凍藏鰹魚(Katsuwonus pelamis)熱處理過(guò)程中的品質(zhì)特性變化及組胺消長(zhǎng)規(guī)律研究*

王 婷 謝 超① 張 賓 楊金生 傅永國(guó)

(1. 浙江省海產(chǎn)品健康危害因素關(guān)鍵技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院 舟山 316022;2. 舟山市千島水產(chǎn)有限公司 舟山 316200)

鰹魚(Katsuwonus pelamis),俗稱炸彈魚,屬鱸形總目、金槍魚亞目、金槍魚科,其產(chǎn)量占金槍魚漁業(yè)的 40%之多,是金槍魚海洋捕撈中最為重要的目標(biāo)魚種之一。眾所周知,金槍魚的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高(方健民等,2006; 洪鵬志等,2006),鰹魚也不例外,鰹魚肉呈紅色,蛋白質(zhì)含量很高,富含 VA、VD等維生素和微量元素,營(yíng)養(yǎng)豐富,深受消費(fèi)者喜愛(ài)。國(guó)外對(duì)鰹魚的研究也十分廣泛,目前的研究有漁業(yè)資源(Humber,2004)、鰹魚魚卵中凝集素的分離與表征(Junget al,2003)、鰹魚的繁殖能力(Maitaneet al,2014)等方面,國(guó)內(nèi)有高萌等(2014)研究了流化冰保鮮對(duì)鰹魚蛋白質(zhì)的功能特性的影響,沈建華等(2006)研究分析了中西太平洋鰹魚的漁獲量,全晶晶等(2012)研究了加工溫度對(duì)鰹魚揮發(fā)性成分的測(cè)定,表明從鰹魚肉中分離出的醇類、醛類等揮發(fā)性成分的含量隨溫度發(fā)生了變化,從而賦予不同溫度下鰹魚的特征風(fēng)味。國(guó)內(nèi)學(xué)者孫麗等(2010)研究了溫度對(duì)鰹魚肉蛋白質(zhì)熱變性的影響,結(jié)果表明隨著溫度的增加,鰹魚蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性,肌肉收縮,導(dǎo)致其重量和水分含量減少,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值流失?？姾氐?2014)也對(duì)蒸煮過(guò)程中金槍魚的品質(zhì)進(jìn)行了研究。近年來(lái),鰹魚制成罐頭深受消費(fèi)者的青睞,金槍魚罐頭加工工藝的研究已經(jīng)很成熟(王錠安,1998; 陳儀男,2003)。熱處理是鰹魚加工過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié),在熱處理時(shí)如果加熱溫度與方式不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致魚肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值損失,同時(shí)組胺類物質(zhì)的生成也使產(chǎn)品存在質(zhì)量安全問(wèn)題,組胺的產(chǎn)生機(jī)制(謝超等,2009)和檢測(cè)方法(李志軍等,2009; 劉書臣等,2013; 胡家偉等,2014)前人已經(jīng)研究得十分深入。特別是在實(shí)際生產(chǎn)中,鰹魚的熱加工過(guò)程會(huì)因?yàn)樘幚頃r(shí)間和溫度的不同造成其外觀尺寸、咀嚼性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等發(fā)生很大的差異,在這個(gè)過(guò)程中重量和水分的減少也會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的出品率,這對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)意味著巨大的損失。因此研究鰹魚在熱加工過(guò)程中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化情況和終產(chǎn)品的安全性很有必要,目前這方面的研究尚少。本文以凍藏鰹魚為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)鰹魚的外形尺寸、重量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、質(zhì)構(gòu)、酸度等隨中心溫度的變化情況進(jìn)行研究分析,旨在探索出一種合理的熱處理加工工藝,使得在生產(chǎn)加工過(guò)程中,鰹魚產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)更好,安全性更高。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

鰹魚(Katsuwonus pelamis),由舟山市越洋食品有限公司提供,于–18°C下冷凍保藏使用。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

SDS-聚丙烯酰胺、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、SDS、甘油、TRIS-HCl、過(guò)硫酸銨、TEMED,實(shí)驗(yàn)所用試劑除特殊說(shuō)明外均為分析純。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

