暗紋東方鲀凍藏品質(zhì)劣化的原因解析*

景電濤 楊 方,2 余達(dá)威 姜啟興 許艷順 于沛沛 夏文水

暗紋東方鲀凍藏品質(zhì)劣化的原因解析*

景電濤1楊 方1,2①余達(dá)威1姜啟興1許艷順1于沛沛1夏文水1①

(1. 江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 食品學(xué)院 江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心 無錫 214122；2. 徐州一統(tǒng)食品工業(yè)有限公司江蘇省博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地 徐州 221004)

通過比較冰晶、內(nèi)源蛋白酶以及氧化對凍藏暗紋東方鲀()品質(zhì)的影響，確定凍藏暗紋東方鲀品質(zhì)劣化的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)通過液氮浸漬快速凍結(jié)抑制魚肉組織中冰晶增長、碘乙酸浸泡前處理抑制魚肉內(nèi)源蛋白酶活性、復(fù)合抗氧化劑浸泡前處理抑制蛋白/脂質(zhì)氧化作用的設(shè)計(jì)，區(qū)分冰晶、內(nèi)源蛋白酶和氧化3種因素對凍藏魚肉品質(zhì)的影響；并以硬度、解凍流失率、蒸煮損失率、揮發(fā)性鹽基氮含量、值、Ca2+-ATPase活性、肌原纖維小片化指數(shù)和肌纖維長度作為魚肉品質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)。結(jié)果顯示，凍結(jié)過程中控制冰晶增長對暗紋東方鲀凍藏品質(zhì)的改善作用最大，凍藏24周后，速凍組的硬度比內(nèi)源蛋白酶抑制組和氧化抑制組分別提高了26.8%和20.5%，解凍流失率分別降低了44.2%和44.8%，且該處理組TVB-N、值和Ca2+-ATPase活性變化更慢，24周后分別為10.5 mg/100 g、6.8%和1.43 μmol Pi/mg/10 min。綜合各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，冰晶、內(nèi)源蛋白酶和氧化對凍藏暗紋東方鲀品質(zhì)劣化均有影響；其中，冰晶作用是導(dǎo)致暗紋東方鲀在凍藏過程中品質(zhì)下降的最主要影響因素，內(nèi)源蛋白酶和氧化對凍藏暗紋東方鲀品質(zhì)的影響次之，且二者對品質(zhì)影響無顯著性差異。

暗紋東方鲀；凍藏；品質(zhì)劣化；冰晶；內(nèi)源蛋白酶；氧化

暗紋東方鲀()又稱河豚魚、泡泡魚、河豚和豪豬魚，廣泛分布于我國東海、黃海、 渤海和長江流域，因其獨(dú)特鮮美的味道而倍受消費(fèi)者的青睞(Zhou, 2011)。與普通淡水魚相比，河豚魚肉蛋白質(zhì)含量高，脂肪含量低，并富含必需氨基酸以及礦物質(zhì)(Li, 2014)。新鮮的河豚魚肉極容易腐爛，在冷藏條件(4℃)下，大約只有4 d的保質(zhì)期，電解水結(jié)合殼聚糖綜合處理保鮮也僅可以將保質(zhì)期延長到6 d (Zhou, 2011)。為了滿足暗紋東方鲀的長期穩(wěn)定供應(yīng)，需要選擇冷凍保藏的方法。然而，魚肉在冷凍和解凍過程中會出現(xiàn)質(zhì)構(gòu)軟化、汁液流失加重、肉質(zhì)口感變柴和腥味加重等不良現(xiàn)象，新鮮度和消費(fèi)者接受程度下降。

