油炸預制魚冷凍復熱過程中的品質變化

葛智勤，陳 哲，余達威，夏文水，許艷順,*

（1.江南大學食品學院，江蘇無錫 214122；2.甘棠明善食品有限公司，廣東廣州 510000）

隨著人們生活節奏的加快、生活水平的提高以及消費能力增長，營養美味、快捷省時的水產預制菜消費不斷增長。烤魚是一種深受消費者喜愛的典型水產菜肴。目前市售新零售預制烤魚主要是采用油炸后冷凍的方式流通銷售。雖然凍藏能夠抑制微生物繁殖，減緩產品腐敗變質，延長保質期[1]，但水產品冷凍時會形成冰晶，常會造成機械損傷和蛋白質氧化，導致產品持水力降低、肉質松散、口感下降等問題[2-4]。此外，在商品貯運過程中常會發生不同程度的溫度波動甚至反復凍融，可能會進一步加劇冰晶對肌原纖維的損傷，降低解凍復熱后的產品品質[5-6]。

目前關于生鮮及腌制調理水產品在冷凍或凍融過程中的品質變化已有較多研究報道，楊梅[7]發現調味開背魚反復凍融后風味與新鮮開背調味魚有顯著差異。Gao 等[8]研究發現腌制鳙魚片在冷凍貯藏期間色澤、質構、持水力等品質指標均發生不同程度的下降。Li 等[9]對黃魚進行多次凍融處理，發現反復凍融引起冰晶不規則生長以及重結晶現象破壞了魚肉的肌肉組織，導致魚肉營養價值降低，品質劣變。在烤魚研究方面，張艷等[10-11]對草魚進行腌制、烘烤、油炸處理后，研究了即食烤魚的工藝參數及常溫貯藏特性。油炸熟制預處理是工業化生產烤魚的主要方式，油炸熟制后蛋白質發生不同程度的變性，且油炸魚較生鮮魚含有更高含量的脂質，但目前對于烤魚等經油炸熟制后的魚肉在冷凍及凍融過程中的變化及其對復熱后品質的影響尚不清楚。

因此，本文針對新零售預制烤魚冷凍復熱后口感下降問題，以養殖產量最大的淡水魚類草魚為原料，經160 ℃油炸4 min（模擬新零售烤魚油炸工藝）、速凍/凍融、100 ℃水煮復熱10 min（模擬消費者食用復熱條件）三種不同工序處理，以水分含量、持水力、水分分布及組成、肌原纖維小片化指數、微觀結構、TBARS 值、TCA-可溶性肽及電子鼻為指標，解析魚肉油炸熟制—冷凍—復熱過程魚肉品質變化和原因，旨為預制烤魚類產品品質調控提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

草魚 購于無錫市濱湖區歐尚超市，質量為1.5±0.3 kg/條，宰殺后加碎冰于30 min 內運送至實驗室；4%多聚甲醛、蘇木素伊紅染色液 Phygene生物科技有限公司；其余化學試劑 均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。

FDS-35 型FRINOX 速凍柜 上海漯城餐飲設備有限公司；4K-15 型高速冷凍離心機 美國Sigma Sartorius 公司；T25 均質機 德國IKA 集團；UV 1000 紫外分光光度計 上海天美科學儀器有限公司；1150H 徠卡石蠟包埋機、PM2245 徠卡手動輪轉切片機 德國徠卡公司；NIKON ECLIPSE CI 型正置光學顯微鏡 日本尼康Nikon 公司；MesoMR23-060V-I 低場核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；Heracles II 快速氣相色譜電子鼻法國Alpha MOS S.A.有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 除草魚中間魚骨，切成近似8 cm×4 cm×4 cm 魚塊。在160 ℃條件下油炸4 min，瀝油、冷卻。將油炸后的魚塊先置于-33 ℃速凍機中凍至中心溫度達到-18 ℃，包裝后置于-18 ℃冰箱中凍藏5 d。

凍融處理：將樣品從冰箱取出，帶包裝流水解凍3 h 記為一次凍融循環；生魚塊記為Raw，冷凍前的樣品記為Fresh，凍融0 次、凍融1 次和凍融2 次樣品分別記為FT0、FT1、FT2，復熱后樣品分別記為Fresh-C、FT0-C、FT1-C、FT2-C。

