, , ,, , ,, ,, ,*, ,

(1.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院,湖北武漢 430068; 2.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; 3.長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北荊州 434025)

斑點(diǎn)叉尾鮰(Channel catfish),又稱美洲鯰、河鯰、溝鯰,屬于鯰形目,鮰科,叉尾鮰屬,是一種原產(chǎn)于美洲的大型淡水魚(yú)類,鮰魚(yú)具有適應(yīng)能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快、食性雜、抗病能力強(qiáng)、產(chǎn)量高、易養(yǎng)殖、肉質(zhì)細(xì)嫩、無(wú)肉間細(xì)刺等特點(diǎn),是世界公認(rèn)的最適合加工的淡水魚(yú)之一。上世紀(jì)80年代后,我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)鮰魚(yú),目前已在我國(guó)20多個(gè)省市進(jìn)行養(yǎng)殖,產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)16.2噸/公頃[1]。鮰魚(yú)具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,含有多種人體必需的氨基酸、維生素和大量的不飽和脂肪酸,深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[2]。在工業(yè)加工過(guò)程中,鮰魚(yú)脂肪含量高易發(fā)生氧化,進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)的變性、ATP降解等一系列劣變反應(yīng)的進(jìn)行,因而常采用冷凍的方式來(lái)維持產(chǎn)品品質(zhì),提高產(chǎn)品價(jià)值[3-4]。

食品加工中的冷凍方式主要有靜止空氣凍結(jié)、鼓風(fēng)凍結(jié)和液氮凍結(jié)等。較于其他凍結(jié)方式具有以下優(yōu)點(diǎn):速凍快、產(chǎn)量高、質(zhì)量好、干耗小、抗氧化、雜菌少、環(huán)境友好。另外,液氮的凍結(jié)設(shè)備占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易于維護(hù)[5];隨著空氣分離技術(shù)的發(fā)展,液氮凍結(jié)成本也在逐漸下降,使得液氮凍結(jié)技術(shù)在食品行業(yè)中成為新的研究熱點(diǎn)[6]。液氮速凍能夠提高凍結(jié)速率,在凍結(jié)過(guò)程中能夠快速通過(guò)最大冰晶生成帶形成較小冰晶,對(duì)魚(yú)肉組織的損傷較小;此外,液氮無(wú)色、無(wú)味、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)品的質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值能夠更好地維持[7]。目前對(duì)液氮速凍的研究主要包括鮑魚(yú)、帶魚(yú)、銀鯧魚(yú)、蟹、魚(yú)丸等產(chǎn)品,其中常見(jiàn)研究采用液氮-20、-40、60 ℃、噴淋式、沉浸式等冷凍方式在維持品質(zhì)方面的應(yīng)用,但是關(guān)于液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)凍結(jié)品質(zhì)的影響還未見(jiàn)報(bào)道。

因此,本研究通過(guò)液氮速凍柜來(lái)控制-60、-80、-100 ℃液氮速凍溫度,研究速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)品質(zhì)的影響,為液氮速凍技術(shù)在鮰魚(yú)流通、運(yùn)輸、貯藏方面的應(yīng)用及進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活的斑點(diǎn)叉尾鮰(Channel catfish) 約2 kg,購(gòu)于湖北省武漢市白沙洲水產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng);酒石酸鉀鈉 西隴化工股份有限公司;無(wú)水硫酸銅 Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd;氫氧化鈉、氯化鈉、二甲苯、鹽酸、氨水、中性樹(shù)膠、無(wú)水乙醇、十二烷基硫酸鈉 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;蘇木素-伊紅染液 武漢谷歌生物科技;寬范圍彩色預(yù)染蛋白質(zhì)Marker:11～245 kDa 天根生化科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 在4 ℃的冷庫(kù)中將鮰魚(yú)敲擊致暈,去除內(nèi)臟,流水清洗干凈后,放置4 ℃環(huán)境中備用。將準(zhǔn)備好鮰魚(yú)隨機(jī)分成4組,每組3條,然后進(jìn)行如下處理并貯藏:

