真空解凍工藝對金槍魚品質的影響

李念文，謝 晶，周 然 ，湯元睿，周 研

(上海海洋大學食品學院，上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海201306)

金槍魚肉質鮮美、柔嫩，富含EPA、DHA 等具有生物活性的多不飽和脂肪酸，具有預防心血管疾病、促進大腦發育等多重功效;同時，魚肉中還富有蛋氨酸、牛磺酸、礦物質和維生素等功能性物質，享有“海洋黃金”的美稱，是國際營養協會推薦的綠色無污染健康美食［1］。金槍魚中的蛋白質不僅為人類提供了所必需的氨基酸等營養要素，而且賦予了魚肉以特定的性質，如凝膠性、乳化性，持水性等，并使魚肉表現出特定的質地、外表、口感、滋味，對維持金槍魚的品質具有重要意義［2-3］。解凍是金槍魚加工工藝的最后一道工序，其效果對金槍魚的質地、色澤、風味、營養價值等影響顯著，研究金槍魚的解凍工藝對其品質維持和貨架期延長具有相當重要的意義。真空解凍(Vacuum-steam Thawing)是新型解凍工藝，水在真空狀態下沸點低，利用其蒸發所形成的水蒸汽在凍結食品表面凝結釋放潛熱來解凍食品［4］。它具有解凍速度快、解凍中減少或避免了食品的氧化變質、解凍后汁液流失少等優點［5］。國內外關于真空解凍技術在金槍魚解凍中應用的研究較少，本文對真空解凍條件的影響和解凍后金槍魚的品質特性進行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料 實驗所用的金槍魚肉是捕撈后經宰殺分割后直接抽真空密封凍藏(-80℃)的大目金槍魚肉;樣品預處理 將凍結金槍魚快速均勻分割成大小，厚度一致(5cm)的魚塊，每塊質量約100g，包裝后貯藏在-80℃的超低溫冰箱中，直至中心溫度降至-80℃。

MINFACT04 型真空冷凍干燥機 愛德華天利(BOC Edwards);CPCA-140Z 絕對真空壓力表 上海振太儀表有限公司;XS 225A 電子分析天平 普利賽斯國際貿易(上海)有限公司;TA.XT Plus 質構儀 英國SMS 公司;TDL-40B 低速臺式大容量離心機 上海安亭科學儀器廠;FA25 高剪切分散乳化機 上海FLUKO 弗魯克流體機械制造有限公司;H-2050R臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司;SJH-4S 數控精密恒溫水浴鍋 寧波天恒儀器廠。

1.2 解凍方法

1.2.1 空氣解凍 將凍結金槍魚塊從-80℃超低溫冰箱中取出，置于周圍無熱源的潔凈托盤上，以20℃左右空氣為介質進行解凍，以魚塊的中心溫度達到-5℃時為解凍終點，置于0℃冰箱冷藏［6］。

1.2.2 真空解凍 將凍結金槍魚塊從-80℃超低溫冰箱中取出，置于真空解凍箱中，將多點溫度測量儀的探頭插入魚塊中心部位。設定箱體溫度為20℃，真空度分別為70、50、30、10kPa 進行解凍，根據魚體中心溫度隨解凍時間的變化情況，每秒記錄一個讀數，直至魚體中心溫度達到-5℃時視為解凍終點，置于0℃冰箱冷藏。真空解凍裝置由解凍箱、真空設備、加熱器三部分組成，設備簡圖如下:

圖1 真空解凍設備簡圖Fig.1 Equipment diagram of vacuum-steam thawing instrument

1.3 測定指標

1.3.1 解凍曲線的繪制 以解凍過程中金槍魚塊的中心溫度(-40℃至-5℃)為縱坐標，解凍時間為橫坐標繪制。

1.3.2 鹽溶蛋白 參照Yongsawatdigu 等［7］方法，略有改動，采用考馬斯亮藍法［8］進行測定。

1.3.3 巰基 參照Benjaku S 方法［9］作適當修改。取1mL 的肌動球蛋白(0.4%，4mg/mL)加入9mL 0.2mol/L Tris-HCl 緩沖液，混勻。取4mL 混合溶液，加入0.4mL 1% DTNB，40℃下培養25min 后于412nm 測吸光度。空白對照用0.6mol/L KCl(pH7.0)代替樣品。

