脯氨酸及KCl替代食鹽對海鱸魚品質(zhì)影響的研究

盧文靜 諶迪 葉沁 張岑 肖朝耿，* 沈哲怡，2

（1浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，浙江杭州 310021；2浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 311300）

作為我國江河地帶的名貴經(jīng)濟魚種，海鱸魚個大、肉美、生長快，富含微量元素［1］以及二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二 十 碳 六 烯 酸（docosahexaenoic acid，DHA），能夠增強大腦發(fā)育與改善記憶力［2］，深受國內(nèi)外市場歡迎。海鱸魚中的胃蛋白酶原和胰蛋白酶在促進消化吸收和降解食物方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用［3-4］。腌制工藝是我國水產(chǎn)品加工的一種重要方式。人們通常會對海鱸魚進行腌制處理以延長貯藏期，增加獨特風(fēng)味。腌制過程中最常用的腌制劑為氯化鈉（NaCl），但飲食中高含量的NaCl是導(dǎo)致高血壓和心血管疾病最重要的因素之一［5］。近年來國內(nèi)外相關(guān)研究表明鉀鹽是代替鈉鹽的最佳選擇之一。鉀鹽具備與鈉鹽相同的化學(xué)性質(zhì)，但在食用時不會導(dǎo)致人體產(chǎn)生心腦血管等疾?。?-8］。魏延玲等［9］研究表明，氯化鉀（KCl）比例不超過腌制劑總質(zhì)量的40%時，風(fēng)干鱸魚的口感和風(fēng)味不會產(chǎn)生變化，當(dāng)比例為腌制劑總質(zhì)量的20%時，能有效抑制生物胺的產(chǎn)生，并且使用KCl作為減鹽配方可使揮發(fā)性鹽基氮（total volatilebasic nitrogen，TVB-N）值降低，在不影響感官評定的情況下降低腐敗程度，保證產(chǎn)品品質(zhì)。

氨基酸是一種能夠廣泛使用、安全的食品添加劑［10］。賴氨酸可以促進人體對鈣的吸收，加速骨骼生長，但在食品加工過程中易受到破壞［11］。精氨酸和組氨酸在人體的合成速度較慢，需從外界補充以滿足人體所需［12-13］。另外，研究表明部分氨基酸在食品加工中可以起到增加肌球蛋白溶解度的作用。如Chen等［14］研究發(fā)現(xiàn)組氨酸中的咪唑部分可以拉長細的肌球蛋白，從而抑制細肌球蛋白的形成，增加肌球蛋白的溶解度；Zhou等［15］提出賴氨酸和精氨酸引起的pH值變化與肌球蛋白溶解度的增加有關(guān)。上述組氨酸、精氨酸、賴氨酸雖然可以顯著促進肌球蛋白的溶解，但其感官屬性較差，不適合用于食品加工。脯氨酸溶解度較高，為162 g·L-1，有較好的感官屬性［16］，但其對肌球蛋白的影響尚不清楚［17］。因此本試驗選擇脯氨酸作為食鹽部分替代品。

本研究在腌制工藝中添加脯氨酸，采用不同腌制組分（脯氨酸+KCl）對海鱸魚進行腌制和風(fēng)干，并測定不同時間段海鱸魚理化指標(biāo)的變化，以期獲得最優(yōu)腌制組分，解析脯氨酸及KCl替代食鹽法對海鱸魚品質(zhì)動態(tài)變化的影響，為海鱸魚的腌制工藝優(yōu)化提供參考，并為其工業(yè)化腌制生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 試驗材料新鮮海鱸魚：每條質(zhì)量為0.5 kg，共27條，購于杭州華潤萬家濮家店。

1.1.2 試劑氫氧化鈉、鉻酸鉀、硝酸銀，購自汕頭西龐科學(xué)股份有限公司；酚酞、硝酸、無水醋酸鋅、冰乙酸、脯氨酸、硫代巴比妥酸，購自上海麥克林生化科技有限公司；乙醇購自上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；亞鐵氰化鉀、氯化鈉，購自北京國藥集團化學(xué)試劑有限公司；氯化鉀購自溫州市化學(xué)用料廠；三氯乙酸購自如皋市金陵試劑廠。

