超聲波輔助腌制對青魚腌制品品質(zhì)的影響

王逸鑫，吳涵，黃海源，沈思遠，施文正,2,3*

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海， 201306)2(國家淡水水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)分中心(上海)，上海， 201306) 3(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海， 201306)

青魚(Mylopharyngodonpiceus)是中國的主要養(yǎng)殖魚類之一，2018年全國養(yǎng)殖產(chǎn)量為69.13萬t[1]。它和草魚、鰱魚、鳙魚并稱為四大家魚，與其他3種魚相比，其具有體型大、生長快、產(chǎn)量高、肉味鮮美等特點，且多以鮮活銷售為主。新鮮青魚死后在內(nèi)源蛋白酶和微生物的作用下，肌肉組織變?nèi)?，魚肉發(fā)生腐敗，失去食用價值[2]。

腌制是早期保存蔬菜的一種非常有效的方法，目前已經(jīng)廣泛已經(jīng)應(yīng)用于水產(chǎn)品、肉制品等的加工貯藏中。腌制不僅可以改善草魚品質(zhì)，延長其貨架期[3]，也可以改變產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)，增強風(fēng)味[4]。但是在傳統(tǒng)腌制條件下，NaCl無法快速滲入到肌肉組織內(nèi)部，造成產(chǎn)品質(zhì)量不均勻、口感不佳、NaCl分布不均勻等問題，超聲波輔助腌制能夠有效改善這些問題[5]。

超聲波是一種頻率高于20 000 Hz的聲波，它具有方向性好，穿透能力強，易獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠的特點。近年來，人們的健康意識有了提升，對少添加劑或無添加劑的綠色健康食品的需求量逐年增加。超聲波、微波等新興食品加工技術(shù)的出現(xiàn)有助于滿足消費者的需求[6]。有研究表明，超聲波輔助腌制可以加快腌制速度，縮短腌制周期，肌肉組織中NaCl含量顯著增加[7-8]。然而，目前國內(nèi)外關(guān)于超聲波輔助腌制對魚肉品質(zhì)影響研究相對較少。本研究采用超聲波輔助法腌制青魚，探究腌制時間對魚肉品質(zhì)的影響，為水產(chǎn)品加工及品質(zhì)控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗原料

青魚，購于上海市浦東新區(qū)古棕路農(nóng)工商超市，每尾魚的質(zhì)量是(4 800±120) g。

1.2 試劑

AgNO3容量分析標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.100 7 mol/L)，壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司；三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、一磷酸腺苷、肌苷酸、次黃嘌呤、次黃嘌呤核苷，上海安譜科學(xué)儀器公司；K2HPO4(色譜純)、KH2PO4(色譜純)，中國計量科學(xué)研究院化學(xué)計量與分析科學(xué)研究所、三氯乙酸(分析純)、高氯酸(分析純)、NaOH(優(yōu)級純)、KOH(優(yōu)級純)，甲醇(色譜純)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；17種色譜純氨基酸混標(biāo)，中國計量科學(xué)研究院化學(xué)計量與分析科學(xué)研究所。

1.3 儀器與設(shè)備

H2050R型高速冷凍離心機，長沙湘儀有限公司；SB-400DTY超聲波多頻清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；CR-400色差儀，日本Konicaminolta公司；L-8800全自動氨基酸分析儀，日本Hitachi公司；W2690/5型高效液相色譜儀，美國Waters公司；GL Inertsil ODS-3 液相色譜柱，250 mm×4.6 mm，5 μm，上海安譜科學(xué)儀器公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 腌制方法

鮮活青魚購買后快速運送至實驗室，采用重擊頭部致死后，迅速清洗干凈血漬，取其背肉。將背肉放入已注滿NaCl溶液(質(zhì)量濃度90 g/L，體積300 mL)的透明腌制罐中，設(shè)定超聲波多頻清洗機參數(shù)為240 W和40 kHz，超聲波多頻清洗機內(nèi)水面完全覆蓋腌制罐中的液面。腌制溫度為室溫，腌制時間分別為5、10、15、20、30、40、50、60和90 min。

