,,

(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

羥自由基氧化對(duì)冷藏高白鮭品質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

劉彩華,朱新榮,張建*

(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

本研究的目的是對(duì)羥基自由基氧化體系(HRGS)中的pH、電導(dǎo)率、持水力、質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。將高白鮭肌肉經(jīng)氧化體系氧化5 h后進(jìn)行冷藏,利用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式和HDP/BS-Warner刀具對(duì)高白鮭肌肉的質(zhì)構(gòu)特性和剪切力值進(jìn)行測(cè)試,并結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:隨著貯藏時(shí)間的延長,氧化處理的高白鮭肌肉pH和持水力較未氧化處理的下降速度快;氧化處理組和對(duì)照組高白鮭肌肉的電導(dǎo)率值均隨時(shí)間的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì),變化差異顯著(p<0.05);氧化處理和未氧化處理樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性及剪切力值等7個(gè)參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì),而黏附性值則呈上升趨勢(shì),且經(jīng)·OH氧化處理的質(zhì)構(gòu)參數(shù)較未氧化處理的變化速率快。掃描電鏡結(jié)果顯示,隨著冷藏時(shí)間的延長,高白鮭肌肉組織結(jié)構(gòu)變得疏松,且經(jīng)羥自由基氧化處理的肌肉組織結(jié)構(gòu)的疏松程度較大。這些·OH氧化引起的變化說明,·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉的質(zhì)構(gòu)特性以及微觀組織結(jié)構(gòu)具有較大的破壞作用。

高白鮭,羥自由基,冷藏,質(zhì)構(gòu)特性,微觀結(jié)構(gòu)

高白鮭(Coregonuspeled)隸屬于鮭形目(Salmoniformes)、鮭科(Salmonidae)、白鮭屬(Coregonus),自然分布于俄羅斯境內(nèi)西伯利亞地區(qū)的湖泊及河流中,為典型冷水魚,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。高白鮭適應(yīng)性強(qiáng),肉味鮮美,營養(yǎng)豐富(蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、必需氨基酸含量遠(yuǎn)高于大多數(shù)常見養(yǎng)殖魚類),生長速度快,易捕撈,經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高,也是典型的以浮游動(dòng)物為主食的魚類,是國內(nèi)外水產(chǎn)市場(chǎng)深受歡迎的冷水魚品種[2-3]。蛋白質(zhì)是魚類肌肉組織的主要組成成分之一,其降解、聚合和變性都會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能的喪失,從而直接決定魚類肌肉質(zhì)量的好壞。目前對(duì)魚類肌肉蛋白的研究報(bào)道表明,氧化不僅可以降低魚肉的食用品質(zhì),如色澤、風(fēng)味、嫩度及多汁性等,還會(huì)影響肉的組織結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)。許多研究發(fā)現(xiàn),羥基自由基(·OH)生成系統(tǒng)中,隨著H2O2濃度和氧化時(shí)間的增加,鯉魚肌原纖維蛋白的持水力、蛋白凝膠的保水性、彈性、硬度和咀嚼性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)都有所下降,同時(shí)凝膠微觀結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到破壞,形成空隙較大且不均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[4-7]。

全質(zhì)構(gòu)分析(Texture Profile Analysis,TPA)及評(píng)價(jià)是一種目前常用的食品品質(zhì)模擬測(cè)定的方法,已廣泛用于許多食品的品質(zhì)測(cè)定[8-9],如面制品、凝膠制品、果蔬物料、乳制品及肉制品等。Dilip Jain等[11]對(duì)南亞野鯪在冰藏期間質(zhì)構(gòu)參數(shù)變化的研究發(fā)現(xiàn),在貯藏5 d后,魚皮的硬度和韌性急劇下降,pH呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。劉麗榮等[12]對(duì)鯉魚在冰溫貯藏條件下質(zhì)構(gòu)變化的研究表明,魚肉質(zhì)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果可以反映其品質(zhì)的變化,但是目前對(duì)于高白鮭等冷水魚在發(fā)生蛋白質(zhì)氧化及冷藏期間的質(zhì)構(gòu)特性等品質(zhì)變化研究報(bào)道甚少。

本實(shí)驗(yàn)采用羥基自由基氧化系統(tǒng)對(duì)高白鮭肌肉進(jìn)行蛋白質(zhì)氧化,并在4(±0.5) ℃冷藏條件下貯藏,通過分析魚肉pH、電導(dǎo)率、持水力及質(zhì)構(gòu)參數(shù)和剪切參數(shù)的變化,并結(jié)合掃描電鏡觀察高白鮭魚肉在冷藏過程中品質(zhì)以及組織結(jié)構(gòu)的變化,研究蛋白質(zhì)氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉品質(zhì)的影響,旨在為抑制新疆高白鮭肌肉蛋白質(zhì)氧化及冷藏期間的品質(zhì)劣變提供理論依據(jù),從而對(duì)高白鮭的實(shí)際生產(chǎn)貯藏提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高白鮭:8尾,捕撈自新疆博州賽里木湖,鮮活,每尾重約800 g,平均體長約34 cm。乙二胺四乙酸二鈉 Biotopped公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、戊二醛、乙酸異戊酯、氯化鐵、抗壞血酸、過氧化氫、無水乙醇等 均為分析純。