國內(nèi)文獻(xiàn)對于河豚魚肉的冷凍保藏主要集中在品質(zhì)改善方面(陳依萍等, 2019)，極少對凍藏魚肉品質(zhì)劣化原因進(jìn)行深入系統(tǒng)分析，例如馬妍等(2014; 2012b)采用降低凍藏溫度的方式改善了凍藏河豚魚魚肉微觀結(jié)構(gòu)及品質(zhì)；此外，馬妍等(2012a)還采用 ε-聚賴氨酸和海藻糖及多聚磷酸鈉組成的復(fù)合抗凍劑降低了自由水含量，從而改善了河豚魚肉品質(zhì)。國外關(guān)于河豚魚的冷凍保藏鮮有報(bào)道，主要研究對象集中在大西洋鮭魚()(Kaale, 2014)、 金槍魚(Kobayashi, 2015)、虹鱒魚() (Hafezparast-Moadab, 2018)等海水魚，而淡水魚在蛋白結(jié)構(gòu)、水分含量、內(nèi)源酶活性上與海水魚有本質(zhì)區(qū)別，不同的原料特性決定了在淡水魚凍藏技術(shù)上還需開展大量研究，以提供實(shí)際應(yīng)用的指導(dǎo)和基礎(chǔ)。針對凍藏水產(chǎn)品品質(zhì)劣化原因探究，綜合國內(nèi)外研究報(bào)道，品質(zhì)下降的主要因素有以下3個(gè)方面：其一，凍結(jié)過程中冰晶生長產(chǎn)生的機(jī)械壓力會對肌肉組織及細(xì)胞造成不可逆損傷(Cheng, 2017; Kaale, 2013)；其二，魚體死后細(xì)胞釋放并活化的內(nèi)源蛋白酶會破壞蛋白骨架結(jié)構(gòu)，影響魚肉質(zhì)構(gòu)特性，還會水解蛋白生成胺類前體物質(zhì)，形成不良風(fēng)味(Ge, 2016; Lu, 2015; Yang, 2015)；其三，脂肪和蛋白氧化，不僅會使魚肉色澤和風(fēng)味劣化，還會由于不同類型脂肪及其氧化產(chǎn)物與肌原纖維蛋白相互作用、以及肌原纖維蛋白自身二級三級結(jié)構(gòu)變化，而影響魚肉質(zhì)構(gòu)特性和持水特性(Chan, 2011; Hong, 2013; Sebranek, 2005; Turgut, 2017)。目前，凍藏技術(shù)已初步應(yīng)用到暗紋東方鲀保鮮上，但凍藏品質(zhì)尚不理想，需要探究內(nèi)在因素，為暗紋東方鲀凍藏方法的改良提供理論依據(jù)。

因此，本研究旨在分析冰晶、內(nèi)源蛋白酶和氧化對凍藏暗紋東方鲀(-18±1)℃品質(zhì)的影響，確定暗紋東方鲀凍藏品質(zhì)劣化的關(guān)鍵因素。此研究對淡水魚凍藏技術(shù)理論研究的完善具有一定學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 主要原料

暗紋東方鲀：市售，尾重為(450±50) g，鮮活，由專業(yè)人員宰殺，去皮、內(nèi)臟，加碎冰在1 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

1.2 主要試劑和設(shè)備

核苷酸標(biāo)準(zhǔn)品(ATP、ADP、AMP、IMP、Hx、HxR)購于美國Sigma公司，碘乙酸、茶多酚、抗壞血酸、MgO、H3BO3、HClO4、CH3OH、KH2PO4、K2HPO4、CaCl2、KCl、EDTA-2Na等均購自國藥集團(tuán)。

海爾冰箱，海爾集團(tuán)；YSD-30L液氮罐，ZYB-8型自增壓式液氮泵(成都金鳳液氮容器有限公司)；4K-15型高速冷凍離心機(jī)(Sigma Sartorius公司， 美國)；EL20型PH計(jì)(梅特勒托利多儀器有限公司， 德國)；UV1000紫外分光光度計(jì)(上海天美科學(xué)儀器有限公司)；KDN-103F自動定氮儀(上海纖檢儀器有限公司)；TA-XT2i型物性測試儀(Stable Micro System公司，英國)；NIKON ECLIPSE CI型正置光學(xué)顯微鏡 (尼康NIKON公司，日本)；Waters e269高效液相色譜儀(沃特世公司，美國)；TP9000數(shù)字溫度計(jì)(廣州Toprie Electronic有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法

