加熱溫度及時(shí)間對(duì)鳶烏賊表面微觀結(jié)構(gòu)的影響

張林楠，曾少葵，邱 月，林海生，章超樺

(1 寧波飛潤海洋生物科技股份有限公司，浙江 寧波 315000； 2 廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 湛江 524088)

鳶烏賊(Symplectoteuthisoualaniensis)俗稱南方魷或紅魷魚，屬于柔魚科，廣泛分布在印度洋、太平洋的赤道和亞熱帶等海域。以南海和印度洋西北部海域的數(shù)量較大。南海一年四季都有鳶烏賊出現(xiàn)，估計(jì)每年可捕資源量達(dá)(147～195)萬t；根據(jù)新的資源評(píng)估法推測，鳶烏賊資源量為204.94萬t，總可捕量為99.40萬t，主要集中在西中沙海域[1-2]。為了充分開發(fā)利用這一資源，日本學(xué)者 Fujii等[3]研究了鳶烏賊組織內(nèi)光蛋白質(zhì)的特異性表達(dá)，結(jié)果顯示其氨基酸序列與哺乳動(dòng)物的生物素酶高度相似。Wang等[4]對(duì)鳶烏賊魚蛋中的磷脂進(jìn)行了分析。楊賢慶、胡曉等[5-6]利用鳶烏賊制備抗氧化肽，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。仇超穎等[7-8]分析糖基化改性對(duì)鳶烏賊蛋白消化產(chǎn)物抗氧化活性和氨基酸組成的影響，并分析了單寧酸對(duì)其肌原纖維蛋白膜性能的影響。邱月等[9-11]對(duì)鳶烏賊的營養(yǎng)特性、蛋白質(zhì)組成及性質(zhì)與杜氏槍烏賊(Loligoduvauceli)即魷魚進(jìn)行比較研究。此外，何健澤等[12]探討了鳶烏賊的凝膠性質(zhì)及其影響因素。然而，目前關(guān)于鳶烏賊加工方面的應(yīng)用研究很少，加熱處理對(duì)其質(zhì)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)的影響還鮮有報(bào)道。

本研究分別對(duì)鳶烏賊頭足及胴體進(jìn)行加熱處理，探討不同加熱條件對(duì)其表面微觀結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)變性的影響規(guī)律，并以此為依據(jù)制定魷魚絲、魷魚仔等產(chǎn)品加工的熱處理工藝條件，開發(fā)出系列休閑食品，以達(dá)到充分利用鳶烏賊這種高蛋白低脂肪海洋漁業(yè)資源的目的。

1 材料和方法

1.1 材料

鳶烏賊100 kg購于廣東省雷州市烏石港，約100～500 g/尾，冷凍后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，半解凍后按頭足、胴體、鰭及內(nèi)臟分為4部分，胴體去除表皮、骨，頭足去除眼、口球，分別稱重，凍結(jié)備用，凍藏時(shí)間不超過1個(gè)月。

1.2 儀器

HAAKE MARSⅢ模塊化高級(jí)流變儀，德國賽默飛世爾科技公司。HG-25HP冷熱風(fēng)干燥機(jī)，廈門市禾冠鑫低溫設(shè)備有限公司。YY-500壓延機(jī)，浙江省舟山市嘉達(dá)食品機(jī)械有限公司。S-3700N掃描電子顯微鏡，日本HITACHI公司。Vapodest 50s自動(dòng)凱氏定氮儀，德國格哈特分析儀器有限公司。

1.3 方法

(1)表面結(jié)構(gòu)表征。采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察鳶烏賊頭足及胴體的表面微觀結(jié)構(gòu)。參照Nishimura等[13]的方法略有改動(dòng)。將鳶烏賊的頭足切成1 cm×1 cm的小條，胴體切成2 cm×2 cm的小塊，在40 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃分別加熱3 min、5 min、7 min，冷卻至室溫后，用2.5%戊二醛于4 ℃固定24 h，然后用磷酸緩沖液(PBS，pH 7.4)清洗3次，每次30 min；再用50%、70%、80%和90%的乙醇梯度脫水各15 min，100%乙醇脫水3次，每次30 min。樣品脫水后，冷凍干燥，用離子濺射儀給樣品表面鍍一層金屬膜，置于掃描電子顯微鏡(SEM)觀察。

