超高壓處理對冷藏鱸魚品質(zhì)的影響*

徐永霞，劉瀅，張朝敏，張德福，李穎暢，勵建榮

(渤海大學(xué)食品科學(xué)研究院，化學(xué)化工與食品安全學(xué)院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧錦州，121013)

超高壓技術(shù)(high pressure processing)是20世紀(jì)70年代開始興起的一種新型食品加工技術(shù)，是指將食品密封于耐高壓的彈性容器中，以流體為傳遞壓力的介質(zhì)，然后施加高靜壓(100～1 000 MPa)并維持一段時間，使食品的物化特性和化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生變化［1］。超高壓保鮮技術(shù)主要通過破壞菌體蛋白中的非共價鍵，使蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固及酶失活［2］。超高壓技術(shù)不僅可以在一定程度上抑制微生物生長、脂肪氧化、鈍化酶活以延長食品的貨架期，而且能夠較大程度的保持食品的營養(yǎng)、感官與風(fēng)味［3-4］。在水產(chǎn)品方面，超高壓技術(shù)有很多優(yōu)勢，不僅能很好保持魚肉凍藏過程中的品質(zhì)，使魚肉蛋白變性程度及持水力等與凍藏初期的魚肉接近，還可以改善魚糜制品的彈性、色澤以及延緩魚肉在貯藏過程中的脂質(zhì)氧化［5-7］。

鱸魚隸屬鱸形目，鱸屬，在我國沿海以黃海、渤海分布較多，是重要的經(jīng)濟魚類之一，同時也是我國高檔淡水魚品種之一。鱸魚肉質(zhì)較嫩，脂肪含量較高，且骨刺較少［8］。目前國內(nèi)對鱸魚的研究主要集中在養(yǎng)殖［9-10］、基因組學(xué)［11］和免疫學(xué)［12］等方面，而超高壓在鱸魚上的應(yīng)用研究鮮有報道。本文以新鮮鱸魚為研究對象，研究了不同壓力處理后鱸魚魚肉感官、pH值、白度、質(zhì)構(gòu)以及持水性等指標(biāo)的變化，探討了超高壓處理對鱸魚在冷藏過程中品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鱸魚(黑鱸)，購于錦州林西街水產(chǎn)市場，規(guī)格基本一致，體長為30～40 cm，體重為750 g±50 g。

1.2 儀器與設(shè)備

HPP.L2-600/0.6超高壓設(shè)備(最高壓力為600 MPa)，天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;PL602-L分析天平，美國METTLER TOLEDO公司;FE 20酸度計，美國METTLER TOLEDO公司;CR-400色差計，日本KONICA MINOLTA公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司;D-37520冷凍離心機，Thermo Fisher科技有限公司;T25DS25均質(zhì)機，上海申鹿均質(zhì)機有限公司;DZ-500/2S真空包裝機，諸城市舜康包裝機械有限公司。

1.3 實驗方法

用榔頭敲擊魚頭致死后清洗魚體表面，清洗瀝干后取背部肌肉，切成合適大小的肉塊［約為(50±5)g］，裝入蒸煮袋中進行真空密封，將密封好的魚肉置于超高壓容器中，分別在100、200、300 MPa下保壓處理15 min［13］。超高壓裝置的升壓速度平均約為15 MPa/s，泄壓過程在2 s內(nèi)完成，內(nèi)腔溫度保持(20±2)℃。同時以未處理樣品作為對照組。將處理好的樣品置于4℃冰箱中貯藏，定期取樣測定。

1.3.1 感官分析

采用質(zhì)量指標(biāo)法［14］(quality index method，QIM)對魚肉塊進行感官評定。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。將所有指標(biāo)的評分結(jié)果相加，即形成QI值。QI值為0時表示魚塊的品質(zhì)最好，QI值的上升則表示魚肉塊品質(zhì)的劣變。 感官評定人員由6名經(jīng)過專門訓(xùn)練的實驗室人員進行。

表1 鱸魚QIM感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 QIM scheme for sensory evaluation of sea bass

1.3.2 pH值的測定

稱取10 g剪碎魚肉樣品于燒杯中，加入經(jīng)煮沸后冷卻的蒸餾水90 mL，均質(zhì)后過濾，取上清液用酸度計測定其pH值。

1.3.3 白度的測定

使用色差計測定魚塊的亮度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*。白度的計算如下:

白度 =100-［(100-L*)2+a*2+b*］0.5

1.3.4 質(zhì)構(gòu)分析

測定模式為TPA測定。測定指標(biāo)包括硬度、彈性、咀嚼度。測定時，將樣品切成2 cm×2 cm×1 cm的小塊。測定具體參數(shù)為:測試前速度，2.0 mm/s;測試速度為，1.0 mm/s;測試后速度，1.0 mm/s樣品壓縮形變量為50%;觸發(fā)力，5 g;2次壓縮時間間隔，5 s;探頭類型，P/50;數(shù)據(jù)的采集速率，200.00 pps。