1.3.1 魚肉預(yù)處理 河豚魚肉用預(yù)冷的流動水清洗，去頭、中間魚骨，手工采取魚肉，并將其切成 2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm塊狀，隨機(jī)分為A、B、C、D四組。A組：去離子水1 : 10 (/)浸泡6 h (4℃)，取出靜置1 h (4℃)，裝入10 cm×7 cm PE自封袋中，凍藏于(-18±1)℃冰箱中，簡稱“空白組”；B組：去離子水1 : 10 (/)浸泡6 h (4℃)，取出靜置1 h (4℃)，液氮浸漬凍結(jié)至中心溫度為-18℃，取出裝入10 cm×7 cm PE自封袋中，凍藏于(-18±1)℃冰箱中，簡稱“速凍組”；C組：1 mmol/L碘乙酸溶液1 : 10 (/)浸泡6 h (4℃)，取出靜置1 h (4℃)，裝入10 cm×7 cm PE自封袋中，凍藏于(-18±1)℃冰箱中，簡稱“內(nèi)源酶抑制組”；D組：復(fù)合抗氧化劑溶液(0.6%茶多酚+0.2% Vc) 1 : 10 (/)浸泡6 h (4℃)，取出靜置1 h (4℃)，裝入10 cm×7 cm PE自封袋中，凍藏于(-18±1)℃冰箱中，簡稱“氧化抑制組”。

前期實(shí)驗(yàn)證實(shí)，采用液氮速凍、碘乙酸處理、復(fù)合抗氧化劑處理分別可以有效抑制大冰晶的生成、內(nèi)源蛋白酶活性、蛋白氧化、脂肪氧化，因而可以區(qū)分3種因素對凍藏魚肉品質(zhì)的影響(受篇幅影響，不再列出具體圖表數(shù)據(jù))。

1.3.2 解凍方法 將凍藏魚肉置于4℃冰箱中解凍，解凍時(shí)間為10 h。

1.3.3 硬度測定 參照宋敏等(2017)的方法并略有修改，取解凍后魚肉切成1 cm×1 cm×1 cm方塊，使用TA-XT2i型物性分析儀對河豚魚肉質(zhì)構(gòu)進(jìn)行測定。參數(shù)設(shè)置如下：使用圓柱形探頭P5，起始觸發(fā)力為5 g，測前速率、進(jìn)刀速率和測后速率分別為2.0、5.0和1.0 mm/s，壓縮形變?yōu)?0%，每組樣品平行測定5次。

1.3.4 解凍流失率測定 參照Hafezparast-Moadab等(2018)的方法。

1.3.5 蒸煮損失率的測定 參照Hong等(2013)的方法。

1.3.6 TVB-N含量測定 參照Yu等(2017)的方法并略有修改，準(zhǔn)確稱取2 g 解凍后魚肉，加入18 ml預(yù)冷的去離子水，均質(zhì)(5000 r/min, 1 min)，離心(4℃, 10000 g, 10 min)，取5 ml上清液與消化管中，加入 5 ml 10 g/L氧化鎂，迅速連接至凱氏定氮儀，開始蒸餾，蒸餾液用10 ml 20 g/L硼酸吸收，并用0.01 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。

1.3.7值測定 參照Yu等(2018a)的方法。HPLC條件：Waters 2998和Waters C18柱，樣品室溫和柱溫分別為4℃和30℃，流動相為98%磷酸鉀緩沖液(0.05 mol/L, pH 6.8)和2%的甲醇。

1.3.8 Ca2+-ATP酶活性測定 肌原纖維蛋白的提取方法參照Yu等(2018b)的方法。酶活測定參照Kobayashi等(2017)的方法并略有修改，用0.6 mol/L KCl將肌原纖維蛋白溶液稀釋到4.0 mg/ml，反應(yīng)體系為0.5 ml 0.5 mol/L Tris-HCl緩沖液(pH 7.0)、0.5 ml 20 mmol/L ATP溶液(pH 7.0)、7.5 ml去離子水、0.5 ml 0.1 mol/L CaCl2溶液和1.0 ml肌原纖維蛋白溶液。25℃水浴10 min后，立刻加入3 ml預(yù)冷的15% TCA作為反應(yīng)終止液，將混合物離心(4000 g, 5 min)，空白組在混合反應(yīng)體系中先加入3 ml預(yù)冷的15% TCA，其余步驟均同前，每個(gè)樣品做3次平行。采用鉬酸銨法測定離心上清液中的無機(jī)磷含量，Ca2+-ATP酶活性用每10 min每毫克肌原纖維蛋白所釋放的無機(jī)磷的量來表示。

