周強，劉蒙佳，丁立云，蘇鳳賢

(1.福建師范大學閩南科技學院生命科學與化學學院，福建 泉州 362332；2.江西省水產(chǎn)科學研究所，江西 南昌 330039；3.溫州科技職業(yè)學院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院，浙江 溫州 325006)

明蝦(Penaeuschinensis)屬節(jié)肢動物門，又名對蝦，是我國沿海地區(qū)重要海鮮品之一[1].新鮮明蝦因水分和蛋白質(zhì)含量高，極易在捕撈、加工及貯運過程受到微生物侵染而腐敗變質(zhì).在明蝦體內(nèi)存在一定量多酚氧化酶，會與明蝦體內(nèi)多巴類物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生黑色素造成蝦體黑變，導致其食用品質(zhì)迅速下降，不利于明蝦的保鮮、貯藏及深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2-5].水產(chǎn)品加工期間，磷酸鹽能夠提高其pH值，離子強度能夠得到改良[6]，適當添加復合磷酸鹽能改善凍品的品質(zhì)，降低水分的流失以及提高其保水性，保持水產(chǎn)品的新鮮度，并具有一定的抗氧化以及防腐功能，是一類品質(zhì)改良劑[7-8].明蝦在凍結(jié)的過程中，肉質(zhì)組織容易產(chǎn)生冰晶[9].進行解凍處理時，部分冰晶會融化成水，而這部分水不能夠完全被重吸收，便導致了凍結(jié)明蝦產(chǎn)生汁液流失的現(xiàn)象.汁液流失會使其營養(yǎng)成分有所損失，品質(zhì)降低.影響冷凍食品品質(zhì)的原因有很多，解凍方式是尤為顯著的一種[10]，而凍藏時間及凍融次數(shù)在一定程度上也影響其解凍品質(zhì)[11].國內(nèi)外學者對冷凍-解凍水產(chǎn)品及其他肉制品解凍過程中品質(zhì)變化已有諸多研究，如葉伏林等[12]研究4次反復凍融對黃鰭金槍魚(Thunnusalbacores)肉品質(zhì)的影響；姜晴晴等[13]比較低溫解凍、微波解凍、流水解凍、自然解凍對帶魚(Trichiuruslepturus)蛋白質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)低溫解凍可顯著降低其汁液流失率，而解凍方法的蒸煮損失率差異不顯著；Xia等[14]研究發(fā)現(xiàn)采用冷藏方法對豬肉進行解凍對品質(zhì)的損害最低，而微波解凍促進蛋白和脂肪氧化；Boonsomrej等[15]跟蹤測定不同解凍條件下水產(chǎn)品的理化、感官和微生物等指標，發(fā)現(xiàn)各指標間存在一定相關(guān)性.目前，關(guān)于不同解凍方法及處理條件應(yīng)用于明蝦解凍效果影響及其解凍品質(zhì)指標間相關(guān)性報道較少.本試驗采用(-26±0.5)℃凍結(jié)明蝦，凍藏72 h后采用不同解凍方法(自然空氣解凍、靜水解凍、冰箱解凍、微波解凍)及處理方式對明蝦進行解凍處理.通過考察測定解凍明蝦pH、汁液流失率、蒸煮損失率鹽溶性蛋白含量、菌落總數(shù)，分析比較不同解凍方法、添加復合磷酸鹽處理、反復凍融次數(shù)及凍藏時間對明蝦解凍品質(zhì)的影響，以期為提高明蝦的冷凍貯藏及解凍品質(zhì)提供一定的數(shù)據(jù)支持.

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮明蝦：購自漳州東山港，大小均一，質(zhì)量約12～15 g，體表光滑有色澤，明蝦上岸后低溫供氧運回實驗室.

1.2 試劑

三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉均為食品級，購自南京信捷匯生物科技有限公司.

瓊脂計數(shù)培養(yǎng)基為生化試劑，硫酸銅、氫氧化鈉、氫酒石酸鉀鈉、90%C2H5OH、85%H3PO4等均為分析純，均購自國藥集團.