200×0.01mm 游標(biāo)卡尺; 酸度計(jì)(PB-10,賽多利斯); 分析天平(QUINTIX224,德國(guó)賽多利斯); 數(shù)顯高數(shù)勻質(zhì)機(jī)(FJ200-S,上海標(biāo)模); 小型高速組織搗碎機(jī)(JJ-2,上海汗諾); TMS-PRO FTC質(zhì)構(gòu)儀(北京盈盛恒泰); 外抽式真空包裝機(jī)(YSJX-600,河南豫盛),12207型數(shù)字溫度計(jì)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 預(yù)處理 將鰹魚采用溫鹽水解凍后去除內(nèi)臟和魚鱗,將其切成長(zhǎng)3cm和寬3cm左右的方塊,稱好重量后分別裝入聚乙烯袋中,用真空封口機(jī)封口。于4°C冰箱中放置24h待使用。

1.4.2 樣品的加熱 將溫度計(jì)探針?lè)湃霕悠返膸缀沃行?隨后迅速放入蒸煮鍋中加熱。

1.4.3 樣品尺寸測(cè)定。采用游標(biāo)卡尺,分別測(cè)定魚塊錄加熱前后魚塊的長(zhǎng)、寬及厚度。測(cè)試時(shí)樣品要保持自然狀態(tài)。

1.4.4 鰹魚失重率的測(cè)定 加熱前將樣品用電子分析天平稱重,加熱后,用濾紙將魚體表面擦干后,待其溫度降低至室溫,用電子天平稱量。失重率(%) =[(加熱前的重量–加熱后的重量)/加熱前的重量]×100。

1.4.5 樣品質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定 用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀對(duì)樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等進(jìn)行測(cè)量。

1.4.6 蛋白質(zhì)組分測(cè)定 參照 Visessanguan等(2004)方法進(jìn)行。

1.4.7 樣品酸度的測(cè)定 將蒸煮前后的樣品研磨充分后,稱取5g于燒杯中,加入45mL去離子水,均質(zhì)3min,待其靜置后,用pH計(jì)測(cè)定。

1.4.8 組胺變化的測(cè)定 采用 GB/T 20768-2006方法對(duì)鰹魚樣品組胺進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱處理溫度對(duì)鰹魚肉外形尺寸的影響

熱處理對(duì)鰹魚外形尺寸的影響見(jiàn)圖1。在鰹魚蒸煮過(guò)程中,隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng),鰹魚的長(zhǎng)度呈現(xiàn)收縮的狀態(tài),熱處理溫度到達(dá) 80°C 時(shí),鰹魚熱收縮到達(dá)最大,收縮率達(dá)到 24%,即長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的 3/4左右。研究發(fā)現(xiàn),熱處理初期,鰹魚長(zhǎng)度變化最為明顯,在50°C時(shí),長(zhǎng)度收縮程度達(dá)到最大,但伴隨熱處理溫度的進(jìn)一步上升,長(zhǎng)度收縮程度變緩。究其原因,熱處理導(dǎo)致鰹魚中肌原纖維蛋白質(zhì)的收縮,而肌原纖維在長(zhǎng)度上的收縮就引起了魚體長(zhǎng)度的收縮,結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 鰹魚長(zhǎng)度隨中心溫度變化圖Fig.1 Graph of skipjack length with central temperature change

圖2 鰹魚寬度隨中心溫度變化圖Fig.2 Graph of skipjack width with central temperature change

圖2為鰹魚寬度隨熱處理溫度的變化。從圖中可以看出,魚塊寬度伴隨熱處理溫度的變化呈現(xiàn)膨脹狀態(tài)。魚塊加熱初期,伴隨溫度的上升,膨脹速率較快,當(dāng)加熱處理溫度到達(dá) 60°C 左右時(shí),鰹魚塊膨脹達(dá)到最大值13%左右,進(jìn)一步提高加熱蒸煮溫度,鰹魚魚塊寬度又呈現(xiàn)出收縮狀態(tài),沒(méi)有進(jìn)一步膨脹,當(dāng)加熱蒸煮最后時(shí),魚塊的膨脹率到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定為12%左右。 主要原因在于魚塊肌肉長(zhǎng)度的縮短,對(duì)肌細(xì)胞產(chǎn)生了影響,引起細(xì)胞橫向擴(kuò)張,因此產(chǎn)生魚塊寬度的膨脹,當(dāng)膨脹達(dá)到一定程度后,細(xì)胞中的汁液受到壓力的進(jìn)一步影響,排出細(xì)胞,因此魚塊寬度膨脹率變小。