1.3.9 肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)測定 參照 葛黎紅(2017)的方法。

1.3.10 肌原纖維長度測定 參照Zhou等(2011)的方法。

1.3.11 數(shù)據(jù)處理 結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行差異顯著性數(shù)據(jù)分析，以<0.05定義為具有顯著性差異；采用Image-Pro-Plus 6.0分析肌纖維長度，至少隨機(jī)選取100條以上樣本進(jìn)行測定，取其平均值；采用Origin 8.6軟件作圖。

2 結(jié)果

2.1 硬度

由圖1可知，新鮮河豚魚肉的硬度值最大，為(1440±105) g，隨凍藏時(shí)間的不斷增加，不同處理組河豚魚片的硬度值呈現(xiàn)不同程度的下降。凍藏0 d后解凍，魚片的硬度較新鮮魚肉下降顯著(<0.05)，到第8周后，硬度分別下降了57.6% (空白組)、42.1% (速凍組)、50.8% (內(nèi)源酶抑制組)和49.2% (氧化抑制組)，凍藏24周后，魚肉硬度分別下降了68.7% (空白組)、55.8% (速凍組)、65.2% (內(nèi)源酶抑制組)和63.3% (氧化抑制組)。此下降趨勢與Barraza等(2015)研究大西洋鮭魚在凍藏期間質(zhì)構(gòu)的變化趨勢相類似。相比空白組，各處理組硬度值在凍藏過程中下降較為緩慢，尤其是速凍組，在凍藏24周后，其硬度較內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組，分別增加了26.8%和20.5%。凍藏期間，魚肉質(zhì)構(gòu)的劣化是多種因素綜合作用的結(jié)果，魚肉在凍結(jié)過程中會有冰晶生成，冰晶的大小、形狀以及分布直接影響魚肉內(nèi)部肌纖維以及肌細(xì)胞的完整性。相比于其余各組，液氮凍結(jié)可以控制生成細(xì)小且均勻分布的冰晶，能最大程度的減少冰晶對肌肉組織造成的機(jī)械損傷，從而能夠更好的延緩凍藏過程中發(fā)生的質(zhì)構(gòu)劣化現(xiàn)象。Hafezparast-Moadab等(2018)在研究射頻輔助冷凍對虹鱒魚片微觀組織和品質(zhì)的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)，生成的冰晶大小與魚片的質(zhì)構(gòu)有著密切的關(guān)系。

圖1 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏過程中的硬度

2.2 持水性能

肌肉的持水能力直接影響魚肉的嫩度、多汁性以及色香味等食用品質(zhì)，與質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)以及風(fēng)味等密切相關(guān)。其中，解凍流失率以及蒸煮損失率是評價(jià)魚肉持水性能的2項(xiàng)重要指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2A為不同處理組對凍藏過程中暗紋東方鲀解凍流失率的影響。由圖2A可知，在整個(gè)凍藏過程中，速凍組的解凍流失率最低，在第0周，約為其他組的35%。隨著凍藏時(shí)間的延長，解凍流失率呈現(xiàn)緩慢增加的變化趨勢。在凍藏24周后，空白組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組的解凍流失率分別較速凍組增加了84%、79%和81%?？瞻捉M、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組的解凍流失率在凍藏24周后無顯著性差異(>0.05)。Cai等(2014)研究不同的凍結(jié)方式對鱸魚片持水力的影響時(shí)也得到了相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。魚肉在解凍的過程中，汁液流失涉及到水分從肌原纖維內(nèi)部向細(xì)胞外空間的轉(zhuǎn)移，并且會受到肌肉組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的影響(Bertram, 2002)。而汁液流失主要是由于冰晶的形成所導(dǎo)致的，在凍藏過程中，冰晶的形成會破壞細(xì)胞的完整性，并且增加了細(xì)胞外空間的水量。隨著凍藏時(shí)間的增加，由于溫度波動，魚肉內(nèi)部的冰晶體積會進(jìn)一步變大，機(jī)械破壞作用增強(qiáng)(Kaale, 2013)。速凍組的解凍流失率遠(yuǎn)小于其余組，可能是因?yàn)橐旱獌鼋Y(jié)速度快，可以快速通過最大冰晶生成帶，生成細(xì)小冰晶，從而降低了解凍時(shí)汁液的流失。

