真空解凍工藝對羅非魚片品質的影響

張 珂，關志強，李 敏，吳陽陽，馬超鋒（廣東海洋大學食品科技學院，廣東省水產品加工與安全重點實驗室，水產品深加工廣東普通高等學校重點實驗室，廣東湛江524088）

真空解凍工藝對羅非魚片品質的影響

張 珂，關志強*，李 敏，吳陽陽，馬超鋒
（廣東海洋大學食品科技學院，廣東省水產品加工與安全重點實驗室，水產品深加工廣東普通高等學校重點實驗室，廣東湛江524088）

以羅非魚為研究對象，分別在不同真空度條件：15、12、9、6、3和0.8 kPa進行解凍（樣品溫度從-20℃升為4℃），測定解凍時間、解凍損失率及解凍后魚片的TBA值、K值和pH，進而篩選真空解凍羅非魚片的最佳工藝條件。實驗結果表明：與空氣解凍相比，真空解凍縮短解凍時間，且真空度越大解凍時間越短；其中9 kPa真空條件下解凍時間僅為30 min，解凍損失率為-0.04%，TBA值為0.097 mg/100 g，K值為7.15%，pH為6.60，均顯著優于其他實驗組（p＜0.05）。即9 kPa真空條件解凍羅非魚片時間短，汁液損失少，脂肪氧化程度較小，鮮度較高，整體品質較高，能較好地保持羅非魚片的品質。

羅非魚，真空解凍，解凍時間，解凍損失，TBA值，K值

羅非魚俗名南洋鯽、非洲仔、福壽魚，我國主要養殖的品種有尼羅羅非魚、奧利亞羅非魚、莫桑比克羅非魚以及各種組合的雜交后代等。當前中國羅非魚產量占全球羅非魚產量43%，且出口量逐年增長，2014年出口量40萬噸，出口額達15億美元［1］，其中冷凍羅非魚片占出口羅非魚的75%以上［2］。冷凍羅非魚片在凍藏過程中由于脂肪的氧化，肌肉中酶的活動和微生物代謝等導致魚片喪失新鮮度直至變質［3］，因此出現了許多保持冷凍魚片新鮮度的方法［4-6］。但是冷凍后的魚片必須經過解凍才能食用，而不同的解凍方法和工藝對魚片品質有較大的影響。解凍過程中可能會出現汁液流失、變色、風味損失、質地改變、肌球蛋白變性、脂質氧化以及由于脂質與蛋白質交聯導致肌原纖維蛋白聚集而影響肌肉蛋白質和水結合的能力，使食品質量降低［7］。

真空解凍作為一種新型解凍方法，是指在真空條件下利用解凍室內水槽中的水蒸氣在凍結食品的表面凝結放出潛熱而使食品升溫解凍的方法［8］。在密封的容器中，當真空度達到705 mm汞柱時，水在40℃就可以沸騰，并產生大量低溫水蒸氣，水蒸氣分子不斷沖擊冷凍原料的表面，進行熱交換，從而促使原料快速解凍。真空解凍溫度較低，適合熱敏性食

品；解凍速度較快；真空低氧，可防止食品解凍過程中的氧化裂變，也可抑制一些好氧性微生物的繁殖；汁液流失較少［9］。國內對真空解凍研究較少［10-13］，且主要集中在30 kPa及更低真空度的水平上，而只針對高真空度（即真空泵的絕對壓力＜15 kPa）的真空解凍工藝研究較少，且以羅非魚為真空解凍對象的還未見報道。

本研究以羅非魚為研究對象，分別在6種不同真空度條件下快速解凍冷凍羅非魚片，并對其品質變化進行檢測分析，篩選最優真空解凍羅非魚片的工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

吉富羅非魚 同一批次購于廣東湛江市工農市場，重約為750 g，共計11條；三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、腺苷酸（AMP）、肌苷酸（IMP）、次黃嘌呤核苷（HxR）和次黃嘌呤（Hx）標準品（≥99%） Sigma公司；優級純K2HPO3和KH2PO3天津市科密歐化學試劑有限公司；色譜純甲醇 天津四友精細化學品有限公司；色譜純乙腈、2-硫代巴比妥酸（≥98.5%） 國藥集團化學試劑有限公司；三氯乙酸、冰醋酸、氯仿、高氯酸、KOH、EDTA二鈉等 均為分析純，廣州化學試劑廠。

