郭學騫,馮愛國,熊 銘,林向東

(海南大學食品學院,海南?？?70228)

水產(chǎn)品加工

速凍溫度對羅非魚片品質(zhì)的影響

郭學騫,馮愛國,熊 銘,林向東

(海南大學食品學院,海南?？?70228)

通過測定不同冷凍方式凍羅非魚片的理化指標,試圖找到最優(yōu)處理方式,并為凍羅非魚片工廠化生產(chǎn)提供參考。通過設置雙螺旋冷凍機不同的冷凍溫度(-35℃、-38℃、-41℃、)凍結(jié)新鮮羅非魚片,將凍結(jié)后的魚片置于-18℃的冷庫貯藏,每隔7 d對魚片樣品的pH、水分活度(Aw)、質(zhì)構(gòu)參數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)等物理及化學指標進行檢測并分析結(jié)果。數(shù)據(jù)表明,冷凍溫度對魚片色差值、失水率、硬度有較大影響,且冷凍溫度越低,魚片品質(zhì)越好,對咀嚼性、彈性、TVB-N影響不大,對pH則無明顯影響。綜上,在現(xiàn)有加工工藝的冷凍溫度波動范圍內(nèi),選擇較低冷凍溫度,提高凍結(jié)速率可延緩凍羅非魚片品質(zhì)劣變速度,故建議企業(yè)加工時,將冷凍溫度控制在-40℃,冷凍時間控制在40 min以盡可能保持魚片品質(zhì)。

凍羅非魚片;速凍條件;冷庫貯藏;品質(zhì)

2016年我國羅非魚產(chǎn)量達170萬t,占世界總量的30%[1-3]。羅非魚加工業(yè)已成為海南水產(chǎn)行業(yè)的支柱,近年來加工出口量已居全國第一,其中凍羅非魚片是最主要的產(chǎn)品形式,而冷凍是最重要的工序之一[4-5]。由于不同冷凍條件使魚片凍結(jié)的中心溫度及時間存在差異,且貯運過程中魚片品質(zhì)的變化難以評價與控制,致使品質(zhì)參差不齊。因此,開展速凍條件對魚片貯運期間品質(zhì)的影響以及工藝的優(yōu)化研究十分必要。本研究擬通過分析冷凍條件對魚片凍結(jié)及貯藏期間品質(zhì)變化的關(guān)聯(lián),優(yōu)化冷凍工藝,并預測凍藏過程中魚片品質(zhì)的變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本研究以生產(chǎn)企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行試驗設計。在海南某食品有限公司取樣,因450～750 g的原料魚占比最大,故將由其制得的魚片作為研究對象,魚片規(guī)格分為3～5級,重約85～141g。

試劑:硼酸、鹽酸(廣州化學試劑廠),甲基紅(國藥集團化學試劑有限公司),氧化鎂(國藥集團化學試劑有限公司),均為分析純。指示劑為溴甲酚綠(國藥集團化學試劑有限公司)。

1.2 儀器與設備

儀器設備:Hygro Palm便攜式水分活度儀(瑞士Rotronic公司),Brookfield-CT3型質(zhì)構(gòu)儀(美國Brookfield公司),TDR100時域反射計(美國Campbell公司),BCD-356WJ型電冰箱(青島海爾股份有限公司),K9840凱氏定氮儀(濟南海能儀器有限公司),CR-10型色差儀(日本柯尼卡美能達公司),pHS-3C型pH計(上海偉業(yè)儀器廠),JJ-2型高速組織搗碎機(上海標本模型廠), FA2004B型電子天平(上海佑科儀器儀表有限公司),HJ-4四聯(lián)磁力加熱攪拌器(江蘇省金壇市環(huán)宇科學儀器廠),202-2型電熱恒溫干燥箱(常州市華普達教學儀器有限公司),DL-YI-15臺式封閉電爐(天津市泰斯特儀器有限公司)。

1.3 試驗方法

樣品處理:將冷凍機溫度設定為-35℃、-38℃和-41℃3個梯度,誤差±0.3℃;將魚片排盤,由傳送帶送入冷凍機內(nèi),經(jīng)70 min、55 min和40 min凍結(jié)至中心溫度-18℃后,貯藏于-18℃冰箱;每隔7 d對pH、色差、失水率、水分活度、質(zhì)構(gòu)參數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)等指標進行檢測。

pH測定:參考相關(guān)文獻[6],將pH計打開,預熱5～10 min,用校準液校準。將待測樣品用高速組織搗碎機搗碎,稱取10.0 g并加入去離子水100 mL,用磁力攪拌器攪拌30 min,靜置30 min,過濾后取濾液30 mL,用pH計重復測定3次,取平均值記為最終數(shù)據(jù)。

