秋刀魚鹽干過程中理化特性的變化

于慧，佐藤實，王錫昌

1(魯東大學 食品工程學院，山東 煙臺，264025) 2(日本東北大學 農學研究科，日本 仙臺，981-8555) 3(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)

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秋刀魚鹽干過程中理化特性的變化

于慧1*，佐藤實2，王錫昌3

1(魯東大學 食品工程學院，山東 煙臺，264025) 2(日本東北大學 農學研究科，日本 仙臺，981-8555) 3(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)

以日本宮城縣出產的秋刀魚為材料，分析測定其在鹽干品制作過程中水分、鈉離子、游離氨基酸、硬度等指標，以及觀察魚肉組織結構的變化情況。結果表明：秋刀魚經鹽漬后，伴隨著干燥時間的延長，魚肉表面和內部的鈉離子含量均顯示了先增加后減少，并最終有趨于一致的趨勢；伴隨著鹽分的擴散，魚肉中的水分在鹽漬、干燥過程中含量逐漸降低，硬度逐漸增強；秋刀魚魚肉經3 h干燥后，由組織觀察切片可以看出魚肉已形成一定的彈性，而魚肉中呈味游離氨基酸的含量均達到最大。

秋刀魚；鹽干品；理化特性

秋刀魚(Cololabissaira)是海產的重要經濟魚類，在日本海域及北太平洋均有廣泛的分布，成為日本、俄羅斯、韓國、中國臺灣省等國家及地區的近海主要捕獲魚種。特別是處于產卵季節的秋刀魚，肥美多籽，脂肪含量可高達20%，并且價格低廉，營養價值又不亞于其他高檔魚類，成為日本一種很受歡迎的食品[1-2]。秋刀魚除了可生鮮食用外，其干制品這種傳統的加工制品，因其具有良好的保藏性和較好的風味，長久以來一直深受人們的喜愛[3]。目前，國內外對秋刀魚鹽干品的研究，特別是秋刀魚鹽干品的質地、呈味等方面的研究，仍屬起步階段。本實驗是把秋刀魚模型化，分析測定其在鹽干過程中水分、鈉離子、游離氨基酸、硬度等指標，以及觀察魚肉組織結構的變化情況。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

冷凍秋刀魚，日本宮城縣出產。

無水乙醇、N-己烷、HCl、甲磺酸、戊二醛(分析純，和光純藥，日本)。

EYELA WFO-450ND恒溫干燥箱，日本東京理化器械株式會社；SU8000掃描電鏡，日本日立公司；DX-100離子色譜儀，日本関東化學株式會社；RE2-33005S，-3305S流變儀，日本山電株式會社；PU-980高效液相色譜儀，日本JASCO色譜儀公司。

1.2 樣品處理

原料冷凍秋刀魚經流水解凍后自腹部剖開，除去頭部、內臟，洗凈。然后將刀貼著魚椎骨剖下2魚片，放入20%的食鹽水中浸漬40 min。后進行機械干燥，干燥溫度為10 ℃。干燥時間分別設為0、3、6、12、24 h五個實驗階段，并準備未經食鹽和干燥處理的秋刀魚(以下稱為原料魚)作為對照。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品抽提液的制備

取秋刀魚背側肌肉中的普通肉，將其平行魚體表面均等切成內外2片，其中，遠皮側的普通肉稱為表面肉，近皮側的普通肉稱為內部肉，分別作為抽提用的實驗材料。

分別取秋刀魚的表面肉和內部肉各250 mg于10 mL的塑料離心管中，加入體積分數80%乙醇溶液2.5 mL，均質，離心(10 000 r/min，4 ℃，20 min)，然后向所得上清液中依次加入N-己烷溶液1 mL，蒸餾水1 mL，進行脫脂操作。后將所得溶液放入真空離心濃縮儀，待干固后作為分析試料放-30 ℃的冰箱冷凍室備用。待使用之際，向干固樣品中加入pH 4的HCl溶液1 mL，經一次性2 mL注射器(DISMIC-13HP PTFE 0.45 μm)超濾后，作為樣品抽提液備用。

