復合磷酸鹽對鰹魚腌制品質及安全性影響研究

張建友，王 珍，陳立帆，呂 飛，丁玉庭

(1.浙江工業(yè)大學 食品科學與工程學院，浙江 杭州 310014；2.國家遠洋水產品加工技術研發(fā)分中心(杭州)，浙江 杭州 310014)

鰹魚是一種暖水性洄游魚類，其產量約占世界主要金槍魚總產量的48%以上且價格低廉[1]。鰹魚蛋白質質量分數(shù)高，脂肪質量分數(shù)低，魚體內富含ω-3不飽和脂肪酸，尤以DHA和EPA質量分數(shù)居多，具有預防高膽固醇、心腦血管疾病等作用[2]。鰹魚因其暗色肉多，肌纖維粗，常被用來加工成罐頭食品，產品形式比較單一，復合磷酸鹽具有調節(jié)pH、乳化、緩沖和螯合金屬離子等功能[3]，可以提高肉制品的pH值和持水力，提高肉制品質地、風味和嫩度[4]，還可以在一定程度上減少腌制過程中微生物的腐敗，經復合磷酸鹽改良的鰹魚紅色肉可加工成各類休閑食品，開拓深加工渠道，提高鰹魚應用價值。

王鵬等[5]研究了復合磷酸鹽對豬肉乳化腸的保水性能，結果顯示磷酸鹽能夠提高其保水性、改善肉品質量；高菲菲等[6]研究結果顯示復合磷酸鹽的添加能夠提高牛肚的嫩化效果和保水性。高海燕等[7]通過比較木瓜蛋白酶和磷酸鹽對鵝肉的持水力影響，粗略說明用復合磷酸鹽處理的鵝肉持水力最大、嫩化效果好，而對磷酸鹽的具體使用條件未作說明；劉學軍等[8]通過響應面法分析出鴨胸肉保水率最高時焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的添加量，而具體添加量隨腌制時間的關系及品質安全性仍需進一步研究。上述文獻大多集中于研究復合磷酸鹽與其它改良劑的協(xié)同作用，但限于前處理腌制，筆者的優(yōu)化結果可直接添加到用料較多的醬制液中，便于后續(xù)的油炸、蒸煮、烘烤等工藝操作，覆蓋面更廣；同時，復合磷酸鹽在鰹魚腌制過程中的研究及對腌制后魚肉的質量及安全問題報道比較少。筆者以鰹魚為研究對象，分析復合磷酸鹽添加量及腌制時間對魚肉品質及安全性的影響，為風味鰹魚制品加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鰹魚(Katsuwonuspelamis)，-18 ℃冷凍儲藏。將鰹魚置于4～10 ℃的冰箱中冷藏解凍12 h，去皮、去頭、去骨、去內臟，豎切分成3～4 部分，取一部分洗凈后切成每塊肉長4.5 cm，寬1.5 cm，厚0.5 cm，重(10±2)g的小塊，其余置于-18 ℃冰箱中冷凍備用；食鹽，購于杭州潮王路華聯(lián)超市；焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉，食品級，連云港德邦精細化工有限公司。

1.2 儀器與設備

UV759型紫外可見分光光度計，上海奧譜勒儀器有限公司；GR21GII高速冷凍離心機，日本日立公司；高速分散機，德國IKA；PHS-3C pH計，上海精密科學儀器有限公司；HR2860型飛利浦打漿機，德國飛利浦有限公司；K9840自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 腌制液制備

將切好的魚塊稱重、分組編號，分別置于調配的1%食鹽和1%，2%，3%的復合磷酸鹽(焦磷酸鈉2.07%，三聚磷酸鈉2.87%，六偏磷酸鈉0.86%)等3 種腌制液中，料液比為1∶1.5，將其用保鮮膜密封于4 ℃冰箱，并作空白對照。在此過程中分別在0，15，30，45，60 min取樣測定，每個取樣點分別取3 塊魚肉和腌制液，用濾紙吸干魚肉表面水分后，稱重備用。