1.3 主要儀器

BCD-215KS型冰箱：海爾股份有限公司；DTM-280型數(shù)顯溫度計：京冀儀器儀表廠；BSM2204型電子天平：上海卓精電子科技有限公司；科析HH-6恒溫數(shù)顯水浴鍋：金壇市科析儀器有限公司；TDL-40B型低速離心機：上海安亭科學儀器廠；722型可見分光光度計：上海佑科儀器儀表有限公司；PHS-3C型pH計：上海鵬順科學儀器有限公司；美的M1-L202B微波爐：廣東美的電器制造有限公司.

1.4 原材料的處理

新鮮活明蝦，挑選大小均一鮮明蝦，自來水清洗干凈后加適當?shù)谋?，表面的水分用吸水紙吸干凈并進行以下4種方式處理：

第1種(不同解凍方法處理)：將明蝦單體置于(-26±0.5) ℃的冰箱中冷凍72 h備用，并使用不同方法進行解凍.

第2種(復合磷酸鹽處理)：本課題組在前期磷酸鹽復配應(yīng)用于海鱸魚解凍效果試驗的基礎(chǔ)上，將明蝦涂抹0.2%復合磷酸鹽(三聚磷酸鈉∶焦磷酸鈉∶六偏磷酸鈉=2∶1∶1)，涂抹均勻后置于(-26±0.5)℃的冰箱中冷凍72 h，并設(shè)對照組，后續(xù)進行冰箱解凍處理[16].

第3種(反復凍融處理)：將明蝦置于(-26±0.5) ℃的冰箱中冷凍72 h，并使用冰箱解凍，解凍完畢，凍融次數(shù)即為1次，按此順序重復2～4次[17].

第4種(凍藏時間處理)：將明蝦單體置于(-26±0.5)℃的冰箱凍結(jié)，后續(xù)進行冰箱解凍處理.

1.5 解凍方法

1.5.1 靜水解凍 在燒杯中裝入常溫的自來水(18±0.5)℃，水量淹沒過明蝦.把經(jīng)過冰箱冷凍72 h的明蝦取出，置于燒杯中解凍，并計時，當蝦的中心溫度為(0±0.5)℃時，即為靜水解凍的終點[18].

1.5.2 冰箱解凍 把明蝦放入冰箱冷凍72 h，取出明蝦單體置于冰箱解凍(4±0.5)℃，并開始計時，當蝦體的中心溫度為(0±0.5) ℃時，即為冰箱解凍的終點[19].

1.5.3 空氣解凍 將冷凍處理72 h后的明蝦置于沒有熱源的實驗臺上進行解凍(22±0.5)℃，開始計時，蝦的中心溫度上升到(0±0.5) ℃時，解凍結(jié)束.

1.5.4 微波解凍 將冷凍72 h后的明蝦單體置于燒杯，進行微波解凍(1 000 W，915 MHz)，當蝦的中心溫度上升到(0±0.5)℃時解凍結(jié)束[20].

解凍后明蝦中心溫度采用偶極溫度計進行測定.

1.6 品質(zhì)指標測定

1.6.1 汁液流失的測定 稱取剛從冰箱中取出的明蝦，分別使用不同的方法解凍，用吸水紙盡量吸干凈蝦表面的多余水分，校零后，再將明蝦放置天平的稱量紙上，記錄質(zhì)量[21-22].

解凍汁液流失率的計算：

TL(%)=[(W1-W2)/W1]×100%

(1)

式中，TL為解凍汁液流失率(%)；W1為解凍前樣品的質(zhì)量(g)；W2為解凍后樣品的質(zhì)量(g).

1.6.2 蒸煮損失率的計算 把經(jīng)過不同方法解凍的明蝦，放入水浴鍋的燒杯中蒸煮，隔水蒸煮5 min.時間到之后，將蝦取出，吸去蝦表面的水分，置于天平稱量，并記錄[23].計算蒸煮損失率：

CL(%)=[(W3-W4)/W3]×100%

(2)

式中，CL為蒸煮損失率(%)；W3為蒸煮前樣品的質(zhì)量(g)；W4為蒸煮后樣品的質(zhì)量(g).