1.3.2 鈉離子含量測定

將活性碳處理后的鈉離子待測溶液注入離子色譜儀，利用不同離子對固定相親和力的差別來實現分離，并采用電器傳導檢測器進行定量。

分析條件：IonPac CS12A分離柱；IonPac CG12A保護柱；流量為1.0 mL/min；檢測器為電器傳導檢測器；鈉離子標準溶液為陽離子混合標準溶液Ⅱ；淋洗液為20 mmol/L甲磺酸溶液。

1.3.3 水分含量測定

稱取一定量的秋刀魚普通肉采用105 ℃常壓干燥法進行水分含量的測定[4]。

1.3.4 破斷強度的測定

利用流變儀對秋刀魚普通肉的破斷強度進行測定。將秋刀魚魚肉樣品切成10 mm×6 mm×5 mm的立方體，并將其置于儀器載物臺正中，探頭采用的是厚約0.5 mm的刀片，將其以一定速度(1 mm/s)壓入樣品，測定壓入距離不同時的破斷波形，并以破斷點為標準，求出在各個不同的實驗條件下，破斷點所受的荷重。該操作重復3次，求出平均值。實驗荷重為20 N。

1.3.5 組織切片的觀察

將秋刀魚樣品切成3 mm×3 mm×1.5 mm的薄片，放入2.5%的戊二醛溶液在4 ℃下固定12 h，后用0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH 7.4)沖洗3～5次，每次約10 min；在通風櫥中用1%的鋨酸溶液固定，于4 ℃條件下保存2 h，再用0.1 mol/L磷酸緩沖液沖洗3次，每次15 min。用體積分數為50%～100%乙醇溶液對樣品進行逐級脫水，每個濃度處理15 min，在通風櫥中用醋酸異戊酯置換2次，每次15 min，CO2常規臨界點干燥，真空離子鍍膜，在掃描電鏡下觀察、拍照[5]。

1.3.6 游離氨基酸含量的測定

將制備好的樣品抽提液用pH 4的HCl溶液進行適當稀釋，采用高效液相色譜(HPLC)分析測定[6]。游離氨基酸的含量可以從標準溶液和樣品的色譜峰面積來求算。

分析條件：AApak Li (6.0 mm I.D.×100 mm L)分離柱； AECpak (4.6 mm I.D.×50 mm L) 除氨柱；柱溫40 ℃；流速0.6 mL/min；反應液1為Hypo 反應試劑(0.4 mL/min)；反應液2為OPA 反應試劑(0.4 mL/min)。

1.4 統計分析

采用Tukey-Kramer post-hoc test對實驗結果進行差異顯著性分析，用Excel 2010軟件對數據進行平均數和標準偏差的統計分析并作圖。

2 結果與分析

2.1 秋刀魚魚肉中的鈉離子隨干燥時間的擴散情況

原料魚和經鹽漬、干燥后的秋刀魚普通肉中的鈉離子含量如表1所示。從表1中可以看出，原料魚中的鈉離子含量少，并且表面和內部相比，表面的鈉離子含量相對較高(P<0.05)。經過20%食鹽水40 min浸漬后，即干燥0 h，表面魚肉的鈉離子達到最高值，并隨著干燥時間的增加而顯著降低(P<0.05)，而內部魚肉的鈉離子則在干燥3小時時達到最高值，隨后也隨著干燥時間的增加而降低(P<0.05)。干燥0 h時表面魚肉鈉離子含量比內部魚肉的高2倍，這是因為在食鹽浸漬過程中有皮的內部一側比無皮的表面一側食鹽滲透速度慢[7]。內部魚肉鈉離子在干燥初始階段的增加，這是因為在干燥過程中，伴隨著魚體的表面水分向外蒸發，內部的水分會逐漸擴散到表面，而與此同時，魚體表面的鈉離子也將逐步擴散到內部，并有趨于一致趨勢[8-9]。干燥3 h后，表面和內部魚肉的鈉離子，伴隨著干燥時間的延長而減少，這可能是因為魚肉在機械干燥過程中隨水分的蒸發，食鹽部分結晶析出損失產生。

表1 秋刀魚普通肉中的Na+含量隨干燥時間的變化 單位：mg/g(干基)

