鯉魚肌肉蒸制過程中的品質(zhì)變化*

鄭皎皎，吳瓊，王垚，范馨茹，董秀萍，辛丘巖，潘錦鋒

1(大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連，116034)2(國家海洋食品工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連，116034)

鯉魚(Cyprinus carpio L.)是我國重要的經(jīng)濟(jì)淡水魚類，含有豐富的完全蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸以及大量磷脂質(zhì)、膠原蛋白、蛋氨酸和 VA等營養(yǎng)素［1］。2012年，中國魚類總產(chǎn)量3 476.40萬t，淡水魚類養(yǎng)殖量2 334.11萬t，其中鯉魚產(chǎn)量289.70萬t，位居全國淡水養(yǎng)殖魚類總量第三位［2］。蒸制加工是傳統(tǒng)且常見的加工方式，加熱不僅能使肉質(zhì)成分產(chǎn)生有利的變性，最大限度保持其營養(yǎng)價值和感官特性，同時能夠抑制微生物的生長延長貨架期［3］。蒸制加工在畜禽類肉質(zhì)品質(zhì)方面研究較多，如羊羔肉［4］、鴨肉［5］、火雞肉［6］、牛肉［7］等，在魚肉質(zhì)品質(zhì)方面的研究則較少。已有研究主要集中于海水魚，如研究蒸制對大菱鲆過敏原免疫原性的影響［8］以及對刀鱭揮發(fā)性成分的影響［9］等。實際生產(chǎn)中，蒸制工藝控制不當(dāng)，會嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和出品率，影響生產(chǎn)企業(yè)的效益提升。本文通過考察新鮮鯉魚背部肌肉蒸制過程中理化性質(zhì)、微觀組織結(jié)構(gòu)以及質(zhì)構(gòu)的變化，探討鯉魚肌肉在蒸制過程中的品質(zhì)變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮鯉魚，購于大連市美林園菜市場。

無水乙醇，二甲苯，甲醛，天津市大茂化學(xué)試劑廠;石蠟，上海三精工貿(mào)公司;Tris，上海生工生物工程技術(shù)公司;酸性復(fù)紅，天津市化學(xué)試劑研究所;苦味酸，廣東化學(xué)試劑廠;考馬斯亮藍(lán)G-250，索萊寶科技公司。順丁烯二酸，蘇木精，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

探針式溫度測定儀，臺灣泰仕電子工業(yè)有限公司;CF16RXⅡ型冷凍離心機(jī)，日本日立集團(tuán);T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司;TP1020脫水機(jī)，EG1150C包埋機(jī)，RM2245切片機(jī)，德國徠卡有限公司;BX51倒置顯微鏡，奧林巴斯公司;TA-XTPLUSZ質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

鯉魚頭部致暈，于碎冰中平衡30 min。取魚背部肌肉(鰓蓋后緣至肛門，側(cè)線以上部分)切成不同規(guī)格的小塊，于飽和蒸汽中分別蒸制 2、4、6、8、10、12、14、16 min。

1.2.1 升溫曲線的測定

將1.0、1.5、2.0 cm3的魚背部肌肉小塊分別置于聚乙烯蒸煮袋真空包裝和玻璃培養(yǎng)皿中，冰水浴平衡30 min。將溫度探針插入魚塊幾何中心處，放入98～100℃飽和蒸汽的鍋中隔水加熱，每15 s記錄1次溫度計讀數(shù)，直至溫度穩(wěn)定。以魚塊的中心溫度對加熱時間作圖，即為魚塊的傳熱曲線。

1.2.2 失重率與失水率的測定

將魚背部肌肉切成1.5 cm3小塊，測定蒸制前后樣品質(zhì)量和水分含量。失重率以試樣加熱前后質(zhì)量差值與試樣加熱前比值的百分比計算，失水率以試樣加熱前后水分含量差值與試樣加熱前水分含量比值的百分比計。

1.2.3 pH值的測定

將規(guī)格為1.5 cm3魚塊蒸制前后樣品碾磨均勻，加9倍體積去離子水，勻漿2 min，4℃冰箱內(nèi)靜置10 min，用 pH 計測定 pH 值［10］。

