈現(xiàn)出暗紅色，相比單獨(dú)使用a*值或b*值，紅度值(a*/b*)則能更好地反映出肉色的感官評(píng)價(jià)[12]。不同解凍方式下金槍魚魚肉的紅度值變化如圖5所示，靜止水解凍的金槍魚魚肉紅度值最高，顏色最好，這是由于靜止水解凍過程中金槍魚魚肉的解凍速度較快，且與空氣隔絕，有效降低了氧合肌紅蛋白的氧化程度，最大限度地保證了金槍魚魚肉的品質(zhì)。微波解凍的金槍魚魚肉顏色變化最大，這是由于微波加熱迅速，導(dǎo)致金槍魚魚肉蛋白質(zhì)變性，紅度值隨之降低。流水解凍與靜止水解凍雖然同屬于水解凍，但水在流經(jīng)魚肉表面時(shí)，會(huì)攜帶大量氣泡，氣泡中所含氧氣加快了金槍魚魚肉氧合肌紅蛋白的氧化程度，使魚肉發(fā)生褐變。

圖5 不同解凍方式紅度值對比Fig.5 Color contrast of different thawing methods

2.6 高鐵肌紅蛋白含量

高鐵肌紅蛋白的含量與金槍魚魚肉的色澤密切相關(guān)。在貯藏及解凍過程中，肌紅蛋白、氧合肌紅蛋白、高鐵肌紅蛋白三者的比例決定了金槍魚魚肉的肉色變化，變色程度取決于高鐵肌紅蛋白的生成率[20]。金槍魚魚肉中高鐵肌紅蛋白含量在20%以下時(shí)呈現(xiàn)鮮紅色，升至30%時(shí)呈現(xiàn)暗紅色，大于50%時(shí)呈現(xiàn)紅褐色，70%以上呈現(xiàn)褐色。新鮮的金槍魚魚肉中含有大量豐富的酶[21]，通過將金槍魚魚肉還原并與氧氣結(jié)合形成氧合肌紅蛋白，便能使魚肉保持鮮亮的血紅色。如圖6所示，4種解凍過程中，流水解凍的金槍魚魚肉MetMb含量最高，空氣解凍其次，這是因?yàn)榱魉鈨龅闹簱p失率最為嚴(yán)重，金槍魚魚肉中的酶會(huì)隨著汁液而大量損失，而空氣解凍過程中O2含量充足，更有利于高鐵肌紅蛋白的形成。微波解凍后的金槍魚魚肉中MetMb含量低于20%，但在實(shí)際操作中，微波使魚肉部分熟化，造成金槍魚魚肉色澤不均勻，因此，相比與其余3種解凍方式，靜止水解凍能更好的保持金槍魚魚肉的外觀品質(zhì)。

圖6 不同解凍方式高鐵肌紅蛋白含量對比Fig.6 Comparison of different levels of thawing myoglobin in different thawing methods

2.7 可溶性蛋白含量

根據(jù)肌肉中蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)不同，金槍魚肌肉中的蛋白質(zhì)可以分為水溶性的肌漿蛋白、鹽溶性的肌原纖維蛋白以及不可溶解的基質(zhì)蛋白。其中肌原纖維蛋白在魚體中占50%～70%，肌漿蛋白占20%～50%，而基質(zhì)蛋白只占極少部分。肌原纖維蛋白和肌漿蛋白是金槍魚魚肉中的重要營養(yǎng)成分，魚肉品質(zhì)的好壞和蛋白質(zhì)的溶解程度緊密相關(guān)。金槍魚魚肉在解凍過程中，蛋白質(zhì)含量受外界條件的影響，導(dǎo)致不同程度的結(jié)構(gòu)損傷和蛋白質(zhì)變性，從而影響到金槍魚魚肉的新鮮度和營養(yǎng)價(jià)值。如圖7所示，不同的解凍方式對金槍魚魚肉中的蛋白質(zhì)含量有著不同程度的影響，微波解凍速度最快，可溶性蛋白含量最低；流水解凍方式下肌漿蛋白和肌原纖維蛋白的含量最高，效果最好。這可能是由于微波解凍的過程中，極性分子的迅速受熱導(dǎo)致大量蛋白質(zhì)變性。在解凍過程中，不飽和脂肪酸氧化生成自由基，會(huì)與蛋白質(zhì)相結(jié)合，也會(huì)引起蛋白含量的降低[22]。因此，靜止水解凍、空氣解凍和流水解凍3種解凍方式的蛋白含量與解凍時(shí)間具有一定的相關(guān)性。流水和靜止水解凍時(shí)間短，蛋白質(zhì)變性程度不明顯，對金槍魚肉的品質(zhì)影響相對較小?？諝饨鈨鲇捎诮鈨鰰r(shí)間過長，肌原纖維蛋白和肌漿蛋白含量較低，影響魚肉的品質(zhì)。

