李 盧,張長(zhǎng)峰,吳佳靜,梁 奇,劉衍瑾,黃寶生,*

(1.山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250103;2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心,山東濟(jì)南 250103;3.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東濟(jì)南 250100)

鯽魚(yú)(Crucian carp)在生物學(xué)分類(lèi)上屬于鯉形目、輻鰭魚(yú)亞綱[1],有鱗片,腹白背青,是一種常見(jiàn)的雜食性淡水魚(yú),俗稱(chēng)鯽瓜子、土鯽、河鯽、喜頭。肉厚子多,味道鮮美,盛產(chǎn)于黃河、長(zhǎng)江流域[2],營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,含有多種微量元素。

目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的?；罘椒ㄓ袃羲；罘╗3]、低溫?；罘╗4]、充氧?；罘╗5]、麻醉?；罘╗6]和生態(tài)冰溫保活法[7],其大都以水體為介質(zhì),改變溫度、氣體濃度、化學(xué)藥劑等條件,沒(méi)有達(dá)到無(wú)水?；?、降低運(yùn)輸成本等效果。高壓?；罴夹g(shù)[8]是利用外界的壓力差,強(qiáng)迫機(jī)體與外界進(jìn)行氣體交換,提高鯽魚(yú)血液溶氧量,脫離水環(huán)境維持生命活性。此高壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品貯藏運(yùn)輸[9]、食品防腐保鮮[10]等方面,并取得很好的效果,且高壓只對(duì)生物高分子立體結(jié)構(gòu)中非共價(jià)鍵結(jié)合產(chǎn)生影響,對(duì)肌肉的色澤和風(fēng)味等沒(méi)有影響[11]。目前,高壓技術(shù)在水產(chǎn)品方面主要應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域[12],在無(wú)水?；钯A藏運(yùn)輸中有待進(jìn)一步探索。

本實(shí)驗(yàn)以鯽魚(yú)為研究對(duì)象,測(cè)定質(zhì)構(gòu)、pH、呼吸頻率、血清總蛋白含量、乳酸含量、肌糖原含量等方面指標(biāo),為提高鯽魚(yú)品質(zhì),實(shí)現(xiàn)無(wú)水保活提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鯽魚(yú) 39尾,體長(zhǎng)(25±5) cm,暫養(yǎng)于實(shí)驗(yàn)室控溫循環(huán)水桶中,初始溫度(16.0±1.0) ℃,停食暫養(yǎng)48 h,購(gòu)自濟(jì)南海鮮大市場(chǎng);乳酸試劑盒、總蛋白試劑盒、糖元試劑盒(含說(shuō)明書(shū)) 南京建成生物工程研究所。

鮮活水產(chǎn)品高壓?；钆?山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)(專(zhuān)利號(hào)ZL 201820905276.8);鮮活水產(chǎn)品智能冷馴化/喚醒箱 山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)(專(zhuān)利號(hào)ZL 201310447777.8);TMS-TOUCH質(zhì)構(gòu)儀 Food Technology Corporation;實(shí)驗(yàn)室pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;Hettich高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Hettich科學(xué)儀器有限公司;UPR-11-10T純凈水器 四川優(yōu)普超純科技有限公司;T9S紫外分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Eppendorf research plus手動(dòng)移液槍 德國(guó)艾本德股份公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 購(gòu)買(mǎi)的鯽魚(yú)(39尾)放入水溫為(16±1) ℃的暫養(yǎng)桶暫養(yǎng)48 h以上[8],以降溫速率(1±0.5) ℃/h進(jìn)行梯度降溫至2 ℃。隨機(jī)捕撈3尾取樣測(cè)定肌肉、血液指標(biāo),將剩余鯽魚(yú)(36尾)分為4組,每組9尾,第1組為常壓低溫?zé)o水?；顚?duì)照組,2 ℃低溫冷馴化后放入無(wú)水?；畎b袋轉(zhuǎn)移至冷庫(kù)(遠(yuǎn)離通風(fēng)口)溫度設(shè)置為2 ℃,濕度為60%～80%。第2、3、4組則為高壓低溫?zé)o水?；顚?shí)驗(yàn)組,冷馴化后轉(zhuǎn)移至高壓無(wú)水保活艙,設(shè)置艙內(nèi)壓力為0.15、0.20、0.25 MPa,并在?；畹?、8、12 h分別取出3尾測(cè)定。

