冰衣結(jié)合保鮮劑處理對(duì)凍藏魷魚品質(zhì)的影響

譚明堂，王金鋒,2，余文暉，周鵬程，謝 晶,2,3

(1 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，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；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食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海 201306)

魷魚是一種高蛋白、低脂肪的水產(chǎn)品，深受人們喜愛[1]。魷魚主要來(lái)源于遠(yuǎn)洋捕撈，捕后一般對(duì)其進(jìn)行凍結(jié)，然后凍藏保鮮。水產(chǎn)品在凍藏前鍍冰衣能夠延緩因干耗、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化等造成的品質(zhì)下降。有研究表明，凍藏的鯰魚鍍冰衣之后能明顯抑制其脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化，提高鯰魚的保水性和質(zhì)構(gòu)特性等，有效延緩其變質(zhì)[2-3]。江艷華等[4]對(duì)比10%、20%、30%和40%冰衣量，發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦的品質(zhì)無(wú)明顯影響，推薦冰衣量在10%～20%，而過(guò)度包冰衣會(huì)浪費(fèi)能源，增加凍藏成本。然而，凍品的冰衣在凍藏過(guò)程中易龜裂脫落，研究發(fā)現(xiàn)在冰衣中添加聚丙烯酸鈉(Sodium polyacrylate)、海藻酸鈉等可以解決此問題[5]，前者的效果更佳[6]。D-異抗壞血酸鈉(D-sodium erythorbatet)和迷迭香酸(Rosmarinic acid)，作為抗氧化保鮮劑已被廣泛用在生鮮水產(chǎn)品的涂膜等保鮮中，將其用于冰衣液中也同樣可以起到抗氧化作用。Shi等[7]用0.2%的迷迭香酸冰衣液鍍?cè)谖r上，發(fā)現(xiàn)相比水冰衣，凍蝦有較低的TVB-N、滴水損失、過(guò)氧化值、FFA，以及較高的脂質(zhì)含量和感官評(píng)分。目前，GB2760-2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[8]許可聚丙烯酸鈉、D-異抗壞血酸鈉和迷迭香酸可在各類食品中根據(jù)需要適量添加。

本研究在冰衣中添加聚丙烯酸鈉、迷迭香酸、異抗壞血酸鈉及其復(fù)配保鮮劑，研究冰衣結(jié)合保鮮劑對(duì)凍藏魷魚品質(zhì)的保持效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的魷魚購(gòu)自上海市浦東新區(qū)蘆潮港水產(chǎn)批發(fā)市場(chǎng)，選取同一批次，規(guī)格為(410±20)g，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理。

改良型Bradford法蛋白濃度測(cè)定試劑盒，生工生物工程 (上海) 股份有限公司；丙二醛(MDA)測(cè)試盒、微量總巰基測(cè)試盒法，南京建成生物工程研究所；迷迭香酸(97%)、異抗壞血酸鈉(98%)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；聚丙烯酸鈉(50%水溶液，Mw3000-5000)，上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計(jì)(UV-1102型)，上海天美儀器有限公司；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(H-2050R型)，湖南湘怡實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；色彩色差計(jì)(CR-400型)，日本柯尼卡美能達(dá)公司；質(zhì)構(gòu)儀(TMS-Pro型)，美國(guó)FTC公司；多點(diǎn)溫度采集儀(Fluke 2640A網(wǎng)絡(luò)型)，美國(guó)福祿克電子儀器儀表公司；氨基酸自動(dòng)分析儀(L-8800)，日本日立公司；超低溫冷庫(kù)速凍機(jī)，江蘇兆勝空調(diào)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預(yù)處理

