流化冰保鲜对鲣鱼蛋白质功能特性的影响

高 萌1,张 宾1,*,王 强1,邓尚贵1,Santiago Aubourg2

(1.浙江海洋学院食品与医药学院,浙江 舟山 316000;

2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),Galicia Vigo 36213)

 

摘 要:为探索流化冰对冰鲜水产品保鲜效果,以鲣鱼鱼肉为研究对象,以传统碎块冰保鲜为对照,探讨流化冰处理对鲣鱼肌肉蛋白质功能特性影响。结果表明:1)流化冰冰粒子呈球形,外表光滑、单位表面积大且流动性能好,8 min内可将鱼肉整体温度由35 ℃降低至1.3 ℃;2)-4 ℃贮藏18 d后,流化冰保鲜处理的鱼肉弹性和咀嚼性依次为1.19 mm和5.50 mJ,而空白(不加冰)、淡水碎块冰组分别为0.67 mm和1.65 mJ、0.95 mm和3.32 mJ,可见流化冰对鱼肉质构特性保持效果显著(P<0.05);3)0~18 d贮藏期内,不同处理鲣鱼肌原纤维蛋白含量、Ca2+-
ATPase活性及总巯基含量均呈逐渐下降趋势,其中以流化冰处理对鲣鱼蛋白质功能特性的保持效果最佳;此外,流化冰保鲜还兼具有抑制鱼肉氧合肌红蛋白自动氧化、维持肌肉原有色泽的作用。流化冰处理显著保持了鲣鱼肌肉组织的质构和相关蛋白质功能特性,可满足冰鲜水产品远洋、长距离运输和保鲜贮藏要求。

关键词:鲣鱼;流化冰;碎块冰;保鲜;蛋白质;功能特性

 

Effect of Slurry Ice Treatment on Functional Properties of Muscle Proteins of Skipjack Tuna

 

Gao Meng1, Zhang Bin1,*, Wang Qiang1, Deng Shang-gui1, Santiago Aubourg2

(1. College of Food and Medicine, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China;

2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Vigo 36213, Spain)

 

Abstract: The aims of this work were to evaluate the effect of slurry ice treatment on preserving the quality of skipjack tuna using traditional flake ice as control and to further explore the functional properties of the treated muscle proteins in skipjack tuna. The results indicated that: 1) the particles of the prepared slurry ice had a spherical shape with smooth surface, high unit surface area and good flowability. The temperature of skipjack tuna meat could decrease from 35 to 1.3 ℃ within 8 min when treated with slurry ice; 2) the values of springiness and chewiness for the processed meat in slurry ice were 1.19 mm and 5.50 mJ, respectively, after 18 days storage at -4 ℃, as compared to 0.67 mm and 1.65 mJ for the blank (no added ice), and 0.95 mm and 3.32 mJ for the samples chilled in traditional flake ice, respectively, indicating that slurry ice treatment was significantly effective on the texture properties of tuna meat (P < 0.05); 3) the contents of myofibrillar protein and total sulfhydryl, and the activity of Ca2+-ATPase decreased in three groups (blank, flake ice and slurry ice) after 18 days storage at -4 ℃, while the samples treated with slurry ice had significantly higher quality than two other treatments (P < 0.05). In addition, slurry ice treatment also showed good inhibition on myoglobin autoxidation and could preserved meat color. These findings confirmed that slurry ice was a suitable medium for the storage of skipjack tuna.

Key words: skipjack tuna; slurry ice; flake ice; quality maintenance; protein; functional properties

中图分类号:TS254.4 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)22-0304-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201422059

鲣鱼作为一种远洋易腐海水鱼类,鱼体鲜度自死亡起即开始迅速恶化,如没有合适保存条件,细菌、酶和化学过程均会迅速缩短鱼体货架期。钓捕后鲣鱼体温升高,运输过程中体表损害(如刮伤、擦伤)和微生物污染等,也会导致鱼体腐败进程加快。对于鲣鱼等远洋海水鱼类保鲜,关键是捕后迅速冷冻或贮藏在一个温度略高于冰点的温度,并在整个冷链中维持这个温度。目前,对于此类远洋鱼种的船上保鲜方法,我国最为常用的是远洋船载淡水碎块冰保鲜。然而,碎冰保鲜在淡水冰制备、船载运输及敷冰使用过程中需消耗大量劳动力,更为重要的是碎块冰具有尖锐的棱角,会在运输过程中造成严重鱼表损伤。另一方面,淡水碎块冰融化过程中具有较低的传热性,也限制了其无法成为一种良好的鱼类降温、冷藏保鲜的媒介。