1.1.3 主要儀器設(shè)備ALB-224電子天平，Sartorius（北京）有限公司；DK-8D數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇金怡儀器科技有限公司；LXJ-IIB離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；DHG-9146A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；UV-1800紫外可見分光光度計，上海精密儀器儀表有限公司；FE20 pH計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Color Quest XE色差儀，上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司；Hitachi H7650透射電鏡，蘇州賽恩斯儀器有限公司；TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)分析儀，英國Stable Micro System公司；TP677數(shù)字溫度計，溫州米特爾智能科技有限公司。

1.2 操作工藝流程

1.2.1 樣品處理宰殺海鱸魚后，將新鮮海鱸魚去頭、去魚鱗、去內(nèi)臟，用水清洗雜質(zhì)及血水，沿背脊將整條魚剖為兩半，沖洗干凈后瀝水，并用廚房用紙吸去魚片表面的水分后進行稱重。

1.2.2 腌制在鹽添加量為原料肉5%的基礎(chǔ)上，分別以氯化鈉、氯化鈉∶氯化鉀（2∶1，質(zhì)量比）、氯化鈉∶氯化鉀（2∶1，質(zhì)量比）+脯氨酸（10 mmol·L-1）、氯化鈉+脯氨酸（10 mmol·L-1）為試驗組進行腌制。

1.2.3 干燥將魚片整齊平鋪在搪瓷盤中，放入烘箱，風(fēng)速設(shè)置為1.5 m·s-1，溫度設(shè)置為60℃，相對濕度設(shè)置為60%～65%。

1.2.4 取樣在海鱸魚腌制18 h、腌制36 h（結(jié)束）、風(fēng)干3 h、風(fēng)干6 h時取樣，每次取3條海鱸魚，將魚背上的肉（除魚皮及魚鰭）用絞碎機攪碎后儲藏在-18℃冰箱中，備用。

1.3 試驗指標(biāo)檢測方法

1.3.1 pH值的測定稱取魚肉2 g（精確至0.01 g）于50 mL離心管中，加入20 mL蒸餾水，進行高速勻漿，時間30 s，結(jié)束后立即測定其pH值，測定3次取平均值。

1.3.2 含水量的測定準(zhǔn)確稱取2～5 g樣品于稱量瓶中，在105℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥3 h，冷卻，記錄恒重后樣品的質(zhì)量，計算樣品中的水分含量，測定3次取平均值。

1.3.3 含鹽量的測定按照《GB 5009.44-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氯化物的測定》［18］第三法銀量法測定含鹽量，測定3次取平均值。

1.3.4 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid,TBA）值的測定準(zhǔn)確稱取風(fēng)干6 h后的魚肉樣品5 g，加入15 mL 20%三氯乙酸溶液和10 mL蒸餾水，高速勻漿60 s后靜置1 h，4 000 r·min-1離心10 min。取5 mL濾液于具塞比色管中，加入5 mL 0.02 mol·L-1硫代巴比妥酸溶液，沸水浴反應(yīng)20 min，流動水冷卻5 min。用分光光度計在532 nm處測定吸光度A。以蒸餾水為空白，測定3次取平均值。計算公式為：

1.3.5 質(zhì)構(gòu)的測定測定樣品為風(fēng)干6 h后的魚肉樣品，參數(shù)值為硬度、咀嚼性、彈性、內(nèi)聚性。測定模式為全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analyse，TPA）測定，探頭為不銹鋼p/2平底柱形探頭，測試速度為0.5 mm·s-1，返回速度為0.5 mm·s-1，目標(biāo)為50%，兩次壓縮之間的停頓時間為5 s，循環(huán)次數(shù)為3次。

1.3.6 色差的測定將風(fēng)干6 h后的魚肉切成1 cm×1 cm的薄片，使用色差儀測定樣品的L*、a*、b*值。測定3次，結(jié)果取平均值。在樣品測定前用標(biāo)準(zhǔn)白板校正色差儀。

1.3.7 透射電鏡（transmission electron microscope，TEM）觀察將魚肉用刀片切成1 mm×3 mm大小的薄片，用2.5%的戊二醇固定1 h后，再用0.1 mol·L-1磷酸緩沖液漂洗15 min（共3次），漂洗后用0.1 mol·L-1四氧化鋨溶液固定1.5 h。再用磷酸鹽緩沖液漂洗15 min（共3次）。用乙醇進行梯度洗脫（濃度為50%、70%、80%、90%、95%和100%）后，用包埋劑進行滲透。最后將樣品與純包埋劑重新包埋后放入模具于烘箱中聚合48 h進行切片，用透射電鏡觀察。

