汪曉瑜,趙利,白春清,陳麗麗,袁美蘭,江勇
1. 國家淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心(南昌 330013);2. 江西科技師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院(南昌 330013)
草魚是我國重要的淡水魚類,其肉質(zhì)鮮嫩,口感醇厚。草魚作為我國淡水魚之首,其產(chǎn)量占我國淡水魚總產(chǎn)量的1/5左右,在2020年達(dá)557.11萬 t[1]。數(shù)十年間,中國淡水魚養(yǎng)殖產(chǎn)量位于全球第一,主要是中國近些年水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)與飼料研究水平提升,為淡水魚提供充足飼料[2]。
腌制技術(shù)是魚肉常見發(fā)酵手段之一,腌制魚肉研究更是屢見不鮮。張鶴[3]以大黃魚為研究對(duì)象,采取不同鹽度及溫度下進(jìn)行腌制,并與采用傳統(tǒng)方法腌制得到的大黃魚加以對(duì)照,探究腌魚肉理化指標(biāo)變化規(guī)律。結(jié)果顯示,隨著食鹽用量的增加及溫度升高,樣品的TVB-N值較高。葉路漫[4]以濕腌為試驗(yàn)基礎(chǔ),研究冷凍金鯧魚在不同腌制溫度、鹽濃度、魚肉風(fēng)干溫度及風(fēng)干時(shí)間下最佳的加工工藝條件。結(jié)果表明,冷凍金鯧魚在腌制溫度10 ℃、腌制鹽濃度8%、風(fēng)干溫度40 ℃、風(fēng)干時(shí)間72 h時(shí)可得最優(yōu)制品。
以草魚肉為研究對(duì)象,考察其在不同鹽濃度(6%,8%和10%)及不同腌制時(shí)間(0,2,4和6 d)時(shí)的水分、總酸含量、色澤、組胺含量、粗蛋白含量、揮發(fā)性鹽基氮及氨基酸態(tài)氮含量、肌原蛋白含量、羰基價(jià)含量、亞硝酸鹽含量及總巰基含量,探究加鹽量及腌制時(shí)間對(duì)臘魚肉理化性質(zhì)的影響,為后續(xù)臘魚肉加工生產(chǎn)提供技術(shù)及理論指導(dǎo)。
新鮮草魚、食用鹽(均購自經(jīng)開區(qū)樂買佳超市)。
鹽酸(西隴科學(xué)股份有限公司);亞硝酸鈉(天津市大茂化學(xué)試劑廠);氯仿(Fluka);氯化鈉(西隴科學(xué)股份有限公司);EDTANa2(北京索拉比奧科技有限公司);三氯乙酸(天津市大茂化學(xué)試劑廠);DNPH(上海阿拉丁生化科技有限公司);鹽酸胍(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);乙酸乙酯(上海試劑一廠);磷酸組胺(Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd.);正戊醇(北京伊諾凱科技有限公司);對(duì)硝基苯胺(北京伊諾凱科技有限公司);氯化鉀(西隴科學(xué)股份有限公司);硼酸(天津市大茂化學(xué)試劑廠);硫酸銅(西隴科學(xué)股份有限公司);硫酸鉀(西隴化工股份有限公司);95%乙醇(西隴科學(xué)股份有限公司);SDS(西隴科學(xué)股份有限公司);氧化鎂(上海展云化工有限公司)。
WSC-S色差計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司);ZF-A1000電子分析天平(福州華志科學(xué)儀器有限公司);TGL-18M高速冷凍離心機(jī)(上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司);U-T6A紫外可見分光光度計(jì)[屹譜儀器制造(上海)有限公司];SPX-100B-Z恒溫培養(yǎng)箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司);DK-S26恒溫水浴鍋(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);Sorvall EVOLUTION RC落地式高速冷凍離心機(jī)(賽默飛世爾科技實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品);IKA分散機(jī)(深圳市三莉科技有限公司);PHS-3C精密pH計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司);LS171色差儀(深圳市林上科技有限公司)。