1.2.4 肌原纖維蛋白的提取及測定

將蒸制前后規(guī)格為1.5 cm3魚塊樣品加入10倍體積0.05 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-maleate緩沖液(pH 7.0)，勻漿，4℃下12 000×g離心10 min，棄去上清液，重復(fù)操作1次，所得沉淀加入8倍體積0.6 mol/L KCl-20mMol/L Tris-maleate緩沖液(pH 7.0)，再進(jìn)行勻漿，4℃冰箱內(nèi)靜置1h后，于4℃下18 600×g離心20 min。取上清液采用Bradford法測定肌原纖維蛋白含量［11］。

1.2.5 聚丙烯酰胺凝膠電泳

收集規(guī)格為1.5 cm3蒸制后肌肉組織流失液，并對其進(jìn)行SDS-PAGE電泳分析以觀察蛋白質(zhì)種類。電泳條件為5%的濃縮膠與12%的分離膠，電壓為15V，上樣量為 20μL，分離時間為 30 min［12］。

1.2.6 組織學(xué)觀察

參照劉世新方法［13］，將規(guī)格為1.5 cm3魚塊樣品蒸制前后肌肉組織用中性甲醛溶液固定，經(jīng)梯度乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后，切片成6μm，再經(jīng)脫蠟后采用V-G法染色，在光學(xué)顯微鏡下成像，拍照。

1.2.7 TPA測試和剪切力測試

參照劉鐵玲法［14］，TPA測試樣品為縱切1.0 cm3小塊，選用型號P50探頭，測試前速度2.00 mm/s，測試中速度 1.00 mm/s，測試后速度1.00 mm/s，壓縮深度60%，時間間隔5 s，壓縮次數(shù)2次，數(shù)據(jù)收集由計算機(jī)軟件完成，實驗重復(fù)5次。

剪切力測定參照農(nóng)業(yè)部肉品標(biāo)準(zhǔn)［15］，加熱后去膜切塊，于冰水浴中平衡一段時間，再置于80℃恒溫水浴鍋中加熱至中心溫度達(dá)到60℃(約60 s)后測定。測試樣品為縱切2.0 cm×1.0 cm×1.0 cm小塊，選用ECB型號探頭。設(shè)定測試參數(shù)為剪切速度1.00 mm/s，數(shù)據(jù)收集由計算機(jī)軟件完成，實驗重復(fù)五次。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸制過程中魚肉升溫曲線

圖1-A中聚乙烯袋包裝的1.0、1.5、2.0 cm3魚塊，從5℃升高至100℃，分別需要2.5、4和6 min;圖1-B中用玻璃培養(yǎng)皿加熱的組織分別需要5、6和9 min。溫度變化過程呈S型增加。

圖1 蒸制過程中鯉魚肌肉組織升溫曲線Fig.1 Center temperature of carp tissue during steam cooking

可見，魚塊規(guī)格和加熱容器對升溫速率有明顯影響，組織規(guī)格越小，介質(zhì)越薄，組織中心達(dá)到預(yù)設(shè)溫度越快。加熱初期，熱量從表面?zhèn)鞯街行男枰欢〞r間，溫度短時內(nèi)保持較低;隨著加熱時間的延長，魚塊中心部位的溫度不斷升高;加熱后期，組織表面可能形成凝膠，阻礙了熱量向內(nèi)傳遞，使中心溫度上升緩慢。孫麗［16］對金槍魚的研究中發(fā)現(xiàn)長10 cm、寬6 cm、厚4 cm的肌肉組織蒸制時，中心溫度在加熱初期100 s內(nèi)基本不變，接著700 s內(nèi)由10℃迅速升至50℃，而后500 s內(nèi)由50℃緩慢升至70℃，最后消耗500 s中心溫度才由70℃升至80℃。可見在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)魚的種類和規(guī)格來確定加熱的溫度及時間，以保證樣品的品質(zhì)。

2.2 蒸制過程中魚肉失重率與失水率

在圖2中，加熱2 min時，組織失重約為6%，主要是蛋白質(zhì)受熱變性，游離水流出。隨溫度的升高(2～12 min)，肌原纖維蛋白和膠原蛋白開始變性，持水力下降，蛋白質(zhì)降解滲出組織。加熱12～16 min，蛋白質(zhì)幾乎全部變性，重量損耗嚴(yán)重，這些作用共同使得加熱后期魚肉的質(zhì)量不斷降低，失重率近20%。

