余文暉，王金鋒,3，謝 晶,3,4,*

（1.上海海洋大學食品學院，上海 201306；2.上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價專業(yè)技術服務平臺，上海 201306；3.上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海 201306；4.食品科學與工程國家級實驗教學示范中心（上海海洋大學），上海 201306）

金槍魚味道鮮美營養(yǎng)豐富，具有高蛋白、低脂肪的特點，經濟和食用價值很高。為了保持金槍魚的新鮮度，金槍魚在捕獲之后一般在－55 ℃下低溫貯藏[1-2]。金槍魚凍藏期間處于完全凍結狀態(tài)，細胞內生物化學反應基本停滯，對其新鮮度影響較小。金槍魚在加工或食用之前，必須進行解凍，解凍過程對其色澤、質地和營養(yǎng)價值等影響巨大，因此尋找合適的解凍方式對保持金槍魚的品質十分重要。

目前，對金槍魚解凍方式研究集中在空氣解凍、低頻解凍、微波解凍等常用的解凍方式[3-4]，但空氣解凍時間長、效果差；低頻解凍對魚塊平整性要求較高，微波解凍存在局部過熱的問題[5-7]。劉燕[8]比較了空氣解凍、冷藏庫解凍、溫鹽水-冷藏庫組合解凍等解凍方式對金槍魚解凍后品質的影響，發(fā)現溫鹽水-冷藏庫解凍能更好地保持金槍魚的口感和色澤，但存在解凍時間較長的缺陷。包海蓉等[9]對比研究了冰鹽水組合冷藏室解凍和傳統冷藏室解凍方式對金槍魚品質的影響，通過測定解凍速率、質構、K值等指標，發(fā)現采用冰鹽水組合冷藏室解凍比傳統冷藏室解凍能夠縮短近一半時間，解凍后的各項品質指標都優(yōu)于冷藏室解凍。王錫昌等[10]對溫鹽水-冷藏庫組合解凍工藝進行了優(yōu)化，通過對紅度和咀嚼性的比較，確定鹽水質量分數和鹽水溫度是影響金槍魚解凍的主要因素，并通過正交試驗最終得出40 ℃、質量分數3%鹽水條件下解凍效果最好。與其他解凍方式相比，經鹽溶液解凍后的金槍魚色澤鮮亮，富有彈性，具有一定的抑菌作用，但若解凍的鹽溶液質量分數過低，會存在解凍時間過長、可溶性物質流失等問題[11]。因此選用合適的鹽溶液質量分數和種類對解凍后的金槍魚品質有著直接的影響。

鹽溶液解凍能夠提高解凍速率，但鹽溶液質量分數和鹽溶液種類會對金槍魚的品質和口感具有一定影響。因此，本實驗通過測定金槍魚經不同種類和質量分數鹽溶液解凍后，其保水性、鹽溶性蛋白含量、色差等指標，并對微觀組織結構進行觀察，深入研究鹽溶液質量分數和鹽溶液種類對金槍魚品質的影響，獲得最佳質量分數鹽溶液解凍工藝。本研究為金槍魚鹽溶液解凍的實際應用提供理論參考，也為進一步的研究提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗金槍魚購自浙江豐匯遠洋漁業(yè)有限公司，其捕撈后經超低溫速凍、真空包裝后貯藏于－50 ℃條件。

氯化鈉、無水氯化鈣、二甲苯、無水乙醇、體積分數10%的福爾馬林、切片石蠟，蘇木精染色液、伊紅染色液、改良型Bradford法蛋白濃度測定試劑盒、10×磷酸鹽緩沖液 生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 儀器與設備

DC系列低溫恒溫槽 上海方瑞儀器有限公司；H-2050R型臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；F2640A型多路采集熱電偶 上海弗魯克流體機械制造有限公司；UV-2100型紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；CM1100冷凍切片機 德國徠卡測量系統有限公司；Eclipse E200生物顯微鏡 日本尼康儀器有限公司；PQ001臺式脈沖核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）分析儀上海紐邁公司。

1.3 方法

1.3.1 原料解凍處理

本實驗分為7 組，將每塊質量約400 g的金槍魚魚塊完全浸沒于去離子水（對照）和質量分數分別為2%、3%、6%的NaCl和CaCl2溶液中，每組體積約500 mL，燒杯放置于低溫恒溫槽內，溫度保持在20 ℃，采用F2640A型多路采集熱電偶對魚塊中心溫度進行檢測，每秒記錄一次數據，當金槍魚魚塊中心溫度到達5 ℃時即為解凍結束，記錄從－50 ℃升溫至5 ℃所需要的時間，即為解凍時間。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 滲鹽量測定