測定各項指標前先將樣品帶包裝流水解凍3 h，再置于100 ℃沸水中煮10 min。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 水分含量測定 水分含量的測定參照GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》中第一法直接干燥法[12]。

1.2.2.2 持水力測定 參考董軼群等[13]的方法。稱取6 g 左右的魚肉裝入離心管中，用濾紙包好，在4 ℃條件下以4000 r/min 轉速離心15 min。

式中，m1表示離心前質量，g；m2表示離心后質量，g。

1.2.2.3 低場核磁（LF-NMR）分析 參考JIN 等[14]的方法稍加改動。采用核磁共振分析儀對樣品的弛豫信號分布和弛豫時間（T2）進行分析。共振頻率為21.2 MHz，測量溫度為32 ℃，選擇Color-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）作為測試序列。將2 g 樣品置于直徑25 mm 的核磁管中。測定參數如下：回波時間為0.4 ms，回波數為8000，迭代次數為1×106，掃描次數為4 次。采集幅值衰減數據并進行多指數擬合分析，得到不同相態水分的橫向弛豫時間分布（T2），并計算出相應時間內的弛豫峰面積和比值（A2）。

1.2.2.4 肌原纖維小片化指數測定 參考宋敏[15]的方法。稱取1 g 魚肉，加入20 mL 4 ℃緩沖液（8.8 mmol/L KH2PO4，11.2 mmol/L K2HPO4，1 mmol/L EGTA，100 mmol/L KCl，1 mmol/L MgCl2）均質，于4 ℃離心機中5000×g 離心15 min，棄上清，向沉淀中加入20 mL 緩沖液重復提取1 次。將收集的沉淀用緩沖液制成蛋白濃度為0.50±0.05 mg/mL 的溶液，稀釋18 倍后在540 nm 處測定溶液吸光值。每組樣品測定3 次。

1.2.2.5 微觀結構觀察 參照范麗欣等[16]的方法稍加改動。將樣品切成5 mm×5 mm×5 mm 的小塊，用4%多聚甲醛4 ℃固定48 h，然后用乙醇梯度脫水后二甲苯浸泡2 h 至透明，浸蠟包埋，切片展片。將貼片置于70 ℃烘箱中烘1 h 后洗脫。用蘇木素伊紅進行染色，置于100 倍光學顯微鏡下觀察魚肉微觀結構。

1.2.2.6 硫代巴比妥酸值（TBARS）測定 去除魚塊表面魚肉，取中間部位。TBARS 的測定參照GB 5009.181-2016《食品中丙二醛的測定》[17]。

1.2.2.7 TCA-可溶性肽含量測定 參照Mad-Ali等[18]的方法。稱取1.5 g 樣品，加入13.5 mL 預冷的5%（w/v）三氯乙酸（TCA）溶液，均質后靜置1 h，在高速離心機中以8000 r/min 離心15 min（4 ℃），用Lowry 法測定上清液中TCA-可溶性肽含量，結果表示為μmol 酪氨酸（Tyr）/g 樣品。每組樣品測定三次。

1.2.2.8 電子鼻分析 準確稱量2 g 切碎的魚肉，裝入20 mL 頂空瓶中，室溫平衡30 min 后使用快速氣相色譜電子鼻Heracles II 進行測定，參數設置參考Yu 等[19]的方法。

1.2.2.9 感官評價 參考石長波等[20]對油炸魚塊的感官評價標準。選擇10 名具有魚制品評價經驗的專業人員為評定小組成員，為復熱后魚肉的形態、質地、氣味、色澤和可接受性進行打分。感官評價標準見表1。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criterions

1.3 數據處理

所有實驗均至少進行三次平行，結果以平均值±標準誤差（Mean±SD）的形式表示。實驗數據采用Excel 制表及Origin 2021 軟件繪圖，采用SPSS 26.0 進行數據分析，采用Duncan 模型分析顯著性（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 魚肉水分含量及持水力變化

