冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌理化性質(zhì)的影響

崔瑞穎，焦學(xué)芹，任 惠，淑 英，張志勝

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071000）

海灣扇貝（Argopecten irradias），屬瓣鰓綱，異柱目，扇貝科，扇貝屬。又稱大西洋內(nèi)灣扇貝，是我國重要的經(jīng)濟(jì)品種之一[1]。海灣扇貝具有產(chǎn)量豐富，營養(yǎng)價(jià)值高的特點(diǎn)[2-5]。但由于時(shí)域與地域的限制，必須進(jìn)行冷凍保鮮才能保證市場(chǎng)均衡供應(yīng)。目前中國對(duì)貝類的加工方式主要以冷凍為主，通常將貝類進(jìn)行速凍之后貯藏。

在凍藏過程中主要有兩個(gè)因素對(duì)海灣扇貝閉殼肌品質(zhì)的影響最大，一個(gè)是冷凍方式，另一個(gè)是貯藏過程中溫度的波動(dòng)。目前，工廠中常用的速凍方式為螺旋速凍平板速凍和鼓風(fēng)冷凍速凍。然而，這些冷凍方式容易造成肌肉蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，在解凍后汁液易流失，造成營養(yǎng)物質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)的損失。液氮速凍可較好地保持樣品的新鮮，對(duì)組織結(jié)構(gòu)破壞程度低，解凍后的產(chǎn)品基本能保持原有的品質(zhì)[6-10]。

本實(shí)驗(yàn)將新鮮的海灣扇貝閉殼肌進(jìn)行不同的冷凍處理：（-25±1）℃冰箱冷凍、（-35±1）℃冰柜冷凍、（-80±1）℃超低溫冷凍和液氮冷凍，研究各冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌理化特性的影響為研究海灣扇貝閉殼肌冷凍工藝提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

新鮮海灣扇貝 市售，將新鮮的海灣扇貝取完整閉殼肌，然后清洗，合并各閉殼肌至10cm×10cm×50m，分別置于（-25±1）℃冰箱、（-35±1）℃冰柜、（-80±1）℃超低溫冰箱和液氮冷凍，然后在（-25±1）℃條件下凍藏，每隔15d從低溫冰箱中取出樣品，20℃條件下解凍2h。

CR-400型色差儀（測(cè)頭φ=15mm） 北京光學(xué)儀器公司；（-25±1）℃冰箱、（-35±1）℃冰柜 海爾公司；（-80±1）℃超低溫冰箱 SANYO公司；DPL-175型焊接絕熱氣瓶液氮罐 張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司；組織攪碎機(jī)；水分活度儀；pH計(jì)；電子天平（d=0.001g）；質(zhì)構(gòu)儀 TMS-Pro。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 解凍損失率的測(cè)定 參考高瑞昌[11]的方法，將冷凍海灣扇貝閉殼肌放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，加蓋后置于室溫下自然解凍，2h后取出，用濾紙輕輕拭去閉殼肌表面液體后稱重，按以下公式計(jì)算解凍損失率。

式中：X—解凍損失率（%）；m—解凍前海灣扇貝閉殼肌的質(zhì)量（g）；m1—解凍后海灣扇貝閉殼肌的質(zhì)量（g）。

1.2.2 水分活度值的測(cè)定 采用水分活度儀對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的水分活度進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 pH的測(cè)定 按文獻(xiàn)[12]的方法，將搗碎的蝦肉用中性蒸餾水制備成1∶10浸提液，靜置30min，過濾，用精密酸度計(jì)測(cè)定濾液的pH。

1.2.4 色差值的測(cè)定 按文獻(xiàn)[13]的方法，采用美能達(dá)（MINOLTA）色彩色差儀（CR-400）對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行色澤的測(cè)定。測(cè)定解凍后海灣扇貝閉殼肌的亮度值（L*）、黃藍(lán)值（b*）、總色差值（△E），每個(gè)樣進(jìn)行 8次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 硬度、彈性和咀嚼性的測(cè)定 按文獻(xiàn)[14-18]的方法，TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)試又被稱為兩次咀嚼測(cè)試（Two Bite Test，TBT）主要是通過模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)固體半固體樣品進(jìn)行兩次壓縮，測(cè)試與微機(jī)連接，通過界面輸出質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線[12]。