滲鹽量表示單位質量魚塊滲入鹽分的質量，參考徐慧文等[12]的方法測定滲鹽量。

1.3.2.2 解凍損失率測定

參考Bedane等[13]的方法測定金槍魚魚塊的解凍損失率。

1.3.2.3 持水力測定

參照Saito等[14]的方法并稍作修改。稱取2 g左右解凍后的金槍魚魚肉，質量記為m1/g，用濾紙包裹后4 ℃、5 000 r/min冷凍離心，去掉濾紙，稱量濾紙質量，記為m2/g，持水力按下式計算。實驗重復3 次取平均值。

1.3.2.4 蒸煮損失率測定

參考Li Dapeng等[15]的方法測定蒸煮損失率。

1.3.2.5 質構測定

參考李念文等[16]的方法并稍作修改。將解凍后的魚塊切成1 cm×1 cm×2 cm的方塊，每組實驗各取6 份樣品，測定后取平均值，對樣品進行2 次壓縮測試，取彈性、硬度、咀嚼性3 個指標。

1.3.2.6 LF-NMR測定

參考Wang Shuo等[17]的方法對金槍魚進行低場核磁共振（low field-NMR，LF-NMR）分析，將金槍魚魚肉切成規(guī)格為2 cm×1 cm×2 cm大小的方塊，放入磁場中心位置的射頻線圈中心，使用CPMG序列，設置參數為：采樣寬帶SW＝100 kHz、重復采樣時間為4 000 ms、回波時間TE＝0.500、回波個數NECH＝8 000、重復采樣次數2 次，采用分析軟件進行迭代反演。

1.3.2.7 色澤測定

將解凍后的金槍魚魚肉切塊（1 cm×1 cm×2 cm）采用色差儀測定正反兩面的紅度（a*值），每面測定2 次，重復實驗3 次取平均值。

1.3.2.8 鹽溶性蛋白含量測定

參考Niu Lihong等[18]的肌原纖維蛋白提取方法并稍作修改。稱取2 g的金槍魚肉，加入18 mL蒸餾水，均質（14 000 r/min、1 min）后將溶液冷凍離心10 min（10 000 r/min、4 ℃），過濾獲得沉淀，再次加入18 mL質量分數為3%的NaCl溶液，均質（14 000 r/min、1 min），冷凍離心10 min（10 000 r/min、4 ℃），取上清液。蛋白質含量測定均采用Bradford法蛋白濃度測定試劑盒，每組實驗均重復3 次。

1.3.2.9 微觀結構觀察

參考湯元睿等[19]的方法并稍作修改。將解凍后的金槍魚切成4 mm×4 mm×4 mm大小魚塊，置于體積分數5%福爾馬林固定液中靜置24 h，采用不同體積分數乙醇進行梯度脫水（70%→85%→90%→95%→100%）；對脫水后的魚塊進行二甲苯透明處理，之后浸蠟包埋，制成切片（厚度4 μm）；切片經蘇木精-伊紅（hematoxylin and eosin，HE）法染色后，采用Nikon-E200光學顯微鏡進行觀察（10×10 倍），并拍攝典型組織圖像。

1.4 數據處理與分析

數據均采用SPSS Statistic 20.0軟件進行統計分析，結果采用Tukey法檢驗顯著差異性，差異顯著水平P＜0.05。使用Origin 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同解凍方式對金槍魚解凍時間的影響

圖1 不同質量分數鹽溶液解凍金槍魚的溫度曲線Fig. 1 Temperature curves of tuna thawing in salt solutions at different concentrations