流化冰是指颗粒状冰粒子与水溶液(如淡水、盐水或海水)组成的均匀两相混合物,其冰晶粒子直径较小,载冷能力是普通冷冻水的1.8~4.3 倍。流化冰冰粒子与其他带尖角、形状不一的传统冰种(碎块冰、薄片冰、平板冰等)相比,颗粒更加柔顺、细小圆滑且易流动,可有效地避免渔品表皮的擦伤,最大限度保持水产品的鲜度、外观品质及加工性能[1]。更为重要的是,流化冰处理还具有使水产品体温急速降低、杀死或抑制微生物、钝化体内生化反应等特点[2]。近年来,流化冰作为一种快速冷却水产品的新方法,已经受到了巨大关注[3-4]。如流化冰在加拿大、美国、冰岛及欧洲部分国家,已成功地用于船上金枪鱼、鳕鱼、沙丁鱼、龙虾等保鲜;流化冰机、冰浆机等先进的制冰设备机组在渔船和陆地上的应用也较为普遍。我国在此领域的研究,仍处于初始状态,尤其在保鲜理论、保鲜质量及影响机制研究等方面仍较为薄弱。本研究以远洋鲣鱼为研究对象,结合流化冰这种具有储能密度高、冷却速率快、机械损伤小、可经泵由管道进行输送等优良特性的保鲜手段,通过其与传统淡水碎块冰贮藏保鲜进行对照,重点探讨流化冰保鲜处理对鲣鱼肌肉蛋白质功能特性的影响情况,为远洋海水鱼类贮藏与保鲜研究提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲣鱼由浙江兴业集团有限公司提供。选用长550~600 mm鲣鱼,捕后-30 ℃速冻,于-18 ℃条件下冻藏;运至港口后立即采用无菌袋包装,于30 min内运至实验室;实验室-60 ℃冻藏,备用。

顺丁烯二酸、三羟甲基氨基甲烷、牛血清蛋白、三氯乙酸、三磷酸腺苷二钠、钼酸铵、亚硫酸氢钠、米吐尔、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、5,5-二硫代双二硝基苯甲酸(5,5-dithio-bis-nitrobenzoic acid,DTNB) 国药化学试剂有限公司;所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

RF-1000-SP型流化冰生成器 南通瑞友工贸有限公司;751UVGD型紫外-可见分光光度计 上海第三分析仪器厂;MDF-U53V型超低温冰箱 日本Sanyo公司;JK-24U型多路温度测试仪 常州金艾联电子科技有限公司;BX41型显微镜(OP26型CCD) 奥林巴斯(中国)有限公司;TMS-PRO型质构仪 美国FTC公司。

1.3 方法

1.3.1 分组及处理

实验分组:空白组(不加冰)、淡水碎块冰保鲜组和流化冰保鲜组。流化冰制备采用质量分数为3.3% NaCl溶液,制备流化冰组成为90%体积冰粒子和10%体积水。

实验处理:取鲣鱼背部肌肉(30 块,长×宽×高为15 cm×15 cm×15 cm),将鱼肉块随机分组,分别进行空白(将鱼肉装入保鲜袋内,放入冰箱贮藏)、淡水碎块冰敷没和流化冰浸没保鲜处理。各处理组均置于-4 ℃冷藏条件下(本实验所用流化冰在-4 ℃贮藏条件下,能维持较长时间的两相稳定共存),每隔2 d分别取1 个样本,进行鱼肉质构、肌原纤维蛋白功能及高铁肌红蛋白含量测定。

1.3.2 流化冰基本特性测定

1.3.2.1 不同类型冰的物理特性

直径:冰粒子直径采用显微镜分析法进行测定。采用10×10倍显微镜放大后,对冰粒子(南通瑞友)进行拍照,通过Image Pro Plus软件分析获得直径;传统冰(含薄片冰、碎块冰、平板冰及管状冰,分别采用5M-300薄片冰机(重庆冰人)、实验室自制、LT200平板冰机(南通瑞友)、 LZ100管冰机(南通瑞友)进行制备)直径,采用游标卡尺进行测定。