圖2 不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏過程中的解凍流失率(A)和蒸煮損失率(B)

圖2B表示不同處理對于暗紋東方鲀凍藏期間蒸煮損失率的影響。由圖2B可知，4組魚肉在凍藏過程中蒸煮損失率的變化情況與解凍流失率相似，其中，速凍組的蒸煮損失率在同一凍藏期間都顯著小于其他組，空白組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組的蒸煮損失率在相同凍藏時(shí)間下無顯著性差異，凍藏24周后，解凍流失率較速凍組增加了約25%。較高的蒸煮損失率可以歸因?yàn)閮霾剡^程生成的大冰晶對肌肉組織的破壞作用。

2.3 TVB-N

淡水魚在凍藏期間，揮發(fā)性鹽基氮是指魚肉在酶和微生物的共同作用下，使得蛋白質(zhì)和其余的含氮化合物分解而產(chǎn)生的具有揮發(fā)性的氨及胺類等含氮物質(zhì)，常用來評價(jià)淡水魚在貯藏期間魚肉的新鮮度。

圖3 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏過程中的揮發(fā)性鹽基氮含量

2.4 K值

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，值主要是由于內(nèi)源性生物化學(xué)變化使得核苷酸降解，在近年來，也被廣泛用作評價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的重要指標(biāo)之一(Yu, 2017)，圖4為不同處理對暗紋東方鲀在凍藏過程中值的影響。

由圖4可知，新鮮魚肉的值為(1.8±0.06)%，凍藏第2周，魚肉值迅速增加。空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組分別是新鮮樣品的530%、370%、500%和480%。第2周后，各處理組值緩慢增加，在凍藏末期，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組值分別達(dá)到(9.6±0.31)%、(6.8±0.21)%、(9.0± 0.35)%和(8.7±0.25)%。在凍藏前期，值迅速上升，主要?dú)w因于在凍結(jié)過程中生成冰晶，對肌肉組織以及肌細(xì)胞造成不可逆的機(jī)械損傷，使得細(xì)胞的內(nèi)容物外流，加劇了未凍結(jié)組織液的酶活反應(yīng)，從而導(dǎo)致凍藏前期值迅速增加。而速凍組采用液氮凍結(jié)，在凍結(jié)過程中生成的冰晶體積較小，從而在最大程度上保持了細(xì)胞的完整性，有效的抑制了ATP的降解過程，更好的保持了魚肉在凍藏期間的新鮮度。

圖4 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏條件下的K值

2.5 Ca2+-ATPase活性

Ca2+-ATPase活性源于肌球蛋白的球狀頭部結(jié)構(gòu)，其活性與頭部區(qū)域完整性密切相關(guān)，廣泛用于判斷凍藏期間，肌原纖維結(jié)構(gòu)特別是肌球蛋白頭部結(jié)構(gòu)變化的較為靈敏的指標(biāo)。