圖1 所示是金槍魚魚塊在20 ℃的低溫恒溫槽中解凍時魚肉中心溫度的變化情況。在－50～－10 ℃這一階段，金槍魚魚塊的解凍速率較快，肌肉中的水分主要以冰晶的形式存在，冰晶熱導率較高，屬于顯熱升溫階段，魚塊中心溫度上升迅速[20]。在－10～5 ℃這一階段，冰晶開始逐漸融化。當溫度接近0 ℃時，會發(fā)生物理相變，在物理相變的過程中，吸收大量熱量，解凍速率變緩，耗時較長[21]，溫度上升變慢，冰晶大量融化，相變完成后，冰晶全部融化，冷凍速率再次上升[22]。解凍過程中，冰晶的融化會對細胞的完整性造成一定破壞，縮短冰晶融化時間對于維持解凍后金槍魚的品質十分重要[23]。與對照去離子水相比，鹽溶液解凍能夠明顯縮短解凍時間，鹽溶液質量分數越高，解凍速率越快，同種質量分數下的CaCl2鹽溶液導熱系數更高，解凍速率更快，可以有效減少解凍過程中冰晶融化對金槍魚品質的影響。

2.2 不同解凍方式對金槍魚滲鹽量的影響

圖2 不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚滲鹽量的影響Fig. 2 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on salt infiltration in tuna

金槍魚在鹽溶液中解凍會增加魚肉中鹽分的含量，滲鹽量過高會對解凍后金槍魚魚肉的口感和風味造成一定的影響[19,24]。由圖2可以看出，隨著鹽分質量分數的增加，金槍魚魚肉的滲鹽量逐漸增加，說明鹽溶液質量分數對金槍魚魚肉的滲鹽量影響較大。質量分數為2%、3%的NaCl溶液組滲鹽量分別為0.9%、1.2%，當鹽溶液質量分數增加到6%時，滲鹽量增加至2.4%，說明滲鹽量與鹽溶液質量分數呈正相關。相同質量分數下，經CaCl2溶液解凍后的金槍魚魚塊，滲鹽量始終低于經NaCl溶液解凍后的金槍魚魚塊。因此，采用CaCl2解凍能夠減少鹽分的滲入，這與徐慧文等[12]的研究結果一致。

2.3 不同解凍方式對金槍魚保水性的影響

2.3.1 不同解凍方式對金槍魚蒸煮損失率、解凍損失率和持水力的影響

金槍魚魚肉中含有的大量水分是金槍魚魚肉的重要組成部分，其含量和分布狀態(tài)與蛋白質、色澤、質構等方面緊密相關[25]。蒸煮損失率、解凍損失率和持水力是衡量金槍魚蛋白質變性程度的重要指標[26]。表1所示為不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚保水性的影響。7 種解凍方式中，對照組保水性較差，解凍損失率和蒸煮損失率較高，這是因為解凍損失率和蒸煮損失率與魚肉的完整性相關，可能去離子水解凍后的金槍魚魚肉所受損傷較大，汁液流失嚴重[27]。

表1 不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚保水性的影響Table 1 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on water-holding capacity of tuna

相同質量分數下，使用CaCl2溶液解凍的金槍魚魚肉解凍損失率更低，持水力更高，這是因為CaCl2溶液的熔點更低，解凍速率更高。余小領等[28]對凍結豬肉進行不同速率解凍研究后也發(fā)現，解凍速率越大，汁液損失率越小。在所有解凍方式中，鹽溶液質量分數為3%時，解凍后的金槍魚解凍損失率和蒸煮損失率最小。鹽溶液質量分數過高會造成細胞失水，過低會造成金槍魚魚肉細胞內外的壓差不均衡，使得細胞膜破裂或失水，溶質外流，造成持水力下降、解凍損失率和蒸煮損失率增加。因此，選用3% CaCl2鹽溶液解凍金槍魚能夠有效降低金槍魚解凍損失率，減少解凍過程中的營養(yǎng)損失。

2.3.2 不同解凍方式對金槍魚含水量的影響

圖3 不同質量分數鹽溶液解凍后的金槍魚橫向弛豫時間T2的分布Fig. 3 Distribution of transverse relaxation time (T2) of tuna after thawing in salt solutions at different concentrations

LF-NMR技術利用固定磁距的原子核（1H）在磁場的作用下發(fā)生能量交換的原理，對樣品組分進行分析，通過測量1H質子的橫向弛豫時間（T2）在肉制品中的衰減規(guī)律來測定樣品中不同狀態(tài)水分的含量，水分含量以曲線所對應的峰面積來表示[29-30]。金槍魚魚肉中的水分種類根據活動狀態(tài)可以分為結合水、不易流動水和自由水3 種形式，其中弛豫時間在0～10 ms的峰（T21）代表結合水，10～150 ms的峰（T22）代表不易流動水，150～1 245 ms的峰（T23）表示自由水[31]。如圖3所示，鹽溶液經3% CaCl2鹽溶液解凍后的金槍魚總峰面積最大，含水量最高；NaCl溶液解凍后的金槍魚含水量隨著質量分數的增加逐漸降低，溶液質量分數增大會大幅降低金槍魚魚肉中的含水量。