密度:流化冰:采用量筒测得体积,其密度直接用质量除以体积获得。传统冰(种类同上):首先在量筒中加入适量水(保证能将冰完全浸入且量筒中水不超出量程),然后把冰溶化于水中,变为冰水混合物,记下读数V1;取一块冰放在冰水混合物中,冰块漂浮水面时,记下读数V2;用细铁丝将上一步中的冰块压沉,记下读数V3。按(1)计算密度:

789387.jpg (1)

表面积:流化冰冰粒子接近球形,其表面积由S=4πr2近似求得;薄片冰和平板冰形状接近长方体,其表面积由S=2(ab+bc+ca)近似求得;管状冰形状接近圆管,其表面积由S=πdl近似求得。

1.3.2.2 不同类型冰降温曲线的绘制

在室温条件下,将鲣鱼肌肉分别完全浸没于不同类型保鲜用冰中(流化冰、碎块冰、薄片冰、平板冰及管状冰),对鱼肉块(长×宽×高为5 cm×5 cm×5 cm,冰的用量以鱼肉块完全浸没为标准)中心温度的实时变化情况,采用多路温度测试仪进行测定,冰绘制降温曲线。

1.3.3 肌肉组织质构分析

TMS-PRO物性分析仪测定鱼肉质构特性(texture profile analysis,TPA)特性,采用二次挤压测定参数为:直径50 mm平底柱形探头P/50;测试速率1.0 mm/s;压缩形变量30%;相同样品6 次重复,取平均值为该样品质构特性值。TPA特征参数依据Bouren[5]定义方法,计算鱼肉弹性和咀嚼性。

1.3.4 肌原纤维蛋白溶液制备[6]

取5.0 g鱼肉,切碎后加入10 倍量20 mmol/L Tris-顺丁烯二酸缓冲液(pH 7.0,含0.05 mol/L KCl),20 000 r/min
均质1 min,然后10 000 r/min低温(4 ℃)离心15 min。弃上清液,沉淀加入10倍量20 mmol/L Tris-顺丁烯二酸缓冲液缓冲液(pH 7.0,含0.6 mol/L KCl),匀浆1 min后4 ℃条件下提取l h,然后9 000 r/min低温(4 ℃)离心10 min,上清液即为肌原纤维蛋白溶液。采用双缩脲法测定蛋白质含量。

1.3.5 肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性测定

参考万建荣等[7]方法。首先制备反应混合液含pH 7.0、0.50 mol/L Tris-顺丁烯二酸缓冲液、0.10 mol/L
CaCl2、H2O、pH 7.0,20 mmol/L 5’-三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)溶液和肌原纤维蛋白溶液。将以上混合液置于30 ℃水浴5 min,加入1.0 mL 15% 三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)溶液终止反应。空白对照在反应前即加入1.0 mL 15% TCA溶液使蛋白质变性。反应结束后,取1.0 mL溶液,分别加入1.0 mL硫酸钼酸溶液、0.5 mL米吐尔试剂和2.5 mL水,充分混匀后于室温条件下发色45 min,在640 nm波长处测定吸光度。Ca2+-ATPase活性按式(2)计算:

787707.jpg (2)

式中:A为1.0 mL反应液中生成的磷酸量/μmol;B为空白值/(μmol);t为反应时间/min;酶蛋白量为1.0 mL反应液所含的酶量/mg。

1.3.6 肌原纤维蛋白溶液中总巯基含量测定

参考Benjkaul等[8]方法。取1.0 mL肌原纤维蛋白溶液,加入9.0 mL、0.2 mol/L Tris-HCl缓冲液(pH 6.8,含8 mol/L尿素、2% SDS和10 mmol/L EDTA)。充分混匀后取4.0 mL,加入0.4 mL 0.l% DTNB溶液(0.2 mol/L,pH 8.0 Tris-HCl缓冲液),然后置于40 ℃水浴25 min,最后在412 nm波长测定吸光度,空白采用0.6 mol/L KCl溶液代替。总巯基含量按式(3)计算:

787725.jpg (3)

