張?jiān)婗瑑x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(lì)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(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，國(guó)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(tái)富美特信息科技股份有限公司，山東 煙臺(tái) 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(yíng)養(yǎng)豐富、價(jià)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(jì)魚類之一，同時(shí)也是常見冷凍魚糜及魚糜制品的原料[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年金線魚捕撈產(chǎn)量為37.46萬(wàn) t，與2009年相比增長(zhǎng)了22.22%，呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，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(lái)，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(guó)水產(chǎn)品加工中增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品之一[4]。消費(fèi)者不但對(duì)魚糜制品的需求量在不斷上升，而且對(duì)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(zhǎng)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(shí)也會(huì)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(guò)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(guò)程[8-9]。

曹立偉等[10]研究了變性淀粉對(duì)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(shí)間對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)間對(duì)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(guò)程的實(shí)質(zhì)是水結(jié)成冰，對(duì)食品品質(zhì)有重要影響。同時(shí)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(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性也有著重要的作用[15]。為探究水分對(duì)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(shí)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(guó)際貿(mào)易有限公司；食鹽市購(gòu)。

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(wú)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(jī) 德國(guó)Stephan公司；YSN立式灌腸機(jī) 廣州優(yōu)連食品加工機(jī)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(tái)式高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)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(guó)Stable Micro Systems公司；S4800場(chǎng)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(jī)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(zhǎng)度約6 cm）?？刂茢匕柽^(guò)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(guò)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(cè)定各指標(biāo)。

1.3.2 凍結(jié)曲線測(cè)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(diǎn)。

1.3.3 解凍損失測(cè)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(gè)平行，解凍損失按式（1）計(jì)算：

1.3.4 持水性測(cè)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(gè)平行，持水性按式（2）計(jì)算：

1.3.5 水分分布及存在狀態(tài)測(cè)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(shí)間T2的測(cè)定。測(cè)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(shí)間為2 000 ms，重復(fù)掃描次數(shù)為8，半回波時(shí)間為150 μs，回波個(gè)數(shù)為4 000，每組3 個(gè)平行。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)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(cè)定參數(shù)：探頭型號(hào)P/50，測(cè)前、測(cè)試、測(cè)后速率均為1 mm/s，壓縮比為40%，觸發(fā)力5 g，每組6 個(gè)平行。

1.3.7 微觀結(jié)構(gòu)測(cè)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(wú)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(píng)價(jià)

由10 人組成感官評(píng)價(jià)小組，進(jìn)行基礎(chǔ)培訓(xùn)，按照感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(píng)分以總分計(jì)。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Flash Link軟件對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；采用SPSS軟件對(duì)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(duì)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(guò)程中時(shí)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(shí)的溫度稱為凍結(jié)點(diǎn)，純水凍結(jié)點(diǎn)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(diǎn)低于純水[21-22]。食品的凍結(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(duì)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(zhǎng)趨勢(shì)，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(guò)程中凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙形成的冰晶越大，對(duì)組織的機(jī)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(shuō)明水分含量過(guò)高時(shí)，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(duì)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(shì)。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(shuō)明凍結(jié)會(huì)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(duì)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(dòng)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(shí)間反映底物與水分結(jié)合的緊密程度，橫方弛豫時(shí)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(shí)間顯著增加（P＜0.05），說(shuō)明底物與水的結(jié)合能力下降，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)不易流動(dòng)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(dòng)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(shuō)明不易流動(dòng)水顯著減少；冷藏組的T23峰比例略有下降，但無(wú)顯著變化（P＞0.05），說(shuō)明不易流動(dòng)水的流動(dòng)性?。粌鼋Y(jié)組的峰比例均低于冷藏組，說(shuō)明不易流動(dòng)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(shuō)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(dòng)水的變化相對(duì)應(yīng)；凍結(jié)組的T24峰比例均遠(yuǎn)高于冷藏組，說(shuō)明凍結(jié)組的自由水含量高于冷藏組。對(duì)于樣品的水分分布及狀態(tài)，凍結(jié)組在凍結(jié)過(guò)程中由于水分含量的增加導(dǎo)致冰晶的體積增大，對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞更加嚴(yán)重，使大量不易流動(dòng)水方自由水方方移動(dòng)，同時(shí)食品凍結(jié)過(guò)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(zhǎng)，從而大量結(jié)合水方自由水方方移動(dòng)[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(dòng)水的穩(wěn)定性下降，使少數(shù)不易流動(dòng)水方自由水方方移動(dòng)。

2.4 水分含量對(duì)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(píng)價(jià)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(shuō)明水分過(guò)多時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無(wú)法束縛住水分，多余的水分會(huì)流失。凍結(jié)過(guò)程中水形成冰晶，會(huì)造成凝膠網(wǎng)絡(luò)組織的機(jī)械損傷，導(dǎo)致品質(zhì)下降。同時(shí)隨著水分含量的增加，凍結(jié)時(shí)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(duì)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(wú)顯著變化（P＞0.05），凍結(jié)組基本低于冷藏組，說(shuō)明凍結(jié)會(huì)破壞結(jié)構(gòu)導(dǎo)致彈性下降，但水分含量對(duì)彈性并無(wú)顯著性影響。

2.5 水分含量對(duì)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(shí)冰晶對(duì)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(huì)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(duì)金線魚肉香腸感官評(píng)價(jià)的影響

感官評(píng)價(jià)可直觀反映消費(fèi)者對(duì)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(píng)分顯著下降（P＜0.05），且凍結(jié)組均低于冷藏組，說(shuō)明含水量過(guò)高對(duì)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(fèi)者的評(píng)分降低，且凍結(jié)對(duì)魚糜凝膠的結(jié)構(gòu)造成破壞后導(dǎo)致感官評(píng)分更低，難以滿足消費(fèi)者要求。凍結(jié)食品因冰層升華而失去水分，會(huì)對(duì)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(diǎn)升高及解凍損失升高。持水性、質(zhì)地特性及感官評(píng)價(jià)均下降，不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)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)。