秋刀魚-20℃、-30℃和-50℃凍藏過(guò)程中品質(zhì)變化

王鳳玉，曹榮，趙玲，任丹丹，劉淇，*，劉玉川

（1.大連海洋大學(xué)食品工程學(xué)院，遼寧大連116071；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東青島266071；3.蓬萊中柏京魯船業(yè)有限公司，山東蓬萊265601）

秋刀魚（Cololabis saira），屬于頜針魚目、竹刀魚科、秋刀魚屬，主要分布于西北太平洋溫帶水域，是重要的遠(yuǎn)洋經(jīng)濟(jì)魚類之一[1]。秋刀魚風(fēng)味獨(dú)特，蛋白質(zhì)和脂肪含量較高，含有人體必需的多種氨基酸且鮮味氨基酸含量豐富[2]，在日本等地有悠久的食用歷史。我國(guó)的遠(yuǎn)洋漁業(yè)起步較晚，2001年才開始逐步進(jìn)行北太平洋秋刀魚資源的探捕和開發(fā)利用，近幾年我國(guó)秋刀魚的捕撈量增長(zhǎng)迅速，至2014年已達(dá)到7萬(wàn)余噸[3]。秋刀魚所處海域距我國(guó)內(nèi)陸遠(yuǎn)，需歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的凍藏運(yùn)輸。冷凍會(huì)引起魚肉蛋白質(zhì)變性、脂肪氧化、肌肉組織結(jié)構(gòu)松散等系列變化[4-5]。因而，研究秋刀魚在凍藏過(guò)程中品質(zhì)變化對(duì)于其冷鏈工藝的優(yōu)化和資源的高效利用具有重要意義。

隨著近海漁業(yè)資源的日益減少，遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源的開發(fā)利用引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，遠(yuǎn)洋漁獲物冷鏈貯運(yùn)過(guò)程中品質(zhì)變化與穩(wěn)定化技術(shù)的研究成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。如Kimura等[6]對(duì)秋刀魚在-10、-20℃和-40℃下三甲胺含量進(jìn)行了研究，認(rèn)為凍藏溫度越低，三甲胺含量變化幅度越小。而有關(guān)秋刀魚在凍藏過(guò)程中鮮度指標(biāo)、生化指標(biāo)以及組織結(jié)構(gòu)變化的系統(tǒng)研究還較少。本文研究了在-20、-30℃和-50℃凍藏條件下，秋刀魚蒸煮損失率、TVB-N值、肌原纖維蛋白含量、活性巰基含量、TBARS值以及肌肉組織微觀結(jié)構(gòu)的變化，以期為秋刀魚凍藏工藝和貨架期研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

秋刀魚捕撈于北太平洋海域，在-35℃凍藏條件下運(yùn)至黃海水產(chǎn)研究所食品工程與營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室。將秋刀魚隨機(jī)分為3組，放入保鮮袋中，分別在-20、-30℃和-50℃條件下凍藏。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理

每隔15天取樣一次，樣品采用流水方式解凍，具體操作步驟為：凍結(jié)的秋刀魚放入真空包裝袋中，抽真空，之后置于塑料盒中，采用自然流水（常溫）解凍，以秋刀魚中心溫度為0℃作為解凍終點(diǎn)。取魚背部肌肉測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.2 蒸煮損失率的測(cè)定

參照Sánchez-Alonso等[7]方法，稍作修改。從魚背取4 cm×3 cm×3 cm大小的肌肉，放于保鮮袋中，在85℃水浴鍋中，加熱25 min后取出冷卻至室溫，用濾紙拭去其表面水分。按照如下公式計(jì)算。

1.2.3 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測(cè)定

根據(jù)GB/T 5009.44-2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》，采用微量擴(kuò)散法[8]。

1.2.4 肌原纖維蛋白的提取及含量的測(cè)定

參照Wang等[9]的方法，略作修改。取5.00 g肉樣，加入5倍質(zhì)量0.1 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-HCl緩沖液，勻漿，4℃條件下8 500 r/min離心10 min，棄上清液。在沉淀物中加入0.5 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-HCl緩沖液50 mL，4℃浸提1 h，離心取上清液，即為肌原纖維蛋白溶液，通過(guò)雙縮脲法測(cè)定其含量。

