不同超聲輔助解凍方式對海鱸魚品質(zhì)的影響

蔡路昀,許 晴,曹愛玲

(1.生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧錦州 121013;2.中華人民共和國杭州海關(guān),浙江杭州 311208)

海鱸魚是我國沿海地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)魚類之一[1],其肉質(zhì)爽嫩鮮美、少有魚骨、富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪及微量元素等營養(yǎng)成分,并有一定的藥用價(jià)值,是理想的保健和美容食品[2]。為了避免由于季節(jié)和距離造成短缺,新鮮的海鱸魚通常經(jīng)過冷凍保存以延長保質(zhì)期[3]。解凍是冰晶融化的過程,使得解凍的食品很難恢復(fù)到原來的新鮮狀態(tài)。解凍改變了魚類的理化性質(zhì),降低魚類的品質(zhì),導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化、水分流失、微生物腐敗、風(fēng)味、色澤和質(zhì)地惡化[3]。同時(shí),解凍過程通常比凍結(jié)過程緩慢,這是因?yàn)榕c液態(tài)水相比,冰具有更高的導(dǎo)熱性,并且初始凝固點(diǎn)與室溫之間的溫差很小,可能會對冷凍組織產(chǎn)生額外的損害[4]。因此,冷凍產(chǎn)品的最終質(zhì)量取決于解凍條件,不正確的解凍方法將對魚類質(zhì)量產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。采用適當(dāng)?shù)慕鈨龇椒?確保最大程度地維持魚肉的質(zhì)量是非常必要的。

冷凍海鱸魚有多種解凍方式可以選擇。劉蒙佳等[5]對比空氣解凍、冰箱解凍、靜水解凍及微波解凍對海鱸魚品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)微波解凍的魚肉具有較高的持水性,抑制微生物的繁殖,并延緩其鹽溶性蛋白含量、彈性、Ca2+-ATPase活性的下降,但是白度值低于靜水解凍。周俊鵬等[6]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)4 ℃低溫解凍后的海鱸魚的汁液流失較少、組織結(jié)構(gòu)較完整,但白度值低于25 ℃水浴解凍的樣品,這可能是解凍時(shí)間較長造成的。

近年來,出現(xiàn)了多種解凍方式結(jié)合的解凍新技術(shù)。磁性納米粒子解凍結(jié)合微波解凍和遠(yuǎn)紅外解凍的真鯛有著和新鮮魚肉最相似的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、粘彈性和表面形態(tài)[7]。與單一的解凍方式相比,真空解凍結(jié)合超聲解凍和微波解凍具有更穩(wěn)定的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)變性程度低[8]。超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍的大口黑鱸新鮮度和氧化穩(wěn)定性與新鮮樣品最接近[9]。

當(dāng)超聲波解凍時(shí),部分能量以熱量的形式釋放出來進(jìn)而完成解凍。Gambuteanu等[10]指出超聲解凍對豬肉理化性質(zhì)有積極影響。但Wu等[11]也發(fā)現(xiàn)超聲解凍有耗電大、局部升溫明顯、滲透性差的缺點(diǎn)。因此,為了改善超聲解凍的不足,將超聲解凍與其他解凍方式相結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)采用超聲微波解凍[9]、超聲遠(yuǎn)紅外解凍[9]、超聲歐姆解凍、超聲真空解凍[8]和超聲解凍對海鱸魚進(jìn)行解凍,并與新鮮魚肉比較,研究了不同解凍方式對海鱸魚的水分遷移和理化性質(zhì)的影響。旨在探索出有效保持海鱸魚品質(zhì)的解凍方式,為食品解凍工業(yè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮海鱸魚 質(zhì)量為(1±0.1) kg,購于遼寧錦州當(dāng)?shù)氐乃a(chǎn)市場;自封袋(10 cm×7 cm) 購于廣州喬峰塑料制品有限公司;氧化鎂、三氯乙酸、硫代巴比妥酸等試劑 均為分析純,購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

