羅非魚魚片非CO發色工藝優化

王 晶,曹雪濤,林向東

(海南大學食品學院,海南 海口 570228)

羅非魚魚片非CO發色工藝優化

王 晶,曹雪濤,林向東*

(海南大學食品學院,海南 海口 570228)

擬對羅非魚片非CO發色工藝進行研究。通過單因素試驗，比較L-組氨酸、煙酰胺、亞硝酸鉀、亞硝酸鈉等對羅非魚活體和魚片發色處理的效果，確定亞硝酸鉀為優選的發色劑。繼而分析亞硝酸鉀添加量、發色時間、魚水質量比、暫養水溫度以及放血方式對羅非魚發色的影響，優化發色工藝。結果表明:亞硝酸鉀的添加量、處理時間、魚水質量比對羅非魚片的發色具有較顯著影響，正交試驗確定適宜活體魚的發色條件為:魚水質量比1∶10、亞硝酸鉀添加量1.5 g/kg、處理時間2 h。此條件下得到L*值45.03、a*值7.42、b*值13.18，感官評分4.4。經檢測，活體發色魚片中亞硝酸鈉殘留量不大于10 mg/kg，符合GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》。

羅非魚片；發色劑；色澤；亞硝酸鉀；感官評定

羅非魚（Oreochromis mossambicus），肉質細嫩，味道鮮美，無細刺，富含不飽和脂肪酸等，深受人們喜愛。但在加工及運輸過程中，魚肉組織中肌紅蛋白暴露于空氣，極易被氧化生成棕褐色的高鐵肌紅蛋白，影響產品感官品質[1]。因此凍羅非魚片加工企業通常需對原料進行發色處理，使其產生鮮亮穩定的 色澤[2]。

肉制品中常用的發色劑有亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、CO、煙酰胺、L-組氨酸等[3-5]。目前，較成熟的羅非魚魚片發色工藝是CO活體發色，通過肌紅蛋白卟啉環的配位鍵與—CO結合之后形成較穩定的碳氧肌紅蛋白進而呈現鮮亮的紅色[6]。然而，近年來歐盟強烈禁止CO用于水產品發色，加拿大、澳大利亞、新加坡等國也已經禁止CO在金槍魚加工中的使用，我國衛生部也于2008年將CO列為水產品中非食品添加劑[7]。

本研究比較了L-組氨酸、煙酰胺、亞硝酸鉀、亞硝酸鈉4 種常見食品發色劑對羅非魚活體和魚片發色處理的效果，并對處理條件進行優化，試圖篩選出安全、高效的發色方法，為穩定和拓寬凍羅非魚片的出口市場提供技術支持和保障。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活羅非魚，購買自海南省海口市三西路市場，平均單尾質量500 g。

L-組氨酸、煙酰胺（均為生化試劑）、亞硝酸鉀（化學純）、氯化鈉、亞硝酸鈉（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

BL-220H型電子天平 日本Shimadzu Corporation公司；CR-10型色差儀 日本柯尼卡美能達公司。

1.3 方法

1.3.1 發色工藝

分別采用活體和魚片發色工藝[8]。1）活體發色工藝:用鮮活、大小均勻的羅非魚在水箱里常溫條件下暫養20 min，再將其放入裝有配制好溶液的箱體中，加蓋密封一段時間，將羅非魚放血，制取淺去皮魚片。2）魚片發色工藝:用鮮活、大小均勻的羅非魚在水箱里常溫條件下暫養20 min，將其放血，制取淺去皮魚片，將稱量好的不同藥品均勻涂抹在魚片表面，置于燒杯中用保鮮膜覆蓋，在4 ℃條件下冷藏放置。

1.3.2 發色劑篩選

將鮮活的羅非魚2 尾一組，分成5 組，分別是A組:亞硝酸鉀；B組:煙酰胺；C組:L-組氨酸；D組:亞硝酸鈉；E組:空白組。分別按照1.3.1節進行活體發色處理和魚片發色處理，以感官評定為主要指標，進行對比，確定適宜羅非魚處理的工藝效果。

1.3.3 發色工藝條件優化

單因素試驗設計見表1。通過活體發色工藝處理羅非魚片，依次調整各個單因素，后面的試驗條件采用前者較好的水平。通過測定色澤差異進行效果比較。在單因素試驗的基礎上進行三因素三水平的正交試驗優化。

1.3.4 感官評定

感官評定人員由10 人組成，評定結果取平均值（樣品平均分=總評分/評價員人數）。分別從魚片發色部分和未發色部分兩方面進行評價。發色部分主要評價其發色效果；未發色部分主要評價亮度。魚片的感官評定得分范圍在0～5之間。感官評分標準[9]見表2。