1.2.5 活性巰基的測(cè)定

參照Wu等[10]的方法，略作修改。將1 mL肌原纖維蛋白溶液中加入含有Tris-HCl（0.8 mL，0.2 mol/L）緩沖液的尿素中（8 mL，8 mol/L），混勻。取3 mL混合液加入0.02 mL DTNB溶液，靜置15 min后，412 nm下測(cè)吸光度。計(jì)算公式為：

式中：C0為活性巰基的摩爾濃度，mol/g；A為412nm處吸光度；ε 為分子吸光系數(shù) 13600，mol·cm/L；D 為稀釋倍數(shù)；C1為肌原纖維蛋白含量，mg/mL。

1.2.6 硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）含量測(cè)定

取5.00 g秋刀魚肌肉，加入5%TCA溶液50 mL勻漿，8 500 r/min離心10 min。取上清液5 mL，加入0.02 mol/L TBA溶液5 mL，95℃水浴加熱45 min。冷卻至室溫，532 nm下測(cè)定吸光度[11]。

1.2.7 肌肉組織結(jié)構(gòu)觀察

石蠟切片的制作參照湯元睿等[12]的方法，略作修改。將魚肉切成3 mm×3 mm×2 mm薄片，放入40%的甲醛溶液中固定24 h。固定后乙醇梯度濃度脫水，然后用二甲苯進(jìn)行透明處理，60℃浸蠟包埋，切片機(jī)切片，制片，光學(xué)顯微鏡觀察。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS11.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，組間采用t-檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析，P＜0.01為極顯著，P＜0.05為顯著，P＞0.05為不顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 秋刀魚凍藏過(guò)程中蒸煮損失率變化

不同凍藏溫度下秋刀魚的蒸煮損失率變化見圖1。

圖1 秋刀魚凍藏過(guò)程中蒸煮損失率變化Fig.1 Changes in cooking loss of Cololabis saira during storage

水產(chǎn)品在凍藏過(guò)程中，魚肉蛋白會(huì)發(fā)生冷凍變性，導(dǎo)致肌肉持水力下降，同時(shí)一些水溶性維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分也將隨著水分的流失而損失，造成魚肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的降低[13]。蒸煮損失率是評(píng)定肉及肉制品持水力的重要指標(biāo)之一，并可以在一定程度上反映蛋白質(zhì)冷凍變性的程度[14]。

新鮮秋刀魚肌肉具有較好的持水能力，蒸煮損失率較低，僅為14.12%。隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，蒸煮損失率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，這與魚肉在凍藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生肌球蛋白變性以及肌纖維細(xì)胞間隙增大，導(dǎo)致肌肉持水力的下降有關(guān)[15]。在前45天內(nèi)，-20、-30℃和-50℃條件下的秋刀魚蒸煮損失率無(wú)顯著差異（P＞0.05）；從60天開始，-50℃組的蒸煮損失率顯著低于-20℃組和-30℃組（P＜0.05）；第60天后，各組蒸煮損失率明顯增大，總體上依次為-20℃組＞-30℃組＞-50℃組；至180天時(shí)，-20、-30℃和-50℃組的蒸煮損失率分別為22.85%、20.29%和19.14%，各組間有極顯著差異（P＜0.01）。

2.2 秋刀魚凍藏過(guò)程中揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）變化

秋刀魚凍藏過(guò)程中揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）變化見圖2。

圖2 秋刀魚凍藏過(guò)程TVB-N值的變化Fig.2 Changes in TVB-N value of Cololabis saira during storage

TVB-N是指動(dòng)物性原料或產(chǎn)品在腐敗過(guò)程中蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)[16]。TVB-N一般隨著鮮度的下降而增加，因此被廣泛作為反映魚、貝、蝦類等水產(chǎn)品腐敗程度的重要指標(biāo)。秋刀魚初始TVB-N值為7.70 mg/100 g，與三疣梭子蟹[17]、帶魚[18]比相對(duì)較高。水產(chǎn)鮮品的TVB-N與水產(chǎn)品種類、攝食類型、捕撈季節(jié)、生存環(huán)境等多種因素有關(guān)[19]，秋刀魚TVB-N含量相對(duì)較高，可能與其本身的化學(xué)組成有關(guān)。