高速冷凍離心機(jī) 賽默飛世兒科技有限公司;PHS-3C pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;DDS-307型電導(dǎo)率儀 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;TA. XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀 北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司;JSM-6490LV掃描電子顯微鏡 日本JEOL公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 在4 ℃低溫環(huán)境中將新鮮活魚擊暈、致死并放血后去鱗、去內(nèi)臟、去頭,用預(yù)冷水清洗干凈,去皮、剔除魚骨,將背部肌肉分割成2 cm×2 cm×2 cm或4 cm×4 cm×2 cm的魚塊,大小不同的肉塊隨機(jī)分為兩組,一組作為空白對(duì)照:隨機(jī)各取3塊裝入封口袋(10 cm×15 cm)內(nèi),封口,在4(±0.5) ℃冷藏條件下貯藏;另一組肉塊放在4 ℃冰箱中備用,進(jìn)行氧化處理,兩組貯藏樣品每隔一天取出測(cè)定。

1.2.2 氧化體系的制備及氧化反應(yīng) 參考劉娟[13]等的方法制備氧化體系,該系統(tǒng)主要由FeCl3、Asc和H2O2通過鐵的氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生自由基,也可稱為羥基自由基氧化系統(tǒng)(hydroxyl radical-generating system,HRGS)。本實(shí)驗(yàn)主要采用過氧化氫氧化體系,體系中含有5 mL 0.1 mmol/L氯化鐵、5 mL 0.1 mmol/L抗壞血酸和5 mL 20 mmol/L過氧化氫。

氧化反應(yīng):將樣品置于含有氧化體系的10 mL 50 mmol/L磷酸緩沖液(pH6.0)中,然后將樣品在4 ℃條件下分別放置5 h,使樣品發(fā)生相同程度的氧化,反應(yīng)結(jié)束后加入1 mL 1 mmol/L EDTA終止氧化。

1.2.3 新鮮度測(cè)定

1.2.3.1 pH的測(cè)定 稱取魚肉樣品5.00 g,搗碎,加入50 mL蒸餾水,攪勻后靜置30 min后過濾,取濾液10 mL,用pH計(jì)測(cè)定[14]。

1.2.3.2 電導(dǎo)率值的變化 稱取魚肉樣品5.00 g,用組織搗碎機(jī)進(jìn)行攪拌,絞碎的肌肉置于燒杯中,加入蒸餾水至50 mL,攪勻后靜置30 min后過濾,取其濾液用DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率值[15]。

1.2.3.3 持水力的測(cè)定 持水力的測(cè)定用離心法,根據(jù)R. Lakshmanan等[16]的方法并稍作修改,即將10.00 g的樣品在4 ℃下以3000×g離心15 min,離心管質(zhì)量為W0,離心前樣品和離心管的質(zhì)量為W1,離心后去除上清液,稱取沉淀和離心管的質(zhì)量,計(jì)為W2,WHC按以下公式計(jì)算:

1.2.4 全質(zhì)構(gòu)分析測(cè)試 采用TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀通過模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng),對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮,測(cè)試與微機(jī)連接,通過界面輸出質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線,從中可以分析質(zhì)構(gòu)特性參數(shù),包括硬度(Hardness)、黏附性(Adhesiveness)、彈性(Springiness)、內(nèi)聚性(Cohesiveness)、膠著性(Gumminess)、咀嚼性(Chewiness)、回復(fù)性(Resilience),2 cm×2 cm×2 cm魚肉塊置于樣品臺(tái)上,魚刺的方向平行于載物臺(tái)。魚肉質(zhì)構(gòu)特性分析模式:平底圓柱型探頭P36R。測(cè)試條件:測(cè)前速率1.00 mm/s,測(cè)試速率2.00 mm/s,測(cè)后速率2.00 mm/s,目標(biāo)壓縮距離5.000 mm,應(yīng)力形變75.0%,維持時(shí)間5.00 s,觸發(fā)力為10.0 g,數(shù)據(jù)采集速率200 pps。

1.2.5 HDP-BS剪切測(cè)試 采用質(zhì)構(gòu)儀的HDP/BS-Warner刀具對(duì)4 cm×4 cm×2 cm的樣品進(jìn)行剪切測(cè)試,測(cè)定時(shí)垂直肌原纖維進(jìn)行切割。測(cè)試條件:測(cè)前速率2.00 mm/s,測(cè)試速率2.00 mm/s,測(cè)后速率5.00 mm/s,目標(biāo)壓縮距離5.000 mm,應(yīng)力形變50.0%,觸發(fā)力50.0 g,數(shù)據(jù)采集速率200 pps。

