不同解凍方式對小黃魚品質(zhì)的影響

馬翼飛，劉歡，單錢藝，任山，包建強,2,3*

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海， 201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海， 201306) 3(農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(上海)，上海， 201306) 4(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，上海，200233) 5(北京四季大通投資集團 射陽食品有限公司，江蘇 射陽, 224300)

小黃魚(Larimichthyspolyactis)，又名小黃花魚,為我國重要的經(jīng)濟魚類之一。小黃魚魚肉中含有豐富的營養(yǎng)成分并味道鮮美,因此受到廣大消費者的喜愛[1]。小黃魚等水產(chǎn)品主要利用低溫貯藏延長其貨架期，其中冷藏、微凍、凍藏等是其常用的低溫貯藏方式。但是低溫貯藏水產(chǎn)品在解凍過程中會發(fā)生營養(yǎng)成分流失的現(xiàn)象，降低水產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，研究不同的解凍方式對小黃魚品質(zhì)的影響，探究凍結(jié)小黃魚的最佳解凍方式具有重要的現(xiàn)實意義。

目前已經(jīng)有大量關(guān)于不同解凍方式對魚類等水產(chǎn)品品質(zhì)影響的研究報道，目前研究的解凍方法主要包括靜水解凍、流水解凍、微波解凍、超聲波解凍等5種方法。張樹峰等[2]對脆肉鯇魚肉采用5 種不同解凍方法(空氣、靜水、低溫、微波和超聲波)，并對解凍后魚肉的相關(guān)品質(zhì)指標進行比較，發(fā)現(xiàn)采用靜水解凍的魚肉，解凍后的持水性和色澤未顯著降低；與其他解凍方法解凍的魚肉相比，經(jīng)微波解凍后的魚肉咀嚼性顯著增大。劉歡等[3]對船凍鮐魚采用空氣解凍、靜水解凍、微波解凍、鼓氣流水解凍4 種解凍方式進行解凍，發(fā)現(xiàn)與其他3種方法相比，鼓氣流水解凍能夠有效維持鮐魚的鮮度和質(zhì)構(gòu)，是一種優(yōu)良的鮐魚解凍方式。葉常青等[4]以阿根廷魷魚為研究對象，探究流水解凍、靜水解凍等4種解凍方式對凍結(jié)魷魚品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)靜水解凍能夠有效維持魷魚組織結(jié)構(gòu)，是魷魚理想的解凍方式。因此，本實驗采用低溫解凍、靜水解凍、流水解凍、微波解凍及超聲波解凍來處理快速凍結(jié)和普通凍結(jié)處理后于-25 ℃條件下貯藏的小黃魚，研究不同解凍方法對解凍后小黃魚品質(zhì)的影響，為小黃魚加工業(yè)選擇合適的解凍方式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍小黃魚：由四季大通企業(yè)進行液體浸漬快速凍結(jié)和普通凍結(jié)處理后，真空包裝低溫冷鏈運輸至實驗室，于-25 ℃保藏。

試劑：三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸,均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司；微量總巰基測試盒,南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器設(shè)備

Kjeltec8400型全自動凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司；CR-400型色彩色差計，日本柯尼卡美能達公司；TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；UV-1102型紫外-可見分光光度計，上海天美儀器有限公司；G-060S型超聲波清洗器，深圳市歌能清洗設(shè)備有限公司；Eclipse 80i生物顯微鏡，日本尼康儀器有限公司；MesoMR23-060H.I低場核磁共振成像分析儀，紐邁科技；NN-GD568型 2450 Hz微波爐，上海松下微波爐有限公司；H-1850R型臺式高速冷凍離心機，湖南湘怡實驗室儀器開發(fā)有限公司；TES-1384 4輸入溫度記錄器，泰仕電子工業(yè)股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 原料的預(yù)處理

