臭氧漂洗過程中魚肉組分溶出及其對(duì)魚糜品質(zhì)的影響

肖淑婷，尹 濤，胡 楊，劉 茹，熊善柏，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(jì)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）

漂洗是冷凍魚糜加工過程中的重要工序，可以將魚肌肉組分中部分脂肪和水溶性組成溶出而除去，進(jìn)而增大肌原纖維蛋白的濃度，獲得富有彈性、白度高、無腥味的魚糜制品[1-2]。魚肌肉組分的溶出受到漂洗劑種類和用水量等因素的影響。Hemung 等[3]發(fā)現(xiàn)當(dāng)肌漿蛋白增加到0.5 g 時(shí)，會(huì)降低肌原纖維蛋白的凝膠性能。李鵬[4]研究漂洗過程中脂肪溶出對(duì)鯰魚魚糜冷藏條件下脂肪氧化的影響，當(dāng)殘留脂肪含量為10.29 g/100 g 時(shí)，魚糜樣品比脂肪更易氧化。由此可以看出在魚糜漂洗過程中，魚肌肉各組分的溶出和殘留顯著影響魚糜的品質(zhì)。

臭氧是一種可直接接觸食品的高效抑菌劑，目前有報(bào)道稱一定濃度的臭氧水作為殺菌劑能夠延長水產(chǎn)品貨架期[5]，改善魚糜色澤[6]，減少腥味[7]，增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度[8]。目前研究主要集中于臭氧氧化作用對(duì)于蛋白質(zhì)的影響[9-10]，而對(duì)臭氧漂洗工藝的系統(tǒng)研究較少，且漂洗過程中魚肌肉組分溶出規(guī)律尚不清楚。為了更好地調(diào)控臭氧在魚糜生產(chǎn)中的應(yīng)用，本試驗(yàn)以白鰱魚肉為研究對(duì)象，分別采用清水、臭氧3 次漂洗，探明臭氧漂洗過程中魚組分溶出規(guī)律，以及對(duì)白鰱魚糜凝膠特性及風(fēng)味的影響，并分析溶出組分與魚糜品質(zhì)間的關(guān)系，為臭氧在魚糜工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活白鰱魚（購于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)菜市場），每尾重1 000～1 500 g。所有試劑均為分析純級(jí)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

722 型分光光度計(jì)，上海舜宇恒平精密科學(xué)儀器有限公司；Bio-Rad 電泳儀，美國伯樂公司；QCQJ-1-3 電解式臭氧氣機(jī)，武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰荆籄VANTI J-26 高速冷凍離心機(jī)，美國貝克曼公司；FJ-200 高速分散均質(zhì)機(jī)，上海標(biāo)本模型廠；TA-XTPlus 質(zhì)構(gòu)儀，Stable Micro Surrey 英國；FOX40000 電子鼻，法國阿爾法莫斯儀器有限公司；CR-400 色彩色差計(jì)，日本柯尼卡美能達(dá)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 臭氧水濃度的測定 取10 mL 20%碘化鉀溶液和5 mL 3 mol/L 稀硫酸倒入500 mL 三角瓶中，待臭氧發(fā)生器運(yùn)行穩(wěn)定后量取臭氧水約200 mL，然后立即封口搖勻，靜置5 min，用0.005 mol/L 的硫代硫酸鈉溶液滴至淺黃色時(shí)，加入0.5%淀粉溶液1 mL 繼續(xù)滴定至無色。記錄硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量，并將滴定結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。

臭氧計(jì)算公式：

式中：CO3——臭氧水質(zhì)量濃度，mg/L；CNa2S2O3——Na2S2O3濃度，mol/L；VNa2S2O3——滴定消耗Na2S2O3體積，mL；24.00 表示1 mL 1 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于24.00 mg 臭氧；V——加入臭氧水體積，L。

1.3.2 魚糜漂洗與凝膠制備 臭氧水漂洗：取一定量的魚肉糜加4 倍體積的臭氧水，質(zhì)量濃度為8 mg/mL，溫度4 ℃，將水與魚肉糜混合，緩慢攪拌10 min，靜置5 min 使魚肉糜充分沉淀，離心脫水，收集漂洗液。

清水漂洗：取一定量的魚肉糜加4 倍體積的清水，按上述方式進(jìn)行漂洗。

魚糜凝膠制備：取定量魚糜稱重，加入一定量的氯化鈉（2.5%），斬拌2 min，將魚糜倒入灌腸機(jī)，制得魚腸。將魚腸放入40 ℃的水浴鍋中1 h，再放入90 ℃水浴鍋中30 min，然后流水冷卻，放置冰箱4 ℃保藏。