留取1組鮰魚(yú)作為新鮮樣品組,收集新鮮鮰魚(yú)樣品的組織滲出液備用,并進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。將另外3組鮰魚(yú)樣品在溫度為-60、-80、-100 ℃的液氮速凍柜中進(jìn)行液氮速凍,同時(shí)將溫度記錄儀探頭分別插入魚(yú)體的前背、中背、后背及腹腔中,待溫度達(dá)到設(shè)定溫度之后,液氮速凍30 min;然后將速凍的鮰魚(yú)樣品置于-18 ℃貯藏24 h;然后取出各組的鮰魚(yú)樣品稱重(m0),置于4 ℃進(jìn)行約8～12 h解凍,待解凍完成后,收集解凍后組織滲出液并用解凍后的鮰魚(yú)背部魚(yú)肉樣品測(cè)各種指標(biāo)。

1.2.2 冷凍組織切片制作及微觀結(jié)構(gòu)分析 參考趙玉華等[8]方法,取0.1 cm×0.1 cm背部鮰魚(yú)肉,用于制作冷凍組織切片,將新鮮組織固定于4%多聚甲醛24 h以上,然后從固定液取出組織修平整,依次放入10 mL 15%、30%蔗糖溶液4 ℃冰箱脫水沉底,取出脫水組織稍吸干表面水,切面朝上置于包埋臺(tái)上,組織周圍滴上OCT包埋劑,將包埋臺(tái)放在Thermo冰凍切片機(jī)的速凍臺(tái)上速凍包埋,待OCT變白變硬后,將包埋臺(tái)固定于切片機(jī)上,先粗切織面,待修切平整后即可開(kāi)始切片,切片厚度8～10 μm,然后將干凈的載玻片平放于切片上方,即可將組織貼于載玻片上,-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

冷凍切片HE染色:冷凍切片用4%多聚甲醛固定15 min,PBS漂洗3次,5 min/次,然后用Harris蘇木素染3～8 min,自來(lái)水洗,1%鹽酸酒精分化數(shù)秒,自來(lái)水沖洗0.6%氨水返藍(lán),流水沖洗;再將切片置于伊紅染液中染色1～3 min;然后將切片依次放入95%酒精I(xiàn)、5 min-95%酒精I(xiàn)I、5 min-無(wú)水乙醇Ⅰ、5 min-無(wú)水乙醇Ⅱ、5 min-二甲苯Ⅰ、5 min-二甲苯Ⅱ、5 min-中脫水透明,從二甲苯拿出稍晾干,中性樹(shù)膠封片;用Nikon Eclipse CI光學(xué)顯微鏡鏡檢,最后用NMI20-025V-I成像系統(tǒng)采集圖像進(jìn)行分析。

用image-ProPlus 6.0和Pannoramic Viewer 1.15.3軟件計(jì)算出細(xì)胞面積、細(xì)胞間隙、冰晶面積,用軟件處理過(guò)數(shù)據(jù),作圖。

1.2.3 解凍損失率 參考劉歡[9]、Mortensen[10]等的方法,用濾紙吸去-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)解凍后魚(yú)肉表面的水分稱取質(zhì)量(m1),按照下列公式計(jì)算:

整治手法：修繕和更換結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重的建筑構(gòu)件，現(xiàn)狀瓷磚貼面予以保留，裸露的磚墻墻面以白色防水涂料進(jìn)行粉刷，勒腳部分用深灰色防水涂料粉刷，進(jìn)行建筑節(jié)能改造。

式(1)