圖3為鰹魚厚度變化與熱處理溫度的關(guān)系。從圖可以看出,鰹魚塊的厚度伴隨溫度的上升,厚度呈現(xiàn)一致性收縮狀態(tài),從加熱初期到加熱終點(diǎn),都沒(méi)有出現(xiàn)拐點(diǎn),但達(dá)到加熱蒸煮的終點(diǎn) 80°C時(shí),魚塊厚度的收縮率為22%左右。原因在于伴隨溫度的上升,魚塊中纖維蛋白中的氫鍵、疏水鍵等將被打斷,變成展開(kāi)狀態(tài),大量的結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水,魚塊收縮。

圖3 鰹魚厚度隨中心溫度變化圖Fig.3 Graph of skipjack thickness with central temperature change

2.2 熱處理溫度對(duì)魚塊失重率的影響

鰹魚加熱過(guò)程中失重率的變化如圖4。從圖4中可以看出,魚塊加熱過(guò)程中均呈現(xiàn)出重量減少的狀態(tài),并且隨著加熱的進(jìn)行,魚塊的重量一致在減少,中間沒(méi)有出現(xiàn)拐點(diǎn)等情況。加熱處理前期,魚塊失重率較大,加熱后期失重率相對(duì)比較平穩(wěn),但總體來(lái)看,魚塊熱處理過(guò)程中的失重率在20%左右。魚塊加熱初期失重率的急速上升主要因?yàn)轸~肉表面的溫度很快上升到蒸汽溫度,熱量迅速傳遞到魚肉中心,導(dǎo)致魚肉表面區(qū)域的蛋白質(zhì)變性,細(xì)胞內(nèi)的游離水被釋放出來(lái),重量減輕。

圖4 加熱過(guò)程中鰹魚失重率的變化圖Fig.4 Graph of weight loss rate of skipjack in heat process

2.3 熱處理溫度對(duì)鰹魚質(zhì)構(gòu)的影響

由圖5可以看出,加熱過(guò)程中鰹魚質(zhì)構(gòu)發(fā)生了非常明顯的變化。咀嚼性隨中心溫度上升表現(xiàn)出先急速上升后緩慢上升最后降低的變化趨勢(shì),主要原因是魚塊受熱后蛋白質(zhì)變性,肌動(dòng)球蛋白的脫水收縮,導(dǎo)致咀嚼性升高,剛開(kāi)始階段,魚塊突然受熱,蛋白質(zhì)變化急速,因此咀嚼性上升快,中期階段,傳熱速度變慢,蛋白質(zhì)變性也變慢,后期階段,蛋白質(zhì)進(jìn)一步受熱影響,破壞了其中的氫鍵等結(jié)合健,導(dǎo)致蛋白質(zhì)徹底破壞,所以咀嚼性降低。魚塊加熱過(guò)程中彈性呈現(xiàn)下降趨勢(shì),主要原因是由于隨著溫度上升,魚塊中水分等流失嚴(yán)重,導(dǎo)致肌肉失去彈性。內(nèi)聚性呈現(xiàn)出先上升后下降等趨勢(shì),最后又上升下降的趨勢(shì)變化,主要原因是由于溫度升高,蛋白質(zhì)熟化引起。硬度的變化與咀嚼性變化趨勢(shì)比較一致,主要還是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)受熱變性引起。

由圖5可以看出,魚塊的咀嚼性、硬度、內(nèi)聚性及彈性等在 70°C時(shí)都出現(xiàn)一個(gè)拐點(diǎn),硬度和咀嚼性在該溫度以上時(shí),都會(huì)表現(xiàn)出下降趨勢(shì),主要原因是膠原蛋白在 70°C左右可形成凝膠。因此,傳統(tǒng)的加熱處理對(duì)肉的作用有雙重結(jié)果,可以提高嫩度,也可以降低嫩度。但魚塊的內(nèi)聚性在整個(gè)加熱過(guò)程中,總體上呈上升趨勢(shì),說(shuō)明加熱處理可使魚肉的口感變的更好。但在70°C以上時(shí),內(nèi)聚性也呈下降趨勢(shì),說(shuō)明中心溫度超過(guò) 70°C,繼續(xù)加熱會(huì)使魚肉的內(nèi)聚性降低,魚肉表現(xiàn)出肉質(zhì)松散,缺乏細(xì)膩的感覺(jué)。為了提高魚塊產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì),在蒸煮加熱的過(guò)程中,盡可能的將蒸煮溫度控制在 70°C以下,這樣能夠更好保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4 熱處理溫度對(duì)鰹魚肉蛋白質(zhì)組分含量的影響