1.3.3 漂洗液中脂肪含量的測定 參照GB 5009.6-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[11]。

1.3.4 漂洗液中灰分含量的測定 參照GB 5009.4-2010 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》[12]。

1.3.5 漂洗液中蛋白質(zhì)含量的測定 參照Saito[13]的方法，提取水溶性蛋白及鹽溶性蛋白，用福林酚法測定蛋白質(zhì)的含量。

1.3.6 漂洗液的SDS-PAGE 電泳試驗(yàn)參照Morrissry 等[14]對(duì)樣品進(jìn)行處理。

1.3.7 鰱魚魚糜凝膠測定 將制備好的魚腸切成25 mm 高的圓柱體，放在質(zhì)構(gòu)儀的正下方，質(zhì)構(gòu)儀的各項(xiàng)參數(shù)如下：測前速1.0 mm/s；測中速度1.1 mm/s；測后速度10.0 mm/s；穿刺距離13 mm；測試探頭P/0.25S。

凝膠強(qiáng)度 （g·mm）=破斷力 （g）×破斷距離（mm）1.3.8 鰱魚魚糜凝膠的色度測定 參照Debusca等[15]方法測定魚糜的色度，白度計(jì)算公式如下：

1.3.9 鰱魚魚糜凝膠的腥味測定 參照付湘晉等[16]的方法，利用電子鼻測量魚糜中的不良?xì)馕?。稱?。?.00±0.05）g 漂洗魚糜于10 mL 頂空中，加蓋密封。檢測參數(shù)：載氣，合成干燥空氣；載氣流速150 mL/min；頂空生產(chǎn)時(shí)間120 s；頂空產(chǎn)生溫度60 ℃；攪動(dòng)速度500 r/min；頂空注射體積2.5 mL；頂空注射速度2.5 mL/s；注射針總體積5 mL；注射針溫度60 ℃；測試獲取時(shí)間120 s；延滯時(shí)間300 s。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)重復(fù)3 次，每次3 個(gè)平行。用Origin 2016 作圖。使用SAS 8.0 對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析、方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜組分溶出的影響

2.1.1 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)粗脂肪溶出的影響 傳統(tǒng)漂洗脫脂不徹底，魚肉中的脂肪含量過高時(shí)，由于脂肪氧化，容易導(dǎo)致魚體產(chǎn)生不愉快氣味[17]，并且魚腥味產(chǎn)生與脂質(zhì)氧化程度具有一致性[18]，而漂洗工藝可以有效去除魚肉中的粗脂肪，如圖1所示，一次漂洗溶出的脂肪含量最多，隨著漂洗次數(shù)的增加，溶出的粗脂肪含量逐漸減少，漂洗能夠有效去除魚肉中的粗脂肪，李鵬[4]用3 倍體積清水漂洗鯰魚魚肉時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著漂洗次數(shù)的增加，鯰魚魚肉中的粗脂肪含量從13.47%降到8.89%，這個(gè)結(jié)果和Eymard 等[19]對(duì)竹莢魚的研究結(jié)果一致，白鰱魚肉的脂肪含量比鯰魚和竹莢魚低，因而漂洗水中溶出的粗脂肪含量不高。此外臭氧一次漂洗溶出的粗脂肪含量明顯高于一次清水漂洗 （P＜0.05），3 次漂洗過程中，粗脂肪在臭氧水中的總?cè)艹隽看笥谇逅?，說明去除相同量的脂肪需要臭氧漂洗的次數(shù)和用量更少。

圖1 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)粗脂肪溶出的影響Fig.1 Effect of ozone water rinsing times on crude fat dissolution

2.1.2 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)灰分溶出的影響 如圖2所示，隨著漂洗次數(shù)的增加，漂洗液中的灰分含量逐漸減少；一次漂洗溶出的灰分含量與二次、三次漂洗有顯著性差異（P＜0.05），而清水漂洗與臭氧漂洗在3 次漂洗中，對(duì)于灰分溶出規(guī)律無明顯差異（P＞0.05），臭氧對(duì)魚肉中的無機(jī)鹽物質(zhì)溶出作用不明顯。鰱魚中的粗灰分含量較少，約為1.0%～1.4%[20]，漂洗液中的灰分主要是一些礦物質(zhì)和無機(jī)鹽或其它雜質(zhì)，魚肉中的灰分含量降低，意味著魚糜中的離子強(qiáng)度會(huì)降低，如Ca2+、Mg2+等，這些離子被認(rèn)為是蛋白質(zhì)變性的促進(jìn)因子[21]，因此，經(jīng)漂洗過后的魚糜抗凍劑磷酸鹽的添加量可比未漂洗的魚糜多，不會(huì)因?yàn)殡x子強(qiáng)度過強(qiáng)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)易冷凍變性。