將貯藏在-25 ℃下的速凍小黃魚取出，按照表1的方法進行解凍。解凍過程中記錄魚肉背部中心溫度的變化，以中心溫度達到4 ℃作為解凍終點。

表1 小黃魚的5種解凍方法Table 1 Five thawing methods of little yellow croaker

1.3.2 解凍曲線的測定

將熱電偶的探頭插入小黃魚樣品背部中心，通過多點溫度記錄儀實時記錄空氣解凍、靜水解凍、流水解凍和超聲波解凍過程中樣品的溫度變化，而進行微波解凍時通過將溫度傳感光纖插入樣品背部中心，利用Microwave Workstation Commander軟件在線實時監(jiān)測和記錄樣品溫度變化。以小黃魚背部中心溫度達到4 ℃為測定終點，解凍曲線用Origin軟件處理。

1.3.3 保水率的測定

1.3.3.1 解凍損失率

先稱量并記錄解凍前小黃魚的質(zhì)量m1(g)，采用不同解凍方法解凍結(jié)束后，先用吸水紙吸干小黃魚體表和腹部的水分，再測量小黃魚的質(zhì)量m2(g)，解凍損失率按照公式(1)計算:

(1)

1.3.3.2 持水力

參照余文暉等[5]的方法，稱取解凍后的小黃魚背部肌肉，質(zhì)量記為m3，用濾紙包好，4 ℃、5 000 r/min離心25 min，去掉濾紙，測定離心后魚肉的質(zhì)量，記為m4，重復(fù)試驗3次取平均值，持水力按公式(2)計算：

(2)

1.3.3.3 蒸煮損失率

稱取不同解凍方法解凍后的魚肉，質(zhì)量記為m5，密封袋包裝，85 ℃恒溫水浴鍋中水浴25 min，自然冷卻至室溫，去除魚體表面滲出水分，稱重記為m6，蒸煮損失率按公式(3)計算：

(3)

1.3.4 白度的測定

不同解凍方式解凍后，取大小相近的小黃魚，用色度測定儀測定樣品去皮背部肌肉的色度L*、a*、b*，白度按公式(4)計算：

(4)

1.3.5 pH值的測定

稱取解凍后的小黃魚背部肌肉2 g，加入18 mL蒸餾水，機械勻漿1 min，靜置10 min過濾，用pH計測定濾液pH值。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)的測定

取解凍后的完整小黃魚，用質(zhì)構(gòu)儀測定魚肉的硬度、膠黏性、咀嚼性。探頭型號：P/5平底柱形探頭；測定參數(shù)：測前速率 3 mm/s，測試速率 1 mm/s，形變量 50%，回程距離 20 mm。每組樣品平行測定6 次。

1.3.7 硫代巴比妥酸反應(yīng)物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARs)的測定

參考歐陽杰等[6]方法。稱取5.00 g解凍后的魚肉，加入質(zhì)量分數(shù)7.5%的三氯乙酸25 mL，均質(zhì)后于錐形瓶中浸提30 min，10 000 r/min離心5 min得到上清液。取上清液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液，90 ℃恒溫水浴40 min，流水冷卻，4 000 r/min離心10 min取上清液，測定溶液在波長532和600 nm處吸光度，按照公式(5)計算TBARs值，結(jié)果以每100 g魚肉中丙二醛的質(zhì)量表示。

(5)

1.3.8 總巰基的測定

用微量總巰基測試盒法測量解凍后魚肉的總巰基含量。

1.3.9 水分狀態(tài)測定

參考譚明堂等[7]的方法并稍作調(diào)整。取解凍后小黃魚背部肌肉，制成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 的待測樣品，用保鮮膜包好放入直徑為70 mm的核磁檢測管中。使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG)序列，T2測量參數(shù)：SW=100 kHz，RG1=20，P1=19.00 μs，DRG1=3，TD=200 100，PRG=1，TW=5 000 ms，NS=8，P2=38.00 μs，TE=0.400，NECH=5 000。得到CPMG指數(shù)衰減曲線圖之后進行迭代反演得到橫向弛豫時間T2圖譜。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 24和Excel軟件進行處理，采用Origin 8.5軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小黃魚解凍過程中的溫度變化

