不同鹽濃度對(duì)超聲輔助腌制鮰魚片品質(zhì)的影響

陳夢(mèng)婷，孫智達(dá)，汪蘭，吳文錦，喬宇，石柳，丁安子，李新，熊光權(quán)

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，武漢 430064；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070)

斑點(diǎn)叉尾鮰，屬于鯰形目鮰科叉尾鮰屬，又稱溝鯰、河鯰、美洲鯰，原產(chǎn)于美洲，2020年產(chǎn)量已達(dá)到48.8萬噸，是目前最有潛力的經(jīng)濟(jì)魚類之一[1]。鮰魚肉嫩味鮮，富含脂肪，無細(xì)刺，被譽(yù)為食用淡水魚中的上品，深受消費(fèi)者的喜愛。鮰魚保鮮期短，新鮮鮰魚死后魚肉組織變得松散，魚肉發(fā)生腐敗，失去食用價(jià)值。

腌制處理可以提高產(chǎn)品品質(zhì)，改善產(chǎn)品風(fēng)味，被廣泛地運(yùn)用到水產(chǎn)品的加工過程中。傳統(tǒng)的腌制方式存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等問題。另外，傳統(tǒng)的腌制方式還存在食鹽含量高的問題，而消費(fèi)者長(zhǎng)期食用的高鹽滲入食品容易誘發(fā)高血壓疾病，從而產(chǎn)生健康隱患[2]。因此，在保持產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)亟档碗缰七^程中食鹽含量對(duì)當(dāng)下水產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。超聲波技術(shù)作為一種新型輔助腌制手段能大大縮短腌制時(shí)間，降低腌制液濃度。龍錦鵬等[3]發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)高鹽腌制相比，超聲波輔助腌制鹽濃度可降低到6%，此時(shí)腌制牦牛肉的品質(zhì)最佳。Inguglia等[4]發(fā)現(xiàn)超聲技術(shù)能增加禽肉細(xì)胞膜通透性并且促進(jìn)電解質(zhì)離子的滲透和擴(kuò)散，超聲輔助下肉中達(dá)到鈉目標(biāo)的時(shí)間比傳統(tǒng)浸泡法縮短15 h。Krasulya等[5]研究超聲處理NaCl溶液后用于腌制豬肉，發(fā)現(xiàn)超聲技術(shù)能提高鹽水?dāng)U散滲透效率，將腌制時(shí)間縮短75%，NaCl在肌肉組織中分布均勻。然而，目前關(guān)于超聲輔助腌制的研究主要集中在肌肉的品質(zhì)方面，對(duì)超聲輔助腌制過程中腌制液的變化研究較少。

本研究通過研究超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度下魚肉品質(zhì)及其腌制液的變化，旨在探究腌制液濃度對(duì)魚肉綜合品質(zhì)的影響，為工業(yè)化生產(chǎn)調(diào)理鮰魚制品及品質(zhì)控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

(2±0.5)kg的新鮮健康斑點(diǎn)叉尾鮰：購于湖北省武漢市白沙洲市場(chǎng)；食鹽(加碘鹽)：湖北鹽業(yè)集團(tuán)有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GL-21M高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；FG2便攜式pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司；NMI20-025V-I核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；CR-400/410色彩色差計(jì) 美能達(dá)(中國)投資有限公司；KQ5200DE數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；3250冰點(diǎn)滲透壓摩爾濃度測(cè)定儀 美國AII/ADV公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料的預(yù)處理

鮮活斑點(diǎn)叉尾鮰購買后帶水快速活體運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室，重?fù)趑~頭部致死，迅速清洗干凈血漬，洗凈，去除魚皮，取背部魚肉，切分成尺寸為3 cm×3 cm×1.5 cm的魚塊。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將鮰魚片隨機(jī)分為4組，分別在不同鹽濃度(2%、4%、6%)下進(jìn)行超聲輔助腌制，將鹽濃度為0%的組別作為對(duì)照組。其他條件：腌制時(shí)間1 h，腌制溫度(20±1)℃，固液比1∶4，超聲功率200 W，超聲頻率400 kHz。