圖4 不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚橫向弛豫時間T2峰分布的影響Fig. 4 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on T2 peak distribution in tuna

圖4 顯示了金槍魚魚肉中不同狀態(tài)的水分所占比例。不易流動水主要存在于肌原纖維蛋及膜之間，占金槍魚魚肉中總水分含量的80%以上；結合水主要以結合蛋白的形式存在，含量較少，不到總水分含量的5%；自由水存在于細胞間隙，受到外力影響后易于流失，這與夏天蘭等[32]的分析結果一致。不易流動水的含量與保水性呈正相關[33]，其中經3% NaCl鹽溶液和3% CaCl2鹽溶液解凍后的金槍魚魚肉中，不易流動水所占比例較高，肌肉的保水性最好。因此，采用質量分數3%的鹽溶液解凍可以減輕對金槍魚魚肉的纖維結構破壞，最大限度地避免肌纖維組織中的不易流動水向自由水轉化，減少金槍魚魚肉的水分流失。

圖5 不同質量分數鹽溶液解凍后金槍魚魚肉的NMR圖像Fig. 5 Nuclear magnetic resonance images of tuna thawed in salt solutions at different concentrations

LF-NMR技術還可以通過樣品所反射出的信號強度來觀測水分的分布情況，魚肉中含水量越高，顏色越亮，反之，則顏色越暗[34]。由圖5可知，經NaCl溶液解凍后的金槍魚魚肉呈現綠色，水分含量整體較低，說明采用NaCl溶液解凍對金槍魚魚肉的含水量影響較大；而經CaCl2溶液解凍后的金槍魚魚肉顏色呈現黃紅色，分布均勻，說明CaCl2溶液解凍可以有效減少金槍魚魚肉中的水分流失，提高保水性，其中質量分數為3%的CaCl2溶液具有最好的保水效果。

2.4 不同解凍方式對金槍魚色澤的影響

圖6 不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚色澤的影響Fig. 6 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on color difference of tuna

新鮮的金槍魚魚肉呈鮮紅色，在解凍過程中，金槍魚魚肉會發(fā)生一定程度的褐變，對金槍魚魚肉的外觀造成一定的影響，從而降低金槍魚魚肉的商品價值[35]。金槍魚魚肉肉色的變化與高鐵肌紅蛋白的變化密切相關，高鐵肌紅蛋白的氧化導致金槍魚魚肉色澤暗淡，而高鐵肌紅蛋白的含量又受到肌肉部位、脂肪氧化等多種因素的影響[36-37]。圖6所示為不同質量分數的鹽溶液解凍金槍魚后其紅度的變化情況。隨著NaCl鹽溶液質量分數的增加，解凍時間縮短，a*值逐漸增加。與NaCl鹽溶液相比，CaCl2鹽溶液解凍后的金槍魚色澤較差，實際解凍實驗中，CaCl2溶液解凍后的金槍魚的表面出現了輕微泛白的現象。2% CaCl2鹽溶液解凍時間較長，高鐵肌紅蛋白氧化程度較高，紅度較低。3% CaCl2鹽溶液解凍時間縮短，解凍后金槍魚肉的a*值接近10。6% CaCl2鹽溶液解凍時間最短，高鐵肌紅蛋白氧化程度最低，但隨著CaCl2溶液質量分數的增加，魚肉表面泛白現象也較為嚴重，影響了金槍魚的色澤，造成紅度降低。對比所有的實驗組發(fā)現，采用NaCl溶液解凍后的金槍魚紅度較高，其中6% NaCl溶液效果最好。采用3% CaCl2鹽溶液解凍后的金槍魚與3%、6% NaCl溶液解凍后的金槍魚相比，a*值差異不顯著（P＞0.05）。

2.5 不同解凍方式對金槍魚鹽溶性蛋白含量的影響

圖7 不同鹽溶液解凍對金槍魚鹽溶性蛋白含量的影響Fig. 7 Effect of thawing in salt solution at different concentrations on the content of salt-soluble protein in tuna