式中,m0-凍結(jié)魚(yú)肉的質(zhì)量;m1-解凍后魚(yú)肉的質(zhì)量。

1.2.4 加壓失水率 參考董開(kāi)成[11]方法,將新鮮、-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)分別稱取2 g左右的白肉,準(zhǔn)備大小為4 cm×4 cm的紗布。先稱取紗布質(zhì)量m1,再稱取紗布與樣品的總質(zhì)量m2,紗布對(duì)折包裹住樣品,向其上下各放8層濾紙使樣品置于濾紙中心位置,并放在YYW-2型應(yīng)變控制式無(wú)側(cè)限壓力儀的加壓板中心,轉(zhuǎn)動(dòng)搖把使試樣與加壓板剛好接觸,停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,將測(cè)力計(jì)的百分表讀數(shù)調(diào)至零點(diǎn),然后進(jìn)行手動(dòng)加壓,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖把直至測(cè)力計(jì)的百分表讀數(shù)為145,開(kāi)始計(jì)時(shí)并維持此數(shù)值5 min,測(cè)試結(jié)束后,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖把,取下試樣,剝?nèi)ド舷?層濾紙,稱量加壓后紗布與樣品的總質(zhì)量m3。計(jì)算公式如下:

式(2)

式中:X-樣品的加壓失水率,%;m1-紗布質(zhì)量,g;m2-加壓前紗布與樣品的總質(zhì)量,g;m3-加壓后紗布與樣品的總質(zhì)量,g。

1.2.5 蒸煮損失率 參考王鳳玉[12]、Kl?[13]等方法,將新鮮、-60、-80、-100 ℃取背部鮰魚(yú)肉樣品魚(yú)肉稱10 g左右(m1)放入保鮮袋中,置于85 ℃水浴鍋中進(jìn)行蒸煮,25 min后取出,冷卻至室溫,用濾紙拭去魚(yú)肉表面的水分,再稱重(m2),計(jì)算蒸煮損失率;計(jì)算公式如下:

式(3)

其中,m1-蒸煮前樣品的總質(zhì)量,g;m2-蒸煮后樣品的總質(zhì)量,g。

1.2.6 pH測(cè)定 用pH標(biāo)準(zhǔn)校正緩沖液校正便攜式pH計(jì),然后用蒸餾水沖洗探頭,用濾紙擦拭干凈,將便攜式pH計(jì)探頭插入魚(yú)肉中,分別測(cè)定新鮮、-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)樣品的pH。

1.2.2.6 色澤 參考胡亞芹等[4]方法,將新鮮、-60、-80、-100 ℃背部鮰魚(yú)肉切成1 cm×1 cm大小的塊狀,去皮,用色度測(cè)定儀測(cè)定樣品的色度,白度按下列公式計(jì)算:

式(4)

式中,L*表示樣品的亮度;+a*表示樣品偏紅,-a*表示表示偏綠;+b*表示樣品偏黃,-b*表示樣品偏藍(lán)。

1.2.7 質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定 參考宋敏等[7]方法,將新鮮、-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)切成1 cm×1 cm大小的塊狀,并將魚(yú)塊置于質(zhì)構(gòu)儀A/CKB探頭下進(jìn)行韌性(剪切力)的測(cè)定,力臂25 kg,測(cè)前速率5.0 mm/s,測(cè)中速率1.0 mm/s,測(cè)后速率5.0 mm/s,壓縮形變50%。每組平行測(cè)定6次。

1.2.8 解凍滲出液SDS-PAGE電泳 將新鮮滲出液、-60、-80、-100 ℃魚(yú)肉解凍的滲出液收集,并用雙縮脲法(按照NY/T1678-2008)測(cè)定蛋白質(zhì)的濃度,用5% SDS調(diào)整滲出液的蛋白濃度至1.5 mg/mL,取100 μL 1.5 mg/mL蛋白濃度滲出液加50 μL上樣緩沖液,使蛋白濃度調(diào)至1 mg/mL,混勻并在沸水中加熱3 min,待冷卻至室溫儲(chǔ)存于-20 ℃冰箱冷凍備用。

然后,采用12%的分離膠濃度,5%的濃縮膠濃度,對(duì)制備好的新鮮滲出液、-60、-80、-100 ℃魚(yú)肉解凍的滲出液進(jìn)行電泳,經(jīng)考馬斯亮藍(lán)染色,脫色后觀察新鮮的與不同液氮速凍溫度處理后滲出液的蛋白條帶變化[14]。