圖7 不同解凍方式肌肉全蛋白含量對比Fig.7 Comparison of total protein content of muscle in different thawing ways

2.8 對質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)包括硬度、恢復(fù)力、咀嚼度、膠著性、黏附性等，是評(píng)價(jià)食品物理特性的重要手段。魚肉進(jìn)入自溶階段以后，蛋白質(zhì)會(huì)逐漸分解，彈性、硬度以及咀嚼性等隨之降低，魚肉的口感變差，食用品質(zhì)遭到破壞。本文選取了硬度、黏附性、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼度和恢復(fù)力等幾個(gè)指標(biāo)對不同解凍方式下金槍魚魚肉的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。如圖8所示，不同解凍方式對各個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的影響基本一致。

圖8 不同解凍方式對質(zhì)構(gòu)的影響Fig.8 Effects of different thawing methods on texture

其中，金槍魚魚肉的內(nèi)聚性、黏附性、恢復(fù)力和彈性等指標(biāo)受不同解凍方式的影響相對較??；硬度、咀嚼度和膠著性受解凍方式的影響較大。靜止水解凍下的金槍魚魚肉硬度、膠著性和咀嚼度最高，微波解凍后的金槍魚魚肉硬度等較小，這與李天翔等[23]的結(jié)論相符合。由于不同解凍方式對金槍魚魚肉中蛋白質(zhì)變性程度的影響不同，使得金槍魚魚肉的質(zhì)構(gòu)特性的下降程度也不盡相同。微波解凍過程中，由于魚肉中蛋白質(zhì)的變性以及肌肉組織纖維的破壞，因此，微波解凍的硬度咀嚼度和膠著性都明顯少于其他幾種解凍方式?？諝饨鈨龊退鈨龅慕饦岕~質(zhì)構(gòu)指標(biāo)較好，其中靜止水解是有最硬度和膠著性。

2.9 對組織結(jié)構(gòu)的影響

金槍魚的凍結(jié)過程中伴隨著冰晶的生成與長大，對細(xì)胞的完整性具有一定的破壞性。解凍過程中，冰晶融化速率不同，不同的解凍方式均會(huì)對金槍魚的肌肉組織造成不同程度的機(jī)械損傷，使微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的劣變。不同解凍方式下金槍魚魚肉組織結(jié)構(gòu)變化如圖9所示。

a-空氣解凍；b-靜止水解凍；c-流水解凍；d-微波解凍圖9 不同解凍方式對組織結(jié)構(gòu)的影響Fig.9 Effects of different thawing methods on tissue structure

微波解凍的金槍魚肉肌纖維間隙最大，結(jié)締組織破壞也較為嚴(yán)重，這是因?yàn)槲⒉ń鈨霾煌谄溆?種解凍方式，對金槍魚魚肉直接進(jìn)行加熱，溫度最高，解凍迅速，使蛋白質(zhì)遭到大量的破壞。空氣解凍的金槍魚肉也有較大的肌纖維間隙，這可能是因?yàn)榭諝饨鈨鰰r(shí)間較長，金槍魚魚肉組織直接暴露在空氣中，導(dǎo)致微生物的大量繁殖，分解了魚肉組織中的蛋白質(zhì)，使得肌肉組織的完整性遭到破壞，魚肉組織失去了原本的致密性。相比于流水解凍，靜止水解凍的金槍魚魚肉間隙較小，肌束結(jié)合更為緊密，這是因?yàn)椴捎渺o止水解凍，速率更為均勻，流水解凍時(shí)，與水流直接接觸的部分冰晶先行融化，解凍更為迅速，由于液體水蒸氣的氣壓大于冰晶的水蒸氣壓[24]，冰晶融化的液相水向低壓處的組織纖維間隙處聚集，增大了金槍魚魚肉的組織間隙，金槍魚魚肉肉質(zhì)變得松散。

2.10 肌肉含水量及分布狀態(tài)

肌肉中的水分主要以結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水這3種形式存在，結(jié)合水存在于細(xì)胞內(nèi)部，與分子相互作用；不易流動(dòng)水存在于肌纖維以及網(wǎng)狀組織之間；自由水則可以自由流動(dòng)，存在于細(xì)胞以外[25]。目前食品中的含水狀態(tài)廣泛采用低場核磁共振技術(shù)(low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR)測定[26]，通過對1H質(zhì)子的橫向弛豫時(shí)間(T2)在肉制品中的衰減規(guī)律來測定3種不同水分的含量[27]，以T21、T22、T23所對應(yīng)的峰面積所占比率來表示。測定結(jié)果如圖10所示，弛豫時(shí)間最短0～10 ms的峰(T21)代表了結(jié)合水，弛豫時(shí)間在10～150 ms的峰(T22)代表了不易流動(dòng)水，弛豫時(shí)間為150～1 245 ms的峰(T23)表示存在于外肌纖維空間的自由水。T21、T22、T23所對應(yīng)的峰面積表示了3種狀態(tài)的相對含量，3種水分狀態(tài)可以互相轉(zhuǎn)換，遷移率與水分子和大分子之間的氫鍵自由能的變化相關(guān)。

