邵　穎，王小紅，吳文錦，李　新，熊光權(quán)，王海濱，喬　宇，王　俊，廖　李，汪　蘭，*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所/湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工研究分中心，湖北 武漢 430064；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070）

5種淡水魚(yú)肌肉熱特性比較研究

邵穎1，2，王小紅2，吳文錦1，李新1，熊光權(quán)1，王海濱2，喬宇1，王俊1，廖李1，汪蘭1，*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所/湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心農(nóng)產(chǎn)品加工研究分中心，湖北 武漢 430064；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070）

為研究不同品種名優(yōu)淡水魚(yú)冷藏保鮮及熱加工的特性，采用差示掃描量熱法研究武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)5 種新鮮淡水魚(yú)魚(yú)肉的水分含量、冰點(diǎn)、變性溫度、變性熱焓和比熱容并進(jìn)行品種間的比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：5 種淡水魚(yú)冰點(diǎn)分布在-0.57～-0.1 ℃之間；50 ℃附近熱吸收峰起始溫度分布在37～41.57 ℃之間，終止溫度分布在60.47～62.33 ℃之間；變性熱焓在1.680 0～2.499 7 J/g之間；70 ℃附近熱吸收峰的起始溫度分布在66.33～71.13 ℃之間，終止溫度分布在73.60～82.20 ℃之間，變性熱焓在0.418 0～0.512 2 J/g之間；魚(yú)肉的比熱容在1.658 0～3.862 3 J/（g·K）之間。結(jié)果表明：在5 種新鮮淡水魚(yú)中，武昌魚(yú)水分含量和冰點(diǎn)相對(duì)較低；草魚(yú)肌球蛋白和鱖魚(yú)肌動(dòng)蛋白變性溫度和變性熱焓相對(duì)較高，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性更高；新鮮魚(yú)肉的比熱容高于凍結(jié)魚(yú)肉，加工后魚(yú)肉的比熱容高于未加工魚(yú)肉。

差示掃描量熱法；冰點(diǎn)；變性溫度；變性熱焓；比熱容

名優(yōu)淡水魚(yú)系指經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)更高的一類(lèi)淡水魚(yú)品種，包括武昌魚(yú)、鱸魚(yú)、黃顙魚(yú)和鱖魚(yú)等。據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，2013年我國(guó)淡水魚(yú)類(lèi)達(dá)到 2647.9萬(wàn) t［1］。隨著我國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，淡水魚(yú)產(chǎn)量不斷提高。水產(chǎn)品加工過(guò)程中，熱特性是最普遍的加工參數(shù)，無(wú)論是水產(chǎn)品的殺菌、烹調(diào)、干燥，還是冷凍保藏都會(huì)涉及到熱特性［2-3］。熱過(guò)程與組織的冰點(diǎn)、熱焓、比熱容等特性參數(shù)有關(guān)，因而首先需對(duì)熱特性進(jìn)行分析［4］。蛋白質(zhì)為肌肉組織的主要組成部分，魚(yú)肉肌肉蛋白質(zhì)主要包括肌漿蛋白、肌原纖維蛋白和肌基質(zhì)蛋白，其中肌原纖維蛋白作為主要成分，占58.5%，在冷凍保藏過(guò)程中很容易發(fā)生冷凍變性［5］，肌球蛋白約占肌原纖維蛋白的50%～55%，在加熱或者高壓條件下發(fā)生變性聚集形成凝膠，從而影響肉制品的質(zhì)構(gòu)、外觀和出品率，故而通常作為魚(yú)類(lèi)加工中的重要研究對(duì)象［6］，肌動(dòng)蛋白次之。魚(yú)類(lèi)肌肉蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，關(guān)系到魚(yú)肉的加工適性和貯藏穩(wěn)定性，不同魚(yú)種肌肉蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性也有較大的差異。魯長(zhǎng)新［7］以鰱魚(yú)、鯉魚(yú)、草魚(yú)和鮰魚(yú)4 種淡水魚(yú)的冰點(diǎn)、表觀比熱和熱焓等指標(biāo)研究了低溫相變區(qū)熱特性及蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。張靜雅［8］研究發(fā)現(xiàn)凍藏溫度越高，魚(yú)糜肌球蛋白的變性溫度和熱焓值越低，比其他較低溫度組降低幅度更大，而肌動(dòng)蛋白的變性溫度和熱焓值變化不明顯。劉大松等［9］研究發(fā)現(xiàn)草魚(yú)在4 ℃冷藏過(guò)程中隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，肌球蛋白的變性峰越來(lái)越尖銳，肌漿蛋白的變性峰逐漸消失，而肌動(dòng)蛋白的變性峰無(wú)顯著變化。潘錦鋒等［10］研究發(fā)現(xiàn)草魚(yú)肌球蛋白的變性是導(dǎo)致加熱過(guò)程中各物理化學(xué)特性迅速下降的主要原因。

