冰藏和微凍貯藏對(duì)大鯢肌肉品質(zhì)的影響

劉歡,馬翼飛,單錢藝,唐嘉誠,陳彥婕,包建強(qiáng),2,3*

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院,上海,201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心,上海,201306) 3(農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(上海),上海,201306) 4(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院,國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,上海,201306)

大鯢(Andriasdavidianus)又稱娃娃魚,屬于兩棲綱、隱腮鯢科,世界現(xiàn)存最大的兩棲動(dòng)物,國家二級(jí)水生野生保護(hù)動(dòng)物[1-2]。大鯢為長江中上游地區(qū)所有,主要產(chǎn)于陜西漢中、湖北、湖南張家界、浙江麗水等地區(qū)[3]。大鯢的營養(yǎng)和藥用價(jià)值均很高,肉質(zhì)蛋白質(zhì)高、脂肪含量較低[4-5]。目前,隨著大鯢工廠化繁殖和養(yǎng)殖技術(shù)日漸成熟,大鯢資源成功進(jìn)入市場,其開發(fā)利用越來越受到人們的關(guān)注[6-7]。

冰藏保鮮是廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的一種方法,它是利用冰或冰水達(dá)到降溫的目的[8]。微凍保鮮的溫度一般是在生物體冰點(diǎn)以下1～2 ℃的溫度帶,這時(shí)魚體內(nèi)大部分自由水被凍結(jié),酶的活性降低,微生物細(xì)胞的生理生化活動(dòng)和繁殖也受到了影響,從而使水產(chǎn)品在較長時(shí)間內(nèi)保持新鮮度,延緩魚體腐敗變質(zhì)[9]。前人[10-11]的研究表明微凍貯藏能夠較好地保持魚肉的新鮮度以及品質(zhì)。

目前關(guān)于大鯢的研究大都集中在肌肉、皮膚[12]、黏液[13]和功能因子[14]等方面,而關(guān)于在冰藏和微凍的條件下品質(zhì)變化的報(bào)道很少。本實(shí)驗(yàn)以大鯢肌肉為實(shí)驗(yàn)原料,以冰藏和微凍貯藏作為對(duì)比,通過測定貯藏過程中色差、pH值、汁液流失率、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)、揮發(fā)性成分等指標(biāo)并觀察肌肉微觀結(jié)構(gòu),研究大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏下品質(zhì)的變化。

1 材料與方法

1.1 材料試劑與儀器

1.1.1 材料與試劑

大鯢,浙江山鼎大鯢研發(fā)有限公司,體重(2.5±0.5)kg,體長(60±4.4)cm,均為同齡大鯢。

實(shí)驗(yàn)試劑：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(分析純),上海市計(jì)量測試研究院；氧化鎂、溴甲酚綠、2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸等試劑,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；4%多聚甲醛溶液,生工生物工程(上海)股份有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Seven2Go pH計(jì),梅特勒儀器(上海)有限公司；FMB20制冰機(jī),上海賀帆儀器有限公司；Kjeltec8400全自動(dòng)凱氏定氮儀,丹麥FOSS公司；TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀,美國FTC公司；UV-1102紫外分光光度計(jì),上海天美儀器有限公司；Eclipse 80i生物顯微鏡,日本尼康儀器有限公司；H-1850R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),湖南湘怡實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；HYC-310S醫(yī)用冷藏箱,青島海爾生物醫(yī)藥股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理

將人工養(yǎng)殖的大鯢運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室,電擊暈厥,用85 ℃左右的水漂燙60 s,刮去皮膚表面黏液,去除內(nèi)臟、四肢、頭部、尾部,用冰水洗凈[15]。將大鯢肌肉切成30 g大小的魚塊,用吸水紙擦干表面的水分,分裝于聚乙烯材質(zhì)的自封袋中,將一部分樣品降溫至冰的熔點(diǎn)附近,裝入覆蓋約10 cm碎冰的泡沫箱中,再將表面覆蓋約10 cm碎冰,放到7 ℃左右冰柜中貯藏,每隔12 h換一次冰,確保環(huán)境溫度為0 ℃；另一部分貯藏到(-2±0.4)℃的冰箱中,每3 d測定其各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.2 冰點(diǎn)的測定

參照劉欣榮等[16]的方法稍加改動(dòng),將大鯢肌肉置于-20 ℃的冰箱中,將熱電偶的溫度探頭插進(jìn)肌肉中心,紀(jì)錄溫度每變化1 ℃對(duì)應(yīng)的時(shí)間,繪制溫度時(shí)間曲線,當(dāng)溫度由逐漸下降轉(zhuǎn)為一段相對(duì)穩(wěn)定期時(shí),該溫度即為大鯢肉的冰點(diǎn)。