(2)蛋白含量測定。蛋白質(zhì)的分離參照邱月等[11]的方法進(jìn)行?？偟鞍踪|(zhì)含量為水溶性蛋白、鹽溶性蛋白及不溶性蛋白的總和。各分離蛋白含量采用凱氏定氮法[14]進(jìn)行測定。

(3)理化指標(biāo)測定。水分含量采用直接干燥法[15]測定，鹽分采用電位滴定法[16]測定，無機(jī)砷含量測定采用液相色譜-原子熒光光譜法[17]，鉛含量采用石墨爐原子吸收光譜法[18]測定。

(4)微生物學(xué)指標(biāo)檢驗(yàn)。休閑食品的菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)、致病菌沙門氏菌、副溶血性弧菌、金黃色葡萄球菌及單核細(xì)胞增生李斯特氏菌檢驗(yàn)按國標(biāo)方法進(jìn)行[19-24]。

(5)工藝流程。 為了提高鳶烏賊原料的利用率，大規(guī)格胴體用于加工魷魚絲，中規(guī)格胴體加工烤條，頭足與小胴體加工魷魚仔，鰭加工切耳絲。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程 Fig.1 Production process

(6)工序及操作要點(diǎn)。漂燙：根據(jù)大小來確定漂燙條件，以90°折疊是否裂開判斷是否煮熟,90～95 ℃，2.5～3.5 min。冷卻、清洗：冰水迅速冷卻，去除胴體表皮、眼、口球。調(diào)味：用4%～11%砂糖、0.7%～2.5%食鹽、0.3%～1%味精等調(diào)味。干燥：胴體、頭足、鰭分別置于冷熱風(fēng)干燥機(jī)干燥。烘烤：根據(jù)產(chǎn)品類型確定條件。填充：將干燥后的頭足塞進(jìn)干燥后的小胴體中。殺菌：魷魚仔需要進(jìn)行殺菌。

(7)得率及總產(chǎn)率。各種休閑食品的得率(Y)及總產(chǎn)率(P)按下式計(jì)算：

(1)

(2)

式中：m1為各種產(chǎn)品質(zhì)量，kg；m2為用于加工該產(chǎn)品的可食部分質(zhì)量(以濕基計(jì))，kg；m3為4種休閑產(chǎn)品總質(zhì)量，kg，m4為凍鳶烏賊質(zhì)量，kg。

(8)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 可食部分比例

將100 kg的冷凍鳶烏賊解凍，按組織結(jié)構(gòu)分為頭足、胴體、鰭及內(nèi)臟4部分，其中頭足、胴體、鰭及內(nèi)臟約分別占24%、46%、10%及20%左右。由此可知，鳶烏賊頭足、胴體及鰭等可食部分約占總質(zhì)量的80%左右，其中胴體及頭足所占比例高。因此，為了有效利用資源，有必要開展加熱對(duì)鳶烏賊頭足及胴體品質(zhì)影響的研究。

2.2 熱處理對(duì)表面微觀結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 加熱后頭足的微觀結(jié)構(gòu)表征