圖2 蒸制過程中鯉魚肌肉組織失重率及失水率Fig.2 Rate of mass and moisture loss of carp tissue during steam cooking

2～10 min時，失水率緩慢上升，在10～14 min區(qū)間迅速上升，16 min失水率約達(dá)7%。加熱初期，魚肉組織細(xì)胞內(nèi)的游離水釋放出來，失水程度增加。繼續(xù)加熱，肌原纖維蛋白和膠原蛋白逐漸變性，纖維收縮，持水力降低，水分從中心向表面遷移，使魚塊失水率繼續(xù)增加，這些作用共同使加熱后期魚肉的失水率上升。當(dāng)中心溫度進(jìn)一步升高，魚肉大部分區(qū)域已完成變性，可變性區(qū)域的減少使得可釋放出的水分的量減少，同時已經(jīng)變性的蛋白質(zhì)分子在表面和纖維間產(chǎn)生凝聚，阻礙了水分向表面遷移。這與鮑魚腹足［17］肌肉蒸煮研究變化規(guī)律一致。

肉類在加熱過程中最明顯的變化就是汁液流失和質(zhì)量減輕，蒸煮時間越長，組織收縮越明顯，質(zhì)量損失越大。魚肉水分的流失及變性蛋白質(zhì)等從組織的溶出［18］，對魚肉營養(yǎng)含量和產(chǎn)品得率會造成不利影響。

2.3 蒸制過程中魚肉pH值變化

圖3 蒸制過程中鯉魚肌肉組織pH值Fig.3 pH value of carp tissue during steam cooking

鯉魚在宰殺后初期pH值會偏低，基本呈中性。隨熱處理時間延長，脂肪發(fā)生氧化，產(chǎn)生了烷烴、醛、酮等物質(zhì)，這些物質(zhì)多為堿性或中性分解產(chǎn)物，使pH值有所上升［19］。也可能是蛋白質(zhì)受熱變性，酸性基團(tuán)減少，使pH值升高。從圖3中可以看出，加熱初期，pH值上升的速率較為快速(0～4 min)，加熱后期，pH值變化不大，整個加熱過程中pH值升高了0.28。鯉魚肌肉組織在加熱2 min時，中心溫度升至60℃，其pH值增加了0.16，此后緩慢升高。

2.4 蒸制過程中魚肉肌原纖維蛋白提取率

隨加熱時間延長，肌原纖維蛋白含量逐漸減少。加熱2 min時，肌原纖維蛋白含量迅速減小為0.2%，繼續(xù)加熱，肌原纖維蛋白含量減少速度減緩，結(jié)果見圖4。

圖4 蒸制過程中鯉魚肌肉組織肌原纖維蛋白提取率Fig.4 Myofibrillar protein extraction rate of carp tissue during steam cooking

蛋白質(zhì)變性程度是評價肉類食品熟化的重要指標(biāo)，而加熱是應(yīng)用最廣泛的食物蛋白質(zhì)變性方法，魚肉蛋白質(zhì)主要是肌原纖維蛋白，魚肉保水性等諸多加工特性都與肌原纖維蛋白的特性相關(guān)［20］。因此通過熱處理使大部分肌原纖維蛋白變性，減少流失率是保證產(chǎn)品特性的重要措施。研究結(jié)果顯示，加熱2 min時肌原纖維蛋白提取率僅為未加熱時提取率的12%，4 min時肌原纖維蛋白提取率僅為未加熱時提取率的10%，此時肌原纖維蛋白90%變性，魚肉基本熟化［21］。由以上結(jié)果可知，規(guī)格為1.5 cm3的鯉魚肌肉加熱4 min，可完成肉質(zhì)熟化并較大程度地保留肌原纖維蛋白含量。

2.5 蒸制過程中魚肉組織流失液電泳

圖5 蒸制過程中鯉魚組織流失液電泳蛋白圖譜Fig.5 Protein pattern of carp tissue on SDS-PAGE electrophoresis during steam cooking