2.2 秋刀魚魚肉中的水分隨干燥時間的變化情況

秋刀魚魚肉中水分含量較多，約為60%～80%。把秋刀魚經鹽漬、干燥處理后魚肉中水分含量發生了較大的變化，而這一變化會對產品的風味、質地產生一定的影響。如表2所示，隨著干燥時間的延長，水分含量顯示了逐漸減少的趨勢。首先，秋刀魚原料魚魚肉經鹽漬處理后體內水分含量降低了約7%。這是由于原料魚在鹽漬過程中，20%食鹽溶液所產生的高滲透壓作用會導致細胞強烈脫水，致使水分含量降低。干燥3、6、12 h后，水分含量均緩慢降低在3%～5%左右。然而，在干燥12～24 h間，水分含量降低了約15%。這是因為在干燥過程中，風力能夠使空氣不斷掠過樣品周圍，并及時帶走樣品所蒸發的水分，所以隨著干燥時間的延長，水分含量逐漸減少。

表2 秋刀魚普通肉中的水分含量隨干燥時間的變化

2.3 秋刀魚魚肉中的破斷強度隨干燥時間的變化

圖1表示的是干燥時間和破斷荷重的變化關系。隨著干燥時間的延長，破斷荷重的值逐漸增加，也就是說秋刀魚鹽干品的硬度也在逐漸加大。具體來說，原料魚和未經干燥的鹽漬樣品相比，破斷荷重差別不大，兩者之間并沒有顯著性差異(P>0.05)。也就是說，鹽漬過程對秋刀魚硬度沒有太大的影響。干燥3 h后荷重增加，這是因為在干燥3 h階段，水分含量降低，導致肌肉收縮變硬，荷重顯著增加(P<0.05)。然而隨后干燥至12 h期間，破斷荷重緩慢增加，而在這個階段水分含量也在緩慢減少，干燥24 h后，荷重增加了接近50%左右，即硬度顯著加強(P<0.05)，而此時水分含量也顯著降低了約15%，由此可以看出鹽漬后隨干燥時間的延長，水分的減少伴隨著肌肉組織的硬度逐漸增加。這是由于吸附在蛋白質周圍的水分失去后，蛋白質分子間相互移動，靜電作用效果加強所致[10]。

圖1 破斷荷重隨干燥時間的變化Fig.1 Changes in breaking strength during salting and drying

2.4 秋刀魚魚肉組織隨干燥時間的變化

圖2是秋刀魚在鹽干過程中魚肉組織的掃描電鏡圖。

A-原料魚；B-干燥3h；C-干燥12h；D-干燥24h(A～D的放大倍數均為3 600倍)；E-原料魚(放大倍數為18 000倍)；F-干燥3h，G-干燥24h(F和G的放大倍數均為450倍)圖2 鹽干過程中秋刀魚魚肉組織的掃描電鏡圖Fig.2 Scanning electron microscopical pictures of Cololabis saira tissue during salting and drying

從圖2中可以看出，在5 μm標尺下，秋刀魚骨骼肌中的橫紋規則而有序地排列著(圖2-A)，將其放大5倍后，不僅可以看到秋刀魚魚肉組織中的Z線等微細構造，而且肌節也能夠清晰地辨別出來(圖2-E)。鹽漬處理過的魚肉組織經掃描電鏡觀察后，發現魚肉組織結構發生了更細微的變化。首先，鹽漬后干燥3 h的組織切片如圖2-B、圖2-F所示。從圖2-F可以看出，橫向排列著的秋刀魚肌纖維，發現由于食鹽的影響，多數肌節間已產生了裂縫。圖2-B表示的是圖2-F中某個裂縫的放大圖片。圖2-B中表示的與水平方向垂直的線即為肌節。由于鹽漬、干燥的影響，一部分肌節間出現了較大的裂縫，又由于彼此相鄰的肌原纖維沒有完全斷裂，導致裂縫的肌節間出現了架橋構造。這個構造被認為是秋刀魚經鹽漬、干燥后彈性產生的原因。干燥24 h的組織切片如圖2-G所示。從圖2-G中不僅沒有觀察到干燥3 h后出現的架橋構造，而且肌節間的裂縫也已慢慢變小。這被認為肌原纖維中含有的鹽溶性蛋白質，由于食鹽水的滲透，一部分蛋白質溶解成小分子物質，經長時間干燥后，水分被除去，溶解后的蛋白質流入鹽漬時產生的肌節裂縫中并進行再結合。并且肌節的裂處發生相應的變化產生很多孔狀結構，此現象可以從干燥12 h的圖2-C看出。干燥24 h后，這些稍大的孔狀結構有全體縮小的趨勢，這也說明了裂縫和架橋結構的消失是引起秋刀魚魚肉失去彈性的原因(圖2-D)。

