超聲波輔助腌制對青魚腌制品品質的影響

王逸鑫，吳涵，黃海源，沈思遠，施文正,2,3*

1(上海海洋大學 食品學院，上海， 201306)2(國家淡水水產品加工技術研發分中心(上海)，上海， 201306) 3(上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海， 201306)

青魚(Mylopharyngodonpiceus)是中國的主要養殖魚類之一，2018年全國養殖產量為69.13萬t[1]。它和草魚、鰱魚、鳙魚并稱為四大家魚，與其他3種魚相比，其具有體型大、生長快、產量高、肉味鮮美等特點，且多以鮮活銷售為主。新鮮青魚死后在內源蛋白酶和微生物的作用下，肌肉組織變弱，魚肉發生腐敗，失去食用價值[2]。

腌制是早期保存蔬菜的一種非常有效的方法，目前已經廣泛已經應用于水產品、肉制品等的加工貯藏中。腌制不僅可以改善草魚品質，延長其貨架期[3]，也可以改變產品微觀結構，增強風味[4]。但是在傳統腌制條件下，NaCl無法快速滲入到肌肉組織內部，造成產品質量不均勻、口感不佳、NaCl分布不均勻等問題，超聲波輔助腌制能夠有效改善這些問題[5]。

超聲波是一種頻率高于20 000 Hz的聲波，它具有方向性好，穿透能力強，易獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠的特點。近年來，人們的健康意識有了提升，對少添加劑或無添加劑的綠色健康食品的需求量逐年增加。超聲波、微波等新興食品加工技術的出現有助于滿足消費者的需求[6]。有研究表明，超聲波輔助腌制可以加快腌制速度，縮短腌制周期，肌肉組織中NaCl含量顯著增加[7-8]。然而，目前國內外關于超聲波輔助腌制對魚肉品質影響研究相對較少。本研究采用超聲波輔助法腌制青魚，探究腌制時間對魚肉品質的影響，為水產品加工及品質控制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗原料

青魚，購于上海市浦東新區古棕路農工商超市，每尾魚的質量是(4 800±120) g。

1.2 試劑

AgNO3容量分析標準溶液(0.100 7 mol/L)，壇墨質檢科技股份有限公司；三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、一磷酸腺苷、肌苷酸、次黃嘌呤、次黃嘌呤核苷，上海安譜科學儀器公司；K2HPO4(色譜純)、KH2PO4(色譜純)，中國計量科學研究院化學計量與分析科學研究所、三氯乙酸(分析純)、高氯酸(分析純)、NaOH(優級純)、KOH(優級純)，甲醇(色譜純)，國藥集團化學試劑有限公司；17種色譜純氨基酸混標，中國計量科學研究院化學計量與分析科學研究所。

1.3 儀器與設備

H2050R型高速冷凍離心機，長沙湘儀有限公司；SB-400DTY超聲波多頻清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；TA-XT Plus質構儀，英國Stable Micro System公司；CR-400色差儀，日本Konicaminolta公司；L-8800全自動氨基酸分析儀，日本Hitachi公司；W2690/5型高效液相色譜儀，美國Waters公司；GL Inertsil ODS-3 液相色譜柱，250 mm×4.6 mm，5 μm，上海安譜科學儀器公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 腌制方法

鮮活青魚購買后快速運送至實驗室，采用重擊頭部致死后，迅速清洗干凈血漬，取其背肉。將背肉放入已注滿NaCl溶液(質量濃度90 g/L，體積300 mL)的透明腌制罐中，設定超聲波多頻清洗機參數為240 W和40 kHz，超聲波多頻清洗機內水面完全覆蓋腌制罐中的液面。腌制溫度為室溫，腌制時間分別為5、10、15、20、30、40、50、60和90 min。

