張詩雯，儀淑敏,*，呂柯明，李學(xué)鵬，李遠(yuǎn)釗，丁浩宸，徐永霞，米紅波，朱文慧，勵建榮,*

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及發(fā)全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，國家魚糜及魚糜制品加工技術(shù)研發(fā)分中心，遼寧 錦州 121013；2.煙臺富美特信息科技股份有限公司，山東 煙臺 264000；3.遼寧發(fā)井食品有限公司，遼寧 鞍山 114100）

金線魚（Nemipterus virgatus）又稱紅衫、紅哥鯉，隸屬于鱸形目金線魚科，體側(cè)有多條明顯黃色縱帶，肉質(zhì)細(xì)嫩、營養(yǎng)豐富、價格低廉，廣泛分布在印度-莫太平洋亞熱帶、熱帶海區(qū)，是海產(chǎn)經(jīng)濟魚類之一，同時也是常見冷凍魚糜及魚糜制品的原料[1-3]。據(jù)統(tǒng)計，2017年金線魚捕撈產(chǎn)量為37.46萬 t，與2009年相比增長了22.22%，呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢，可為魚糜制品提供充足穩(wěn)定的原料[4]。

魚糜制品是以魚糜為主要原料，添加輔料調(diào)味、經(jīng)斬拌、熱凝膠化、成型等工藝制成的水產(chǎn)食品，其種類多樣，例如魚腸、魚丸、魚糕、模擬蟹棒等[5]。魚糜制品自2009年以來，生產(chǎn)量增加了81.85%，2017年占水產(chǎn)加工品總產(chǎn)量的7.02%，是我國水產(chǎn)品加工中增長最快的產(chǎn)品之一[4]。消費者不但對魚糜制品的需求量在不斷上升，而且對其品質(zhì)要求也不斷提高[5]。

魚糜制品由于水分和蛋白質(zhì)含量高，導(dǎo)致易腐敗變質(zhì)[6]。凍結(jié)可抑制微生物的生長繁殖，生物化學(xué)反應(yīng)速度減慢，極大程度上延緩食品的腐敗，但凍結(jié)同時也會破壞食品的組織結(jié)構(gòu)，解凍后汁液流失嚴(yán)重，不能保持食品的原有外觀，品質(zhì)明顯下降[7]。其中水分含量是食品凍結(jié)過程中影響食品品質(zhì)的重要因素，冷凍產(chǎn)品的最終質(zhì)量取決于水轉(zhuǎn)化為冰的相變或結(jié)晶過程[8-9]。

曹立偉等[10]研究了變性淀粉對鰱魚糜凍結(jié)速率及凝膠特性的影響；岳開華等[11]研究了凍藏溫度和凍藏時間對海鱸魚魚糜的流變特性和凝膠結(jié)構(gòu)的影響；Nui Liqiong等[12]研究了乳化魚油對凍藏期間狹鱈魚糜熱凝膠持水性和冰結(jié)晶形成的影響；Hunt等[13]進(jìn)行了碳酸氫鈉對不同冷凍速率下制備的阿拉斯加鱈魚魚糜凝膠性能的比較研究；Jia Ru等[14]對低糊化溫度的甘薯淀粉提高魚糜冷凍后凝膠質(zhì)量進(jìn)行了研究。但研究主要集中在凍藏方式或時間對生鮮產(chǎn)品或冷凍魚糜品質(zhì)的影響，在水分含量及魚糜制品方面的研究較少。魚糜制品水分含量高，且凍結(jié)過程的實質(zhì)是水結(jié)成冰，對食品品質(zhì)有重要影響。同時水分作為魚糜凝膠中的主要成分，不僅在降低成本、提高產(chǎn)品回率方面起著重要的作用，而且對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性也有著重要的作用[15]。為探究水分對凍結(jié)魚糜制品品質(zhì)影響，以金線魚糜為原料制備不同水分含量的金線魚肉香腸，-20 ℃凍結(jié)，觀察其凍結(jié)特性及品質(zhì)變化，旨在為實際的加工生產(chǎn)提供參考，平衡成本與品質(zhì)的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金線魚糜 青島新錦畇國際貿(mào)易有限公司；食鹽市購。