蛋白含量是評判肌肉品質優(yōu)劣的重要指標，鹽溶性蛋白是金槍魚肌肉組織中的主要成分[38-39]。由圖7可以看出，去離子水解凍后金槍魚鹽溶性蛋白含量最低，顯著低于鹽溶液解凍組（P＜0.05），這是因為去離子水解凍時間最長，微生物繁殖較多導致蛋白質變性嚴重。使用NaCl、CaCl2溶液解凍金槍魚魚肉，解凍時間較短，且鹽對微生物具有一定的抑制作用，因此鹽溶性蛋白的含量更高。使用CaCl2溶液解凍的效果要整體好于NaCl，其中經3% CaCl2溶液解凍的金槍魚魚肉具有最高的鹽溶性蛋白含量，這可能是因為金槍魚生活的海水環(huán)境中，鹽分質量分數一般為3%～4%，在此質量分數下解凍金槍魚，可以最大程度地平衡滲透壓，減少蛋白質的變性，保持金槍魚魚肉的品質。

2.6 不同解凍方式對金槍魚質構的影響

圖8 不同質量分數鹽溶液解凍對金槍魚質構的影響Fig. 8 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on texture of tuna

金槍魚魚肉的質構特性主要與肌肉組織的纖維狀態(tài)以及肌肉蛋白含量相關，金槍魚魚肉中的蛋白質變性和微生物的分解都會導致質構下降[40-41]。如圖8所示，不同方式解凍組金槍魚魚肉硬度和咀嚼度差異顯著，彈性差異較小，說明不同質量分數的鹽溶液解凍對金槍魚魚肉的彈性影響較小，對硬度影響較大。對于同種鹽溶液處理組，質量分數3%鹽溶液解凍后的金槍魚魚肉彈性和咀嚼性顯著高于其他解凍組（P＜0.05）。兩種不同類型的鹽溶液比較，CaCl2鹽溶液解凍后的金槍魚魚肉質構特性要整體好于經NaCl鹽溶液解凍的金槍魚魚肉，這是因為NaCl鹽溶液解凍后的金槍魚魚肉蛋白質含量較低，而蛋白含量是影響質構變化的主要原因之一[42]。在不同質量分數鹽溶液的解凍實驗中，采用3% CaCl2溶液解凍能夠最大程度地保持金槍魚魚肉的硬度，降低解凍過程對其質構的影響。

2.7 不同解凍方式對金槍魚組織結構的影響

圖9 不同質量分數鹽溶液對解凍后的金槍魚微觀組織結構的影響Fig. 9 Effect of thawing in salt solutions at different concentrations on microstructure of tuna

不同解凍方式下的金槍魚魚肉，冰晶融化速率不同會對肌肉組織結構造成不同的影響。由圖9可以看出，去離子水解凍后的金槍魚魚肉組織無規(guī)則、破壞嚴重，這是因為去離子水解凍時間較長，肌原纖維蛋白在微生物和酶的作用下降解變性[43]。NaCl和CaCl2溶液解凍后的金槍魚肌肉組織結構較為完整，質量分數3%的鹽溶液相對于質量分數2%的鹽溶液解凍時間更短，組織結構完整性更好。當鹽溶液質量分數達到6%時，魚肉組織間隙增大、肉質松散，這可能是因為鹽溶液質量分數過高，水分流失嚴重所導致。郭恒等[27]通過研究解凍溫度對冷凍鮐魚的影響也得出解凍速率越快，魚肉肌束之間的間隙越大的結論。對比所有的解凍方式可以發(fā)現，使用3% CaCl2溶液解凍后的金槍魚，肌肉組織結構間隙均勻，邊緣清晰，保持了魚肉組織原本的致密性，解凍效果最好。

3 結 論

與去離子水解凍相比，鹽溶液解凍能夠明顯縮短解凍時間，同種鹽溶液解凍時，質量分數越高，解凍時間越長，滲鹽量越高；且與相同質量分數NaCl溶液相比，CaCl2溶液解凍速率更快、滲鹽量更低。在所有的實驗組中，質量分數3%的鹽溶液解凍后的金槍魚解凍損失和蒸煮損失最小。3% CaCl2溶液解凍后的金槍魚魚肉其鹽溶性蛋白含量最高，硬度最大，組織結構最為完整，紅度較高。綜合考慮，采用CaCl2溶液解凍能夠提升金槍魚的解凍品質，縮短解凍時間，其中質量分數3% CaCl2溶液效果最好，能夠最大限度地保持金槍魚的新鮮度。