1.4.1 臘魚的制備
新鮮魚塊制備:選擇質(zhì)量在2~3 kg的新鮮草魚,去腮、去皮、去鱗、去內(nèi)臟、去脊椎骨和頭,清洗后瀝干,切成3 cm×3 cm×2 cm塊狀。
腌魚魚塊制備:將切成塊狀的新鮮魚肉分別添加6%,8%和10%食用鹽,腌制時(shí)間2,4和6 d。腌制后進(jìn)行烘干,烘干過程采用三段式晾干法,第1階段是發(fā)酵階段,即高溫烘干65 ℃下4 h,此階段目的讓魚肉在高溫下充分發(fā)酵,保證臘魚香味形成;第2階段是減速干燥的發(fā)色期和收縮定型期,50 ℃下烘干5 h,此時(shí)臘魚肉顏色逐漸變深,魚肉收縮干結(jié),為了避免硬殼出現(xiàn),每隔2 h進(jìn)行翻轉(zhuǎn);最后階段是干燥階段,在58 ℃下烘干12 h。
1.4.2 臘魚肉水分的測(cè)定
水分測(cè)定采用GB 5009.3—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法。
1.4.3 臘魚肉總酸的測(cè)定
總酸參照GB/T 12456—2008《食品酸度的測(cè)定》[5]。
1.4.4 臘魚肉白度的測(cè)定
白度(whiteness,W)測(cè)定參考姜啟興等[6]的方法,取魚背部縱切樣品,放入測(cè)色色差計(jì)中測(cè)定樣品的L*、a*、b*值。魚肉白度按式(1)計(jì)算。
式中:W為魚肉白度,L*為亮度,a*為紅度,b*為黃度。
1.4.5 臘魚肉組胺含量的測(cè)定
參考GB 5009.208—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中生物胺的測(cè)定》中第二法分光光度計(jì)法進(jìn)行。
1.4.6 臘魚肉粗蛋白、揮發(fā)性鹽基氮、氨基酸態(tài)氮含量測(cè)定
粗蛋白含量的測(cè)定采用凱氏定氮法,揮發(fā)性鹽基氮含量采用半微量定氮法進(jìn)行,氨基酸態(tài)氮含量采用甲醛滴定法。
1.4.7 臘魚肉肌原蛋白、羰基、總巰基、二硫鍵的含量測(cè)定
肌原蛋白含量測(cè)定:稱取4 g攪碎后的魚肉樣,加入10倍緩沖溶液A混均(緩沖溶液A為0.02 mol/L磷酸鹽緩沖液,含有0.1 mol/L NaCl、0.001 mol/L EDTANa2,pH 7.0),按1 000 r/min勻漿15 s,4 ℃下以5 000 r/min離心10 min收集下層沉淀。繼續(xù)加入5倍體積緩沖液A,相同條件離心收集沉淀。重復(fù)上述操作2次,沉淀加入緩沖液B(0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液,含有1 mol/L NaCl,pH 7.0),勻漿后冰水浴2 h,上清液即為肌原蛋白,過濾收集上清液。計(jì)算結(jié)果采用雙縮脲法。
羰基含量測(cè)定:參考Oliver等[7]的方法,將提取得到的肌原蛋白液溶于0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH 6.0)中,調(diào)整蛋白液最終質(zhì)量濃度2 mg/mL。取1 mL的2 mg/mL樣液于離心管中,加入1 mL 0.01 mol/L 2, 4-二硝基苯肼,靜置反應(yīng)1 h,加入1 mL 20% TCA溶液,按10 000 r/min離心5 min,棄去上清液,接著用體積比1︰1的1 mL乙酸乙酯-乙醇清洗沉淀3次,加入3 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液,37 ℃水浴20 min,除去不溶物質(zhì)。取上清液以10 000 r/min離心3 min,波長370 nm下測(cè)吸光度。
