吳旭東,張青祥,王宗敏,劉代新,朱蘭蘭
(1. 山東理工大學(xué),山東淄博 255000;2. 三奇生物醫(yī)藥(山東) 有限公司,山東日照 276800)
大黃魚因為其金色外觀和味道鮮美廣受消費者喜愛,是中國最大的海水養(yǎng)殖魚類之一,2021 年總產(chǎn)量約254 224 t[1]。大黃魚營養(yǎng)豐富,含有豐富的多不飽和脂肪酸(PUFA)、蛋白質(zhì)、必需氨基酸和礦物元素[2]。然而,大黃魚經(jīng)捕撈到零售之間的一系列處理加工,都伴隨著細(xì)菌繁殖、酶活動和其他自降解的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致新鮮度下降[3-4]。與其他高蛋白食品相比,魚類和魚類產(chǎn)品對腐敗和食源性病原體生長的易感性更普遍,因此需要通過大黃魚冷藏期間的新鮮度變化采取相應(yīng)的方法來保證大黃魚的新鮮度。
對于水產(chǎn)品整個生產(chǎn)流程——從源頭到成品的各個環(huán)節(jié)來說,新鮮度起著重要的作用?,F(xiàn)有的物理、化學(xué)和生物保鮮方法已經(jīng)在水產(chǎn)品保鮮上有了廣泛的應(yīng)用。近年來,物理保鮮方法因其對水產(chǎn)品本身影響較小的優(yōu)勢,已經(jīng)成為了水產(chǎn)品加工保鮮領(lǐng)域的研究熱點,如微凍保鮮技術(shù)、深度冷凍保藏技術(shù)、超高壓技術(shù)、等離子體活化水技術(shù)等[5-7]。但是,這些技術(shù)需要專門的設(shè)備支持,成本高且難以被大規(guī)模利用。因此,4 ℃冷藏保鮮仍然是一種最經(jīng)濟、安全且可有效延長水產(chǎn)品質(zhì)量期限的方法。
研究探討了4 ℃冷藏條件下大黃魚死后肌肉的品質(zhì)變化規(guī)律,了解其在冷藏條件下的新鮮度變化規(guī)律,確定冷藏條件下大黃魚保藏貨架期,為保存和加工新鮮大黃魚提供參考依據(jù)。
大小均勻的大黃魚(每條質(zhì)量約為1 kg),購自當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場。
氧化鎂、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠、乙醇、2 -硫代巴比妥酸、1,1,3,3 -四乙氧基丙烷(分析純)、瓊脂(生物純),上海麥克林生化科技有限公司提供;Ca2+-ATP 酶活性檢測試劑盒,南京建成生物公司提供;總巰基含量檢測試劑盒,北京索萊寶生物科技有限公司提供;緩沖液A(10 mmol/L Tris-HCl,pH 值7.2)、緩沖液B(10 mmol/L TrisHCl,0.6 mol/L NaCl,pH 值7.2),北京酷來搏科技有限公司提供。
METTLER TOLEDO型pH 計,美國梅特勒托利多科技有限公司產(chǎn)品;LDZX-50FBS 型蒸汽滅菌鍋,上海申安醫(yī)療機械廠產(chǎn)品;SFJ-10 型勻漿機,上海力辰儀器科技有限公司產(chǎn)品;K9840 型自動凱氏定氮儀,山東海能儀表科技有限公司產(chǎn)品;UV-1900i 型分光光度計,日本島津國際貿(mào)易有限公司產(chǎn)品;冷凍離心機,艾本德公司產(chǎn)品;電導(dǎo)率儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品;D1524R 型高速冷凍微量離心機,北京大龍興創(chuàng)試驗儀器有限公司產(chǎn)品;DK-8D 型恒溫水浴鍋,河南鞏義予華儀器有限公司產(chǎn)品。
1.3.1 TVB-N 值測定