PS-60A超聲清洗機(jī) 東莞潔康超聲波設(shè)備有限公司;CX-1250L層析柜 嘉鵬科技有限公司;遠(yuǎn)紅外管 元祥電器有限公司;Kl11005-B變頻電源 東莞市科聯(lián)電子有限公司;SHB-III水循環(huán)多功能真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司;RC-4溫度記錄儀 江蘇省精創(chuàng)電氣股份有限公司;PL602-L電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;PHS-3C雷磁pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器有限公司;Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀 福斯分析儀器公司;UV-2550紫外可見分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司;Q2000差示掃描量熱儀 深圳市泰達(dá)儀器有限公司;Discovery HR-1流變儀 美國TA儀器有限公司;NMI20低場核磁共振儀 上海紐邁電子科技有限公司;S-4800冷場發(fā)射掃描電鏡 日本日立公司;Free Zone 2.5真空冷凍干燥機(jī) 美國Labconco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 新鮮的海鱸魚在1 h內(nèi)送到實(shí)驗(yàn)室。用木棒擊打鮮活的海鱸魚3～5次,剝皮后取背部肉,切成5 cm×4 cm×2 cm,約30 g。清洗干凈后用保鮮膜包裹并放入自封袋,在-20 ℃冰箱內(nèi)冷凍24 h后取出解凍。

1.2.2 解凍方式 超聲微波解凍:參考Cai等[9]的方法進(jìn)行解凍。超聲波清洗機(jī)和微波發(fā)射器被放入4 ℃層析柜中,并且微波發(fā)射器被放置在超聲波清洗機(jī)上方。然后將裝有500 mL去離子水和魚肉的聚乙烯容器放入超聲波清洗機(jī)中,將微波發(fā)射孔對準(zhǔn)聚乙烯容器并調(diào)節(jié)在水面上方1～2 cm。解凍到魚肉中心溫度為0 ℃后停止解凍。解凍時(shí)長約為3 min。

超聲遠(yuǎn)紅外解凍:參考Cai等[9]的方法進(jìn)行解凍。超聲波清洗機(jī)和遠(yuǎn)紅外管被放入4 ℃層析柜中,并且遠(yuǎn)紅外管被放在層析柜兩邊的凹槽上、超聲波清洗機(jī)上方2～3 cm處。魚肉被放置在超聲機(jī)中裝滿去離子水(500 mL)的聚乙烯容器,解凍至中心溫度為0 ℃,耗時(shí)3 min左右。

超聲歐姆解凍:解凍裝置由超聲波清洗機(jī)、變頻電源和加熱槽組成。加熱槽由聚乙烯材料制作(126 mm×66 mm×108 mm),兩側(cè)裝有110 mm×108 mm×2 mm的304食品級不銹鋼板。變頻電源參數(shù)設(shè)置為110 V、50 Hz,與加熱槽相連,將裝有100 mL去離子水的加熱槽放入超聲波清洗機(jī)中。整個(gè)解凍過程耗時(shí)3 min。

超聲真空解凍:參考Cai等[8]的方法進(jìn)行解凍。將裝有100 mL去離子水的真空瓶放入超聲波清洗機(jī)中。同時(shí)打開超聲波清洗機(jī)和真空泵進(jìn)行解凍,解凍至魚肉中心溫度為0 ℃。4 min左右能完成解凍。

超聲解凍:將裝有500 mL去離子水和魚肉的聚乙烯容器放入超聲波清洗機(jī)中,超聲清洗機(jī)參數(shù)設(shè)置為360 W、40 kHz。解凍所需時(shí)間約為5 min。

所有解凍方式中的超聲波清洗機(jī)參數(shù)均設(shè)置為360 W、40 kHz,魚肉均為30 g。魚塊均被保鮮膜包裹并裝在自封袋中,然后放入解凍容器中,整個(gè)過程中魚肉未直接與水接觸。本文中加水量能浸沒魚肉即可,但每個(gè)解凍方法放魚肉的容器大小不同,所以需要的水量不同。超聲微波解凍、超聲遠(yuǎn)紅外解凍和超聲解凍,使用的聚乙烯容器約1600 mL,需要500 mL的水才能浸沒魚肉。超聲歐姆解凍和超聲真空解凍的容器分別為475 mL和500 mL,僅需100 mL的水即可浸沒。