磷酸氫二鈉 天津市天力化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鈉 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；無水乙醇天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；戊二醛 天津市福晨化學(xué)試劑廠。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UMC5真空斬拌機 德國Stephan公司；YSN立式灌腸機 廣州優(yōu)連食品加工機械有限公司；i100-E8T溫度記錄儀 蘇州閩泰瑞澤電子科技有限公司；全能臺式高速冷凍離心機 美國Thermo Fisher Scientific公司；NMI20核磁共振成像儀 上海紐約電子科技有限公司；TA-XT-Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；S4800場發(fā)射掃描電鏡 日本Minolta公司。

1.3 方法

1.3.1 魚肉香腸的制備

將冷凍的金線魚糜靜水解凍，切塊后放入真空斬拌機斬拌2 min，加鹽斬拌2 min，調(diào)節(jié)水分并真空斬拌3 min，取出物料灌腸（直徑約3 cm，長度約6 cm）?？刂茢匕柽^程中物料低于10 ℃，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別調(diào)節(jié)至76%、78%、80%、82%、84%。

將灌好的魚肉香腸在40 ℃水浴鍋中加熱30 min凝膠化，隨后在90 ℃水浴鍋中加熱20 min熟化，最后取出魚肉香腸在冰水混合物中快速冷卻，放入4 ℃冰箱過夜備用。將不同水分含量的金線魚肉香腸在-20 ℃冰箱凍結(jié)后4 ℃解凍，測定各指標(biāo)。

1.3.2 凍結(jié)曲線測定

參考Bainy等[16]的方法略有修改。將溫度記錄儀的探頭分別插入金線魚肉香腸的幾何中心處，均勻放置于-20 ℃冰箱中進(jìn)行凍結(jié)，待中心溫度達(dá)到-18 ℃完成凍結(jié)。溫度記錄儀每1 min記錄一次溫度，根據(jù)溫度變化繪制凍結(jié)曲線，確定凍結(jié)點。

1.3.3 解凍損失測定

參考Xia Xiufang等[17]的方法。稱取金線魚肉香腸凍結(jié)前的質(zhì)量為m1，稱取解凍后的質(zhì)量為m2，每組3 個平行，解凍損失按式（1）計算：

1.3.4 持水性測定

參考Cao Hongwei等[15]的方法略有修改。將金線魚肉香腸切成5 mm薄片（1.00±0.02）g，準(zhǔn)確稱取質(zhì)量G1，包裹在3 層濾紙中，放入50 mL離心管。離心參數(shù)：4 ℃，5 000×g，20 min。離心后立即取出稱取質(zhì)量G2，每組3 個平行，持水性按式（2）計算：

1.3.5 水分分布及存在狀態(tài)測定

參考Ma Xingsheng等[18]的方法。將金線魚肉香腸放至室溫，取直徑10 mm、高20 mm的圓柱體樣品分別放入核磁管中，用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列進(jìn)行橫方弛豫時間T2的測定。測定參數(shù)：90 度脈沖寬度為14 μs，頻率為22 MHz，接回譜寬為100 kHz，采樣重復(fù)時間為2 000 ms，重復(fù)掃描次數(shù)為8，半回波時間為150 μs，回波個數(shù)為4 000，每組3 個平行。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)特性測定

參考Pita-Calvo等[19]的方法略有修改。將金線魚肉香腸放至室溫，切成高2 cm的圓柱體。采用TA-XT-Plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性分析。測定參數(shù)：探頭型號P/50，測前、測試、測后速率均為1 mm/s，壓縮比為40%，觸發(fā)力5 g，每組6 個平行。

1.3.7 微觀結(jié)構(gòu)測定

參考王嵬等[20]的方法略有修改。將金線魚肉香腸切成3 mm×3 mm×2 mm薄片，用2.5%戊二醛溶液（含50%、pH 7.2的磷酸鹽緩沖溶液）固定24 h，然后用磷酸鹽緩沖溶液漂洗樣品3 次，每次15 min，去離子水漂洗1 h去除固定液，分別用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、90%的乙醇溶液梯度脫水各1 次，每次15 min，無水乙醇脫水3 次，每次10 min，自然干燥后進(jìn)行離子濺射鍍金并在掃描電鏡下觀察。

1.3.8 感官評價

由10 人組成感官評價小組，進(jìn)行基礎(chǔ)培訓(xùn)，按照感官評價標(biāo)準(zhǔn)對金線魚肉香腸的色澤、質(zhì)地、滋味、汁液流失方面進(jìn)行打分（表1），最終評分以總分計。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Flash Link軟件對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05，差異顯著；采用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分含量對金線魚肉香腸凍結(jié)曲線的影響

