輕腌大黃魚加工過程中的品質(zhì)變化

張曦鵬,黃海潮,郭全友*,宋曉燕,楊柳,鄭堯,楊絮

1(上海理工大學(xué) 健康科學(xué)與工程學(xué)院,上海,200093)2(中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 東海水產(chǎn)研究所,上海,200090)

大黃魚(Larimichthyscrocea)俗稱黃花魚,體色金黃、金鱗朱唇、肉質(zhì)鮮美,素有“國魚”之美譽,為我國最大規(guī)模的海水養(yǎng)殖魚類和八大優(yōu)勢出口養(yǎng)殖水產(chǎn)品之一[1]。2020年我國養(yǎng)殖大黃魚產(chǎn)量達25.4萬t,同比2019年上漲12.64%[2]。當(dāng)前,大黃魚以凍品銷售為主,凍品通過抑制微生物生長繁殖和酶促反應(yīng)使其貨架期延長、銷售范圍增大,但凍結(jié)和凍藏過程中伴隨著的冰晶生長和蛋白變性會使其質(zhì)構(gòu)、持水性、色澤等食用品質(zhì)發(fā)生劣變[3]。因而,鹽制、冷凍調(diào)理和發(fā)酵成為目前大黃魚加工制品的主要形式,根據(jù)SC/T 3216—2016 《鹽制大黃魚》標準中鹽制品分為鹽漬大黃魚、半干大黃魚和干大黃魚三類產(chǎn)品。其中,輕腌大黃魚屬于半干大黃魚,具有低鹽(≤6%)和水分適中(40%～60%)等特點,色澤更柔和、風(fēng)味俱佳,符合人們對低鹽和方便即食的消費需求。

原料、腌制和干燥是輕腌大黃魚加工過程中3個關(guān)鍵控制點,對確保產(chǎn)品品質(zhì)、抑制腐敗菌生長尤為重要。大黃魚在養(yǎng)殖、捕撈過程中,黏附多種腐敗菌,如腸桿菌和產(chǎn)H2S細菌(H2S-producing bacteria,HSPB),在運輸貯藏期間參與魚體的腐敗變質(zhì)進程[4];腌制過程中,食鹽滲入魚體內(nèi),食品中一部分水析出,水分活度(water activity,Aw)降低,抑制腐敗菌的生長繁殖,保持產(chǎn)品鮮度和改善產(chǎn)品彈性等質(zhì)構(gòu)特性[5];輕腌大黃魚腌制后需干燥處理,冷風(fēng)干燥可降低魚肉水分活度,使腐敗菌增殖受到抑制,可有效防止魚肉腐敗變質(zhì)[6],且脫去部分水后,利于保持魚體和組織狀態(tài)的完好。感官、理化和微生物指標是評價輕腌大黃魚品質(zhì)的重要手段,其中微生物群落組成和數(shù)量與產(chǎn)品品質(zhì)密切相關(guān)。何木等[7]研究了低鹽鹽漬大黃魚在5、15、25 ℃下貯藏的感官、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸及菌落總數(shù)(total colony count,TVC),并對其貯藏期間菌落進行計數(shù),探究低鹽腌漬大黃魚的鮮度變化與其腐敗細菌的關(guān)系。目前,針對大黃魚的養(yǎng)殖、低溫貯藏及腐敗菌種類等研究較多,而對輕腌大黃魚加工中腌制、干燥等關(guān)鍵控制點品質(zhì)特性和微生物變化的報道較少。因此,探究不同加工條件(鹽質(zhì)量濃度、水分含量)對輕腌大黃魚品質(zhì)特性的影響,探究加工過程中菌落數(shù)量的變化規(guī)律具有重要意義。

本文以輕腌大黃魚為研究對象,探究不同鹽質(zhì)量濃度(0、6、15 g/L)和水分含量(40%、60%)對其感官、質(zhì)構(gòu)、pH、Aw、TVB-N含量、水分分布和微生物數(shù)量的影響,為提高輕腌大黃魚產(chǎn)品和改良加工方式提供實踐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冰鮮大黃魚購自上海市楊浦區(qū)東方國際水產(chǎn)市場,規(guī)格為0.3～0.5 kg/尾;食鹽,上海市楊浦區(qū)大潤發(fā)流通事業(yè)股份有限公司。