目前研究較多的魚(yú)種是鰱魚(yú)、鯉魚(yú)和草魚(yú)等淡水魚(yú)類(lèi)，且主要研究不同冷藏時(shí)間、冷藏溫度對(duì)魚(yú)肉肌肉物理化學(xué)特性和熱特性的影響。但是對(duì)名優(yōu)淡水魚(yú)肌肉的熱特性鮮有研究，而魚(yú)肉組織特性和感官品質(zhì)的變化主要源于魚(yú)肉肌肉蛋白在加熱過(guò)程中的變化，因此，研究蛋白質(zhì)加熱過(guò)程中的熱特性可以為名優(yōu)淡水魚(yú)加工設(shè)計(jì)合理的工藝提供理論依據(jù)。本研究以不同品種的名優(yōu)淡水魚(yú)為研究對(duì)象，采用差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry，DSC）測(cè)定武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)5 種新鮮淡水魚(yú)的熱特性，包括水分含量、冰點(diǎn)、變性溫度、變性熱焓及比熱容，為不同品種名優(yōu)淡水魚(yú)熱加工和低溫貯藏的品質(zhì)控制奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料

新鮮武昌魚(yú)（4 5 0～5 0 0 g）、草魚(yú)（1 450～15 00 g）、黃顙魚(yú)（140～160 g）、鱸魚(yú)（550～650 g）和鱖魚(yú)（250～300 g） 湖北省武漢市武商量販農(nóng)科城店。

1.2儀器與設(shè)備

ME303E/02型電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；DIN51007型差示掃描量熱儀、標(biāo)準(zhǔn)鋁坩堝耐馳儀器（上海）有限公司。

1.3方法

1.3.1原料處理

由于受生長(zhǎng)環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)條件、魚(yú)體大小等因素的影響，魚(yú)體不同部位肌肉所測(cè)得的結(jié)果會(huì)存在差異。就同種魚(yú)類(lèi)而言，魚(yú)體背部肌肉的營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)較穩(wěn)定，為了便于取樣和比較，本研究中的采樣統(tǒng)一取背部肌肉即自魚(yú)體兩側(cè)鰓蓋骨后至尾鰭前的背部肌肉作為樣品進(jìn)行測(cè)定［11］。將魚(yú)宰殺去掉魚(yú)頭、魚(yú)皮和內(nèi)臟，用水將其沖洗干凈，手工取側(cè)線上方、背鰭附近的白肉，將其切成魚(yú)塊（2 mm×2 mm×2 mm），放于自封袋（120 mm×170 mm）中，置于4 ℃冰箱中冷藏，24 h內(nèi)使用。

1.3.2DSC測(cè)定條件

參照魯長(zhǎng)新［7］的方法，略作修改：選擇質(zhì)量相近的鋁坩堝壓封后用作參比坩堝。實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行空白測(cè)試、標(biāo)樣（藍(lán)寶石）測(cè)試和樣品測(cè)試。設(shè)置溫度程序：初溫為0 ℃，以3 ℃/min降溫至-50 ℃，恒溫10 min，再以3 ℃/min升溫至90 ℃，恒溫10 min。準(zhǔn)確稱(chēng)量19.0～25.0 mg新鮮魚(yú)肉作為樣品，壓封于標(biāo)準(zhǔn)鋁坩堝中。冷卻方式為機(jī)械制冷，樣品吹掃氣和保護(hù)氣（氮?dú)猓兌龋?9%），流速分別為20 mL/min和60 mL/min。為確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每次實(shí)驗(yàn)都采用相同的溫度程序掃描空白坩堝、標(biāo)樣坩堝和樣品坩堝，每個(gè)樣品按上述方法重復(fù)5 次。

1.3.3魚(yú)肉冰點(diǎn)確定

采用DSC測(cè)定冰點(diǎn)，在升溫曲線上，冰點(diǎn)理論上為結(jié)晶剛剛?cè)劢馔瓿傻臏囟?，但由于樣品完全熔化后，流曲線回歸基線是個(gè)漸變過(guò)程，且受升溫速率和樣品質(zhì)量影響，出現(xiàn)不同程度的滯后現(xiàn)象，因此把水的相變峰溫確定為魚(yú)肉的冰點(diǎn)［12］。