1.2.3 解凍損失率 參考譚明堂等[12]的方法進(jìn)行測定。解凍前后均用濾紙吸干魚肉表面水分,并稱重。

式中:m0為解凍前的質(zhì)量(g),m1為解凍后的質(zhì)量(g)。

1.2.4 蒸煮損失率 參考崔燕等[13]的方法進(jìn)行測定,并略加修改。將新鮮和解凍后的魚肉表面的水吸干,精確稱量10 g魚肉后放入蒸煮袋,置于90 ℃的水浴鍋中蒸煮20 min后取出。冷卻到室溫后,再次將魚肉表面水分吸干,稱重。

式中:m2為蒸煮前的質(zhì)量(g),m3為蒸煮后的質(zhì)量(g)。

1.2.5 pH 參考GB 5009.237-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH的測定》,稱取5 g切碎的魚肉并加入50 mL去離子水,均質(zhì)2 min。靜置30 min,過濾取上清液,用pH計(jì)測定。

1.2.6 TVB-N值 參考GB 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》,稱取10 g切碎的魚肉和1 g氧化鎂,放入750 mL的消化管,使用全自動凱氏定氮儀測定,選取TVB-N測試程序,直接讀取數(shù)值。

1.2.7 TBARS值 參考朱明明等[14]的方法進(jìn)行測定。將10 g碎魚肉和25 mL蒸餾水、25 mL的三氯乙酸溶液(10%)混勻,使用均質(zhì)機(jī)以5000 r/min的速度均質(zhì)1 min,過濾。將5 mL的濾液和5 mL的TBA溶液(0.02 mol/L)混勻后,置于80 ℃水浴鍋加熱40 min,冷卻至室溫。以5 mL三氯乙酸溶液和5 mL的TBA溶液作為空白,使用紫外分光光度計(jì)在532 nm處測吸光度。然后通過繪制的丙二醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算。

1.2.8 DSC掃描 參考Zheng等[15]的方法進(jìn)行測定蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性,并略作修改。以空坩堝作為對照并稱取7±1 mg的魚肉放入坩堝中,壓制機(jī)將坩堝密封并蓋在適當(dāng)位置。以5 ℃/min的速率從20 ℃升溫到90 ℃,并在90 ℃下保持1 min。通過儀器的內(nèi)置積分軟件(TA Universal Analysis)獲得變性溫度和總變性焓。

1.2.9 動態(tài)流變分析 參考Tahergorabi等[16]的方法進(jìn)行測定,并略作修改。將40 mm的平板探頭與流變儀相連來測定不同解凍方法下的動態(tài)粘彈特性。將魚肉剁碎,取3 g放到測試臺上,探頭壓下后把周圍多余的碎肉擦掉,并使用石蠟進(jìn)行封口以防止升溫過程中水分蒸發(fā)。設(shè)置頻率為1 Hz,應(yīng)變?yōu)?.1%。在樣品平衡2 min后,以2 ℃/min的速度從20 ℃升溫至90 ℃,測試這個(gè)過程中魚肉的儲能模量(G′)曲線和損耗模量(G″)曲線。

1.2.10 低場核磁 使用LF-NMR分析儀測量樣品的水分遷移。參考王尊等[17]的方法進(jìn)行測定,并略有修改。將切好的魚肉塊(1 cm×1 cm×2 cm)放入直徑為15 mm的核磁管中,在32 ℃下,以質(zhì)子共振頻率22 MHz,測定魚肉的水分分布。具體參數(shù)為:90°脈沖時(shí)間為14.5 μs,180°脈沖時(shí)間為29.0 μs,主頻為100 kHz,采樣點(diǎn)為90016,馳豫衰減時(shí)間為80 μs,重復(fù)時(shí)間為2000 ms,模擬增益RG1為20,模擬增益RG2為3,掃描次數(shù)為16,回波個(gè)數(shù)為3000。