AgNO3標準滴定溶液(0.1 mol/L)、鉻酸鉀、NaCl、高氯酸、硼酸、酚酞、甲基藍、亞甲基紅,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、鐵瓊脂培養(yǎng)基,青島海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ZM-100全自動不銹鋼反壓高溫蒸煮鍋,廣州標記包裝設(shè)備有限公司;HE53/02水分測定儀,梅特勒-托利儀器(上海)有限公司;LabMaster 水分活度儀,大昌華嘉商業(yè)(中國)有限公司;KDN-103F自動定氮儀,上海纖檢儀器有限公司;TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀,美國Food Technology Corporation;Phs-3CpH測定儀,儀電科學(xué)儀器股份有限公司;PQ001-20-25V 核磁共振食品分析儀,蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;PMB35水分含量測定儀,英國愛得姆衡器公司;SW-CJ-1FB超凈臺,上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;MIR-153高精密度低溫培養(yǎng)箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 樣品處理

冰鮮大黃魚流水解凍后去除魚鱗和內(nèi)臟,用清水沖洗干凈后,沿背脊將整條魚剖開,瀝水后修整并稱重。

1.4 實驗方法

1.4.1 實驗方案設(shè)計

通過前期工廠及商超調(diào)研,模擬輕腌大黃魚加工過程,實驗流程分為原料、腌制和干燥3個階段。具體實驗流程如圖1所示,冰鮮魚流水解凍后(A)作為加工過程的起始點。腌制組YI、Y2在A組基礎(chǔ)上分別置于鹽質(zhì)量濃度為6、15 g/L鹽水中腌制,不加鹽為腌制環(huán)節(jié)中空白對照(C)。腌制完成后將C、Y1和Y2組,每組干燥為40%和60% 2種水分含量。

圖1 實驗設(shè)計流程Fig.1 Schematic representation of the experimental design

圖2 輕腌大黃魚不同加工階段溫度-時間履歷Fig.2 Temperature and time history of lightly salted large yellow croaker in different processing stages

1.4.2 感官評價

參考SC/T 3216—2016《鹽制大黃魚》感官評價標準,由10位經(jīng)過培訓(xùn)的感官評定人員組成評定小組,對大黃魚的色澤、形態(tài)、外觀、風(fēng)味和雜質(zhì)5個方面進行打分,評價采取5分制,1分為最高分,5分為感官拒絕點。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.4.3 pH值

pH值測定方法參考郭全友等[8],并適當(dāng)修改,稱取(5.00±0.02) g魚肉,每組樣品3個平行,加入45 mL蒸餾水,均勻靜置30 min后過濾取濾液,用pH計進行測定。

1.4.4 離心損失率

將樣品切塊(1 cm×1 cm×0.5 cm),每組樣品3個平行,稱重后于離心管中,在離心管底部放入吸水紙,以8 000 r/min離心20 min,稱取離心后樣品的質(zhì)量。通過公式(1)計算離心損失率。

(1)

式中:m0,離心前樣品質(zhì)量;m1,離心后樣品質(zhì)量。

1.4.5 水分含量

取背肌魚肉去皮,攪碎均勻后取(1.00±0.05) g均勻涂抹于托盤中,扣緊儀器蓋,在(105±0.1) ℃下測定,當(dāng)讀數(shù)穩(wěn)定時從顯示屏上直接讀出樣品的水分含量,每組樣品平行測定3次。

1.4.6Aw

取背肌魚肉去皮,攪碎后平鋪于樣品盒內(nèi),以完全覆蓋盒底為標準,將樣品盒蓋打開口放入水分活度儀中,在(25±0.1) ℃下測定,當(dāng)讀數(shù)穩(wěn)定時從顯示屏上直接讀出樣品的Aw,每組樣品平行測定3次。

