臭氧漂洗工藝對鰱魚糜品質(zhì)的影響

阮秋鳳，蔣文馨，熊善柏，尹濤，胡楊，劉茹，劉友明，尤娟

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/長江經(jīng)濟帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心/國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心(武漢)，武漢 430070

魚糜是我國傳統(tǒng)水產(chǎn)制品，具有低脂肪、高蛋白、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理、安全健康等優(yōu)點。魚糜生產(chǎn)過程中的漂洗工藝，可以除去魚肉中水溶性蛋白質(zhì)、色素、脂肪和異味，提高魚肉的彈性和白度，從而提高魚糜制品的質(zhì)量和保藏性能。傳統(tǒng)魚糜漂洗時，用大量的水漂洗可以降低魚糜中肌紅蛋白及水溶性蛋白含量，同時增加魚糜中肌原纖維蛋白的相對含量[1]。然而，傳統(tǒng)魚糜漂洗工藝耗水大，生產(chǎn)1 t魚糜耗水25～40 t[2]，而且大量的水漂洗后，在除去水溶性蛋白、脂肪等物質(zhì)的同時也減少了肌原纖維蛋白的絕對含量，降低了魚糜得率。因此，減少漂洗用水量對降低生產(chǎn)成本、保護環(huán)境有重要意義。

臭氧具有強氧化性，可以有效脫除魚糜的腥味成分、改善魚糜的色澤[3]，在獲得相應(yīng)魚糜品質(zhì)的同時可以減少漂洗次數(shù)和用水量，然而，臭氧在氧化蛋白質(zhì)的同時也會氧化脂肪，使魚糜具有哈喇味，導(dǎo)致魚糜的食用品質(zhì)劣化。

本研究選用自來水與臭氧水漂洗相結(jié)合的混合漂洗工藝，并通過分析傳統(tǒng)漂洗、一次臭氧漂洗、自來水-臭氧水混合漂洗工藝3種漂洗方式對鰱魚糜的蛋白特性(蛋白質(zhì)含量、羰基含量)、凝膠特性(凝膠強度、壓縮失水率、凝膠微觀結(jié)構(gòu))、色度、不良氣味，研究3種漂洗工藝對鰱魚糜品質(zhì)的影響，以期為優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鰱(2.0～3.0 kg/條)，購于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)貿(mào)市場。

Tris，美國 Sigma-Aldrich；氯化鈉、鉬酸銨、三氯乙酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、鉬酸鈉、硫酸鋰、乙二胺四乙酸(EDTA)、二硫二硝基苯甲酸(DTNB)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；鹽酸、硫酸，信陽市化學(xué)試劑廠。試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GCQJ-1-3電解式高濃度臭氧氣機，武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰荆?22N型分光光度計，上海舜宇恒平精密科學(xué)儀器有限公司； TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀，Stable Micro Surrey，英國； FOX-4000型電子鼻，美國Alpha M.O.S公司；CR-400色差儀，日本柯尼卡-美能達公司；QUANTA250掃描電子顯微鏡，美國FEI公司；K850臨界點干燥儀，美國EMITECH公司。

1.3 試驗方法

1)魚糜漂洗。參考Ding等[4]的方法漂洗魚糜并略作修改。傳統(tǒng)自來水漂洗：用自來水漂洗魚糜3次；一次臭氧水漂洗：分別制備質(zhì)量濃度為8、12、16 mg/L的臭氧水對魚糜進行一次漂洗；混合漂洗：首先用自來水對魚糜進行一次漂洗，再用相同體積但不同質(zhì)量濃度(8、12、16 mg/L)的臭氧水進行二次漂洗。

2)羰基含量測定。參考Mesquita等[5]的方法進行前處理，以22 308 L/(mol·cm)消光系數(shù)計算蛋白質(zhì)的羰基衍生物含量，單位為nmol/mg。

3)水溶性以及鹽溶性蛋白的含量。參考Xiong等[6]的方法，分別用低鹽和高鹽緩沖液將魚糜中的水溶性和鹽溶性蛋白提取出來，并采用福林酚法測定其含量。

4)魚糜凝膠制備。參照Ding等[4]的方法，調(diào)節(jié)魚糜的含水量至80%，添加質(zhì)量分數(shù)2.5% NaCl溶液，采用兩段式加熱法制備魚糜凝膠。