1.3.3 pH值

參考周俊鵬等[6]測(cè)定淡水魚pH的方法。將便攜式pH計(jì)探頭用蒸餾水洗凈并擦干后插入魚肉中，分別測(cè)定不同條件處理后鮰魚片的pH值。

1.3.4 出品率

用濾紙吸干鮰魚片表面水分，分別稱取鮰魚片腌制前和腌制后的質(zhì)量M1和M2，按照下式計(jì)算：

1.3.5 色度

使用便攜式色差計(jì)測(cè)定鮰魚片的亮度(L*)、紅度(a*)和黃度(b*)，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值，并計(jì)算白度(W)。白度計(jì)算公式：

1.3.6 剪切力

將腌制后的鮰魚片切成1 cm3小塊狀后，置于質(zhì)構(gòu)儀A/CKB探頭下做剪切力分析。測(cè)試條件：測(cè)試前速度5 mm/s，測(cè)試中速度1 mm/s，測(cè)試后速度5 mm/s，測(cè)試距離30 mm，觸發(fā)力20 g。

1.3.7 離心失水率

腌制后的樣品切碎，稱取2 g左右的魚肉置于大小為4 cm×4 cm的紗布上并包裹，然后用4張大濾紙?jiān)俅伟⒎湃腚x心管內(nèi)，在3500 r/min，20 ℃的條件下離心10 min。稱取離心前紗布的質(zhì)量(M1)、紗布與樣品的總質(zhì)量(M2)，以及離心結(jié)束后紗布與樣品的總質(zhì)量(M3)。離心損失率按下式計(jì)算：

1.3.8 低場(chǎng)核磁共振

使用Q-FID序列及標(biāo)準(zhǔn)水膜對(duì)核磁共振分析儀進(jìn)行校正后，將待測(cè)樣品放入核磁共振分析儀中，進(jìn)行核磁共振分析。樣品T2(橫向馳豫時(shí)間)信號(hào)均由CPMG序列采集。其中，魚肉的序列參數(shù)為：PRG=1，NS=4，TW=4000 ms，TE=0.4 ms，NECH=10000；腌制液的序列參數(shù)為：PRG=1，NS=4，TW=180000 ms，TE=1 ms，NECH=18000。

1.3.9 滲透壓

量取0.2 mL腌制液置于樣品池中，使用冰點(diǎn)滲透壓計(jì)對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。

1.3.10 蛋白質(zhì)濃度

參考黃婉玉等[7]的方法，以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品，采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定腌制液中的蛋白質(zhì)濃度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

以上所有指標(biāo)測(cè)試至少取3個(gè)平行樣品。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel進(jìn)行處理，SPSS進(jìn)行顯著性分析(p<0.05)，GraphPad Prism 5.0進(jìn)行作圖，表格數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮰魚片的品質(zhì)變化

2.1.1 pH

超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度對(duì)鮰魚片pH的影響見圖1。

圖1 不同鹽濃度腌制液對(duì)魚肉pH值的影響

由圖1可知，隨著鹽濃度的上升，腌制后魚肉的pH值呈現(xiàn)先上升后降的趨勢(shì)。本結(jié)果與陳勝軍等[8]研究腌制后藍(lán)圓鯵的pH變化結(jié)果一致。這可能是因?yàn)镹aCl促進(jìn)魚肉中的蛋白質(zhì)溶出，游離出堿性氨基酸，從而導(dǎo)致魚肉的pH升高。而隨著鹽濃度的逐漸升高，魚肉中溶出的蛋白量增加，可能是溶出游離氨基酸的量減少，導(dǎo)致魚肉的pH輕微下降。除此之外，超聲波可能也會(huì)對(duì)魚肉的pH值提升有作用，因?yàn)槌暡ㄌ幚磉^程中會(huì)形成自由基，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率發(fā)生變化[9]。

2.1.2 出品率

出品率可以反映食品加工過程中的產(chǎn)品質(zhì)量變化情況，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度對(duì)鮰魚片出品率的影響見圖2。