1.2.6 組織結(jié)構(gòu)觀察 采用掃描電子顯微鏡(scanning electronic microscopy,SEM)對(duì)魚肉的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。

SEM樣品操作根據(jù)Y L Xiong等[17]的方法并稍作修改:將樣品切成約3 mm×3 mm×1 mm的小塊,將取得的樣品用新鮮配制的2.5%戊二醛溶液(0.1 mol/L磷酸緩沖液配制,pH7.4)浸泡24 h固定。然后用0.1 mol/L PBS(pH7.4)重復(fù)洗滌3次,每次洗滌10 min。接著分別用體積分?jǐn)?shù)為30%,50%,70%,90%乙醇各脫水1次,再用100%乙醇脫水2次,每次均為15 min。然后用醋酸異戊酯置換15 min,將置換后的樣品進(jìn)行冷凍干燥處理后,用離子濺射儀在表面鍍上一層10 nm厚的鉑金膜,調(diào)節(jié)SEM相關(guān)參數(shù)后進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察、拍照。

表1 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉pH、電導(dǎo)率及持水力的影響Table 1 Effect of hydroxyl radical oxidation on pH,electroconductivity and water-holding capacity of cold Coregonus peled muscle

注:表中同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著,顯著性水平(p<0.05)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 除組織結(jié)構(gòu)觀察實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)均為3次獨(dú)立的重復(fù)實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)均采用SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)方差分析,顯著性水平為0.05,而后采用Origin 8.5軟件進(jìn)行制圖,結(jié)果表示均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉新鮮度的影響

魚肉的pH反映其酸堿度,可以作為魚體致死后發(fā)生的生化變化的一項(xiàng)重要指標(biāo)。pH主要通過調(diào)控蛋白水解酶的活性以及Ca2+對(duì)肌原纖維的作用間接影響肉的嫩度[18]。由表1可知:在冷藏期間,經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化和未經(jīng)氧化的魚肉pH總體呈下降趨勢(shì),而且氧化處理的魚肉pH下降速度較快,變化差異顯著(p<0.05)。在冷藏前期pH下降是由于魚體死后,在糖酵解和乳酸菌等產(chǎn)酸微生物作用下,使乳酸等酸性物質(zhì)積累,以及ATP和磷酸肌酸等物質(zhì)降解產(chǎn)生無機(jī)磷酸,從而導(dǎo)致pH下降[19]。貯藏第3 d,魚肉pH急劇升高至最大,且經(jīng)氧化處理的pH較未經(jīng)處理的pH大,分別為6.90和6.87,可能是由于魚肉中的蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)的含氮物質(zhì)在內(nèi)源性酶和微生物的作用下氧化分解,產(chǎn)生氨、組胺、吲哚以及三甲胺等大量堿性物質(zhì)。這與鰱魚、草魚、鯉魚和羅非魚[19-22]等在冷藏條件下pH先下降后上升的變化趨勢(shì)有所不同,可能是由于魚的種類、營養(yǎng)水平、飼養(yǎng)條件、捕撈季節(jié)和抓捕過程中產(chǎn)生的應(yīng)激活動(dòng)等因素造成。

魚肉冷藏期間,蛋白質(zhì)及脂肪等在細(xì)菌和酶的作用下分解為大量的小分子物質(zhì),產(chǎn)生大量的離子,從而使水產(chǎn)品的浸出液中含有大量的具有導(dǎo)電能力的物質(zhì)。隨著貯藏時(shí)間的延長,分解產(chǎn)生的物質(zhì)也就越多,導(dǎo)電能力也就越強(qiáng),魚肉的鮮度也就越差[23]。由表1可見,新鮮高白鮭魚肉的電導(dǎo)率值最小,隨著貯藏時(shí)間的延長,未經(jīng)氧化處理和氧化處理的魚肉電導(dǎo)率總體呈上升趨勢(shì),表明高白鮭魚肉的鮮度在逐漸下降,變化差異顯著(p<0.05)。此外,經(jīng)·OH氧化處理的魚肉在貯藏過程中電導(dǎo)率較對(duì)照組高,這是由于魚體死后發(fā)生自溶,魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪等逐漸降解,且經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化處理后部分蛋白質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了降解,使代謝小分子物質(zhì)的形成增加,產(chǎn)生大量的離子,致使魚肉浸出液產(chǎn)生大量具有導(dǎo)電能力的物質(zhì),使溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng)[24]。

