預冷處理對凍羅非魚片品質的影響

郭學騫，馮愛國，夏光華，李 川*，林向東（海南大學食品學院，海南 海口 570228）

預冷處理對凍羅非魚片品質的影響

郭學騫，馮愛國，夏光華，李 川*，林向東
（海南大學食品學院，海南 海口 570228）

擬在現有凍羅非魚片工藝中加入預冷工序。將新鮮羅非魚片用冰水浸漬，放入不同溫度（－4、－7、－18 ℃）條件下凍藏，定期測定pH值、色差、失水率、揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值和質構等參數，分析預冷對凍藏品質的影響。結果顯示，預冷對pH值影響最顯著的溫度為－7 ℃，10～20 d時－7 ℃預冷處理組羅非魚片pH值仍在繼續下降，而其對照組已開始回升。隨著貯藏時間延長，羅非魚片色差亮度L*值與紅度值a*均呈現下降趨勢，且貯藏溫度越低，下降幅度越小，同時發現對照組L*值和a*值普遍低于預冷處理組。同時，貯藏溫度越低，失水率越高，30 d羅非魚片失水率達到最高值，－18、－7 ℃對照組此時失水率達7.47%、6.82%。－4 ℃及－7 ℃預冷處理對羅非魚片TVB-N值影響較大，20 d后與對照漸趨一致；但30 d時－18 ℃羅非魚片預冷處理組與對照組仍有較大差別，TVB-N值分別為8.04 mg/100 g和9.87 mg/100 g。20 d前隨貯藏溫度降低羅非魚片預冷處理組與對照組的咀嚼性差異增大，之后則趨于一致。貯藏期間硬度無顯著差異，彈性僅在－4 ℃內羅非魚片處理組與對照組間有較明顯差異，其余差異均不顯著（P＞0.05）。內聚性的變化因無明顯規律不作為評判指標。綜上，預冷處理對羅非魚凍魚片部分凍藏品質指標有較明顯的改善作用，利于保持魚片品質，可作為生產企業的借鑒。

凍羅非魚片；預冷；僵硬期；質構；品質

2014年聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）發布的羅非魚全球市場分析預測顯示，2030年全球羅非魚產量將達到730萬t，發展勢頭良好。在過去的20 年里，中國的羅非魚產量增加了4 倍多，最高時一度占據全球市場的45%。然而由于我國冷凍加工的羅非魚片產品存在易變色、質構品質不夠理想及國外同類產品競爭等現象，導致歐美市場容量減少、買家退單等問題，自2015年以來，我國羅非魚加工出口行業效益出現下降態勢，目前市場占有量已下降至30%，致使我國一些羅非魚加工企業減產、倒閉或轉產，前景堪憂[1-3]。

預冷處理是指物料從初始溫度迅速降至所需要溫度的過程，該法多用于果蔬原料貯藏保鮮，可去除物料田間熱并冷卻到適宜溫度，大大降低果蔬冷害、腐敗的發生率，已逐漸發展成為采后冷鏈保鮮的重要環節[4]。歐盟要求畜禽肉類在進入分割階段前需進行預冷，美國1997年起亦開始相關立法。而我國在2005年已將預冷處理編入國家標準并正式實施，方法主要包括傳統冷卻、延遲冷卻、噴淋冷卻、快速冷卻等[5-7]。

由于魚類死后的體態變化大致可以分為僵硬期、自溶期、腐敗期3 個階段，即魚肉由于ATP及乳酸變化質地在僵硬期由柔軟先逐漸變僵硬，到達極限時又受pH值、微生物等影響下進入自溶期再度恢復柔軟，隨后進入腐敗期。研究發現僵硬期階段其新鮮度與活魚幾乎沒有區別，即僵硬期結束前其新鮮度與活魚相比幾乎沒有區別[8]。故本實驗擬在原有凍羅非魚片加工流程中將預冷處理置于開片工序之后，若能延長羅非魚片原料的僵硬期，推遲其進入自溶期的時間，則將從源頭上保證魚片品質，為后續加工創造有利條件，提高產品的國際市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

經CO處理發色的新鮮羅非魚片，購自海南佳得信食品有限公司，單片質量約170 g。

硼酸、鹽酸 廣州化學試劑廠；甲基紅（分析純）、氧化鎂（分析純）、溴甲酚綠（指示劑） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