1.2.3 菌落總數(shù)的測定

依據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)》,測定大鯢肌肉菌落總數(shù)。

1.2.4 TVB-N的測定

依據(jù)GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》,測定大鯢肌肉TVB-N值。

1.2.5 TBA值的測定

參照劉會(huì)省等[17]的方法,取10 g大鯢肌肉于錐形瓶中,向錐形瓶中加入50 mL的三氯乙酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%),浸提30 min,過濾,離心5 min,取5 mL上清液,向上清液中加入5 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸,然后90 ℃恒溫水浴加熱40 min,再離心取上清液,分別在532、600 nm處測上清液吸光值(A532、A600),TBA值計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

1.2.6 汁液流失率的測定

參考FENG等[18]的方法,稱量樣品貯藏前的質(zhì)量,貯藏一定時(shí)間后取出樣品解凍,擦干肉表面的水分,稱其質(zhì)量,記錄初始樣品的質(zhì)量和解凍后的質(zhì)量,汁液流失率計(jì)算如公式(2)所示：

汁液流失率/%=(大鯢肉初始質(zhì)量-解凍后的質(zhì)量)/初始質(zhì)量×100

(2)

1.2.7 質(zhì)構(gòu)的測定

由于大鯢肌肉無法制備成大小一致的幾何形狀,不宜使用P50探頭,需通過較小的柱形探頭以不破壞樣品結(jié)構(gòu)并保持固定接觸面積的前提下進(jìn)行變壓縮測試。選用P5探頭進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性的測定,測量模式為TPA,重復(fù)測量4次,取平均值。測定參數(shù)：測試前的速度1 mm/s,測試速度5 mm/s,測試后的速度10 mm/s,測試距離10 cm,觸發(fā)力20 g。

1.2.8 pH的測定

參考文獻(xiàn)[19]的方法稍加改動(dòng),稱取已經(jīng)切碎的大鯢肉2 g,加入20 mL的水,均質(zhì),放置30 min,用pH計(jì)進(jìn)行測定。

1.2.9 肌肉微觀結(jié)構(gòu)的測定

參照袁小敏[20]的方法,將樣品切成1 cm×1 cm×1 cm左右的小塊,用4%的多聚甲醛溶液固定,用水洗去固定液,用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、80%、95%乙醇梯度脫水1 h,用吸水紙擦干,再用100%乙醇浸泡1 h,浸蠟,包埋,將組織蠟塊用切片機(jī)切成厚度為5 μm的薄片,用蘇木素-伊紅(HE)染色法染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用SPSS 16.0、Excel和Origin 8.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 冰點(diǎn)分析

從大鯢肌肉的降溫曲線可看出,前27 min迅速下降,30 min后出現(xiàn)了一段相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期(圖1),這個(gè)時(shí)期大鯢肉內(nèi)部大部分水凍成冰,放出熱量,所以溫度幾乎無變化,120 min后溫度繼續(xù)快速下降。所以可以得到大鯢肌肉的冰點(diǎn)為(0.1±0.1)℃,本實(shí)驗(yàn)把-2 ℃設(shè)為大鯢肌肉微凍貯藏的溫度。

圖1 大鯢肌肉的凍結(jié)曲線Fig.1 The freezing temperature curve of A.davidianus muscle

2.2 菌落總數(shù)的變化

大鯢肌肉菌落總數(shù)的變化如圖2所示。2種貯藏溫度下大鯢肌肉菌落總數(shù)均是隨著貯藏時(shí)間的延長而增加,冰藏組的菌落總數(shù)高于微凍組,這可能是因?yàn)楸販囟雀?微生物繁殖較快,低溫能夠延緩微生物的生長。冰藏組貯藏24 d時(shí),菌落總數(shù)已超過6 lgCFU/g。在貯藏結(jié)束時(shí)2組均超過了6 lgCFU/g,均不可食用。

圖2 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中菌落總數(shù)的變化Fig.2 Changes in aerobic plate count of A.davidianus muscle during ice and micro-frozen storage