1.2.2 鯽魚(yú)體表特征的測(cè)定 將12尾冷馴化處理過(guò)的鯽魚(yú)打撈分為4組裝入無(wú)水?；畎b袋,第1組置于常壓冷庫(kù)中,記為常壓對(duì)照組;第2、3、4組放入高壓無(wú)水?；钆摲謩e對(duì)應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓曲線為0.15、0.20、0.25 MPa,記為高壓0.15 MPa樣品組、高壓0.20 MPa樣品組和高壓0.25 MPa樣品組;上述4組分別在第4、8、12 h通過(guò)高壓無(wú)水?；钆撏敢暣坝妹氡碛?jì)時(shí)3 min觀察記錄鯽魚(yú)鰓部口部張合次數(shù),得出呼吸頻率,并記錄鯽魚(yú)的體表狀態(tài)。

1.2.3 魚(yú)肉質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 采用質(zhì)構(gòu)剖面法(TPA)測(cè)定:將去掉皮的魚(yú)肉切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體,然后將待測(cè)樣品分別編號(hào)放在質(zhì)構(gòu)儀樣品托盤(pán)上進(jìn)行測(cè)量,探頭類(lèi)型為P45/R,測(cè)試后探頭回升高度為20 mm,起始力0.75 N,檢測(cè)速度為30 mm/min,間隔時(shí)間1 s[13],形變百分量為40%。

1.2.4 魚(yú)肉pH的測(cè)定 用分析天平取去皮、攪碎的魚(yú)肉5.00 g放于燒杯中,加入煮沸冷卻后的蒸餾水,攪拌均勻定容到50 mL容量瓶,常溫靜置30 min[14]。過(guò)濾到燒杯里,用實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)測(cè)定pH。

1.2.5 魚(yú)肉肌糖原的測(cè)定 用手術(shù)刀剔去表皮,取鯽魚(yú)相同部位肌肉適量,用蒸餾水沖洗,濾紙吸干或自然風(fēng)干多余水分,分別裝入對(duì)應(yīng)樣品袋,寫(xiě)上標(biāo)簽,并置于-20 ℃冰箱保存,依據(jù)糖原試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.6 血液乳酸、血清總蛋白的測(cè)定 將?；钆撊〕龅啮a魚(yú)清洗表面粘液并去除鱗片,用剪刀斷尾取血,血液存放于1.5 mL的離心管中,用一次性滴管配平,冷藏2 h,取出放入高速離心機(jī),調(diào)節(jié)溫度2 ℃,轉(zhuǎn)速3000 r/min離心時(shí)間20 min[15],離心后用移液槍吸取上清液轉(zhuǎn)移到到潔凈的無(wú)水滴的1.5 mL離心管,做好標(biāo)簽,依據(jù)乳酸、總蛋白試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行總蛋白(TP)、乳酸的測(cè)定,將剩余的上清液留樣置于-80 ℃的冰箱保存,用于實(shí)驗(yàn)二次處理(一般情況下血清置于-20 ℃冷凍,可保存1個(gè)月左右;置于-80 ℃可保存3個(gè)月左右)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2010軟件進(jìn)行整理,OriginPro 2017軟件進(jìn)行曲線圖繪制,SPSS 17.0軟件進(jìn)行差異性分析,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體討論。