FA2004B型電子天平 上海佑科儀器儀表有限公司；202-2型電熱恒溫干燥箱 常州市華普達教學儀器有限公司；DL-YI-15臺式封閉電爐 天津市泰斯特儀器有限公司；K9840凱氏定氮儀 濟南海能儀器有限公司；HJ-4四聯磁力加熱攪拌器 江蘇省金壇市環宇科學儀器廠；JJ-2型高速組織搗碎機 上海標本模型廠；CR-10型色差儀 日本柯尼卡美能達公司；BCD-356WJ型電冰箱 青島海爾股份有限公司；pHS-3C型pH計上海偉業儀器廠；CT3型質構儀 美國BrookField公司。1.3 方法

1.3.1 羅非魚片預冷處理

將經CO發色的羅非魚片放入隔熱裝置迅速運回實驗室，處理組放入冰水浸泡1 h，結束后將魚片分別放入－4、－7、－18 ℃冰箱中，每組各6 片。對照組無預冷操作直接放入相同條件冰箱。每隔10 d進行一次指標測量以比較其品質變化。

1.3.2 pH值的測定

參照文獻[9]進行測定。將pH計打開，預熱5～10 min，并用校準液校準。將待測樣品用高速組織搗碎機搗碎，稱取10.0 g并加入去離子水100 mL，用磁力攪拌器攪拌30 min，靜置30 min，過濾后取濾液30 mL用pH計重復測定3次，取平均值記為最終數據。

1.3.3 色差值的測定

參考奉琳娜[10]的方法并做改動：打開儀器電源并調至L*、a*、b*系統，取出低溫貯藏的樣品，室溫 （約25 ℃）解凍30 min。將解凍好的魚片樣品放置在平整操作臺上，將探頭完整的置于發色魚片顏色變化最明顯的脊柱處進行色差值的測定，且要避免漏光影響數據出現誤差，重復測定6 次，取平均值為最終結果。

1.3.4 失水率的測定

將取出的樣品稱質量并記錄。解凍后每隔30 min稱質量一次，直至魚片汁液不再流失為止，根據與解凍前質量差值計算魚片失水率，見公式（1）。

式中：m1為解凍前樣品質量/g；m2為解凍后樣品質量/g。

1.3.5 揮發性鹽基氮含量的測定

按GB 5009.228—2016《食品中揮發性鹽基氮的測定》中第二法并參考海南省出入境檢驗檢疫總局操作方法稍作改動。樣本處理：魚肉組織搗碎后精確稱取10.00 g，放入100 mL燒杯中，加75 mL蒸餾水磁力攪拌30 min，靜置浸漬30 min，使試樣在樣液中分散均勻。自動凱式定氮儀參數：蒸餾水：0 mL；20 g/L硼酸溶液30 mL；350 g/L氫氧化鈉溶液：0 mL；蒸餾時間210 s；淋洗水量10 mL。樣品蒸餾：將樣品直接濾入定氮儀蒸餾管內，加入1 g氧化鎂，滴入10 滴甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，用標定后的0.01 mol/L鹽酸標準液滴定。樣品揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量按式（2）計算。

式中：X為試樣中TVB-N的含量/（mg/100 g）；V1為試液消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積/mL；V2為試劑空白消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積/mL；c為鹽酸或硫酸標準滴定溶液的濃度/（mol/L）；14為滴定1.0 mL鹽酸[c（HCl）=1 mol/L]標準滴定溶液相當氮的摩爾質量/（g/mol）；m為試樣質量/g；100為計算結果換算系數。

1.3.6 質構參數的測定

使用TPA測試模式，測定指標包括硬度、彈性、內聚性和咀嚼性。參數設定[11]：探頭選取直徑為6 mm的圓柱形TA41探頭，測試速率2 mm/s，觸發點負載7 g，壓縮距離2 mm。選取貼近脊柱魚肉最厚處測量3 個點，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 預冷對羅非魚片pH值的影響

圖1 不同處理羅非魚片樣品pH值變化Fig. 1 pH change of fish fillets with different treatments during storage