VCD-0.2型真空預冷實驗機 上海鮮綠真空保鮮設備有限公司；Agilent 1200高效液相色譜儀 Agilent；Waters RP18色譜柱 Waters；雷磁PHS-3C型pH計上海儀電科學儀器股份有限公司；UV-8000A紫外分光光度計 上海元析儀器有限公司；GTR22-1型高速冷凍離心機 北京時代北利離心機有限公司；JK-24U多路溫度測試儀 常州市金艾聯電子科技有限公司；125型均質機 上海依背機械設備有限公司；KQ-500DE超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；HHS型恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司；EYEL4 A-1000S抽濾機 上海愛朗儀器有限公司；BCD-225SDCW冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 將健康鮮活的羅非魚宰殺、去皮后取片，修剪為長（100±5）mm，寬（60±5）mm，厚（10± 2）mm，重約70 g的魚片。置于-20℃冰箱中冷凍24 h。取出后立即放入真空預冷實驗機的真空室內，真空室內放入盛有200 mL蒸餾水的大燒杯，將魚片懸置于燒杯上空。調節真空度到15 kPa，利用多路溫度測試儀測定魚片中心溫度（達到4℃［14］即可），即視為完全解凍，而后立即分別進行15、12、9、6、3、0.8 kPa和自然空氣解凍實驗，并測定相同指標。每組進行3次（即3個魚片）平行測量，同一指標平行測量時盡量選取魚片的相同部位。

1.2.2 解凍時間的測定 利用多路溫度測試儀，把3個溫度探頭分別插在魚片的不同部位，取其均值即為魚片的中心溫度，記錄魚片中心溫度從-20℃達到4℃所用的時間，即為解凍時間。

1.2.3 解凍損失率的測定 按照美國官方分析化學家協會（AOAC）［15］方法進行計算如下：

式中，W為解凍損失率（%）；m1為凍結后魚片的質量（g），m2位解凍后魚片的質量（g）。

1.2.4 硫代巴比妥酸值（TBA值）的測定 根據王小軍等［16］的方法，略微改動如下：樣品在組織搗碎機中均質，取搗碎的肉樣10 g，加入50 mL、7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA），振搖30 min，雙層濾紙過濾兩次，取5 mL上清液加入5 mL、0.02 mol/L的TBA溶液，90℃水浴中保溫40 min，取出冷卻1 h，上清液中加入5 mL氯仿振搖，靜置分層后取上清液，分別在532 nm和600 nm處比色，記錄吸光度值，按以下公式計算TBA值。

式中，與TBA反應的物質的量以每100 g肉中丙二醛的毫克數來表示；A532表示樣液在532 nm處的吸光度值，A600表示樣液在600 nm處的吸光度值。

1.2.5 K值的測定 根據劉亞等［17-18］的方法，結合實際所用的Waters RP18色譜柱稍微改動后進行高效液相色譜法測定K值。其中，流動相為：V（0.05 mol/L K2HPO3-KH2PO3緩沖液）∶V（甲醇）=97∶3，緩沖液pH6.5，流速0.8 mL/min，進樣量10 μL，檢測波長254 nm。精確稱取5 g魚肉樣品，加入30 mL、6%冷高氯酸，勻漿，4℃、10000 r/min離心10 min，取上清液，用10 mol/L的KOH溶液調節提取液pH至接近6.0，然后再用1 mol/L的KOH溶液繼續調節pH至6.5，沉淀重復提取一次，合并上清液。4℃、8000 r/min離心10 min，取上清液。上機檢測前用0.22 μm的微孔濾膜過濾。

魚類肌肉中三磷酸腺苷（ATP）在死后初期發生分解［19］，經過二磷酸腺苷（ADP）、一磷酸腺苷（AMP）、肌苷酸（IMP）、次黃嘌呤核苷（Hx）和次黃嘌呤（HxR）等，最后變成尿酸。K值為ATP最終分解產物（Hx和HxR）占總ATP關聯物的百分數，表示如下：

1.2.6 pH的測定 取絞碎的魚肉10.00 g于燒杯中，加入100 mL蒸餾水，均質1 min，靜置30 min后過濾，用pH計進行測定［20］。

1.3 數據處理與統計分析

實驗均為3次平行，結果以平均值±標準差表示。利用Origin 8軟件（OriginLab Corporation）進行作圖，利用JMP 7軟件（SAS Institute Inc.）對數據進行單因素方差分析（p＜0.05為差異顯著）和圖基檢驗（Tukey HSD），利用SPSS 18.0（SPSS China Inc.）進行皮爾森（Pearson）相關性分析。

2 結果與討論

2.1 不同真空度條件對羅非魚片解凍時間的影響

如圖1所示，隨著真空度不斷增大，真空解凍羅非魚片的時間不斷減小，且與空氣解凍的45 min相比，真空度由15 kPa增到0.8 kPa，時間從38.33 min縮短到15.67 min，真空解凍時間顯著減?。╬＜0.05）。與李念文等［12］得到相似結論，這或許是由于隨著真空度增大，水汽沸騰越強烈，大量的低壓蒸汽在魚片表面凝結，魚片表面形成較多的凝結水，且真空壓力越低凝結潛熱越大。冷凝放熱致使魚片快速解凍，即縮