1.4.2 指標(biāo)測定

1.4.2.1 質(zhì)構(gòu)的測定

全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis，TPA)可以通過儀器測定的結(jié)果間接反映食品的感官品質(zhì)變化。參考馬海建[9]的方法，略作修改。青魚樣品切成2 cm×2 cm×1 cm的肉塊。測定模式為TPA，采用P/6平底柱形探頭，測試前速率為3.00 mm/s，測試速率為1.00 mm/s、返回速率為1.00 mm/s、壓縮程度為50%，2次壓縮間停留時間為5 s，觸發(fā)值為5 g，數(shù)據(jù)采集速率200 pps。每組樣品測定為8次。

1.4.2.2 色澤的測定

采用色差儀進行測定，使用色差儀內(nèi)置白板進行校準(zhǔn)，以樣品完全覆蓋通光孔，測量并記錄L*值、a*值、b*值，其中L*值代表亮度；a*值代表紅綠度，正值越大表示紅色越強；b*值代表黃藍度，正值越大表示黃色越強[10]。每組測定8個樣品。

1.4.2.3 氯化鈉含量的測定

參照GB/5009.3—2016《食品中氯化鈉的測定》中的直接沉淀滴定法測定。

1.4.2.4 游離氨基酸的測定

參考方林等[11]的方法，略作改動。稱取樣品質(zhì)量2.0 g，加入質(zhì)量分數(shù)15%的三氯乙酸溶液15 mL，勻漿2 min后靜置2 h，以10 000 r/min離心15 min，過濾后取上清液5 mL，用濃度為3 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至2.2，定容至10 mL，搖勻過0.22 μm膜，待上機測定。

氨基酸自動分析儀條件：色譜柱(4.6 mm×150 mm，7 μm)；柱溫50 ℃；1通道流速0.4 mL/min，2通道流速0.35 mL/min。流動相：檸檬酸鈉和檸檬酸的混合緩沖液(pH為3.2、3.3、4.0、4.9)以及茚三酮緩沖液(質(zhì)量分數(shù)4%)。

1.4.2.5 核苷酸類化合物的測定

參考YOKOYAMA等[12]的測定方法，略作修改。分別稱取樣品5.0 g置于50 mL的離心管中，加入10 mL質(zhì)量分數(shù)10%的高氯酸溶液，高速勻漿2 min后離心(4 ℃、10 000 r/min、15 min)，過濾后取上清液，用5 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的高氯酸溶液洗滌沉淀，再次離心，重復(fù)操作2次，合并上清液，用濃度分別為10、1 mol/L的KOH溶液調(diào)節(jié)上清液pH至6.5，在4 ℃冰箱中靜置30 min后定容至50 mL，搖勻，用0.22 μm膜過濾待測。整個前處理均在0～4 ℃條件下操作。

高效液相色譜條件：ODS-SPC18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；保護柱柱芯ODS-SP(4 mm×10 mm，5 μm)；流動相：A為0.05 mol/L KH2PO4和K2HPO4混合液，用磷酸調(diào)至pH至6.5，B為甲醇溶液，等梯度洗脫；流速1 mL/min；柱溫28 ℃；進樣量10 μL；檢測波長254 nm。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 24.0軟件對實驗結(jié)果進行分析，在單因素方差分析(ANOVA)的基礎(chǔ)上采用Ducan法進行多重比較，取P<0.05為差異顯著，利用Origin 9.1軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同超聲時間輔助腌制對青魚質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

硬度是牙齒咀嚼時破裂食品所需的最大力；彈性是指在外力作用下食品發(fā)生變形，隨后去力，食品形態(tài)的恢復(fù)程度；內(nèi)聚性是指口腔對食物進行咀嚼時的抵抗性；咀嚼性是指固體食品經(jīng)過牙齒咀嚼至可吞咽狀態(tài)時所做的功[13]。