由圖1可知，除－18 ℃貯藏條件下樣品pH值呈逐漸下降趨勢外，其他各處理pH值變化均呈先下降后上升趨勢，且各處理組間差異顯著（P＜0.05），該結果與熊銘[12]的研究相符。由于初期肌糖原無氧酵解產生的乳酸以及ATP分解生成的磷酸根離子等使pH值下降，隨著酶被逐漸增多的乳酸抑制，肌糖原不能繼續分解，乳酸也不再產生，此時為最低pH值。而后期由于含氮物質不斷分解生成堿性物質使pH值回升[13]。各溫度處理組變化趨勢均落后于對照組，表明預冷處理對魚片pH值變化產生了抑制作用，有利于延長魚片僵硬期及提高魚片品質。

2.2 預冷對羅非魚片色差值的影響

產品顏色的變化通常用色差儀進行測定。與傳統肉色評定方法相比，該方法數據精確度高，客觀性強，更具有參考價值[14-16]。L*和a*主要由肉內肌紅蛋白存在形式及含量決定，因此可以用色差值反映魚片的不同狀態差異[17]。魚體被宰殺時，由于體內主要為紫紅色的還原態肌紅蛋白（Mb）和鮮紅色的氧合肌紅蛋白（MbO2），而大部分MbO2隨放血過程流失，魚片整體呈紫紅色或淺紅色；隨著Mb與充足氧氣氧合生成MbO2，肉色呈鮮亮的紅色；此間Mb或MbO2可與少量氧氣結合生成氧化態高鐵肌紅蛋白（Met-Mb），肉色發暗褐變[13,18]。魚片顏色劣化的主要表現為肉色變白、紅色消褪，因此認為黃藍色變化對魚片色澤影響較小，故本實驗未對b*值做討論。

圖2 不同處理羅非魚片樣品L*值（A）和a*值（B）的變化Fig. 2 Changes in L* (A) and a* (B) values fish fillets with different treatments during storage

由圖2可知，凍羅非魚片在貯藏過程中色差變化總體呈下降趨勢，且貯藏溫度越高，下降越快，該結果與奉琳娜[10]的研究結果相符；10 d時－7 ℃處理組L*值為43.4，高于－18 ℃對照組的42.49，a*值為13.89，亦高于－18 ℃對照組的13.1，且各處理組間差異顯著（P＜0.05）。表明預冷操作可抑制羅非魚片色差值的降低，其原因可能是對照組pH值相對較低，減弱了血紅素與結構蛋白的結合，從而加快其氧化，導致Mb氧合生成MbO2以及Mb、MbO2氧化生成Met-Mb的速度在一定程度上較處理組更高，加快了a*值的下降速度。

2.3 預冷對羅非魚片失水率變化的影響

失水率表示肌肉的系水能力，即肌肉受外力作用時保持原有水和添加水的能力。失水率越高，表明系水力越差，且肌肉系水力是影響肉的顏色、風味、嫩度、加工與貯藏的重要因素。正常情況下肌肉水分主要為結合水，且靠肌纖維所帶大量電荷與水結合，而肌肉pH值能夠改變肌纖維帶電荷狀況，從而對系水力有很大的影響。活體狀態下肌纖維蛋白質分子帶凈負電荷，能夠吸附大量水分子，此時肌肉的系水力較高。而屠宰后糖酵解和乳酸堆積使pH值下降，導致帶凈負電荷蛋白質數量減少，從而降低其系水力。當pH值下降到接近肌肉蛋白質等電點時，蛋白質凈電荷為零，此時肌肉的系水力最低。pH值回升時，系水力亦將回升，導致失水率增速減緩[19-22]。

圖3 不同處理羅非魚片樣品失水率的變化Fig. 3 Change in post-thaw exudative water loss fillets with different treatments during storage

由圖3可知，貯藏溫度越低失水率越高，且處理組普遍低于對照組，30 d時－4 ℃處理組失水率最低，僅為5.95%，與－4 ℃對照組5.99%相比差異不顯著（P＞0.05）。而其余各處理組間差異均顯著（P＜0.05）。30 d時－18 ℃對照組最高，已達7.47%，－7 ℃對照組失水率達6.82%，且貯藏溫度越低，預冷對于降低失水率的效果越明顯。此外，20 d后，－4 ℃兩組失水率上升速率明顯減緩，分析其原因應為－4 ℃條件下魚片率先到達極限pH值且開始回升，提高肌纖維系水力，從而一定程度抑制水分大量流失，符合pH值發展趨勢。綜上可見，貯藏溫度和預冷對持水力有較明顯影響。