短解凍時間。

圖1 不同真空度條件下羅非魚片的解凍時間Fig.1 Thawing time of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.2 不同真空度條件對羅非魚片解凍損失率的影響

由圖2可以看出，與空氣解凍相比，3 kPa和0.8 kPa的真空度條件下，羅非魚片的解凍損失較大，分別為1.80%和1.63%；15、12、9、6 kPa四組中解凍損失無顯著差異（p＞0.05），且均較小?？赡苁怯捎诋斦婵斩容^?。ǎ? kPa）時，蒸發的水蒸氣在魚片表面凝結后，魚片解凍后溶出的水分又被魚片慢慢吸收了，致使解凍后質量變化較小，甚至增大的現象；真空度增大后，魚片解凍時間大量縮短，解凍溶出的汁液未被完全吸收，從而導致魚片質量減少，這與尤敏瑜［21］認為快速解凍使汁液沒有充足的時間重新進入細胞的看法有相似之處。

圖2 不同真空度條件下羅非魚片的解凍損失Fig.2 Thawing loss of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.3 不同真空度條件對羅非魚片TBA值的影響

魚肉中含有許多不飽和脂肪酸，貯藏過程中脂肪氧化產物——1分子丙二醛可與2分子TBA反應，生成穩定的紅色化合物［22］，該化合物的吸收程度與丙二醛的濃度在一定范圍內呈線性關系。因此，可根據反應物的顏色深淺測定其吸光度值，推測魚肉的脂肪氧化酸敗程度。

由圖3可知，15、12 kPa的真空解凍與空氣解凍后羅非魚片的TBA值都為0.12 mg/100 g左右，組間無顯著差異（p＞0.05），且均較其他實驗組顯著增大（p＜0.05）；9、6、3、0.8 kPa條件下羅非魚片TBA值較小，分別為0.097、0.084、0.084、0.078 mg/100 g，且多重比較結果顯示無顯著差異（p＞0.05），即脂肪氧化程度均較小。與Sirintra Boonsumreja等［23］測得的反復凍融后蝦肉的TBA值相比均較小，可說明真空解凍可較好的抑制脂肪氧化。隨著真空室內的空氣逐漸減少，易推斷出魚片的氧化程度也逐漸降低，實驗證明亦是如此。真空度9 kPa與6、3、0.8 kPa相比，真空度較小，能夠減少真空預冷機中壓縮機的動力消耗和電力損耗，故從節約經濟和減少脂肪氧化兩方面綜合考慮，9 kPa真空解凍羅非魚片較適宜。

圖3 不同真空度條件下羅非魚片的TBA值Fig.3 TBA value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.4 不同真空度條件對羅非魚片K值的影響

K值是判斷魚體新鮮度的標準，且K值≤20%時認為鮮度優良。鮮活質量指標K值是反映水產品初期鮮度變化以及與品質風味有關的生化質量指標。一般采用K值≤20%作為優良鮮度指標（日本用于生食魚肉的質量標準），K值≤60%作為加工原料的鮮度標準。

圖4是ATP等6種標準品混合后經高效液相色譜分析得出的標準譜圖，據此分別計算不同處理后魚片的K值，如圖5，魚片解凍后的K值整體上均小于20%，即均較為新鮮。但是空氣解凍后魚肉K值最大，為18.94%，接近20%的標準；而真空解凍后魚肉K值為7.14%～14.77%，9、6、3、0.8 kPa解凍組顯著低于空氣解凍（p＜0.05），這與尚艷麗等［24］的結果相似。9、6、3、0.8 kPa條件下羅非魚片的K值均為8%左右，組間無

顯著差異（p＞0.05），故從節約能耗角度出發，9 kPa條件真空解凍就可較好地保持羅非魚片的新鮮度。

圖4 ATP關聯化合物標準圖譜Fig.4 Chromatogram of mixture of six ATP-related compounds

圖5 不同真空度條件下羅非魚片的K值Fig.5 K value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.5 不同真空度條件對羅非魚片pH的影響

圖6是魚肉經不同解凍方式后pH的變化情況，由本文和李鵬等［25］的實驗結果可知新鮮羅非魚片的pH約為6.80，故解凍后魚肉pH均呈不同程度的下降（p＜0.05）。一般認為是魚死后僵硬，糖原酵解、乳酸積聚、ATP酶活性增強，使得肌肉中pH降低［19］；也有可能是由于凍融后魚肉中礦物質減少和小型蛋白質化合物滲出，改變肉的離子平衡，導致pH下降［26］。