如圖5所示，隨凍藏時(shí)間的延長，不同處理品的Ca2+- ATPase活性呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢。凍藏4周后，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組Ca2+- ATPase活性分別約為1.39、1.47、1.41和1.42 μmol Pi/mg/ 10 min。在16周后，空白組Ca2+-ATPase活性迅速下降，24周時(shí)達(dá)到1.3 μmol Pi/mg protein/10min。相比于新鮮魚肉肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性，在凍藏末期，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組分別降低了21.7%、10.9%、17.1%和15.7%，在整個(gè)凍藏過程中，速凍組Ca2+-ATPase活性在相同凍藏周期都顯著高于其他組。Ca2+-ATPase活性在冷凍保藏期間的下降主要?dú)w因于肌球蛋白球狀頭部構(gòu)象的變化以及蛋白發(fā)生的聚集和交聯(lián)作用(Benjakul, 1997)，速凍組在凍藏過程中，由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)相比于其余組較為完整，在一定程度上抑制了蛋白的聚集、交聯(lián)，進(jìn)而抑制了肌原纖維蛋白冷凍變性，保護(hù)了肌球蛋白的球狀結(jié)構(gòu)，從而在凍藏過程中具有更高的Ca2+-ATPase活性。

2.6 肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)

肌原纖維小片化指數(shù)是指1~4個(gè)肌節(jié)的肌原纖維在總肌原纖維片段數(shù)中所占的比例，反映了肌原纖維以及骨架蛋白的完整性。MFI越大，說明肌原纖維內(nèi)部的完整性受到破壞的程度越大(鄭海波, 2008)，此指標(biāo)可以從宏觀上反應(yīng)魚肉在凍藏過程中肌原纖維蛋白的降解情況，是反映肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。

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圖5 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏條件下的Ca2+-ATPase活性

不同處理組暗紋東方鲀在凍藏過程中MFI的變化情況如圖6所示。由圖6可知，新鮮魚肉的MFI值最小，為58±3.6，隨著凍藏時(shí)間的延長，所有組MFI值都呈現(xiàn)不斷上升的變化趨勢，當(dāng)凍藏時(shí)間達(dá)到第8周時(shí)，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組較新鮮魚肉MFI值分別增加了37.9%、27.6%、31.2%和38.1%。在凍藏24周后，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組MFI值分別約為103、88、95和100。在相同凍藏周期，空白組和氧化抑制組MFI值之間無顯著性差異，而內(nèi)源酶抑制組和速凍組的MFI值顯著低于其余2組。內(nèi)源酶抑制組之所以會有較低的MFI值，是因?yàn)樵诘蜏貤l件下，內(nèi)源蛋白酶仍然發(fā)揮著降解肌原纖維的作用，抑制內(nèi)源蛋白酶后肌原纖維蛋白降解程度便會下降。而速凍組由于生成細(xì)小、均勻分布的冰晶，可以有效的延緩肌原纖維蛋白的碎片化，更好的維持肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)完整性，這也是速凍組具有較好的質(zhì)構(gòu)特性和持水性的原因之一。Tironi等(2010)研究鱸魚在凍藏過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了肌纖維出現(xiàn)碎片化，且凍結(jié)速率越慢，碎片化程度越明顯。

圖6 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏條件下肌原纖維小片化指數(shù)

2.7 肌纖維長度

不同處理組暗紋東方鲀在凍藏過程中肌纖維長度的變化如圖7所示，新鮮魚肉具有最大肌纖維長度，達(dá)到(165±32) μm，隨著凍藏時(shí)間的延長，各處理組肌纖維長度逐漸下降，在凍藏24周后，較新鮮魚肉樣品的肌纖維長度，空白組、速凍組、內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組分別下降了37.1%、28.5、32.1%和35.8%。Zhou等(2011)也報(bào)道過相似的變化情況，在冷藏條件下，暗紋東方鲀冷藏6 d后空白組肌纖維長度下降了42.6%。在同一凍藏周期，內(nèi)源酶抑制組和氧化抑制組的肌纖維長度無顯著性差異，而速凍組的肌纖維長度顯著高于其他組。魚死后魚肉會經(jīng)歷如下過程：尸僵、解僵、自溶和細(xì)菌性腐敗，在這一過程中會伴隨蛋白的降解以及肌纖維超微結(jié)構(gòu)的解體和I帶的斷裂，出現(xiàn)這一結(jié)果可以歸因于各種酶，如鈣蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶等的綜合作用，使得魚肉肌纖維長度在死后儲藏過程中不斷縮短(Taylor, 1998)。魚肉在凍藏過程中，由于冰晶的存在，破壞了細(xì)胞的完整性以及對肌纖維產(chǎn)生的機(jī)械損傷作用，使得魚肉在凍藏過程中肌纖維長度不斷下降。液氮快速凍結(jié)，生成細(xì)小冰晶，一方面減弱了對肌纖維的破壞作用，另一方面有效延緩了細(xì)胞的破裂，與MFI測定結(jié)果相一致。