按照GB/T 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中自動凱氏定氮儀法方法測定。
1.3.2 TBA 值測定
TBA 值參考Sun X 等人[8]的方法并稍作修改。TBA 值以mg 丙二醛(MDA) / kg 樣品表示。
1.3.3 TVC 測定
TVC 采用傾注法測定。測定總需氧計數(shù)的孵育溫度為(30±1) ℃,孵育時間為72 h,TVC 值表示為lg CFU/g。
1.3.4 Ca2+-ATP 酶活性測定
根據(jù)文獻報道的方法[9-10],將20 g 絞碎的魚肉加入4 倍體積的緩沖液A 中,并使用均質(zhì)機以轉(zhuǎn)速13 000 r/min 均質(zhì)3 次,然后在4 ℃條件下以轉(zhuǎn)速1 500 r/min 離心20 min。丟棄上清液,用5 倍的緩沖液B 均勻沉淀,離心。上清液用4 層濾布過濾,得到肌原纖維蛋白(Myofibrillary protein,MF) 溶液。將該溶液保存在4 ℃的冰箱中,2 d 內(nèi)用完。
根據(jù)Qiu S 等人[11]的方法測定MF 的Ca2+-ATP 酶活性,使用超微ATP 酶(Ca2+) 檢測試劑盒檢測MF Ca2+-ATP 酶活性。
1.3.5 總巰基含量的測定
按照總巰基含量試劑盒微量法進行測定。
1.3.6 pH 值的測定
參照GB 5009.237—2016《食品中pH 值的測定》,稱取5.0 g 魚肉樣品,加入50 mL 蒸餾水,浸漬30 min 后過濾。所得上清液用pH 計測其pH 值。
1.3.7 電導(dǎo)率的測定
稱取10.0 g 魚背部肌肉樣品,加入100 mL 蒸餾水,浸漬30 min 后過濾。所得上清液用電導(dǎo)率儀測定其電導(dǎo)率。
1.3.8 持水性的測定
從魚的背部取白肉,3 g 攪碎的魚肉在冷凍離心機中以轉(zhuǎn)速5 000 r/min 離心10 min,離心后稱取樣品的質(zhì)量,得到離心后釋放出的水分含量。
1.3.9 蒸煮損失的測定
從魚背處取魚肉,將魚肉切成20 mm×20 mm×15 mm 的立方體,將魚肉稱量后放入保鮮袋中密封,然后在85 ℃水浴鍋中加熱15 min,室溫下冷卻3 min,用吸水紙擦干后再次稱量。
每個指標(biāo)對魚樣本重復(fù)3 次。試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0 進行單因素方差分析置信水平設(shè)置在95%(p<0.05),使用GraphPad Prism 9.0 作圖。
TVB-N 值是指魚或魚制品中由于酶和腐敗微生物的活性而產(chǎn)生的氨和胺類堿性氮化合物,它通常用于評估蛋白質(zhì)和胺的分解程度[12-13]。TVB-N 值能準(zhǔn)確揭示水產(chǎn)品新鮮狀況,且已被中國和許多國家作為評價水產(chǎn)品腐敗程度的標(biāo)準(zhǔn)[14]。
4 ℃冷藏條件下TVB-N 值的變化規(guī)律見圖1。
圖1 4 ℃冷藏條件下TVB-N 值的變化規(guī)律
圖1 顯示了大黃魚樣品在4 ℃溫度下貯藏8 d 期間觀察到的TVB-N 值水平變化。隨著貯藏時間的延長,TVB-N 值從8.05 mg/100 g 顯著升高至37.68 mg/100 g(p<0.05)。根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2733—2015),大黃魚樣品中TVB-N 值的允許限量為30 mg/100 g。在4 ℃條件下保存8 d 后,TVB-N 值增加到37.68 mg/100 g,超過了魚樣品的可接受腐敗水平。這一發(fā)現(xiàn)與Li T等人[15]研究的冷凍大黃魚TVB-N 值的變化規(guī)律一致。在貯藏期間,由于自溶、微生物活動及游離氨基酸和核苷酸的降解,TVB-N 值趨于增加[16]。