色差值測定:參考相關(guān)文獻[7]并做改動。打開色差儀并調(diào)至L,a?,b?系統(tǒng),取出低溫貯藏的樣品,室溫(約25℃)解凍30 min。將解凍后的魚片樣品放置在平整操作臺上,把探頭完整地置于發(fā)色魚片顏色變化最明顯的脊柱處測定色差值,避免漏光影響數(shù)據(jù)誤差,重復測定6次,取平均值為最終結(jié)果。

失水率測定:取出樣品稱重并記錄,解凍后每隔30 min稱重1次,直至魚片汁液不再流失為止。根據(jù)與解凍前質(zhì)量差值計算魚片失水率:

式中:D—失水率,%;m1—解凍前樣品重量,g; m2—解凍后樣品重量,g。

水分活度測定:在水分活度儀測量艙內(nèi),試樣中的水分擴散平衡,傳感器或數(shù)字化探頭顯示出的響應值(相對濕度對應的數(shù)值)即為樣品的水分活度(Aw)。

質(zhì)構(gòu)參數(shù)測定:使用TPA測試模式,測定指標包括硬度、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性。參數(shù)設定[8]:探頭選取直徑6 mm的圓柱形TA41探頭,測試速率 2 mm/s,觸發(fā)點負載7 g,壓縮距離2 mm。選取貼近脊柱魚肉最厚處測量3個點,結(jié)果取平均值。

揮發(fā)性鹽基氮測定:按《食品安全國家標準食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》[9]中第二法并參考海南省出入境檢驗檢疫總局操作方法稍作改動。①樣本處理,魚肉組織搗碎后精確稱取10.00 g,放入100 mL燒杯中,加75 mL蒸餾水磁力攪拌30 min,靜置浸漬30 min,使試樣在樣液中分散均勻。②自動凱式定氮儀參數(shù),蒸餾水0 mL,20 g/ L硼酸溶液30 mL,350 g/L氫氧化鈉溶液0 mL,蒸餾時間300 s,淋洗水量10 mL。③樣本蒸餾,將樣品直接濾入定氮儀蒸餾管內(nèi),加入1 g氧化鎂,滴入10滴甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑,用標定后的0.01 mol/L鹽酸標準液滴定。④結(jié)果計算,樣品揮發(fā)性鹽基氮含量按下式計算[10]:

式中:X—試樣中揮發(fā)性鹽基氮的含量,mg/100 g;V1—試液消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積,mL;V2—試劑空白消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積,mL;c—鹽酸或硫酸標準滴定溶液的濃度,mol/L;14—滴定1.0 mL鹽酸,c(HCl)= 1 mol/L標準滴定溶液相當?shù)牡馁|(zhì)量,g/mol; m—試樣質(zhì)量,g;100—計算結(jié)果換算系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同冷凍條件對魚片pH的影響

魚體宰后,由于肌糖原的無氧酵解產(chǎn)生乳酸和ATP分解產(chǎn)生的磷酸根離子等,導致pH降低[10]。實驗表明,3種處理條件下羅非魚片的pH均呈下降趨勢(圖1),3者間差異不顯著(P> 0.05),其中,-35℃處理組與-41℃處理組的變化情況幾乎相同,而-38℃處理組雖出現(xiàn)略微波動但依舊呈下降趨勢。原因可能為魚片酵解速率有個體差異,導致數(shù)值發(fā)生波動。3組差異最大時為第7天,pH分別為6.82、6.78和6.80。表明冷凍速率與pH無明顯關(guān)聯(lián)。此結(jié)果和余小領(lǐng)[11]對豬肉品質(zhì)的研究結(jié)果相似。

2.2 不同冷凍條件對魚片色差值的影響

圖1 不同處理組魚片pH變化趨勢Fig.1 pH value changes of fillets in different treatment groups

色差儀通過L,a?,b?系統(tǒng)顯示樣品色澤。L和a?主要由肉內(nèi)肌紅蛋白存在形式及含量決定,因此可用色差值反映魚片的不同狀態(tài)差異。與傳統(tǒng)肉色評定方法相比,該方法數(shù)據(jù)精確度高、客觀性強,更具有參考價值。鮮活羅非魚被宰殺時,由于體內(nèi)主要為紫紅色的還原態(tài)肌紅蛋白(Mb)和鮮紅色的氧合肌紅蛋白(MbO2),而大部分MbO2隨放血過程流失,魚片整體呈紫紅色或淺紅色。隨著Mb與充足氧氣氧合生成MbO2,肉色呈鮮亮的紅色。同時,Mb或MbO2亦可與少量氧氣結(jié)合生成氧化態(tài)高鐵肌紅蛋白(Met-Mb),肉色發(fā)暗褐變[12-14]。魚片顏色劣化的主要表現(xiàn)為肉色變白、紅色消褪,因此認為黃藍色變化對魚片色澤影響較小,故本文未對b?值進行討論。