圖2 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)灰分溶出的影響Fig.2 Effect of ozone water rinsing times on ash dissolution

2.1.3 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)溶出的影響 漂洗工藝可以去除魚肉中的水溶性蛋白，富集更多鹽溶性的肌原纖維蛋白[22]，有利于提高魚糜凝膠強(qiáng)度。由表1可知，隨著漂洗次數(shù)的增加，漂洗液中的水溶性蛋白和鹽溶性蛋白含量均逐漸減少，一次漂洗時(shí)的溶出量遠(yuǎn)大于二次和三次漂洗 （P＜0.05），Lin 等[23]研究也表明，蛋白質(zhì)的損失主要發(fā)生在第1 次漂洗中，在第2、3 次漂洗中，損失量相對(duì)減少。水溶性蛋白質(zhì)在一次清水漂洗過程中的溶出含量大于一次臭氧漂洗（P＜0.05），二次三次漂洗過程中無明顯差異（P＞0.05）鹽溶性蛋白質(zhì)在臭氧漂洗過程中的溶出量明顯少于清水漂洗（P＜0.05），因此經(jīng)過臭氧漂洗的魚糜，其鹽溶性蛋白含量相對(duì)較高，Jiang 等[24]的試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。說明臭氧漂洗對(duì)于鹽溶性蛋白質(zhì)有更好的富集作用，提高鹽溶性蛋白的相對(duì)含量。

鰱魚水溶性蛋白質(zhì)的主要分子質(zhì)量在30～97 ku 之間[25]，從圖3中發(fā)現(xiàn)，隨著漂洗次數(shù)的增加，蛋白條帶變淺，說明漂洗液中的水溶性蛋白質(zhì)逐漸減少，這與Gao 等[26]的試驗(yàn)結(jié)果一致，而漂洗液中鹽溶性蛋白含量較少，主要分布在130～250 ku之間。比較清水漂洗與臭氧漂洗蛋白條帶可發(fā)現(xiàn)，泳道1、2 分別比泳道4、5 寬且顏色深，說明一次、二次清水漂洗溶出更多的蛋白質(zhì)，而泳道3 的條帶顏色比泳道6 略淺，該趨勢與表1一致，然而在表1分析中無明顯差異（P＞0.05），但是在電泳中可以看出區(qū)別，需要進(jìn)一步探究。在分子質(zhì)量28～36 ku 區(qū)域，泳道4 條帶顏色比泳道1 深，而魚肉中的組織蛋白酶分子質(zhì)量在23～30 ku 之間，可知一次臭氧漂洗溶出較多的組織蛋白酶，且組織蛋白酶主要在第一次漂洗中溶出。10 ku 為低分子質(zhì)量區(qū)，在該區(qū)域泳道2 有明顯條帶出現(xiàn)，可能是鰱魚水溶性的小清蛋白，在清水中易溶出，而在二次臭氧漂洗液中無發(fā)現(xiàn)，推測是由于臭氧氧化使其發(fā)生聚集，含量減少。

表1 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)漂洗液中蛋白質(zhì)含量的影響Table 1 Effects of ozone water rinsing on protein content in rinsing solution

圖3 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)漂洗液SDS-PAGE 的影響Fig.3 Effect of ozone water rinsing times on SDS-PAGE of rinsing solution

2.2 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)魚糜凝膠品質(zhì)的影響

2.2.1 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠性能的影響 魚糜的凝膠強(qiáng)度是破斷強(qiáng)度和凹陷深度的乘積，是評(píng)價(jià)魚糜制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。如圖4所示，魚糜的破斷力和凹陷深度還有凝膠強(qiáng)度在一次漂洗后達(dá)到最大值，隨著漂洗次數(shù)的增加，極有可能造成肌原纖維蛋白的損失，影響凝膠強(qiáng)度[27]。經(jīng)一次漂洗，臭氧處理的魚糜凝膠強(qiáng)度高于清水漂洗，與李學(xué)鵬等[28]所得的用臭氧漂洗處理之后得到的魚糜凝膠的凝膠強(qiáng)度提高，趨勢一致；臭氧漂洗中，一次漂洗所得到的魚糜凝膠強(qiáng)度最大，顯著高于二次漂洗和三次漂洗所得到的魚糜凝膠（P＜0.05）。在一次臭氧漂洗中，逐漸增加的氧化度促進(jìn)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)聚集增強(qiáng)魚糜凝膠強(qiáng)度[29]，但隨著漂洗次數(shù)增加，凝膠強(qiáng)度下降，這是由于多次臭氧水漂洗形成蛋白質(zhì)聚集體，阻礙凝膠的形成。

