反復(fù)凍結(jié)－解凍對(duì)黃鰭金槍魚肉品質(zhì)的影響*

葉伏林，顧賽麒，劉源，王錫昌

(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海，201306)

金槍魚(tuna)也稱鮪魚、吞拿魚，是一種生活在中上層水域的高度跨洋性洄游魚類，金槍魚具有高蛋白、低脂肪的特點(diǎn)，被譽(yù)為現(xiàn)代人不可多得的營養(yǎng)美食［1］。金槍魚在國際貿(mào)易中主要以罐裝和生魚片為交易形式，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［2－3］。

為了長期保持金槍魚肉的高品質(zhì)，其貯藏溫度一般要求在 －50℃以下［4］。但在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、貯藏、銷售等過程中，由于受外界條件制約，并不能嚴(yán)格保證金槍魚肉始終處于此溫度下，容易發(fā)生因溫度波動(dòng)而使產(chǎn)品部分解凍的現(xiàn)象;此外，市場上一些商家也常常將一次未銷售完的金槍魚肉凍藏后再銷售，而普通消費(fèi)者根本對(duì)此無從辨別。據(jù)報(bào)道，反復(fù)凍結(jié)-解凍循環(huán)會(huì)使魚肉組織發(fā)生汁液流失、蛋白變性、脂肪氧化等變化，從而導(dǎo)致魚肉整體重量減少、色澤變差及質(zhì)地劣變，故應(yīng)盡量避免此過程的發(fā)生。本文以黃鰭金槍魚腹肉為試驗(yàn)對(duì)象，研究反復(fù)凍結(jié)-解凍條件下其品質(zhì)的變化規(guī)律，期望對(duì)市場監(jiān)管部門及金槍魚銷售企業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃鰭金槍魚腹肉，購于遠(yuǎn)洋股份有限公司，于斐濟(jì)島捕撈后直接凍藏(－60℃)。

TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國SMS公司;JZ-Ⅱ型均質(zhì)器，天津四方電器設(shè)備廠;SW-CJ-1CU雙人單面超凈工作臺(tái)，上海松泰凈化科技有限公司;BagMixer 400W型拍打式均質(zhì)器，法國INTERSCIENCE公司;Fox-4000氣味指紋分析儀(電子鼻)、HS100電子鼻配套自動(dòng)進(jìn)樣器，法國Alpha MOS公司。

1.2 樣品預(yù)處理

將購得四分割的金槍魚塊超凈臺(tái)中切割成梯形塊，質(zhì)量為(500.0±20.0)g，立刻真空包裝后分別貯藏在－60℃、－18℃的冰箱中待用。

凍藏金槍魚解凍至中心溫度－5℃時(shí)進(jìn)行品質(zhì)分析，黃鰭金槍魚肉解凍流程詳見圖1。

圖1 黃鰭金槍魚塊解凍工藝流程圖［5］

反復(fù)凍結(jié)-解凍設(shè)計(jì):－60℃金槍魚解凍至－5℃(以魚塊中心溫度為標(biāo)準(zhǔn))，再凍結(jié)至－60℃，記為“1”次凍結(jié)-解凍循環(huán)，重復(fù)此循環(huán)3次，分別記為“2，3，4次”，共計(jì)4次循環(huán);－18℃設(shè)計(jì)同 －60℃。

進(jìn)行凍結(jié)-解凍循環(huán)時(shí)首先將金槍魚塊在40℃、4%的鹽水中浸置1 min是為了縮短整體解凍時(shí)間，后期試驗(yàn)時(shí)將切除魚體表層肉樣，此時(shí)魚體內(nèi)部肉樣還處于凍結(jié)狀態(tài);以－5℃作為解凍終點(diǎn)溫度主要基于以下考慮:因金槍魚一般以生食為主，市場上商家銷售金槍魚時(shí)通常將解凍終溫控制為稍高于肉樣冰點(diǎn)的溫度，以便于金槍魚經(jīng)一段時(shí)間送到消費(fèi)者面前時(shí)能保持剛解凍完全的高品質(zhì)狀態(tài)，故本試驗(yàn)同樣設(shè)置－5℃為解凍終溫。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 理化指標(biāo)

1.3.1.1 解凍汁液流失率

參照 Boonsumrej［6］等人方法。

1.3.1.2 色差

取黃鰭金槍魚肉切成約15 mm×15 mm×10 mm的規(guī)格，選用直徑10 mm的透鏡，在反射模式下測定紅度值(a*值)變化。

1.3.1.3 質(zhì)構(gòu)特性

將魚肉切成25 mm×25 mm×10 mm的規(guī)格，并按垂直于厚度的方向平放。測定條件為:探頭型號(hào)P25;測前速率1.0 mm/s;測試速率5.0 mm/s;測后速率5.0 mm/s;壓縮變形率75%;探頭2次測定間隔時(shí)間5.00 s;數(shù)據(jù)采集速率400.00 Hz;觸發(fā)強(qiáng)度5.0g;觸發(fā)類型:自動(dòng)。分別測定硬度、黏聚性、彈性和咀嚼性。