5)凝膠壓縮失水率測定。參照Ding等[4]的方法，用濾紙將3 mm厚的魚糜凝膠薄片包裹，并對濾紙包施加3 kg的力并保持1 min，計算魚糜凝膠的壓縮失水率。

6)凝膠強度測定。參照賈丹[7]的方法，用TA-XTPlus 質(zhì)構(gòu)分析儀的穿刺模式測定凝膠強度。

7)魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)。將魚糜凝膠切成3 mm×3 mm×1 mm的立方體，參照Yin等[8]的方法進行前處理，用臨界點干燥儀干燥。干燥的樣品噴金，然后用掃描電鏡在加速電壓為10 kV條件下觀測。

8)魚糜色度測定。參照Debusca等[9]的方法，將魚糜樣品置于1個透明的玻璃皿中，用色度計分別記錄魚糜的亮度值(L*)值、紅度值(a*)和黃度值(b*)。

9)魚糜腥味評價。參照付湘晉等[10]的方法，采用電子鼻進行檢測分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗重復(fù)3次，每次做3個平行。應(yīng)用Origin 9.0軟件和Excel作圖。對采集的試驗數(shù)據(jù)采用SAS 8.0 統(tǒng)計分析軟件進行相關(guān)性分析和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同臭氧漂洗方式下魚糜蛋白羰基含量、水溶性及鹽溶性蛋白含量的變化

臭氧漂洗方式對魚糜蛋白羰基含量的影響如表1所示。經(jīng)過一次臭氧漂洗、混合漂洗的魚糜均呈現(xiàn)羰基含量增加的趨勢，羰基含量顯著高于傳統(tǒng)漂洗魚糜(P<0.05)。在相同的臭氧濃度下，一次臭氧漂洗的羰基含量顯著高于混合漂洗，直至臭氧質(zhì)量達到16 mg/L時，二者差別不明顯。而混合漂洗可以減少脂肪與金屬離子的含量，顯著降低蛋白質(zhì)的氧化程度。在一次臭氧漂洗中，羰基含量隨著臭氧濃度增加而增加，至臭氧質(zhì)量濃度達到12 mg/L時趨于穩(wěn)定；而在混合漂洗中，羰基含量隨著臭氧濃度增加而持續(xù)增加。

對比不同漂洗方式的水溶性蛋白含量(表1)，在0 mg/L漂洗時，隨著漂洗次數(shù)的增加，水溶性蛋白含量顯著下降(P<0.05)；一次臭氧漂洗中，隨著臭氧濃度的增加，水溶性蛋白含量逐漸升高；混合漂洗中，隨著臭氧濃度的增加，水溶性蛋白含量無顯著變化。

對比不同漂洗方式的鹽溶性蛋白含量，在0 mg/L漂洗時，隨著漂洗次數(shù)的增加，鹽溶性蛋白含量逐漸增加；一次臭氧漂洗中，隨著臭氧濃度的增加，鹽溶性蛋白含量沒有顯著變化；混合漂洗中，隨著臭氧濃度的增加，鹽溶性蛋白含量顯著升高，但是當(dāng)臭氧質(zhì)量濃度升高到16 mg/L，鹽溶性蛋白含量開始降低。

根據(jù)表1，對比自來水一次漂洗，在一次臭氧漂洗中，水溶性蛋白含量顯著增大，說明臭氧漂洗會殘留更多的水溶性蛋白；而在混合漂洗中，增加臭氧濃度，水溶性蛋白殘留量無明顯變化。這可能是因為在混合漂洗中，大部分的水溶性蛋白在第一次自來水漂洗中洗脫，再經(jīng)過臭氧漂洗則對水溶性蛋白影響不大。對比0 mg/L一次漂洗，在一次臭氧漂洗中，鹽溶性蛋白含量輕微增加但不顯著(P>0.05)；而在混合漂洗中，增加臭氧濃度后，鹽溶性蛋白含量顯著升高(P<0.05)，甚至高于傳統(tǒng)三次漂洗。結(jié)果表明漂洗過程中臭氧可以促進鹽溶性蛋白溶出。