4 ℃冷藏條件下TBA 值的變化規(guī)律見圖2。
圖2 4 ℃冷藏條件下TBA 值的變化規(guī)律
TBA 值常被用于衡量水產(chǎn)品中脂質(zhì)氧化的程度。隨著貯藏時間的延長,TBA 值顯著升高(p<0.05)。冷藏初期,TBA 值為0.11 mg MDA/kg,這一結(jié)果與Jia Z 等人[17]的研究報告一致,指出了冷凍鮭魚的初始TBA 值為0.098 mg MDA/kg。隨著貯藏時間的延長,不飽和脂肪酸發(fā)生氧化作用,從而使TBA 值在貯藏末期上升至1.21 mg MDA/kg。根據(jù)Indergárd E等人[18]研究表明,對魚類使用低溫貯藏技術(shù)可以有效抑制脂質(zhì)氧化和分解過程。
4 ℃冷藏條件下TVC 變化規(guī)律見圖3。
圖3 4 ℃冷藏條件下TVC 變化規(guī)律
TVC 反映了冷藏期間大黃魚菌落總數(shù)的變化。大黃魚樣品的TVC 隨著貯藏時間的延長而顯著增加(p<0.05)。冷藏大黃魚初始TVC 為4.97 lg CFU/g,低于5.00 lg CFU/g。鮮魚中菌落總數(shù)可接受限度為7.00 lg CFU/g。試驗中,冷藏大黃魚第8 天的TVC為7.49 lg CFU/g,超過了海魚的最大可接受水平[17]。
ATP 酶是生物膜上的一種蛋白酶,其可以通過分解ATP 產(chǎn)生ADP 并釋放無機磷。Ca2+-ATP 酶活性與肌球蛋白的頭部結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,由此被廣泛用于表征肌球蛋白的完整性和蛋白質(zhì)變性程度[19]。
4 ℃冷藏條件下Ca2+-ATP 酶活性變化規(guī)律見圖4。
圖4 4 ℃冷藏條件下Ca2+-ATP 酶活性變化規(guī)律
由圖4 可知,隨著貯藏時間的延長,Ca2+-ATP酶活性明顯減弱(p<0.05)。初始Ca2+-ATP 酶活性為0.46 μmol/mg 蛋白質(zhì)/ min,8 d 后降至0.15 μmol/mg蛋白質(zhì)/ min,下降幅度為72.52%。由于巰基氧化形成的二硫鍵的分子聚合、肌動球蛋白的變性及肌肉細(xì)胞間冰晶的機械損傷等原因,都可能導(dǎo)致Ca2+-ATP 酶活力減弱[11]。說明Ca2+-ATP 酶活性也可反映大黃魚的新鮮度。
4 ℃冷藏條件下總巰基含量變化規(guī)律見圖5。
圖5 4 ℃冷藏條件下總巰基含量變化規(guī)律
除了Ca2+-ATP 酶活性可以表征蛋白質(zhì)氧化程度,總羰基含量損失也可用來衡量蛋白質(zhì)氧化水平。由圖5 可知,在4 ℃冷藏期間總巰基含量逐漸降低,這與Li B 等人[20]研究中變化規(guī)律一致,這是因為蛋白質(zhì)在貯藏過程中發(fā)生變性[21]。從總巰基含量的變化情況可看出,在4 ℃冷藏條件下蛋白質(zhì)的損傷情況。新鮮大黃魚的巰基含量在2.50 μmol/g,第4 天后下降速度加快,從2.15 μmol/g 下降至1.84 μmol/g。第4 天后活性巰基被氧化,導(dǎo)致隱藏巰基裸露更容易被氧化,在貯藏末期達(dá)到1.75 μmol/g。
4 ℃冷藏條件下pH 值變化規(guī)律見圖6。
圖6 4 ℃冷藏條件下pH 值變化規(guī)律
由圖6 可知,在4 ℃冷藏期間pH 值呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢,具有顯著性差異(p<0.05),新鮮魚肉的初始pH 值為6.61。第2 天時pH 值下降,這可能是因為大黃魚在死后糖原發(fā)生降解產(chǎn)生酸性物質(zhì)導(dǎo)致pH 值短暫下降[22]。第2 天后持續(xù)上升,第8 天時達(dá)到了7.71。這是因為在微生物和酶的作用下,蛋白質(zhì)產(chǎn)生了堿性含氮物質(zhì),導(dǎo)致pH 值上升。雖然pH 值可作為衡量魚類新鮮度的判斷指標(biāo),但因為不同魚種之間存在差異,仍需結(jié)合其他指標(biāo)來共同判斷大黃魚在冷藏期間的新鮮度變化。