1.4.2 指標測定

1.4.2.1 質構的測定

全質構分析(texture profile analysis，TPA)可以通過儀器測定的結果間接反映食品的感官品質變化。參考馬海建[9]的方法，略作修改。青魚樣品切成2 cm×2 cm×1 cm的肉塊。測定模式為TPA，采用P/6平底柱形探頭，測試前速率為3.00 mm/s，測試速率為1.00 mm/s、返回速率為1.00 mm/s、壓縮程度為50%，2次壓縮間停留時間為5 s，觸發值為5 g，數據采集速率200 pps。每組樣品測定為8次。

1.4.2.2 色澤的測定

采用色差儀進行測定，使用色差儀內置白板進行校準，以樣品完全覆蓋通光孔，測量并記錄L*值、a*值、b*值，其中L*值代表亮度；a*值代表紅綠度，正值越大表示紅色越強；b*值代表黃藍度，正值越大表示黃色越強[10]。每組測定8個樣品。

1.4.2.3 氯化鈉含量的測定

參照GB/5009.3—2016《食品中氯化鈉的測定》中的直接沉淀滴定法測定。

1.4.2.4 游離氨基酸的測定

參考方林等[11]的方法，略作改動。稱取樣品質量2.0 g，加入質量分數15%的三氯乙酸溶液15 mL，勻漿2 min后靜置2 h，以10 000 r/min離心15 min，過濾后取上清液5 mL，用濃度為3 mol/L的NaOH溶液調節pH至2.2，定容至10 mL，搖勻過0.22 μm膜，待上機測定。

氨基酸自動分析儀條件：色譜柱(4.6 mm×150 mm，7 μm)；柱溫50 ℃；1通道流速0.4 mL/min，2通道流速0.35 mL/min。流動相：檸檬酸鈉和檸檬酸的混合緩沖液(pH為3.2、3.3、4.0、4.9)以及茚三酮緩沖液(質量分數4%)。

1.4.2.5 核苷酸類化合物的測定

參考YOKOYAMA等[12]的測定方法，略作修改。分別稱取樣品5.0 g置于50 mL的離心管中，加入10 mL質量分數10%的高氯酸溶液，高速勻漿2 min后離心(4 ℃、10 000 r/min、15 min)，過濾后取上清液，用5 mL質量分數為5%的高氯酸溶液洗滌沉淀，再次離心，重復操作2次，合并上清液，用濃度分別為10、1 mol/L的KOH溶液調節上清液pH至6.5，在4 ℃冰箱中靜置30 min后定容至50 mL，搖勻，用0.22 μm膜過濾待測。整個前處理均在0～4 ℃條件下操作。

高效液相色譜條件：ODS-SPC18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；保護柱柱芯ODS-SP(4 mm×10 mm，5 μm)；流動相：A為0.05 mol/L KH2PO4和K2HPO4混合液，用磷酸調至pH至6.5，B為甲醇溶液，等梯度洗脫；流速1 mL/min；柱溫28 ℃；進樣量10 μL；檢測波長254 nm。

1.5 數據處理

使用SPSS 24.0軟件對實驗結果進行分析，在單因素方差分析(ANOVA)的基礎上采用Ducan法進行多重比較，取P<0.05為差異顯著，利用Origin 9.1軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同超聲時間輔助腌制對青魚質構品質的影響

硬度是牙齒咀嚼時破裂食品所需的最大力；彈性是指在外力作用下食品發生變形，隨后去力，食品形態的恢復程度；內聚性是指口腔對食物進行咀嚼時的抵抗性；咀嚼性是指固體食品經過牙齒咀嚼至可吞咽狀態時所做的功[13]。