1.4.7 質(zhì)構(gòu)

取背肌魚塊(2 cm×2 cm×1 cm)去皮,每組樣品3個平行,拭干后采用全質(zhì)構(gòu)面剖析法(TPA模式)進行測試,采用P/5探頭,測試速度50 mm/min,形變量50%,回程距離30 mm。

1.4.8 水分分布

參考LIANG等[9]稍作修改,將魚肉樣品切成(2 cm×2 cm×1 cm)大小,每組樣品3個平行置于核磁試管中,32 ℃水浴至恒溫后置于核磁共振分析儀中,在GPMG序列下分析橫向弛豫時間,EC=6 000、NS=4、SW=250 kHz,使用核磁共振分析測量軟件及CPMG序列采集樣品信號, 采用SIRT 1000000進行反演。

1.4.9 TVB-N含量

參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的半微量凱式定氮法測定。

1.4.10 菌落計數(shù)

在無菌環(huán)境下,取10 g剪碎的肉樣,置于90 mL無菌生理鹽水的錐形瓶中,振搖30 min,按照一定的梯度稀釋,選擇2～3個合適梯度,分別取100 μL涂布于平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基和鐵瓊脂培養(yǎng)基上,置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(48±1) h后進行菌落計數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25軟件進行數(shù)據(jù)處理及顯著性分析(P<0.05),測定結(jié)果均以“平均值±標準偏差”來表示,并用OriginPro 2022軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 輕腌大黃魚加工中溫度-時間履歷

采用紅外測溫儀對原料、前處理、加工過程中各階段魚體溫度進行測定,魚體全程時間-溫度履歷見圖1。為降低品質(zhì)劣變及微生物污染在-18 ℃條件下貯藏,冰封包裝1 h運達實驗室;冰鮮魚經(jīng)室溫流水解凍后三去,并迅速用清水沖洗干凈,期間魚體溫度上升至(11.9±0.3) ℃;分別置于質(zhì)量濃度為0、6、15 g/L(C、Y1、Y2)的鹽水中浸漬,料液比1∶3(g∶g),在(4.0±0.1) ℃條件下腌制12 h;冷風(fēng)干燥的溫度為(22.1±0.2) ℃,Y1分別干燥34、15 h,得到最終產(chǎn)品的水分含量分別為40%和60%(Y1G1、Y1G2),而Y2干燥至水分含量至40%和60%(Y2G1、Y2G2)需13 h和32 h,對照組(C1G1、C1G2)干燥至相應(yīng)水分含量分別耗時40和19 h。整個過程中的低溫條件延緩了細菌的生長與增殖,且酶活性相對較弱,利于保證產(chǎn)品在流通和貯藏中的安全和品質(zhì)[10]。輕腌大黃魚產(chǎn)品實施危害分析與關(guān)鍵點控制(hazard analysis and critical control point,HACCP)體系管理,原料接收、三去、清洗腌制和干燥等加工過程均是關(guān)鍵控制點,在進行此類產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)時,必須嚴格遵守衛(wèi)生標準操作規(guī)范,并對生產(chǎn)過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)及時采取糾偏措施,切實保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2 感官評價

感官評價可以在一定程度上較為直觀地反應(yīng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣,可作為輕腌大黃魚在加工過程中品質(zhì)變化的首要依據(jù)[11]。由表2可知,A組魚體光澤和顏色較佳,魚肉組織形態(tài)和彈性都呈現(xiàn)較好的狀態(tài),蒸煮后魚腥味較重,不為大多數(shù)人所接受;腌制結(jié)束后對照組C由于長時間水中浸泡,魚肉暗淡無光澤,肉質(zhì)松散,浸泡液底部有較多碎肉沉淀,且魚腥味較重;Y1組感官評價略優(yōu)于Y2組,Y1組的魚肉有光澤,魚香味較濃郁,彈性和肌肉的組織形態(tài)也相對較好;干燥過后由于魚肉水分含量相對降低,腹部兩側(cè)肌肉色澤略顯暗淡,但Y1G2組感官評分明顯優(yōu)于其他組,蒸煮后咸香味較濃郁,整體外形完整飽滿,肌肉組織緊密,呈現(xiàn)良好的彈性。綜合考慮外觀、質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)特征,選擇鹽質(zhì)量濃度為6 g/L進行腌制,干燥至水分含量為60%的產(chǎn)品較為理想。