本實(shí)驗(yàn)用采用TMS-Pro型物性分析儀TPA模式對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行硬度、彈性和咀嚼性的測(cè)定。測(cè)定條件為：用平底柱形探頭P/5（5mm直徑），測(cè)前速率3mm/s；測(cè)試速率1.00mm/s；測(cè)后速率1.00mm/s；壓縮變形率40%；停留間隔時(shí)間5s，負(fù)重探頭類型為Auto-5g，數(shù)據(jù)收集率為200，環(huán)境溫度為18～20℃每個(gè)樣品測(cè)試3次，取平均值。

1.2.6 鹽溶性蛋白含量的測(cè)定 按文獻(xiàn)[19]的方法提取鹽溶性蛋白，鹽溶性蛋白含量的測(cè)定采用雙縮脲法[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌解凍損失率的影響

圖1 不同貯藏時(shí)間冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌解凍損失率的影響Fig.1 Effect of different freezing processes on the thawing loss rates of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌解凍損失率的影響見圖1。

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的解凍損失率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，相同貯藏時(shí)間條件下，（-25±1）℃冰箱冷凍、（-35±1）℃冰柜冷凍、（-80±1）℃超低溫冷凍和液氮冷凍處理的樣品解凍損失率依次下降，液氮冷凍處理組失水率最低，經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，4種冷凍處理樣品間解凍損失率的差異均顯著（p＜0.05）。

凍結(jié)溫度對(duì)冷凍樣品中水分形態(tài)的影響很大，溫度越低，形成的冰晶體積越小，對(duì)樣品的組織損傷越小。在解凍過程中，樣品的結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，汁液損失小。

2.2 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌水分活度值的影響

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌水分活度值的影響見圖2。

圖2 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌水分活度值的影響Fig.2 Effect of different freezing processes on the Aw of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由圖2可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的水分活度值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在貯藏時(shí)間達(dá)到60d時(shí)，樣品的水分活度值顯著下降。水分活度值與樣品的持水力相關(guān)。冷凍溫度越低，樣品通過最大冰晶生成帶的速凍越快，形成的冰晶更小，引起的機(jī)械損傷小，持水力更好。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，相同貯藏時(shí)間條件下，（-25±1）℃冰箱冷凍、（-35±1）℃冰柜冷凍、（-80±1）℃超低溫冷凍和液氮冷凍處理的樣品水分活度值依次上升。經(jīng)SPSS17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，除了（-35±1）℃冰柜冷凍和（-80±1）℃超低溫冷凍處理樣品間差異不顯著外（p＞0.05），其他處理樣品間差異均顯著（p＜0.05）。

2.3 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌pH的影響

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌pH的影響見圖3。

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的pH趨勢(shì)先略有下降，然后開始上升，但是變化幅度均不大。這是因?yàn)楫?dāng)水產(chǎn)品生命活動(dòng)停止時(shí)，血液循環(huán)停止后供養(yǎng)不足，組織進(jìn)行無氧呼吸，糖原分解產(chǎn)生乳酸，使pH下降；隨時(shí)間延長，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生堿性物質(zhì)后，pH緩慢上升。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，相同貯藏時(shí)間條件下，液氮冷凍處理的樣品pH最低。經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，4種冷凍處理樣品間pH的差異均顯著（p＜0.05）。

圖3 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌pH的影響Fig.3 Effect of different freezing processes on the pH of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

2.4 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌色澤的影響

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌色澤的影響見圖4、圖5。

圖4 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌亮度值的影響Fig.4 Effect of different freezing processes on the L*of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

圖5 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌色差值的影響Fig.5 Effect of different freezing processes on the△E of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由圖4可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的亮度值略有下降，但下降幅度不大。分析其原因，亮度值可能與樣品的水分含量有一定的相關(guān)性。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，液氮冷凍處理樣品亮度值變化最小。亮度值的改變可能與閉殼肌的水分損失有關(guān)，且趨勢(shì)與解凍損失率的趨勢(shì)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，液氮冷凍處理樣品與其他3種冷凍處理樣品間亮度值的差異均顯著（p＜0.05），其他冷凍處理樣品間差異不顯著（p＞0.05）。