1.3.4魚(yú)肉水分含量計(jì)算

水分含量是通過(guò)DSC測(cè)定魚(yú)肉樣品中的可凍結(jié)水的冷凍（熔融）焓，按文獻(xiàn)［13］中的方法并修改，按式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中：ω為水分含量/%（濕基）；α為樣品不可凍結(jié)含水率/%（濕基）；Tf為樣品凍結(jié)（熔融）溫度/℃；ΔHTf為樣品在Tf下的凍結(jié)（熔融）焓/（J/g）；H為（未）凍結(jié)純水在Tf下的熔融（凍結(jié)）焓，即333.802 J/g。

由于魚(yú)肉的不可凍結(jié)含水率α很小，可忽略不計(jì)，則式（1）可簡(jiǎn)化為式（2）進(jìn)行計(jì)算。

1.3.5魚(yú)肉比熱容計(jì)算

采用DSC測(cè)定比熱容，按式（3）進(jìn)行計(jì)算。

式中：Capp為樣品的比熱容/（J/（g·K））；mstd為標(biāo)樣的質(zhì)量/mg；ms為樣品的質(zhì)量/mg；DSCs為樣品的熱流信號(hào)/mW；DSCb為空白的熱流信號(hào)/mW；DSCstd為標(biāo)樣的熱流信號(hào)/mW；Cp，std為標(biāo)樣的比熱容/（J/（g·K））。

1.3.6魚(yú)肉熱焓計(jì)算

熱焓和比熱容的關(guān)系用式（3）表示，本實(shí)驗(yàn)參考溫度為-40 ℃，即認(rèn)為-40 ℃的熱焓H=0［14］。熱焓按式（4）進(jìn)行計(jì)算。

式中：H為熱焓/（J/g）；T為溫度/℃；Capp（T）為溫度T時(shí)的比熱容/（J/（g·K））。

ΔH表示系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)熱過(guò)程后的熱焓H的變化，即焓變，通過(guò)DSC測(cè)定并進(jìn)行熱分析后得到。本實(shí)驗(yàn)中ΔHTf指樣品（中水）在Tf條件下發(fā)生相變（凍結(jié)或熔融）時(shí)的焓變，本實(shí)驗(yàn)稱(chēng)作相變熱焓；ΔH指魚(yú)肉中蛋白質(zhì)（肌球蛋白及肌動(dòng)蛋白）發(fā)生熱變性時(shí)的焓變，本實(shí)驗(yàn)稱(chēng)作變性熱焓。

1.4數(shù)據(jù)分析

在進(jìn)行魚(yú)肉的熱特性測(cè)定時(shí)，其熱流信號(hào)都從DSC曲線上讀出。數(shù)據(jù)分析采用熱分析軟件Proteus Thermal Analysis 6.1.0、數(shù)學(xué)軟件SAS 8.0和Microsoft Excel，熱特性數(shù)據(jù)結(jié)果采用形式表示。

2　結(jié)果與分析

2.1魚(yú)肉水分含量及冰點(diǎn)

表1　0 ℃附近不同品種魚(yú)肉的熱特性Table1　Thermal characteristics of different varieties of fish at around 0 ℃

冰點(diǎn)是指在升溫過(guò)程中，冰晶開(kāi)始融化的溫度，在該溫度點(diǎn)水和冰以平衡態(tài)共存［15-16］，冰點(diǎn)溫度在冰溫貯藏方面起著重要作用。由表1可知，武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)5 種新鮮淡水魚(yú)的水分含量分別為68.40%、70.99%、66.20%、69.19%和72.24%，冰點(diǎn)分別為-0.57、-0.43、-0.10、-0.30 ℃和-0.23 ℃。其中，水分含量特指魚(yú)肉中自由水含量，表中未列出結(jié)合水特征峰（-40 ℃）的熱特性參數(shù)，主要因?yàn)镈SC分析發(fā)現(xiàn)該峰幾乎不存在，可能是由于魚(yú)肉肌肉中結(jié)合水含量很低，DSC檢測(cè)限未能檢出。鱖魚(yú)的水分含量最高，黃顙魚(yú)的水分含量最低；黃顙魚(yú)的冰點(diǎn)溫度最高，武昌魚(yú)的冰點(diǎn)溫度最低。魚(yú)肉肌肉中的水分一般以?xún)煞N形式存在，一部分為溶解組織中水溶性成分的自由水，并以游離狀態(tài)存在于肌原纖維和結(jié)締組織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，起一般溶劑的作用，在冰點(diǎn)以下溫度就可凍結(jié)；另一部分為不可凍結(jié)水，它與組織中的蛋白質(zhì)、碳水化合物等分子的親水基團(tuán)結(jié)合在一起，含量為11%～16%，它不起溶劑的作用，在0 ℃以下，直至-40 ℃也不結(jié)冰［7］。楊芳［17］的研究指出，蛋白質(zhì)的冷凍變性與冰晶形成有關(guān)，主要表現(xiàn)：1）結(jié)合水發(fā)生脫離，使得水同蛋白質(zhì)的支鏈和支鏈之間的相互關(guān)系發(fā)生不可逆的變化；2）蛋白質(zhì)疏水鍵的弱化使分子高級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；3）細(xì)胞液濃縮，pH值和離子濃度發(fā)生變化，從而引起蛋白質(zhì)變性；4）冰晶逐漸增大，刺破細(xì)胞，細(xì)胞液外流，蛋白質(zhì)進(jìn)一步變性。魯長(zhǎng)新［7］的研究表明，冰點(diǎn)溫度越低，對(duì)應(yīng)的相變熱焓越低，這有利于魚(yú)肉通過(guò)-1～-5 ℃的最大冰晶形成溫區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)急速冷卻，在一定程度上減少蛋白質(zhì)的變性。由此，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)5 種新鮮淡水魚(yú)中，武昌魚(yú)相對(duì)而言最便于急速冷卻，在冷凍保鮮過(guò)程中肌肉蛋白質(zhì)變性的可能性最小，更加穩(wěn)定。