圖7 新鮮和不同處理組魚片在(-18±1)℃凍藏條件下的肌纖維長度

3 討論

隨著河豚魚控毒以及養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，其安全性和營養(yǎng)性逐步得到了消費(fèi)者的認(rèn)可，但由于其上市時(shí)間高度集中，鮮銷有限，通常采用凍藏方式進(jìn)行長期保存已備后續(xù)加工。但凍藏暗紋東方鲀品質(zhì)劣化的問題成為困擾相關(guān)加工企業(yè)的技術(shù)難題。

在凍藏過程中，低溫雖然可以抑制內(nèi)源蛋白酶的活性，但并不能使酶完全失活。隨凍藏周期的延長，冰晶對肌肉組織和細(xì)胞的機(jī)械破壞作用不斷增加以及細(xì)胞液的濃縮作用，使得內(nèi)源蛋白酶在凍藏過程中緩慢的發(fā)揮著作用。從上述結(jié)果可以看出，在凍藏過程中通過抑制內(nèi)源蛋白酶的活性可以在一定程度上延緩蛋白質(zhì)的降解，進(jìn)而延緩凍藏過程中質(zhì)構(gòu)的劣化，同時(shí)對于凍藏過程鮮度的保持也有一定的作用，但對魚肉的持水特性無顯著影響。凍藏過程發(fā)生的脂肪氧化和蛋白氧化不僅影響了水產(chǎn)品解凍后的風(fēng)味，而且一些氧化產(chǎn)物會和蛋白質(zhì)反應(yīng)，進(jìn)一步加劇了質(zhì)構(gòu)的劣化。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看到，當(dāng)氧化作用被抑制時(shí)，河豚魚肉的質(zhì)構(gòu)劣化程度被延緩，持水性能相較于空白組也有所提高，在一定程度上也抑制了蛋白質(zhì)的冷凍變性以及降解。

水產(chǎn)品一般水分含量較高，在凍結(jié)過程中，除部分緊密結(jié)合水外，90%以上的水都會被凍結(jié)，進(jìn)而生成冰晶。在凍藏過程中，由于溫度波動，細(xì)小的冰晶會融化進(jìn)入大冰晶中，冰晶的體積不斷增加，魚肉組織以及細(xì)胞受到的不可逆機(jī)械損傷也進(jìn)一步增強(qiáng)。使得細(xì)胞內(nèi)溶物外流，加劇了凍藏過程中發(fā)生的生化反應(yīng)，導(dǎo)致了魚肉在凍藏過程中品質(zhì)下降。冷凍過程中冰晶、內(nèi)源蛋白酶以及氧化對于暗紋東方鲀在凍藏過程中品質(zhì)劣化都有貢獻(xiàn)作用，且品質(zhì)劣化過程主要發(fā)生在凍藏前期，在凍藏后期，品質(zhì)變化較為緩慢。相比于凍藏過程中發(fā)生的氧化作用以及內(nèi)源蛋白酶這 2個(gè)因素，在初始凍結(jié)過程中生成的冰晶的性質(zhì)是影響暗紋東方鲀在凍藏過程中品質(zhì)變化的最主要影響因素。

此研究有助于明確暗紋東方鲀在凍藏過程中品質(zhì)劣化的機(jī)理，從而為高品質(zhì)暗紋東方鲀的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)，進(jìn)而促進(jìn)水產(chǎn)加工業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展，對于暗紋東方鲀養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展也有積極的帶動作用。