持水力是反映肌肉在受到外力作用時(shí),保持其原有水分的能力。持水力直接影響了肉制品的質(zhì)構(gòu)、嫩度、多汁性等品質(zhì)。由表1可知,新鮮高白鮭魚肉的持水力最大為86.64%,隨著冷藏時(shí)間的延長,未經(jīng)氧化處理的魚肉和經(jīng)氧化處理的魚肉持水力均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且經(jīng)氧化處理的魚肉持水力顯著低于未氧化處理的魚肉持水力。肌肉中的結(jié)構(gòu)蛋白決定了肌肉的持水力,魚肉在冷藏過程中會(huì)發(fā)生一系列與活體自身不同的生化反應(yīng),特別是肌肉組織的分解反應(yīng)引起蛋白質(zhì)分解及變性[25]。未氧化的魚肉在冷藏前2 d持水力變化不顯著(p>0.05),冷藏4 d后的持水力和3 d后的持水力變化也不顯著,貯藏7 d后持水力顯著降低(p<0.05),相比新鮮高白鮭肌肉持水力下降了21.65%。經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)處理的魚肉在冷藏前2 d持水力變化差異顯著(p<0.05),冷藏第3 d到第5 d持水力變化差異不顯著(p>0.05),貯藏7 d后持水力降至最低,相比新鮮高白鮭肌肉持水力下降了23.94%。這表明,新鮮魚肉發(fā)生一定程度的蛋白質(zhì)氧化后再經(jīng)冷藏的過程中蛋白質(zhì)變性程度增加,會(huì)加速持水力的下降。

2.2 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2.1 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉硬度的影響 硬度為表現(xiàn)魚肉軟硬程度的一項(xiàng)重要指標(biāo),它既可理解為是魚肉抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為抵抗殘余變形和反破壞的能力[26]。從圖1可見,高白鮭肌肉硬度均隨冷藏時(shí)間的增加而逐漸下降,且在第2～4 d,經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉硬度值顯著低于未處理的肌肉硬度(p<0.05)。新鮮高白鮭肌肉的硬度是(9.949±0.631)N,貯藏7 d后,對(duì)照組魚肉硬度降低至(3.298±0.512) N,經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉硬度降至(3.026±0.175) N,較新鮮魚肉分別下降了66.85%和69.58%。由此可見,4 ℃的冷藏條件下,微生物的生長繁殖速度會(huì)減緩,但是有一些酶如組織中內(nèi)源蛋白酶、膠原酶等活性仍然較高,又由于·OH氧化系統(tǒng)氧化處理致使魚肉肌原纖維蛋白水解嚴(yán)重,蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,進(jìn)而引起肌肉硬度顯著下降[27]。

圖1 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉硬度的影響Fig.1 Effect of hydroxyl radical oxidation on hardness of cold Coregonus peled muscle注:圖中*表示不同處理之間差異顯著,p<0.05,下同。

2.2.2 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉黏附性的影響 黏附性是反映在咀嚼魚肉時(shí),其表面與舌、齒等物體粘在一起的力。黏附性參數(shù)可反映魚肉細(xì)胞間結(jié)合力大小,細(xì)胞間結(jié)合力減小,則黏附性值增大[28]。從圖2可見,貯藏1 d后,高白鮭肌肉的黏附性值均減小至最低(p<0.05),而后隨著時(shí)間的延長,黏附性值逐漸增大,且·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉黏附性值高于未氧化的肌肉黏附性。這可能是由于經(jīng)過·OH氧化系統(tǒng)氧化處理后,隨著貯藏時(shí)間的延長,發(fā)生的蛋白質(zhì)變性程度較對(duì)照組大,二硫鍵被嚴(yán)重破壞,吸水性下降,細(xì)胞間結(jié)合力減小,導(dǎo)致黏附性下降[29]。

圖2 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉黏附性的影響Fig.2 Effect of hydroxyl radical oxidation on adhesiveness of cold Coregonus peled muscle

2.2.3 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉彈性的影響 彈性為反映魚肉受外力作用時(shí)變性及去除后的恢復(fù)程度。肌肉彈性與肌肉間結(jié)合力大小密切相關(guān),肌肉間結(jié)合力越大,即魚肉組織破壞程度越小,彈性越大[30]。由圖3可見,高白鮭肌肉的彈性隨著冷藏時(shí)間的延長而降低,且1 d后,·OH氧化處理的魚肉彈性下降速度較未處理的快。新鮮高白鮭肌肉的彈性為0.920±0.009,在冷藏7 d后,對(duì)照組樣品的彈性降至0.683±0.011,較新鮮肌肉彈性下降25.76%,經(jīng)·OH氧化的肌肉彈性下降至最小(p<0.05),較新鮮肌肉彈性下降37.07%。這可能是由于貯藏前的·OH氧化處理使肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白發(fā)生氧化變性,以及在貯藏期間部分低溫微生物和酶的作用,使肌肉組織受損程度加重,導(dǎo)致彈性下降[31]。

圖3 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉彈性的影響Fig.3 Effect of hydroxyl radical oxidation on springiness of cold Coregonus peled muscle