2 結(jié)果與分析

2.1 高壓對(duì)鯽魚(yú)體表特征的影響

由表1得出隨著壓力的增加,鯽魚(yú)的呼吸速率呈緩慢下降趨勢(shì)。常壓條件下鯽魚(yú)呼吸頻率最高,為55～60 次/min,因?yàn)闊o(wú)水條件下一部分鰓絲粘連無(wú)法全部張開(kāi),故與空氣接觸的表面積減小,通過(guò)加快呼吸頻率滿足機(jī)體需氧[16]。高壓0.15 MPa條件下,壓力升高促使組織血氧含量上升,呼吸頻率逐漸降低,機(jī)體出現(xiàn)一定的僵硬感。高壓0.20 MPa條件下,鯽魚(yú)呼吸頻率最低,為22～25 次/min,這是因?yàn)轹a魚(yú)是冷血?jiǎng)游?低溫會(huì)降低魚(yú)體溫度,低溫和臨界壓力會(huì)降低鯽魚(yú)的呼吸代謝,減少能量和氧氣消耗[17]。當(dāng)壓力升高為0.25 MPa時(shí),鯽魚(yú)鰓部口部緩慢開(kāi)合,魚(yú)肚部分略有凹陷且有血漬溢出[18],呼吸頻率較0.15 MPa緩慢很多,較0.20 MPa略高,可能是壓力過(guò)大魚(yú)體通過(guò)鰓部排出多余氧氣,確保組織器官正常運(yùn)行。

表1 高壓無(wú)水條件下鯽魚(yú)呼吸頻率和體表狀態(tài)

2.2 高壓對(duì)鯽魚(yú)肌肉質(zhì)構(gòu)的影響

TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)試通過(guò)高靈敏探頭檢測(cè)得出各項(xiàng)數(shù)據(jù),能客觀地反映肉質(zhì)變化情況[19]。硬度、彈性和咀嚼性越高,肉質(zhì)越好[20]。由表2可以得出,隨著保活時(shí)間的延長(zhǎng),鯽魚(yú)高壓無(wú)水?；畹木捉佬浴椥院陀捕戎笜?biāo)呈先升高后降低的趨勢(shì),?；顣r(shí)間8 h達(dá)到最高峰值,說(shuō)明此時(shí)間點(diǎn)鯽魚(yú)的肉質(zhì)最好。高壓0.20和0.25 MPa樣品組硬度、咀嚼性、彈性等指標(biāo)高于常壓組,這是因?yàn)楦邏耗軌蛴绊懠∪饨M織,促進(jìn)部分肌原纖維蛋白凝結(jié)[21],但是?；? h內(nèi)高壓0.25 MPa數(shù)值較0.20 MPa樣品組低,可能因?yàn)閴毫^(guò)大,神經(jīng)軸突極速傳導(dǎo)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供能,導(dǎo)致鯽魚(yú)肌肉內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)短暫匱乏[22],由此得出,高壓0.20 MPa實(shí)驗(yàn)組鯽魚(yú)的肉質(zhì)比較好。高壓0.15 MPa樣品組的硬度、彈性和咀嚼性指標(biāo)均低于常壓對(duì)照組,說(shuō)明此壓力沒(méi)有引起蛋白質(zhì)變性,并且高壓促進(jìn)鯽魚(yú)肌肉溶氧量[23],使其應(yīng)激反應(yīng)較常壓小。由表3得出:在一定壓力下,鯽魚(yú)的肌肉質(zhì)構(gòu)與壓力成正相關(guān),壓力的變化與內(nèi)聚性關(guān)系最大,相關(guān)系數(shù)為0.800;與彈性相關(guān)性最小,相關(guān)系數(shù)為0.007。