1.6.3 pH值的測定 參照羅天林等[24]采用酸度計法測定.

1.6.4 鹽性蛋白的測定 (1) 鹽溶蛋白提取 取待測樣品，去頭去殼去腸，稱取20 g蝦肉分散于4體積的磷酸鹽緩沖液(0.05 mol/L，pH 7.4)中，高速組織勻漿機勻漿2 min，勻漿液置于4 ℃條件下，抽提90 min(不時攪拌)，離心(8 000 r/min，20 min，4 ℃)，將沉淀分散于磷酸鹽緩沖液(0.05 mol/L，pH 7.4)中，重復上述操作3次.除去水溶性蛋白.取沉淀按以下實驗設(shè)計加入NaCl溶液，置于4 ℃條件抽提，然后離心(8 000 r/min，10 min)，所得上清液即為鹽溶性蛋白溶液.

(2)采用雙縮脲法測定鹽溶蛋白含量[25].標準曲線的測定：取12支試管分兩組，分別加入0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL的標準蛋白質(zhì)溶液，用水補足到1 mL，然后加入4 mL雙縮脲試劑.充分搖勻后，在室溫(20～25 ℃)下放置30 min，于540 nm處進行比色測定.用未加蛋白質(zhì)溶液的第一支試管作為空白對照液.取兩組測定的平均值，以蛋白質(zhì)的含量為橫坐標，光吸收值為縱坐標繪制標準曲線.通過牛血清蛋白質(zhì)溶液作出的標準曲線為y=0.813 6x+0.007(x的單位為μg)，R2=0.999擬合度較高，由此測得并計算明蝦鹽溶性蛋白含量.

式中，X為樣品吸光值；VT為樣品提取液總體積(即定容體積mL)；VS為樣品測量時的取樣體積(mL)；WF為樣品鮮質(zhì)量(g)；X為在標準曲線上查得的蛋白質(zhì)含量(μg).

1.6.5 菌落總數(shù)測定 參照劉蒙佳等[26]采用涂布培養(yǎng)法測定其菌落總數(shù).

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及處理

試驗中所有試樣做3個平行測定，并重復2次，數(shù)據(jù)測定結(jié)果用平均值±標準差表示.結(jié)果分析采用SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用Duncan多重比較對各均值進行差異顯著性分析.采用皮爾遜相關(guān)性分析對各品質(zhì)指標進行顯著性分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同的解凍方法對明蝦解凍品質(zhì)的影響

采用不同解凍方法對明蝦進行解凍，對各指標影響見表1.采用空氣解凍，解凍后明蝦pH值顯著高于冰箱解凍、靜水解凍和微波解凍(P<0.05)，而采用靜水解凍與微波解凍的pH值差異不明顯(P>0.05).采用冰箱解凍，樣品解凍后汁液流失率與蒸煮損失率顯著低于空氣解凍與靜水解凍(P<0.05)，而與微波解凍差異不明顯(P>0.05).采用冰箱解凍其鹽溶性蛋白含量最高為137.28 mg/g，顯著高于靜水解凍與空氣解凍(P<0.05)，而與微波解凍差異不明顯(P>0.05).菌落總數(shù)而言，微波解凍菌落總數(shù)為1.26(lgCFU/g)，顯著低于其他3種解凍方法(P<0.05).由此可見，采用冰箱解凍及微波解凍能有效保持凍結(jié)明蝦的解凍品質(zhì),綜合分析上述幾個指標，選取冰箱解凍進行后續(xù)解凍試驗.