2.4 預冷對羅非魚片TVB-N含量變化的影響

TVB-N是動物性食品由于酶和細菌的作用，使蛋白質分解而產生胺類等堿性含氮物質，隨肉品腐敗程度加劇而增加，因此是判定肉類、水產品和腌制蛋制品新鮮度的理想指標之一[17,23]。

圖4 不同處理羅非魚片樣品TVB-N含量的變化Fig. 4 TVB-N change of fish fillets with different treatments during storage

由圖4可知，羅非魚片樣品TVB-N值增長趨勢隨貯藏溫度的降低漸緩，且－4 ℃和－7 ℃環境下前20 d相同溫度處理組魚片TVB-N含量均低于對照組，而到30 d時含量基本一致。30 d時－18 ℃羅非魚片處理組與對照組TVB-N值分別為8.04 mg/100 g和9.87 mg/100 g，表明預冷操作對魚片在TVB-N變化的影響上主要體現在貯藏初期。

2.5 預冷對羅非魚片質構的影響

2.5.1 硬度的變化

硬度為壓縮循環的峰值負載，即使魚片發生形變所要施加的壓力，魚肌肉組織的成分特性、固有結構及連接組織均會影響魚肌肉硬度大小。TPA檢測分為兩次重復試驗，故有兩個硬度參數，稱為硬度1和硬度2，由于硬度2是第一次壓縮樣品發生略微形變后測定的，故本實驗硬度值取硬度1作比較[24-27]。

圖5 不同處理羅非魚片樣品硬度的變化Fig. 5 Hardness change of fish fillets with different treatments during storage

由圖5可知，貯藏期內羅非魚片硬度總體變化呈降低趨勢，且處理組硬度均高于對照組，10 d時－18 ℃處理組硬度為71 g，遠高于同溫度對照組的59 g，處理組間差異顯著（P＜0.05）。原因可能是預冷使魚片分段降溫減弱肌肉應激反應強度，降低肌纖維冷收縮強度及僵硬期最高硬度；另外，預冷延長魚片僵硬期時間，導致同樣貯藏時間魚片解僵程度不同，加大了兩者差距，而其余兩個貯藏溫度條件下處理組與對照組并未出現明顯差別，組間差異不顯著（P＞0.05）。其原因應為貯藏溫度較高，魚體已經完全進入自溶期，故從數值上并未明顯表現出預冷對延長僵硬期所體現出的作用。

圖6 不同處理羅非魚片樣品內聚性的變化Fig. 6 Cohesiveness change of fish fillets with different treatments during storage

2.5.2 內聚性的變化內聚性指組成食物結構的內部健力，反映魚片細胞間結合能力的大小[24]，由圖6可知，魚肉內聚性整體呈略微上升趨勢，在30 d時除－18 ℃處理組外，各組數據均保持在0.62～0.72之間，且各處理組魚片內聚性均優于對照組，10 d時，－4、－7 ℃對照組內聚性略微下降，其余各組均有上升，尤其－18 ℃處理組內聚性達到了0.89，原因可能為預冷處理延長魚片僵硬期，致使不同處理下魚片在10 d時僵硬或解僵進入遲滯期的程度不同，細胞間結合力發生不同程度改變，而－18 ℃處理組在10 d時相較于其他處理僵硬表觀更明顯所致。

2.5.3 彈性的變化

圖7 不同處理羅非魚片樣品彈性的變化Fig. 7 Elasticity change of fish fillets with different treatments during storage

彈性指樣品經過第一次壓縮后魚片所能夠再恢復的程度，主要受僵直時間及恢復程度影響[28]，由圖7可知，彈性變化趨勢也隨貯藏時間變化而下降，－18 ℃條件下區別最小，貯藏20 d時處理組與對照組之間相差最大，也僅為0.16 mm，－7 ℃條件下最大差別0.31 mm（貯藏10 d時），－4 ℃條件下30 d時差異最大，處理組與對照組彈性分別為1.05 mm和0.62 mm，組間差異顯著（P＜0.05）。推測原因可能是彈性指標受其硬度、解僵程度等多方面原因影響，因素較為復雜。

2.5.4 咀嚼性的變化

圖8 不同處理羅非魚片樣品咀嚼性的變化Fig. 8 Chewiness change of fish fillets with different treatments during storage