圖1 不同水分含量金線魚肉香腸的凍結(jié)曲線變化Fig. 1 Freezing curves of N. virgatus sausages withdifferent moisture contents

凍結(jié)過程中時間-溫度變化的函數(shù)曲線稱為凍結(jié)曲線，食品中的水初始結(jié)晶時的溫度稱為凍結(jié)點，純水凍結(jié)點為0 ℃，食品中的水相當(dāng)于溶有溶質(zhì)的稀溶液，所以凍結(jié)點低于純水[21-22]。食品的凍結(jié)點與食品中的水分存在狀態(tài)及含量有密切關(guān)系，凍結(jié)點與水分含量呈正相關(guān)[22]。由圖1可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，凍結(jié)點顯著升高（P＜0.05），76%～84%水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的金線魚肉香腸的凍結(jié)點依次為（-7.10±0.10）、（-6.7 7±0.0 6）、（-5.8 7±0.0 6）、（-5.40±0.28）、（-4.85±0.07）℃，與陳日春等[23]研究一致。

2.2 水分含量對金線魚肉香腸解凍損失和持水性的影響

圖2 不同水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)金線魚肉香腸的解凍損失和持水性變化Fig. 2 Changes in thawing drip loss and water-holding capacity of N. virgatus sausages with different moisture contents

解凍損失是解凍后樣品的水分損失與冷凍樣品的初始質(zhì)量之比，通常解凍損失越低表明樣品品質(zhì)越好[24-25]。由圖2可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，解凍損失顯著增大（P＜0.05），且解凍損失的增大幅度分別為1.00%、1.04%、1.57%、3.30%，呈現(xiàn)迅速增長趨勢，表明凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞程度增加，品質(zhì)下降。水分含量越高，凍結(jié)過程中凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙形成的冰晶越大，對組織的機械性損傷越嚴(yán)重，解凍后水分不能恢復(fù)到結(jié)合狀態(tài)，自然流出，導(dǎo)致解凍損失增大[26-27]。

持水性表明凝膠能夠以一種外力或引力的物理方式包住大量的水分，抑制水分滲出，反映魚糜凝膠中蛋白與水的結(jié)合情況[12,18,24]。由圖2可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，樣品的持水性均顯著下降（P＜0.05），說明水分含量過高時，由于蛋白與水的結(jié)合能力有限，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對水分的束縛能力有限，使得結(jié)合不緊密的水分容易流失，且凍結(jié)使食品中的蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變化，導(dǎo)致持水性下降[27]。并且蛋白質(zhì)含量的不同也可能是導(dǎo)致持水性變化的原因。持水性結(jié)果與解凍損失的結(jié)果呈相反趨勢。水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在76%～82%范圍內(nèi)凍結(jié)組樣品的持水性均低于冷藏組，說明凍結(jié)會使凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，降低樣品持水性。

2.3 水分含量對金線魚肉香腸水分分布的影響

圖3 不同水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)金線魚腸的水分分布及存在狀態(tài)變化Fig. 3 Changes in moisture distribution in N. virgatus sausages with different moisture contents

T2的弛豫特性反映魚糜凝膠中的水分分布狀態(tài)，其中T23表示束縛在凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的不易流動水，是魚糜凝膠的主要水分，約占90%，T24表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)外的自由水，與T23共同反映凝膠的持水性，因此是主要的分析指標(biāo)[18,20]。橫方弛豫時間反映底物與水分結(jié)合的緊密程度，橫方弛豫時間越短，結(jié)合越緊密，水分越穩(wěn)定。由圖3A可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，樣品的T23橫方弛豫時間顯著增加（P＜0.05），說明底物與水的結(jié)合能力下降，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對不易流動水的束縛能力減弱，水分易流失。峰比例反映各狀態(tài)水分占總水分的比例，可根據(jù)峰比例的變化分析水分的流動情況[28-29]。由圖3B可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，凍結(jié)組的T23峰比例顯著降低（P＜0.05），說明不易流動水顯著減少；冷藏組的T23峰比例略有下降，但無顯著變化（P＞0.05），說明不易流動水的流動性小；凍結(jié)組的峰比例均低于冷藏組，說明不易流動水的含量少。由圖3C可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，樣品的T24峰比例顯著升高（P＜0.05），說明自由水含量增加；凍結(jié)組的T24峰比例升高幅度大，冷藏組的升高幅度小，與不易流動水的變化相對應(yīng)；凍結(jié)組的T24峰比例均遠(yuǎn)高于冷藏組，說明凍結(jié)組的自由水含量高于冷藏組。對于樣品的水分分布及狀態(tài)，凍結(jié)組在凍結(jié)過程中由于水分含量的增加導(dǎo)致冰晶的體積增大，對凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞更加嚴(yán)重，使大量不易流動水方自由水方方移動，同時食品凍結(jié)過程中食品組織間隙先形成冰晶，由于滲透壓差和濃度差的存在，組織內(nèi)的水分方組織間轉(zhuǎn)移，使冰晶生長，從而大量結(jié)合水方自由水方方移動[27]。水分遷移是凍結(jié)食品的重要物理變化[21]。冷藏組由于凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的束縛能力有限，隨著水分含量的增加，不易流動水的穩(wěn)定性下降，使少數(shù)不易流動水方自由水方方移動。