解凍時間是反映不同解凍方式解凍效率的一項重要指標，不同解凍方式的解凍效率存在一定的差異。由圖1、圖2可知，不同解凍方法對小黃魚的解凍效率不同，解凍效率由高到低依次為微波解凍>流水解凍>超聲解凍>靜水解凍>低溫解凍。相同解凍方法條件下，快速凍結(jié)處理的小黃魚解凍需要的時間低于普通凍結(jié)處理的小黃魚。

圖1 不同解凍方式下快速凍結(jié)小黃魚中心溫度變化Fig.1 Thawing temperature curve of rapid freezing little yellow croaker

圖2 不同解凍方式下普通凍結(jié)小黃魚中心溫度變化Fig.2 Thawing temperature curve of ordinary freezing little yellow croaker

2.2 不同解凍方式對小黃魚保水性的影響

食品的保水性的高低通常與食品的質(zhì)量密切相關(guān)[8],其外在表現(xiàn)形式為食品的解凍損失率與蒸煮損失率[9]。凍結(jié)水產(chǎn)品解凍后的蒸煮損失率、解凍損失率和持水力是衡量水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)變性程度的重要指標[10]。

5種解凍方式對普通凍結(jié)和快速凍結(jié)處理的小黃魚保水性的影響如圖3、圖4、圖5所示。其中，流水解凍對快速凍結(jié)處理的小黃魚的蒸煮損失率和解凍損失率的影響最小，持水力最大。而對于普通凍結(jié)的小黃魚，對其解凍后蒸煮損失率和解凍損失率影響最小的解凍方式分別是流水解凍和靜水解凍，靜水解凍條件下魚肉持水力最大。綜合比較解凍后魚肉的各項保水性指標，流水解凍對快速凍結(jié)處理的小黃魚的保水性影響最小，靜水解凍對普通凍結(jié)小黃魚的保水性影響最小。原因可能是與其他解凍方式相比，靜水解凍和流水解凍能夠快速通過最大冰晶溶解帶(-5～0 ℃)，同時對凍品具有水封隔氧作用，腐敗菌的繁殖受到抑制，減少解凍過程中魚肉蛋白質(zhì)的降解，維持解凍后魚肉的持水力[7,11]。

圖3 不同解凍方法對小黃魚持水力的影響Fig.3 Effect of thawing methods on water-holding capacity of little yellow croaker

圖4 不同解凍方法對小黃魚解凍損失率的影響Fig.4 Effect of thawing methods on thawing loss percentage of little yellow croaker

圖5 不同解凍方式對小黃魚蒸煮損失率的影響Fig.5 Effect of thawing methods on cooking loss rate of little yellow croaker

2.3 不同解凍方式對小黃魚色澤的影響

水產(chǎn)品的外觀色澤是影響消費者對水產(chǎn)品接受程度的重要因素之一[12]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)解凍后水產(chǎn)品肌肉的色澤變化受到脂肪氧化[13-14]、色素降解[15]及蛋白變性[13]等多種因素的影響。由圖6可知，5種解凍方式中，超聲解凍的快速凍結(jié)小黃魚和微波解凍的普通凍結(jié)的小黃魚魚肉的白度較高，肌肉顏色更接近白色?？赡茉蚴浅暯鈨鲋袠悠返谋章曉茨芰?，實現(xiàn)快速解凍。因此超聲解凍對魚肉組織細胞中蛋白質(zhì)影響小，降低了解凍過程中蛋白質(zhì)的氧化變性，能夠有效維持解凍后魚肉的色澤。相關(guān)研究表明[16-17]超聲解凍對肌肉組織細胞造成的損傷小，能夠有效維持解凍后樣品肌肉色澤。

圖6 不同解凍方式對小黃魚魚肉白度的影響Fig.6 Effect of thawing methods on the whiteness of little yellow croaker