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Reasons for Quality Deterioration of Obscure Pufferfish Fillets During Frozen Storage

JING Diantao1, YANG Fang1,2①, YU Dawei1, JIANG Qixing1, XU Yanshun1, YU Peipei1, XIA Wenshui1①

(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, School of Food Science and Technology, Collaborative Innovation Center of Food Safety and Quality Control in Jiangsu Province, Jiangnan University, Wuxi 214122; 2.Jiangsu Postdoctoral Program, Yitong Co. Itd., Xuzhou 221004)

This investigation aimed to compare the effects of ice crystals, endogenous proteases, and oxidation on the quality of obscure pufferfish () fillets during frozen storage, and detemine the dominant factors impacting their quality deterioration. The fillets were immersed in 1) liquid nitrogen, 2) iodoacetic acid solution, or 3) antioxidant mixtures (tea polyphenol and ascorbic acid solution), designed to inhibit the formation and growth of large ice crystals, activities of endogenous proteases, and the oxidization of proteins and lipids during storage, respectively. Therefore, the roles of these three factors in changing the quality of the frozen pufferfish fillets were differentiated. The hardness, thawing loss, cooking loss, total volatile basic nitrogen (TVB-N),value, activity of Ca2+-ATPase, myofibril fragmentation index (MFI), and myofibril lengths were evaluated as quality indicators. The results showed that controlling the growth of ice crystals on the frozen pufferfish fillets had the greatest impacts on quality. After 24 weeks, the hardness of frozen pufferfish fillets with smaller ice crystals was about 26.8 % and 20.5 %, higher than that with the inhibition of endogenous proteolytic activities and oxidation, respectively. When it came to the thawing loss, it was about 44.2% and 44.8% lower with quick-freezing than in the other two groups. In addition, the TVB-N,value, and activity of Ca2+- ATPase with the treatment of liquid nitrogen before freezing changed more slowly. In this group, the values of the quality indicators were 10.5 mg/100 g, 6.8 %, and 1.43 μmol Pi/mg/10 min after 24 weeks, respectively. As a result, ice crystals, endogenous proteases and oxidation have all contributed to the deterioration of frozen pufferfish fillets. Among them, the formation of ice crystals was the dominant factor for quality loss in frozen pufferfish fillets and the effects from the endogenous proteases and oxidation on the quality of pufferfish fillets followed, and there was no significant differences between these two factors.

Obscure pufferfish; Frozen storage; Quality deterioration; Ice crystals; Endogenous proteases; Oxidation

YANG Fang, E-mail: yangfang_8_9@126.com; XIA Wenshui, E-mail: xiaws@jiangnan.edu.cn

* 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31701677)、江蘇省博士后科研資助計(jì)劃(1701098B)、國家博士后科研資助計(jì)劃(2017M621634)、國家大宗淡水魚類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-45-26)和國家食品科學(xué)與工程一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(JUFSTR20180201)共同資助 [This work was supported by Natural Science Foundation of China (31701677), Postdoctoral Science Foundation of Jiangsu Province (1701098B), National Postdoctoral Science Foundation (2017M621634), China Agriculture Research System (CARS-45-26) and National First-Class Discipline Program of Food Science and Technology (JUFSTR20180201)]. 景電濤，E-mail: 2298717826@qq.com

楊 方，副研究員，E-mail: yangfang_8_9@126.com；夏文水，教授，E-mail: xiaws@jiangnan.edu.cn

2018-09-04,

2018-09-14

S983

A

2095-9869(2019)05-0166-09

10.19663/j.issn2095-9869.20180904001

http://www.yykxjz.cn/

景電濤, 楊方, 余達(dá)威, 姜啟興, 許艷順, 于沛沛, 夏文水. 暗紋東方鲀凍藏品質(zhì)劣化的原因解析. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2019, 40(5): 166–174

Jing DT, Yang F, Yu DW, Jiang QX, Xu YS, Yu PP, Xia WS. Reasons for quality deterioration of obscure pufferfish fillets during frozen storage. Progress in Fishery Sciences, 2019, 40(5): 166–174

(編輯 陳輝)