1.3.4 持水力的測定 參照?zgul 等［10］的方法。

式中:S 為排出水量;V 為樣品原質量。

1.3.5 質地采用質地剖面分析(texture profile analysis，TPA)模式測試，模擬人的兩次咀嚼動作，檢測質構特性參數［11］。將魚肉切成20mm ×15mm ×10mm 的方塊，使用平底柱形探頭P/6(6mm 直徑)。測試條件如下:測試前速率3mm/s，測試速率1mm/s，測試后速率1mm/s，壓縮程度50%，停留間隔5s;負重探頭類型:Auto-5g;數據收集率:200;環境溫度:12～16℃。樣品按垂直于其厚度的方向平放，每次測3 個樣品，每個樣品測1 次，取平均值。分別測定其硬度、彈性以及咀嚼性。

1.3.6 數據處理 實驗平行3 次，用SPSS 19.0 進行數據統計及多重比較，Origin 8.5 和AutoCAD 2009制圖。

2 結果與分析

2.1 解凍曲線的建立

圖2 為金槍魚魚塊中心溫度由-40℃到-5℃的解凍曲線，不同解凍條件的解凍曲線差異明顯:隨著真空度的增大，金槍魚解凍速率越快，這可能是由于真空解凍箱內水分蒸發強度隨真空度的增大而增大，魚塊表面凝結水增多，釋放大量潛熱，因而升溫較快;10kPa 下金槍魚的解凍時間為1750s，而相同條件下的空氣解凍由于空氣的熱阻大，解凍至終點需要耗費3330s，幾乎是前者的兩倍。因此，真空解凍能加快金槍魚解凍的速率，且真空度越高，解凍速率越快，這與何利平等［12］研究真空解凍團頭魴速度的結果一致。

圖2 凍結金槍魚的解凍曲線Fig.2 Thawing curve of a frozen tuna chunk

2.2 鹽溶蛋白的變化

蛋白質的鹽溶性是反映魚肉蛋白質變性的常用指標，在冷藏過程中，魚肉形成的氫鍵、鹽鍵和二硫鍵等往往導致蛋白質的鹽溶性下降［13］。不同真空度解凍下金槍魚肉中鹽溶蛋白的變化如圖3 所示。

由圖3 可知，解凍過的魚肉在貯藏過程中鹽溶蛋白含量呈下降趨勢，且下降幅度各不相同。空氣解凍的金槍魚鹽溶蛋白含量為45.53mg/g，貯藏僅6h后就下降至33.34mg/g，與其他實驗各組差異顯著(p ＜0.05)。真空解凍各組間鹽溶蛋白含量下降的程度差異明顯(p ＜0.05)，貯藏48h 后，70、50、30、10kPa解凍組的鹽溶蛋白分別下降了66.47%、60.37%、52.46%、43.10%，可見解凍真空度越高，金槍魚肉的鹽溶性越好。Farah 和Nazlin［14］對凍藏鱈魚片進行的研究表明:脂肪的氧化產物是引起蛋白質變性的主要原因。真空解凍提供的低氧環境能夠減少魚肉脂肪的氧化，且真空度越大，氧化程度越低，導致金槍魚蛋白質變性程度降低，鹽溶性較好。

表1 貯藏期間金槍魚肉中巰基的變化(10 -4mol·g -1)Table 1 Changes of SH content in Thunnus obesus during storage period(10 -4mol·g -1)

圖3 不同解凍條件下金槍魚鹽溶蛋白的變化Fig.3 Changes on salt-extractable protein content of different thawing conditions

2.3 巰基的變化

巰基是金槍魚蛋白中最具反應活性的功能性基團，與蛋白質的易變性、結構穩定性以及酶的催化作用等關系密切，往往通過測定魚肉的巰基含量來反映蛋白質的變性程度［15-16］。不同解凍條件下金槍魚肉中巰基含量的變化如表1 所示。