2.2.4 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉內(nèi)聚性的影響 內(nèi)聚性反映的是咀嚼魚肉時(shí),魚肉抵抗受損并緊密連接使其保持完整的性質(zhì),它同樣反映細(xì)胞間結(jié)合力的大小,但與黏附性反映的魚肉的性質(zhì)恰好相反。細(xì)胞間結(jié)合力越大,內(nèi)聚性值越大,魚肉凝聚性越高,咀嚼時(shí)口感越細(xì)膩。由圖4可以看出,高白鮭肌肉在冷藏期間的內(nèi)聚性均呈下降趨勢(shì),經(jīng)7 d冷藏后,·OH氧化和未氧化前處理的肌肉內(nèi)聚性分別下降了31.52%和26.09%,其原因可能是高白鮭肌肉細(xì)胞間結(jié)合力隨冷藏時(shí)間的延長而下降,以及蛋白質(zhì)的氧化變性,以致肌肉組織變得疏松,從而引起內(nèi)聚性的下降[32]。

圖4 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉內(nèi)聚性的影響Fig.4 Effect of hydroxyl radical oxidation on cohesiveness of cold Coregonus peled muscle

2.2.5 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉膠著性的影響 膠著性是用來描述半固態(tài)食品在一定力的作用下流動(dòng)性的參數(shù),它由硬度和內(nèi)聚性的乘積來表示,可模擬表示將半固態(tài)的食品破裂成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的能量。從圖5可見,高白鮭肌肉的膠著性在冷藏期間內(nèi)均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),且在冷藏1 d后,·OH在第2 d和第5 d,氧化處理組和對(duì)照組的膠著性之間無顯著性差異,氧化處理的肌肉膠著性顯著低于未氧化的魚肉,貯藏7 d后,氧化處理和未經(jīng)氧化的肌肉膠著性分別下降79.23%和54.30%。這種變化的原因可能是肌肉經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化后,肌原纖維蛋白發(fā)生一定程度的降解,冷藏期間在酶的作用下會(huì)進(jìn)一步變性降解,蛋白質(zhì)分子間的水分流出細(xì)胞,起到潤滑劑的作用,從而導(dǎo)致膠著性的下降[33]。

圖5 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉膠著性的影響Fig.5 Effect of hydroxyl radical oxidation on gumminess of cold Coregonus peled muscle

2.2.6 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉咀嚼性的影響 咀嚼性為模擬魚肉樣品咀嚼成吞咽時(shí)所需的能量,即所說的咬勁,是肌肉硬度、肌肉細(xì)胞間凝聚力及肌肉彈性等綜合作用的結(jié)果,是一項(xiàng)質(zhì)地綜合評(píng)價(jià)參數(shù),咀嚼性越高,則反映的口感越好。高白鮭在冷藏過程中,咀嚼性的變化趨勢(shì)同硬度、彈性和內(nèi)聚性基本相同。由圖6可見,隨冷藏時(shí)間的延長,經(jīng)·OH氧化后的高白鮭肌肉咀嚼性較未氧化的下降程度大,這可能是肌肉蛋白質(zhì)在內(nèi)源酶、特定腐敗微生物及其分泌產(chǎn)物作用下,造成蛋白質(zhì)降解、肌肉細(xì)胞間結(jié)合力下降,進(jìn)而引起魚肉組織結(jié)構(gòu)崩解、汁液流失及口感下降[34]。

圖6 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉咀嚼性的影響Fig.6 Effect of hydroxyl radical oxidation on chewiness of cold Coregonus peled muscle

2.2.7 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉回復(fù)性的影響 回復(fù)性反映的是魚肉在受壓狀態(tài)下快速恢復(fù)變形的能力,而彈性表示魚肉在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)變形的能力,二者都均可反映魚肉的生物體彈性,區(qū)別在于恢復(fù)變形的時(shí)間不同[35]。從圖7可見,高白鮭肌肉的回復(fù)性隨冷藏時(shí)間的增加而逐漸下降,且在冷藏第1 d后,回復(fù)性均急劇下降,且顯著低于新鮮肉塊的回復(fù)性(p<0.05),經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化和未經(jīng)氧化的魚肉回復(fù)性從初始的0.488±0.016分別下降至0.299±0.01和0.311±0.009,下降了38.73%和36.27%,而后下降速度減緩,且經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉回復(fù)性在整個(gè)冷藏期間均低于未氧化處理的肌肉回復(fù)性,但氧化組和對(duì)照組之間變化差異不顯著。第1 d,回復(fù)性急劇下降可能是由于魚體死后,肌肉發(fā)生自溶,且由于部分肌肉內(nèi)源酶活性的作用使肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白等的分解變性程度增大,肌肉間細(xì)胞結(jié)合力降低,回復(fù)性降低[36]。

圖7 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉回復(fù)性的影響Fig.7 Effect of hydroxyl radical oxidation on resilience of cold Coregonus peled muscle