2.2 不同臭氧漂洗方式下魚糜凝膠強度及壓縮失水率的變化

根據(jù)表2，從凹陷深度上看，不同漂洗方式之間無顯著變化(P>0.05)。從破斷力以及凝膠強度上看，在0 mg/L漂洗時，增加漂洗次數(shù)可以顯著提高破斷力及凝膠強度；在一次臭氧水漂洗中，增加臭氧濃度，破斷力與凝膠強度持續(xù)增強；在混合漂洗中，增加臭氧濃度，破斷力與凝膠強度先增強后減弱，在8 mg/L處具有最大值。并且在較低的臭氧濃度時，混合漂洗的凝膠強度要高于一次臭氧漂洗，繼續(xù)升高臭氧濃度，2種漂洗方式之間無顯著差異(P>0.05)。

由表2可見，在0 mg/L漂洗時，增加漂洗次數(shù)可以顯著降低凝膠的壓縮失水率(P<0.05)。而在一次臭氧漂洗及混合漂洗中，隨著臭氧濃度的升高，壓縮失水率逐漸降低。此外，在相同臭氧濃度下，混合漂洗的壓縮失水率要低于一次臭氧漂洗，這種差異在臭氧濃度升高到12 mg/L和16 mg/L時消失。壓縮失水率可以反映凝膠持水性。結(jié)果表明提高臭氧濃度或增加漂洗次數(shù)都可以提高魚糜凝膠的持水性，且臭氧漂洗的持水性高于傳統(tǒng)三次漂洗。

表1 臭氧漂洗方式對魚糜蛋白羰基、水溶性及鹽溶性蛋白含量的影響 Table 1 Effect of ozone washing mode on carbonyl,water - and salt - soluble protein content of surimi

表2 臭氧漂洗方式對魚糜破斷力、凹陷深度、凝膠強度及壓縮失水率的影響 Table 2 Effect of ozone washing mode on breaking force,deformation,gel strength and compression loss rate of surimi

2.3 不同臭氧漂洗方式下魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)的變化

不同漂洗方式的魚糜凝膠微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。在0 mg/L漂洗時，可以觀察到凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨著漂洗次數(shù)的增加而更加致密，對比二次漂洗與一次漂洗的效果尤其明顯。增加漂洗次數(shù)可以提高肌原纖維蛋白的相對含量，加熱過程中更多的交聯(lián)形成更為致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在一次臭氧漂洗中，可以看到在凝膠網(wǎng)絡(luò)中夾雜著塊狀結(jié)構(gòu)，而且這種塊狀結(jié)構(gòu)隨著臭氧濃度的升高而增多。推測這種塊狀結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)氧化聚集，氧化可以改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，增強蛋白質(zhì)的疏水相互作用。在混合漂洗中，經(jīng)過8 mg/L臭氧的漂洗后，獲得的凝膠微觀結(jié)構(gòu)較好，隨著臭氧濃度升高，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中也出現(xiàn)了塊狀聚集。在相同的臭氧濃度下，混合漂洗中的塊狀聚集少于一次臭氧漂洗，具有更致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這說明混合漂洗可以降低蛋白質(zhì)的氧化程度。在臭氧質(zhì)量濃度為8 mg/L時獲得的凝膠微觀結(jié)構(gòu)接近于傳統(tǒng)三次自來水漂洗，這說明臭氧質(zhì)量濃度為8 mg/L的混合漂洗可以達到傳統(tǒng)三次漂洗的效果，同時可以減少1/3的漂洗用水量。

A-1、A-2、A-3分別為漂洗1、2、3次的魚糜凝膠；B-1、B-2、B-3分別為8、12、16 mg/L臭氧水漂洗一次的魚糜凝膠；C-1、C-2、C-3分別為8、12、16 mg/L臭氧水混合漂洗的魚糜凝膠。A-1，A-2，A-3 were surimi gel rinsed 1,2,and 3 times respectively; B-1,B-2,B-3 were surimi gels rinsed with ozone water concentrations of 8,12,16 mg/L,respectively; C-1,C-2,C-3 were surimi gels by mixed rinsing with ozone concentrations of 8,12,16 mg/L,respectively.