1.3.5 色差值的測定

色差儀是一種能分辨不同顏色的高精密電子儀器，其中L*值表示亮度，值越大，亮度越大；+a*表示紅度，-a*表示綠度[10]。實驗中，一個實驗水平取4 個樣本，選取其中2 個進行測定，將實驗樣本魚皮脊梁骨側縱向分為3 個區域，分別用色差儀測定。將測量得到的6 個值取平均值為最終實驗值。魚片的呈色物質主要是肌紅蛋白及其與發色劑作用后的衍生物。它是消費者衡量水產品優劣的重要指標，結合其喜好，選取L*值和與a*值作為參考。

1.3.6 亞硝酸鹽的測定

參照GB 5009.33—2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》分光光度法測定。

1.4 數據處理

實驗數據用SPSS 17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 發色劑的篩選

從圖1可以看出，活體發色法中亞硝酸鉀處理組的感官評分顯著高于未處理的魚片，而煙酰胺、L-組氨酸、亞硝酸鈉處理組則低于空白組。魚片發色處理后的樣品感官明顯區別于活體發色的魚片，背部暗紅色部分和粉紅色部分感官色差很大，白色肉部分發暗，肉質略顯僵硬，使得溶液難以滲透到魚片內，導致效果不明顯。因此選擇亞硝酸鉀活體發色進行下一步研究。

2.2 發色條件優化單因素試驗結果

2.2.1 亞硝酸鉀添加量對發色的影響

如圖2所示，亞硝酸鉀添加量在0.1～1.5 g/kg的范圍內時，a*值隨著添加量增大而增大，當大于1.5 g/kg時，a*值開始減小，L*值則未呈現明顯的趨勢。羅非魚通過鰓主動吸收亞硝酸鹽，隨著血液在體內傳輸，分解產生的NO與肌肉纖維細胞中的肌紅蛋白結合呈現出鮮艷的玫瑰紅色。隨著亞硝酸鉀添加量的增大，呼吸速率先升高后降低，且對紅細胞的滲透脆性產一定生影響，亞硝酸鹽的吸收受到影響[11-14]。若體內富集過多，高鐵血紅蛋白添加量會隨之升高，魚片由鮮紅色變為暗紅色。并且亞硝酸鹽有一定的毒性，添加量高于1.5 g/kg，處理1.5 h后發現魚出現昏迷現象。

2.2.2 魚水質量比對發色的影響

參考熊自政[15]的研究進行魚水質量比例的單因素試驗，結果如圖3所示，魚水質量比為1∶3時魚片a*值較高。魚水質量比例太大時，魚過密，活力差的魚會發生死亡并導致放血不干凈，魚片顏色呈現暗紅色；魚水質量比例太小時，對于試劑的消耗相對較大，溶液中氧氣的比例提高從而加快亞硝酸鉀的氧化。

2.2.3 處理時間對發色的影響

如圖4所示，處理時間小于0.5 h，魚體與亞硝酸鉀未得到充分的作用，魚片顏色變化不明顯（圖中未顯示）；處理時間大于2 h，魚體處于昏迷，有些魚甚至死亡，血液不能被充分放盡，有淤血的現象出現，魚片顏色較暗。當處理時間為1.5 h時，魚片色澤鮮艷，呈現較亮的紅色。

2.2.4 暫養溫度對發色的影響

羅非魚生長溫度為16～38 ℃，從圖5發現，室溫25～28 ℃條件下養殖亞硝酸鉀的發色效果即可。羅非魚鰓內借助Na+-K+-ATPase系統，運輸Na+、K+，水解ATP放出能量，供滲透、物質代謝等，溫度為24 ℃時離子運輸和滲透壓調節處于較低水平，34 ℃為最適催化[16]。根據圖5，24 ℃時魚片L*、a*值都較好，溫度越高會加快亞硝酸鉀的分解及氧化，且超出了羅非魚的最適溫度，魚片色差越差。

2.2.5 氯化鈉和亞硝酸鉀不同配比對發色的影響

魚體除了腎、腸組織外，鰓是其進行離子交換的主要滲透調節器，鰓上皮含有大量的氯細胞是離子吸收和分泌的場所。適宜的鹽度可促進離子的轉運，提高血液中血紅蛋白的含量，增加體內血糖濃度以及相關激素的分泌促進代謝[17-18]。但是有研究[19]表明亞硝酸鹽是通過與氯化物競爭吸收位點，進而跨過鰓上的屏障在血漿中富集，相互之間有一定的抑制作用，并且羅非魚耐鹽性較差使得其在高鹽度的溶液中存活能力較差。結合試驗，根據圖6顯示，不同比例氯化鈉與亞硝酸鉀對羅非魚片發色效果影響差異不明顯。

2.2.6 放血方式對發色的影響

放血程度對O2運輸將有一定的影響，實驗過程中由于受到亞硝酸鉀的影響，放出的血液多有血塊存在，影響到放血的程度及效果[21]。動態放血過程中不斷地翻動魚體，刺激其劇烈掙扎，使得到的魚片僵硬度增大，分泌的黏液會使魚體感官品質下降[22]。而不放血的魚片呈現暗紅色，L*值明顯偏低。靜態放血和動態放血對魚體本身的活力有相當高的要求，魚體死亡后自然放血和活魚直接放血對魚片的色澤也有一定的影響[23]，因此單因素試驗有一定的難度，實際中不好操作。