2.5 秋刀魚魚肉中的游離氨基酸隨干燥時間的變化

游離氨基酸是水產動物提取物中呈味的基礎物質，不同氨基酸呈現不同風味特征，組合后就成為特征性的味道[11]。表3表示了秋刀魚原料魚和經鹽漬后隨干燥時間的延長秋刀魚魚肉表面和內部的游離氨基酸的組成及含量。

2.5.1 原料魚普通肉中的游離氨基酸的特點

秋刀魚普通肉中的提取物主要由25種游離氨基酸所組成，其中以組氨酸和牛磺酸為主，此兩種氨基酸含量占游離氨基酸總量的50%以上，特別是組氨酸的含量相當多，占總游離氨基酸的73%左右。組氨酸在紅肉魚體內和其它咪唑化合物一起，起到較強的緩沖作用[12]。并且另據報道，在紅肉魚體內，組氨酸有作為呈現酸味和美味的呈味物質存在的可能性[13]。而牛磺酸是分子中含有磺酸基的特殊氨基酸，主要起到調節滲透壓，維護人體健康的作用。魚體普通肉中除組氨酸和牛磺酸以外的游離氨基酸含量較少，而其中與呈味有關的谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸等含量相對較高[14]。從魚肉總游離氨基酸的含量可以看出，表面含量比內部稍稍較高。并且組氨酸、牛磺酸、甘氨酸、谷氨酸含量均為表面高于內部，而丙氨酸的表面和內部含量較為接近，表面稍微高于內部的含量。

2.5.2 鹽漬后秋刀魚普通肉中的游離氨基酸的特點

秋刀魚經20%的食鹽水浸漬40 min后，普通肉中的總游離氨基酸含量相對原料魚來講，表面和內部分別降低了約50%和30%。據相關研究報道[14]兩者降低程度的不同主要是因為魚肉在食鹽浸漬過程中，隨著食鹽向魚肉中的滲透，魚肉中的水溶性氨基酸會隨著水分的減少而流失，并且認為與食鹽水直接接觸的表面會比內部流失速率快。從每一種氨基酸的變化情況來看，與呈味特性相關的組氨酸、谷氨酸、甘氨酸和總游離氨基酸的變化一樣，均顯示了表面比內部降低速率快的趨勢。而牛磺酸則顯示了表面流失約70%，內部流失約30%的與組氨酸、谷氨酸、甘氨酸稍微不同的減少趨勢，并且丙氨酸顯示了表面和內部分別以約70%和60%快速減少的傾向。從以上這種基于每一種氨基酸不同的變化趨勢來看，這與每個分子的大小，官能團的不同，對食鹽水的溶解性以及魚體死后體內細胞膜的滲透性等復雜因素有關[15]。