魷魚放在薄膜上瀝干水分后放至托盤中，用速凍庫(kù)凍結(jié)魷魚至中心溫度-18 ℃，然后取出并隨機(jī)分成5組進(jìn)行鍍冰衣。所有冰衣液的溫度控制在0～4℃，浸泡時(shí)間20～25 s，冰衣量控制在10%±1%。鍍好后的魷魚分別裝入標(biāo)記好的自封袋中，全部放入-18 ℃冰箱中凍藏6個(gè)月，貯藏期間每個(gè)月隨機(jī)選取樣品，流水解凍后取去皮后的魷魚胴體進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

處理組分別為：水冰衣組(IG)；迷迭香酸冰衣組(IG-RO)：樣品用質(zhì)量濃度0.1%迷迭香酸溶液包冰衣；迷迭香酸/聚丙烯酸鈉復(fù)配組(SG-RO)：樣品用聚丙烯酸鈉質(zhì)量濃度0.1%、迷迭香酸質(zhì)量濃度0.1%復(fù)配溶液處理；異抗壞血酸鈉/聚丙烯酸鈉復(fù)配組(SG-DEC)：樣品用聚丙烯酸鈉質(zhì)量濃度0.1%、異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度0.1%的復(fù)配溶液處理。不鍍冰衣組作為對(duì)照組(CK)。

1.3.2 持水力和pH測(cè)定

稱量解凍后的魷魚塊2 g左右(W1)，用兩層濾紙包裹，測(cè)量5 000 r/min、4 ℃離心10 min后肉塊的質(zhì)量(W2)，按照式(1)來(lái)計(jì)算，每組樣品重復(fù)3次。

WHC=100%×W1/W2

(1)

式中：WHC—持水力；W1—離心前魷魚的質(zhì)量，g；W2—離心后魷魚的質(zhì)量，g。

準(zhǔn)確稱取2 g魷魚樣品，加入18 mL蒸餾水后機(jī)械勻漿，然后在1 000 r/min下離心10 min，用pH計(jì)測(cè)定上清液，每組重復(fù)3次取平均值。

1.3.3 色澤測(cè)定

用色差計(jì)測(cè)定解凍后魷魚的色差值L*、a*和b*，在魚品測(cè)定前進(jìn)行白板校正。每組重復(fù)3次取平均值。再根據(jù)式(2)計(jì)算白度值。

(2)

式中：W—白度值；L*—亮度；a*—紅綠指標(biāo)；b*—黃藍(lán)指標(biāo)。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)和低場(chǎng)核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)定

取解凍后的魷魚肉，切成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm，測(cè)定魷魚質(zhì)構(gòu)，參考劉妙等[9]方法，形變量60%。低場(chǎng)核磁共振實(shí)驗(yàn)參考王碩等[10]的方法。

1.3.5 丙二醛(MDA)和總巰基測(cè)定

用改良型Bradford 法蛋白濃度測(cè)定試劑盒測(cè)定采用Benjakul[11]方法提取的肌原纖維蛋白。丙二醛(MDA)和總巰基的測(cè)定均采用南京建成的丙二醛(MDA)測(cè)試盒和微量總巰基測(cè)試盒。

1.3.6 游離氨基酸(FAA)測(cè)定

準(zhǔn)確稱取2.0 g魚樣(精確到0.001 g)，加入 10 mL 5%的三氯乙酸(TCA)，勻漿，并以8 000 r/min離心10 min，重復(fù)提取和離心，合并的上清液用超純水稀釋至25 mL，將1 mL提取物用0.22 μm的一次性過(guò)濾器過(guò)濾備用。測(cè)試參數(shù)設(shè)定參考謝晶等[12]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各項(xiàng)指標(biāo)均使用Origin 8.5軟件進(jìn)行處理及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1魷魚持水力的變化