2.3 正交試驗結果

通過SPSS對單因素顯著性分析，再結合魚片加工廠的經濟成本與操作便利，選取單因素亞硝酸鉀添加量0.5、1.0、1.5 g/kg，魚水質量比1∶3、1∶5、1∶10，處理時間1.0、1.5、2.0 h進行正交試驗。以感官評定、色差值為指標，確定優化工藝流程。試驗設計及結果見表3。

由表3可知，L*為指標的優化組合是A2B3C3，即亞硝酸鉀添加量1.0 g/kg、處理時間2 h、魚水質量比1∶10；a*為指標的優化組合是A3B3C1，即亞硝酸鉀添加量1.5 g/kg、處理時間2 h、魚水質量比1∶3；感官評分為指標的最優組合是A3B3C3，即亞硝酸鉀添加量1.5 g/kg、處理時間2 h、魚水質量比1∶10。綜合實際生產及亞硝酸鹽殘留量選擇A3B3C3組合進行驗證實驗，得到L*值45.03、a*值7.42、b*值13.18，感官評分4.4。依據L*、a*值，進一步進行方差分析（表4）。

由表4方差分析可知，亞硝酸鉀添加量、魚水質量比對羅非魚片色差值影響顯著（P＜0.05），處理時間對羅非魚片顏色影響不顯著。魚水質量比與亞硝酸鉀添加量有間接的關系，而處理時間的長短影響試劑吸收的同時對魚體的活力也會產生影響，在拮抗作用下，使其對效果影響不明顯。

3 結論與討論

通過單因素的篩選和正交優化試驗，本實驗初步確定了羅非魚發色優化的條件為:亞硝酸鉀添加量1.5 g/kg、魚水質量比1∶10、處理時間2 h。此條件下，經過驗證實驗所得L*值45.03、a*值7.42、b*值13.18，感官評分4.4，魚片中亞硝酸鹽殘留量經檢驗不大于10 mg/kg，符合GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》。表明亞硝酸鉀活體發色處理的魚片是安全的，對出口凍羅非魚片加工產業穩定性提供了保障。

實驗中發現暫養過程中活體羅非魚體對亞硝酸鉀具有一定的吸收能力，從而反映出發色作用。因此認為其吸收動力學以及在機體傳遞過程的研究將對發色工藝的進一步優化有指導作用，對于羅非魚發色方式的選擇可提供借鑒。亞硝酸鉀發色對魚片的品質、貯藏期的影響以及與CO活體發色魚片間的比較都有待進一步研究。

新型的發色劑、護色劑的研究拓寬了羅非魚發色方法的研究。同時，發色劑的復配作用可能對亞硝酸鉀的使用有一定的增效作用，使其在更安全使用量的前提下增強其作用。用亞硝酸鉀對羅非魚片進行腌制、液熏、注射等方法處理，對羅非魚發色工藝的完善和優化有待進一步研究。

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Color Stabilization of Tilapia Fillets by Non-Carbon Monoxide Treatment

WANG Jing, CAO Xuetao, LIN Xiangdong*
(College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China)

In the research, we compared the effectiveness of non-carbon monoxide treatments with L-histidine, niacinamide, potassium nitrite and sodium nitrite for stabilizing the color of live tilapia and tilapia fi llets. Potassium nitrite was found to be the color stabilizer of choice for tilapia fi llets. We further analyzed the infl uence of potassium nitrite dosage, treatment time, fi sh-to-water ratio, farming water temperature and bloodletting methods on the color of tilapia and optimized these factors. The results showed that potassium nitrite concentration, treatment time and fi sh-to-water ratio all had signifi cant effects on the color of tilapia fi llets, and their optimal levels were determined by orthogonal array design to be 1.5 g/kg, 2 h and 1:10, respectively. Under these optimal conditions, the L*, a* and b* values of tilapia fi llets were 45.03, 7.42 and 13.18, respectively, and the sensory score was 4.4. In addition, the nitrite residue in tilapia fi llets did not exceed 10 mg/kg, which was in accordance with the Chinese national standard GB 2760?2011: Standards For Uses of Food Additives.

tilapia fi llets; color fi xative; color; potassium nitrite; sensory evaluation

O51

A

10.7506/spkx1002-6630-201510005

2014-07-13

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD28B06)；海南省自然科學基金項目(311032)

王晶(1990—),女,碩士研究生,研究方向為水產品保鮮。E-mail：541740360@qq.com

*通信作者：林向東(1957—),男,教授,本科,研究方向為水產品貯藏與加工。E-mail：lxdzqlh@sina.com