由表1可知，隨腌制時間的延長，硬度呈現先上升后下降的趨勢，在10 min達到最大值，為287.34 g；90 min達到最小值，為191.27 g。魚肉腌制10 min相比5 min的硬度上升并不顯著(P>0.05)，可能是由于NaCl含量的上升導致水分下降，而硬度上升不明顯[14]。10 min之后硬度開始呈現下降趨勢，其中10、15、20 min之間變化不顯著(P>0.05), 30 min相比于20 min變化顯著(P<0.05)，30、40、50 min之間變化不顯著(P>0.05)。該結果與研究腌制刀魚的硬度特性變化規律一致[15]。這可能是由于超聲波對魚體的力的作用使得肌肉組織變軟[16]，也可能是由于腌制用的NaCl溶液具有較高的滲透壓，隨著超聲時間增加細胞內外濃度差發生變化，使得腌制過程中進入魚肉肌肉組織的NaCl含量逐漸增加，進而導致魚肉中的鹽溶性蛋白部分溶解，破壞了原始的肌肉組織[17]。

表1 超聲腌制時間對青魚肉質構品質的影響Table 1 Effect of ultrasonic pickling time on textural properties in black carp meat

彈性在腌制20～90 min時低于5～15 min，腌制90 min時彈性達到最低值，為0.68。此時可能由于超聲時間太久，肌肉組織發生不可逆的劣化，導致彈性下降；也有可能是魚肉蛋白發生變性，其自身凝膠性降低。

腌制90 min內，內聚性變化不大，這說明在咀嚼時對魚肉變化的感知不明顯。咀嚼性在腌制10 min達到最大值，為112.60 g，隨后呈下降趨勢，90 min達到最小值，為81.67 g。

2.2 不同超聲時間輔助腌制對青魚色澤的影響

色澤是影響消費者購買欲的較為直觀的指標。L*值代表亮度，由表2可知，隨超聲輔助腌制時間的延長，L*值在腌制20 min達到最大值，為47.95；40 min 達到最小值，為42.00。這說明超聲輔助腌制時間對青魚腌制品的亮度沒有明顯影響。a*值代表紅綠度，正值越大表示紅色越強。超聲腌制時間30 min時，a*值顯著高于5、10、15、20 min(P<0.05)，顯著低于40、50、60、90 min(P<0.05)。隨腌制時間的增加，青魚肌肉NaCl含量上升，可能與腌制后魚片暗色肉中部分肌紅蛋白在一定鹽濃度作用下開環降解成膽綠素有關[18]。b*值代表黃藍度，隨超聲腌制時間的延長呈現下降的趨勢，5～15 min沒有顯著變化(P>0.05)，20 min顯著低于15 min(P<0.05)，且顯著高于30、40、50 min(P<0.05)。當腌制時間為60 min和90 min，隨時間延長，b*值顯著降低(P<0.05)，目前這一變化的作用機制尚不明確。

表2 超聲腌制時間對青魚肉色澤的影響Table 2 Effect of ultrasonic pickling time on colour in black carp meat

2.3 不同超聲時間輔助腌制對青魚NaCl含量的影響

由圖1可知，隨腌制時間的延長，青魚魚肉NaCl含量呈逐漸增加的趨勢。當腌制時間為90 min時，魚肉中NaCl含量達到了2.45%(質量分數)。有研究表明，采用普通濕腌方法，肌肉組織內部NaCl含量達2.5%需要腌制3 h以上[19]，說明超聲波輔助腌制對NaCl滲透到魚肉組織內部起促進的作用，具有提高腌制效率的作用[20]。這可能是由于超聲波產生的空化作用，破壞青魚魚肉肌肉組織，有利于NaCl滲入到魚肉肌肉組織中[21]。圖1中可以看到腌制時間在5～50 min，青魚肉中NaCl含量始終隨超聲時間延長而增加，60 min時NaCl含量所有下降，90 min時達到最大值。

圖1 超聲腌制時間對青魚肉NaCl含量的影響Fig.1 Effect of ultrasonic pickling time on sodium chloride content in black carp meat注：不同小寫字母表示具有顯著差異(P<0.05)

