不同凍結(jié)工藝條件對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫品質(zhì)的影響

趙峰，蔣慧珠,2，王轟，馬玉潔，王珊珊，劉萌，李國(guó)棟，周德慶*

(1. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室， 海洋藥物與生物制品功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071； 2. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306； 3. 蓬萊京魯漁業(yè)有限公司，山東 煙臺(tái)264000；4. 青島益和興食品有限公司，山東 青島 266000)

藍(lán)點(diǎn)馬鮫(Scomberomorusniphoniu)屬于鱸形目鲅科(Cybiidae)，體長(zhǎng)而側(cè)扁，呈紡錘形，主要分布于北太平洋西部，是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類之一，每年4～6月份為春汛，7～10月份為秋汛[1]。藍(lán)點(diǎn)馬鮫的營(yíng)養(yǎng)豐富，優(yōu)質(zhì)蛋白含量較高，肉質(zhì)細(xì)膩，味道鮮美，深受人們喜愛(ài)。目前市面上銷售的藍(lán)點(diǎn)馬鮫主要以鮮售和凍品為主，但由于捕撈的季節(jié)性，鮮售主要集中在每年的春汛和秋汛期間，其他季節(jié)藍(lán)點(diǎn)馬鮫均以凍品的形式銷售，尤其是在內(nèi)陸市場(chǎng)[2]。

目前水產(chǎn)品常用的低溫保鮮有0～4 ℃冷藏保鮮，-2～0 ℃冰溫保鮮，-4～-2 ℃微凍保鮮以及-18～-40 ℃凍藏保鮮[3]，類似于藍(lán)點(diǎn)馬鮫這種需要長(zhǎng)期保存的水產(chǎn)品主要還是選擇-18～-40 ℃的凍藏保鮮，而凍結(jié)方式又是影響凍品品質(zhì)的重要因素。目前，關(guān)于水產(chǎn)品的風(fēng)味、肌肉組織形態(tài)、脂肪氧化程度等受凍結(jié)方式的影響研究較為廣泛。向迎春等[4]通過(guò)對(duì)凡納濱對(duì)蝦的研究發(fā)現(xiàn)，液氮凍結(jié)相較于平板速凍和普通冰箱凍結(jié)，可以有效地抑制蝦肉肌原纖維蛋白變性及脂肪氧化，能較好地維持肌肉組織形態(tài)和品質(zhì)，延長(zhǎng)蝦肉的貨架期至180 d以上。Yin等[5]探究了低溫貯藏、冷凍貯藏以及冷凍-低溫貯藏等方式對(duì)草魚(yú)魚(yú)片和魚(yú)湯風(fēng)味物質(zhì)的影響，Tanaka等[6]研究了低溫預(yù)凍時(shí)間、凍藏溫度和凍結(jié)速率對(duì)藍(lán)鰭金槍魚(yú)(Thunnusthynnus)脂質(zhì)氧化的影響，這兩項(xiàng)研究同樣顯示了不同的凍結(jié)、凍藏工藝對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)有影響。藍(lán)點(diǎn)馬鮫作為中國(guó)重要的捕撈經(jīng)濟(jì)魚(yú)類，凍品銷售占大多數(shù)，但是，關(guān)于凍結(jié)方式對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫綜合品質(zhì)影響的研究卻鮮有報(bào)道，因此，對(duì)此進(jìn)行研究具有重要意義。

本研究以新鮮藍(lán)點(diǎn)馬鮫為研究對(duì)象，采用-90 ℃液氮速凍、-50 ℃冰箱凍結(jié)、-30 ℃平板速凍、-30 ℃冰箱凍結(jié)和-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)5種凍結(jié)方式，以解凍損失率、蒸煮損失率、持水力、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)含量、硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid, TBA)、巰基含量和色差值等為品質(zhì)指標(biāo)，探究不同凍結(jié)方式對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

藍(lán)點(diǎn)馬鮫于2018年4月購(gòu)自青島市瑯琊碼頭，選取質(zhì)量為(650±50)g的新鮮捕撈魚(yú)，加冰置于保溫箱中盛放，直接運(yùn)抵至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷凍處理。