式中:cO为巯基摩尔浓度;A为412 nm波长处吸光度;D为稀释倍数;ξ为分子吸光系数13 600(molcm/L);
ρ为蛋白质质量浓度/(mg/mL)。

1.3.7 高铁肌红蛋白含量测定

参考Krzywicki[9]方法。取肌肉20 g,加入20 mL 0.04 mol/L、pH 6.8磷酸钠缓冲液,11 000 r/min均质25 s,然后10 000 r/min离心30 min(4 ℃);将上清液过滤,用磷酸钠缓冲液将滤液补足至25 mL,然后分别在525、545、565、572 nm波长处测定吸光度,按式(4)计算高铁肌红蛋白含量。

Met Mb含量/%=(-2.541R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100 (4)

式中:Met Mb为高铁肌红蛋白含量;R1、R2和R3分别为A572 nm/A525 nm、A565 nm/A525 nm和A545 nm/A525 nm。

1.4 数据分析

数据处理及作图采用Origin 8.1、SPSS 13.0统计分析软件,结果为平均值±标准偏差。

2 结果与分析

2.1 流化冰基本特性分析

表 1 流化冰与传统冰基本特性分析

Table 1 Basic characteristics of slurry ice and traditional ice

参数

流化冰

薄片冰

碎块冰

平板冰

管状冰

形状、尺寸

光滑圆球形,直径0.15~0.75 mm

薄片状、棱角锋利,厚3~5 mm、宽15~25 mm

不规则、无定形状、棱角锋利

厚片状、棱角锋利,厚7~10 mm、宽25~40 mm

管状、棱角较光滑,直径45~55 mm、长15~20 mm

密度/(kg/m3)

690~790

400~470

710~810

500~600

480~590

表面积/(m2/t)

16 500~18 500

1 500~1 680

 

690~770

400~500

流动性

流动性好,泵或

输送带输送

流动但性能较差,泵经管路或输送带输送

不可流动,

输送带输送

不可流动,

输送带输送

不可流动,

输送带输送

与水产品

接触状态

填充到水产品缝隙,无空气间隙,接触性最佳

有空气间隙,与水产品接触性较好

有空气间隙,与水产品接触性一般

有空气间隙,与水产品接触性较差

有空气间隙,与水产品接触性差

 

 

流化冰与薄片冰、碎块冰、平板冰、管状冰基本特性见表1。流化冰冰粒子呈光滑球形(图1),可有效填补到各种水产品间的狭小缝隙,其与水产品接触性更佳、传热面积更大、密封性能更好,因此可实现水产品的快速、均匀冷却。流化冰冰粒子表面积(16 500~18 500 m2/t)远高于传统薄片冰、碎块冰、平板冰及管状冰(表面积范围仅400~1 680 m2/t),这种圆滑的冰粒子可减少水产品间的摩擦,因而在远途输送过程可实现经泵、管道或输送带传送。

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A

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B

 

图 1 流化冰冰粒子(A)与碎块冰表面(B)的
显微照片(×100 )

Fig.1 Electron micrographs of slurry ice and flake ice (×100)

流化冰冰粒子与碎块冰表面显微结构,见图1。流化冰冰粒子呈规则球状,表面光滑、无任何锋利棱角;传统碎块冰冰粒子呈细长、树枝状颗粒,冰表面粗糙、存在锋利棱角,因此碎块冰流动性远不如球状流化冰。即使制备碎块冰的冰晶颗粒再小,其枝状的冰粒子仍具有相对较大长宽比,因此易导致冰粒子间的聚类和纠缠,进而降低了流动性能[10]。此外,棱角锋利的碎块冰在产品贮藏、运输及销售保鲜过程中,还易造成水产品表面机械损伤,致使产品感官品质降低。

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图 2 鲣鱼肉在不同保鲜处理条件下的降温曲线

Fig.2 Cooling curves of skipjack tuna meat under different preservation treatments

流化冰、传统冰保鲜对鲣鱼肌肉中心温度变化影响,如图2所示。流化冰处理对鲣鱼肉的降温速率最高(流化冰本身温度为-2.0~2.4 ℃),其在8 min内即可实现鱼肉块温度自外向内的快速降低(35~1.3 ℃),在处理15 min后使鱼肉温度降低到相对稳定的状态
(-0.5~-1.8 ℃)。在0~8 min内,传统冰(薄片冰、碎块冰、平板冰及管状冰)处理鱼肉的降温速率及程度均相对较低(由35 ℃至15~20 ℃);在20~32 min内,鱼肉温度降低到相对稳定状态(1.5~9.0 ℃)。由此可见,相比于传统保鲜用冰,流化冰可在较短时间内使鱼肉降低到较低温度,其快速的降温速率可有效杀死或抑制鱼体表面部分微生物(流化冰对微生物影响,将另文报道),同时也可减缓鱼体内的各种内源酶生化反应,进而降低鱼体内各种营养物质的消耗,最大限度地保持鱼的鲜度、食用品质和加工性能[11]。