表2 輕腌大黃魚不同加工階段感官評價Table 2 Sensory evaluation of lightly salted large yellow croaker in different processing stages

2.3 持水力、水分分布和質(zhì)構(gòu)特征

持水能力被認為與蛋白質(zhì)性質(zhì)和組織微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),尤其是肌纖維的膨脹[12],圖3-a所示,腌制階段對照組C離心損失率最高,當(dāng)鹽水質(zhì)量濃度增加至15 g/L離心損失率顯著降低至(14.43±0.51)%(P<0.05),表明隨著鹽質(zhì)量濃度的增加,大黃魚肌肉持水力逐漸增加。因為食鹽水會導(dǎo)致蛋白與水的結(jié)合能力增強,且NaCl是一種親水性離子物質(zhì),可使肌肉中結(jié)合水增多,同時不斷促進鹽溶性蛋白的溶出,從而導(dǎo)致持水力增加[13]。冷風(fēng)干燥后40%水分含量的魚肉離心損失率顯著降低(P<0.05),因為在較低水分含量情況下部分不易流動水轉(zhuǎn)換成結(jié)合水,自由水含量降低,從而肌肉中的水不易損失,導(dǎo)致其持水力增強。

a-離心損失率;b-水分分布變化

圖3-b是低場核磁共振測定T2橫向弛豫時間圖譜,弛豫時間的變化表征不同鹽分和水分條件下水分的遷移情況,而峰面積代表著不同狀態(tài)水的含量。共產(chǎn)生了3個峰,分別對應(yīng)3種水分相態(tài),即結(jié)合水T21(0.01～10 ms)、不易流動水T22(10～100 ms)和自由水T23(>100 ms)。圖3-b可知,不加鹽腌制,肌肉組織中不易流動水含量最高,鹽質(zhì)量濃度增加至15 g/L時,不易流動水含量下降。結(jié)合峰總面積及相應(yīng)組分所占總水的百分比(表3),與對照組C相比,隨著鹽水質(zhì)量分數(shù)的增加,S總總體下降,同時,自由水S23比例呈減小趨勢,而結(jié)合水S21比例增加,表明腌制處理使得自由水轉(zhuǎn)化為不易流動水。比較峰面積可知,干燥后峰總面積、不易流動水峰面積均有不同程度的下降,說明不易流動水在干燥過程中不斷遷移為自由水被脫去。隨著干燥時間延長,水分含量為40%時,T22峰呈現(xiàn)左移趨勢,表征T22弛豫時間逐漸縮短,這與干燥處理使得肌肉中水分含量減少、逐漸失去彈性、出現(xiàn)皺縮等現(xiàn)象一致。

表3 總水分面積及相應(yīng)組分所占總水分的百分比Table 3 The total moisture area and the percentage of the corresponding components in the total moisture