凍藏過(guò)程中，秋刀魚TVB-N值呈上升趨勢(shì)。在凍藏前15天，秋刀魚的TVB-N值變化不大，-20℃組、-30℃組和-50℃組之間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。從第60天開始，-20℃組TVB-N值明顯增大，第75天時(shí)顯著高于-30℃組（P＜0.05）和-50℃組（P＜0.01）。第 180天時(shí)-20℃、-30℃和-50℃對(duì)應(yīng)的TVB-N值分別為25.39 mg/100 g、18.98 mg/100 g和 16.01 mg/100 g。根據(jù)GB 2733-2005《鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，海魚TVB-N≤30 mg/100 g為合格品[20]。凍藏180 d后，-20℃組秋刀魚TVB-N值已接近30 mg/100 g的上限值，而-30℃組和-50℃組均未超過(guò)20 mg/100 g，說(shuō)明更低溫度條件下秋刀魚鮮度保持更好。TVB-N值的增加與腐敗微生物和蛋白酶活性有關(guān)[21]，較低的凍藏溫度更能抑制微生物的生長(zhǎng)和酶活性，因此凍藏溫度越低，魚類產(chǎn)生的TVB-N值增加幅度越小。

2.3 秋刀魚凍藏過(guò)程中肌原纖維蛋白含量變化

秋刀魚凍藏過(guò)程中肌原纖維蛋白含量變化見圖3。

圖3 秋刀魚凍藏過(guò)程肌原纖維蛋白含量變化Fig.3 Changes in myofibrillar protein content of Cololabis saira during storage

肌原纖維蛋白是肌肉蛋白質(zhì)的重要組成部分，通過(guò)測(cè)定其含量可表征肌肉蛋白冷凍變性的程度[22]。秋刀魚在凍藏過(guò)程中，肌原纖維蛋白含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，但不同溫度條件下，肌原纖維蛋白含量下降的速度有明顯差異，總體上凍藏溫度越低，下降速度越慢。在凍藏前15天，各組間肌原纖維蛋白含量無(wú)顯著差異（P＞0.05）。從第60天開始，各組的肌原纖維蛋白含量產(chǎn)生顯著差異（P＜0.05）。至第180天時(shí)，-20、-30℃和-50℃組對(duì)應(yīng)的肌原纖維蛋白含量分別下降到17.67、23.69 mg/g和27.01 mg/g，3組之間存在極顯著差異（P＜0.01）。

2.4 秋刀魚凍藏過(guò)程中活性巰基含量變化

秋刀魚凍藏過(guò)程中活性巰基含量變化見圖4。

圖4 秋刀魚凍藏過(guò)程活性巰基含量變化Fig.4 Changes in sulfhydryl content of Cololabis saira during storage

巰基是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中十分活潑的基團(tuán)[23]。秋刀魚凍藏過(guò)程中，肌肉蛋白由于冷凍變性會(huì)發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，巰基暴露氧化成二硫鍵，造成含量下降，同時(shí)二硫鍵的增加，使得蛋白分子間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)，進(jìn)一步影響了肌原纖維蛋白的溶解性。秋刀魚凍藏過(guò)程中活性巰基含量變化與肌原纖維蛋白含量變化規(guī)律類似。在180 d內(nèi)，活性巰基含量隨凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，-20℃組下降速度相對(duì)較快。這與陶歡等[22]對(duì)3種淡水對(duì)蝦凍藏中蛋白生化特性的研究結(jié)果類似。

2.5 秋刀魚凍藏過(guò)程中硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）含量變化

秋刀魚凍藏過(guò)程中硫代巴比妥酸反應(yīng)物（TBARS）含量變化見圖5。

圖5 秋刀魚凍藏過(guò)程TBARS含量變化Fig.5 Changes in TBARS value of Cololabis saira during storage