CPMG測(cè)試后的樣品進(jìn)行MSE序列成像測(cè)試,運(yùn)用MRI成像軟件及MSE多層自旋回波序列采集樣品冠狀面質(zhì)子密度像,成像系統(tǒng)分析參數(shù)為:成像厚度5 mm,MIR成像視野FOVRead=100 mm,FOVPhase=80 mm,Averages=4,TR=500 ms,TE=20 ms,Slices=1,Slice Width=3.0 mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用GraphPad Prism5.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)微觀組織結(jié)構(gòu)的影響

本試驗(yàn)采用冷凍切片觀察鮰魚(yú)樣品的微觀組織結(jié)構(gòu),如圖1所示。新鮮鮰魚(yú)肌纖維排列緊密,隨著液氮速凍溫度降低,肌纖維間的間隙逐漸增大,-100 ℃速凍使得肌纖維和周圍的膜結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)分離,同時(shí)肌纖維完整性遭到破壞。采用速凍處理會(huì)使樣品組織形成的小而多的冰晶,對(duì)樣品組織的影響較其他冷凍方式較小,但是,樣品處理過(guò)程(液氮速凍后置于-18 ℃貯藏24 h)可能是較大溫差的存在導(dǎo)致冰晶再生長(zhǎng),因此對(duì)組織結(jié)構(gòu)造成破壞。

2.2 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)微觀組織形態(tài)的影響

對(duì)冷凍組織切片進(jìn)行處理及分析,結(jié)果如圖1、圖2所示。新鮮樣品與不同液氮速凍溫度處理相比較,隨著液氮溫度降低,冰晶面積、細(xì)胞面積、細(xì)胞間隙呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。不同液氮速凍溫度處理樣品間,隨著溫度降低冰晶面積呈現(xiàn)增大趨勢(shì);-100 ℃速凍鮰魚(yú)細(xì)胞面積較-60、-80 ℃增大;-60 ℃速凍鮰魚(yú)細(xì)胞間隙較-80、-100 ℃小。冰晶面積隨著液氮溫度降低趨向于增大,造成冰晶面積增大原因是液氮速凍處理過(guò)的樣品溫度與貯藏溫度(-18 ℃)的溫差很大,導(dǎo)致冰晶再生長(zhǎng),使冰晶面積增大[16];-100 ℃速凍鮰魚(yú)細(xì)胞面積較-60、-80 ℃增大,因?yàn)槔鋬鲞^(guò)程中溫度降低能夠有效的增加細(xì)胞面積[17];-60 ℃速凍鮰魚(yú)細(xì)胞間隙較-80、-100 ℃小,因?yàn)殡S著液氮速凍溫度降低肌原纖維和結(jié)締組織的降解會(huì)導(dǎo)致肌原纖維與肌節(jié)分離,造成細(xì)胞間隙增大[18-19]。

圖2 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)組織切片冰晶面積、細(xì)胞面積和細(xì)胞間隙的影響Fig.2 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on ice crystal area,cell area and cell gap of channel catfish tissue sections注:同一指標(biāo)的不同小寫字母代表樣品間存在顯著差異(p<0.05)。

結(jié)果表明,不同液氮速凍溫度處理對(duì)于冰晶面積、細(xì)胞面積和細(xì)胞間隙存在顯著影響(p<0.05),進(jìn)而對(duì)鮰魚(yú)的品質(zhì)產(chǎn)生不同程度影響;考慮不同液氮速凍溫度對(duì)冷凍速度、冰晶面積、細(xì)胞面積和細(xì)胞間隙不同程度的影響,-80 ℃液氮速凍對(duì)鮰魚(yú)的速凍處理較為理想。

2.3 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)解凍損失率的影響

如圖3所示,經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度處理后鮰魚(yú)解凍損失率間差異不顯著性(p>0.05)。因?yàn)椴煌旱賰鰷囟榷家堰_(dá)到快速凍結(jié),快速冷凍可以使樣品快速通過(guò)最大冰晶生成帶,使其形成小且多的冰晶,且分布均勻,對(duì)肌肉組織的破壞較小[12],所以-60、-80、-100 ℃速凍鮰魚(yú)的解凍損失率間差異不顯著性(p>0.05)。