2.3 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉剪切力值的影響

由圖8可知,高白鮭在冷藏期間肌肉的剪切力值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉剪切力較未氧化處理的下降速度快。這是因?yàn)楦甙柞q肌肉經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化,使肌肉組織肌原纖維蛋白在冷藏前發(fā)生了一定程度的變性,以及冷藏后魚肉逐漸自溶腐敗,組織細(xì)胞膜的破裂和汁液流失,導(dǎo)致肌肉組織軟化,肉質(zhì)的嫩度降低,剪切力降低[37]。經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉剪切力從初始的(987.708±32.414) g降低到(198.327±10.443) g,降低了79.92%,未氧化的肌肉剪切力值降到了(221.548±24.574) g,降低了77.57%?？梢?高白鮭肌肉隨貯藏時(shí)間的延長明顯變軟,肌纖維破裂,組織結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,此時(shí),魚肉的品質(zhì)已出現(xiàn)明顯的劣化,剪切力的減小,標(biāo)志著魚肉硬度降低,咀嚼用功減小,彈性減小。

圖8 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉剪切力值的影響Fig.8 Effect of hydroxyl radical oxidation on shear force of cold Coregonus peled muscle

2.4 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖9 ·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉微觀組織結(jié)構(gòu)的影響Fig.9 Effect of hydroxyl radical oxidation on microstructure of cold Coregonus peled muscle注:Con為新鮮高白鮭肌肉的掃描電鏡圖,A-1和A-2分別為未氧化的高白鮭肌肉在貯藏3 d和7 d的掃描電鏡圖,B-1和B-2分別為羥自由基氧化系統(tǒng)氧化的高白鮭肌肉在貯藏3 d和7 d的掃描電鏡圖。

·OH氧化對(duì)冷藏高白鮭肌肉微觀組織結(jié)構(gòu)的影響如圖9,新鮮高白鮭肌肉肉組織微觀結(jié)構(gòu)(圖9Con),切面稍有凸起,肌纖維直挺、排列整齊,肌內(nèi)膜和肌束膜結(jié)構(gòu)完整。未經(jīng)氧化系統(tǒng)處理和氧化處理后的肌肉經(jīng)過3 d冷藏后在電鏡下呈現(xiàn)不同程度的劣變(圖9A-1、B-1),肌原纖維在電鏡下呈現(xiàn)出明顯的皺縮,直挺的肌纖維結(jié)構(gòu)變得松散,且經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化后冷藏的高白鮭肌肉的肌纖維結(jié)構(gòu)松散程度較大,此外,由于肌肉蛋白發(fā)生了一定程度的氧化變性,使得原來存在于肌原纖維蛋白內(nèi)部的水分溢出,和部分肌漿蛋白填充于間隙中。同時(shí)在冷藏過程中,肌肉的肌節(jié)可能會(huì)發(fā)生聚合或收縮,從而加速間隙增大,且在體內(nèi)蛋白酶的作用下,結(jié)締組織的不斷降解,導(dǎo)致肌纖維與肌內(nèi)膜發(fā)生了脫離,亦會(huì)使間隙增大[38]。隨著冷藏時(shí)間的延長,高白鮭肌肉的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了更大程度的劣變,高白鮭直接冷藏和經(jīng)過·OH氧化系統(tǒng)氧化后冷藏7 d的組織結(jié)構(gòu)顯示(圖9A-2、B-2),肌纖維結(jié)構(gòu)越加松散,排列不整齊,形狀發(fā)生扭曲,且蛋白質(zhì)氧化變性的程度加大導(dǎo)致肌原纖維內(nèi)部的汁液流失嚴(yán)重,溶出的肌漿明顯增多,覆蓋在肌原纖維表面,肌內(nèi)膜發(fā)生破裂,肌肉組織的完整性遭到嚴(yán)重破壞,使肌肉失去鮮肉應(yīng)具有的微觀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

高白鮭肌肉在經(jīng)過·OH氧化體系氧化和未氧化處理?xiàng)l件下進(jìn)行冷藏,結(jié)果顯示:隨著貯藏時(shí)間的延長,高白鮭肌肉的pH和持水力總體呈下降趨勢(shì),電導(dǎo)率值總體呈上升趨勢(shì),表明高白鮭魚肉的鮮度在逐漸下降,變化差異顯著(p<0.05);高白鮭肌肉的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性及剪切力值等7個(gè)參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì),而黏附性則呈先下降后上升的趨勢(shì),且經(jīng)·OH氧化處理的質(zhì)構(gòu)參數(shù)較未氧化處理的變化速率快。隨著冷藏時(shí)間的延長,高白鮭肌肉組織結(jié)構(gòu)變得疏松,肌纖維排列略亂,肌內(nèi)膜和肌束膜破裂,且經(jīng)羥自由基氧化處理的肌肉組織結(jié)構(gòu)的疏松程度較大?？梢?·OH氧化和冷藏均會(huì)使魚肉品質(zhì)發(fā)生一定程度的劣化,且·OH氧化的破壞程度更大。

[1]Dulmaa A,Slynko Y V,Gordon N Y,et al. Coregonus peled(Gmelin)transplanted into Ulaagchny Khar lake(western mongolia)showed no evidence of hybridization with other introduced Coregonus species[J]. Contemporary Problems of Ecology,2016,9(2):172-176.