2.2魚(yú)肉肌肉蛋白變性溫度及變性熱焓

由表2、3可知，武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)5 種新鮮淡水魚(yú)魚(yú)肉肌肉蛋白的吸收峰值（變性溫度）和變性熱焓差異顯著（P＜0.05）。其中，在溫度上升至50 ℃附近時(shí)，武昌魚(yú)、鱸魚(yú)及鱖魚(yú)肌肉蛋白皆存在3 個(gè)未完全分離的吸收峰（表2），其中，武昌魚(yú)吸收峰值（變性溫度）分別為44.03、50.73、54.07 ℃，總變性熱焓為2.089 7 J/g；鱸魚(yú)吸收峰值（變性溫度）分別為44.93、52.37、57.07 ℃，總變性熱焓為2.283 0 J/g；鱖魚(yú)吸收峰值（變性溫度）分別為39.33、49.43、57.83 ℃，總變性熱焓為1.680 0 J/g。草魚(yú)肌肉蛋白存在2 個(gè)未完全分離的吸收峰，吸收峰值（變性溫度）分別為45.67 ℃和52.17 ℃，總變性熱焓為2.499 7 J/g；黃顙魚(yú)肌肉蛋白存在1 個(gè)吸收峰，吸收峰值（變性溫度）為52.03 ℃，總變性熱焓為1.781 3 J/g。表3顯示在溫度上升至70 ℃附近時(shí)，武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)及鱸魚(yú)肌肉蛋白皆存在1 個(gè)吸收峰，其中，武昌魚(yú)肌肉蛋白的吸收峰值（變性溫度）為71.50 ℃，總變性熱焓為0.471 2 J/g；草魚(yú)肌肉蛋白的吸收峰值（變性溫度）為72.33 ℃，總變性熱焓為0.454 6 J/g；黃顙魚(yú)肌肉蛋白的吸收峰峰值（變性溫度）為74.57 ℃，總變性熱焓為0.418 0 J/g；鱸魚(yú)肌球蛋白的吸收峰峰值（變性溫度）為70.60 ℃，變性熱焓為0.469 7 J/g。鱖魚(yú)肌肉蛋白存在2 個(gè)未完全分離的吸收峰，吸收峰值（變性溫度）分別為69.43 ℃和75.77 ℃，總變性熱焓為0.512 2 J/g。

表2　50 ℃附近不同品種魚(yú)肉肌肉蛋白的熱特性Table2　Thermal characteristics of muscles from different varieties of fish at around 50 ℃

表3　70 ℃附近不同品種魚(yú)肉肌肉蛋白的熱特性Table3　Thermal characteristics of muscles from different varieties of　Thermal char fish at around 70 ℃