2.4 不同解凍方式對小黃魚魚肉pH值的影響

在魚死亡后魚體中發(fā)生肌糖原分解和氧化現(xiàn)象，導(dǎo)致魚體的pH值下降。相關(guān)研究表明[7,18-19]，水產(chǎn)品解凍后的pH值與水產(chǎn)品的色澤和持水力存在一定的相關(guān)性。肌肉的pH值越高，肌肉的持水力越高，色澤越接近新鮮樣品。因此pH值能夠反映魚肉解凍后的鮮度狀況，是小黃魚等水產(chǎn)品的常用品質(zhì)相關(guān)指標之一[20]。由圖7可知，相同解凍方式條件下，快速凍結(jié)處理的魚肉pH值普遍低于普通凍結(jié)處理的魚肉pH值。

而在低溫空氣解凍條件下，采用快速凍結(jié)處理的小黃魚的pH值顯著高于采用普通凍結(jié)處理的小黃魚?？赡茉蚴堑蜏乜諝饨鈨鰲l件下，魚體處于較低溫度狀態(tài)，抑制解凍過程中魚肉組織細胞中酶的活性，從而維持魚肉的pH值。

2.5 不同解凍方式對小黃魚質(zhì)構(gòu)的影響

魚肉質(zhì)構(gòu)是評價魚肉品質(zhì)的主要感官指標之一[21]。質(zhì)構(gòu)的好壞關(guān)系到肉的嫩度、口感、可食性等，提高質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，就能使魚肉品質(zhì)的評價得到提升。如表2所示，不同的解凍方法對小黃魚質(zhì)構(gòu)造成的影響不同，同時相同的解凍方法對不同凍結(jié)方式處理的魚肉質(zhì)構(gòu)造成的影響也不同。對于普通凍結(jié)處理的小黃魚，流水解凍能夠有效維持解凍后魚肉的硬度、膠黏性、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)指標。微波解凍后的魚肉相關(guān)質(zhì)構(gòu)指標最低。對于快速凍結(jié)的小黃魚，采用超聲解凍后的魚肉各項指標最高，可能是因為超聲解凍主要通過改變聲波頻率、功率等參數(shù)解凍樣品[22]。當(dāng)聲波頻率處于冰晶體的弛豫頻率范圍內(nèi)，樣品中的冰晶吸收聲源能量，實現(xiàn)快速解凍[23]。因此超聲解凍對魚肉組織細胞結(jié)構(gòu)造成的損傷小，有效維持解凍后魚肉的質(zhì)構(gòu)。

2.6 不同解凍方式對小黃魚脂質(zhì)氧化的影響

TBARs是衡量低溫貯藏水產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要理化指標，TBARs值越大表明水產(chǎn)品中的脂肪氧化程度越高[24]。由圖8可知，對于快速凍結(jié)的小黃魚，微波解凍的TBARs值最低，其次是超聲解凍，采用低溫解凍的TBARs值最高。這表明采用微波解凍對小黃魚中的脂肪影響小，而低溫解凍過程造成魚肉中的脂肪大量氧化。而對于普通凍結(jié)的小黃魚，微波解凍的TBARs值最低，靜水解凍的TBARs最高。原因可能是與微波解凍相比，靜水解凍和低溫空氣解凍時間長，魚肉暴露在空氣中的時間長，導(dǎo)致魚肉中的脂肪在解凍期間發(fā)生氧化。同時，相關(guān)研究表明,在脂肪氧化的過程中，形成過氧化物可與蛋白質(zhì)反應(yīng)，加快脂肪的氧化速率[25]。另一方面，凍結(jié)-解凍過程中冰晶的形成和消融會破壞部分細胞結(jié)構(gòu)和酶等生物大分子，同時釋放出Fe2+等相關(guān)脂肪氧化的助氧化劑，加快魚肉中脂肪的氧化[26]。