表 1為不同中心溫度下鰹魚肉蛋白質(zhì)各組分的含量。由表1得出,原料肉中水溶性蛋白的含量略低于鹽溶性蛋白,為4.62g/100g濕肉; 堿溶性蛋白含量最高為 10.6g/100g濕基; 其次是鹽溶性蛋白含量為4.54g/100g濕基; 而堿不溶性蛋白的含量最少,每100g濕肉的含量?jī)H為2.10g。鰹魚肉的非蛋白氮含量較高,為 678mgN/100g濕肉,說(shuō)明鰹魚肉的風(fēng)味較好。非蛋白氮主要是一些核苷酸、游離氨基酸和小分子的多肽所構(gòu)成的,這些成分是肉類食品的主要呈味成分。隨著中心溫度的不斷上升,不同組分的蛋白含量有了明顯的變化,其中堿溶性蛋白、水溶性蛋白和鹽溶性蛋白的變化最為明顯,水溶性蛋白和鹽溶性蛋白的含量隨著中心溫度的上升而不斷減少,到60°C時(shí)已檢測(cè)不出水溶性蛋白,80°C時(shí)鹽溶性蛋白的含量降為加熱前的 23%左右; 而堿溶性蛋白的含量卻不斷增加,由最初的10.66g增至18.79g,增加了72%。原因是魚肉在加熱過(guò)程中,水溶性的肌漿蛋白和鹽溶性的肌原纖維蛋白受熱變性,生成不溶于水和鹽溶液,但溶于堿液的凝膠所致,此外還有少部分的肌漿蛋白隨著水分排出到魚體外。堿不溶性蛋白在加熱后期有所減少,這是因?yàn)榛|(zhì)蛋白的主要組成部分膠原蛋白在 60°C以上變性成為溶于水的明膠,而隨著水分一起流失到體外,從而造成了堿不溶性蛋白含量的減少。非蛋白氮的含量也有所上升,這主要是分子量較大的肌漿蛋白分子受熱降解成多肽、氨基酸等小分子物質(zhì)所致。

圖5 鰹魚魚肉質(zhì)構(gòu)隨溫度的變化圖Fig.5 Graph of texture changes of skipjack meat with temperature

表1 不同中心溫度下鰹魚肉蛋白質(zhì)各組分的含量(g/100g濕肉)Tab.1 Protein content of skipjack meat at different central temperature

2.5 熱處理溫度對(duì)鰹魚酸度的影響

鰹魚魚肉pH隨溫度的變化如圖6。從圖6可以看出,魚塊酸度總體隨加熱溫度的上升而降低,在加熱溫度60°C以下時(shí),降低的趨勢(shì)較大,超過(guò)60°C時(shí),酸度降低變得比較平緩,趨于變化不明顯。鰹魚酸度伴隨蒸煮溫度的變化主要因?yàn)轹烎~蛋白變性,導(dǎo)致酸性基團(tuán)的減少,酸度降低。

2.6 熱處理溫度對(duì)鰹魚組胺的影響

由圖7、圖8可知,熱鰹魚塊在蒸煮加熱過(guò)程中體表溫度迅速上升,到達(dá)100°C時(shí)僅需40 min左右,在這個(gè)過(guò)程中,鰹魚塊表面的組胺脫羧酶在高溫的作用下迅速失活,而魚塊內(nèi)部由于溫度上升的比較緩慢,魚塊中心溫度上升到 56°C時(shí)需要的時(shí)間大概為 90min以上,比表面溫度上升速度慢很多,因此,魚塊內(nèi)部的組胺脫羧酶沒(méi)有受到影響,繼續(xù)保持其活性,魚塊組胺含量繼續(xù)增加,因此,研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)魚塊蒸煮過(guò)程中出現(xiàn)組胺進(jìn)一步少量增加的現(xiàn)象發(fā)。究其原因組胺脫羧酶的最佳活性溫度為56°C左右,只有超過(guò)該溫度,魚塊內(nèi)部的組胺脫羧酶才會(huì)受到影響。通過(guò)圖8也可以看出,所有樣品中蒸煮前與蒸煮后的組胺含量不同,一般都是蒸煮后組胺含量稍微偏高; 同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),樣品中初始組胺含量不同,蒸煮后組胺含量也有差異,初始樣品中組胺含量高的樣品,經(jīng)過(guò)蒸煮后組胺含量繼續(xù)偏高。

圖6 鰹魚魚肉pH隨溫度的變化圖Fig.6 Graph of pH value changes of skipjack meat with temperature

圖7 魚體表面溫度和中心溫度隨加熱時(shí)間的變化圖Fig.7 Graph of fish center and surface temperature with heating time change