主要儀器：TPF720F臥式平板速凍機(jī)購(gòu)自煙臺(tái)中孚冷鏈設(shè)備有限公司，柜式液氮速凍機(jī)購(gòu)自深圳市德捷力冷凍科技有限公司，DW-86L388A醫(yī)用低溫保存箱、DW-40L348醫(yī)用低溫保存箱和智能溫度記憶芯片均購(gòu)自青島海爾股份有限公司，UV1102Ⅱ單光束紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)購(gòu)自上海天美科學(xué)儀器有限公司，T18勻漿機(jī)購(gòu)自艾卡(廣州)儀器設(shè)備有限公司，HCB-1300V垂直層流潔凈工作臺(tái)購(gòu)自青島海爾特種電器有限公司，Ncofuge 15R高速冷凍離心機(jī)購(gòu)自上海力申科學(xué)儀器有限公司，JK9830自動(dòng)凱氏定氮儀購(gòu)自濟(jì)南精銳分析儀器有限公司，YS3010光柵分光測(cè)色儀購(gòu)自深圳市三恩時(shí)科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藍(lán)點(diǎn)馬鮫凍結(jié)方法

將新鮮藍(lán)點(diǎn)馬鮫隨機(jī)分成5組，分別放置于-90 ℃液氮速凍機(jī)、-50 ℃冰箱、-30 ℃平板速凍機(jī)、-30 ℃冰箱和-18 ℃冷庫(kù)中進(jìn)行凍結(jié)，以魚(yú)體中心溫度達(dá)到-18 ℃為凍結(jié)終點(diǎn)，確定凍結(jié)時(shí)間。藍(lán)點(diǎn)馬鮫經(jīng)流水解凍30 min后,取背部肌肉進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 藍(lán)點(diǎn)馬鮫凍結(jié)過(guò)程溫度測(cè)定

每組隨機(jī)選取3條藍(lán)點(diǎn)馬鮫，在魚(yú)腹部剖開(kāi)一個(gè)小口，將智能溫度記憶芯片用封口袋包裹后置于魚(yú)腹中心位置，每隔1 min自動(dòng)記錄一次溫度。待藍(lán)點(diǎn)馬鮫解凍后，取出芯片，讀取數(shù)據(jù)，繪制溫度變化曲線圖。

1.2.3 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

1)解凍損失率的測(cè)定

新鮮藍(lán)點(diǎn)馬鮫用吸水紙將其表面水分吸干，稱重后，進(jìn)行冷凍處理。冷凍結(jié)束后稱重。將冷凍樣品置于自來(lái)水水浴中解凍，溫度控制在(10±1)℃范圍內(nèi),解凍后，用吸水紙吸干魚(yú)體表面水分，再次稱重，計(jì)算差值占初始質(zhì)量的比率，即為解凍損失率。重復(fù)3次，計(jì)算平均值。

2)蒸煮損失率的測(cè)定

參考程偉偉等[7]的方法，取一定大小(約2 cm×2 cm×2 cm)的樣品，稱重。然后放置于85 ℃水浴鍋中蒸煮20 min。蒸煮后冷卻至室溫，用吸水紙吸干表面水分，然后再次稱重，計(jì)算差值占初始質(zhì)量的比率，即為蒸煮損失率。重復(fù)3次，計(jì)算平均值。

3)持水力的測(cè)定

參考林雪等[8]的方法，稱取10 g左右碎魚(yú)肉，用脫脂棉包好放入50 mL離心管中(底部塞有脫脂棉)，4 ℃、9 000×g條件下離心10 min，取出樣品，剝?nèi)ッ撝蓿Q量離心后的魚(yú)肉質(zhì)量，計(jì)算離心前后質(zhì)量比率，重復(fù)3次，計(jì)算平均值。

4)TVB-N含量的測(cè)定

參考GB5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》方法[9]，根據(jù)半微量凱氏定氮原理，采用自動(dòng)凱氏定氮儀法進(jìn)行測(cè)定。

5)TBA值的測(cè)定

參考Khan等[10]的方法，取5 g絞碎的魚(yú)肉至50 mL離心管中，加入20 mL 10 % TCA，再加入20 mL蒸餾水，混合振蕩2 min，4 000 r/min離心5 min，濾紙過(guò)濾。取8 mL濾液于試管中，加入2 mL 0.01 mol/L的TBA，沸水中水浴25 min，取出冷卻至室溫，于532 nm處比色測(cè)定吸光度。