2.2 流化冰保鲜对鲣鱼肌肉质构特性的影响

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图 3 不同保鲜处理对鲣鱼鱼肉弹性(A)和咀嚼性(B)的影响

Fig.3 Effect of different preservations on the springiness and chewiness of skipjack tuna meat

质构与外观、风味和营养共同为食品的四大品质要素,通过鱼体肌肉质构特性评价,可客观而全面地评价鱼肉的食用品质。鲣鱼肌肉在不同保鲜条件下
(-4 ℃),弹性和咀嚼性变化情况见图3。弹性为反映鱼体受外力作用时变形,去除后的恢复程度;肌肉弹性与肌肉间结合力大小密切相关,肌肉间结合力越大,即鱼肉组织破坏程度越小、弹性越大[12]。相对于空白和碎块冰处理,流化冰保鲜鲣鱼肌肉弹性值下降速率和程度均较低;经18 d贮藏期后,流化冰组鱼肉弹性值为1.19 mm,相比于空白和碎块冰处理组为0.67 mm和0.95 mm,可见流化冰处理肌肉弹性保持作用显著(P<0.05)。其原因可能是流化冰快速预冷降低了鱼体温度,同时钝化了鱼体肌肉中的内源水解酶等活性,致使鱼体组织中肌动球蛋白变性少、肌肉间结合力保持良好[13]。咀嚼性为摸拟鱼肉样品咀嚼成吞咽时所需的能量,即所说的咬劲,其是肌肉硬度、细胞间凝聚力及弹性等综合作用结果。随着贮藏时间延长,3 个处理组鱼肉咀嚼性均呈现下降趋势,主要是由于贮藏过程中肌肉蛋白在内源水解酶、特定腐败微生物及其分泌产物作用下,造成了蛋白质降解、肌肉细胞间结合力下降,从而引起了鱼肉组织构造崩解及汁液流失[13];其中以空白组下降幅度最大、碎块冰组次之,而流化冰组鱼肉咀嚼性保持效果显著
(P<0.05)。经10 d贮藏期后,3 个处理组咀嚼性值依次为4.85、6.72、8.03 mJ;经18 d贮藏期后,依次为1.65、3.32、5.50 mJ。同时经感官评定发现,18 d空白处理鱼肉已完全腐败,碎块冰处理鱼肉品质下降严重,而流化冰处理鱼肉仍保持较高的感官品质。

鱼肉质构特性与其蛋白质在贮藏过程中的理化性质变化密切相关[14]。鱼肉中蛋白质易在水解酶与微生物双重作用下发生水解,降解成为多肽片段甚至氨基酸等小分子物质,致使鱼肉组织结构破坏,从而从根本上改变鱼肉的质构特性[14-15]。流化冰保鲜处理不同于传统冰保鲜的优势在于,是利用流化冰中冰粒子较高换热面积和快速降温特质,实现鱼体整体温度的短时间骤降,从而可迅速抑制鱼体肌肉水解酶活性和微生物繁殖。此外,在流化冰贮藏保鲜过程中,利用流化冰冰粒子的固-液相转变吸热过程,可维持整个保鲜体系温度在较长时间内的相对恒定,从而起到较长时间冷却与低温保鲜的效果。

2.3 流化冰保鲜对于鲣鱼肌原纤维蛋白含量的影响

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图 4 不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白含量的影响

Fig.4 Effect of different preservations on the content of myofibrillar protein in skipjack tuna