水產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生酸敗，TBARS值可用來(lái)評(píng)估脂質(zhì)氧化程度[21]。秋刀魚TBARS初始值為0.33 mg/kg，略高于一般水產(chǎn)品，這可能與秋刀魚本身脂肪含量高有關(guān)[24]。秋刀魚TBARS在貯藏初期變化不大，前45天內(nèi)，-20℃組、-30℃組和-50℃組均沒有顯著增加，組間也無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。第60天時(shí)，-20℃組的TBARS值開始快速增大，而-30℃組和-50℃組的TBARS值增加則相對(duì)平穩(wěn)。-30℃組的TBARS值在第135天時(shí)有輕微下降，這可能與脂質(zhì)氧化生成的MDA和其他短鏈物質(zhì)不穩(wěn)定，在貯藏過(guò)程中可進(jìn)一步分解成有機(jī)醇和有機(jī)酸有關(guān)[25]。至凍藏第180天時(shí)，3組 TBARS值有極顯著差異（P＜0.01），-20℃組TBARS值為1.10 mg/kg，已達(dá)到輕度腐敗的程度。

2.6 秋刀魚凍藏過(guò)程中肌肉組織結(jié)構(gòu)變化

秋刀魚凍藏過(guò)程中肌肉組織結(jié)構(gòu)變化見表1。

表1 秋刀魚凍藏過(guò)程肌肉組織結(jié)構(gòu)變化Table 1 Changes in muscular tissue of Cololabis saira during storage

新鮮秋刀魚樣品的肌纖維間間隙很小，肌纖維束結(jié)合緊密，無(wú)斷裂現(xiàn)象。凍藏第45天后，3組秋刀魚肌肉組織中出現(xiàn)不同程度的少量細(xì)小間隙，但整體上肌纖維變化相差不大，組間無(wú)明顯差異。第90天時(shí)，-30和-50℃下秋刀魚肌肉組織結(jié)構(gòu)比較完整，肌纖維束結(jié)合較為緊密，但肌纖維間隙已開始增大，而-20℃下肌肉組織中則產(chǎn)生了較大的孔洞，肌纖維束發(fā)生輕微松散。第180天時(shí)，-20℃秋刀魚肌纖維組織松散，肌纖維發(fā)生斷裂，輪廓不清晰。-30℃下肌纖維空隙進(jìn)一步增大，發(fā)生少量的斷裂。-50℃與其他兩組相比肌纖維分離間隙較小且較平均，形態(tài)依舊保持完整。說(shuō)明-50℃儲(chǔ)存條件對(duì)秋刀魚肌纖維變化影響小。

3 結(jié)論

秋刀魚在-20、-30℃和-50℃條件下貯藏，各項(xiàng)理化指標(biāo)的變化趨勢(shì)基本一致，但變化幅度有較大差異?？傮w上，凍藏溫度越高，秋刀魚肌肉持水能力越差，蒸煮損失率下降越明顯；凍藏結(jié)束時(shí)，-20℃組的TVB-N值極顯著高于另兩組（P＜0.01），而-30℃和-50℃組間差異較?。粌霾剡^(guò)程中，秋刀魚肌肉蛋白發(fā)生冷凍變性，導(dǎo)致肌原纖維蛋白及巰基含量逐漸下降；秋刀魚TBARS值隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，其中 -20℃組的TBARS值增加較快，180天時(shí)為1.10mg/kg，已達(dá)到脂肪輕微酸敗程度；凍藏破壞了秋刀魚肌肉組織結(jié)構(gòu)，使肌纖維束變得松散，肌纖維之間的空隙增大，且凍藏溫度越高，這種變化越明顯。

凍藏至第180天時(shí)，與其他兩組相比，-20℃條件下的秋刀魚品質(zhì)劣化程度更為明顯，各項(xiàng)指標(biāo)已接近貨架期終點(diǎn)。從品質(zhì)保持和經(jīng)濟(jì)效能的角度，-30℃適宜作為秋刀魚冷凍貯藏的溫度。

[1] Tseng C T,Sun C L,Yeh S Z,et al.Influence of climate-driven sea surface temperature increase on potential habitats of the Pacific saury(Cololabis saira)[J].ICES Journal of Marine Science:Journal du Conseil,2011,68(6):1105-1113