[2]郭焱. 我國白鮭屬魚類增養(yǎng)殖進(jìn)展與前景[J]. 水利漁業(yè),2005,25(4):43-44.

[3]張北平,楊文榮. 高白鮭在賽里木湖的生長發(fā)育觀測(cè)[J]. 淡水漁業(yè),2000,30(6):3-5.

[4]Li Y,Kong B,Xia X,et al. Structural changes of the myofibrillar proteins in common carp(Cyprinus carpio)muscle exposed to a hydroxyl radical-generating system[J]. Process Biochemistry,2013,48(5):863-870.

[5]李艷青,孔保華,夏秀芳,等. 羥自由基氧化對(duì)鯉魚肌原纖維蛋白乳化性及凝膠性的影響[J]. 食品科學(xué),2012,33(9):31-35.

[6]李艷青. 蛋白質(zhì)氧化對(duì)鯉魚蛋白結(jié)構(gòu)和功能性的影響及其控制技術(shù)[D]. 哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[7]李銀,李俠,張春暉,等. 羥自由基導(dǎo)致肉類肌原纖維蛋白氧化和凝膠性降低[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(12):286-292.

[8]程學(xué)勛,林潔文,黃敏,等. 質(zhì)構(gòu)儀及其在食品研究中的應(yīng)用簡介[J]. 廣東化工,2012,39(9):164-165.

[9]紀(jì)宗亞. 質(zhì)構(gòu)儀及其在食品品質(zhì)檢測(cè)方面的應(yīng)用[J]. 食品工程,2011(3):22-25.

[10]胡芬,李小定,熊善柏,等. 5種淡水魚肉的質(zhì)構(gòu)特性及與營養(yǎng)成分的相關(guān)性分析[J]. 食品科學(xué),2011,32(11):69-73.

[11]Jain D,Pathare P B,Manikantan M R. Evaluation of texture parameters of Rohu fish(Labeo rohita)during iced storage[J]. Journal of food engineering,2007,81(2):336-340.

[12]劉麗榮,柴春祥,魯曉翔. 冰溫貯藏對(duì)鯉魚質(zhì)構(gòu)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,27(7):1239.

[13]劉娟,田童童,童軍茂,等. 蛋白質(zhì)氧化對(duì)白斑狗魚肌肉蛋白理化性質(zhì)變化的影響[J]. 食品工業(yè),2016(4):46-50.

[14]Tokur B,Ozkütük S,Atici E,et al. Chemical and sensory quality changes of fish fingers,made from mirror carp(Cyprinus carpio L.,1758),during frozen storage(-18 ℃)[J]. Food Chemistry,2006,99(2):335-341.

[15]張麗娜,羅永康,李雪,等. 草魚魚肉電導(dǎo)率與鮮度指標(biāo)的相關(guān)性研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,16(4):153-157.

[16]Lakshmanan R,Parkinson J A,Piggott J R. High-pressure processing and water-holding capacity of fresh and cold-smoked salmon(Salmo salar)[J]. LWT-Food Science and Technology,2007,40(3):544-551.

[17]Xiong Y L,Blanchard S P,Ooizumi T,et al. Hydroxyl Radical and Ferryl-Generating Systems Promote Gel Network Formation of Myofibrillar Protein[J]. Journal of food science,2010,75(2):C215-C221.

[18]雒莎莎,童彥,應(yīng)鐵進(jìn). 超高壓處理對(duì)鳙魚質(zhì)構(gòu)特性的影響[J]. 中國食品學(xué)報(bào),2012(5):182-187.

[19]史策,羅永康,宋永令,等. 鰱魚魚肉冷藏過程中理化性質(zhì)的變化[J]. 食品科技,2011,36(10):116-119.

[20]Liu D,Liang L,Xia W,et al. Biochemical and physical changes of grass carp(Ctenopharyngodon idella)fillets stored at -3 and 0 ℃[J]. Food chemistry,2013,140(1):105-114.

[21]劉麗榮. 鯉魚鮮度快速檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 天津：天津商業(yè)大學(xué),2015:18-20.

[22]何其,王晶,曹雪濤,等. 基于質(zhì)構(gòu)變化的羅非魚片凍藏保質(zhì)期預(yù)測(cè)[J]. 食品科學(xué),2014,35(10):241-245.

[23]周德慶,馬敬軍,徐晶晶. 水產(chǎn)品鮮度評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J]. 萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,21(4):312-315.

[24]胡玥,楊水兵,余海霞,等. 微凍保鮮方法對(duì)帶魚品質(zhì)及組織結(jié)構(gòu)的影響[J]. 食品科學(xué),2016,37(18):290-297.

[25]姜晴晴,魯珺,葉興乾,等. 肉制品中蛋白質(zhì)氧化的研究進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技,2013,34(23):386-389.