Saeed［18］和劉大松［9］等研究表明，魚(yú)肉的DSC曲線上主要有3 個(gè)峰，分別對(duì)應(yīng)于肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動(dòng)蛋白。任麗娜［19］的研究表明，新鮮白鰱魚(yú)肉肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的變性溫度分別為49 ℃和74 ℃。魯長(zhǎng)新［7］的研究表明，鰱魚(yú)肌肉蛋白有肌球蛋白、肌漿蛋白和肌動(dòng)蛋白3 個(gè)變性峰，峰值對(duì)應(yīng)的溫度分別為41.50、53.28、 72.4 ℃。Deng等［20］研究表明，雞肉的DSC曲線上3 個(gè)主要峰分別對(duì)應(yīng)肌球蛋白質(zhì)頭部、肌球蛋白尾部和肌漿蛋白及肌動(dòng)蛋白。Korzenjowaka等［21］研究表明肌原纖維蛋白的DSC曲線上變性峰分別代表肌球蛋白的球狀頭部、桿狀尾部和肌動(dòng)蛋白。Tironi等［22］發(fā)現(xiàn)大馬哈魚(yú)肌原纖維蛋白有3 個(gè)焓變點(diǎn)，分別為43.4、52.6、68.7 ℃，其中前2 個(gè)焓變點(diǎn)與肌球蛋白的變性相關(guān)，后1 個(gè)是肌動(dòng)蛋白的變性。由此，推測(cè)50 ℃附近的熱吸收峰對(duì)應(yīng)肌球蛋白和肌漿蛋白，70 ℃附近的熱吸收峰對(duì)應(yīng)肌動(dòng)蛋白，即表2中魚(yú)肉的熱吸收峰1、峰2和峰3分別代表肌球蛋白頭部、肌球蛋白尾部和肌漿蛋白，表3中熱吸收峰代表肌動(dòng)蛋白。5 種新鮮淡水魚(yú)肌肉熱特性與上述研究基本一致，略微的差異在于部分魚(yú)肉品種肌球蛋白出現(xiàn)2 個(gè)連續(xù)的熱吸收峰，這可能是由于肌球蛋白頭部和尾部熱穩(wěn)定性不同從而導(dǎo)致變性溫度的差異；部分魚(yú)肉未出現(xiàn)肌漿蛋白熱吸收峰，可能是由于作為水溶性蛋白質(zhì)，肌漿蛋白在魚(yú)肉漂洗處理過(guò)程中容易發(fā)生流失，其大量損失導(dǎo)致電流信號(hào)微弱無(wú)法檢出；部分魚(yú)肉品種肌動(dòng)蛋白出現(xiàn)2 個(gè)連續(xù)的熱吸收峰，這可能是由于肌動(dòng)蛋白分子中可能存在單體和多聚體（纖維狀）2 種形式，在肌動(dòng)蛋白濃度及鹽離子濃度達(dá)到一定水平且存在ATP條件下，單體才會(huì)聚合成多聚體肌動(dòng)蛋白［23］。

DSC曲線中熱吸收峰的變性溫度和變性熱焓是蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的反映，變性溫度和變性熱焓值越高，說(shuō)明蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性越高［24］。由表2、3可知，草魚(yú)肌球蛋白熱穩(wěn)定性相對(duì)而言最高，因而在熱加工過(guò)程中最不易發(fā)生變性，鱖魚(yú)肌球蛋白相反；鱖魚(yú)肌動(dòng)蛋白熱穩(wěn)定性相對(duì)最高，因而在熱加工過(guò)程中最不易發(fā)生變性，鱸魚(yú)肌動(dòng)蛋白相反。

2.3魚(yú)肉凍結(jié)與未凍結(jié)比熱容

表4　不同品種魚(yú)肉凍結(jié)與未凍結(jié)的比熱容Table4　Specific heat capacity values of different varieties of fish in frozen and unfrozen state J/（g·K）

比熱容是物質(zhì)的基本物理性質(zhì)，魚(yú)的比熱容取決于其溫度及水分含量，另外，與魚(yú)肉自身的結(jié)構(gòu)、組分和水的結(jié)合狀態(tài)密切相關(guān)，其中，可溶性固形物含量與含水率是尤為重要的影響因素［25］。由表4可知，-40 ℃時(shí)（魚(yú)肉處于凍結(jié)狀態(tài)），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為1.711 3、1.720 0、1.702 3、1.658 0、1.839 8 J/（g·K）；20 ℃時(shí)（魚(yú)肉未凍結(jié)），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為3.377 3、3.512 0、3.570 7、3.444 7和3.586 3 J/（g·K）。不同品種淡水魚(yú)之間凍結(jié)前后的比熱容無(wú)顯著差異（P＞0.05），但是同一種淡水魚(yú)凍結(jié)前后比熱容差異顯著（P＜0.05）。其中，-40 ℃時(shí)鱖魚(yú)的比熱容最大，鱸魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明凍結(jié)狀態(tài)下單位質(zhì)量鱖魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，鱸魚(yú)則相反；20 ℃時(shí)鱖魚(yú)的比熱容最大，武昌魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明未凍結(jié)狀態(tài)下單位質(zhì)量鱖魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，武昌魚(yú)則最小。另外，黃顙魚(yú)比熱容的變化最大，草魚(yú)則最小，即在冷凍和未冷凍狀態(tài)下單位質(zhì)量黃顙魚(yú)升高單位溫度所需的能量差異最大，草魚(yú)則最小。另外，不同品種魚(yú)肉從凍結(jié)狀態(tài)過(guò)渡至未凍結(jié)狀態(tài)時(shí)，比熱容均升高，即凍結(jié)狀態(tài)魚(yú)肉比未凍結(jié)狀態(tài)升高單位溫度所需的能量更低。