1.2.11 掃描電鏡 將魚肉切成5 cm×5 cm×1 mm,置于2.5%戊二醛溶液,固定24 h后用磷酸鹽緩沖液(20 mol/L,pH7.5)沖洗3～5次以防止固定殘留物。然后依次使用30%、50%、70%、90%和100%乙醇梯度脫水,每次15 min。最后將將魚片放入冷凍干燥機(jī)48 h。將樣品貼在膠布上,并噴金。在電壓為3.0 kV下,使用冷場發(fā)射掃描電鏡放大5000倍觀察。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 19.0的單因素方差分析(ANOVA)分析數(shù)據(jù),然后進(jìn)行Duncan多重范圍檢驗(yàn),表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD),且P<0.05為顯著。使用OriginPro 9.0繪制所有數(shù)據(jù)圖。每個(gè)處理組至少重復(fù)測定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同解凍方式對鱸魚保水性的影響

2.1.1 不同解凍方式對鱸魚解凍損失率的影響 解凍損失率是影響魚肉肌肉組織結(jié)構(gòu)和感官特性的重要參數(shù)。不同解凍方式的解凍損失率如表1所示。解凍損失率大小的排列順序?yàn)?超聲解凍>超聲歐姆解凍>超聲真空解凍>超聲遠(yuǎn)紅外解凍>超聲微波解凍。超聲解凍的解凍損失率最高,這可能是因?yàn)樗慕鈨鰰r(shí)間相對較長,蛋白質(zhì)被大量繁殖的微生物分解,非共價(jià)鍵斷裂,導(dǎo)致肌球蛋白的高度變性,而肌球蛋白是肌肉中水分保持的主要部位,不能和回滲的水分發(fā)生水合反應(yīng)[18]。大量水分流失的同時(shí)會伴隨著一些營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的損失[19],并影響了魚肉的外觀、重量、顏色和感官,最終造成經(jīng)濟(jì)損失。超聲微波解凍的解凍損失率均顯著低于其他解凍方式(P<0.05),說明超聲微波解凍可以更好的保持魚肉原有的水分。

表1 不同解凍方式對海鱸魚品質(zhì)的影響

2.1.2 不同解凍方式對鱸魚蒸煮損失率的影響 蒸煮損失率是肌肉持水性的重要指標(biāo)之一。不同解凍方式對魚肉蒸煮損失率的影響結(jié)果如表1。不同處理方式的蒸煮損失率排列順序?yàn)?超聲解凍>超聲歐姆解凍>超聲真空解凍>超聲遠(yuǎn)紅外解凍>超聲微波解凍>新鮮樣品,與上述解凍損失率結(jié)果相同。新鮮樣品的蒸煮損失率是最低的。超聲歐姆解凍、超聲真空解凍和超聲解凍的蒸煮損失率顯著高于新鮮樣品(P<0.05),而超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍和新鮮樣品沒有顯著性差異(P>0.05)。蒸煮損失主要是由熱引起的肌原纖維蛋白變性,進(jìn)而導(dǎo)致肌肉結(jié)構(gòu)被破壞,水分維持能力下降[20]，同時(shí),有著較低的蒸煮損失率的樣品可能會獲得更好的食用品質(zhì)[21]。因此,超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍后的魚肉能在高溫下維持自身水分,且具有良好的食用品質(zhì)。

所有解凍方式中,超聲微波解凍的解凍損失率和蒸煮損失率均最低,這表明在解凍和蒸煮過程中有效地保持了肌肉組織的完整性,有助于減少解凍損失和蒸煮損失,是維持水分最好的解凍方式。

2.2 不同解凍方式對鱸魚pH的影響

pH是衡量魚肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由表1可知,和新鮮魚肉相比,所有解凍處理后的樣品的pH略有下降,這可能是因?yàn)榛铘~被敲死后,魚體內(nèi)的氧氣供應(yīng)停止,糖原變?yōu)闊o氧酵解形成乳酸,同時(shí)為無氧酵解提供能量的三磷酸腺苷分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)[22]。但所有處理組間沒有顯著性差異(P≥0.05),這可能是因?yàn)槔鋬鰰r(shí)間和解凍時(shí)間較短,無較多酸性物質(zhì)產(chǎn)生[23]。結(jié)果表明五種處理方式都能獲得較高的新鮮度。