2.2 添加復合磷酸鹽對明蝦解凍品質(zhì)的影響

復合磷酸鹽對明蝦解凍品質(zhì)的影響見表2.添加磷酸鹽組的汁液流失率、蒸煮損失率、菌落總數(shù)分別為0.75%、1.54%、3.24(lgCFU/g)，顯著低于對照組(P<0.05).明蝦解凍后鹽溶性蛋白含量而言，添加復合磷酸鹽組的鹽溶性蛋白含量為142.12 mg/g，顯著高于對照組(P<0.05).復合磷酸鹽組與對照組比較，其pH值有所上升，且差異顯著(P<0.05)，這有可能是磷酸鹽的水解呈現(xiàn)堿性導致測定結(jié)果上升.試驗表明，添加0.2%復合磷酸鹽能夠降低汁液流失率、蒸煮損失率及菌落總數(shù)，并提高其鹽蛋白含量，一定程度上可以改善明蝦的解凍品質(zhì).

表1 不同解凍方法下明蝦解凍品質(zhì)的變化

同列數(shù)據(jù)上標不同小寫字母表示組間存在顯著差異(P<0.05).

Values in each column with different small letters means significantly difference (P<0.05).

表2 添加復合磷酸鹽對明蝦解凍品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)上標不同小寫字母表示組間存在顯著差異(P<0.05).

Values in each column with different small letters means significantly difference (P<0.05).

2.3 反復凍融對明蝦解凍品質(zhì)的影響

反復凍融對明蝦解凍品質(zhì)影響見表3.反復凍融對明蝦各解凍指標影響明顯.隨著明蝦解凍次數(shù)的增加，pH、汁液流失率、蒸煮損失率呈上升趨勢，且解凍次數(shù)水平間對應(yīng)的pH值、蒸煮損失率差異顯著(P<0.05).鹽溶性蛋白含量與解凍次數(shù)呈負相關(guān)，且解凍次數(shù)水平間對應(yīng)的鹽溶性蛋白含量差異顯著(P<0.05).菌落總數(shù)隨著解凍次數(shù)的增加，呈現(xiàn)上升趨勢，且解凍次數(shù)(2～4次)各水平對應(yīng)的菌落總數(shù)差異顯著(P<0.05).

表3 反復凍融對明蝦解凍品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)上標不同小寫字母表示組間存在顯著差異(P<0.05).

Values in each column with different small letters means significantly difference (P<0.05).

2.4 不同凍結(jié)時間對明蝦解凍品質(zhì)的影響

采用冰箱解凍法對不同凍藏時間的明蝦進行解凍處理，結(jié)果見表4.隨著凍藏時間的延長，明蝦解凍的pH、汁液流失率、蒸煮損失率均呈現(xiàn)上升趨勢，但凍藏時間各水平間的指標差異不顯著(P>0.05).鹽溶性蛋白含量隨著凍藏時間延長逐漸下降，凍藏30 d后進行解凍，其鹽溶性蛋白含量為128.12 mg/g，顯著高于凍藏60 d和90 d的明蝦(P<0.05).菌落總數(shù)與凍藏時間呈負相關(guān)，凍藏30 d的明蝦解凍后，其菌落總數(shù)為4.97(lgCFU/g)，顯著高于凍藏60 d和90 d的明蝦(P<0.05).

2.5 解凍指標相關(guān)性分析

解凍終點，采集上述不同解凍方法及處理方式下的各解凍品質(zhì)指標，進行皮爾遜相關(guān)性分析，表5反映了明蝦解凍品質(zhì)特性的相關(guān)性.結(jié)果顯示，pH值與汁液流失率、菌落總數(shù)具有顯著相關(guān)性(P<0.05)，而與蒸煮損失率、鹽溶性蛋白含量相關(guān)性無統(tǒng)計學意義(P>0.05).汁液流失率與蒸煮損失率相關(guān)系數(shù)為r為0.916，呈高度正相關(guān)(P<0.01)，當明蝦的汁液流失率升高時，其蒸煮損失率也表現(xiàn)為升高，明蝦的品質(zhì)持水力下降明顯.同時研究發(fā)現(xiàn)，明蝦蒸煮損失率與其菌落總數(shù)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.562，且具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，表明明蝦蒸煮損失率上升，其對應(yīng)的菌落總數(shù)表現(xiàn)為上升，持水率下降及微生物污染加劇.鹽溶性蛋白含量與菌落總數(shù)表現(xiàn)為正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)較小為0.374，且無統(tǒng)計學意義(P>0.05).