魷魚樣品在-18 ℃貯藏期間的持水力變化見圖1，呈現(xiàn)先降低再上升的趨勢(shì)，與Zang等[13]和Olsson等[14]有關(guān)草魚和鱈魚持水力試驗(yàn)結(jié)果一致。因魷魚在凍藏一段時(shí)間后，冰晶逐漸長(zhǎng)大，魚肉的肌纖維間隙逐漸增大，甚至組織結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致魚肉持水能力的下降[15-16]。與CK組相比，處理組樣品持水力下降緩慢，表明樣品鍍冰衣后在提高持水能力上效果明顯。不同冰衣組在前2個(gè)月的持水力差異性不明顯，且下降變化較緩慢。冰衣組在2～4個(gè)月時(shí)持水力下降較快，可能是凍藏過(guò)程中冰衣出現(xiàn)破裂，增加了與空氣的接觸面積，魚體干耗和氧化反應(yīng)加速。持水力在凍藏后期出現(xiàn)上升，可能是因?yàn)轸滛~在凍藏過(guò)程中因發(fā)生干耗，魚體的水分向外蒸發(fā)，導(dǎo)致魚體內(nèi)的含水量降低，水分的析出能力減弱，所以持水力在凍藏后期升高。

通過(guò)對(duì)比IG-RO和SG-RO發(fā)現(xiàn)，冰衣液中加入聚丙烯酸鈉能夠更好地減緩魷魚的水分流失，這可能是因?yàn)楹芯郾┧徕c的冰衣不易破裂，成膜性好，樣品的水分不易蒸發(fā)且蛋白質(zhì)變性程度低。在整個(gè)凍藏過(guò)程中，SG-DSE組的持水力最好，表明含有異抗壞血酸鈉比含有迷迭香酸的聚丙烯酸鈉復(fù)配冰衣液對(duì)魷魚的持水效果更好。

圖1 凍藏魷魚的持水力變化

2.2 魷魚pH的變化

由圖2可知，魷魚在凍藏6個(gè)月內(nèi)pH呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢(shì)。pH的下降可能是因?yàn)榻湍傅陌l(fā)酵和糖原糖酵解產(chǎn)生的乳酸引起肌肉的酸化。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，魷魚中組織蛋白酶和堿化細(xì)菌產(chǎn)生的堿性化合物(氨化合物和三甲胺等)的積累，使pH隨之升高[17-18]。

圖2 凍藏魷魚的pH變化

IG-RO和SG-RO的pH較低，這可能是因?yàn)槊缘闼崾且环N含多酚羥基的酸，使用中會(huì)引起樣品肌肉pH的降低[19]。SG-DSE組的pH下降緩慢，且1%D-異抗壞血酸鈉的水溶液pH為6.5～8.0，對(duì)樣品本身的酸堿性影響不大。所以，SG-DSE組能夠有效延緩蛋白質(zhì)的分解和堿性化合物的產(chǎn)生。

2.3 魷魚色澤的變化

消費(fèi)者在挑選水產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品的色澤是最直觀的因素之一。在試驗(yàn)過(guò)程中獲得的亮度(L*)、紅綠指標(biāo)(a*)和黃藍(lán)指標(biāo)(b*)的結(jié)果沒有顯示出顯著的變化趨勢(shì)，但是魷魚白度值(W)有一定的變化趨勢(shì)。圖3a顯示魷魚在凍藏期間白度值的變化。CK組在凍藏期間的白度值明顯比鍍冰衣組低。這可能是由于凍藏期間CK組水分蒸發(fā)導(dǎo)致樣品的含水量降低，降低了光的反射程度，魚樣表面顏色變深[20]，圖3b顯示第6個(gè)月CK組魷魚因失水過(guò)多，魚肉表面變得皺且色暗。

鍍冰衣組在白度值上呈現(xiàn)先上升再降低的趨勢(shì)。汪蘭等[21]在研究?jī)霾販囟葘?duì)海鱸魚品質(zhì)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)隨凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，白度值上升的趨勢(shì)是先加速再變緩慢。魷魚凍藏后期白度值下降，可能是由于鍍冰衣組的含水量下降造成的。不同鍍冰衣組之間的白度值沒有呈現(xiàn)顯著差異，表明樣品的色澤不受抗氧化劑迷迭香酸和異抗壞血酸鈉的影響。