6)巰基含量的測(cè)定

參考周逸等[11]的方法，略作修改。準(zhǔn)確稱取3.00 g肉樣，加入5倍肉樣質(zhì)量的0.1 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-HCl 緩沖液，勻漿4次，4 ℃條件下10 000×g離心10 min，棄上清液。在沉淀物中加入5倍肉樣質(zhì)量的0.5 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-HCl緩沖液，4 ℃浸提1 h，離心取上清液，即為肌原纖維蛋白溶液，采用雙縮脲法測(cè)定其含量。

參考Benjakul等[12]的方法，取1 mL上述肌原纖維蛋白溶液,向其中加入9 mL 0.2 mmol/L Tris-HCl (內(nèi)含10 mmol/L EDTA，8 mol/L尿素，2% SDS，pH 6.8)，混合均勻。取上述混合液4 mL，加入0.4 mL0.1%的5,5′一二硫代雙(2-硝基)苯甲酸(DTNB)，將反應(yīng)混合液于40 ℃下保溫25 min。于波長(zhǎng)412 nm 處測(cè)定吸光度。每組樣品測(cè)量3個(gè)平行，計(jì)算平均值。

1.2.4 色差值的測(cè)定

參考胡亞芹等[13]的方法，在藍(lán)點(diǎn)馬鮫背部肌肉(約6 cm×4 cm×2 cm)固定6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，選擇光柵分光測(cè)色儀的SCI測(cè)量模式，測(cè)量各點(diǎn)的色度值W(白度值)、L*(明度)、a*(紅色度)和b*(黃色度)。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，每組設(shè)3個(gè)平行組，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(Mean±SD)表示，組間采用t-test進(jìn)行顯著性分析，P<0.05 表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)點(diǎn)馬鮫凍結(jié)過(guò)程中溫度的變化

通過(guò)智能溫度記憶芯片記錄不同凍結(jié)方式下藍(lán)點(diǎn)馬鮫的溫度變化，繪制凍結(jié)曲線。如圖1所示，凍結(jié)曲線呈經(jīng)典的三段式：第一階段(冷卻)、第二階段(最大冰晶生成帶)和第三階段(進(jìn)一步降溫至-18 ℃)。其中，-90 ℃液氮速凍組的最大冰晶生成帶溫度區(qū)間為-1.5～-2.0 ℃，用時(shí)26 min，整個(gè)凍結(jié)過(guò)程僅用時(shí)41 min，用時(shí)最短，凍結(jié)速率最快，約是-30 ℃平板速凍組的4.5倍。-30 ℃平板速凍組和-50 ℃超低溫冰箱組在第一和第三階段的凍結(jié)速率相差甚微，差異主要來(lái)源于第二階段(-1.5～-3.0 ℃)，結(jié)果顯示，-50 ℃超低溫組在該階段所用時(shí)間約是-30 ℃平板速凍度組的2.8倍。而-30 ℃冰箱凍結(jié)組和-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組的最大冰晶生成溫度帶溫度區(qū)間(-0.5～-5.0 ℃)和時(shí)間均顯著高于其他3組(P<0.05)。凍結(jié)速率依次為：-90 ℃液氮速凍組>-30 ℃平板速凍組>-50 ℃超低溫冰箱>-30 ℃冰箱凍結(jié)組>-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組。

圖1 不同凍結(jié)方式的凍結(jié)曲線Fig.1 Freezing curves of different freezing methods

2.2 凍結(jié)方式對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫的解凍損失率、蒸煮損失率和持水力的影響

肌肉組織中的水分存在狀態(tài)分為3類，第1類是穩(wěn)定的結(jié)合水，不易流動(dòng)，不易移除，即使經(jīng)過(guò)冷凍和加熱，結(jié)合水的含量也幾乎不變，但其含量較低，在魚(yú)肉中的含量不足10%；第2類水為不易流動(dòng)的水，主要存在于纖絲、肌原纖維及膜之間；第3類水是自由水，存在于細(xì)胞中，能夠自由流動(dòng)[14]。肌肉凍結(jié)時(shí)，組織內(nèi)自由水和不易流動(dòng)的水凍結(jié)成冰晶，小顆粒的冰晶不斷升華，數(shù)量減少，引起凍品質(zhì)量減少；或者聚集吸附于大冰晶顆粒，導(dǎo)致冰晶不斷長(zhǎng)大，撐破細(xì)胞膜，引起魚(yú)肉品質(zhì)劣變[15]。肌肉保持原有水分和添加水分的能力，從一定程度上可以反應(yīng)凍品冰晶的大小和數(shù)量。保水性能不僅直接影響肉的顏色、多汁性、嫩度等食用品質(zhì)，而且具有重要的經(jīng)濟(jì)意義[16]。因此，本研究選取解凍損失率、蒸煮損失率和持水力3個(gè)指標(biāo)來(lái)檢測(cè)鲅肌肉組織的保水性能。