表4 不同凍藏時間對明蝦解凍品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)上標不同小寫字母表示組間存在顯著差異(P<0.05).

Values in each column with different small letters means significantly difference (P<0.05).

表5 明蝦解凍品質(zhì)指標相關(guān)性分析

5 討論

明蝦解凍過程中易受微生物及內(nèi)源酶分解作用，凍品pH值將出現(xiàn)升高趨勢，pH值可用來判定明蝦解凍品質(zhì)優(yōu)劣[27].本研究發(fā)現(xiàn)，采用空氣解凍其pH值顯著高于其他幾種解凍方法，這可能與空氣解凍過程中，氧氣分壓升高及溫度上升作用導致的微生物增殖有關(guān)，腐敗微生物增殖導致蝦體蛋白質(zhì)水解pH值上升.相對于對照組，添加復合磷酸鹽組可顯著提高樣品pH值，這主要是由于復合磷酸鹽電離呈堿性所致.本研究還發(fā)現(xiàn)反復凍融對明蝦解凍后pH值影響明顯，解凍次數(shù)增多會導致其pH值的顯著上升，這主要與反復凍融過程中微生物增殖有關(guān)，而凍藏時間延長，解凍后明蝦pH值稍有上升，但差異不顯著，這可能與凍藏時間過程中明蝦肌肉組織汁液流失及氧化協(xié)同作用有關(guān)，上述兩者對解凍后明蝦的pH值的交互影響有待進一步研究.

汁液流失率及蒸煮損失率可反映解凍明蝦蛋白質(zhì)的持水性，并作為明蝦解凍品質(zhì)的檢測指標[28-29].汁液流失率及蒸煮損失率增大，表明其解凍品質(zhì)下降[30].蝦肉在冷凍過程形成冰晶，肌肉組織受到不同程度的擠壓而發(fā)生變形，肌原纖維失水收縮，保持原有水分的能力下降[31].本研究中，冰箱解凍及微波解凍對應(yīng)的汁液流失率及蒸煮損失率較低，其中冰箱解凍較緩慢，冰晶對蝦體組織細胞破壞較小，而微波解凍從凍品內(nèi)部開始，解凍速度快，冰晶對凍品的擠壓時間也可顯著縮短.侯曉榮等[32]采用不同方法實現(xiàn)中國對蝦的解凍，其汁液流失率變化趨勢與本研究較一致，而蒸煮損失率較大，這可能與其蒸煮實驗所采用的蒸煮時間及試驗預處理有關(guān).有研究發(fā)現(xiàn)，添加復合磷酸鹽可提高肉制品的保水性及持水力[33]，宋廣磊等[34]也嘗試探究復合磷酸鹽對粒凍貽貝(Mytilusedulis)失水率影響，研究表明處理組可有效提高保水率.本研究中，添加復合磷酸鹽組能顯著降低明蝦解凍過程中的汁液流失率及蒸煮損失率，在自然或加熱過程中肌球蛋白通過形成凝膠，使更多的水分被固定在肌肉中，提高了組織的持水能力，減少了汁液流失率及蒸煮損失率[35]，這與張麗等[6]采用復合磷酸鹽對中國對蝦保水研究效果一致.另外，本研究發(fā)現(xiàn)解凍次數(shù)增多易導致汁液流率及蒸煮損失率增大，這主要是由于反復凍融容易導致蝦體內(nèi)部的冰晶生長及組織變性，明蝦蛋白質(zhì)出現(xiàn)凍結(jié)變性的加劇，肌細胞的結(jié)構(gòu)被損壞、肌原纖維失去了完整性[36].而延長凍藏時間，其汁液流失率及蒸煮損失率也表現(xiàn)為稍有上升，這主要與凍藏過程中冰晶對蝦體擠壓作用時間延長有關(guān).這與鄒明輝等[37]研究凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)蝦仁解凍結(jié)果一致.