質(zhì)構(gòu)參數(shù)是用來衡量魚肉品質(zhì)的重要指標之一,肌纖維越粗、結(jié)構(gòu)越緊致則所需的咀嚼力越大,而彈性和硬度則受肌肉的持水性、微觀結(jié)構(gòu)的破環(huán)程度影響較大[14]。表4顯示在不同腌制和干燥條件下質(zhì)構(gòu)(彈性、硬度、咀嚼性)變化,冰鮮大黃魚肉質(zhì)緊實,呈現(xiàn)較好質(zhì)構(gòu)特性,腌制后對照組C組質(zhì)構(gòu)特性均顯著低于實驗組,Y1組硬度、彈性和咀嚼性顯著高于Y2組,腌制過程中高質(zhì)量濃度鹽水(15 g/L)對魚肉質(zhì)構(gòu)的變化具有較大影響,可能是由于在腌制時,水分不斷從魚肉中滲出,導(dǎo)致其失去原有的組織狀態(tài),造成硬度、彈性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)下降[15]。胡曉飛等[16]研究食鹽濃度對大菱鲆食用品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)高鹽導(dǎo)致肌肉質(zhì)構(gòu)特性下降,和本實驗結(jié)果一致。在干燥過程中,魚肉質(zhì)構(gòu)特性與水分、蛋白質(zhì)及肌肉組織狀態(tài)等因素有關(guān)[17]。從大黃魚的硬度、彈性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)的差異性結(jié)果分析來看,Y1G2組的硬度顯著低于其他組(P<0.05),彈性為(0.94±0.01) mm,達到最高。這是因為Y1G2干燥時間較短,水分流失少,肌肉纖維結(jié)構(gòu)完整,口感鮮嫩多汁,具有良好的質(zhì)構(gòu)特性。因此,適宜質(zhì)量濃度的鹽水(6 g/L)腌制后經(jīng)冷風(fēng)干燥水分含量控制為60%,魚肉硬度和咀嚼性呈現(xiàn)較好的適口性,同時能保持良好的彈性。

表4 輕腌大黃魚不同加工階段魚肉質(zhì)構(gòu)變化Table 4 Texture changes of lightly salted large yellow croaker at different processing stages

2.4 pH、Aw和TVB-N變化

圖4-a顯示,整個加工過程中pH變化,總體呈現(xiàn)下降趨勢,冰鮮魚pH為6.99,Y1、Y2組pH顯著降低為6.52、6.44(P<0.05),因為魚類死亡后首次呈僵直狀態(tài),肌肉中的糖原因無氧分解產(chǎn)生乳酸,導(dǎo)致pH下降。C組pH顯著高于實驗組,這可能是因為腌制液濃度抑制微生物生長,魚肉中蛋白質(zhì)在微生物作用下被分解產(chǎn)生胺類等堿性物質(zhì)含量較少,從而對照組pH值較高。由圖4-b可知,Y1和Y2的水分活度分別為0.963和0.942,魚肉水分活度隨著鹽含量的增加而下降,且鹽質(zhì)量濃度越高,水分活度下降效果越顯著,這是因為魚肉內(nèi)外滲透壓差很大,必須通過失水來達到內(nèi)外滲透壓的平衡;而腌制液的濃度越高,其滲透壓越大,導(dǎo)致水分活度進一步降低[18]。圖4-c顯示,腌制過程中Y1和Y2組的TVB-N值分別為9.65 mg/100 g和8.71 mg/100 g, 一方面是因為鹽質(zhì)量濃度的增加會導(dǎo)致使蛋白質(zhì)分解的酶的活性降低;另一方面較低pH和水分活度導(dǎo)致部分腐敗菌的生長繁殖受到抑制甚至死亡,從而減少氨以及胺類等堿性含氮代謝物質(zhì)的積累[19]。

a-pH;b-Aw;c-TVB-N

在冷風(fēng)干燥過程中,蛋白質(zhì)在內(nèi)源酶或微生物的作用下生成含氮的堿性物質(zhì),相比于腌制環(huán)節(jié)pH有所上升[20],并且隨著干燥時間的延長,水分含量為40%組pH較高,這是因為伴隨著長時間干燥,降解的堿性物質(zhì)不斷積累導(dǎo)致。干燥后實驗組4組產(chǎn)品水分活度均小于0.950,其中Y1G1組與Y2G1組水分活度小于0.910,顯著低于Y1G2和Y2G2(P<0.05),Y2G1組由于水分活度較低,不利于微生物生長繁殖,從而保持良好的新鮮度。相對于腌制環(huán)節(jié),干燥后魚肉TVB-N含量較腌制環(huán)節(jié)有較大幅度上升,可能是腌制期間大黃魚環(huán)境溫度(4 ℃)較低,導(dǎo)致蛋白質(zhì)降解生成的堿性物質(zhì)較少,腐敗過程比較緩慢,冷風(fēng)干燥后,微生物進一步增殖,新鮮度發(fā)生變化,導(dǎo)致TVB-N含量上升。Y1G1組TVB-N含量顯著高于Y1G2,這可能是由于在長時間的干燥過程中,蛋白質(zhì)分解后產(chǎn)生二甲胺、三甲胺等胺類物質(zhì)積存,導(dǎo)致TVB-N含量升高,Y2G1與Y2G2也呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律。