1.3.5 持水性(WHC)的測定

準(zhǔn)確稱取5 g剪碎魚肉，在離心管中放兩層濾紙，將剪碎的魚肉放在濾紙中，1 500 r/min離心15 min，離心后將樣品移出，再次稱重，包括濾紙上吸收的水分。持水能力計算:

WHC/%=［(m1-m2)/m1］×100

式中:m1，樣品質(zhì)量，g;m2，濾紙吸收水分，g。

1.3.6 細菌總數(shù)(TVC)的測定

根據(jù)GB/T 4789.2-2010的方法進行平板計數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)的形式表示。采用Origin 7.5繪圖，SPSS 17.0對各組數(shù)據(jù)進行方差分析方差分析(ANOVA)和顯著性檢驗。P＜0.01為差異極顯著，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 感官評定

鱸魚在不同超高壓處理條件下感官品質(zhì)的變化情況如圖1所示。隨著貯藏時間的延長，對照組和不同處理壓力魚肉塊的感官品質(zhì)逐漸降低，樣品貯藏20 d時感官評分達到最大值。隨著處理壓力的增大，魚肉感官品質(zhì)有所改善，其中300 MPa處理的魚肉塊的感官得分最低。總體來看，超高壓處理組的感官品質(zhì)均優(yōu)于對照組。雒莎莎等人［13］研究了超高壓處理對鳙魚品質(zhì)的影響，也得到類似的研究結(jié)果。超高壓能明顯提高魚肉的彈性，但由于超高壓對魚肉色澤的影響較大，從而使感官評價不具有代表性。

圖1 不同超高壓處理條件對冷藏鱸魚感官品質(zhì)的影響Fig.1 Sensory evaluation of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

2.2 pH值

經(jīng)不同超高壓處理的鱸魚在冷藏過程中pH值的變化如圖2所示。

圖2 不同超高壓處理條件對冷藏鱸魚pH值的影響Fig.2 pH value of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

由圖2可知，在冷藏期間魚肉的pH值呈先下降后上升的趨勢。這可能是由于水產(chǎn)動物停止呼吸后，體內(nèi)的糖原經(jīng)糖酵解生成乳酸等酸類物質(zhì)，使肌肉中酸性成分增加，造成肌肉pH值的下降。此后，由于魚體中的微生物生長繁殖迅速，腐敗菌將蛋白質(zhì)、氨基酸及其值含氮物質(zhì)分解成胺、氨類等堿性物質(zhì)，使pH值升高。因此，水產(chǎn)品在貯藏期間肌肉pH值的變化一般呈V字形。此外，隨著處理壓力的增大，鱸魚魚肉pH值逐漸增加，這可能是因為超高壓可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性，使堿性氨基酸滲出與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，或使含氮物質(zhì)的分解，導(dǎo)致pH值增大。另外，超高壓處理可使肌肉組織細胞部分破碎，導(dǎo)致一些堿性氨基酸基團暴露，內(nèi)部的堿溶性物質(zhì)外滲，與酸性基團或酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，導(dǎo)致pH增大［15］。

2.3 白度

圖3為不同超高壓處理條件對鱸魚在冷藏過程中白度的影響。由圖3可知，白度隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。超高壓處理對鱸魚的白度具有一定的影響，隨著壓力的增大，鱸魚魚肉的白度值明顯升高。對照組及經(jīng)100 MPa、200 MPa處理的魚肉的白度值均在40～44左右，而經(jīng)300 MPa處理的魚肉白度值可達到50以上。超高壓處理后顏色發(fā)生變化主要與肌原纖維蛋白、肌基質(zhì)蛋白及肌漿蛋白的變性有關(guān)。經(jīng)超高壓處理的樣品白度值和L*值增大，可能是由于魚體內(nèi)部遭受壓力使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，形成一個均勻不透明的凝膠體，使魚肉的白度和亮度增加。此外，a*、b*值逐漸降低，可能原因是超高壓處理過程中肌紅蛋白發(fā)生氧化形成高鐵肌紅蛋白，使得 a*出現(xiàn)下降的趨勢［16］。

圖3 不同超高壓處理條件對冷藏鱸魚白度的影響Fig.3 Whiteness of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

2.4 質(zhì)構(gòu)特性

圖4反映了不同壓力處理后魚肉的硬度、彈性和咀嚼度的變化規(guī)律。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，各組樣品的硬度、彈性、咀嚼度均呈下降趨勢，其原因可能是隨著時間的延長，魚肉中的蛋白質(zhì)發(fā)生降解，物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，汁液流失增加，肌纖維逐漸破壞，從而導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)下降。魚肉中微生物的大量生長繁殖，使魚肉發(fā)生腐敗變質(zhì)，會導(dǎo)致硬度和咀嚼性降低，而魚肉組織中膠原分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加上酶和微生物的作用，使膠原纖維變得無序、間隙增大，結(jié)構(gòu)變得比較疏松，從而導(dǎo)致肌肉質(zhì)地軟化、彈性下降等品質(zhì)劣變［17］。