不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白含量的影响(-4 ℃),如图4所示。在贮藏初期(0~2 d),3 个处理组鱼肉肌原纤维蛋白含量均稍有增加,可能是由于鱼体肌球蛋白与肌动蛋白在肌肉内ATP作用下,呈现不可逆的聚合而生成较大分子质量的分子,在离心过程中沉降至沉淀而引起的[16]。空白组在2~18 d贮藏期内,鱼肉肌原纤维蛋白含量呈现出快速下降趋势,具体由46.2 mg/g
下降至10.6 mg/g。碎块冰处理组在2~12 d贮藏期内,肌原纤维蛋白含量下降速率较快(低于空白组);在12~18 d贮藏期内,含量下降速率趋于平缓(18 d时,含量为25.2 mg/g)。流化冰处理组在2~10 d贮藏期内,肌原纤维蛋白含量下降速率较快(仍低于碎块冰和空白组);在10~18 d贮藏期内,含量下降速率趋于平缓(18 d时,含量为32.9 mg/g)。由此可见,流化冰保鲜处理对于鱼肉肌原纤维蛋白含量的保持效果,显著优于空白和碎块冰保鲜处理组(P<0.05)。同时,此部分肌原纤维蛋白含量变化与鱼肉弹性、咀嚼性等质构特性分析结果基本一致。

关于鱼肉肌原纤维蛋白含量下降的原因主要有两种观点,Tornberg[17]研究认为鱼肉贮藏过程中,由于蛋白质中巯基氧化形成二硫键而引发肌球蛋白重链发生聚合,致使肌原纤维蛋白盐溶性下降[18];还有部分学者认为,低温贮藏鱼肉肌原纤维蛋白含量降低,是由低温形成冰晶的机械作用而导致的。无论哪种原因导致的肌原纤维蛋白含量降低,流化冰保鲜处理法均可减缓这一进程,其保鲜机制主要是利用细小、圆滑的流化冰冰粒子,快速、紧密的填补到鱼体间的狭小缝隙,起到隔绝空气、密封保护作用,从而有效防止蛋白质巯基氧化;同时,单位质量的流化冰所含换热面积比其他任何传统冰种都大,因此可迅速降低鱼体温度,使低温鱼体中形成的冰晶更小,因而可弱化低温贮藏形成冰晶的机械损伤作用[19-20]。

2.4 流化冰保鲜对于鲣鱼肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性的影响

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图 5 不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性的影响

Fig.5 Effect of different preservations on the activity of myofibrillar protein Ca2+-ATPase in skipjack tuna

鱼肉肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性能反应肌球蛋白的完整性,因此被广泛用作为评价鱼肉蛋白质变性指标[21]。不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性的影响(-4 ℃),见图5。在贮藏过程中,各组肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性均呈下降趋势,但下降速率有明显差别,其中以空白组Ca2+-ATPase活性下降最为迅速(第0天为1.17 µmol Pi/(mg•min)),第18天下降至0.24 µmol Pi/(mg•min)。碎块冰组Ca2+-ATPase活性下降较空白组缓慢,第12天下降至0.92 µmol Pi/(mg•min);在12~18 d贮藏期内,下降速率相对减缓,第18天下降至0.64 µmol Pi/(mg•min)。流化冰组Ca2+-ATPase活性下降较碎块冰组更加缓慢,第0~18天内仅下降0.39 µmol Pi/(mg•min)。研究表明,鱼肉肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性降低,是由鱼肉蛋白质巯基氧化形成二硫键引发分子聚合、肌浆球蛋白头部构象变化及该部分蛋白聚集或相互作用引起重排等综合效应的结果[22]。流化冰保鲜鱼体过程中,带来高速率降温、长时间内维持低温环境及密封保护效应,有效抑制了肌肉pH值变化和蛋白质中的巯基氧化,因而保持了鱼肉肌原纤维蛋白分子的完整性。同时,Ca2+-ATPase活性变化情况也符合鱼肉质构特性、肌原纤维蛋白含量变化趋势,该结果也从酶活性角度补充证实了流化冰保鲜处理对于鱼肉肌原纤维蛋白含量的保持作用机制。

2.5 流化冰保鲜对于鲣鱼肌原纤维蛋白总巯基含量的影响

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图 6 不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白总巯基含量的影响

Fig.6 Effect of different preservations on total sulfhydryl content in myofibrillar protein of skipjack tuna