表2 高壓無(wú)水條件下鯽魚(yú)肌肉質(zhì)構(gòu)狀況

表3 高壓?；? h對(duì)鯽魚(yú)質(zhì)構(gòu)的相關(guān)性分析

2.3 高壓對(duì)鯽魚(yú)pH的影響

肌肉pH的變化引起機(jī)體酸堿失衡,某些纖維蛋白失去活性,增加肝臟功能負(fù)擔(dān)甚至?xí)斐蓳p傷[24]。由圖1可以看出,隨著?；顣r(shí)間的延長(zhǎng),各實(shí)驗(yàn)組pH呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。鯽魚(yú)離水8 h內(nèi)pH持續(xù)下降,說(shuō)明這段時(shí)間鯽魚(yú)代謝加快運(yùn)動(dòng)量增大,體內(nèi)酶作用和體細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸[3]。高壓組8 h達(dá)到pH最低點(diǎn),分別為5.91、6.12、6.14,常壓組4 h達(dá)到最低點(diǎn),為5.94,從達(dá)到最低點(diǎn)所需時(shí)間分析得出高壓環(huán)境能夠延遲pH的下降,緩解鯽魚(yú)肌肉某種成分的變動(dòng),減緩pH波動(dòng)對(duì)肝臟的損傷[25],對(duì)鯽魚(yú)自身起到有效的保護(hù)作用。

2.4 高壓對(duì)鯽魚(yú)肌糖原含量的影響

肌糖原儲(chǔ)于鯽魚(yú)的肌肉中,缺氧情況下分解成乳酸并產(chǎn)生ATP[26]。如圖2所示,鯽魚(yú)的肌糖原含量呈先上升后下降的趨勢(shì),第4 h各樣品組分別達(dá)到最高點(diǎn),依次為14.92、16.03、17.68、19.21 mg/g,且高壓0.20、0.25 MPa環(huán)境下鯽魚(yú)體內(nèi)的肌糖原含量明顯高于常壓和0.15 MPa樣品組,說(shuō)明高壓可以提高鯽魚(yú)物理溶氧量,降低能量消耗[4]。4 h后高壓0.25 MPa樣品組肌糖原含量急劇降低,可能因?yàn)槌邏簩?duì)鯽魚(yú)造成不適,骨骼肌中糖酵解纖維利用肌糖原作為能量來(lái)源,進(jìn)行短暫而強(qiáng)烈的活動(dòng)[27],或者受應(yīng)激導(dǎo)致促兒茶酚胺和皮質(zhì)醇的釋放,進(jìn)而加快糖原分解,以滿足機(jī)體快速代謝需求[28]。其他組鯽魚(yú)體內(nèi)肌糖原變化緩慢,說(shuō)明其他壓力均低于鯽魚(yú)耐受壓力。第8～12 h持續(xù)高壓低溫使鯽魚(yú)進(jìn)入休眠[29],為維持代謝活動(dòng),從而消耗肌糖原產(chǎn)生能量。

圖2 高壓對(duì)鯽魚(yú)肌糖原含量的影響

2.5 高壓對(duì)鯽魚(yú)血清總蛋白含量的影響

血清總蛋白能夠維持血漿滲透壓,調(diào)節(jié)魚(yú)體生理作用、提供能量及提高免疫力,總蛋白含量越高,營(yíng)養(yǎng)狀況越好[30]。如圖3所示,隨著?；顣r(shí)間的延長(zhǎng),鯽魚(yú)的總蛋白含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。?；? h時(shí),血清總蛋白含量達(dá)最高點(diǎn),分別為40.20、56.23、65.88、56.50 gprot/L,說(shuō)明此時(shí)生理代謝最旺盛,血液調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)均保持活躍狀態(tài)[31]。無(wú)水保活8 h內(nèi),高壓0.20和0.25 MPa樣品組血清總蛋白含量高于常壓組,說(shuō)明一定高壓能夠誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生血清總蛋白[32]。8 h后,血清總蛋白變化逐漸平穩(wěn),鯽魚(yú)開(kāi)始對(duì)環(huán)境做出適應(yīng)性反應(yīng),各種代謝活動(dòng)趨于穩(wěn)定。高壓0.20 MPa條件下總蛋白含量最高,這可能是由于魚(yú)體的漿細(xì)胞產(chǎn)生大量的球蛋白來(lái)對(duì)抗高壓對(duì)魚(yú)體帶來(lái)的傷害[33],此時(shí)鯽魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)狀況最好。