2.5.3 鹽漬后隨干燥時間秋刀魚普通肉中的游離氨基酸的特點

秋刀魚經鹽漬后隨著干燥時間的延長，總游離氨基酸顯示了在干燥3～6 h后急速增加然后減少的趨勢。特別是表面的含量在干燥3 h后急速增加了134%，然后緩慢減少，到12 h時又急速降低了43%，之后又顯示了緩慢減少的趨勢。而內部的游離氨基酸含量從干燥開始，有51%程度的迅速增加，在干燥3～6 h之間，含量幾乎不變，之后又顯示了同表面幾乎一致的減少趨勢，并在達到24 h時，有表面和內部的含量幾乎相等的趨勢。這種變化歸結于以下幾個方面的原因。首先，鹽漬后干燥開始到干燥3 h后，表面和內部的氨基酸含量同時急速升高，這主要是由于秋刀魚魚肉中的蛋白質和多肽類化合物在自溶酶的作用下利用體內殘存的水分進行分解作用，從而導致了游離氨基酸的生成[16]。同時，有研究報道稱[12]，魚肉內的一部分游離氨基酸能夠和脂質氧化生成的過氧化物以及醛類化合物反應導致游離氨基酸的含量減少，因此推斷隨著干燥時間的延長表面和內部的游離氨基酸量的減少是與該反應有直接的關系。其次，從干燥3 h到干燥6 h的過程中，由于魚肉中自溶酶的作用導致游離氨基酸的增加速率與因脂質氧化導致游離氨基酸的減少速率幾乎相等，所以游離氨基酸的含量變化幾乎不大。然而，干燥至12 h的過程中，由于此階段魚肉中水分含量的減少，由蛋白質和多肽化合物分解成游離氨基酸的反應很難進行，而同時，由于長時間的干燥，導致脂質氧化速率加快，兩個反應共同作用，導致總游離氨基酸含量急速降低。之后，隨著干燥時間的增加，脂質氧化的速率也逐漸降低，因此在干燥12～24 h之間，總游離氨基酸含量緩慢減少。另外，從表面和內部的總游離氨基酸含量來看，表面的含量要稍微高于內部，并在干燥24 h后含量有幾乎一致的趨勢。這主要是因為秋刀魚魚肉中的皮下組織含有大量的脂肪，隨著干燥時間的增加，含有脂肪一側的內部最先容易發生脂質氧化作用，生成的化合物又不停地向表面擴散，所以這會導致內部游離氨基酸的含量少于表面的游離氨基酸的含量。

從表3也可以看出，谷氨酸和丙氨酸顯示了類同總游離氨基酸的變化趨勢，組氨酸雖然也顯示了類同總游離氨基酸的變化趨勢，但內部游離氨基酸的含量是在干燥3 h后達到的。然而，牛磺酸和甘氨酸的表面游離氨基酸同總游離氨基酸的變化趨勢一樣，但是內部的游離氨基酸的含量是從干燥開始含量有所減少，在6～24 h間，顯示了先增加后減少的趨勢。這種變化是因為各種氨基酸在脂質氧化過程中的利用率不同，而導致最終的變化趨勢的不同。

3 結論

秋刀魚經鹽漬后，伴隨著干燥時間的延長，魚肉表面和內部的鈉離子含量均顯示了先增加后減少，并最終有趨于一致的趨勢；伴隨著鹽分的擴散，魚肉中的水分在鹽漬、干燥過程中含量逐漸降低，硬度逐漸增強；秋刀魚魚肉經3 h干燥后，由組織觀察切片可以看出魚肉已形成一定的彈性，而魚肉中呈味游離氨基酸谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、組氨酸的含量均達到最大，這些變化對秋刀魚鹽干品風味的形成起到重要作用。

表3 秋刀魚普通肉中的游離氨基酸含量隨干燥時間的變化 單位：mg(100g)干基

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Changes in physico-chemical properties during salting of Cololabis saira

YU Hui1*,SATO Minoru2,WANG Xi-chang3

1(College of Food Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China) 2(Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Sendai 981-8555, Japan) 3(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

TheCololabissairafrom Miyagi-Ken in Japan were wet salted and dried. The biochemical changes, such as moisture, Na+, toughness, free amino acid and otherwise parameters during salted drying were analyzed and measured to value the physical change of the muscle tissue. The results showed that in saltedCololabissaira, the content of Na+in the outer meat of the fish body was found to increase first and then decrease and will get to the balance to the inner’s at last. As the mechanism of diffusion of Na+, the moisture content of the meat was decreased during wet salting and drying, while the toughness was increased gradually. The micrographs of salted drying sauries showed the elasticity in the fish body, whereas the content of all free amino acids related with the taste reached the maximum after drying 3 hours. This provides the information on processing of pacific saury.

Cololabissaira；salted and dried product；physico-chemical characteristics

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201610013

博士,講師(本文通訊作者，E-mail:zoehuihui@hotmail.com)。

教育部留學回國人員科研啟動基金項目(第49批)；魯東大學引進人才項目(LY2013022)

2016-01-28，改回日期：2016-03-30