2.4 不同超聲時間輔助腌制對青魚游離氨基酸含量的影響

游離氨基酸是一種重要的風味物質，對風味的貢獻主要在滋味方面[22]，不同的游離氨基酸有、甜、苦、鮮等不同滋味。游離氨基酸的呈味取決于分子結構中的親水基和疏水基，大部分親水基有令人愉悅的滋味，而疏水基常有令人不悅的滋味。呈現鮮味的氨基酸有谷氨酸、天冬氨酸，呈現甜味的氨基酸有甘氨酸、丙氨酸，而精氨酸則呈現苦味[23]。由表3可知，隨超聲波輔助腌制時間的增加，游離氨基酸含量呈現下降的趨勢。其中，腌制時間40～60 min，游離氨基酸總量沒有顯著性變化(P>0.05)，腌制時間40 min，含量達到383.57 mg/100g。超聲波可能通過增加底物的運輸，提高酶的活性，促進更多蛋白質分解為氨基酸。在本實驗中，超聲波輔助腌制促進蛋白質分解為鮮甜味游離氨基酸，苦味氨基酸含量下降，對青魚腌制品的滋味在一定程度上產生積極作用。隨腌制時間延長，必需氨基酸含量下降。一方面超聲波處理過程中部分必需氨基酸會游離到腌制液中，另一方面超聲波在液體中傳播會產生空化效應，裂解水分子產生自由基，從而可能氧化魚肉中的必需氨基酸，使之含量下降[24]，不利于魚肉營養的保持。

2.5 不同超聲時間輔助腌制對青魚核苷酸類化合物含量的影響

淡水魚死后，在一系列酶促反應的作用下，體內的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)可以分解成二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(inosine monophosphate，IMP)、次黃嘌呤核苷(inosine，HxR)和次黃嘌呤(hypoxanthine，Hx)[25]。核苷酸及其關聯化合物與魚肉的風味密切相關，肌苷酸對魚肉的鮮味貢獻較大，它與谷氨酸鈉有協同增效作用[26]，而Hx與魚肉的苦味有關[26]。由表4可知，隨超聲輔助腌制時間延長，核苷酸含量略有上升。含量最豐富的是IMP，腌制時間40 min達到最大值，為131.59 mg/100g。其次是HxR，可能是因為魚死后核苷酸降解酶使ATP快速降解產生IMP，符合ATP降解途徑。IMP的含量呈現先下降后上升的趨勢，可能是因為隨腌制時間的延長，NaCl利用超聲波加速進入魚肉組織中，魚體內水分流失加速，從而導致IMP流失增加，含量下降。但超聲波會加快NaCl滲透速率，當魚體內NaCl含量過高時反而會抑制有關酶的活性，導致IMP分解速度變慢，含量有所增加。IMP閾值為25 mg/100g，在整個腌制過程中對魚肉整體滋味貢獻大。Hx含量受到IMP含量影響，平緩增加。

表3 超聲腌制時間對青魚肉游離氨基酸含量的影響 單位：mg/100g

表4 超聲腌制時間對青魚肉核苷酸類化合物含量的影響 單位：mg/100g

3 結論與討論

本實驗采用青魚魚肉為原料，探究超聲波輔助腌制對其品質的影響。研究發現，隨腌制時間的延長，彈性和咀嚼性同時呈現出先上升后下降的趨勢，分別在15 min和10 min達到最大值。彈性最大值為0.89，咀嚼性最大值為112.60 g。L*值沒有明顯變化；a*值越來越接近0可能與肌紅蛋白開環降解成膽綠素有關，而b*值逐漸下降。超聲輔助腌制可以大幅度提高NaCl滲透速率，腌制90 min，魚肉NaCl含量達到2.45%(質量分數)；同時可以促進蛋白質分解產生更多的鮮味氨基酸，對青魚腌制品的整體風味產生積極影響。由于NaCl含量增加，酶的活性受到抑制，肌苷酸分解速度變慢，其含量遠超閾值，對魚肉呈味貢獻大。本研究結果將為水產品加工提供技術支持。