總巰基含量測(cè)定:參考Benjakul等[8]的方法,取1 mL 4 mg/mL肌原蛋白液于10 mL離心管,每支管各加入9 mL的0.2 mol/L Tris-HCl緩沖溶液混勻(緩沖溶液為8 mol/L尿素、2% SDS、10 g EDTA,pH 6.8),空白管用0.6 mol/L的KCl代替,取4 mL混合液加入0.4 mL 0.1% DTNB(0.2 mol/L Tris-HCl,pH 8.0)混勻,40 ℃水浴靜置25 min,在波長412 nm處測(cè)吸光度,吸光系數(shù)按照13 600 L/(mol·cm)計(jì)算,巰基含量(nmol/mg)按式(2)計(jì)算。
式中:A為吸光度;n為稀釋倍數(shù);ε為摩爾吸光系數(shù);ρ為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度,mg/mL。
1.4.8 臘魚肉亞硝酸鹽含量測(cè)定
參考GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中分光光度計(jì)法進(jìn)行。
新鮮草魚肉水分較高,腌制后的魚肉由于烘干及腌制過程中食鹽的滲入,水分總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。由圖1可知,第0~第2天臘魚肉水分下降速率較大,第2~第6天不同鹽濃度下臘魚肉水分基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。鹽濃度6%和10%時(shí),第4天相較于第2天水分上升8%~10%,水分上升幅度較大,第6天相比于第4天水分有小幅上升。鹽濃度8%時(shí),水分先降低后升高,在第6天時(shí)的水分與鹽濃度10%時(shí)接近。臘魚高溫烘干過程會(huì)導(dǎo)致魚肉蛋白質(zhì)失活變性,蛋白質(zhì)分子持水能力下降,導(dǎo)致更多的水分流失[9]。
總酸含量表示的是食品中氫離子含量的高低,總酸含量的多少直接影響食品品質(zhì)、風(fēng)味特征及穩(wěn)定性,測(cè)定臘魚肉中總酸度可以衡量其成熟度和新鮮度。由圖2可看出,隨著腌制時(shí)間延長,臘魚肉總酸含量呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì),加鹽量不同其總酸含量也有差異,即加鹽量越高,其總酸含量越低??偹岷康纳哒f明臘魚肉在發(fā)酵過程中的代謝活動(dòng)使得腌制液總酸度升高。魚肉在食品工業(yè)生產(chǎn)中,總酸含量過高會(huì)影響食品的口感,因此需要嚴(yán)格控制腌制類肉制品發(fā)酵時(shí)間。
圖2 不同鹽濃度下臘魚肉總酸含量隨時(shí)間變化
魚肉經(jīng)過宰殺貯藏一段時(shí)間后會(huì)由表面的深紅色逐漸變?yōu)闇\褐色,魚肉色澤相關(guān)指標(biāo)對(duì)魚肉食用及品質(zhì)雖無顯著相關(guān)性,但消費(fèi)者可以通過色澤直觀感受魚肉品質(zhì),因此色澤是評(píng)價(jià)肉類食品的感官指標(biāo)之一。由表1可看出,隨著加鹽量和腌制時(shí)間的延長,相較于對(duì)照組臘魚,樣品組L*(亮度)值和a*值(紅度)都呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)(P<0.05),b*值(黃度)無顯著變化。腌制時(shí)間相同時(shí),隨著加鹽量增加,L*值(亮度)無顯著影響(P>0.05),a*值(紅度)和b*(黃度)值隨著鹽濃度的增加而顯著降低(P<0.05),W(白度)整體呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)(P<0.05)。
表1 不同加鹽量和腌制時(shí)間下的色澤變化