2.4 水分含量對金線魚肉香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖4 不同水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)金線魚腸的質(zhì)構(gòu)變化Fig. 4 Changes in texture of N. virgatus sausages with different moisture contents

質(zhì)構(gòu)分析是評價魚糜凝膠品質(zhì)的常用指標(biāo)之一[30]。由圖4可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，樣品的硬度、咀嚼度以及膠著度均顯著下降（P＜0.05），且凍結(jié)組基本低于冷藏組，說明水分過多時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法束縛住水分，多余的水分會流失。凍結(jié)過程中水形成冰晶，會造成凝膠網(wǎng)絡(luò)組織的機械損傷，導(dǎo)致品質(zhì)下降。同時隨著水分含量的增加，凍結(jié)時體積膨脹越嚴(yán)重，產(chǎn)生凍結(jié)膨脹壓，以破裂的形式釋放，產(chǎn)生的龜裂現(xiàn)象越明顯，對質(zhì)構(gòu)破壞越嚴(yán)重。隨著水分含量的增加，樣品的彈性均無顯著變化（P＞0.05），凍結(jié)組基本低于冷藏組，說明凍結(jié)會破壞結(jié)構(gòu)導(dǎo)致彈性下降，但水分含量對彈性并無顯著性影響。

2.5 水分含量對金線魚肉香腸微觀結(jié)構(gòu)的影響

由圖5可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加松散，有較多孔洞，不能平整有序交聯(lián)，且凍結(jié)組的孔洞更多更大，凝膠網(wǎng)絡(luò)明顯出現(xiàn)斷裂，這是由于凍結(jié)時冰晶對結(jié)構(gòu)造成破壞，解凍后的固態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水，凝膠結(jié)構(gòu)不能再截留所有的水，殘留的融化水以解凍損失的形式流出，冰晶融化后在魚糜凝膠結(jié)構(gòu)中留下了空洞[14]。在凍結(jié)食品的組織外通常形成較大的冰晶，會破壞食品的微觀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致解凍后解凍損失增加、持水力降低以及質(zhì)構(gòu)下降等現(xiàn)象[8]。

2.6 水分含量對金線魚肉香腸感官評價的影響

感官評價可直觀反映消費者對產(chǎn)品的喜好度，反映產(chǎn)品的品質(zhì)[31]。由圖6可知，隨著金線魚肉香腸水分含量的增加，樣品的感官評分顯著下降（P＜0.05），且凍結(jié)組均低于冷藏組，說明含水量過高對魚糜凝膠的色澤、質(zhì)構(gòu)、滋味及汁液流失有不利影響，使消費者的評分降低，且凍結(jié)對魚糜凝膠的結(jié)構(gòu)造成破壞后導(dǎo)致感官評分更低，難以滿足消費者要求。凍結(jié)食品因冰層升華而失去水分，會對食品的感官特性產(chǎn)生不利影響，包括產(chǎn)品的外觀等[21]。

3 結(jié) 論

在-20 ℃凍結(jié)條件下，隨著水分含量的增加，金線魚肉香腸的凍結(jié)點升高及解凍損失升高。持水性、質(zhì)地特性及感官評價均下降，不易流動水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對水分的束縛能力減弱，微觀結(jié)構(gòu)松散多孔，且-20 ℃凍結(jié)的金線魚肉香腸各指標(biāo)低于4 ℃冷藏組。降低凍結(jié)金線魚肉香腸的水分含量可提高魚腸的品質(zhì)。