2.4魚(yú)肉在蛋白質(zhì)變性與未變性狀態(tài)下的比熱容

2.4.1魚(yú)肉在肌球蛋白變性與未變性狀態(tài)下的比熱容

表5　不同品種新鮮魚(yú)肉在肌球蛋白未變性與變性狀態(tài)下的比熱容Table5　Specific heat capacity values of myosin from different varieties of fish in non-denatured and denatured states J/（g·K）

由表5可知，20 ℃時(shí)（魚(yú)肉肌球蛋白未變性），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為3.377 3、3.512 0、3.570 7、3.444 7、3.586 3 J/（g·K）；65 ℃時(shí)（魚(yú)肉肌球蛋白處于變性狀態(tài)），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為3.618 7、3.630 7、3.791 3、3.812 7和3.753 3 J/（g·K）。不同品種淡水魚(yú)之間的肌球蛋白變性前后的比熱容無(wú)顯著性差異（P＞0.05），并且除鱸魚(yú)外，同一種淡水魚(yú)肌球蛋白變性前后比熱容差異無(wú)顯著差異（P＞0.05）。其中，20 ℃時(shí)鱖魚(yú)的比熱容最大，武昌魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明未變性狀態(tài)下單位質(zhì)量鱖魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，武昌魚(yú)則最少；65 ℃時(shí)鱸魚(yú)的比熱容最大，武昌魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明變性狀態(tài)下單位質(zhì)量鱸魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，武昌魚(yú)則最少。另外，鱸魚(yú)比熱容的變化最大，草魚(yú)則最小，即在未變性和變性狀態(tài)下單位質(zhì)量鱸魚(yú)升高單位溫度所需的能量差異最大，草魚(yú)則最小。另外，不同品種魚(yú)肉肌球蛋白從未變性狀態(tài)過(guò)渡至變性狀態(tài)時(shí)，比熱容均升高，即未變性狀態(tài)魚(yú)肉肌球蛋白比變性狀態(tài)升高單位溫度所需的能量更低。

2.4.2魚(yú)肉在肌動(dòng)蛋白變性與未變性狀態(tài)下的比熱容

表6　不同品種新鮮魚(yú)肉在肌動(dòng)蛋白未變性與變性狀態(tài)下的比熱容Table6　Specific heat capacity values of actin from different varieties of fresh fish in non-denatured and denatured state J/（g·K）

由表6可知，65 ℃時(shí)（魚(yú)肉肌動(dòng)蛋白未變性），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為3.618 7、3.630 7、3.791 3、3.812 7和3.753 3 J/（g·K）；80 ℃時(shí)（魚(yú)肉肌動(dòng)蛋白處于變性狀態(tài)），武昌魚(yú)、草魚(yú)、黃顙魚(yú)、鱸魚(yú)和鱖魚(yú)的比熱容分別為3.665 3、3.676 3、3.845 7、3.862 3和3.747 5 J/（g·K）。不同品種淡水魚(yú)之間肌動(dòng)蛋白變性前后的比熱容無(wú)顯著性差異（P＞0.05），并且同一種淡水魚(yú)凍結(jié)前后比熱容無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。其中，65 ℃時(shí)鱸魚(yú)的比熱容最大，武昌魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明未變性狀態(tài)下單位質(zhì)量鱸魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，武昌魚(yú)則最少；80 ℃時(shí)鱸魚(yú)的比熱容最大，武昌魚(yú)的比熱容最小，說(shuō)明變性狀態(tài)下單位質(zhì)量鱸魚(yú)升高單位溫度所需的能量最多，武昌魚(yú)則最少。另外，黃顙魚(yú)比熱容的變化最大，鱖魚(yú)則最小，即在未變性和變性狀態(tài)下單位質(zhì)量黃顙魚(yú)升高單位溫度所需的能量差異最大，鱖魚(yú)則最少。另外，不同品種魚(yú)肉肌動(dòng)蛋白從未變性狀態(tài)過(guò)渡至變性狀態(tài)時(shí)，比熱容基本上均升高（鱖魚(yú)除外），即未變性狀態(tài)魚(yú)肉肌動(dòng)蛋白比變性狀態(tài)升高單位溫度所需的能量更低。