魚肉的水分含量及持水力是影響魚肉質構的重要因素。由表2 可知，生魚塊水分含量為81.46%，油炸后的熟魚塊水分含量降低至70.37%。與冷凍前的樣品相比，熟制魚肉冷凍后水分含量顯著降低（P＜0.05），且隨凍融循環次數增加，水分含量呈降低趨勢，凍融2 次后樣品的水分含量較未經冷凍處理的樣品降低8.29%。水煮復熱后，肌原纖維結構間隙吸收部分水分，樣品水分含量均高于復熱前，但不同凍融組樣品間無顯著差異（P＞0.05）。

表2 不同處理樣品復熱前后水分含量和持水力的變化（%）Table 2 Changes in moisture content and water holding capacity of samples with different treatments (%)

不同處理組樣品在復熱前后持水力的變化見表2。隨凍融次數增加，復熱前樣品持水力出現逐漸增加的變化趨勢，這可能與凍融過程中水分流失引起的水分含量降低有關。凍融循環造成的機械損傷使得復熱后樣品的持水力隨凍融循環次數增加而降低。

2.2 魚肉水分分布及相對水分含量的分布

弛豫時間（T2）可以有效反映氫質子的分布狀態，從而反映魚肉中水分分布情況和遷移特性。如圖1所示，樣品的弛豫信號曲線共出現4 個峰。第一個峰T2b1表示與生物大分子緊密結合的強結合水，第二個峰T2b2代表與肌原纖維緊密結合的結合水。冷凍后，熟魚肉水分含量降低，因而結合水A2b1和A2b2比例較冷凍前增加。T2b1極其穩定，各組樣品之間的弛豫時間和峰面積比無顯著差異。反復凍融后，T2b2峰面積變小，且向更短的弛豫時間遷移，這是由于T2b2部分轉化為不易流動水T21，而剩下的部分水受到周圍肌原纖維結構緊密的束縛。T21表示肌原纖維結構中的不易流動水，T22為肌纖維網絡外的自由水，這部分水極不穩定。反復凍融后，肌原纖維結構形成不可逆損傷，部分不易流動水轉變為自由水，自由水的峰面積比隨凍融次數增加而增加。這與Cao 等[21]的結果一致。復熱后，各組樣品相對水分含量相差不大。

2.3 魚肉肌原纖維小片化指數變化

肌原纖維小片化指數（MFI）可以用來衡量魚肉肌纖維及其骨架蛋白的完整性。MFI 值越大，說明肌纖維斷裂破碎程度越嚴重[22]。由圖2 可知，與冷凍前的魚肉相比，冷凍后的熟魚肉A540增加至0.821。隨凍融次數增加，MFI 值呈現增大趨勢，凍融2 次后復熱樣品的MFI 值較冷凍前樣品增加24.44%，說明凍融循環破壞了魚肉肌纖維完整性。水煮復熱后樣品的MFI 值低于未水煮組，可能與水煮復熱過程中部分斷裂的肌纖維溶于水中有關。

圖2 不同處理樣品肌原纖維小片化指數變化Fig.2 Changes of myofibril fragmentation index in samples with different treatments

2.4 魚肉微觀結構觀察

如圖3 所示，與經過熱處理的樣品相比，生魚肉橫切面與縱切面輪廓清晰，無明顯斷裂。油炸處理后的魚肉肌纖維束發生明顯的斷裂。經冷凍處理的熟魚肉不僅出現肌纖維束斷裂的情況，而且肌纖維間隙變大，肌細胞出現明顯破裂。隨著凍融次數增多，導致復熱后肌纖維破壞程度增加，孔隙率增加，肌肉橫截面紋理也變得很不規則。Aursand 等[23]認為肌原纖維之間的空隙是凍藏期間細胞內外冰晶的形成和生長造成的。此外，有研究證實，凍融循環過程中冰晶出現重結晶現象會加重產品水分流失，且肌原纖維的破壞會使得持水能力降低[24]。

圖3 不同處理樣品復熱后顯微鏡微觀結構觀察Fig.3 Microstructure observation after reheating of samples with different treatments