1.3.2 質量變化率的測定

將4 組腌制不同時間的鰹魚塊取出，用濾紙吸干表面水分，準確稱重記為W2。每個時間段重復測定3 次，取平均值。質量變化率的計算式為

式中：W1為樣品腌制前的初始質量，g；W2為樣品腌制后的質量，g。

1.3.3 持水力的測定

參考葉麗紅等[9]的方法并稍作修改。將腌制不同時間段的鰹魚取出后用濾紙吸去表面水分，準確稱取10 g左右的腌制鰹魚肉，記為W1，放入離心管中，在4 ℃下以3 000 r/min轉速離心10 min，取出稱重記為W2。每個時間段重復測定3 次，取平均值。持水力計算式為

式中：W1為樣品擠壓前的質量，g；W2為樣品擠壓后的質量，g。

1.3.4 pH值的測定

參考國標GB 5009.23—2016《食品國家安全標準 食品中pH的測定》進行測定。

1.3.5 磷質量分數(shù)的測定

參考國標GB 5009.87—2016《食品國家安全標準 食品中磷的測定》進行測定。

1.3.6 肌紅蛋白質量分數(shù)的測定

參考張玉斌等[10]的方法并稍作修改。即將腌制好的樣品用打漿機攪碎，每樣取2.00 g，加入20 mL冷卻的磷酸鈉緩沖液(0.04 mol/L，pH 6.8)，均質機均質20 s，靜置60 min，在4 ℃離心15 min(10 000 r/min)，取上清液，用分光光度計于525，700 nm波長處測定吸光值。每組實驗重復3 次，取平均值。肌紅蛋白質量分數(shù)的計算式為

肌紅蛋白質量分數(shù)=(A525-A700)×2.303×10

1.3.7 揮發(fā)性鹽基氮質量分數(shù)的測定

參考國標GB 5009.228—2016《食品國家安全標準 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》進行測定。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010進行實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，運用SPSS 17.0對所測的數(shù)據(jù)進行差異顯著性水平(P<0.05)，Origin 8.1軟件用于作圖分析。

2 結果與分析

2.1 復合磷酸鹽添加量對鰹魚質量變化率的影響

質量變化率表明了在腌制過程中自由水由復合磷酸鹽溶液擴散至鰹魚肌肉細胞的量的變化情況，與魚肉蛋白保水力密切相關[11]。在水產品加工過程中，產品的出品率關系到產量高低，決定了經濟效益的好壞，而提高鰹魚片持水力能增加其出品率。由圖1可知：在0～30 min的鹽浸時間內，隨著時間的增加，添加復合磷酸鹽的3 組樣品，質量變化率一直呈上升趨勢，這與Barat等[12]得到的結論一致。具體而言，相較于對照組，添加復合磷酸鹽的樣品在15～30 min內增重明顯，在30 min時分別達到4.49%，6.43%，5.89%，浸泡前后均存在顯著性差異(P<0.05)，而在復合磷酸鹽2%的添加量，腌制30 min時魚肉具有最大的增重率，說明在1%添加量時魚肉中磷酸鹽質量分數(shù)較少，未充分使魚肉蛋白吸水增重；3%添加量使浸泡液中磷酸鹽質量分數(shù)過多，魚肉中離子強度大使料液反滲透，魚肉失去部分水分，從而使增重率低于2%磷酸鹽添加量。15～30 min時的質量變化率增加較快，可能是因為隨著浸泡時間的增加，復合磷酸鹽溶液逐漸滲入魚肉中，增加魚肉的離子強度[13]，魚體內pH值升高，蛋白質分子間由于靜電斥力使蛋白結構產生更大空間，從而可以容納更多的水分子導致質量增加，提高魚肉蛋白保水性[14]；30～60 min內的質量變化率有所下降，可能是因為物質交換達到飽和狀態(tài)后，魚肉中的水分和磷酸鹽質量分數(shù)增加，滲透壓增大，導致部分肌漿蛋白及鹽溶性的肌球蛋白溶出。