圖3 高壓對(duì)鯽魚(yú)總蛋白含量的影響

2.6 高壓對(duì)鯽魚(yú)乳酸含量的影響

乳酸是糖原酵解的代謝產(chǎn)物,短時(shí)間內(nèi)蓄積會(huì)阻礙ATP合成,降低運(yùn)動(dòng)能力,一般情況下乳酸與肌糖原呈負(fù)相關(guān)[34]。如圖4所示,高壓0.20 MPa組和常壓組第8 h乳酸含量達(dá)最低點(diǎn),分別為15.37、14.51 mmol/L,高壓0.15和0.25 MPa組第12 h乳酸含量達(dá)到最低點(diǎn),分別為13.21、8.56 mmol/L。8 h內(nèi)高壓環(huán)境促進(jìn)機(jī)體溶氧,乳酸產(chǎn)生量低于乳酸被氧化為丙酮酸供機(jī)體利用的量,因此乳酸含量逐漸減少。8 h后常壓組和高壓0.20 MPa組乳酸含量值緩慢上升,此時(shí)鯽魚(yú)逐漸進(jìn)入休眠狀態(tài),運(yùn)動(dòng)能力降低。第4 h后高壓0.25 MPa組變化趨勢(shì)與其他實(shí)驗(yàn)組相異,可能因?yàn)轹a魚(yú)長(zhǎng)時(shí)間處在高于耐受壓的環(huán)境中,高壓影響ATP酶的活性,從而阻礙信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确磻?yīng)過(guò)程,引起機(jī)體調(diào)節(jié)遲緩[21]。第8 h后高壓0.25 MPa乳酸含量急劇下降,此時(shí)乳酸作為燃料供糖酵解和不同氧化速率的細(xì)胞或組織進(jìn)行交換[35]。

圖4 高壓對(duì)鯽魚(yú)乳酸含量的影響

3 討論與結(jié)論

高壓?；罴夹g(shù)使鯽魚(yú)無(wú)水狀態(tài)下保持活性,降低呼吸頻率,增強(qiáng)肌肉硬度、彈性和咀嚼性,減少營(yíng)養(yǎng)成分損失。本實(shí)驗(yàn)研究表明無(wú)水?；?2 h內(nèi),高壓無(wú)水?；顑?yōu)于常壓?；?且高壓0.20 MPa是鯽魚(yú)無(wú)水保活最適壓力。用顯著性差異分析魚(yú)肉質(zhì)構(gòu)可得高壓組指標(biāo)與常壓組指標(biāo)差異顯著(P<0.05),保活時(shí)間為8 h時(shí),鯽魚(yú)的各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)達(dá)到最大值,即8 h為無(wú)水運(yùn)輸?shù)淖罴堰\(yùn)送時(shí)間;高壓0.20 MPa環(huán)境下的鯽魚(yú)血清總蛋白含量最高,說(shuō)明此壓力下鯽魚(yú)的機(jī)體狀況最好,營(yíng)養(yǎng)損失最少;高壓0.20 MPa環(huán)境下鯽魚(yú)的肌糖原含量最高最穩(wěn)定,說(shuō)明該壓力無(wú)水?；顚?duì)鯽魚(yú)自身能量消耗最少,代謝活動(dòng)最低。

高壓無(wú)水保活12 h實(shí)驗(yàn)得出:總蛋白含量和肌糖原含量呈先上升后下降趨勢(shì),乳酸含量則先下降后上升。但是對(duì)于12 h后鯽魚(yú)自身是否發(fā)生突發(fā)性躍變,各項(xiàng)生理生化指標(biāo)是否發(fā)生劇烈變動(dòng)有待進(jìn)一步研究;本實(shí)驗(yàn)僅以鯽魚(yú)為研究對(duì)象,不同鮮活水產(chǎn)品所適用的?；顗毫赡苡兴煌?這還需要科研工作者進(jìn)一步探索,為我國(guó)水產(chǎn)品無(wú)水保活及設(shè)備研發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。