2.5 魚肉脂肪氧化程度變化

在凍藏期間，魚肉中的不飽和脂肪酸會氧化生成醛酮類物質影響產品風味。TBARS 值可以反映魚肉脂肪氧化的程度，TBARS 越高表示氧化程度越高[25]。由圖4 可知，冷凍導致熟魚肉TBARS值增加，隨凍融次數增加，TBARS 呈現逐漸增加的趨勢。水煮復熱后，凍融2 次樣品的TBARS 值為0.87 mg/kg，較冷凍前增加225.84%。Chaijan 等[26]研究發現凍結時冰晶的形成和生長破壞了細胞結構，釋放出脂肪氧化酶和促氧化因子等促進脂肪氧化，凍融后破壞加劇，因此魚肉氧化程度增加[27]。長時間的高溫復熱使得丙二醛進一步發生反應形成其他小分子物質[28]，因此TBARS 值較復熱前低。此外，水煮過程中部分丙二醛溶解在水中也會導致復熱后TBARS 值下降。

圖4 不同處理樣品TBARS 值變化Fig.4 Changes in TBARS values of samples with different treatments

2.6 魚肉TCA-可溶性肽含量變化

TCA-可溶性肽含量可以用來衡量魚肉蛋白降解情況[29]。經不同處理的魚肉中TCA-可溶性肽含量見圖5。凍藏前，樣品的TCA-可溶性肽含量為0.95±0.045 μmol/g，冷凍后樣品TCA-可溶性肽含量增加，凍融2 次后樣品的TCA-可溶性肽含量較冷凍前增加52.85%，說明凍融循環加劇了蛋白降解。對于凍融/復熱后樣品中TCA-可溶性肽含量較復熱前均發生下降，不同凍融次數間無顯著差異，這可能與多次凍融循環導致TCA-可溶性肽在魚肉煮制過程中因溶解水中流失量增加有關[30]。

圖5 不同處理樣品TCA-可溶性肽含量的變化Fig.5 Changes in TCA-soluble peptides content of samples with different treatments

2.7 魚肉電子鼻風味變化研究

如圖6 所示，主成分1 的貢獻率是58.015%，主成分2 的貢獻率是41.591%，累計貢獻率是99.6%＞95%，區分指數DI=86，表明所獲得的樣品氣味具有明顯差異且所獲得的樣品氣味信息能夠代表原始樣品數據的整體氣味信息。第1 主成分的貢獻率大于第2 主成分，可以通過第一主成分來區分新鮮熟魚肉和冷凍熟魚肉。DF1、DF2 分別達到97.29%、2.69%，總貢獻率約為99.9%，表明電子鼻可以有效地區分測定樣品。各個處理組之間完全分離，互不干擾。由電子鼻分析可知，冷凍及凍融循環導致魚肉風味發生改變。

圖6 不同處理樣品風味變化Fig.6 Flavor changes of samples with different treatments

2.8 感官評價

感官評價可以直觀判斷出油炸預制烤魚品質，反映出消費者對魚肉的可接受程度和喜愛度。由圖7 可知，新鮮熟制魚肉復熱后形態最好，但由于質地較硬，且魚腥味較重，因而不受評價者喜歡。冷凍后，魚肉質地變軟，凍融0 次及凍融1 次熟制魚肉復熱后在質地、氣味、色澤及可接受性方面均具有較高評分，分別為76.2 分和77.5 分。而凍融2 次熟魚肉復熱后肉質松散軟爛，有令人不愉快的氣味，感官總評分最低為61.18 分。

圖7 不同處理樣品感官評價Fig.7 Sensory evaluation of samples with different treatments

3 結論

油炸預制烤魚品質在冷凍和凍融過程中發生顯著變化，部分不易流動水轉變為自由水，解凍后水分含量和持水力顯著降低。TBARS 值和TCA-可溶性肽含量隨凍融次數增加呈上升趨勢，表明凍融循環促進了脂質氧化和蛋白質降解，引起魚肉風味改變。油炸預制魚凍融1 次對品質影響較小，且感官評分較高。凍融兩次后，重結晶現象加重對肌原纖維結構的機械損傷，導致肌纖維斷裂破碎，肌原纖維間隙增大，引起預油炸魚復熱后魚肉肉質松散，口感下降，進而影響產品的食用品質和消費者接受度。因此，為保障油炸預制類烤魚產品食用品質，在貯運流通過程中盡量避免凍融發生超過1 次；通過調控預油炸魚在冷凍流通過程中水分變化和脂質氧化將有助于提升冷凍預油炸魚的品質和貯藏穩定性。