圖1 復合磷酸鹽添加量對鰹魚質量變化率的影響

2.2 復合磷酸鹽添加量對鰹魚持水力的影響

持水力能反映魚肉對水分的保持能力，持水力越高，魚肉蛋白持水性越強，肉質越好[15]。由圖2可知：4 組溶液中的鰹魚肉持水力均呈先顯著上升后緩慢下降趨勢。具體而言，在0～30 min內，添加復合磷酸鹽的試驗組由74.48%分別增至81.37%，84.43%，83.82%，浸泡前后持水力存在極顯著的差異(P<0.01)，此外，與其他組相比，2%復合磷酸鹽添加量的樣品在15～30 min范圍內上升較為明顯，且腌制30 min時，魚肉的持水效果達到最佳，這是由于在2%添加量時磷酸鹽滲入魚肉中的量能使肌原纖維蛋白充分吸水膨脹，水溶性蛋白溶出量較3%添加量少，且3%添加量時在食鹽和磷酸鹽浸泡液作用下出現(xiàn)反滲透，水分和水溶性蛋白均減少，從而在30～60 min持水力下降，而1%添加量過少，持水力與對照組差異不大。腌制時間超過30 min，則導致魚肉持水力下降。0～30 min各試驗組持水力上升的原因分析：經過復合磷酸鹽和食鹽的復配處理，魚肉中離子強度增大較快，螯合肌肉蛋白中鈣、鎂、磷等離子，解離肉中的肌球蛋白使其轉化為溶膠狀態(tài)，溶膠體與肌漿蛋白形成一種特殊的三維網狀結構來提高鰹魚持水性[16]；而30～60 min出現(xiàn)緩慢下降可能是因為隨著腌制時間的增加，部分未與溶膠體結合的肌漿蛋白逐漸析出，致使部分肌原纖維等鹽溶性蛋白溶解[17]，從而導致魚肉蛋白持水力下降。王麗芳等[18]在研究豬肉保水性指出，以其優(yōu)化的復合磷酸鹽配比發(fā)現(xiàn)添加量在0.1%～0.2%時豬肉的含水量增幅最大，高于或低于0.2%都會有不利影響，綜合考慮0.2%為最佳用量，本研究指出在2%復合磷酸鹽添加量時鰹魚持水力達到最高值84.43%，低于或高于2%添加量效果較差于其他組，與其研究結果相類似。

圖2 復合磷酸鹽添加量對鰹魚持水力的影響

2.3 復合磷酸鹽添加量對鰹魚pH值的影響

pH值對研究魚肉蛋白持水性、肌紅蛋白質量分數(shù)及磷質量分數(shù)變化具有重要意義。由圖3可知：添加復合磷酸鹽的組均呈先上升后趨于平緩的趨勢，且在腌制30 min后增勢緩慢。具體而言，腌制30 min時，pH值由最初的5.44分別增至5.60，5.76，5.69，浸泡前后差異極顯著(P<0.01)，pH值在2%復合磷酸鹽添加量時最大，這是因為在2%添加量時魚肉中磷酸鹽和水分的質量分數(shù)較高，魚肉蛋白持水性較其他組好，魚肉中磷酸鹽及水分的增加使魚肉pH值增加。pH值上升原因分析：在0～30 min，隨著持水力的增大，魚肉中水分質量分數(shù)增加從而使其pH值增大；復合磷酸鹽溶液呈弱堿性，使得偏酸性的鰹魚肉經過復合磷酸鹽浸泡pH值增大。Kin等[19]也證實復合磷酸鹽的添加可以增大鯰魚魚片的pH值。此外，pH值的增大可以使魚肉偏離等電點[20]，提高肉的保水性，改善嫩度。這也與鰹魚質量變化率和持水力的增加相對應?；陔缰菩Ч嗨茣r選用腌制時間最短的條件，2%復合磷酸鹽添加量腌制30 min時對鰹魚偏酸性肉質具有較好改良效果。