2.3 不同解凍方式對鱸魚TVB-N值的影響

TVB-N值是評估魚肉腐敗程度的重要指標(biāo)之一。不同處理方式的魚肉TVB-N值見圖1。解凍后的樣品的TVB-N值均升高,這可能是微生物大量繁殖,蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)氮化合物降解以及微生物和細(xì)胞自溶作用的共同影響[24-25]。新鮮樣品的TVB-N值顯著低于超聲遠(yuǎn)紅外解凍、超聲真空解凍和超聲解凍(P<0.05),但是和超聲微波解凍、超聲歐姆解凍沒有顯著性差異(P>0.05)。所有TVB-N值均低于15 mg/100 g,未超出國標(biāo)對新鮮肉品的標(biāo)準(zhǔn)。這可能是因?yàn)榻鈨鰰r(shí)間較短,所有解凍方式都能使魚肉保持較高的新鮮度,有效的防止了微生物的繁殖。

圖1 不同解凍方式對海鱸魚TVB-N值的影響

2.4 不同解凍方式對鱸魚TBARS值的影響

用TBARS值來表示解凍后魚肉的脂肪氧化程度。脂肪氧化是肉類在儲存過程中變質(zhì)的主要原因,它會導(dǎo)致肉類變色和變質(zhì),并使食物產(chǎn)生了不愉快的味道,降低消費(fèi)者的接受度。由圖2可知,解凍后的TBARS值有不同程度的增加,這主要是由于多不飽和脂肪酸的降解生成次級氧化產(chǎn)物引起的。超聲解凍TBARS值最大。Kang等[26]發(fā)現(xiàn)在腌制加工過程中超聲波會引起牛肉的脂質(zhì)氧化,這是由于超聲波的空化作用使鹽水分解產(chǎn)生羥基自由基所致。此外,脂質(zhì)的氧化和降解在較高的溫度下增加[27],這可能表明超聲的空化誘導(dǎo)的高溫可能更有助于TBARS值的增加。超聲遠(yuǎn)紅外解凍、超聲歐姆解凍、超聲真空解凍和超聲解凍的TBARS值均顯著高于新鮮魚肉(P<0.05),但超聲微波解凍和新鮮樣品沒有顯著性(P>0.05),這表明超聲微波解凍可以有效的防止魚肉脂肪氧化。

圖2 不同解凍方式對海鱸魚TBARS值的影響

2.5 不同解凍方式對鱸魚蛋白熱穩(wěn)定性的影響

差示掃描量熱法(DSC)是一種快速、簡便的測定蛋白質(zhì)變性溫度的方法,也是直接反映蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。峰值溫度(Tm)代表蛋白變性的溫度,可以表示蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而焓(ΔH)則代表誘導(dǎo)蛋白變性所需的能量[28]。

解凍處理可能破壞分子內(nèi)氫鍵,因此Tm和ΔH的變化主要?dú)w因于氫鍵的破裂。完整的肌纖維蛋白的兩個(gè)吸收峰分別對應(yīng)著肌球蛋白和肌動蛋白[29]。

圖3為樣品的DSC曲線,可以觀察到兩個(gè)吸收峰。表2介紹了不同解凍方式處理的魚肉的變性溫度和變性焓值,且所有樣品的肌動蛋白和肌球蛋白的變性溫度均出現(xiàn)在53 ℃附近和72 ℃附近。所有處理組的肌動蛋白的焓值較高,且均高于肌球蛋白的焓值,這說明肌動蛋白的熱穩(wěn)定性高于肌球蛋白的熱穩(wěn)定性。與新鮮樣品的肌球蛋白變性溫度相比,超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍的變性溫度沒有顯著變化(P>0.05),這表明這兩種解凍方式對肌球蛋白熱穩(wěn)定性沒有顯著影響。然而,超聲歐姆解凍、超聲真空解凍和超聲解凍的變性溫度顯著降低(P<0.05),并且超聲解凍的變性溫度最低,這說明其熱穩(wěn)定性顯著降低。另外,所有解凍方式的肌動蛋白的變性溫度和新鮮樣品的變性溫度都沒有顯著性差異(P>0.05)。因此,超聲歐姆解凍、超聲真空解凍和超聲解凍三種處理方式處理均導(dǎo)致魚肉肌球蛋白的變性,但是所有解凍方式都能穩(wěn)定肌動蛋白。所有解凍方式中,超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍對蛋白質(zhì)有著更強(qiáng)的熱穩(wěn)定作用。