肌原纤维蛋白总巯基包括活性巯基和隐藏巯基两部分,其含量大小可反映鱼肉蛋白质变性聚合的程度[23]。不同保鲜处理对于鲣鱼肌原纤维蛋白总巯基含量的影响
(-4 ℃)见图6。在0~10 d贮藏期内,各处理组鱼肉肌原纤维蛋白总巯基含量下降速率较快,空白组从5.59×10-5 mol/g下降至0.89×10-5 mol/g(降低84.1%),碎块冰组下降至2.88×10-5 mol/g(降低48.5%),流化冰组下降至3.74×10-5 mol/g(降低33.1%);在10~18 d贮藏期内,3 个处理组总巯基含量下降速率趋于平缓。贮藏过程中各处理鱼肉肌原纤维蛋白总巯基含量逐渐降低,主要是由于肌球蛋白发生了降解,导致蛋白质空间结构发生改变,致使埋藏于蛋白质分子内部的巯基暴露出来而发生氧化[24-25]。在整个贮藏期内,流化冰处理鱼肉总巯基含量,始终高于空白和碎块冰组,主要是由于填充的流化冰冰粒子有效阻隔了外界氧气,抑制了巯基的自动氧化,进而降低了鱼肉蛋白质变性聚合的程度。

2.6 流化冰保鲜对于鲣鱼鱼肉中高铁肌红蛋白含量的影响

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图 7 不同保鲜处理对于鲣鱼高铁肌红蛋白含量的影响

Fig.7 Effect of different preservations on the content of metmyoglobin in skipjack tuna

肌肉颜色主要取决于鱼肉组织中肌红蛋白自动氧化和高铁肌红蛋白还原的相对速率。鲣鱼鱼肉的鲜红色是氧合肌红蛋白存在的表现,如进一步氧化成高铁肌红蛋白,即含二价铁离子的氧合肌红蛋白被氧化成三价铁氧化肌红蛋白则呈现不良的棕红色。不同保鲜处理对于鲣鱼肌肉高铁肌红蛋白含量的影响(-4 ℃)见图7。随着贮藏时间延长,空白、碎块冰及流化冰保鲜鲣鱼肉高铁肌红蛋白含量均呈明显上升趋势,主要是由于鱼肉中还原型肌红蛋白与氧合肌红蛋白发生自动氧化,生成呈褐色的含三价铁离子的高铁肌红蛋白。经18 d贮藏期后,空白、碎块冰组和流化冰组鱼肉高铁肌红蛋白增加量分别为67.1%、44.6%和31.3%,其中以流化冰组鱼肉高铁肌红蛋白含量变化幅度显著低于空白和碎块冰组
(P<0.05)。以上结果表明,流化冰保鲜处理对于鲣鱼肌肉颜色表现出一定的正调节作用,其原因是由于细小的流化冰冰粒子,填充到鱼肌肉间狭小的缝隙,有效减少了鱼肉与外界空气的接触,进而抑制了氧合肌红蛋白的自动氧化、减缓了鱼肉的褐变速度,维持了鱼肉原有色泽。

3 结 论

本实验以远洋鲣鱼肌肉蛋白质为研究对象,在流化冰与传统冰理化特性研究基础上,通过比较空白、传统碎块冰及流化冰保鲜处理法,研究了冷藏鲣鱼肌肉质构及蛋白质特性的变化情况。结果表明,相比于空白、碎块冰保鲜组,流化冰保鲜通过其高换热面积、快速降温速率和密封隔绝空气效应,有效保持了鲣鱼鱼肉的质构特性、防止了鱼肉蛋白质巯基氧化和肌原纤维蛋白Ca2+-ATPase活性降低,同时还抑制了由高铁肌红蛋白含量升高而导致的鱼肉褐变现象。由此可见,应用流化冰保鲜技术在鲣鱼贮藏、运输及销售过程中,可减慢其品质裂变速度,更好地保持鱼肉各鲜度和感官指标,有效延长货架期。

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收稿日期:2014-01-26

基金项目:国家国际科技合作项目(2012DFA30600);国家自然科学基金青年科学基金项目(31201452);

浙江省公益性技术应用研究计划项目(2012C33081);浙江省重大科技项目(2013C02023-2;2013C03037);

浙江海洋学院优秀硕士论文培养项目

作者简介:高萌(1991—),女,硕士研究生,研究方向为水产品加工及贮藏。E-mail:gao.mengmeng@live.cn

*通信作者:张宾(1981—),男,副教授,博士,研究方向为水产品加工及贮藏。E-mail:zhangbin_ouc@163.com