圖3 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)解凍損失率的影響Fig.3 Effects of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on the thawing loss rate of channel catfish注:不同小寫字母代表樣品存在顯著差異(p<0.05);圖4～圖8同。

2.4 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)加壓失水率的影響

如圖4所示,新鮮鮰魚(yú)肉加壓失水率較-60、-80、-100 ℃液氮速凍處理過(guò)樣品略小,但-60、-80、-100 ℃液氮速凍處理后加壓失水率之間差異不顯著(p>0.05);造成這種變化的原因可能是經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度之后,冰晶對(duì)肌肉組織具有一定機(jī)械破壞作用,因此相對(duì)于新鮮鮰魚(yú)肉加壓失水率要大一些[4];但-60、-80、-100 ℃液氮速凍形成的冰晶對(duì)肌肉組織機(jī)械破壞作用差別不大,因此其加壓失水率之間差異不顯著。

圖4 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)加壓失水率的影響Fig.4 Effect of the different liquid nitrogen quick freezing temperature on the pressurized water loss rate of channel catfish

2.5 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)蒸煮損失率的影響

如圖5所示,新鮮鮰魚(yú)肉蒸煮損失率較-60、-80、-100 ℃液氮速凍處理的蒸煮損失率小,即說(shuō)明新鮮鮰魚(yú)與-60、-80、-100 ℃液氮速凍相比較,新鮮鮰魚(yú)有較好的持水性;但-60、-80、-100 ℃液氮速凍鮰魚(yú)蒸煮損失率之間差異不顯著(p>0.05)。這是由于鮰魚(yú)肉在解凍過(guò)程中,肌肉蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變,破壞了肌肉組織細(xì)胞,使其持水力下降,而且在蒸煮過(guò)程中,肌肉組織更容易發(fā)生聚合,降低了肌肉的持水力;同時(shí)經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度后,冰晶對(duì)肌肉組織具有一定機(jī)械破壞作用,所以相對(duì)于新鮮的鮰魚(yú)肉蒸煮損失率大[7]。但這種作用在-60、-80、-100 ℃液氮速凍之間差異不顯著,因此其蒸煮損失率之間無(wú)明顯變化。

圖5 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)蒸煮損失率的影響Fig.5 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperature on the cooking loss rate of channel catfish

2.6 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)pH的影響

如圖6所示,速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)pH有顯著影響(p<0.05),液氮速凍處理樣品較新鮮樣品pH呈現(xiàn)先下降后略有上升趨勢(shì);不同液氮速凍溫度處理后,隨著溫度降低樣品pH呈現(xiàn)先下降后上升。因?yàn)槔鋬龀跗?宰殺后的鮰魚(yú),體內(nèi)缺氧,在無(wú)氧條件下發(fā)生無(wú)氧糖酵解產(chǎn)生乳酸,從而導(dǎo)致pH呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);而-100 ℃速凍鮰魚(yú)的pH略有回升,可能是冰晶破壞細(xì)胞使細(xì)胞液滲出較-60、-80 ℃要嚴(yán)重,使得細(xì)胞液中蛋白質(zhì)經(jīng)酶解后產(chǎn)生氨基酸及堿類物質(zhì),使-100 ℃ pH回升[7,20]。

圖6 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)pH的影響Fig.6 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperature on the pH of channel catfish

2.7 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)色澤的影響

如圖7所示,新鮮、-60、-80、-100 ℃速凍鮰魚(yú)白度存在一定差異,新鮮鮰魚(yú)與-60、-80、-100 ℃處理過(guò)鮰魚(yú)相比白度有一定增高,但-60、-80、-100 ℃速凍鮰魚(yú)白度之間差異不顯著性(p>0.05)。可能是經(jīng)過(guò)-60、-80、-100 ℃速凍之后,鮰魚(yú)肉脂肪的氧化速度較新鮮樣品速度減慢,使得液氮處理鮰魚(yú)肉白度較新鮮魚(yú)樣品有所增加;同時(shí)經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度之后,冰晶對(duì)肌肉組織的機(jī)械破壞較小,但與新鮮鮰魚(yú)肉相比冰晶對(duì)肌肉組織仍然有一定的機(jī)械破壞作用,使得水分滲出在魚(yú)肉表面形成水膜,使光的反射或折射增強(qiáng),使得不同液氮速凍溫度處理過(guò)鮰魚(yú)肉白度較新鮮魚(yú)肉有所增加[4]。