2.4 魷魚質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)特性是一種用來(lái)評(píng)價(jià)水產(chǎn)品品質(zhì)好壞的指標(biāo)[2,18]。圖4是質(zhì)構(gòu)儀得到的魷魚的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，魷魚的硬度、膠黏性和咀嚼性呈現(xiàn)先增加后下降，而彈性顯著下降。Gokoglu等[15]對(duì)魷魚凍藏1個(gè)月后發(fā)現(xiàn)硬度和咀嚼性增加；劉小莉等[18]發(fā)現(xiàn)隨凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮰魚的硬度、彈性和咀嚼性均降低。一般魚死后會(huì)進(jìn)入僵直期，肌肉收縮，魚肉的硬度、膠黏性和咀嚼性升高，凍藏使僵直期延長(zhǎng)。凍藏一段時(shí)間后，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變、脂質(zhì)氧化、酶活性下降和水分流失等原因，導(dǎo)致魚肉的質(zhì)地變差[21-22]。

由圖4可知，與CK組相比，鍍冰衣的魷魚能明顯抑制質(zhì)構(gòu)的變化。與IG-RO相比，SG-RO在維持質(zhì)構(gòu)上效果更佳，表明含有聚丙烯酸鈉的冰衣有助于維持魷魚的品質(zhì)。SG-DSE組在硬度、彈性和咀嚼性上顯示出最佳的質(zhì)構(gòu)特性。

圖3 凍藏魷魚的色澤變化

圖4凍藏魷魚的質(zhì)構(gòu)變化

2.5 魷魚脂質(zhì)氧化的變化

不飽和脂肪酸的次級(jí)氧化產(chǎn)物MDA可以用來(lái)評(píng)價(jià)水產(chǎn)品腐敗情況[23]。圖5顯示了魷魚在凍藏期間MDA含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升，這與路鈺希等[24]關(guān)于凍藏魷魚MDA含量變化趨勢(shì)結(jié)果一致。MDA含量的增加可能是魚體內(nèi)脂質(zhì)的脫水和不飽和脂肪酸氧化造成的[23]。魷魚是一種低脂肪的水產(chǎn)品[1]，100 g魚肉中大概有1.6 g的脂肪，比大多數(shù)魚類的脂肪都要低，因而MDA值較低。由圖5可知，與CK組相比，鍍冰衣組能夠隔絕空氣、抑制脂質(zhì)的氧化，延緩MDA含量的上升。與水冰衣IG組相比，在冰衣液中加入聚丙烯酸鈉和抗氧化劑能夠抑制魷魚的脂質(zhì)氧化。聚丙烯酸鈉的成膜性好，冰衣不易裂開，與空氣接觸少，同時(shí)冰衣中含有抗氧化劑，能加強(qiáng)對(duì)脂質(zhì)氧化的抑制作用。其中SG-DSE組的MDA含量最少，抑制脂質(zhì)氧化效果最好，保鮮效果最佳。

圖5 凍藏魷魚的MDA變化

2.6 魷魚蛋白質(zhì)氧化的變化

巰基是蛋白質(zhì)中重要的功能基團(tuán)，其含量與蛋白質(zhì)氧化程度相關(guān)[25]。凍藏期間，肌原纖維蛋白由于冷凍變性，使蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，巰基被氧化成二硫鍵，導(dǎo)致總巰基含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[7,24]。魷魚肌原纖維蛋白總巰基(-SH)含量變化如圖6所示，與CK組相比，冰衣覆蓋在魷魚表面能有效抑制總巰基的降低。這可能是冰衣不僅能有效隔絕空氣，還能避免樣品因溫度波動(dòng)而使冰晶增大，減少組織細(xì)胞被破壞，使總巰基暴露出來(lái)被氧化。在凍藏前兩個(gè)月，不同冰衣組之間的總巰基含量差異不明顯，而在凍藏后期差異顯著，其中，SG-DSE組在整個(gè)凍藏期間保持著最高的總巰基量，說(shuō)明蛋白質(zhì)氧化程度最低。