由表1可知，隨腌制時間的延長，硬度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在10 min達到最大值，為287.34 g；90 min達到最小值，為191.27 g。魚肉腌制10 min相比5 min的硬度上升并不顯著(P>0.05)，可能是由于NaCl含量的上升導(dǎo)致水分下降，而硬度上升不明顯[14]。10 min之后硬度開始呈現(xiàn)下降趨勢，其中10、15、20 min之間變化不顯著(P>0.05), 30 min相比于20 min變化顯著(P<0.05)，30、40、50 min之間變化不顯著(P>0.05)。該結(jié)果與研究腌制刀魚的硬度特性變化規(guī)律一致[15]。這可能是由于超聲波對魚體的力的作用使得肌肉組織變軟[16]，也可能是由于腌制用的NaCl溶液具有較高的滲透壓，隨著超聲時間增加細胞內(nèi)外濃度差發(fā)生變化，使得腌制過程中進入魚肉肌肉組織的NaCl含量逐漸增加，進而導(dǎo)致魚肉中的鹽溶性蛋白部分溶解，破壞了原始的肌肉組織[17]。

表1 超聲腌制時間對青魚肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 1 Effect of ultrasonic pickling time on textural properties in black carp meat

彈性在腌制20～90 min時低于5～15 min，腌制90 min時彈性達到最低值，為0.68。此時可能由于超聲時間太久，肌肉組織發(fā)生不可逆的劣化，導(dǎo)致彈性下降；也有可能是魚肉蛋白發(fā)生變性，其自身凝膠性降低。

腌制90 min內(nèi)，內(nèi)聚性變化不大，這說明在咀嚼時對魚肉變化的感知不明顯。咀嚼性在腌制10 min達到最大值，為112.60 g，隨后呈下降趨勢，90 min達到最小值，為81.67 g。

2.2 不同超聲時間輔助腌制對青魚色澤的影響

色澤是影響消費者購買欲的較為直觀的指標(biāo)。L*值代表亮度，由表2可知，隨超聲輔助腌制時間的延長，L*值在腌制20 min達到最大值，為47.95；40 min 達到最小值，為42.00。這說明超聲輔助腌制時間對青魚腌制品的亮度沒有明顯影響。a*值代表紅綠度，正值越大表示紅色越強。超聲腌制時間30 min時，a*值顯著高于5、10、15、20 min(P<0.05)，顯著低于40、50、60、90 min(P<0.05)。隨腌制時間的增加，青魚肌肉NaCl含量上升，可能與腌制后魚片暗色肉中部分肌紅蛋白在一定鹽濃度作用下開環(huán)降解成膽綠素有關(guān)[18]。b*值代表黃藍度，隨超聲腌制時間的延長呈現(xiàn)下降的趨勢，5～15 min沒有顯著變化(P>0.05)，20 min顯著低于15 min(P<0.05)，且顯著高于30、40、50 min(P<0.05)。當(dāng)腌制時間為60 min和90 min，隨時間延長，b*值顯著降低(P<0.05)，目前這一變化的作用機制尚不明確。

表2 超聲腌制時間對青魚肉色澤的影響Table 2 Effect of ultrasonic pickling time on colour in black carp meat

2.3 不同超聲時間輔助腌制對青魚NaCl含量的影響

由圖1可知，隨腌制時間的延長，青魚魚肉NaCl含量呈逐漸增加的趨勢。當(dāng)腌制時間為90 min時，魚肉中NaCl含量達到了2.45%(質(zhì)量分數(shù))。有研究表明，采用普通濕腌方法，肌肉組織內(nèi)部NaCl含量達2.5%需要腌制3 h以上[19]，說明超聲波輔助腌制對NaCl滲透到魚肉組織內(nèi)部起促進的作用，具有提高腌制效率的作用[20]。這可能是由于超聲波產(chǎn)生的空化作用，破壞青魚魚肉肌肉組織，有利于NaCl滲入到魚肉肌肉組織中[21]。圖1中可以看到腌制時間在5～50 min，青魚肉中NaCl含量始終隨超聲時間延長而增加，60 min時NaCl含量所有下降，90 min時達到最大值。

圖1 超聲腌制時間對青魚肉NaCl含量的影響Fig.1 Effect of ultrasonic pickling time on sodium chloride content in black carp meat注：不同小寫字母表示具有顯著差異(P<0.05)