咀嚼性是貯藏前期測定凍羅非魚片僵硬程度及探究預冷對凍羅非魚片品質變化的可靠指標之一[12]。由圖8可知，咀嚼性亦呈隨時間延長逐漸下降趨勢，且貯藏溫度越低，咀嚼性下降越慢，其變化趨勢與硬度類似，即預冷會在貯藏初期使咀嚼性產生一定差別，但隨著貯藏時間的延長，相同貯藏溫度的魚片會漸趨一致，即魚片僵硬期及僵硬程度對咀嚼性有重要影響。此外，由于魚肉脂肪含量越高，咀嚼性越好[29]，故表明預冷對延緩魚體脂肪氧化亦有一定效果。

3 結 論

經分析認為，預冷作用可減緩pH值變化速度，推遲到達極限pH值的時間，在貯藏前期可抑制TVB-N含量增長速度，同時具有一定的護色效果；還可在一定程度上降低失水率。同時，質構參數中硬度、彈性和咀嚼性指標的變化亦說明羅非魚片僵硬期得到了延長。

由于魚類死后的體態變化大致可以分為僵硬期、自溶期、腐敗期3 個階段，即魚肉由于ATP及乳酸變化質地在僵硬期由柔軟先逐漸變僵硬，到達極限時又受pH值、微生物等影響下進入自溶期再度恢復柔軟，隨后進入腐敗期。而在僵硬期階段其新鮮度與活魚幾乎沒有區別。據實驗觀察，羅非魚死后具有較典型的僵硬期變化過程，而預冷由于可延緩pH值降低時間、抑制TVB-N含量升高等效果，故可在一定程度延長魚體僵硬期、降低僵直程度，從而改善魚片貯藏品質，可作為凍羅非魚片生產工藝改進的內容。

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Effect of Pre-cooling Treatment on Quality of Frozen Tilapia Fillets

GUO Xueqian, FENG Aiguo, XIA Guanghua, LI Chuan*, LIN Xiangdong
(College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China)

This study was an attempt to examine the viability of pre-cooling before freezing of tilapia fillets. Fresh tilapia fillets were soaked in ice water prior to frozen storage at different temperatures, which served as a treatment group, and those directly frozen were used as a control group. The pH, color, drip loss after thawing, total volatile base nitrogen (TVB-N) and texture parameters of the fillets were measured at regular intervals during frozen storage to evaluate the effect of pre-cooling on the quality of frozen fish fillets. The results showed that the pH of fish fillets frozen at ?7 ℃ was more influenced by pre-cooking than at other freezing temperatures, and it decreased from day 10 to 20 of storage at ?7 ℃ but began to increase again at other freezing temperatures. Both color L* and a* values decreased continuously during the storage process, and the decrease was smaller at lower storage temperature. These color parameters were increased by pre-cooling as compared to control. In addition, post-thaw exudative moisture loss was higher at lower freezing temperature, reaching its maximum value on day 30 of storage, 7.47% and 6.82% at ?18 and ?7 ℃, respectively. The TVB-N value of frozen fish fillets at?4 and ?7 ℃ was more significantly affected by pre-cooling during the first 20 days of storage, but no significant difference was observed later. There was a big difference between the TVB-N values with and without pre-cooling on day 30 of storage?18 ℃, which were 8.04 and 9.87 mg/100 g, respectively. An increased difference in chewiness between the treatment and control groups was observed during the first 20 days of frozen storage at lower temperature, which tended later to be consistent. No significant difference in hardness was noted at the same temperatures but there was a significant difference in elasticity between the two groups at ?4 ℃ (P ＞ 0.05), but not at other temperatures (P ＜ 0.05). However, cohesiveness was changed irregularly. In conclusion, pre-cooling treatment can improve some quality attributes of frozen talipia fillets, thereby maintaining their quality.

frozen tilapia fillets; pre-cooling; rigor mortis; texture; quality

10.7506/spkx1002-6630-201713041

2017-01-06

國家自然科學基金地區科學基金項目（31460420）；海南省自然科學基金項目（20163043）

郭學騫（1993—），男，碩士研究生，研究方向為水產品貯藏與加工技術。E-mail：guoxueqian2013@163.com

*通信作者：李川（1986—），男，講師，博士，研究方向為熱帶水產品精深加工與貯藏保鮮。E-mail：lichuanbest@126.com

TS254.4；S986.1

A

1002-6630（2017）13-0251-06

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