由表1 可知，貯藏期間金槍魚的巰基含量整體呈下降趨勢，表明魚肉在貯藏過程中蛋白質變性不斷發生。貯藏初期，剛解凍完的各組魚肉巰基含量差異較小，貯藏至6h 后，30、10kPa 真空解凍與其他組發生顯著差異(p ＜0.05);貯藏18h 后，空氣解凍組的巰基含量僅為3.98 ×10-4mol·g-1，與真空解凍各組呈現顯著差異(p ＜0.05);貯藏48h 后，各組間魚肉的巰基含量均發生顯著差異(p ＜0.05)，其中10kPa真空解凍組含量最高，達到4.52 ×10-4mol·g-1。對比魚肉的鹽溶性，兩者具有很好的相關性，表明高真空度解凍金槍魚塊能減少蛋白質的變性程度，保持較好的魚肉品質。

2.4 持水力的變化

持水力是判斷金槍魚品質優劣的重要指標，與魚肉的質地、切片性、組織狀態等都具有相關性［17-18］。金槍魚在凍結過程中魚肉組織產生的冰晶，不僅會破壞細胞膜，使細胞內液流出，還會引起魚肉組織的物理損傷，破壞肌纖維結構，降低蛋白質的功能性［19-20］。解凍時，冰晶融化成水，但由于魚肉的持水力下降，這部分水不能被魚肉完全吸收，使得魚體內的酶系、蛋白質等成份流失，魚肉品質下降。不同真空度解凍下金槍魚肉的持水力的變化如圖4 所示。

圖4 不同解凍條件下金槍魚持水力的變化Fig.4 Changes on water holding capacity of different thawing conditions

由圖4 可知，解凍后的金槍魚在貯藏期間持水力均持續下降，其中空氣解凍的持水力下降最嚴重，貯藏18h 后，空氣解凍組與其它各組差異顯著(p ＜0.05)，而貯藏48h 后魚肉的持水力僅為40.19%，這可能是由于空氣熱阻較大，解凍時間長、效率低，得不到水分補充，質地發干;真空解凍則相對較好，貯藏48h 后各組的持水力均能保持在50% 以上，而10kPa 組的持水力比剛解凍完只下降了22.91%，這可能是由于飽和水蒸氣在魚塊表面形成的水膜［21］，既能保證溫和的解凍條件和較快的解凍速度，又有助于魚肉在貯藏過程中減少水分的散失。

2.5 魚肉質地的變化

質地剖面分析(TPA)，是利用質構儀探頭模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進行兩次壓縮，通過軟件分析出硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、咀嚼性(Chewiness)等質構特性，在一定程度上減少了感官評價中主觀因素帶來的評價誤差［22］。不同真空度解凍后金槍魚肉質地的變化如圖5 所示。

圖5 不同解凍條件下金槍魚硬度(A)、彈性(B)、咀嚼性(C)的變化Fig.5 Changes on hardness(A)，springiness(B)，chewiness(C)of different thawing conditions

圖5 可知，解凍后的魚肉硬度、彈性和咀嚼性在貯藏過程中均持續下降，空氣解凍組在貯藏9h 后彈性就和真空解凍各組發生顯著性差異(p ＜0.05);并且，質地還與解凍時的真空度關聯密切，真空度越大，解凍后金槍魚的質地越好，貯藏36h 后10kPa 真空解凍組與30kPa 真空解凍組在硬度和彈性上差異顯著(p ＜0.05)，表明解凍時真空度越大，保留金槍魚口感的效果越好。這是因為真空解凍的時間短，魚肉蛋白質的降解要比空氣解凍少，蛋白質的功能性保留較好，加上解凍過程中水分充足，魚肉組織失水少，因此魚肉的硬度、彈性和咀嚼性較大［23-24］。

3 結論

通過凍結金槍魚塊的解凍實驗研究發現:與傳統的空氣解凍相比，真空解凍不僅能提高解凍速率，減少解凍時間，還能減少蛋白質的變性，保持魚肉的持水力，維持金槍魚的質地，使其保留較好的口感;不同真空度對金槍魚解凍的效果差異顯著，10kPa 下解凍金槍魚塊僅需1750s，且在貯藏48h 后的鹽溶蛋白為26.81mg/g，巰基含量為4.52 ×10-4mol·g-1，持水力為60.91%，硬度為142.83g，彈性為0.7769，咀嚼性為74.86，各方面品質均要優于其它實驗組，可見真空度越高，金槍魚的解凍效果越好。本實驗表明:真空解凍技術是一種優良的金槍魚解凍工藝，較好地維持了解凍后金槍魚的品質，減少了食材的浪費。

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