試驗表明,3種處理條件下,羅非魚片的L值整體呈下降趨勢,且冷凍速率越低,L值下降越明顯(圖 2)。第 49天時,3組的 L值分別降至40.78、41.66、42.60,表明較高的冷凍速率對L值降低有一定抑制作用。魚片紅度值變化規(guī)律與L值相同亦呈逐漸下降趨勢(圖3),且14 d前差異不顯著,最低值為-35℃組的5.4,最高值為-41℃組的5.72,差異僅為0.32。14 d后差異顯著,28d時-35℃組最低為1.78,-41℃組最高為3.47,差異達到1.69。

圖2 不同處理組魚片L值變化趨勢Fig.2 L value changes of fillets in different treatment groups

圖3 不同處理組魚片a?值變化趨勢Fig.3 a?value changes of fillets in different treatment groups

其原因可能為冷凍速率會影響肌紅蛋白內(nèi)部及肌間冰晶結(jié)構(gòu),從而影響蛋白質(zhì)變性速度。由于水分含量會對微生物生長造成很大影響,而絕大多數(shù)微生物僅可利用自由水,因此,隨貯藏時間延長,經(jīng)不同溫度冷凍后魚片內(nèi)的不同自由水含量使魚片內(nèi)部微生物數(shù)量差異漸趨明顯,而微生物繁殖快的魚片品質(zhì)劣變相對較快,從而導致貯藏一段時間后色澤出現(xiàn)差異。

2.3 不同冷凍條件對魚片失水率的影響

失水率即為肌肉的系水力,系水力越大,失水率越低[15]。由于肌肉蛋白質(zhì)是高度帶電荷的化合物,因而能吸附大量水分。實驗表明,隨著貯藏時間的延長,失水率呈整體上升的趨勢(圖4)。由于失水率與pH關(guān)系密切,pH下降會影響肌肉內(nèi)原有正負電荷的平衡,降低肌肉系水力,故在35d前失水率上升,且各處理組間差異不顯著(P>0.05)。由于冷凍溫度越低,冷凍速率越大,魚片內(nèi)冰晶越均勻,對肌纖維的損傷越小,從而可降低解凍時魚片汁液流失,從而降低失水率。故從35d起,受pH及樣品內(nèi)冰晶差異的影響,各組間差異逐漸增大,42 d時差別最顯著,-35℃組達到11.99%,而-41℃組最低為10.32%,差異顯著(P<0.05)。

圖4 不同處理組魚片失水率變化趨勢Fig.4 Driage changes of fillets in different treatment groups

2.4 不同冷凍條件對魚片水分活度的影響

水分活度(Aw)是食品中水的蒸氣壓與同溫下純水蒸氣壓的比值,是食品質(zhì)量控制中的一個重要指標,其對水產(chǎn)品品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在對微生物生長的影響[16]。實驗表明,不同處理的水分活度均呈下降趨勢(圖5),且冷凍速率越大者相對水分活度下降越快,49 d時-35℃組降至0.946,而-41℃組降至0.922。低水分活度將在一定程度上抑制微生物生長,起到延緩魚片腐敗變質(zhì)的作用。因此,-41℃組可在一定程度上保持魚片品質(zhì)。

圖5 不同處理組魚片水分活度變化趨勢Fig.5 Aw changes of fillets in different treatment groups

2.5 不同冷凍條件對魚片質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

(1)硬度。硬度為使魚片發(fā)生形變所需要的外力,魚體肌肉纖維,冰晶含量等均會對其造成一定影響。TPA檢測分為兩次重復壓縮,故有兩個硬度參數(shù)(硬度1和硬度2),由于硬度2是第一次壓縮樣品發(fā)生略微形變后測定的,故本試驗硬度值取硬度1作比較。實驗表明,3種處理硬度值均呈下降趨勢(圖6),7d時相差最大,3組處理由254g分別降至143 g、164g和186g。表明冷凍后經(jīng)過不同處理的魚片,由于凍結(jié)過程中產(chǎn)生的冰晶大小不同,故對肌纖維的破壞程度亦不同,冷凍溫度高的魚片經(jīng)過最大冰晶生成帶的時間相對較長,冰晶體積大,對肌細胞的破壞較大,導致硬度下降較快。

圖6 不同處理組魚片硬度變化趨勢Fig.6 Hardness changes of fillets in different treatment groups

(2)彈性。質(zhì)構(gòu)儀中彈性測試原理為樣品在去除壓力后恢復到變形前的高度比率,用第2次壓縮與第1次壓縮的高度比值表示[17]。實驗表明,冷凍導致各組彈性明顯下降(圖7),7 d時尤為明顯,3組均由初始值0.71 mm降至0.65 mm或0.66 mm,隨后亦呈現(xiàn)冷凍速率越大彈性越高的現(xiàn)象。表明冷凍可顯著降低魚片彈性,冷凍速率對彈性亦有一定影響。本結(jié)果與 El-Magoli等[18]的結(jié)論基本一致:在一定范圍內(nèi)產(chǎn)品本身的含水率越高,彈性越大。