其中空氣解凍后魚肉pH為6.43，下降顯著（p＜0.05）；15 kPa和12 kPa的真空解凍與空氣解凍后魚肉pH無顯著差異（p＞0.05），9、6、3、0.8 kPa條件下羅非魚片的pH下降最少，pH均達到了6.60，都能較好地保持羅非魚片的鮮度。此結果與TBA值和K值變化趨勢一致，因此選擇9 kPa真空條件用于解凍羅非魚片。

圖6 不同真空度條件下羅非魚片的pHFig.6 pH value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.6 各指標之間的相關性分析

由表1可知，解凍時間與TBA值、K值呈顯著正相關（p＜0.01），與pH顯著負相關（p＜0.05），即隨著真空度減小，解凍時間延長，魚片氧化程度加大，新鮮度越??；解凍時魚肉蛋白中降解產生乳酸，pH下降。然而，解凍損失率與其他指標之間相關性較小（p＞0.05），或許是由于真空解凍羅非魚后質量損失率普遍較小，未呈現規律性變化所致。TBA值與K值、pH均有好的相關性（p＜0.01），K值與pH也顯著正相關（p＜0.01），如上所述是由于魚肉蛋白在解凍過程中酶活增強、乳酸積累和鹽離子溶出，pH下降；肌肉中ATP降解，K值增大，新鮮度下降；魚肉表面微生物繁殖和肌肉的氧化，TBA值增大。

表1 解凍羅非魚片各理化指標之間的Pearson相關性分析Table1 Pearson correlations between the physicochemical parameters of thawed tilapia fillets

3 結論

通過研究不同解凍方式對羅非魚片理化品質的影響可知，與空氣解凍相比，真空解凍能夠顯著縮短解凍時間，還能較好的抑制脂肪的氧化和保持鮮度。其中，9 kPa真空度條件下羅非魚片的TBA值為0.097 mg/100 g，K值為7.15%，pH為6.60，優于15、12 kPa，與6、3、0.8 kPa無差異；該條件下的解凍損失率為-0.04%，優于3、0.8 kPa，與15、12、6 kPa無顯著差異，因此本實驗中，9 kPa的真空度條件是真空解凍羅非魚片的最佳工藝。解凍時間、TBA值、K值、pH四個指標之間有高的相關性，而與解凍損失率的相關度較小，前四者能較好的作為評價羅非魚解凍品質的指標。

本實驗只分析討論一種規格的魚片，而未對不同厚度、不同品種的魚片進行研究；篩選出的真空解凍最優工藝也未與其他多種解凍方法進行綜合比較，下一步需要更加全面的深層次研究。

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Effect of vacuum-steam thawing on the quality of tilapia fillets

ZHANG Ke，GUAN Zhi-qiang*，LI Min，WU Yang-yang，MA Chao-feng
（College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Product Processing and Safety，Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Products of Guangdong Higher Education Institution，Zhanjiang 524088，China）

The influence of different vacuum-steam thawing methods on the quality of tilapia fillets and the optimum process condition of vacuum-steam thawing were investigated in this study.The thawing time，thawing loss，the 2-thiobarbituric acid（TBA），the K value and pH were carried out on tilapia fillets，which were thawed from-20℃ to 4℃ in different vacuum conditions（15，12，9，6，3 and 0.8 kPa）.The results obtained were compared with air thawing statistically，vacuum-steam thawing was faster.Moreover，the thawing time shortened signifcantly with the concomitant increase in vacuum degree（p＜0.05）.The samples were thawed totally within 30 min under 9 kPa，thawing loss，TBA and K value of thawed fillets decreased significantly （p＜0.05）when compared to other tests：thawing loss was-0.04%，TBA was 0.097 mg/100g，K value was 7.15%.However，pH with 6.60 increased pronouncedly（p＜0.05）.The results indicated that vacuum-steam thawing under 9 kPa could maintain the freshness of tilapia fillets to the utmost extent as a rapid thawing method，which also gave useful insights to further studies on this subject.

tilapia；vacuum-steam thawing；thawing time；thawing loss；TBA value；K value

TS254.4

B

1002-0306（2016）08-0281-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.050

2015-09-08

張珂（1991-），女，碩士研究生，研究方向：水產品加工及貯藏工程，E-mail：13058382680@163.com。

*通訊作者：關志強（1956-），男，碩士，教授，研究方向：食品冷凍冷藏工程，E-mail：mmcgzq@163.com。

廣東省科技廳項目（2014A020208115）和廣東省教育廳資助項目（2014KTSCX076）資助。