圖8 蒸煮前后魚肉中組胺變化比較圖Fig.8 Comparison graph of histamine content in fish meat before and after cooking

3 結(jié)論

(1) 凍藏鰹魚熱處理過(guò)程中,隨著魚體中心溫度不斷升高,鰹魚的長(zhǎng)度先快后慢地發(fā)生了收縮,80°C時(shí)收縮率達(dá) 24.56%; 寬度先膨脹后收縮,80°C時(shí)膨脹率達(dá)到12.15%,厚度則一直膨脹,80°C時(shí)膨脹率達(dá)22.17%; 鰹魚硬度和咀嚼性變化趨勢(shì)大致相同,彈性則一直降低,內(nèi)聚性波動(dòng)很大,但總體上升; 鹽溶性蛋白、堿不溶性蛋白、水溶性蛋白逐漸減少,且60°C時(shí)已檢測(cè)不出水溶性蛋白,堿溶性蛋白和非蛋白氮逐漸增加; 鰹魚的酸度不斷增加。

(2) 鰹魚熱處理過(guò)程中組胺含量研究結(jié)果表明,鰹魚中組胺在熱處理后有所增加,且初始原料組胺含量越高,熱處理后增加越明顯。該研究成果將為鰹魚精深加工提供理論基礎(chǔ)。

王錠安,1998. 茄汁金槍魚罐頭加工工藝. 中國(guó)水產(chǎn),(9):40—41

方健民,黃富雄,鄭鐘新等,2006. 金槍魚的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工利用. 水產(chǎn)科技,(2): 8—13

全晶晶,侯云丹,黃 健等,2012. 加工溫度對(duì)鰹魚揮發(fā)性成分的影響. 中國(guó)食品學(xué)報(bào),12(8): 221—228

劉書臣,廖明濤,趙巧靈等,2013. 不同貯藏溫度下大目金槍魚鮮度及組胺變化. 食品與發(fā)酵工業(yè),39(5): 213—218

孫 麗,夏文水,2010. 蒸煮對(duì)金槍魚肉及其蛋白質(zhì)熱變性的影響. 食品與機(jī)械,26(1): 22—25

李志軍,吳永寧,劉祥亮等,2009. 不同貯存及加工條件對(duì)海產(chǎn)品中組胺與 TVBN的影響. 食品工業(yè)科技,(12):347—349

沈建華,陳雪冬,崔雪森,2006. 中西太平洋金槍魚圍網(wǎng)鰹魚漁獲量時(shí)空分布分析. 海洋漁業(yè),28(1): 13—19

陳儀男,2003. 金槍魚罐頭系列產(chǎn)品工藝研究. 集美大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),8(3): 227—231

胡家偉,高 榕,曹敏杰等,2014. 水產(chǎn)食品中組胺的丹磺酰氯柱前衍生反相高效液相色譜測(cè)定方法的建立及應(yīng)用.食品科學(xué),35(8): 283—288

洪鵬志,楊 萍,曾少葵等,2006. 黃鰭金槍魚背部肌肉的營(yíng)養(yǎng)成分及評(píng)價(jià). 福建水產(chǎn),(2): 44—47

高 萌,張 賓,王 強(qiáng)等,2014. 流化冰保鮮對(duì)鰹魚蛋白質(zhì)功能特性的影響. 食品科學(xué),35(22): 304—309

謝 超,王陽(yáng)光,鄧尚貴,2009. 水產(chǎn)品中組胺產(chǎn)生機(jī)制及影響因素研究概述. 肉類研究,(4): 74—78

繆函霖,蔣 璐,王錫昌等,2014. 不同新鮮度金槍魚肉蒸煮品質(zhì)的研究. 食品工業(yè)科技,35(13): 80—84,295

Humber Agrelli Andrade,2004. Seasonal trends in the recruitment of skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) to the fishing ground in the southwest Atlantic. Fisheries Research,66(2): 185—194

Jung Won-kyo,Park Pyo-jam,Kim Se-kwon,2003. Purification and characterization of a new lectin from the hard roe of skipjack tuna,Katsuwonus pelamis. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology,35(2): 255—265

Maitane Grande,Hilario Murua,Iker Zudaireet al,2014.Reproductive timing and reproductive capacity of the Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis) in the western Indian Ocean. Fisheries Research,156: 14—22

Visessanguan W,Benjakul S,Riebroy Set al,2004. Changes in composition and functional properties of proteins and their contributions to Nham characteristics. Meat Science,66(3):579—588