2.4 不同臭氧漂洗方式下魚糜色度的變化

不同漂洗方式下魚糜的亮度(L*)、紅度值(a*)、黃度值(b*)及白度如表3所示。a*為正值代表偏紅，a*為負值代表偏綠；b*為正值代表偏黃，b*為負值代表偏藍。在0 mg/L漂洗時，增加漂洗次數(shù)可以改善魚糜的色澤，漂洗次數(shù)從1次提高至3次使得魚糜的白度從64.07±1.39 升高到 68.27±1.03。而在一次臭氧漂洗和混合漂洗中，增加臭氧濃度，魚糜的亮度與白度無顯著變化(P>0.05)，但紅度顯著降低(P<0.05)。此外，混合漂洗的亮度與白度顯著高于一次臭氧漂洗(P<0.05)。肌紅蛋白含量嚴重影響著魚糜的品質(zhì)，尤其是魚糜的色度。增加漂洗次數(shù)和采用臭氧漂洗，導(dǎo)致肌紅蛋白被清除或肌紅蛋白結(jié)構(gòu)被破壞，從而改善魚糜色澤。

表3 臭氧漂洗方式對魚糜色度的影響 Table 3 Effect of ozone washing mode on color of surimi

2.5 不同臭氧漂洗方式下魚糜腥味的變化

不同漂洗方式下魚糜土腥味的探頭信號如表4所示。傳統(tǒng)漂洗中，增加漂洗次數(shù)對土腥味無顯著影響(P>0.05)；在一次臭氧漂洗及混合漂洗中，提高臭氧濃度可以降低土腥味，但是當(dāng)臭氧質(zhì)量濃度升高到16 mg/L時，土腥味減弱不明顯。

不同漂洗方式魚糜哈喇味探頭信號如圖2所示。在與哈喇味有關(guān)的探頭中，T30/1、 T70/2和T40/2信號值與哈喇味呈正相關(guān)性。與傳統(tǒng)漂洗相比，一次臭氧漂洗及混合漂洗的魚糜哈喇味顯著升高(P<0.05)。當(dāng)提高臭氧濃度時，一次臭氧漂洗在12 mg/L及16 mg/L時哈喇味顯著升高(P<0.05)，而在混合漂洗中，直到16 mg/L時才出現(xiàn)顯著變化。值得注意的是，在相同的臭氧濃度下，混合漂洗魚糜的哈喇味低于一次臭氧漂洗的魚糜。

表4 臭氧漂洗方式對鰱魚糜土腥味的影響 Table 4 Effect of ozone washing mode on earthy-muddy odor of surimi

A：一次臭氧漂洗 Once-ozone rinsing； B：混合漂洗 Mixed rinsing.

以上試驗結(jié)果表明，僅僅增加漂洗次數(shù)對脫除魚糜的土腥味無明顯作用，而臭氧漂洗可以有效降低土腥味。結(jié)果可見，哈喇味的信號值與臭氧濃度及蛋白質(zhì)羰基含量呈正相關(guān)?；旌掀吹墓缎盘柕陀谝淮纬粞跗?，說明在臭氧水漂洗之前進行一次自來水漂洗可以有效消除脂肪氧化對魚糜風(fēng)味的影響。

3 討 論

蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生的羰基衍生物具有穩(wěn)定、易于檢測等特點，食品的蛋白質(zhì)羰基含量被廣泛認為可反映食品氧化程度[11]。在0 mg/L臭氧漂洗中，羰基含量隨著漂洗次數(shù)的增加而顯著降低(P<0.05)，變化趨勢與Sylvie等[12]研究結(jié)果一致。Sylvie等[12]的研究表明增加漂洗次數(shù)會對蛋白質(zhì)有氧化作用，魚肉中含有脂肪、金屬離子及肌紅蛋白，金屬離子易促進臭氧降解、脂肪氧化，使得魚肉蛋白質(zhì)更容易被氧化，但是增加漂洗次數(shù)同時會將蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)物洗脫，這可能是多次自來水漂洗后蛋白羰基含量下降的原因。在用臭氧水漂洗時，臭氧濃度與蛋白質(zhì)羰基含量呈正相關(guān)，表明臭氧能夠顯著氧化肌原纖維蛋白。