圖2 不同鹽濃度腌制液對(duì)魚肉出品率的影響

由圖2可知，隨著鹽濃度的增加，出品率先降低后升高，在鹽濃度為4%時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)。出品率的變化與苑瑞生等[10]研究食鹽濃度對(duì)腌制雞肉出品率的變化趨勢(shì)一致。超聲波處理使魚肉組織結(jié)構(gòu)受損，蛋白質(zhì)的極性基團(tuán)暴露出來，極性的親水基團(tuán)與水發(fā)生強(qiáng)烈的水合作用[11]，水分滲入到魚肉中，這可能是對(duì)照組魚肉出品率最高的原因。利用不同鹽濃度腌制液腌制魚肉時(shí)，由于肌肉內(nèi)外滲透壓差，NaCl分子進(jìn)入魚肉，部分蛋白質(zhì)溶出，導(dǎo)致出品率發(fā)生變化，當(dāng)水和食鹽的滲透速率高于鹽溶性蛋白溶出的速率時(shí)，鮰魚片的出品率逐漸上升，當(dāng)鹽濃度為4%時(shí)，兩者達(dá)到平衡，出品率不再增加。

2.1.3 剪切力

一般而言，魚肉的剪切力越小，說明其嫩度越好[12]。超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度對(duì)鮰魚片剪切力的影響見圖3。

圖3 不同鹽濃度腌制液對(duì)魚肉剪切力的影響

由圖3可知，隨著鹽濃度的增加，腌制后的鮰魚片的剪切力顯著下降(p<0.05)。崔瑩瑩等[13]研究發(fā)現(xiàn)隨著腌制液中食鹽濃度的升高，各個(gè)腌制時(shí)間條件下豬里脊肉的剪切力逐漸降低，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其結(jié)論一致。腌制使鮰魚片剪切力降低的原因可能是：使用一定離子強(qiáng)度的食鹽時(shí)，增加了肌肉中肌球蛋白的溶解性，提高了肉的保水性；降低膠原蛋白熱穩(wěn)定性；離子強(qiáng)度對(duì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水之間相互作用的影響。超聲對(duì)加速鮰魚片的嫩度也有一定的作用，超聲波的聲耦作用會(huì)使魚肉受迫振動(dòng)，空化時(shí)伴隨著強(qiáng)大的剪切應(yīng)力和壓力，可能會(huì)使溶酶體遭到破壞，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致肌纖維和結(jié)締組織斷裂，從而提高嫩化效果，剪切力變小[14]。

2.1.4 離心損失率

肉的保水性是指當(dāng)肌肉受到外力作用時(shí)保持原有水分的能力，影響肉的風(fēng)味、多汁性、嫩度、顏色、營養(yǎng)等食用品質(zhì)。離心損失率可以反映魚肉的保水性，離心損失率越低，其保水性越好。超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度對(duì)鮰魚片離心損失率的影響見圖4。

圖4 不同鹽濃度腌制液對(duì)魚肉離心損失率的影響

由圖4可知，與對(duì)照組相比，腌制后鮰魚片的離心損失率顯著下降(p<0.05)。一方面是因?yàn)槌曁幚硎刽~肉纖維出現(xiàn)破損、細(xì)胞結(jié)構(gòu)分解[15]，魚肉表面的鹽溶性蛋白或水溶性蛋白結(jié)合水的能力可能被削弱，持水性下降；另一方面，鹽水會(huì)使魚肉中的鹽溶性蛋白部分溶出，提高魚肉的持水性。但隨著鹽濃度的進(jìn)一步升高，魚肉的離心損失率間無顯著差異(p>0.05)。

2.1.5 色度

魚片表觀顏色是影響消費(fèi)者感官的主要因素之一。魚肉的色澤與脂肪氧化、蛋白質(zhì)變性以及肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化有很大關(guān)系。超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度對(duì)鮰魚片色度的影響見表1。