圖7 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)白度的影響Fig.7 Effects of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on whiteness of channel catfish

2.8 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)質(zhì)構(gòu)特性的影響

如圖8所示,新鮮鮰魚(yú)與-60、-80、-100 ℃速凍鮰魚(yú)的韌性之間存在顯著差異,但-60、-80、-100 ℃速凍鮰魚(yú)的韌性之間差異不顯著(p>0.05);引起這種變化可能是經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度之后,冰晶對(duì)肌肉組織具有一定機(jī)械破壞作用,所以相對(duì)于新鮮鮰魚(yú)肉韌性要小一些[6];但-60、-80、-100 ℃液氮速凍形成的冰晶對(duì)肌肉組織機(jī)械破壞作用差別不大,因此其韌性之間差異不顯著。

圖8 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)韌性的影響Fig.8 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on the toughness of channel catfish

2.9 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)解凍滲出液SDS-PAGE電泳的影響

如圖9所示,新鮮、-60、-80、-100 ℃速凍處理鮰魚(yú)滲出液電泳間存在差異,隨著液氮溫度降低,電泳條帶顏色逐漸加深且條帶種類逐漸增多,表明隨著溫度降低滲出液中蛋白含量和種類逐漸增多。63 kDa和17～25 kDa隨著液氮速凍溫度降低樣品滲出液中蛋白含量逐漸增多。原因可能是隨著液氮速凍溫度降低,冰晶形成對(duì)樣品組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞加深,使得滲出液中蛋白含量及種類逐漸增多。

圖9 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)滲出液SDS-PAGE電泳的影響Fig.9 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on SDS-PAGE electrophoresis of channel catfish exudate注:A：新鮮鮰魚(yú);B:-60 ℃;C:-80 ℃;D:-100 ℃。

2.10 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)低場(chǎng)核磁共振水分的影響

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)多以氫核(1H)為研究對(duì)象,1H核以非輻射方式從高能態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軕B(tài)過(guò)程稱為弛豫;在肉及肉制品中弛豫時(shí)間的測(cè)量多用H質(zhì)子橫向弛豫時(shí)間T2來(lái)表示。T2的分布可以表示肉中存在多種性質(zhì)水分,橫向弛豫時(shí)間(T2)越短表明水分與底物結(jié)合越緊密,反之,水分則自由;其中T21(1～10 ms)代表與大分子結(jié)合的水,T22(30～100 ms)代表不可移動(dòng)的水,T23(>100 ms)代表自由水[21]。

如表1和圖10所示,新鮮樣品與-60、-80 ℃液氮速凍處理樣品T21差異性不顯著(p>0.05),但其與-100 ℃液氮速凍處理樣品間差異顯著(p<0.05);新鮮樣品與-60、-80、-100 ℃液氮速凍處理樣品T22、T23差異性顯著(p<0.05);表明-60、-80、-100 ℃速凍處理主要對(duì)不可移動(dòng)水(T22)、自由水(T23)產(chǎn)生影響;大分子結(jié)合水雖然與非水物質(zhì)結(jié)合的很穩(wěn)定,但-100 ℃速凍處理對(duì)大分子結(jié)合水產(chǎn)生影響,說(shuō)明-100 ℃速凍處理使得樣品組織結(jié)構(gòu)遭到冰晶的破壞,這與前面的微觀組織分析是一致的。

表1 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)低場(chǎng)核磁共振水分的影響Table 1 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on the moisture of low field nuclear magnetic resonance in channel catfish

圖10 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)T2圖譜的影響Fig.10 Effect of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on the T2 map of channel catfish