圖3 不同解凍方式對海鱸魚DSC的影響

2.6 不同解凍方式對肌原纖維蛋白凝膠化的影響

動態(tài)流變學(xué)是一種廣泛用于監(jiān)測熱誘導(dǎo)肌原纖維蛋白凝膠化的方法[30]。儲能模量(G′)表示在彈性變形期間儲存的能量的量,也可以反映樣品的彈性,反映了蛋白質(zhì)彈性凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成速率,闡明了蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化,包括展開、折疊和聚集;而損耗模量(G″)表示在粘性變形期間損失的能量的量[31-32]。肌球蛋白和水溶性肌漿蛋白的總量占據(jù)了肌肉的大部分,因此可以用魚肉的動態(tài)流變學(xué)以估計(jì)蛋白質(zhì)的動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)[33-34]。

圖4 不同解凍方式對鱸魚流變特性的影響

如圖4a和4b所示,所有樣品的儲能模量(彈性模量,G′)曲線和損耗模量(粘性模量,G″)曲線呈現(xiàn)出類似的趨勢。隨著溫度的升高,儲能模量曲線呈下降趨勢,這是因?yàn)榧∏虻鞍鬃冃?部分肽鏈展開,蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞;然后在42 ℃附近曲線呈上升趨勢,這可能是肌球蛋白頭部解折疊并聚集后,通過非共價(jià)相互作用在尾部之間形成了凝膠,肌動蛋白產(chǎn)生了不可逆的相互作用和交聯(lián);70 ℃附近曲線再次呈下降趨勢,這是由于肌球蛋白尾部和肌漿蛋白的變性。較高的儲能模量表示樣品的凝膠強(qiáng)度較強(qiáng),凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。Benjakul等[35-36]發(fā)現(xiàn)魚糜凝膠在高含水量(>75%)下表現(xiàn)出較好的彈性,是因?yàn)榧≡w維蛋白能有效地形成共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵。損耗模量曲線的變化趨勢與儲能模量相似,且所有樣品的損耗模量值均低于儲能模量,說明樣品的彈性均大于粘性。新鮮樣品的彈性和粘性是最大的。本實(shí)驗(yàn)中與新鮮樣品的儲能模量曲線和損耗模量曲線最相似的解凍方式是最優(yōu)的。超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍的彈性模量和粘性模量是解凍樣品中最高的,超聲真空解凍和超聲解凍的彈性模量和粘性模量是最低的。這些結(jié)果表明超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍均較好的維持了魚片的凝膠特性。

2.7 不同解凍方式對鱸魚水分分布的影響

低場核磁共振技術(shù)是測量肉質(zhì)中水分遷移的有效手段。質(zhì)子的橫向弛豫時(shí)間T2代表水分子的不同分布[37]。由圖5可知不同處理方式下的海鱸魚水分分布。

與新鮮樣品相比,水分發(fā)生了不同程度的遷移,超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍與新鮮樣品的水分分布最相似。同時(shí)可以觀察到四個(gè)峰,T2b(0～1 ms)和T21(1～10 ms)分別代表著與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合并且不易受加熱或冷凍影響且結(jié)合最強(qiáng)的強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水,T22(10～100 ms)為位于高度有組織的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)的不易流動水,T23(100～1000 ms)為細(xì)胞外易失去的自由水。從圖5看出,不易流動水和自由水的信號值最強(qiáng),因此主要分析這兩種水分。