從表1可以看出，在解凍損失率方面，-90 ℃液氮速凍組、-50 ℃超低溫冰箱組和-30 ℃平板速凍組3組值依次遞增，無(wú)顯著性差異(P>0.05)，但均顯著低于-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組的值(P<0.05)。在蒸煮損失率方面，-90 ℃液氮速凍組顯著低于其他4組(P<0.05)，而-30 ℃平板速凍組和-50 ℃超低溫冰箱組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)，但均顯著低于-30 ℃普通冰箱組和-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組(P<0.05)。在持水力方面，-90 ℃液氮速凍組均顯著高于其他4組(P<0.05)。結(jié)果表明，-90 ℃液氮速凍組保水性最好，其次是-30 ℃平板速凍組和-50 ℃冰箱凍結(jié)組，-30 ℃冰箱凍結(jié)組和-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組較差。由于凍結(jié)速率不同，尤其是在凍結(jié)的第二階段——最大冰晶生成帶，凍結(jié)速率越高，生成的冰晶體積越小，分布更均勻，對(duì)細(xì)胞的損傷越??；反之，生成的冰晶體積較大，壓迫細(xì)胞組織，破壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致解凍損失率和蒸煮損失率增大，水分流失增大，降低了持水力，使得保水性能下降[17]。

表1 不同凍結(jié)方式對(duì)鲅解凍損失率、蒸煮損失率和持水力的影響Tab.1 Effect of different freezing methods on the thawingloss rate, boiling loss rate and water-holding capacity ofScomberomorus niphoniu

注：同列肩標(biāo)不同字母之間(a-e)差異顯著(P<0.05)。下同。

2.3 不同凍結(jié)方式對(duì)TVB-N含量的影響

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量是衡量水產(chǎn)品鮮度的主要指標(biāo)，可衡量水產(chǎn)品腐敗程度，與魚(yú)肉品質(zhì)有著很大關(guān)系。TVB-N含量越高，臭味越濃，魚(yú)類新鮮度越低，腐敗程度越高[18-19]。

由圖2可知，TVB-N含量由低到高,依次是-90 ℃液氮速凍組(16.81 mg/100 g)、-50 ℃冰箱凍結(jié)組(17.94 mg/100 g)、-30 ℃平板速凍組(18.44 mg/100 g)、-30 ℃冰箱凍結(jié)組(18.94 mg/100 g)和-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組(19.96 mg/100 g)，且各組之間均呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。結(jié)果表明，凍結(jié)方式對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫肌肉中的TVB-N含量有顯著影響，凍結(jié)溫度越低，凍結(jié)速率越大，TVB-N含量越低，魚(yú)肉品質(zhì)越好。

2.4 不同凍結(jié)方式對(duì)TBA含量的影響

脂肪降解的特征產(chǎn)物丙二醛可以與TBA縮合形成紅色物質(zhì)，該物質(zhì)在532 nm處有最大吸收峰，吸收強(qiáng)度和含量呈線性關(guān)系，能夠反映肉及肉類制品中脂肪氧化變質(zhì)程度。TBA值越大，說(shuō)明脂肪氧化程度越高，魚(yú)肉越不新鮮[20]。由圖3可知，-90 ℃液氮速凍組和-30 ℃平板速凍組的TBA值相差無(wú)幾，分別為0.37 mg/kg和0.38 mg/kg，并顯著低于其他3組(P<0.05)，而-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組TBA值最高，為0.85 mg/kg，且顯著高于其他4組(P<0.05)。結(jié)果表明，凍結(jié)方式可以顯著影響藍(lán)點(diǎn)馬鮫肌肉的脂肪氧化程度，進(jìn)而影響藍(lán)點(diǎn)馬鮫的腐敗程度。這可能與凍結(jié)過(guò)程中最大冰晶帶的生成有關(guān)[18]，-90 ℃液氮速凍組和-30 ℃平板速凍組的最大冰晶生成帶溫度范圍窄、時(shí)間短，所形成的冰晶小且分布均勻，對(duì)細(xì)胞的損壞較小，而-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組的最大冰晶生成帶溫度范圍寬、時(shí)間長(zhǎng)，所形成的冰晶顆粒較大，且分布不均勻，破壞了細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)脂肪暴露與空氣接觸，加劇了脂肪氧化，降低了魚(yú)肉新鮮度。

圖2 不同凍結(jié)方式對(duì)TVB-N含量的影響不同字母(a-e)之間差異顯著(P<0.05)。下同。Fig.2 Effect of different freezing methods on the TVB-N contents in Scomberomorus niphoniu samplesSignificant difference in different letters (a-e;P<0.05).The same below.