1.3.8 感官評定挑選10名成員組成感官評定小組（男女各5名），對蒸熟后的魚肉從口感、色澤、氣味、咸味和組織形態(tài)5個方面進行評分，滿分100分。感官評定表見表1。

表1 感官評定表Table 1 The form of sensory evaluation

1.4 數(shù)據(jù)處理

每組試驗均平行測定3次，所有數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2007軟件進行統(tǒng)計處理，用SAS 8.2統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同腌制組分對海鱸魚pH值的影響

由圖1可知，在腌制風(fēng)干過程中，海鱸魚魚肉的pH值在不同組分腌制情況下均表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢。在風(fēng)干3 h到風(fēng)干6 h階段，NaCl+KCl+脯氨酸試驗組的pH值上升幅度明顯高于其他3種腌制試驗組。KCl和脯氨酸的添加為腐敗微生物的生長代謝提供了營養(yǎng)物質(zhì)，而腐敗微生物代謝產(chǎn)生的蛋白酶、脫羧酶等導(dǎo)致蛋白的水解加快，同時產(chǎn)生的堿性物質(zhì)如游離氨基酸等含量增加，也會使pH值增加。

圖1 不同腌制組分對海鱸魚pH值的影響Fig.1 The effect of different salting components on the pH value of sea bass

2.2 不同腌制組分對海鱸魚含水量的影響

采用不同腌制組分對海鱸魚進行干腌后的含水量結(jié)果如圖2所示，隨著處理時間的延長，不同組分處理組含水量均呈下降趨勢。樣品水分含量受鹽含量的影響，腌制時，高濃度的鹽水慢慢滲透進入魚肉內(nèi)部，魚體內(nèi)的水分不斷減少，并且向外遷移，在高鹽環(huán)境下蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致魚肉質(zhì)地發(fā)生改變，從而使魚肉自身持水力下降。在腌制和風(fēng)干的過程中，魚肉流失部分營養(yǎng)物質(zhì)和胺類物質(zhì)，魚肉重量的變化包括水分和鹽分，所以水分含量的變化影響魚肉的得率。

圖2 不同腌制組分對海鱸魚含水量的影響Fig.2 The effect of different salting components on the water content of sea bass

2.3 不同腌制組分對海鱸魚含鹽量的影響

由圖3可知，隨著時間的推移，試驗組含鹽量均呈上升趨勢。由于鹽水濃度高于魚體內(nèi)的水分濃度，鹽水不斷滲透進入魚肉，最終造成水分遷移。添加脯氨酸的魚肉鹽分含量都略低于未添加脯氨酸組，減鹽配方的含鹽量也略低于純鹽配方的含鹽量。

圖3 不同腌制組分對海鱸魚含鹽量的影響Fig.3 The effect of different salting components on the salt content of sea bass

2.4 不同腌制組分對海鱸魚TBA值的影響

魚類在腌制和儲藏過程中會發(fā)生脂類氧化反應(yīng)，使魚肉腐敗、變味，對魚類的感官評定有較大影響。如圖4所示，在風(fēng)干6 h后測定其TBA值，發(fā)現(xiàn)在NaCl中加入脯氨酸能顯著抑制脂類氧化，用NaCl+脯氨酸腌制鱸魚后測得的TBA值最低，為1.415 7 mg·kg-1，推測脯氨酸對不飽和脂肪酸有抗氧化作用。但在NaCl+KCl中加入脯氨酸TBA值反而增加，可能是由于K+的添加為魚肉中的醛類物質(zhì)提供了更好的反應(yīng)條件。

圖4 風(fēng)干6 h后腌制組分對TBA值的影響Fig.4 The effect of salting components on TBA value after 6 h of air-drying

2.5 不同腌制組分對海鱸魚質(zhì)構(gòu)的影響

由圖5、6可知，在風(fēng)干6 h后，4種腌制組分腌制海鱸魚后所測得的硬度、咀嚼性都較高。相對于硬度、咀嚼性，經(jīng)過風(fēng)干的樣品彈性值、回復(fù)性值都略低，可能是因為魚體表面水分喪失過多，從而使硬度增大，彈性、回復(fù)性降低。對比發(fā)現(xiàn)，相較于NaCl腌制處理，NaCl+KCl+脯氨酸處理后海鱸魚魚肉的硬度、咀嚼性顯著降低，內(nèi)聚性則顯著升高，這可能是由K+與脯氨酸的添加使魚肉組織更緊密，蛋白質(zhì)內(nèi)部聯(lián)結(jié)更緊湊所致。