圖10 不同解凍方式對橫向弛豫時(shí)間的影響Fig.10 Effect of different thawing methods on transverse relaxation time

由圖11可以看出，在3種水狀態(tài)含量對比中，不易流動(dòng)水占到90%以上，微波解凍的總峰面積最大，含水量最高，結(jié)合水含量比例最高，這是由于微波解凍時(shí)間短，速度快，結(jié)合水轉(zhuǎn)化較少。

圖11 不同解凍方式對峰面積比例Fig.11 Peak area ratio of different thawing methods

空氣解凍組的解凍時(shí)間最長，隨著蛋白質(zhì)的變性，結(jié)合水轉(zhuǎn)化為不易流動(dòng)水，導(dǎo)致不易流動(dòng)水含量增加，汁液損失率增加，總含水量也最小。流動(dòng)水解凍組中自由水的含量占比最高，不易流動(dòng)水含量較低，這是由于流動(dòng)水對組織結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致肌纖維組織間的不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)換成為自由水。

利用LF-NMR技術(shù)還可以直觀觀測到水分分布情況，通過樣品所反射出的信號(hào)強(qiáng)度與水分含量成正比。如圖12所示為不同解凍方式后魚肉中水分分布情況，其中顏色越亮，表示該部分含水率越高，顏色越暗，表示樣品的含水量越低[28]。微波解凍更多的呈現(xiàn)黃紅色，表示1H質(zhì)子含量較高，說明微波解凍水分含量較高，能夠較好地保存水分含量，能夠有效降低汁液損失率。

2.11 相關(guān)性

為了揭示指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對比不同解凍方式的解凍效果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，分析結(jié)果如表2所示。

a-空氣解凍；b-靜止水解凍；c-流水解凍；d-微波解凍圖12 不同解凍方式對核磁圖像Fig.12 Different thawing methods for NMR images

表2 解凍指標(biāo)相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of thawing indexes

注：“**”表示相關(guān)性極顯著(P<0.05)；“*”表示相關(guān)性顯著(0.01

由表2可知，不同指標(biāo)之間存在著一定的相關(guān)性，解凍時(shí)間與pH值、硬度呈正相關(guān)，與肌漿蛋白含量和彈性呈負(fù)相關(guān)。4種解凍方式中，空氣解凍時(shí)間最長，pH值和魚肉硬度最高，魚肉的彈性較差，肌漿蛋白和肌原纖維蛋白變性程度較大，影響魚肉的口感和品質(zhì)。pH值和持水力變化相比較，發(fā)現(xiàn)二者呈正相關(guān)，這與CHOW等[29]的研究相一致。高鐵肌紅蛋白含量和紅度值存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，新鮮的金槍魚呈鮮紅色，解凍后，高鐵肌紅蛋白的含量越高，紅度值越低，肉色褐變越嚴(yán)重。咀嚼度、內(nèi)聚性、膠著性和含水率之間呈正相關(guān)，與汁液損失率成負(fù)相關(guān)。因此，不同解凍方式中，汁液損失率越大，含水率越低，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)下降越明顯，這也與劉歡等[30]所得到的結(jié)論具有一致性。

3 結(jié)論

本文采用4種不同解凍方式分別對金槍魚魚肉塊進(jìn)行解凍，測定了持水力、色差、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)并通過低磁場核磁共振手段分析了水分遷移。結(jié)果表明，空氣解凍組解凍時(shí)間最長，蛋白含量較低，氧化生成的高鐵肌紅蛋白較多，且高鐵肌紅蛋白和紅度值呈正相關(guān)，因此魚肉的色澤和品質(zhì)較差。持水力和pH值也呈正相關(guān)，微波解凍組解凍時(shí)間最短，持水力和pH值最低，魚肉含水量較高，當(dāng)冰晶解凍成液態(tài)水后，魚肉出現(xiàn)了嚴(yán)重的受熱不均的情況，使魚肉的蛋白含量降低，組織結(jié)構(gòu)變得稀松，降低了魚肉的口感和商品價(jià)值。靜止水解凍和流水解凍對魚肉的硬度、內(nèi)聚性和膠著性等影響較小，解凍后的金槍魚蛋白含量較高，但流水解凍組汁液損失率較高，含水率較低。4種解凍方式中，靜止水解凍組汁液損失率最低、紅度值和硬度最好，pH值、含水率、蛋白含量也較高，對肌纖維組織結(jié)構(gòu)的影響最小，是最適金槍魚的解凍方式。