當(dāng)肌肉組織發(fā)生損傷時,肌肉細(xì)胞內(nèi)的礦物質(zhì)就會變成游離態(tài),具有流動性,導(dǎo)致肌肉導(dǎo)電性增強,電導(dǎo)率上升。因此,可用電導(dǎo)率的變化來衡量魚體內(nèi)體液平衡及肉品品質(zhì)。
4 ℃冷藏條件下電導(dǎo)率變化規(guī)律見圖7。
圖7 4 ℃冷藏條件下電導(dǎo)率變化規(guī)律
由圖7 可知,第0 天電導(dǎo)率為936 μs/cm,與Yao L 等人[23]描述即殺鯽魚的電導(dǎo)率為891 μs/cm 大致相似。隨著貯藏天數(shù)的增加,大黃魚肌肉組織逐漸降解增加了細(xì)胞內(nèi)體液的流動性,增加了魚肉制品的導(dǎo)電性,使電導(dǎo)率升高,貯藏末期(8 d) 時電導(dǎo)率達(dá)到1 246 μs/cm。
持水性(WHC) 又稱保水性,是在當(dāng)機體受到外力作用時,肌肉可保持原有水分和添加新水分的能力。持水力是一個重要的品質(zhì)指標(biāo),因而消費者往往會更傾向于高持水性的魚肉制品。持水力越高的產(chǎn)品口感越多汁、鮮嫩;持水力越低的產(chǎn)品口感越干硬,這是因為肌肉表面就會有水分滲出,可溶性營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)就會損失,從而導(dǎo)致肌肉品質(zhì)下降[24]。肉的保水性還直接影響肉的滋味、多汁性、營養(yǎng)成分、嫩度、色度等食用品質(zhì)。因此,蒸煮損失是衡量肌肉保水性的指標(biāo)之一,因此兩者可作為反映魚肉新鮮程度的因素。
4 ℃冷藏條件下WHC 和蒸煮損失變化規(guī)律見圖8。
圖8 4 ℃冷藏條件下WHC 和蒸煮損失變化規(guī)律
由圖8 可知,蒸煮損失隨貯藏時間延長而升高,持水性隨貯藏時間延長而降低,魚肉制品持水性在0 d 時達(dá)到最高值,為82.3%,隨后下降。Nguyen M V 等人[25]研究表明,持水性的下降可能是由于蛋白變性導(dǎo)致水分從肌肉纖維中流失。這說明冷藏過程持水性的變化可能與魚肉質(zhì)構(gòu)特性有一定的相關(guān)性。直到貯藏末期,魚肉制品的持水性降低至61.9%。魚肉制品蒸煮損失在0 d 時最低,為14.3%,在第8 天時最高,為24.8%。
隨著冷藏時間的延長,大黃魚的品質(zhì)逐漸惡化,新鮮度下降。在此過程中,菌落總數(shù)、TBA、TVB-N和蒸煮損失上升,Ca2+-ATP 酶活性及WHC 下降,并出現(xiàn)腥臭異味。大黃魚在冷藏8 d 時,菌落總數(shù)超過7.0 lg CFU/g,超過海水魚中菌落總數(shù)的最低限值,TBA 值達(dá)到1.21 mg MDA/kg,TVB-N 含量為37.68 mg/100 g,超過合格品所規(guī)定的30.00 mg/100 g。此時魚肉品質(zhì)下降,蒸煮損失達(dá)24.8%,持水性降低至61.9%,Ca2+-ATP 酶活性下降至0.15 μmol/mg 蛋白質(zhì)/ min,總巰基含量下降至1.75 μmol/g。綜合各項指標(biāo)的結(jié)果,在4 ℃的貯藏環(huán)境下,大黃魚貯藏2 d 為宜,此時大黃魚處于新鮮狀態(tài),品質(zhì)保持較好;貯藏4 d 后大黃魚腐敗速度加快,各項指標(biāo)較差,品質(zhì)迅速惡化。