水產(chǎn)品發(fā)酵過程產(chǎn)生的各種生物胺中,組胺對(duì)人類健康的影響最大[10],具有氨基酸脫羧活性的微生物在組胺產(chǎn)生過程中發(fā)揮至關(guān)重要作用[11]。由圖3可知,隨著腌制時(shí)間延長,組胺含量逐漸升高,鹽濃度6%時(shí)組胺含量最高,且組胺含量與鹽濃度大小成反比。第0天時(shí)的組胺含量就形成較大差異,這可能是由于加鹽量的不同對(duì)宰殺后的魚肉組胺產(chǎn)生迅速造成影響,第2~第6天組胺含量仍持續(xù)增加。組胺的形成是由于臘魚在腌制發(fā)酵過程中微生物代謝或者細(xì)菌生長生成的組胺脫羧酶使魚體內(nèi)的組胺酸脫羧生成組胺,其反應(yīng)原理如圖4所示[12],新鮮魚體由于未進(jìn)行捕獲,不足以提供組胺生成所需的環(huán)境,因此其體內(nèi)的組胺含量可以忽略不計(jì)。
圖3 不同鹽濃度下臘魚肉組胺含量隨時(shí)間變化
圖4 組胺的生成原理
魚肉粗蛋白含量豐富,富含各種人體所需的氨基酸,且易被人體消化吸收,新鮮魚肉粗蛋白含量在15%~25%。由圖5可看出,第0天時(shí)不同鹽濃度下的臘魚肉粗蛋白含量無明顯差異,第0天后出現(xiàn)明顯差異。隨著腌制時(shí)間的延長,粗蛋白含量顯著下降,在第4~第6天下降速率最快,且加鹽量越大臘魚肉粗蛋白含量也越高。粗蛋白含量的降低是由于魚肉腌制過程中蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生不同程度變性,有一部分蛋白質(zhì)會(huì)在酶和微生物作用下生成肽類和氨基酸殘基,同時(shí)腌制品鹽濃度過高會(huì)產(chǎn)生較多的亞硝酸鹽不利于人體身體健康,因此在食品加工生產(chǎn)中應(yīng)該嚴(yán)格控制微生物生長。
圖5 不同鹽濃度下臘魚肉粗蛋白含量隨時(shí)間變化
揮發(fā)性鹽基氮是衡量食品腐敗變質(zhì)的重要指標(biāo),它描述的是食品在微生物、酶等的作用下蛋白質(zhì)降解氧化成氨基酸、肽類等小分子物質(zhì)。揮發(fā)性鹽基氮含量越高說明食品腐敗越嚴(yán)重,新鮮度越低,因此食品工業(yè)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制其含量。由圖6可看出,不同加鹽量下,隨著腌制時(shí)間延長,揮發(fā)性鹽基氮含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì),第0天各加鹽量下臘魚肉的揮發(fā)性鹽基氮含量集中在4.5 mg/100 g左右。第2天開始揮發(fā)性鹽基氮含量緩慢升高,且鹽濃度越高,揮發(fā)性鹽基氮含量也越高。揮發(fā)性鹽基氮含量總趨勢(shì)的升高是由于腌制臘魚肉在腌制過程中蛋白質(zhì)發(fā)生降解作用,生成胺類物質(zhì)及風(fēng)味前體物質(zhì)氨基酸。這也證實(shí)粗蛋白含量降低是由于蛋白質(zhì)發(fā)生降解作用。
圖6 不同鹽濃度下臘魚肉揮發(fā)性鹽基氮含量隨時(shí)間變化
氨基酸態(tài)氮是衡量食品在發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)等的水解程度,它在一定程度上可以反映食品微生物的活躍度。由圖7可看出,隨著腌制時(shí)間增加,氨基酸態(tài)氮含量逐漸升高。3種加鹽量下,0 d時(shí)的氨基酸態(tài)氮含量差異不顯著;隨著時(shí)間延長開始出現(xiàn)顯著差異。第0~第2天氨基酸態(tài)氮含量增速較大,其中加鹽量6%時(shí)的臘魚肉氨基酸態(tài)氮含量最高,從第0天的0.2%增加到第6天的0.32%,說明6%加鹽量下的臘魚肉在0~6 d蛋白質(zhì)水解過程更劇烈,增加鹽濃度抑制了臘魚肉微生物生長。第2~第6天氨基酸態(tài)氮增速減慢。氨基酸在臘魚肉發(fā)酵中起著風(fēng)味前體物質(zhì)作用,而發(fā)酵產(chǎn)生的氨基酸態(tài)氮在臘魚肉發(fā)酵中則會(huì)代謝生成氨基酸等小分子物質(zhì)。氨基酸態(tài)氮的含量除了受到微生物的影響外,很大程度上還受到原料本身的影響[13]。
圖7 不同鹽濃度下臘魚肉氨基酸態(tài)氮含量隨時(shí)間變化