不同溫度、不同時(shí)間加熱后的鳶烏賊頭足表面微觀結(jié)構(gòu)通過掃描電鏡觀察，其組織變化結(jié)果如圖2所示。

圖2 未加熱及加熱后頭足的電鏡掃描圖Fig.2 SEM micrographs of unheated and heated cephalopodium

分析圖2中不同加熱溫度與時(shí)間的頭足肌肉組織表面的電鏡掃描圖發(fā)現(xiàn)，與未加熱原料相比，熱處理后的頭足組織的表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。肌纖維從40 ℃加熱開始出現(xiàn)收縮，7 min后組織變得松散，這可能與加熱溫度超過35 ℃會(huì)導(dǎo)致鳶烏賊蛋白質(zhì)變性形成大分子有關(guān)[25]。加熱溫度超過80 ℃后，收縮更為劇烈，組織間隙增大，開始出現(xiàn)顆?；F(xiàn)象，隨著加熱溫度的升高和時(shí)間的延長，空洞越來越大。100 ℃加熱7 min，頭足的表面呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。ngel-Rendónt等[26]認(rèn)為這是高溫加熱引起肌肉纖維膜溶解，肌原纖維蛋白聚集、降解，肌原纖維失去了有序排列的結(jié)果。邱月等[9]對(duì)加熱影響鳶烏賊質(zhì)構(gòu)的研究結(jié)果表明，40 ℃加熱會(huì)使頭足的硬度增加，而80 ℃以上的加熱超過其蛋白質(zhì)的變性溫度，導(dǎo)致其肌肉組織中維持內(nèi)部結(jié)構(gòu)的氫鍵、疏水鍵等被打斷，蛋白質(zhì)分子聚集，硬度反而低于未熱處理的頭足，而彈性增加。但張其標(biāo)等[27]認(rèn)為加熱會(huì)導(dǎo)致肌肉纖維中的副肌球蛋白降解，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松，進(jìn)而影響其加工品質(zhì)。

2.2.2 加熱后胴體的微觀結(jié)構(gòu)表征

經(jīng)過不同溫度和時(shí)間加熱處理后的鳶烏賊胴體的電鏡掃描圖如圖3所示。

圖3 未加熱及加熱后胴體的電鏡掃描圖Fig.3 SEM micrographs of unheated and heated carcass

分析圖3胴體電鏡掃描圖可知，同樣的加熱溫度與時(shí)間，對(duì)胴體組織結(jié)構(gòu)的影響與頭足不同。加熱溫度為40 ℃時(shí)，鳶烏賊胴體肌肉表面微觀結(jié)構(gòu)與未加熱的相比變化不明顯。當(dāng)加熱溫度高于80 ℃后，胴體表面更飽滿，肌纖維組織之間出現(xiàn)明顯的縫隙，并隨著加熱溫度的升高和時(shí)間的延長而增大，但未觀察到肌纖維組織內(nèi)出現(xiàn)空洞或者顆粒化的現(xiàn)象。邱月等[9]研究結(jié)果表明，經(jīng)高溫加熱后，胴體的硬度較40 ℃加熱的低，但彈性反而增加。這可能與胴體表面的結(jié)締組織有關(guān)。結(jié)締組織的主要成分為膠原蛋白，加熱過程會(huì)出現(xiàn)溶脹，因而表現(xiàn)為肌纖維更飽滿，均勻光滑的組織微觀結(jié)構(gòu)可能與凝膠的形成及水分子在胴體肌肉組織中的分布有關(guān)[28]。當(dāng)加熱溫度高達(dá)100 ℃時(shí)，肌纖維間則因肌漿蛋白受熱變性聚集而出現(xiàn)縫隙現(xiàn)象。熱處理引起的蛋白質(zhì)變性和肌纖維的進(jìn)一步收縮，導(dǎo)致水分減少，也是縫隙變大的原因之一[29]。

2.3 熱處理對(duì)蛋白質(zhì)組成的影響

加熱處理會(huì)改變鳶烏賊頭足及胴體組織中蛋白質(zhì)的組成。鳶烏賊頭足和胴體組織中的蛋白質(zhì)主要是肌原纖維蛋白質(zhì)，溶于中性鹽溶液。80℃加熱不同時(shí)間的鹽溶性蛋白含量變化見圖4。