1.3.2 電子鼻分析

參照王錫昌等［5］方法，并稍作修改。將解凍后的金槍魚肉絞碎，準(zhǔn)確稱取2.00 g±0.01 g，立即裝入10 mL電子鼻自動(dòng)進(jìn)樣瓶中，封蓋后待測。各組于37℃平衡10 min后以潔凈空氣為載氣，流速150 mL/min，進(jìn)樣體積為 2 000 μL，1 s進(jìn)樣完畢，注射針溫度47℃，數(shù)據(jù)采集時(shí)間120 s，延滯時(shí)間10 min。

1.3.3 菌落總數(shù)

按照GB/T 4789.2－2010測定。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

所有值均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，理化指標(biāo)和菌落總數(shù)平行測定3次，結(jié)果用SPASS13.0處理。電子鼻平行測定5次，PCA數(shù)據(jù)分析由儀器自帶的AlphaSoft V11.0軟件處理，以傳感器的最大響應(yīng)值作為特征值。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍結(jié)-解凍后理化指標(biāo)的變化

2.1.1 解凍汁液流失率和紅度值a*的變化

汁液流失是凍藏肉制品解凍時(shí)發(fā)生的一種不可避免的現(xiàn)象。凍藏時(shí)由于溫度下降至冰點(diǎn)以下，組織細(xì)胞內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大小不一的冰晶，從而對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成機(jī)械損傷;而解凍過程中由于細(xì)胞膜已被破壞，細(xì)胞液中一些營養(yǎng)組分(可溶性蛋白等)隨之溶出，宏觀上表現(xiàn)為組織的汁液流失［7］。凍結(jié)-解凍過程會(huì)伴隨溫度的降低或升高，溫度的降低或升高會(huì)引起冰晶的重結(jié)晶，解凍后導(dǎo)致魚肉汁液流失。由圖2(a)可見，－60℃和－18℃貯藏金槍魚肉隨著凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加，解凍汁液流失率都呈現(xiàn)上升趨勢;另一方面，－60℃比－18℃貯藏下金槍魚解凍后的汁液流失更多。本實(shí)驗(yàn)所采用的凍結(jié)方法在較短時(shí)間內(nèi)到達(dá)貯藏溫度，凍結(jié)過程中主要有細(xì)胞間的水分和細(xì)胞內(nèi)的水分參與重結(jié)晶，而快速到達(dá)穩(wěn)定溫度使得肌肉快速完成重結(jié)晶;浸置于40℃溫鹽水中1 min后在4℃下解凍，且－60℃持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長，解凍過程組織內(nèi)部的小的冰晶優(yōu)先溶解，又在周圍形成更大更不規(guī)則的重結(jié)晶，隨著解凍的持續(xù)，小冰晶周圍的重結(jié)晶以更快的速度生成。本實(shí)驗(yàn)中解凍是導(dǎo)致汁液流失的主要原因，而－60℃解凍時(shí)間相對(duì)較長，溫度變化范圍較大，使得汁液流失較多。由于這些重結(jié)晶的不規(guī)則，分布無規(guī)律，導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)的物理變化，引發(fā)纖維的脫水，進(jìn)而引發(fā)蛋白質(zhì)的變性，當(dāng)解凍完全后，導(dǎo)致更多的汁液流失。黃鴻兵等［8］研究了凍藏過程中溫度波動(dòng)對(duì)豬肉肌間冰晶的影響，生物顯微鏡拍攝組織結(jié)果顯示溫度波動(dòng)越劇烈，冰晶體積增大幅度越大，組織破壞嚴(yán)重，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