2.7 不同解凍方式對小黃魚蛋白質(zhì)氧化的影響

巰基含量是衡量蛋白質(zhì)氧化的重要指標[27]，解凍后水產(chǎn)品的巰基含量越高，表明該解凍方式對水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)的影響越小。由圖9可知，對于快速凍結(jié)的小黃魚，靜水解凍條件下巰基含量最高，微波解凍下巰基含量最低。對于普通凍結(jié)小黃魚，超聲解凍下巰基含量最高，低溫解凍下巰基含量最低。可能原因是快速凍結(jié)處理的小黃魚內(nèi)部冰晶分布均勻，靜水解凍過程中溫度變化慢，對魚肉組織結(jié)構(gòu)造成的損傷小，而在微波解凍過程中，溫度上升快，樣品受熱不均勻，局部過熱使得魚肉中的蛋白質(zhì)在解凍過程中發(fā)生氧化。普通凍結(jié)處理的小黃魚，低溫解凍時間長，魚肉蛋白質(zhì)在解凍過程中發(fā)生氧化；而在超聲解凍過程中，冰晶融化快，對魚肉組織造成的損傷小，蛋白質(zhì)氧化程度低。譚明堂等[7]研究發(fā)現(xiàn)靜水解凍和流水解凍能夠有效隔絕氧氣，降低解凍過程中蛋白質(zhì)氧化程度，減少總巰基損失。

圖9 不同解凍方式對小黃魚總巰基含量的影響Fig.9 Effect of thawing methods on sulfhydryl content of little yellow croaker

2.8 不同解凍方式對小黃魚中水分的影響

LF-NMR的橫向弛豫時間T2是測定食品中水分在貯藏過程中的分布及其狀態(tài)的常用指標。弛豫時間越長，表明魚肉組織中的水分與魚肉組織細胞的結(jié)合越松散，水分越自由。由圖10、圖11可知，在0.07～4.00 ms(T21)存在一個峰，代表魚肉組織中與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的結(jié)合水；在17.00～160 ms(T22)的峰是主峰，是存在于魚肉肌原纖維及膜之間的不易流動水；在210～680 ms(T23)出現(xiàn)的峰表示肌原纖維外部或者細胞外的自由水，能夠參與酶促反應(yīng)等食品在貯藏期間發(fā)生的生化反應(yīng)，與食品的品質(zhì)密切相關(guān)。由圖10、圖11可知，與其他解凍方法相比，采用流水解凍的普通凍結(jié)小黃魚樣品的結(jié)合水T21存在顯著差異；在不易流動水T22方面，5種解凍方法解凍后的普通凍結(jié)小黃魚差異較?。晃⒉ń鈨龊笃胀▋鼋Y(jié)的小黃魚的T23含量最低。

圖10 不同解凍方式對普通凍結(jié)小黃魚T2弛豫時間的影響Fig.10 Effect of thawing methods on T2 relaxation time of ordinary freezing little yellow croaker

由圖12、圖13可知，5種解凍方式解凍后的快速凍結(jié)小黃魚在T21、T22方面差異不顯著；在自由水含量方面， 超聲波解凍和靜水解凍后的速凍小黃魚含量低于其余3種解凍方法，表明超聲波解凍和靜水解凍后的速凍小黃魚保水性較好，魚肉品質(zhì)較高。

圖12 不同解凍方式對快速凍結(jié)小黃魚T2弛豫時間的影響Fig.12 Effect of thawing methods on T2 relaxation time of rapid freezing little yellow croaker

圖13 不同解凍方式對快速凍結(jié)小黃魚各狀態(tài)水分的影響Fig.13 Water compostion of different thawing methods in different status of rapid freezing little yellow croaker

3 結(jié)論

不同解凍方式對解凍后小黃魚品質(zhì)造成的影響不同。5種解凍方式中，低溫空氣解凍時間最長，解凍后魚肉的品質(zhì)劣變嚴重；靜水解凍和流水解凍的解凍效率較快，但解凍后魚肉中脂肪氧化程度較高，色澤變化較大；微波解凍時間最短，但解凍過程中溫度變化快，魚肉受熱不均勻，造成魚肉中蛋白質(zhì)發(fā)生一定程度的氧化；超聲波解凍能夠有效維持魚肉的質(zhì)構(gòu)，同時在色澤、pH值、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化以及水分遷移變化上使解凍后小黃魚的品質(zhì)保持較高水平。綜上所述，超聲波解凍是最適合快速凍結(jié)和普通凍結(jié)小黃魚的工廠化加工的解凍方式。