圖6 凍藏魷魚的巰基變化

2.7 魷魚水分含量的變化

魷魚肌肉中的水分由3種不同的狀態(tài)組成：自由水、不易流動(dòng)水和結(jié)合水。圖7表示的是魷魚在凍藏期間不同狀態(tài)水分所占的百分含量。

圖7凍藏魷魚的不同狀態(tài)水分含量變化

由圖7可知，隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不易流動(dòng)水的變化比結(jié)合水和自由水更明顯。CK組的不易流動(dòng)水在2～6個(gè)月逐漸減少，而自由水和結(jié)合水逐漸增加。圖1中CK組的持水力逐漸升高，表明在這一期間不易流動(dòng)水逐漸向自由水方向遷移，這與相關(guān)的研究結(jié)論相似[26-27]。在凍藏期間，IG組和IG-RO組的持水力先下降后上升，自由水含量先下降后上升；SG-RO組和SG-DSE組的持水力逐漸下降，自由水含量逐漸降低，表明鍍冰衣魷魚的持水力與不同狀態(tài)水含量有相關(guān)性。肌肉對(duì)維持不易流動(dòng)水的能力影響保水性[26]，SG-DSE組的不易流動(dòng)水含量比SG-RO組高，說(shuō)明SG-DSE組的保水性比SG-RO組好，這與持水力的變化一致。

2.8 魷魚游離氨基酸的變化

魚肉中氨基酸大部分以蛋白質(zhì)的形式存在，只有小部分是以游離形式存在。蛋白質(zhì)降解后生成游離氨基酸，F(xiàn)AA含量的變化可以反映蛋白質(zhì)降解的程度[28]。表1是不同處理方式下魷魚在凍藏期間的FAA含量。魷魚在凍藏過(guò)程中，蛋白質(zhì)冷凍變性，F(xiàn)AA的總含量逐漸增加[29]。由表1可知，CK組的FAA總量大于各處理組，這表明鍍冰衣的魷魚能夠抑制蛋白質(zhì)的降解，特別是SG-DSE組的FAA含量上升最慢。該結(jié)果與MDA和巰基的結(jié)果一致，表明鍍冰衣魷魚在凍藏期間能有效維持其品質(zhì)；SG-DSE組的FAA含量最低，表現(xiàn)出最佳的保鮮效果。在凍藏期間，脯氨酸為魷魚主要游離氨基酸，其次是丙氨酸和谷氨酸。

表1 凍藏魷魚的游離氨基酸含量變化

3 結(jié)論

研究了不同配方冰衣處理后的魷魚在凍藏期間的品質(zhì)變化。凍藏6個(gè)月后，未鍍冰衣的魷魚表現(xiàn)出明顯的質(zhì)量下降，例如持水力和pH先下降后上升，而白度值、彈性、膠黏性和咀嚼性先上升后下降，彈性和巰基含量顯著下降，丙二醛(MDA)含量顯著上升；而鍍了冰衣，能延緩水分遷移速度、減少水分蒸發(fā)、改善魷魚的色澤、降低脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化，魷魚的品質(zhì)得到更好維持。在冰衣中加入迷迭香酸(IG-RO)后，與水冰衣組(IG)相比，有明顯的抗氧化效果，但在其他指標(biāo)上與IG組差異性不明顯。聚丙烯酸鈉能夠增強(qiáng)冰衣的附著性，冰衣不易開裂，有助于延緩品質(zhì)下降。在一定濃度的聚丙烯酸鈉中加入相同濃度的異抗壞血酸鈉和迷迭香酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者在整體新鮮度指標(biāo)上變化更小，能顯著延緩魷魚品質(zhì)的下降。