肌肉組織流失蛋白質(zhì)基本為肌漿蛋白等分子量相對較小的水溶性蛋白，在圖5中主要分布于相對低分子量區(qū)域。水溶性蛋白中除肌漿蛋白外，還有一些多肽以及肌原纖維蛋白的分解產(chǎn)物，因此相對高分子質(zhì)量區(qū)域也有一些條帶分布。比較電泳條帶發(fā)現(xiàn)，加熱時間較長的組織流失蛋白高分子質(zhì)量區(qū)域條帶數(shù)量顯著減少或深度顯著減弱，說明其中的高分子蛋白大都已發(fā)生變性。同時低分子質(zhì)量區(qū)域的條帶數(shù)量也減少或深度變淺，說明肌肉組織中的低分子質(zhì)量的蛋白也發(fā)生了變性，但大部分尚處在未變性狀態(tài)。鯉魚肌肉組織在加熱2 min，中心溫度為60℃時，分子質(zhì)量大于116kDa的蛋白尚未全部消失。

2.6 蒸制過程中的魚肉組織結(jié)構(gòu)

肌肉組織形態(tài)是影響鯉魚品質(zhì)和口感的主要因素。圖6中黃色為肌原纖維，紅色為結(jié)締組織，白色為纖維間隙。肌束間的肌膈膜呈紅色，可能含有膠原蛋白等結(jié)締組織成分，且隨加熱時間的延長，紅色越來越少，說明膠原纖維蛋白有一定程度的溶解、流失。加熱前的肌束均平行排列構(gòu)成肌肉，在低溫及短時高溫加工后，纖維簇的間隙均逐漸明顯;隨著溫度的升高和時間的延長，纖維簇中纖維間的空隙逐漸增大，并開始出現(xiàn)斷裂，見圖6。肌原纖維的這種變化與加熱處理的溫度和時間密切相關(guān)。因此，在加工過程中，選擇合適的時間和溫度，可有效地控制魚肉加工制品的品質(zhì)。

圖6 蒸制過程中鯉魚組織組織結(jié)構(gòu)Fig.6 Histological structure of carp tissue during steam cooking

2.7 蒸制過程中的魚肉質(zhì)構(gòu)特性

如圖7所示，隨加熱時間的延長，各指標(biāo)呈下降趨勢，且均先迅速下降后緩慢下降。硬度與咀嚼性有一定的相關(guān)性，硬度、咀嚼性和回復(fù)性在加熱4 min后變化不大。肌肉的剪切力主要與肌纖維蛋白和膠原蛋白的性質(zhì)有關(guān)，隨加熱時間延長，肌原纖維組織松散、甚至斷裂，膠原蛋白隨水分溶出，剪切力不斷下降，在4 min后趨勢基本不變。而三黃雞胸肉80℃加熱5 min后，硬度和咀嚼性增大，加熱20 min后基本不變，而回復(fù)性則隨加熱時間延長而減小，至加熱15 min時達(dá)到最小值，此后緩慢增加［22］;鮑魚80℃加熱0～120 min的剪切力大于98℃加熱時的剪切力，二者均呈先上升后下降的趨勢，80℃加熱10 min時剪切力達(dá)到最大值，98℃加熱15 min時剪切力達(dá)到最大值［23］。可見不同動物種類組織蛋白在蒸制過程中的質(zhì)構(gòu)變化規(guī)律不盡相同，魚蛋白的肌肉纖維單元較小，魚蛋白質(zhì)構(gòu)變化時間也較短。

3 結(jié)論

圖7 蒸制過程中鯉魚質(zhì)構(gòu)Fig.7 Texture of carp tissue during steam cooking

(1)鯉魚肌肉在蒸制過程中，失重率、失水率和pH值顯著上升。肌原纖維蛋白提取率降低，肌漿蛋白溶出，高分子質(zhì)量蛋白條帶減弱或消失，低分子質(zhì)量蛋白條帶變淺，大部分肌原纖維蛋白及部分低分子蛋白發(fā)生了變性。

(2)隨加熱時間延長，微觀組織結(jié)構(gòu)明顯變化，肌原纖維間空隙變大，纖維變粗，并出現(xiàn)斷裂。

(3)硬度、咀嚼性、回復(fù)性及剪切力均隨加熱時間延長而降低，1.5 cm3厚的鯉魚肉加熱4 min后4項品質(zhì)指標(biāo)基本不變。

(4)1.5 cm3厚的鯉魚肉蒸制4 min綜合品質(zhì)較好。

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