2.5 菌落計數(shù)

新鮮漁獲物中的細菌組成多樣,包含漁獲物生長環(huán)境中的細菌和魚體自帶的細菌[21],大多數(shù)腐敗菌在水分活度低、鹽濃度高的環(huán)境中生長發(fā)育受到一定的抑制。產(chǎn)HSPB是海水魚類最重要的腐敗菌之一,主要包括希瓦氏菌屬、沙雷氏菌屬、氣單胞菌屬等,具有較強的蛋白質(zhì)水解活性,并產(chǎn)生三甲胺和H2S[22]。輕腌大黃魚在不同加工階段和條件下,TVC和HSPB測定結(jié)果見圖5,與冰鮮魚中的TVC[(5.07±0.01) lg CFU/g]和HSPB[(3.19±0.04) lg CFU/g]相比,清洗腌制后TVC和HSPB均顯著降低(P<0.05);其中Y2組TVC和HSPB分別降到(3.49±0.04)和(2.31±0.05) lg CFU/g。說明腌制在一定程度上能夠抑制微生物的生長,并且鹽質(zhì)量濃度越高,對細菌的抑制作用越強,因為腌制改變了滲透壓造成低耐鹽性的細菌死亡,當(dāng)鹽水濃度較低時,未能造成細菌脫水死亡,該條件下大部分細菌仍能維持正常生長繁殖。干燥到低水分含量需要更長時間,魚體暴露在空氣中,更多的微生物黏附在魚體表面,較腌制后微生物數(shù)量在一定范圍內(nèi)增長。其中對對照組C1G1干燥時間最長,TVC和HSPB分別到達(4.84±0.03) lg CFU/g和(3.57±0.11) lg CFU/g,Y2G1和Y2G2組由于高鹽含量抑制部分微生物生長繁殖,TVC和HSPB有所降低,其中Y2G2菌落總數(shù)僅為(3.88±0.04) lg CFU/g。表明腌制和干燥在一定范圍內(nèi)能夠延長輕腌大黃魚產(chǎn)品貨架期,抑制其腐敗變質(zhì)。

圖5 輕腌大黃魚不同加工階段TVC和HSPB變化Fig.5 Changes of TVC and HSPB at different processing stages of lightly salted large yellow croaker注:大寫字母不同表示不同組間TVC變化差異顯著(P<0.05),小寫字母不同表示不同組間HSPB變化差異顯著。

3 結(jié)論

腌制和干燥對魚肉品質(zhì)的影響均較顯著,6 g/L鹽水腌制的大黃魚,其肌肉的水分活度、持水力和pH變化較小,腌制后魚肉的彈性增加,微生物數(shù)量降低,TVB-N≤13 mg/100 g,為一級品。說明低鹽腌制對大黃魚品質(zhì)破壞程度較小,口感佳。干燥完成后,水分含量為60%的輕腌大黃魚由于水分含量較高,水分活度、pH和持水力仍保持在良好的范圍內(nèi);由于干燥時間較長,魚肉暴露在空氣中,導(dǎo)致微生物數(shù)量上升,TVB-N含量增加,但仍在可接受范圍之內(nèi),并且魚肉的口感呈現(xiàn)最佳狀態(tài),彈性和硬度與冰鮮魚最為接近。綜上,輕腌大黃魚腌制時選擇質(zhì)量濃度為6 g/L的食鹽水,干燥后的水分含量為60%的產(chǎn)品最為適宜,能較好地保持產(chǎn)品的品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和口感。該研究為輕腌大黃魚魚肉品質(zhì)的控制提供技術(shù)依據(jù)。