圖2 黃鰭金槍魚反復(fù)凍結(jié)-解凍后汁液流失率和a*和的變化

顏色對(duì)魚肉自身的營養(yǎng)和風(fēng)味并無大的影響，其作為魚肉生理學(xué)、生物學(xué)和微生物學(xué)變化的外部體現(xiàn)，可由感官作用直接給予消費(fèi)者以好或壞的影響［9］。金槍魚魚肉中血紅蛋白和肌紅蛋白含量較高，故使其呈典型的紅色。相對(duì)血紅蛋白而言，金槍魚肉中肌紅蛋白含量更為豐富，主要有脫氧肌紅蛋白(DeoMb，deoxymyoglobin)、氧合肌紅蛋白(OxyMb，oxymyoglobin)和高鐵肌紅蛋白(MetMb，metmyoglobin)3種形式。DeoMb和OxyMb在有O2時(shí)會(huì)進(jìn)一步氧化成暗褐色的MetMb——稱為魚肉的“褐變”，其氧化速率往往受到溫度、pH值、氧分壓、鹽類等因素的影響。圖2(b)可見，隨著反復(fù)凍結(jié)-解凍的次數(shù)增加，－18℃下貯藏的金槍魚腹肉a*下降趨勢更為明顯(從13.0降至10.0);而－60℃下腹肉紅度值變化較不明顯(4次循環(huán)a*變化在1以內(nèi))。表明－60℃下貯藏金槍魚肉較－18℃相比，解凍時(shí)能夠更有效的抑制高鐵肌紅蛋白的生成，減緩魚肉的褐變速度，延長金槍魚肉的品質(zhì)保持時(shí)間。

2.1.2 質(zhì)構(gòu)的變化與分析

質(zhì)構(gòu)是魚類等水產(chǎn)品的一個(gè)非常重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、彈性、咀嚼性、黏聚性、回復(fù)性等。張志廣［10］在研究養(yǎng)殖大黃魚凍藏過程時(shí)以硬度和彈性作為評(píng)價(jià)其品質(zhì)狀況的指標(biāo)，而本文擬通過硬度、黏聚性、彈性、咀嚼性四項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)凍結(jié)－解凍次數(shù)對(duì)黃鰭金槍魚品質(zhì)的影響。

1～4次凍結(jié)-解凍循環(huán)后，黃鰭金槍魚腹肉質(zhì)構(gòu)特性變化見圖3。

圖3 黃鰭金槍魚肉反復(fù)凍結(jié)－解凍后質(zhì)構(gòu)特性的變化

硬度反映魚肉保持形狀的內(nèi)部結(jié)合力，并受到魚肉的含水量、蛋白質(zhì)含量、鹽、脂肪含量［11］等影響;彈性反映魚肉中的蛋白質(zhì)及其水化層形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抵抗外力的能力;黏著性表示當(dāng)食品表面和其他物體(舌、牙、口腔)附著時(shí)，剝離它們所需要的力;咀嚼性是綜合評(píng)價(jià)參數(shù)，與硬度、黏著性和彈性有關(guān)。金槍魚富含豐富蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)變化是導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生變化的主要原因，蛋白質(zhì)作為食品的重要組成，不僅具有營養(yǎng)學(xué)意義，同時(shí)還決定食品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味等諸多特性。從圖3可以看出，隨著黃鰭金槍魚凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加，－60℃和－18℃貯藏黃鰭金槍魚的硬度、彈性、咀嚼性均明顯降低。與李金平等［7］研究反復(fù)凍融對(duì)牛外脊肉品質(zhì)的影響結(jié)果一致，反復(fù)凍融導(dǎo)致牛肉的理化品質(zhì)下降和蛋白質(zhì)降解。由前文已知反復(fù)凍結(jié)-解凍導(dǎo)致重結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而促使魚肉組織結(jié)構(gòu)的物理變化，汁液流失增加，肌纖維破壞，蛋白質(zhì)降解變性，進(jìn)而受到硬度、彈性和咀嚼性下降。Sriket［12］等研究黑虎蝦和白蝦經(jīng)過反復(fù)凍結(jié)-解凍后的微觀結(jié)構(gòu)，兩者的結(jié)果都顯示剪切力顯著減少，這是由于內(nèi)部肌肉纖維遭到破壞，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明反復(fù)凍結(jié)－解凍對(duì)蝦的質(zhì)構(gòu)影響顯著。由圖3(b)看出，黏聚性在整個(gè)過程中沒有顯著變化，有報(bào)道指出黏聚性與淀粉含量正相關(guān)。Tsironi［13］研究發(fā)現(xiàn)，在凍藏過程中，黏聚性、恢復(fù)性等指標(biāo)變化不顯著。

圖4 電子鼻分析黃鰭金槍魚反復(fù)凍結(jié)-解凍后氣味的結(jié)果

2.2 揮發(fā)性氣味物質(zhì)的變化

表1 黃鰭金槍魚樣品電子鼻分析結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)