圖7 不同處理組魚片彈性變化趨勢Fig.7 Elasticity changes of fillets in different treatment groups

(3)咀嚼性。咀嚼性是質(zhì)構(gòu)儀中品質(zhì)特征的一項綜合評價指標[19]。實驗表明,7 d時各組咀嚼性較新鮮值均大幅下降(圖8),分別由2.42 m J降至1.54 mJ、1.57 mJ、1.62 mJ,降幅分別為36.36%、35.12%、33.06%。故冷凍對魚片咀嚼性有較大影響。而21 d起3組處理魚片咀嚼性無明顯規(guī)律,故推測冷凍速率不會對魚片咀嚼性造成較大差異。

圖8 不同處理組魚片咀嚼性變化趨勢Fig.8 Chewiness changes of fillets in different treatment groups

2.6 不同冷凍條件對魚片TVB-N的影響

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是動物性食品由于酶和細菌的作用而使蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生胺類等可揮發(fā)的堿性含氮物質(zhì),其隨肉品腐敗程度加劇而增加,是判定肉類、水產(chǎn)品和腌制蛋制品新鮮度的理想指標之一[20]。實驗表明,各組處理的TVB-N在貯藏期間均顯著增加(圖9),且隨貯藏時間延長,增幅逐漸變大;比較顯示,冷凍溫度越低, TVB-N增速越緩。28 d時-41℃組由初始值7.2 mg/100 g增長到10.9 mg/100 g,而49 d則增長到27.2 mg/100 g,從圖中亦可看出其數(shù)值呈指數(shù)函數(shù)狀增長。分析其原因,應為不同冷凍速率導致魚片中不同的水分含量及水分活度,-41℃組中失水率低,魚片凍結(jié)后水分活度亦低于其他兩個處理組,因而抑制微生物生長的效果也優(yōu)于其余兩個處理組,由此減緩了蛋白質(zhì)的腐敗速度,抑制了TVB-N的增長。

圖9 不同處理組魚片TVB-N變化趨勢Fig.9 TVB-N changes of fillets in different treatment groups

3 結(jié)論

通過分析不同凍結(jié)條件下凍羅非魚片的各項指標后發(fā)現(xiàn),速凍條件對魚片色差值、水分活度、硬度、TVB-N值有顯著影響,對彈性及咀嚼性有略微影響。冷凍溫度越低,魚片品質(zhì)越好。對失水率的影響主要體現(xiàn)在28 d后,冷凍溫度越低,失水率相對越低,對pH則無明顯影響。綜上,在一定范圍內(nèi),降低冷凍溫度、提高冷凍速率可延緩凍羅非魚片品質(zhì)劣變速度。建議企業(yè)加工時將冷凍溫度控制在-40℃,冷凍時間控制在40 min。

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Effect of the frozen temperature on the quality of tilapia fillets

GUO Xueqian,FENG Aiguo,XIONG Ming,LIN Xiangdong
(College of Food Science and Technology,Hainan University,Haikou 570228,China)

This study aims to find the optimal treatment method and provide reference for the industrialized production of frozen tilapia fillets by measuring physical and chemical indicators of frozen tilapia fillets with different freezing methods.Fresh tilapia fillets were frozen by setting different freezing temperatures (-35℃, -38℃,-41℃)of the double-screw chiller.The frozen fillets were stored at-18℃refrigerator.The pH value,water activity (Aw),texture parameters,volatile base nitrogen (TVB-N)and other physical and chemical indicators of the fillets were measured and analyzed every 7 d.The results showed that the freezing temperature had a great effect on the color difference,driage and hardness of the fillets,and the lower the freezing temperature,the better the quality of the fillets.The freezing temperature had little effect on chewiness,elasticity and TVB-N while no significant effect on pH value.In conclusion,in the range of freezing temperature fluctuation of the existing processing technology,choosing lower freezing temperature and improving the freezing rate can delay the deterioration speed of frozen tilapia fillets.It is recommended that the freezing temperature be controlled at-40℃and the freezing time within 40min during processing to keep the quality of the fillets asmuch as possible.

frozen tilapia fillets;freezing conditions;refrigeratory storage;quality

TS254.4

A

1007-9580(2017)03-059-06

10.3969/j.issn.1007-9580.2017.03.010

2017-04-26

國家自然科學基金(31460420);海南自然科學基金(20163043)

郭學騫(1993—),男,碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)品貯藏與加工技術(shù)。E-mail:guoxueqian2013@163.com

林向東(1957—),男,教授,研究方向:水產(chǎn)品貯藏與加工技術(shù)。E-mail:lxdzqlh@sina.com