圖3 不同凍結(jié)方式對(duì)TBA含量的影響Fig.3 Effect of different freezing methods on the TBA content in Scomberomorus niphoniu samples

2.5 不同凍結(jié)方式對(duì)巰基含量的影響

巰基是肌原纖維蛋白中活性和功能基團(tuán)，對(duì)維持蛋白空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定具有重要意義[21]。巰基含量的變化反映了蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化程度[22]。巰基含量越低，肌肉蛋白質(zhì)氧化程度越高，肌肉品質(zhì)越低。由圖4可以看出，-90 ℃液氮速凍組和-30 ℃平板速凍組的巰基含量沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)，同時(shí)顯著高于其他3組(P<0.05)，最低的是-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)組，顯著低于其他4組(P<0.05)。結(jié)果顯示，凍結(jié)方式對(duì)巰基含量有顯著影響，凍結(jié)速率同巰基含量呈正相關(guān)。凍結(jié)速率越低，肌原纖維蛋白構(gòu)象變化越大，使得埋藏在分子內(nèi)部的巰基暴露的更多，并進(jìn)一步氧化形成二硫鍵，導(dǎo)致巰基含量越低。

圖4 不同凍結(jié)方式對(duì)巰基含量的影響Fig.4 Effect of different freezing methods on sulfhydryl contents inScomberomorus niphoniusamples

2.6 不同凍結(jié)方式對(duì)魚(yú)肉色差的影響

藍(lán)點(diǎn)馬鮫的肉色在經(jīng)過(guò)不同凍結(jié)方式處理后，會(huì)發(fā)生一系列的生物化學(xué)反應(yīng)而使肌肉的顏色發(fā)生變化，如蛋白質(zhì)和脂肪的氧化褐變[13，23]。由表2可知，凍結(jié)方式對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫的色澤的L*值和白度值W有顯著影響，對(duì)a*和b*值影響相對(duì)不明顯。-90 ℃液氮速凍藍(lán)點(diǎn)馬鮫的白度值W和色澤L*值顯著高于其他4組(P<0.05)；其次是-30 ℃平板速凍的W和L*值，均略高于-50 ℃冰箱凍結(jié)，兩組間均無(wú)顯著差異(P>0.05)；-18 ℃冷庫(kù)凍結(jié)的W和L*值最低。結(jié)果表明，凍結(jié)方式可對(duì)藍(lán)點(diǎn)馬鮫的L*值和白度值W產(chǎn)生顯著影響，且影響規(guī)律相同，即凍結(jié)速率越大，L*值和白度值W越大。

表2 不同凍結(jié)方式對(duì)色差的影響Tab.2 Effect of different freezing methods on whiteness inScomberomorus niphoniusamples

3 結(jié)論

-90 ℃液氮速凍各指標(biāo)值最好，凍結(jié)后的藍(lán)點(diǎn)馬鮫的品質(zhì)最優(yōu)。-50 ℃冰箱凍結(jié)組和-30 ℃平板速凍組的藍(lán)點(diǎn)馬鮫的品質(zhì)優(yōu)于-30 ℃冰箱凍結(jié)組和-18℃冷庫(kù)凍結(jié)。其中，在保水性能、脂肪氧化、巰基含量和魚(yú)肉白度值W方面，-30 ℃平板速凍組優(yōu)于-50 ℃冰箱凍結(jié)組；在揮發(fā)性鹽基氮含量方面，-50 ℃冰箱凍結(jié)組優(yōu)于-30 ℃平板速凍組。在實(shí)際生產(chǎn)中，基于成本和生產(chǎn)效率考慮，建議選擇液氮速凍用于金槍魚(yú)、三文魚(yú)等對(duì)于價(jià)值和品質(zhì)要求較高的魚(yú)類，對(duì)于普通的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類，如鲅、帶魚(yú)等，也可選擇-30 ℃平板速凍。