圖5 不同解凍方式對海鱸魚水分分布的影響

表3介紹了不同解凍方式下魚肉的弛豫時(shí)間。弛豫時(shí)間越長,水分越容易失去。相較于新鮮樣品,超聲微波解凍和超聲真空解凍的T22沒有顯著性差異(P>0.05),流動性較低,基本沒有水分損失;而超聲遠(yuǎn)紅外解凍、超聲歐姆解凍和超聲解凍的T22顯著增加(P<0.05),說明不易流動水極易失去。超聲微波解凍、超聲遠(yuǎn)紅外解凍、超聲歐姆解凍和超聲真空解凍的T23與新鮮樣品均沒有顯著性差異(P>0.05),這表明其水分與底物結(jié)合都比較緊密;但超聲解凍的T23顯著高與其他處理組,表明其流動性強(qiáng),保水性低。

表3 不同解凍方式對海鱸魚低場核磁弛豫時(shí)間的影響

表4中P22和P23代表著T22和T23的峰面積比例。解凍后所有樣品的P22顯著減小、P23顯著增大(P<0.05),說明解凍過程中不易流動水減少,自由水增多。超聲微波解凍的P22最大且顯著高于其他處理方式(P<0.05),P23最小且顯著低于其他解凍方式(P<0.05),說明超聲微波解凍是所有解凍方式中不易流動水含量最高的,自由水含量是最低的,保水性是最好的。而超聲解凍的T22、T23較長,P22較低、P23較高,這表明超聲解凍后的樣品中較多的細(xì)胞內(nèi)水轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,汁液流失嚴(yán)重,和上述解凍損失率結(jié)果相同。

表4 不同解凍方式對海鱸魚低場核磁弛豫時(shí)間的峰面積的影響

2.8 不同解凍方式對鱸魚肌肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

在肌肉組織中,纖維被間質(zhì)結(jié)締組織緊密結(jié)合在一起,而肌原纖維在整個(gè)肌纖維長度中縱向平行[38]。圖6展示了不同解凍方式處理后的海鱸魚縱切肌肉組織的微觀結(jié)構(gòu)圖像。新鮮魚肉的肌原纖維束表面光滑,分布均勻,結(jié)構(gòu)緊密,而解凍后的肌原纖維發(fā)生不同程度的卷曲和斷裂。其中,超聲歐姆解凍和超聲解凍后的肌肉表面粗糙,有序結(jié)構(gòu)被破壞,出現(xiàn)了明顯的彎折,纖維之間的空隙增大,這可能是因?yàn)樵趦鼋Y(jié)過程中,形成大冰晶,使纖維間的空隙增大[39]。與其他解凍方式相比,超聲微波解凍和超聲遠(yuǎn)紅外解凍的肌原纖維的結(jié)構(gòu)更整齊,表面更平坦緊湊。

圖6 不同解凍方式對魚肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

3 結(jié)論

通過超聲微波解凍、超聲遠(yuǎn)紅外解凍、超聲歐姆解凍、超聲真空解凍和超聲解凍的海鱸魚品質(zhì)發(fā)生不同程度的下降。超聲微波解凍后的魚肉肌肉組織比較完整,具有良好的持水性,有效地避免了脂肪氧化,且肌原纖維束表面相對光滑,分布均勻,減緩了對組織結(jié)構(gòu)的損傷。超聲遠(yuǎn)紅外解凍的海鱸魚保持了較高的凝膠特性和熱穩(wěn)定性,微觀結(jié)構(gòu)比較完整。超聲歐姆解凍的魚肉未發(fā)生明顯腐敗變質(zhì),但汁液流失嚴(yán)重,肌原纖維發(fā)生卷曲。超聲真空解凍的海鱸魚水分分布和新鮮魚肉比較接近,但腐敗程度較高。超聲解凍有效的避免了海鱸魚的新鮮度下降,但持水性下降,凝膠強(qiáng)度降低,肌原纖維嚴(yán)重卷曲和斷裂、產(chǎn)生間隙,并發(fā)生脂肪氧化。結(jié)果表明,所有的超聲輔助解凍方式的魚肉品質(zhì)優(yōu)于單獨(dú)的超聲解凍,且超聲微波解凍是最佳的解凍方式。超聲輔助解凍方式簡單、快速,但只適用于體積小的食品,無法大批量解凍,期望在食品解凍工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。