肌原蛋白是一種可溶性蛋白,臘魚肉腌制過程中蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生不同程度降解,臘魚在烘干過程中肌原蛋白會(huì)發(fā)生聚合變形,形成重要的結(jié)構(gòu),直接影響臘魚肉多汁性、口感等感官性質(zhì)。由圖8可看出,第0天時(shí)3種鹽濃度的肌原蛋白含量差異不顯著,約4.5 g/100 g。隨著腌制時(shí)間延長,不同加鹽量下的臘魚肉肌原蛋白含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì),加鹽量6%和8%的臘魚肉下降速度較10%加鹽量更快,第6天時(shí)的含量也更低。鹽濃度越高肌原蛋白含量越高。
圖8 不同鹽濃度下臘魚肉肌原蛋白含量隨時(shí)間變化
羰基價(jià)反映的是油脂氧化產(chǎn)物,尤其是酮醛等有害物質(zhì)的含量和油脂酸敗劣變的程度,是食品煎炸油熱裂變的指標(biāo)[14-16]。由圖9可知,隨著腌制時(shí)間延長,臘魚肉羰基價(jià)含量逐漸升高,且隨著加鹽量增多,臘魚肉羰基含量也隨著增加。這表明臘魚肉在烘干過程及發(fā)酵過程中以NaCl作為促氧劑,加快蛋白質(zhì)中羰基化合物的生成。
圖9 不同鹽濃度下臘魚肉羰基含量隨時(shí)間變化
巰基含量是表征蛋白氧化的一個(gè)重要指標(biāo),由圖10可知,與第0天的對(duì)照組臘魚肉相比,樣品組的總巰基含量顯著降低,隨著腌制時(shí)間的延長臘魚肉總巰基含量逐漸減少,且隨著加鹽量的增加,臘魚肉總巰基也隨之減少(P<0.05)。第6天時(shí)的總巰基含量相較于第0天均差異顯著(P<0.05),這可能是由于NaCl對(duì)自由基形成和促氧化因子擴(kuò)散的促進(jìn)作用[17]。臘魚肉在腌制發(fā)酵時(shí)會(huì)發(fā)生蛋白氧化過程,氧化時(shí)蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生交聯(lián),蛋白質(zhì)中巰基會(huì)隨著氧化條件的增強(qiáng)生成亞砜等氧化產(chǎn)物[18],這是導(dǎo)致巰基含量降低的原因之一,臘魚肉總巰基含量越高,說明腌制過程中蛋白發(fā)生氧化的程度越低。
圖10 不同鹽濃度下臘魚肉總巰基含量隨時(shí)間變化
腌制食品中亞硝酸鹽含量超標(biāo)屢見不鮮,攝入亞硝酸鹽含量0.2~0.5 g時(shí)可導(dǎo)致中毒,含量超過3 g時(shí)可致死,因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制亞硝酸鹽。由圖11可看出,亞硝酸鹽在第0~第2天增加較快,第0天時(shí)不同鹽濃度的臘魚肉亞硝酸鹽含量差異不明顯,約3.2 mg/kg。第2~第4天亞硝酸鹽含量較第0~第2天增速緩慢且趨于平緩,第6天的臘魚肉亞硝酸鹽含量較第4天有小幅降低,這一系列變化是由于臘魚肉在腌制過程中鹽分的浸入,魚肉本身的微生物在初始階段分解亞硝酸鹽較快,后期由于魚肉組織和細(xì)菌內(nèi)的硝酸還原酶的活性減弱,導(dǎo)致硝酸還原減少。
圖11 不同鹽濃度下臘魚肉亞硝酸鹽含量隨時(shí)間變化
通過研究不同腌制時(shí)間(0,2,4和6 d)及不同加鹽量(6%,8%和10%)對(duì)臘魚肉品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明,不同加鹽量下,隨著腌制時(shí)間延長,水分呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì),總酸含量逐漸增加,亮度(L*)、紅度(a*)及白度(b*)隨著加鹽量增加逐漸降低,組胺含量逐漸增加,粗蛋白含量逐漸減少,揮發(fā)性鹽基氮及氨基酸態(tài)氮含量逐漸升高,肌原蛋白和總巰基含量逐漸降低,羰基價(jià)含量逐漸升高,亞硝酸鹽含量先增加后減少。結(jié)合各項(xiàng)理化指標(biāo)綜合分析得出,臘魚肉在加鹽量6%、腌制時(shí)間4 d時(shí)品質(zhì)較好。