由圖4可知，在80℃加熱時(shí)，鳶烏賊頭足和胴體中的鹽溶性蛋白含量發(fā)生顯著變化，其中鳶烏賊胴體的變化最大，加熱7 min后幾乎完全變性。這與馬海霞等[25]及邱月等[11]研究結(jié)果一致。當(dāng)加熱處理溫度高于其胴體及頭足的鹽溶性蛋白的變性溫度81.9 ℃及62.2 ℃，肌原纖維蛋白的分子構(gòu)象改變，使其溶解度下降，蛋白質(zhì)組成發(fā)生變化，肌原纖維蛋白含量減少，而肌基質(zhì)蛋白含量增加，從而引起質(zhì)構(gòu)的改變。此外，加熱的方式、水分含量、鹽的質(zhì)量濃度的高低及分布均對(duì)其質(zhì)地等產(chǎn)生影響[29]。因此，在利用傳統(tǒng)的熱處理方式加工鳶烏賊時(shí)，應(yīng)綜合考慮各因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)等的影響，制定合理的工藝條件。

圖4 鹽溶性蛋白百分比的變化Fig.4 Change of salt soluble protein percentage

2.4 休閑食品開發(fā)

2.4.1 關(guān)鍵工序及控制條件

為了提高鳶烏賊的資源利用率，綜合有關(guān)加熱對(duì)頭足、胴體組織的質(zhì)構(gòu)如硬度、彈性的研究結(jié)果以及本文中對(duì)表面微觀結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)變性程度等有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，經(jīng)反復(fù)調(diào)試，確定了鳶烏賊休閑食品加工的關(guān)鍵工序及控制條件(表1)。

表1 休閑食品加工的關(guān)鍵工序及控制條件

2.4.2 產(chǎn)品得率及產(chǎn)率

將約100 kg冷凍鳶烏賊分三批按1.3.5工藝流程及關(guān)鍵工序控制條件開發(fā)休閑食品，調(diào)味魷魚絲、烤條、魷魚仔及切耳絲的得率分別為30%、36%、40%及25%左右，產(chǎn)率約為30%，達(dá)到了充分利用該資源的目的。

2.4.3 產(chǎn)品質(zhì)量

對(duì)開發(fā)的4種鳶烏賊休閑食品魷魚絲進(jìn)行感官評(píng)定，對(duì)魷魚絲、烤條、魷魚仔及切耳絲測定理化指標(biāo)與微生物指標(biāo)，感官指標(biāo)與國標(biāo)對(duì)照結(jié)果見表2，調(diào)味魷魚絲、烤條、切耳絲及魷魚仔的理化及微生物檢測結(jié)果見表3。

表2 魷魚絲感官指標(biāo)與國標(biāo)對(duì)照

表3 理化及微生物指標(biāo)與國標(biāo)對(duì)照

由表2、表3可知，利用鳶烏賊可食部分進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，加工出魷魚絲、魷魚仔、烤條、切耳絲4種休閑食品，其中魷魚絲無論是感官指標(biāo)還是理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)，完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)魷魚絲中烤制魷魚絲及調(diào)味魷魚絲標(biāo)準(zhǔn)。烤條、切耳絲及魷魚仔尚無國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，除烤條的水分含量高于魷魚絲國家標(biāo)準(zhǔn)外，其他指標(biāo)均符合要求。

3 結(jié)論

鳶烏賊可食部位頭足、胴體及鰭占其總質(zhì)量的比例高達(dá)80%，傳統(tǒng)加工方式對(duì)鳶烏賊頭足及胴體的質(zhì)構(gòu)、表面微觀結(jié)構(gòu)及其主要營養(yǎng)成分蛋白質(zhì)的組成產(chǎn)生影響，低于40 ℃的加熱溫度影響不顯著。然而當(dāng)加熱溫度超過80℃后，鳶烏賊的質(zhì)構(gòu)、表面微觀結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)變性變化明顯，均隨著熱處理強(qiáng)度增大而增大。根據(jù)加熱對(duì)鳶烏賊質(zhì)地及蛋白質(zhì)變性程度的影響數(shù)據(jù)而制定的工藝條件，成為休閑產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵，加工的魷魚絲、魷魚仔、烤條、切耳絲等休閑食品，產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量符合相應(yīng)的國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

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