有研究表明，凍品解凍后鹽溶性蛋白含量越低，表明其蛋白的變性程度較高，相對應(yīng)的解凍品質(zhì)出現(xiàn)下降[38].本研究發(fā)現(xiàn)，采用冰箱解凍及微波解凍可有效維持蝦體鹽溶性蛋白含量.姜晴晴等[13]發(fā)現(xiàn)流水解凍及低溫自然解凍后帶魚鹽溶性顯著低于其他兩種解凍方法，與本研究結(jié)果一致.同時，研究發(fā)現(xiàn)添加復合磷酸鹽可有效維持蝦體鹽溶性蛋白含量，這主要是復合磷酸鹽可使肌球蛋白從肌原纖維所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間中解離出來，增加鹽溶性蛋白質(zhì)的含量，這與于魏等[39]不同磷酸鹽復配在對草魚(Ctenopharyngodonidellus)魚糜鹽溶蛋白的影響較一致.另外，研究表明解凍次數(shù)增多導致鹽溶性蛋白含量的顯著降低，這與姜晴晴等[13]有關(guān)帶魚凍融次數(shù)增多，凍品的持水性下降及鹽溶性蛋白含量降低的研究結(jié)果一致.而延長凍藏時間一定程度上也導致鹽溶性蛋白含量的降低，本結(jié)果與侯溫甫等[40]研究一致.

凍品解凍過程中由于溫度及解凍時間的影響，微生物可出現(xiàn)繁殖，菌落總數(shù)的增加導致明蝦解凍品質(zhì)下降[41].本研究發(fā)現(xiàn)采用空氣解凍，明蝦菌落總數(shù)顯著高于其他幾種解凍方法，這主要是空氣解凍過程中溫度及氧氣對微生物增殖的促進作用所致，而微波解凍菌落總數(shù)最低，這與微波解凍的熱殺菌作用有關(guān).有研究報道[42]，添加磷酸鹽對水產(chǎn)品中的枯草芽孢菌及藤黃微球菌有一定抑制作用，本研究也發(fā)現(xiàn)添加復合磷酸鹽較對照組可有效降低明蝦菌落總數(shù).本研究發(fā)現(xiàn)解凍次數(shù)的增加導致菌落總數(shù)明顯上升，這與反復凍融過程中溫度升高導致的微生物及酶活性增強有關(guān)，而凍藏時間延長菌落總數(shù)出現(xiàn)下降，這可能是由于明蝦的低溫下出現(xiàn)的冷沖擊，少數(shù)細胞出現(xiàn)死亡，從而導致其菌落總數(shù)稍有下降[43].

相關(guān)性分析表明，pH值的升高表現(xiàn)為解凍明蝦汁液流失率的升高及菌落總數(shù)的增大，微生物的增殖及內(nèi)源酶活性增強對明蝦蛋白質(zhì)的水解作用加劇，分解產(chǎn)生胺類等堿性物質(zhì)導致其體系pH值升高.菌落總數(shù)的增加表現(xiàn)為汁液流失率及蒸煮損失率的明顯上升，這與微生物增殖導致組織蛋白變性，蝦體持水率下降有關(guān)，而鹽溶性蛋白含量指標與其他指標具有一定相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)較小.

5 結(jié)論

采用冰箱解凍及微波解凍可有效改善明蝦的解凍品質(zhì)，后續(xù)試驗在采用冰箱解凍基礎(chǔ)上，減少凍融次數(shù)、添加0.2%復合磷酸鹽、縮短凍藏時間，可以改善明蝦的解凍品質(zhì).相關(guān)性分析表明，明蝦解凍后的汁液流失率與蒸煮損失率兩指標間相關(guān)性較大(r=0.916).而樣品菌落總數(shù)的增加也會顯著促使其pH值、汁液流失率及蒸煮損失率的升高.