經(jīng)過(guò)不同溫度液氮速凍處理之后,新鮮與-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)樣品T22、T23都存在顯著差異,但-60、-80、-100 ℃鮰魚(yú)樣品T22差異不顯著;-60 ℃與-80、-100 ℃鮰魚(yú)樣品T23之間存在顯著差異;表明經(jīng)過(guò)不同溫度液氮處理之后,雖然液氮速凍形成的冰晶較小,但冰晶的形成使非極性基團(tuán)周圍的水凝聚,破壞疏水性殘基及三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使水的自由度增加;同時(shí),經(jīng)過(guò)解凍之后鮰魚(yú)內(nèi)部的脫水多孔層增加,使水的流動(dòng)性增加,也造成水的自由度增加[22];不同液氮速凍溫度處理的鮰魚(yú)樣品不可移動(dòng)水(T22)含量下降,而其自由水(T23)含量較新鮮鮰魚(yú)樣品有所升高[23],這與前面不同液氮速凍溫度處理對(duì)鮰魚(yú)樣品加壓失水率、蒸煮損失率及微觀組織結(jié)構(gòu)的影響趨勢(shì)是一致的[15,24-25]。

2.11 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)核磁共振成像(MRI)的影響

核磁共振成像(MRI)是利用磁場(chǎng)和射頻脈沖使樣品中氫核振動(dòng)產(chǎn)生射頻信號(hào),經(jīng)過(guò)處理可以獲得高分辨率MRI成像,能直觀表現(xiàn)水分分布及遷移,水分含量越高,質(zhì)子密度越高,MRI圖像亮度越強(qiáng)[15]。由圖11可以觀察到,質(zhì)子密度加權(quán)像的亮度由低到高依次為新鮮、-60、-80、-100 ℃,且質(zhì)子密度加權(quán)像的亮度分布比較均勻,其中-100 ℃液氮處理質(zhì)子密度加權(quán)像的亮明顯提高,表明經(jīng)過(guò)-100 ℃液氮速凍處理后鮰魚(yú)樣品表面水分(自由水)增多,這與前面微觀組織結(jié)構(gòu)的細(xì)胞面積、細(xì)胞間隙和冰晶面積變化趨勢(shì)是一致的。

圖11 不同液氮速凍溫度對(duì)鮰魚(yú)核磁共振成像偽彩圖的影響Fig.11 Effects of different liquid nitrogen quick freezing temperatures on nuclear magnetic resonance imaging pseudo-color map of channel catfish

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度后,鮰魚(yú)樣品的解凍損失率、加壓失水率、蒸煮損失率、色澤、韌性等指標(biāo),其速凍處理的和新鮮鮰魚(yú)樣品比較差異性顯著,但是不同速凍溫度處理間差異不顯著;其pH新鮮鮰魚(yú)樣品、不同速凍處理差異性顯著;SDS-PAGE電泳結(jié)果表明,隨著液氮速凍溫度降低滲出液中蛋白質(zhì)的種類和含量逐漸增多;微觀組織結(jié)構(gòu)方面,經(jīng)過(guò)不同液氮速凍溫度后,冰晶面積、細(xì)胞面積、細(xì)胞間隙也都呈現(xiàn)增大趨勢(shì),其中-100 ℃液氮處理后顯著增大;低場(chǎng)核磁共振表明不同液氮速凍溫度處理之后,新鮮、-60、-80 ℃速凍處理鮰魚(yú)樣品的水分分布無(wú)顯著變化,但-100 ℃液氮處理的鮰魚(yú)樣品自由水顯著升高。本研究結(jié)果表明,一定溫度的液氮速凍對(duì)鮰魚(yú)品質(zhì)無(wú)影響,但溫度降低到-100 ℃時(shí)會(huì)使得鮰魚(yú)品質(zhì)降低;從冷凍速率和品質(zhì)考慮,-80 ℃液氮處理更有利于鮰魚(yú)的速凍處理,這為液氮速凍在鮰魚(yú)流通、運(yùn)輸、貯藏方面的進(jìn)一步研究提供了一定的參考意義。