圖5 風(fēng)干6 h后不同腌制組分對硬度、咀嚼性的影響Fig.5 The influence of different salting components on hardness and chewiness after 6 h of air-drying

2.6 不同腌制組分對海鱸魚色差的影響

經(jīng)過腌制和風(fēng)干的海鱸魚，其中的血紅蛋白與空氣中的氧氣充分反應(yīng)，使魚肉的色澤下降。由圖7可知，NaCl+KCl+脯氨酸腌制的海鱸魚紅度值（a*）較高，這可能是由于脯氨酸對脂肪氧化有一定的抑制作用，而在其他3種組分腌制條件下，由于魚肉脂肪被氧化成脂質(zhì)過氧化物，導(dǎo)致紅度值下降。在風(fēng)干時發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生褐變，使黃度值（b*）上升，肉色偏黃，尤其是NaCl+KCl腌制海鱸魚的b*值偏高。

圖6 風(fēng)干6 h后不同腌制組分對內(nèi)聚性、彈性、回復(fù)性的影響Fig.6 The influence of different salting components on cohesion，elasticity and responsibility after 6 h of air-drying

圖7風(fēng)干6 h后不同腌制組分對a*、b*值的影響Fig.7 The influence of different salting components on a*and b*value after 6 h of air-drying

2.7 不同腌制組分對海鱸魚微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖8 顯示了使用透射電鏡（TEM）觀察到的腌制海鱸魚肌球蛋白的形態(tài)。所有肌球蛋白樣品均呈圓、棒狀形態(tài)，其不同特征是由添加脯氨酸引起的。4種腌制組分處理后魚肉微觀形態(tài)的主要區(qū)別是肌球蛋白棒的長度和連接方式。添加脯氨酸的肌球蛋白呈現(xiàn)出較長的棒狀形態(tài)，且隨著時間的推移，肌球蛋白仍然能夠維持棒狀形態(tài)。

圖8 干腌法海鱸魚微觀結(jié)構(gòu)對比Fig.8 Comparison of the microstructure of dry-salted sea bass

2.8 不同腌制組分對海鱸魚感官品質(zhì)的影響

經(jīng)過腌制，將魚肉風(fēng)干6 h后進行感官品評（圖9）。結(jié)果表明，NaCl+KCl+脯氨酸組咸味評分最高?？诟蟹矫?，添加脯氨酸的魚肉肉質(zhì)有彈性，咬起來有嚼勁，得分也高于其他3種腌制組分。說明脯氨酸可以和蛋白質(zhì)緊密結(jié)合。色澤方面，加入脯氨酸后，魚肉切面顏色比未加脯氨酸組的顏色更白、有光澤。魚肉顏色發(fā)黃表明存在脂類氧化反應(yīng)，脯氨酸的加入能降低魚肉中不飽和脂肪酸的抗氧化性，這與TBA值的結(jié)果一致。

圖9 不同腌制組分對風(fēng)干6 h后海鱸魚感官品質(zhì)的影響Fig.9 The effect of different salting components on the sensory quality of sea bass after air-drying for 6 h

3 討論

在海鱸魚腌制和風(fēng)干過程中，不同腌制組分對魚肉的理化性質(zhì)都有影響。在腌制階段，由于脂肪氧化降解為脂肪酸以及乳酸菌的快速繁殖，導(dǎo)致pH值呈下降趨勢，對魚類風(fēng)干時所含微生物的數(shù)量及安全性有參考意義［19］。曾令彬［20］對臘魚加工中理化特性的研究結(jié)果表明，臘魚pH值隨著腌制時間的延長呈下降趨勢，而本研究發(fā)現(xiàn)隨著腌制和風(fēng)干時間的延長，海鱸魚的pH值均呈先下降后上升的趨勢，結(jié)果的不同可能是由魚風(fēng)干時溫度不同而導(dǎo)致的。本研究與鄒建春等［21］對風(fēng)干武昌魚中理化性質(zhì)的研究結(jié)果基本一致。魚死后，肌肉中糖原通過酵解作用生成乳酸和三磷酸腺苷（adenosine-triphosphate，ATP），產(chǎn)生H+，會使pH值下降，導(dǎo)致魚肉蛋白質(zhì)變性，影響魚肉的質(zhì)量［22］。同時，樣品水分含量受鹽含量的影響，腌制時，高濃度的鹽水慢慢滲透進入魚肉內(nèi)部，使魚體內(nèi)的水分不斷減少且向外遷移，在高鹽環(huán)境下蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致魚肉質(zhì)地發(fā)生改變，從而使持水力下降［9，23］。劉昌華等［24］發(fā)現(xiàn)水分、鹽分、pH值在鱸魚腌制風(fēng)干過程中的變化會影響肌肉內(nèi)源酶活力，并對脂質(zhì)水解氧化有顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn)添加脯氨酸、KCl的魚肉鹽分含量都略低于未添加脯氨酸組，添加脯氨酸的魚肉TBA值低于NaCl組，推測脯氨酸的添加對不飽和脂肪酸有抗氧化作用，能夠抑制脂質(zhì)氧化。