由表1可以看出，－18℃單獨(dú)、－60℃單獨(dú)、－18℃和－60℃疊加的3張PCA分析圖上，其第一主成分(PC1)+第二主成分(PC2)之和均在90%以上，表明在PC1與PC2構(gòu)建的平面上，樣品信息均能較完整體現(xiàn)。電子鼻數(shù)據(jù)區(qū)分指數(shù)(discrimination index，DI值)，最高值為100，一般≥75表示此PCA圖上不同組樣品區(qū)分度較好，負(fù)值表示組間樣品結(jié)果有重疊。由表1可知，－60℃下DI值為78，表明此溫度下黃鰭金槍魚腹肉經(jīng)1、2、3、4次凍結(jié)-解凍后，其揮發(fā)性氣味差異較顯著，能夠明顯區(qū)分;－18℃下DI值為49，表明金槍魚肉分別經(jīng)過1～4次凍結(jié)-解凍后，氣味雖勉強(qiáng)能夠區(qū)分，但差異性較小;－18℃和－60℃綜合分析的情況下DI值為－40，表明在此2種溫度下，肉樣分別凍結(jié)-解凍1～4次后，各組樣品氣味間有重疊。進(jìn)一步觀察圖4(c)可發(fā)現(xiàn)，造成此時(shí)DI值為負(fù)的原因，主要是由于－18℃下的后3次凍結(jié)-解凍循環(huán)，樣品氣味有重疊造成的(雖然－18℃單獨(dú)分析時(shí)其能勉強(qiáng)分開，但在綜合分析時(shí)由于引入了－60℃樣品導(dǎo)致其PC1、PC2坐標(biāo)軸已重新計(jì)算)。此外，圖4(c)中各組樣品，隨著凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加其PC1軸數(shù)值依次遞增，且－60℃較－18℃相比，此溫度下凍結(jié)-解凍1～4次的樣品揮發(fā)性氣味變化更大(PC1數(shù)值躍變程度更大)。目前，金槍魚貯藏溫度一般要求保持在－60℃下，由以上試驗(yàn)可以看出，若此溫度下發(fā)生反復(fù)凍結(jié)-解凍等劇烈變溫的情況，對(duì)金槍魚肉的品質(zhì)將造成更大的損害。國內(nèi)顧賽麒等學(xué)者［14］采用電子鼻研究了冷卻豬肉在5種溫度( －18、0、4、10、20℃)下新鮮度變化規(guī)律，表明電子鼻可檢測肉樣在不同溫度下貯藏期間的氣味變化，來判斷肉品品質(zhì)變化狀況。

2.3 菌落總數(shù)

食用安全性是對(duì)水產(chǎn)品類進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)前所需滿足的最基本要求，菌落總數(shù)則是判定水產(chǎn)品所受污染程度的最重要指標(biāo)。對(duì)于金槍魚這一主要以生食為主的高價(jià)值魚類，在保持其原有品質(zhì)的同時(shí)，保證其食用安全性更顯得至關(guān)重要，此將直接關(guān)系到消費(fèi)者的人身健康安全。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求生食金槍魚肉中菌落總數(shù)含量在1×104CFU/g以下［4］。由圖5可見，黃鰭金槍魚經(jīng)4次反復(fù)凍結(jié)-解凍后，其腹肉中微生物指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此限值，故可充分保證其食用安全性。但值得注意的是，采用不同的金槍魚解凍方法，其所需的解凍時(shí)間各不相同，若魚肉暴露空氣中時(shí)間過長、環(huán)境溫度過高等都會(huì)造成菌落總數(shù)的超標(biāo)。本文所采用的金槍魚塊原料初次解凍前均貯藏在－60℃溫度下，初始菌數(shù)較低;其次整個(gè)解凍方法用時(shí)約2.5 h，且解凍時(shí)魚塊包裹后均置于4℃冷藏庫內(nèi)，因此期間微生物生長繁殖量能夠始終在安全范圍內(nèi)。

圖5 黃鰭金槍魚肉反復(fù)凍結(jié)-解凍后菌落總數(shù)變化

3 結(jié)論

將黃鰭金槍魚腹肉(分別－18℃，－60℃貯藏)分別經(jīng)過4次凍結(jié)-解凍后，測定理化、揮發(fā)性氣味物質(zhì)、菌落總數(shù)等相關(guān)指標(biāo)，得到以下結(jié)論:(1)隨著凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加，解凍汁液流失增加，且－60℃貯藏汁液流失更多;(2)隨著凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加，－18℃貯藏a*下降顯著，－60℃貯藏變化不明顯;(3)隨著凍結(jié)-解凍次數(shù)的增加，硬度、彈性、咀嚼性均顯著降低;(4)PCA結(jié)果表明，－60℃相對(duì)－18℃貯藏下反復(fù)凍結(jié)-解凍后揮發(fā)性氣味差異較顯著;(5)隨著凍結(jié)-解凍的次數(shù)增加，微生物變化不顯著，且在安全范圍內(nèi)。

本試驗(yàn)結(jié)果說明反復(fù)凍結(jié)-解凍導(dǎo)致金槍魚品質(zhì)下降，要求我們要在金槍魚加工、運(yùn)輸和貯藏過程中，嚴(yán)格控制溫度穩(wěn)定，并選擇－60℃作為維持品質(zhì)的較佳貯藏溫度。

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