2.4 不同超聲時間輔助腌制對青魚游離氨基酸含量的影響

游離氨基酸是一種重要的風(fēng)味物質(zhì)，對風(fēng)味的貢獻主要在滋味方面[22]，不同的游離氨基酸有、甜、苦、鮮等不同滋味。游離氨基酸的呈味取決于分子結(jié)構(gòu)中的親水基和疏水基，大部分親水基有令人愉悅的滋味，而疏水基常有令人不悅的滋味。呈現(xiàn)鮮味的氨基酸有谷氨酸、天冬氨酸，呈現(xiàn)甜味的氨基酸有甘氨酸、丙氨酸，而精氨酸則呈現(xiàn)苦味[23]。由表3可知，隨超聲波輔助腌制時間的增加，游離氨基酸含量呈現(xiàn)下降的趨勢。其中，腌制時間40～60 min，游離氨基酸總量沒有顯著性變化(P>0.05)，腌制時間40 min，含量達到383.57 mg/100g。超聲波可能通過增加底物的運輸，提高酶的活性，促進更多蛋白質(zhì)分解為氨基酸。在本實驗中，超聲波輔助腌制促進蛋白質(zhì)分解為鮮甜味游離氨基酸，苦味氨基酸含量下降，對青魚腌制品的滋味在一定程度上產(chǎn)生積極作用。隨腌制時間延長，必需氨基酸含量下降。一方面超聲波處理過程中部分必需氨基酸會游離到腌制液中，另一方面超聲波在液體中傳播會產(chǎn)生空化效應(yīng)，裂解水分子產(chǎn)生自由基，從而可能氧化魚肉中的必需氨基酸，使之含量下降[24]，不利于魚肉營養(yǎng)的保持。

2.5 不同超聲時間輔助腌制對青魚核苷酸類化合物含量的影響

淡水魚死后，在一系列酶促反應(yīng)的作用下，體內(nèi)的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)可以分解成二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、次黃嘌呤核苷(inosine，HxR)和次黃嘌呤(hypoxanthine，Hx)[25]。核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物與魚肉的風(fēng)味密切相關(guān)，肌苷酸對魚肉的鮮味貢獻較大，它與谷氨酸鈉有協(xié)同增效作用[26]，而Hx與魚肉的苦味有關(guān)[26]。由表4可知，隨超聲輔助腌制時間延長，核苷酸含量略有上升。含量最豐富的是IMP，腌制時間40 min達到最大值，為131.59 mg/100g。其次是HxR，可能是因為魚死后核苷酸降解酶使ATP快速降解產(chǎn)生IMP，符合ATP降解途徑。IMP的含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，可能是因為隨腌制時間的延長，NaCl利用超聲波加速進入魚肉組織中，魚體內(nèi)水分流失加速，從而導(dǎo)致IMP流失增加，含量下降。但超聲波會加快NaCl滲透速率，當(dāng)魚體內(nèi)NaCl含量過高時反而會抑制有關(guān)酶的活性，導(dǎo)致IMP分解速度變慢，含量有所增加。IMP閾值為25 mg/100g，在整個腌制過程中對魚肉整體滋味貢獻大。Hx含量受到IMP含量影響，平緩增加。

表3 超聲腌制時間對青魚肉游離氨基酸含量的影響 單位：mg/100g

表4 超聲腌制時間對青魚肉核苷酸類化合物含量的影響 單位：mg/100g

3 結(jié)論與討論

本實驗采用青魚魚肉為原料，探究超聲波輔助腌制對其品質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨腌制時間的延長，彈性和咀嚼性同時呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，分別在15 min和10 min達到最大值。彈性最大值為0.89，咀嚼性最大值為112.60 g。L*值沒有明顯變化；a*值越來越接近0可能與肌紅蛋白開環(huán)降解成膽綠素有關(guān)，而b*值逐漸下降。超聲輔助腌制可以大幅度提高NaCl滲透速率，腌制90 min，魚肉NaCl含量達到2.45%(質(zhì)量分數(shù))；同時可以促進蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生更多的鮮味氨基酸，對青魚腌制品的整體風(fēng)味產(chǎn)生積極影響。由于NaCl含量增加，酶的活性受到抑制，肌苷酸分解速度變慢，其含量遠超閾值，對魚肉呈味貢獻大。本研究結(jié)果將為水產(chǎn)品加工提供技術(shù)支持。