圖4 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚糜凝膠的破斷力（a）、破斷距離（b）、凝膠強(qiáng)度（c）的影響Fig.4 Effect of ozone water rinsing times on breaking force （a），breaking distance （b） and gel strength （c）of silver carp surimi gel

2.2.2 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠色度的影響 白度是衡量魚糜制品品質(zhì)的重要指標(biāo)，并直觀地影響了消費(fèi)者的接受程度。由表2可知，隨著清水漂洗和臭氧漂洗次數(shù)的增加，魚糜的白度逐漸增加（P＜0.05），大量試驗(yàn)也表明，臭氧水漂洗后的魚糜白度明顯增加[30-31]，與本試驗(yàn)一致，這主要是由于臭氧不僅可以去除大部分水溶性色素，并且其強(qiáng)氧化性能破壞血紅素色素的卟啉結(jié)構(gòu)[32]，從而使魚糜制品白度提高。

表2 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠白度的影響Table 2 Effects of ozone water rinsing times on the whiteness of silver carp surimi gel

2.2.3 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠腥味的影響 根據(jù)付湘晉等[16]建立的模型電子鼻中的18 種探頭用來檢測魚肉的異味，其中T40-1 探頭可以特異性反映土腥味，探頭T30/1，T70/2，T40/2 可以特異性的反映哈喇味。土腥味是影響鰱魚風(fēng)味最主要的因素之一，主要由土味素導(dǎo)致，如圖5所示，隨著漂洗次數(shù)增加，魚糜的土腥味變化不顯著（P＞0.05），清水漂洗和臭氧水漂洗對(duì)魚糜的土腥味無顯著影響（P＞0.05）。薛勇[33]研究也發(fā)現(xiàn)臭氧水漂洗處理對(duì)魚肉氣味影響不明顯，感觀評(píng)價(jià)難以區(qū)分新鮮和臭氧水漂洗過的魚肉，但是臭氧氣體漂浮處理對(duì)魚肉氣味影響較大。李文協(xié)等[34]用不同質(zhì)量濃度 （0，2，4，6，8，10 mg/L） 臭氧水漂洗鲅魚魚糜，發(fā)現(xiàn)漂洗處理明顯降低了與腥味相關(guān)的物質(zhì)的電子鼻響應(yīng)值，馬海建等[35]研究漂洗過程中白鰱魚糜風(fēng)味物質(zhì)變化，結(jié)果表明，漂洗在一定程度上可以除去白鰱魚糜的腥味。臭氧處理對(duì)于魚糜制品腥味的影響與漂洗的方式、濃度、次數(shù)相關(guān)，也與風(fēng)味物質(zhì)的檢測方法相關(guān)，因此，臭氧漂洗對(duì)于腥味的影響還有待進(jìn)一步研究。

圖5 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠土腥味的影響Fig.5 Effects of ozone water rinsing times on the fishy taste of silver carp surimi gel

不同漂洗方式魚糜哈喇味探頭信號(hào)如表3所示，在與哈喇味有關(guān)的探頭中，T30/1、T70/2 和T40/2 信號(hào)值與哈喇味呈正相關(guān)性，哈喇味的產(chǎn)生是由于魚肉中的脂肪氧化所造成的。清水3 次漂洗處理魚糜，隨著漂洗次數(shù)的增加，探頭T30/1、T70/2、T40/2 的數(shù)值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，清水二次漂洗的魚糜哈喇味最重；臭氧漂洗處理魚糜時(shí)，隨著漂洗次數(shù)的增加，探頭T30/1、T70/2、T40/2 呈現(xiàn)增加的趨勢，說明臭氧漂洗次數(shù)越多，哈喇味越重；對(duì)比清水3 次漂洗得到的魚糜，臭氧漂洗3 次魚糜的哈喇味都要高于清水漂洗。這可能是由于高濃度臭氧水對(duì)于脂肪的氧化作用劇烈，盡管魚糜中脂肪含量較低，但是哈喇味的閾值也低，因此產(chǎn)生哈喇味，影響白鰱魚糜制品風(fēng)味。