[2] Tanaka R,Naiki K,Tsuji K,et al.Effect of antioxidative treatments on lipid oxidation in skinless fillet of pacific saury Cololabis saira in frozen storage[J].Journal of Food Processing and Preservation,2013,37(4):325-334

[3] 周愛忠,張勛,張禹,等.我國(guó)開發(fā)西北太平洋公海秋刀魚資源的SWoT分析與策略[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息,2010,25(3):8-11

[4] Ali Sahari M,Pirestani S,Barzegar M.Effect of Frozen Storage on Quality Changes of Five Fish Species from South Caspian Sea[J].Current Nutrition&Food Science,2013,9(4):315-320

[5] Robinson J,Barnabas E R,Nathan F.Quality changes of farmed cobia steaks held in cold stores(-18℃)[J].International Journal of Food Science&Technology,2012,47(11):2429-2435

[6] Kimura M,Hiraoka Y,Kimiya T,et al.Formation of trimethylamine in Pacific saury muscle during frozen storage[J].Nippon Suisan Gakkaishi,2010,76(6):1073-1079

[7] Sánchez-Alonso I,Haji-Maleki R,Borderias A J.Wheat fiber as a functional ingredient in restructured fish products[J].Food Chemistry,2007,100(3):1037-1043

[8] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T5009.44-2003肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007

[9] Wang H,Luo Y,Shen H.Effect of frozen storage on thermal stability of sarcoplasmic protein and myofibrillar protein from common carp(Cyprinus carpio)muscle[J].International Journal of Food Science&Technology,2013,48(9):1962-1969

[10]Wu H,Wang Z,Luo Y,et al.Quality Changes and Establishment of Predictive Models for Bighead Carp (Aristichthys nobilis)Fillets During Frozen Storage[J].Food and Bioprocess Technology,2014,7(12):3381-3389

[11]Paola A S,Isabel Y M.Effect of Frozen Storage on Biochemical Changes and Fatty Acid Composition of Mackerel(Scomber japonicus)Muscle[J].Journal of Food Research,2014,4(1):135

[12]湯元睿,謝晶,李念文,等.不同冷鏈物流過(guò)程對(duì)金槍魚品質(zhì)及組織形態(tài)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(5):285-292

[13]王曉香,夏楊毅,孫金輝,等.凍藏對(duì)兔肉理化特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].食品科學(xué),2014(14):46

[14]Benjakul S,Sutthipan N.Muscle changes in hard and soft shell crabs during frozen storage[J].LWT-food science and Technology,2009,42(3):723-729

[15]Skipnes D,?stby M L,Hendrickx M E.A method for characterising cooklossandwaterholdingcapacityinheattreatedcod(Gadusmorhua)muscle[J].Journal of food engineering,2007,80(4):1078-1085

[18]楊勝平,謝晶,高志立,等.冷鏈物流過(guò)程中溫度和時(shí)間對(duì)冰鮮帶魚品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(24):302-310

[19]Goulas A E,Kontominas M G.Combined effect of light salting,modified atmosphere packaging and oregano essential oil on the shelflife of sea bream(Sparus aurata):Biochemical and sensory attributes[J].Food Chemistry,2007,100(1):287-296

[20]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 2733-2005鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社:2005

[21]Fuentes A,Masot R,Fernández-Segovia I,et al.Differentiation between fresh and frozen-thawed sea bream (Sparus aurata)using impedance spectroscopy techniques[J].Innovative Food Science&Emerging Technologies,2013(19):210-217

[22]陶歡,陳舜勝.三種淡水對(duì)蝦在凍藏過(guò)程中蛋白質(zhì)特性的變化[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2010,34(3):389-394

[23]Wedemeyer WJ,Welker E,Narayan M,et al.Disulfidebonds?and?protein?folding[J].Biochemistry,2000,39(15):4207-4216

[24]葉彬清,陶寧萍,王錫昌.秋刀魚肌肉營(yíng)養(yǎng)成分分析及評(píng)價(jià)[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,36(4):406-408

[25]Borneo R,León A E,Aguirre A,et al.Antioxidant capacity of medicinal plants from the Province of Córdoba(Argentina)and their in vitro testing in a model food system[J].Food Chemistry,2009,112(3):664-670