2.3 TVB-N值的變化

TVB-N是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品品質(zhì)好壞的重要指標(biāo),新鮮水產(chǎn)品含有豐富的蛋白質(zhì),在微生物和內(nèi)源酶的作用下分解產(chǎn)生二甲胺、三甲胺等氨類物質(zhì)以及其他的氨類化合物,這些物質(zhì)都被稱為TVB-N[21]。如圖3所示,新鮮大鯢肌肉TVB-N值為(6.96±0.18)mg/100 g,大鯢肌肉冰藏初期TVB-N值變化不明顯,后期增長速率升高；冰藏條件下TVB-N從第21天開始增長速率加快,微凍貯藏條件下TVB-N從第27天開始增長速率變快,但沒有冰藏組增長快。根據(jù)食品安全標(biāo)準(zhǔn)GB 2733—2015《鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》,淡水魚蝦中TVB-N的含量≤20 mg/100 g[11]。冰藏組在第33 天時(shí),TVB-N值達(dá)到(24.82±0.62)mg/100 g,已變質(zhì)不可食用,微凍貯藏還在國標(biāo)規(guī)定范圍內(nèi)。這可能因?yàn)槲瞿芤种莆⑸锏纳L和降低內(nèi)源酶的活性,使蛋白質(zhì)無法分解出氨類化合物。微凍貯藏條件下可以延緩大鯢肌肉腐敗變質(zhì),保持魚的品質(zhì)。

圖3 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中TVB-N值的變化Fig.3 Changes in TVB-N of A.davidianus muscle during ice and micro-frozen storage

2.4 TBA值的變化

硫代巴比妥酸值是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品脂肪氧化程度的指標(biāo),脂肪氧化產(chǎn)生的丙二醛能與硫代巴比妥酸試劑反應(yīng)生成粉紅色化合物[16]。一般情況下,脂肪由于溫度、酶和蛋白質(zhì)而發(fā)生氧化,氧化程度越大,TBA值越高,魚肉新鮮度越差。大鯢貯藏期間TBA的變化如圖4所示,冰藏組的大鯢肉在貯藏前期沒有明顯的變化,從21 d開始增長速率有明顯的上升,冰藏至33 d時(shí)TBA值達(dá)到(0.623±0.008)mg/100 g。微凍組TBA值前期變化趨勢不明顯,從27 d開始增長速率上升,貯藏到33 d時(shí)達(dá)到(0.49±0.03) mg/100 g。微凍在一定程度上能夠降低脂肪氧化的速度,這是因?yàn)槲鰷囟缺缺販囟鹊?能夠抑制脂肪氧化酶的活性。

2.5 汁液流失率的變化

汁液流失率是衡量魚肉持水能力的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。由圖5可知,在冰藏和微凍貯藏過程中大鯢肌肉汁液流失率呈現(xiàn)上升的趨勢,并且前期上升比較快,貯藏至24 d時(shí),上升趨勢較緩,貯藏結(jié)束時(shí)冰藏汁液流失率為32.41%,微凍貯藏為26.11%。這可能與蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)發(fā)生降解有關(guān),肌肉內(nèi)部水分流出,使其持水力下降。在整個(gè)貯藏過程中冰藏組的汁液流失率要略高于微凍貯藏,說明微凍保藏效果比冰藏好,這可能與微凍溫度更低有關(guān),能夠延緩肌肉組織分解,降低蛋白酶的活力,從而使蛋白質(zhì)降解速率變慢。微凍貯藏能夠延緩魚肉汁液流失。

圖5 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中汁液流失率值的變化Fig.5 Changes in water loss of A.davidianus muscle during ice and micro-frozen storage

2.6 質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)特性是反應(yīng)魚肉品質(zhì)的指標(biāo)。硬度、膠著性、咀嚼性以及回復(fù)性都是測定魚肉質(zhì)構(gòu)常用的指標(biāo)。相悅等[22]的研究表明冰藏過程中花鱸魚硬度、膠著性和咀嚼性等指標(biāo)均呈現(xiàn)下降的趨勢,口感質(zhì)量降低。表1是冰藏和微凍貯藏大鯢肌肉在貯藏期的硬度、膠著性、咀嚼性和回復(fù)性的變化趨勢。冰藏和微凍貯藏條件下大鯢肌肉的硬度分別下降了50%、40%；膠著性分別下降了48%、42%；咀嚼性分別下降了47%、40%；回復(fù)性分別下降了33%、35%；硬度均是在27 d時(shí)出現(xiàn)顯著降低,冰藏條件下,膠著性和咀嚼性都是在21 d時(shí)呈現(xiàn)顯著下降的趨勢,而微凍貯藏條件下,膠著性沒有明顯下降的點(diǎn),咀嚼性在27 d時(shí)呈現(xiàn)明顯下降的趨勢,這是因?yàn)榧≡w維蛋白發(fā)生降解,肌肉組織結(jié)構(gòu)被破壞。