由圖5可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的總色差值呈先下降后上升的趨勢(shì)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，相同貯藏時(shí)間條件下，4種冷凍處理的樣品間變化不大。經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，（-25±1）℃冰箱冷凍處理樣品與其他3種冷凍處理樣品間色差值的差異均顯著（p＜0.05），其他冷凍處理樣品間差異不顯著（p＞0.05）。

2.5 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌質(zhì)構(gòu)的影響

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌質(zhì)構(gòu)的影響見圖6～圖8。

圖6 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌硬度的影響Fig.6 Effect of different freezing processes on the hardness of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

圖7 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌彈性的影響Fig.7 Effect of different freezing processes on the springiness of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

圖8 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌咀嚼性的影響Fig.8 Effect of different freezing processes on the chewing of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由圖6～圖8可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的硬度和咀嚼性變化幅度不大，彈性下降趨勢(shì)明顯。分析其原因，可能與凍藏過程中蛋白質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和冷凍對(duì)持水力的影響有關(guān)。經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，液氮冷凍處理樣品與其他3種冷凍處理樣品間硬度和咀嚼性的差異均顯著（p＜0.05），其他冷凍處理樣品間差異不顯著（p＞0.05）；4種冷凍處理樣品間彈性的差異均不顯著（p＞0.05）。

2.6 不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌鹽溶性蛋白含量的影響

不同貯藏時(shí)間及不同冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌質(zhì)構(gòu)的影響見圖9。

圖9 不同貯藏時(shí)間及冷凍方式對(duì)海灣扇貝閉殼肌鹽溶性蛋白含量的影響Fig.9 Effect of different freezing processes on the salt solubility protein of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由圖9可以發(fā)現(xiàn)，隨貯藏時(shí)間的延長，海灣扇貝閉殼肌的鹽溶性蛋白含量呈下降趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)明顯。經(jīng)SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，4種冷凍方式處理組的樣品間鹽溶性蛋白含量的差異均顯著（p＜0.05）。

鹽溶性蛋白含量與蛋白質(zhì)變性程度有很強(qiáng)的相關(guān)性。在凍結(jié)過程中會(huì)引起海灣扇貝閉殼肌的蛋白質(zhì)變性，關(guān)于蛋白質(zhì)變性的機(jī)理說法很多，主要包括結(jié)合水分離學(xué)說、細(xì)胞液濃縮學(xué)說及水和水合水的相互作用[21]。

3 結(jié)論

（-25±1）℃冰箱冷凍、（-35±1）℃冰柜冷凍、（-80±1）℃超低溫冷凍和液氮冷凍處理的樣品解凍損失率、pH及鹽溶性蛋白含量的差異均顯著（p＜0.05）；對(duì)樣品水分活度值，除了（-35±1）℃冰柜冷凍和（-80±1）℃超低溫冷凍處理樣品間差異不顯著外（p＞0.05），其他處理樣品間差異均顯著（p＜0.05）；對(duì)樣品亮度值、硬度和咀嚼性的測(cè)定，液氮冷凍處理樣品與其他3種冷凍處理樣品間差異均顯著（p＜0.05），其他冷凍處理樣品間差異不顯著（p＞0.05）；對(duì)樣品色差值的測(cè)定，（-25±1）℃冰箱冷凍處理樣品與其他3種冷凍處理樣品間差異均顯著（p＜0.05），其他冷凍處理樣品間差異不顯著；對(duì)樣品彈性的測(cè)定，4種冷凍處理樣品間差異均不顯著（p＞0.05）。

通過研究表明，液氮冷凍處理對(duì)于海灣扇貝閉殼肌的理化性質(zhì)變化最小，更接近新鮮閉殼肌的品質(zhì)；（-35±1）℃冰柜冷凍和（-80±1）℃超低溫冷凍處理樣品間品質(zhì)變化差異不大。從經(jīng)濟(jì)和安全方面的綜合考慮，液氮不適宜市場(chǎng)推廣，（-35±1）℃冰柜冷凍能夠較好的保障海灣扇貝閉殼肌的品質(zhì)。

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