3　結(jié) 論

在5 種新鮮淡水魚(yú)中，武昌魚(yú)冰點(diǎn)溫度和水分含量相對(duì)較低，最便于急速冷卻，在冷凍保鮮過(guò)程中肌肉蛋白質(zhì)變性的可能性最小，更加穩(wěn)定；草魚(yú)肌球蛋白和鱖魚(yú)肌動(dòng)蛋白的變性溫度和變性熱焓相對(duì)較高，蛋白質(zhì)穩(wěn)定性更高，因而在熱加工過(guò)程中最不易發(fā)生變性；魚(yú)肉未凍結(jié)狀態(tài)和蛋白變性狀態(tài)的比熱容分別比魚(yú)肉凍結(jié)狀態(tài)和蛋白未變性狀態(tài)的比熱容更高，即新鮮魚(yú)肉的比熱容高于凍結(jié)魚(yú)肉，加工后魚(yú)肉的比熱容高于未加工魚(yú)肉。

［1］ 吳洪鐘. 中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒［M］. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2014: 54-87.

［2］ 李里特. 食品物性學(xué)［M］. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 1998: 12-40.

［3］ MALLETT C P. 冷凍食品加工技術(shù)［M］. 張慜， 譯. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2005: 6-38.

［4］ 胡銀平， 童明偉， 嚴(yán)嘉， 等. 離體生物組織相變潛熱的DSC測(cè)試［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2006， 29（11）: 62-65. DOI:10.11835/ j.issn.1000-582X.2006.11.015.

［5］ 夏松養(yǎng). 水產(chǎn)食品加工學(xué)［M］. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社， 2008: 12-44.

［6］ 曹瑩瑩. 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)肌球蛋白凝膠特性的影響研究［D］. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2012: 8-10.

［7］ 魯長(zhǎng)新. 淡水魚(yú)肌肉的熱特性研究［D］. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2007: 5-12.

［8］ 張靜雅. 白鰱魚(yú)糜蛋白的冷凍變性機(jī)理及抗凍劑的應(yīng)用研究［D］. 合肥: 合肥工業(yè)大學(xué)， 2012: 15-28.

［9］ 劉大松， 姜啟興， 梁麗， 等. 草魚(yú)肉冷藏條件下肌肉蛋白的變化［J］. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2013， 28（1）: 20-24. DOI：10.3969/j.issn.2095-476X.2013.01.005.

［10］ 潘錦鋒， 沈慧星， 尤娟， 等. 草魚(yú)肌原纖維蛋白加熱過(guò)程中理化特性的變化［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2009， 14（6）: 17-22. DOI：10.3321/ j.issn：1007-4333.2009.06.004.

［11］ 張延華， 馬國(guó)紅， 宋理平， 等. 4種魚(yú)肉的基本成分及膠原蛋白含量分析［J］. 中國(guó)農(nóng)村小康科技， 2014（9）: 79-81.

［12］ 魯長(zhǎng)新， 趙思明， 熊善柏. 鰱魚(yú)肉相變區(qū)間的熱特性研究［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2007， 23（6）: 39-43. DOI：10.3321/ j.issn：1002-6819.2007.06.008.

［13］ 高才， 周?chē)?guó)燕， 胥義， 等. 乙二醇和丙三醇水溶液凍結(jié)特性的研究［J］. 物理化學(xué)學(xué)報(bào)， 2004， 20（2）: 123-128. DOI：10.3866/PKU. WHXB20040203.

［14］ HAMDAMI N， MONTEAU J Y， BAIL A L. Thermophysical properties evolution of French partly baked bread during freezing［J］. Food Research International， 2004， 37（7）： 703-713. DOI：10.1016/ j.foodres.2004.02.017.

［15］ 夏文水. 食品工藝學(xué)［M］. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2007: 10-40.

［16］ RAHMAN M S. Food properties handbook［M］. 2nd ed. Boca Raton: Florida & CRC Press， 2008: 154-192.

［17］ 楊芳. 阿根廷魷魚(yú)肌原纖維蛋白特性及其加工的研究［D］. 廈門(mén): 集美大學(xué)， 2009: 2-4.

［18］ SAEED S， HOWELL N K. Rheological and differential scanning calorimetry studies on structural and textural changes in frozen Atlantic mackerel （Scomber scombrus）［J］. Journal of Science of Food Agriculture， 2004， 84（10）： 1216-1222. DOI：10.1002/jsfa.1807.

［19］ 任麗娜. 白鰱魚(yú)肉肌原纖維蛋白冷凍變性的研究［D］. 無(wú)錫: 江南大學(xué)， 2014: 26-34.

［20］ DENG Y， ROASENVOLD K， KARLSSON A H， et al. Relationship between thermal denaturation of pocine muscle protein and waterholding capacity［J］. Journal of Food Science， 2002， 67（5）： 1642-1647. DOI：10.1111/j.1365-2621.2002.tb08698.x.