本研究發(fā)現(xiàn)，相較于純鹽配方，用添加脯氨酸和KCl的減鹽配方處理海鱸魚后的風(fēng)味和口感差異不明顯，保持了海鱸魚的品質(zhì)。食品的四大品質(zhì)要素為質(zhì)構(gòu)、外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)，而質(zhì)構(gòu)能給食用者帶來咀嚼感［25-28］，添加脯氨酸和KCl之后，海鱸魚的質(zhì)構(gòu)較好。此外，添加脯氨酸的腌制組分的口感和咸味評分均高于未添加組，脯氨酸作為腌制劑，加入后使海鱸魚TBA值降低，a*值增高，b*值降低。da Silva等［29］添加精氨酸、組氨酸、KCl替代NaCl生產(chǎn)低脂香腸，發(fā)現(xiàn)精氨酸和脯氨酸減少了KCl引起的感官缺陷。美拉德反應(yīng)會導(dǎo)致水產(chǎn)品的褐變，羰基化合物是美拉德反應(yīng)的必需物質(zhì)，而魚肉脂肪在氧化過程中會產(chǎn)生醛、酮等小分子物質(zhì)，為美拉德反應(yīng)提供了充足的條件［30-31］。經(jīng)過腌制和風(fēng)干的海鱸魚中血紅蛋白與空氣中的氧氣充分反應(yīng)，使魚肉的色澤變暗，導(dǎo)致NaCl+KCl腌制海鱸魚的b*值偏高，與廖泉［32］在對洞庭銀魚風(fēng)干中色澤的研究結(jié)果一致。采用透射電鏡對比腌制初期和最終成品間蛋白質(zhì)凝聚的現(xiàn)象，一般肌球蛋白具有圓、棒狀結(jié)構(gòu)［33］，本研究也觀察到類似的形態(tài)。在NaCl和NaCl+KCl腌制下所觀察到的肌球蛋白形態(tài)與Hayakawa等［34］的觀察結(jié)果類似。蛋白質(zhì)可以在低離子強度溶液中溶解，隨著脯氨酸的加入，脯氨酸可屏蔽肌球蛋白疏水位點并穩(wěn)定肌球蛋白，同時部分破壞二硫鍵，促進肌球蛋白形成寡聚集體［17，35］。在含有脯氨酸的腌制組分中能找到更多的蛋白質(zhì)聚集體，顆粒體積也較大，表明脯氨酸有增溶作用，這與Zhou等［17］的研究結(jié)果一致。而脯氨酸和KCl對肌球蛋白二級結(jié)構(gòu)β-折疊、α-螺旋的影響還不明確，TVB-N值、微生物、生物胺等的變化規(guī)律也有待于進一步研究。本試驗結(jié)果表明，使用減鹽配方搭配脯氨酸進行腌制，得到的產(chǎn)品風(fēng)味及品質(zhì)更好。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，減鹽配方（NaCl+KCl+脯氨酸）處理后的海鱸魚在風(fēng)味和口感上與純鹽配方差異不明顯，添加脯氨酸和KCl之后，海鱸魚的TBA值、b*值降低，a*值升高，可觀察到更多的蛋白質(zhì)聚集體，促進了蛋白質(zhì)溶解，最終得到的產(chǎn)品風(fēng)味及品質(zhì)更好。總體而言，使用NaCl+KCl+脯氨酸的減鹽配方腌制海鱸魚，有助于滿足人們對更健康魚產(chǎn)品的高需求。