表1 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中質(zhì)構(gòu)變化Table 1 Change in texture of A.davidianus muscle during ice and micro-frozen storage

2.7 pH值變化

圖6為冰藏和微凍貯藏過程中大鯢肌肉pH值的變化,大鯢肌肉pH值在貯藏前期呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢,這可能因?yàn)榇篥F死后的僵直期,大鯢肌肉內(nèi)部糖原降解產(chǎn)生大量ATP、乳酸和磷酸肌酸等酸性物質(zhì),導(dǎo)致魚肌肉pH值下降[23]；在解僵和自溶期,由于酶和微生物的作用,肌肉中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性化合物,導(dǎo)致大鯢肌肉pH值呈現(xiàn)上升的趨勢。冰藏條件下pH值在第3 天降到最低值6.04,微凍貯藏條件下第6 天降到最低值5.94,在貯藏后期冰藏條件下大鯢肌肉pH上升速率比微凍貯藏快,這是由于微凍貯藏降低了酶的活性,分解蛋白質(zhì)的速度減慢,氨等堿性物質(zhì)生成減少。冰藏組在貯藏24 d后pH又開始下降,可能因?yàn)楫a(chǎn)酸菌成為優(yōu)勢菌,使其pH值下降,而微凍貯藏還是上升的趨勢,可能是因?yàn)槲鰷囟鹊?微生物生長緩慢,主要以蛋白質(zhì)分解成堿性物質(zhì)為主導(dǎo),微凍貯藏27 d時(shí)pH值較低,可能是因?yàn)榄h(huán)境因素和個(gè)人操作原因?qū)е庐惓！?/p>

圖6 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中pH值的變化Fig.6 Changes in pH of A.davidianus muscle during ice and micro-frozen storage

2.8 肌肉微觀組織結(jié)構(gòu)的變化

圖7是大鯢在貯藏過程中鮮樣、冰藏以及微凍貯藏肌肉組織微觀結(jié)構(gòu)的對(duì)比圖。從圖中可以看出,新鮮大鯢肌肉的肌肉組織完好,組織清晰。貯藏到第15 天時(shí),組織結(jié)構(gòu)有破裂,肌肉組織的完整性比新鮮魚肉低；貯藏到33 d時(shí),肌原纖維被分解,肌纖維束斷裂,肌肉組織結(jié)構(gòu)被破環(huán),微凍貯藏比冰藏破裂更嚴(yán)重。冰藏溫度比微凍貯藏溫度高,冰藏主要由于蛋白酶的作用,結(jié)構(gòu)蛋白和肌原纖維蛋白被分解,肌肉纖維結(jié)構(gòu)劣化；微凍貯藏大鯢肌肉組織破裂主要因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大小不同的冰晶,對(duì)細(xì)胞造成機(jī)械損害,導(dǎo)致肌束斷裂。

a-鮮樣;b-冰藏15 d;c-微凍15 d;d-冰藏33 d;e-微凍33 d圖7 大鯢肌肉在冰藏和微凍貯藏過程中肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化Fig.7 Changes in muscle tissue structure of A.davidianus during ice and micro-frozen storage

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了在冰藏(0 ℃)和微凍(-2 ℃)貯藏過程中大鯢肌肉品質(zhì)的變化。在冰藏和微凍貯藏過程中,大鯢肌肉的TVB-N、TBA以及汁液流失率都顯示上升的趨勢,溫度越低,上升的越慢；菌落在貯藏結(jié)束時(shí)均已超過限定值,不可食用。冰藏組在貯藏結(jié)束時(shí),TVB-N超過國家限值,微凍貯藏仍在可接受范圍內(nèi)；冰藏條件下大鯢肌肉pH值第3 天降到最低值,微凍條件下第6 天降到最低值；大鯢肌肉硬度、膠著性、咀嚼性以及回復(fù)性均呈現(xiàn)下降,溫度越高,下降越快；觀察其微觀結(jié)構(gòu),微凍貯藏與冰藏都使大鯢肌肉肌纖維組織結(jié)構(gòu)斷裂。與冰藏相比,微凍貯藏較好地保持了大鯢肌肉品質(zhì)。本文仍有不足之處,對(duì)大鯢肌肉品質(zhì)變化研究不夠深入,后面的研究將從蛋白質(zhì)變化機(jī)理,氣味物質(zhì)等方面進(jìn)一步探究大鯢肌肉品質(zhì)變化的機(jī)理。