圖3 復合磷酸鹽添加量對鰹魚pH值的影響

2.4 復合磷酸鹽添加量對鰹魚磷質量分數(shù)的影響

圖4 復合磷酸鹽添加量對鰹魚磷質量分數(shù)的影響

2.5 復合磷酸鹽添加量對鰹魚肌紅蛋白質量分數(shù)的影響

肌紅蛋白是一種水溶性金屬蛋白，是評價魚肉色澤變化和蛋白氧化變性的重要指標[24]。由圖5可知：在0～15 min肌紅蛋白因溶于水而下降較快，隨著腌制時間增加下降速率降低，表明在腌制過程中磷酸鹽的添加一定程度上抑制了肌紅蛋白氧化，浸泡前后差異極顯著(P<0.01)。崔文斌等[25]研究發(fā)現(xiàn)：高鐵肌紅蛋白氧化能促使肌原纖維蛋白發(fā)生不同程度的氧化，增加了蛋白的氧化程度，這進一步說明了在腌制30～60 min時魚肉蛋白持水力和磷酸鹽的下降與部分肌原纖維蛋白氧化有關。具體而言，在腌制30 min時2%和3%添加量試驗組樣品中肌紅蛋白質量分數(shù)從3.07 mg/g分別降至2.76，2.72 mg/g，但15～30 min內2%添加量下降趨勢較3%更平穩(wěn)。我們推測：可能是因為0～15 min內，魚體中被浸入的復合磷酸鹽離子量較低，魚體內肌紅蛋白的初始作用力小，從而導致魚體中部分肌紅蛋白溶于浸泡液。15 min后下降幅度趨于平緩則可能是由于pH值增大偏離魚肉蛋白等電點，蛋白活性增強，肌纖維結構得到保護，抑制了肌紅蛋白的溶出及氧化[26]，保證了魚肉的色澤鮮嫩度，這也與前文此時間段的持水性及pH值增速加快相對應，由此可得出添加2%復合磷酸鹽腌制30 min時對抑制肌紅蛋白氧化效果明顯。

圖5 復合磷酸鹽添加量對鰹魚肌紅蛋白質量分數(shù)的影響

2.6 復合磷酸鹽添加量對鰹魚TVB-N值的影響

復合磷酸鹽可以減少海產品在加工過程中因微生物分解蛋白質產生的胺類物質，減少肉體變色、變味[27]，有效解決海產品鮮味及營養(yǎng)成分流失問題。揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)可以反映魚體內蛋白質的變化，是判斷肉制品新鮮程度的主要化學指標之一。由圖6可知：不同復合磷酸鹽添加量的樣品均隨腌制時間的延長呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢，且添加復合磷酸鹽的3 組樣品中揮發(fā)性鹽基氮的質量分數(shù)均低于對照組。具體而言，2%和3%復合磷酸鹽添加量的魚樣在腌制30～60 min時抑菌效果差異顯著(P<0.05)，且在此時間段TVB-N最小值0.928 μg/g出現(xiàn)在腌制30 min，為一級鮮度。分析其原因：腌制前期揮發(fā)性鹽基氮的質量分數(shù)增加，這可能是因為魚肉中的內源酶不斷分解蛋白質產生蛋白質氮(游離氨基酸)，進一步分解為具有揮發(fā)性的氨以及胺類等堿性含氮物質。腌制30 min后，隨著復合磷酸鹽的滲透，抑制了魚肉中微生物(細菌、霉菌等)的分解，從而使腌制30 min后的TVB-N有最小值且較為穩(wěn)定，而3%添加量時的反滲透現(xiàn)象使部分蛋白、水分及磷酸鹽流失，保鮮效果較2%添加量差。由此可知：復合磷酸鹽能保持魚肉鮮度，周強等[28]通過觀察4 ℃下經復合磷酸鹽處理10 d的草魚，發(fā)現(xiàn)復合磷酸鹽能抑制微生物腐敗菌繁殖，抑制TVB-N值的上升和菌落總數(shù)的增加，有助于魚肉保鮮。

圖6 復合磷酸鹽添加量對鰹魚TVB-N值的影響

3 結 論

比較不同復合磷酸鹽添加量(1%，2%，3%)在鰹魚腌制過程中的改良作用，發(fā)現(xiàn)添加復合磷酸鹽組的質量變化率、持水力、pH值、肌紅蛋白質量分數(shù)和磷質量分數(shù)均高于對照組，揮發(fā)性鹽基氮的質量分數(shù)均低于對照組。表明復合磷酸鹽起到了保水、抑制蛋白氧化和保鮮作用，改善了鰹魚品質，有利于鰹魚各類休閑食品的開發(fā)，其中2%復合磷酸鹽添加量對提高鰹魚持水性及保持魚肉鮮度效果較好。綜合縮短前處理的腌制時間及節(jié)約成本的考慮，選擇添加2%復合磷酸鹽腌制30 min為較好腌制條件。