表1 不同鹽濃度腌制對(duì)魚肉色澤的影響

由表1可知，超聲輔助腌制后鮰魚片的色度值均發(fā)生了不同程度的變化，隨著鹽濃度的增加，L*值、b*值、W值呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，a*值呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。該結(jié)果與Holownia等[16]和Fernández等[17]的研究結(jié)果類似。隨著鹽濃度的增加，鮰魚片的亮度逐漸下降，逐漸偏紅、偏藍(lán)，白度降低。腌制液隔絕了魚肉與空氣中氧的接觸，抑制了脂肪氧化，故b*逐漸減小。此外，鹽溶性肌原纖維蛋白的溶解，導(dǎo)致肌原纖維蛋白與亞鐵血紅素反應(yīng)，同時(shí)魚肌肉中的血紅色素逐漸由內(nèi)向外遷移[18]，造成a*值上升。肉表面亮度的變化一方面是由于超聲波強(qiáng)烈的機(jī)械作用將肉塊中殘留的淤血充分釋放出來，另一方面可能是由于超聲波的“空化”作用產(chǎn)生的瞬間高溫高壓使肌球蛋白變性和亞鐵血紅素被取代或釋放[19]，這是造成L*值差異顯著的原因。

2.1.6 水分分布

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是一種可通過T2橫向弛豫時(shí)間檢測(cè)肉制品中水分子的移動(dòng)和分布狀態(tài)的無損檢測(cè)方法[20]。T2橫向弛豫時(shí)間與水和底物結(jié)合緊密程度有關(guān)，T2越小表明水分與底物結(jié)合得越緊密；P則代表3種不同狀態(tài)水所占的峰比例，通過所占峰比例的變化可以反映肉中不同狀態(tài)水分的相互轉(zhuǎn)化情況。超聲輔助下不同鹽濃度腌制對(duì)于鮰魚片水分分布的影響見表2。

表2 不同鹽濃度腌制對(duì)魚肉水分含量及水分分布的影響

由表2可知，隨著腌制液鹽濃度的增加，腌制后鮰魚片的橫向弛豫時(shí)間(T21、T22和T23)和峰比例(P21和P23)均顯著增加(p<0.05)，P22顯著降低(p<0.05)；當(dāng)腌制液濃度達(dá)到6%時(shí)，橫向弛豫時(shí)間(T21、T22和T23)和P22與腌制液濃度為4%時(shí)相比，差異不顯著(p>0.05)。本研究結(jié)果變化趨勢(shì)與李鵬等[21]的研究類似。鹽腌過程中，食鹽腌制液中的溶質(zhì)NaCl進(jìn)入到魚肉中，同時(shí)腌制液中的NaCl促進(jìn)魚肉中的水溶性蛋白肌漿蛋白、鹽溶性蛋白肌原纖維蛋白溶出，肌漿蛋白溶于水或低離子強(qiáng)度的中性鹽溶液中，肌原纖維蛋白溶于中等強(qiáng)度的鹽溶性溶液中，鹽溶性蛋白部分溶出導(dǎo)致肌纖維開始溶脹，對(duì)不可流動(dòng)水的束縛力逐漸減少，導(dǎo)致不可流動(dòng)水的自由度增加。水分、食鹽的滲入導(dǎo)致魚肉中水分重排，結(jié)合水、不可移動(dòng)水和自由水均向更大的橫向弛豫時(shí)間遷移。另外，超聲處理一定程度上破壞了肌纖維的完整結(jié)構(gòu)[22]，導(dǎo)致自由水向更長(zhǎng)的弛豫時(shí)間遷移。

2.2 腌制液的指標(biāo)變化

2.2.1 滲透壓

超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度下腌制液滲透壓的變化見圖5。

圖5 超聲輔助腌制過程中腌制液滲透壓的變化

由圖5可知，對(duì)照組的腌制液的滲透壓僅在10 atm內(nèi)，且在1 h的整個(gè)過程中變化不明顯。隨著鹽濃度的增加，鹽腌制液的初始滲透壓不斷升高，且上升效果十分顯著，這是因?yàn)閱挝惑w積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目越多，即溶液濃度越高，溶液滲透壓越高。不同濃度的鹽腌制液在1 h的超聲腌制過程中滲透壓均呈現(xiàn)先下降后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)腌制液濃度為4%時(shí)，溶液滲透壓的下降趨勢(shì)最明顯。起初NaCl進(jìn)入魚肉中引起滲透壓的變化大于蛋白溶出造成的滲透壓變化，溶液的滲透壓下降。隨著時(shí)間的推移，NaCl進(jìn)入魚肉引起的滲透壓變化與蛋白溶出造成的滲透壓變化趨于動(dòng)態(tài)平衡，因此一段時(shí)間后，腌制液的滲透壓趨于穩(wěn)定，這與出品率的變化結(jié)果是一致的。