表3 臭氧漂洗次數(shù)對(duì)鰱魚魚糜凝膠哈喇味的影響Table 3 Effects of ozone water rinsing times on the hara taste of silver carp surimi gel

2.3 臭氧漂洗溶出組分與魚糜凝膠品質(zhì)的相關(guān)性

將白鰱魚肉臭氧漂洗溶出組分 （粗脂肪、灰分、水溶性蛋白、鹽溶性蛋白）與魚糜品質(zhì)（破斷力、破斷距離、凝膠強(qiáng)度、白度、土腥味）進(jìn)行相關(guān)性分析（表4）。結(jié)果表明，破斷力、破斷距離、凝膠強(qiáng)度、白度與水溶性蛋白、鹽溶性蛋白之間存在良好的相關(guān)性（P＜0.05），其中，水溶性蛋白含量與破斷力相關(guān)系數(shù)最高（r=0.81865，P＜0.05）。白度與水溶性蛋白及鹽溶性蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān)（r＜-0.6，P＜0.05）。粗脂肪、灰分、水溶性蛋白、鹽溶性蛋白與土腥味之間無顯著相關(guān)性（P＞0.05）。

表4 臭氧漂洗溶出組分與魚糜品質(zhì)之間的相關(guān)性分析Table 4 Correlation coefficient r and P value between ozone bleaching components and surimi quality

對(duì)破斷力、破斷距離、凝膠強(qiáng)度、白度分別與水溶性蛋白、鹽溶性蛋白作SAS 線性逐步回歸分析，得到表5。即魚糜凝膠的破斷力與魚糜漂洗溶出組分中的水溶性蛋白含量（X1）、鹽溶性蛋白含量（X2）滿足Y1=304.92684+26.8426X1-240.63914X2，魚糜凝膠的破斷距離（Y2）與魚糜漂洗溶出組分中的鹽溶性蛋白含量（X1）滿足Y2=5.52794+0.10508X3，魚糜凝膠的凝膠強(qiáng)度（Y3）與魚糜漂洗溶出組分中的水溶性蛋白含量（X1）滿足Y3=1 600.73858+110.99775X1，魚糜凝膠的白度（Y4）與魚糜漂洗溶出組分中的鹽溶性蛋白含量（X2）滿足Y4=74.01757-5.47766X2。

表5 魚糜品質(zhì)特性與水溶性蛋白、鹽溶性蛋白含量的線性回歸分析系數(shù)Table 5 Coefficient analysis of linear regression analysis between the quality of surimi and the content of water-soluble protein and salt-soluble protein

3 結(jié)論

臭氧漂洗過程中魚肉組分溶出規(guī)律與魚糜品質(zhì)變化存在一定的關(guān)聯(lián)性。凝膠強(qiáng)度與水溶性蛋白溶出量呈顯著的正相關(guān)性（r＞0.8，P＜0.0001），肌原纖維蛋白通過蛋白質(zhì)之間的相互作用而形成三維黏彈性凝膠矩陣，因此當(dāng)臭氧漂洗溶出較多水溶性蛋白，增加鹽溶性蛋白的相對(duì)含量時(shí)，能夠有效提升魚糜制品的凝膠強(qiáng)度。魚糜凝膠白度與鹽溶性蛋白含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性（r=-0.73242，P＜0.05），說明魚糜凝膠白度與魚肉中鹽溶性蛋白含量呈正相關(guān)，有研究指出，水分含量越高，凝膠亮度越高[28]，這可能是鹽溶性蛋白形成凝膠，從而保留更多水分。粗脂肪、灰分、水溶性蛋白、鹽溶性蛋白與土腥味之間無顯著相關(guān)性（P＞0.05），但是很多試驗(yàn)表明臭氧漂洗可以去除魚肉腥味，臭氧水對(duì)魚肉的脫腥作用可能是臭氧水的強(qiáng)氧化性對(duì)于風(fēng)味物質(zhì)的直接分解作用，因此與粗脂肪、灰分、水溶性及鹽溶性蛋白含量無明顯的相關(guān)性，為了驗(yàn)證臭氧的脫腥機(jī)理，下一步可以研究漂洗后風(fēng)味前體物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、小肽等的變化趨勢，探究臭氧對(duì)該類物質(zhì)的影響及其最終風(fēng)味的差別。