[26]陳濤,陸云飛,葉曉峰,等. 不同貯藏條件下東海馬鮫魚魚肉質(zhì)構(gòu)變化研究[J]. 食品科技,2012(9):129-132.

[27]Lonergan E H,Zhang W,Lonergan S M. Biochemistry of postmortem muscle—Lessons on mechanisms of meat tenderization[J]. Meat science,2010,86(1):184-195.

[28]王俏儀,董強(qiáng),盧水仙,等. 冷凍貯藏對(duì)羅非魚肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(4):86-90.

[29]SCHUBRING R. Changes in texture,water holding capacity,colour and thermal stability of frozen cod(Gadus morhua)fillets:effect of frozen storage temperature[J]. Deutsche Lebensmittel-Rundschau,2005,101(11):484-493.

[30]高萌,張賓,王強(qiáng),等. 流化冰保鮮對(duì)鰹魚蛋白質(zhì)功能特性的影響[J]. 食品科學(xué),2014(22):304-309.

[31]Liu Q,Chen Q,Kong B,et al. The influence of superchilling and cryoprotectants on protein oxidation and structural changes in the myofibrillar proteins of common carp(Cyprinus carpio)surimi[J]. LWT-Food Science and Technology,2014,57(2):603-611.

[32]Viji P,Tanuja S,Ninan G,et al. Biochemical,textural,microbiological and sensory attributes of gutted and ungutted sutchi catfish(Pangasianodon hypophthalmus)stored in ice[J]. Journal of food science and technology,2015,52(6):3312-3321.

[33]Barraza F A A,León R A Q,álvarez P X L. Kinetics of protein and textural changes in Atlantic salmon under frozen storage[J]. Food chemistry,2015,182:120-127.

[34]Riebroy S,Benjakul S,Visessanguan W,et al. Effect of iced storage of bigeye snapper(Priacanthus tayenus)on the chemical composition,properties and acceptability of Som-fug,a fermented Thai fish mince[J]. Food Chemistry,2007,102(1):270-280.

[35]戴志遠(yuǎn),崔雁娜,王宏海. 不同凍藏條件下養(yǎng)殖大黃魚魚肉質(zhì)構(gòu)變化的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2008,34(8):188-191.

[36]Veland J O,Torrissen O J. The texture of Atlantic salmon(Salmo salar)muscle as measured instrumentally using TPA and Warner-Brazler shear test[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,1999,79(12):1737-1746.

[37]Martinez O,Salmeron J,Guillen M D,et al. Textural and physicochemical changes in salmon(Salmo salar)treated with commercial liquid smoke flavourings[J]. Food Chemistry,2007,100(2):498-503.

[38]汪金林. 茶多酚對(duì)冷藏養(yǎng)殖大黃魚品質(zhì)影響的研究[D]. 杭州:浙江工商大學(xué),2013. 41-42.

EffectsofproteinoxidationonqualitiesandmicrostructureinrefrigeratedCoregonuspeledmuscleexposedtoahydroxylradical-generatingsystem

LIUCai-hua,ZHUXin-rong,ZHANGJian*

(College of Food Science,Shihezi University,Shihezi 832000,China)

The object of this study was to investigate pH,electroconductivity,water-holding capacity,textures and microstructure of refrigeratedCoregonuspeledmuscle treated by hydroxyl radical-generating systems(HRGS)peroxide for 5 h. Hardness,adhesiveness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness,resilience and shear force of refrigeratedCoregonuspeledmuscle were tested by using Texture Profile Analysis(TPA)model and the Warner-Brazler of texture analyzer,and the microstructure changes were observed by scanning electron microscope. The results showed that pH and water-holding capacity were in decline as refrigeration time increased,and the oxidized samples declined faster than those unoxidized samples,while the electroconductivity increased during refrigerating storage,what’s more,the oxidized samples increased faster than those unoxidized samples(p<0.05). Hardness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness,resilience and shear force ofCoregonuspeledmuscle both oxidized and unoxidized were dropped in different degree with the storage time increased,however,the adhesiveness highlighted a rising trend over the refrigeration time. In addition,the results observed scanning electron microscope showed that refrigeratedCoregonuspeledmuscle became loose with the storage time increased,and the changes of those samples operated with hydroxyl radical were more significant than those unoxidized samples. These oxidation-induced textural and microstructural changes reveal high susceptibility ofCoregonuspeledmuscle to hydroxyl radical stress.

Coregonuspeled;hydroxyl radical;refrigeration;texture;microstructure

2017-05-05

劉彩華(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：食品工程，E-mail:liucaihua009@163.com。

*通訊作者:張建(1979-)，男，博士，教授，研究方向：食品生物化學(xué)，E-mail:zhangjian0411@163.com。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460438)；石河子大學(xué)重大科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(gxjs2015-zdgg06)。

TS254.4

A

1002-0306(2017)23-0238-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.044