圖4 不同超高壓處理條件對冷藏鱸魚魚肉硬度(a)、彈性(b)和咀嚼度(c)的影響Fig.4 Hardness(a)，springiness(b)and chewiness(c)ofsea bass muscles during refrigerated storage at different HPP treatment

由圖4-a可知，隨著處理壓力的增大，魚肉的硬度逐漸增大，并且經(jīng)300 MPa處理的魚肉硬度明顯增大，新鮮魚肉經(jīng)300 MPa超高壓處理后硬度值達到1 000 N以上，對照組、100和200 MPa處理組的硬度在650～850 N，由此可見，超高壓處理對魚肉硬度的影響較大。Ramirez-Suarez等人［18］研究發(fā)現(xiàn)，超高壓可以明顯提高長鰭金槍魚魚肉的硬度，魚肉硬度上升可能是由于超高壓誘導(dǎo)肌球蛋白分子聚集變性引起的。由圖4-b可以看出，不同超高壓處理下魚肉的彈性變化趨勢不明顯。咀嚼度是一項質(zhì)地綜合評價指標(biāo)，與肌肉硬度、肌肉細胞間凝聚力、肌肉彈性等有關(guān)，其所需能量大小也是其他指標(biāo)綜合作用的結(jié)果。圖4-c表明，魚肉的咀嚼度隨著處理壓力的增大而逐漸增大，且各處理組的咀嚼度均高于對照組(P＜0.01)。

2.5 持水性

超高壓處理組與對照組的魚肉在貯藏過程中持水性的變化如圖5所示。

隨著時間的延長，魚肉持水能力先上升后下降，WHC在75%～85%，整體變化趨勢不明顯。這是因為新鮮鱸魚肌肉組織均勻，肌原纖維排列緊密。經(jīng)貯藏一段時間后，魚肉肌原纖維間的空隙逐漸增大，方向性增強，組織結(jié)構(gòu)逐漸斷裂，肌肉保水性減弱，持水能力下降，并且魚肉在冷藏過程中會發(fā)生一系列與活體自身不同的反應(yīng)，如肌肉組織分解引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化等會導(dǎo)致肌肉持水力的下降［3］。由圖5可知，魚肉的持水能力隨處理壓力的增大逐漸增強。第0天對照組WHC為81%，而處理組可達85%，其原因可能是高壓處理后引起魚肉蛋白質(zhì)的降解，使肌纖維變長，肌纖維間與肌絲間空隙變大，有利于維持水分的保留，從而降低水分的丟失［19］。一些研究者認為，高于200 MPa壓力處理的魚肉對其持水能力有積極作用［20-21］。

2.6 細菌總數(shù)

超高壓處理組與對照組的魚肉在貯藏過程中細菌總數(shù)的變化如圖6所示。由圖6可知，隨著時間的延長，魚肉中的細菌總數(shù)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在初始階段，對照組和經(jīng)100、200、300 MPa處理的魚肉細菌總數(shù)分別為 3.15、3.05、3.05和3.11 log CFU/g。超高壓處理對鱸魚的細菌總數(shù)有一定的影響，經(jīng)100 MPa、200 MPa處理的魚肉的細菌總數(shù)明顯低于對照組，而經(jīng)200 MPa處理的魚肉中細菌總數(shù)是最少的。在貯藏第16天時，對照組和經(jīng)100、200、300 MPa處理的魚肉細菌總數(shù)分別為6.60、5.89、5.24和5.91 log CFU/g。按照GB2741-1994規(guī)定，魚類等水產(chǎn)品的菌落總數(shù)(個/g)≤105為一級新鮮度，≤5×105為二級新鮮度，達到106～107時通常表明魚類已極其腐敗，不能食用，此時判定為魚類貨架期終點。由此可知，貯藏期達到16 d時，對照組已腐敗，而經(jīng)100 MPa和300 MPa處理的處理組接近腐敗，200 MPa處理組屬于二級新鮮度。

圖6 不同超高壓處理條件對冷藏鱸魚細菌總數(shù)的影響Fig.6 TVC of sea bass during refrigerated storage at different HPP treatment

3 結(jié)論

超高壓處理改善了鱸魚肉質(zhì)，超高壓處理后魚肉的硬度和咀嚼度顯著提高，同時提高了魚肉的pH值和持水能力，增加了白度，而對感官評分及彈性的影響較小。此外，隨著處理壓力的增大，魚肉的pH值、白度、硬度、彈性和咀嚼度均逐漸增大，持水性逐漸增強。隨著貯藏時間的延長，魚肉的感官品質(zhì)、硬度、彈性和咀嚼度逐漸降低，白度和細菌總數(shù)逐漸升高，pH值先下降后上升，而持水性先上升后下降，且200 MPa處理組細菌總數(shù)明顯低于對照組和其他2個處理組。

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