［21］ KORZENJOWAKA M， CHEUNG I W Y， LI-CHAN E C Y. Effects of fish protein hrdrolysate and freeze-thaw treatment on physicochemical and gel properties of natural actomyosin from Pacific cod［J］. Food Chemistry， 2012， 138（2/3）： 1967-1975. DOI：10.1016/ j.foodchem.2012.09.150.

［22］ TIRONI V A， TOMAS M， ANON M C. Structural and functional changes in myofibrillar proteins of sea salmon （Pseudopercis semifasciata） by interaction with malonaldehde （RI） ［J］. Journal of Food Science， 2007， 67（3）： 929-935. DOI：10.1111/j.1365-2621.2002. tb09430.x.

［23］ 李強(qiáng). 草魚(yú)冷藏過(guò)程中肌肉蛋白質(zhì)的組成和理化特性變化研究［D］.長(zhǎng)沙: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)， 2013: 11-16.

［24］ ZHOU A M， BENJAKUL S， PAN K， et al. Cryoprotective effects of trehalose and sodium lactate on tilapia （Sarotherodon nilotica）surimi during frozen storage［J］. Food Chemistry， 2005， 32（7）： 93-96. DOI：10.1016/j.foodchem.2005.02.013.

［25］ CHEN C S. Thermodynamic analysis of the freezing and thawing of foods： enthalpy and apparent specific heat［J］. Journal of Food Science， 1985， 50（4）： 1158-1162. DOI：10.1111/j.1365-2621.1985. tb13034.x.

Comparison of Thermal Properties of Muscles from Five Kinds of Freshwater Fish

SHAO Ying1，2， WANG Xiaohong2， WU Wenjin1， LI Xin1， XIONG Guangquan1， WANG Haibin2， QIAO Yu1， WANG Jun1， LIAO Li1， WANG Lan1，*
（1. Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences/ Farm Products Processing Research Sub-Center of Hubei Innovation Center of Agriculture Science and Technology， Wuhan 430064， China；2. College of Food Science & Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）

The study was intended to investigate comparatively the thermal properties of muscles from 5 different freshwater fish （Megalobrama amblycephala， Ctenopharyngodon idellus， Pelteobagrus fulvidraco， Lateolabras janopicus and Siniperca chuatsi） by differential scanning calorimetry （DSC）， including moisture content， freezing point， denaturation temperature，denaturation enthalpy and specifi c heat capacity. Results showed that the freezing points of the fi ve fi sh ranged from -0.57 to -0.10 ℃； the onset temperature of decalescence peak around 50 ℃ ranged from 37.00 to 41.57 ℃， the conclusion temperature ranged from 60.47 to 62.33 ℃， and the denaturation enthalpy ranged from 1.680 0 to 2.499 7 J/g. The onset temperature of decalescence peak around 70 ℃ ranged from 66.33 to 71.13 ℃， the conclusion temperature ranged from 73.60 to 82.20 ℃， and the denaturation enthalpy ranged from 0.418 0 to 0.512 2 J/g； the specifi c heat capacity ranged from 1.658 0 to 3.862 3 J/（g·K）. As demonstrated by this study， among the five species examined， freezing point and moisture content of Megalobrama amblycephala were relatively lower； denaturation temperature and denaturation enthalpy of Ctenopharyngodon idellus myosin and Siniperca chuatsi actin were relatively higher， which means that they had higher protein stability. Moreover， the specifi c heat capacity of fresh fi sh was higher than that of frozen fi sh； the specifi c heat capacity of processed fi sh was higher than that of the unprocessed one.

differential scanning calorimetry（DSC）； freezing point； denaturation temperature； denaturation enthalpy；specific heat capacity

10.7506/spkx1002-6630-201619018

TS254.1

A

1002-6630（2016）19-0106-06

邵穎， 王小紅， 吳文錦， 等. 5 種淡水魚(yú)肌肉熱特性比較研究［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（19）： 106-111. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619018. http：//www.spkx.net.cn

SHAO Ying， WANG Xiaohong， WU Wenjin， et al. Comparison of thermal properties of muscles from five kinds of freshwater fish［J］. Food Science， 2016， 37（19）： 106-111. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619018. http：//www.spkx.net.cn

2016-01-28

湖北省重大科技創(chuàng)新計(jì)劃（關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)類(lèi)）項(xiàng)目（2015ABA038）；湖北省科技支撐計(jì)劃（重點(diǎn)新產(chǎn)品新工藝研究開(kāi)發(fā)）項(xiàng)目（2014BBA158）

邵穎（1994—），女，助理研究員，本科，研究方向?yàn)榈a(chǎn)品開(kāi)發(fā)。E-mail：275673017@qq.com

汪蘭（1981—），女，副研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工和天然產(chǎn)物化學(xué)。E-mail：2005lily@gmail.com