2.2.2 蛋白質(zhì)濃度

超聲輔助腌制過程中不同鹽濃度下腌制液蛋白質(zhì)濃度的變化見圖6。

圖6 超聲輔助腌制過程中腌制液中蛋白濃度的變化

由圖6可知，隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，不同鹽濃度下腌制液中的蛋白質(zhì)濃度均逐漸上升，且在腌制1 h結(jié)束后，對(duì)照組腌制液中蛋白質(zhì)濃度最高，腌制液濃度為6%時(shí)蛋白質(zhì)濃度最低。超聲輔助腌制過程中，魚肉中的蛋白質(zhì)會(huì)不斷溶出進(jìn)入到腌制液中，且腌制液中的蛋白主要包括水溶性蛋白肌漿蛋白和鹽溶性蛋白肌原纖維蛋白，造成對(duì)照組腌制液蛋白濃度升高的主要是肌漿蛋白；隨著鹽濃度的上升，溶液產(chǎn)生“鹽溶”效應(yīng)，溶質(zhì)NaCl與蛋白質(zhì)之間產(chǎn)生靜電相互作用，阻礙了蛋白質(zhì)的絮凝和沉淀，蛋白質(zhì)溶解度上升。但是，當(dāng)食鹽含量進(jìn)一步上升時(shí)，帶正電的蛋白質(zhì)分子與大量帶負(fù)電荷的氯離子相互作用，從而導(dǎo)致靜電斥力降低，疏水相互作用增強(qiáng)，此時(shí)溶質(zhì)-溶質(zhì)反應(yīng)強(qiáng)于溶質(zhì)-溶液反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度降低。

2.3 水分分布

超聲輔助腌制前后腌制液中水分分布的變化見表3。

表3 超聲輔助腌制過程中腌制液中水分分布

由表3可知，超聲輔助腌制前，不同添加量的鹽溶液的T2均稍小于對(duì)照組的溶液，隨著鹽溶液濃度的上升，橫向弛豫時(shí)間T2也有所增加，但不同組別間的差異不顯著(p>0.05)。超聲輔助腌制后，腌制液的T2均有所下降，對(duì)照組的T2降低幅度要大于不同濃度鹽溶液腌制液的降幅，隨著鹽濃度的上升，腌制液的T2有所增加。腌制液的食鹽濃度逐漸升高，水分與食鹽結(jié)合程度增高，氫質(zhì)子受束縛力越大，水分活度降低，故在超聲輔助腌制前，隨著腌制液濃度的升高，T2值降低。超聲輔助腌制后，由于肌漿蛋白、肌原纖維蛋白的溶出，以及NaCl分子進(jìn)入叉尾鮰內(nèi)部，腌制液中氫質(zhì)子受束縛力增大，水分活度降低，T2值降低。與不同鹽濃度腌制液相比，由于純水中僅有叉尾鮰中蛋白的溶出，而無NaCl分子的進(jìn)入，故腌制前后對(duì)照組的T2降幅最大。

3 結(jié)論

當(dāng)腌制液中鹽濃度為4%時(shí)，腌制鮰魚片的pH較穩(wěn)定，出品率相對(duì)較高，離心失水率相對(duì)較低，顏色與新鮮樣品最接近，嫩化效果明顯，結(jié)合水比例較高。在整個(gè)腌制過程中，腌制液中溶質(zhì)NaCl進(jìn)入叉尾鮰的量大于蛋白溶出量。本研究結(jié)果可指導(dǎo)工業(yè)化生產(chǎn)調(diào)理鮰魚制品，具有十分重要的意義。