漂洗工藝對魚糜的蛋白質(zhì)組成有很大影響，很多研究表明一定范圍內(nèi)增加漂洗次數(shù)可以洗去水溶性蛋白，提高鹽溶性蛋白含量。在一定范圍內(nèi)增加漂洗次數(shù)可以提高肌原纖維蛋白的濃度，在加熱過程中發(fā)生相互交聯(lián)的概率更大，凝膠強度更大[13]。在一次臭氧漂洗中，逐漸增加的氧化程度促進蛋白質(zhì)展開、通過二硫鍵以及疏水相互作用形成的蛋白質(zhì)聚集都可以增強魚糜凝膠強度[14-15]?；旌掀吹哪z強度在較低的臭氧濃度下高于一次臭氧漂洗，這可能是由于自來水漂洗與臭氧漂洗結(jié)合，既提高了肌原纖維蛋白的濃度，又形成了更多的蛋白質(zhì)聚集。水溶性蛋白質(zhì)中含有組織蛋白酶B和組織蛋白酶L，這些蛋白酶在加熱過程中促進凝膠劣化，但這些酶對氧化十分敏感，一次臭氧漂洗破壞了這些酶的結(jié)構(gòu)，消除了酶的活性。這些沒有活性的水溶性蛋白殘留在魚糜中從而增加了魚糜的蛋白質(zhì)含量。此外，Jafarpour等[15]報道，將漂洗液中回收的肌漿蛋白回添至魚糜中可以增加魚糜的凝膠強度。因此，采用一定濃度的臭氧漂洗可以減少漂洗次數(shù)，減少蛋白質(zhì)損失，提高魚糜凝膠強度。

有研究報道水產(chǎn)品中的胺類、土腥素、2-甲基異茨醇(腥味)及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中的吡嗪類等物質(zhì)能被臭氧氧化分解，生成無異味的產(chǎn)物，并保護水產(chǎn)品自身的鮮味[16]。王國超[17]報道，在0 ℃時，3 mg/L 的臭氧水處理羅非魚20 min后，土腥素和2-甲基異莰醇含量分別降低了39.1%和30.4%。薛勇[18]使用3.0～7.5 mg/L的臭氧水漂洗鳙魚肉和臭氧氣體漂浮處理魚肉，魚肉中土腥素分別脫除42.1%～54.5%和42.8%～77.0%。杜國偉[19]采用臭氧氣體漂浮法處理魚糜，對其制品中的揮發(fā)性成分進行檢測，發(fā)現(xiàn)經(jīng)臭氧處理后魚糜制品中的各種魚腥味物質(zhì)含量明顯減少，且無其他揮發(fā)性成分產(chǎn)生。研究結(jié)果均顯示臭氧水脫除魚腥味物質(zhì)是一種可行有效的方法。

綜上所述，傳統(tǒng)漂洗、一次臭氧漂洗及混合漂洗的漂洗效果都與漂洗次數(shù)呈正相關(guān)。相對于混合漂洗，一次臭氧漂洗魚糜蛋白的羰基含量較高，產(chǎn)生較重的哈喇味，白度較低。試驗結(jié)果顯示采用臭氧質(zhì)量濃度為8 mg/L的混合漂洗鰱魚糜，魚糜品質(zhì)較好，同時漂洗用水量減少1/3，應(yīng)用于魚糜漂洗可以達到節(jié)水效果。本研究表明，適當(dāng)濃度的臭氧水混合漂洗可以降低脂肪、蛋白質(zhì)氧化程度，能有效改善鰱魚糜品質(zhì)。但其作用機制、風(fēng)味物質(zhì)的變化以及風(fēng)味物質(zhì)形成機制還有待進一步研究。