冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌理化性质的影响

崔瑞颖，焦学芹，任 惠，淑 英，张志胜

（河北农业大学食品科技学院，河北保定071000）

海湾扇贝（Argopecten irradias），属瓣鳃纲，异柱目，扇贝科，扇贝属。又称大西洋内湾扇贝，是我国重要的经济品种之一[1]。海湾扇贝具有产量丰富，营养价值高的特点[2-5]。但由于时域与地域的限制，必须进行冷冻保鲜才能保证市场均衡供应。目前中国对贝类的加工方式主要以冷冻为主，通常将贝类进行速冻之后贮藏。

在冻藏过程中主要有两个因素对海湾扇贝闭壳肌品质的影响最大，一个是冷冻方式，另一个是贮藏过程中温度的波动。目前，工厂中常用的速冻方式为螺旋速冻平板速冻和鼓风冷冻速冻。然而，这些冷冻方式容易造成肌肉蛋白质的结构和化学性质发生变化，在解冻后汁液易流失，造成营养物质及风味物质的损失。液氮速冻可较好地保持样品的新鲜，对组织结构破坏程度低，解冻后的产品基本能保持原有的品质[6-10]。

本实验将新鲜的海湾扇贝闭壳肌进行不同的冷冻处理：（-25±1）℃冰箱冷冻、（-35±1）℃冰柜冷冻、（-80±1）℃超低温冷冻和液氮冷冻，研究各冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌理化特性的影响为研究海湾扇贝闭壳肌冷冻工艺提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜海湾扇贝 市售，将新鲜的海湾扇贝取完整闭壳肌，然后清洗，合并各闭壳肌至10cm×10cm×50m，分别置于（-25±1）℃冰箱、（-35±1）℃冰柜、（-80±1）℃超低温冰箱和液氮冷冻，然后在（-25±1）℃条件下冻藏，每隔15d从低温冰箱中取出样品，20℃条件下解冻2h。

CR-400型色差仪（测头φ=15mm） 北京光学仪器公司；（-25±1）℃冰箱、（-35±1）℃冰柜 海尔公司；（-80±1）℃超低温冰箱 SANYO公司；DPL-175型焊接绝热气瓶液氮罐 张家港中集圣达因低温装备有限公司；组织搅碎机；水分活度仪；pH计；电子天平（d=0.001g）；质构仪 TMS-Pro。

1.2 实验方法

1.2.1 解冻损失率的测定 参考高瑞昌[11]的方法，将冷冻海湾扇贝闭壳肌放入铺有滤纸的培养皿内，加盖后置于室温下自然解冻，2h后取出，用滤纸轻轻拭去闭壳肌表面液体后称重，按以下公式计算解冻损失率。

式中：X—解冻损失率（%）；m—解冻前海湾扇贝闭壳肌的质量（g）；m1—解冻后海湾扇贝闭壳肌的质量（g）。

1.2.2 水分活度值的测定 采用水分活度仪对实验样品的水分活度进行测定。

1.2.3 pH的测定 按文献[12]的方法，将捣碎的虾肉用中性蒸馏水制备成1∶10浸提液，静置30min，过滤，用精密酸度计测定滤液的pH。

1.2.4 色差值的测定 按文献[13]的方法，采用美能达（MINOLTA）色彩色差仪（CR-400）对实验对象进行色泽的测定。测定解冻后海湾扇贝闭壳肌的亮度值（L*）、黄蓝值（b*）、总色差值（△E），每个样进行 8次平行实验。

1.2.5 硬度、弹性和咀嚼性的测定 按文献[14-18]的方法，TPA质构测试又被称为两次咀嚼测试（Two Bite Test，TBT）主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动，对固体半固体样品进行两次压缩，测试与微机连接，通过界面输出质构测试曲线[12]。

本实验用采用TMS-Pro型物性分析仪TPA模式对实验样品进行硬度、弹性和咀嚼性的测定。测定条件为：用平底柱形探头P/5（5mm直径），测前速率3mm/s；测试速率1.00mm/s；测后速率1.00mm/s；压缩变形率40%；停留间隔时间5s，负重探头类型为Auto-5g，数据收集率为200，环境温度为18～20℃每个样品测试3次，取平均值。

1.2.6 盐溶性蛋白含量的测定 按文献[19]的方法提取盐溶性蛋白，盐溶性蛋白含量的测定采用双缩脲法[20]。

2 结果与分析

2.1 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌解冻损失率的影响

图1 不同贮藏时间冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌解冻损失率的影响Fig.1 Effect of different freezing processes on the thawing loss rates of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌解冻损失率的影响见图1。

由图1可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的解冻损失率呈现上升趋势，同时也发现，相同贮藏时间条件下，（-25±1）℃冰箱冷冻、（-35±1）℃冰柜冷冻、（-80±1）℃超低温冷冻和液氮冷冻处理的样品解冻损失率依次下降，液氮冷冻处理组失水率最低，经SPSS 17.0对数据进行分析可知，4种冷冻处理样品间解冻损失率的差异均显著（p＜0.05）。

冻结温度对冷冻样品中水分形态的影响很大，温度越低，形成的冰晶体积越小，对样品的组织损伤越小。在解冻过程中，样品的结构相对完整，汁液损失小。

2.2 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌水分活度值的影响

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌水分活度值的影响见图2。

图2 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌水分活度值的影响Fig.2 Effect of different freezing processes on the Aw of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由图2可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的水分活度值呈现下降趋势，在贮藏时间达到60d时，样品的水分活度值显著下降。水分活度值与样品的持水力相关。冷冻温度越低，样品通过最大冰晶生成带的速冻越快，形成的冰晶更小，引起的机械损伤小，持水力更好。同时也发现，相同贮藏时间条件下，（-25±1）℃冰箱冷冻、（-35±1）℃冰柜冷冻、（-80±1）℃超低温冷冻和液氮冷冻处理的样品水分活度值依次上升。经SPSS17.0对数据进行分析可知，除了（-35±1）℃冰柜冷冻和（-80±1）℃超低温冷冻处理样品间差异不显著外（p＞0.05），其他处理样品间差异均显著（p＜0.05）。

2.3 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌pH的影响

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌pH的影响见图3。

由图3可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的pH趋势先略有下降，然后开始上升，但是变化幅度均不大。这是因为当水产品生命活动停止时，血液循环停止后供养不足，组织进行无氧呼吸，糖原分解产生乳酸，使pH下降；随时间延长，蛋白质分解产生碱性物质后，pH缓慢上升。同时也发现，相同贮藏时间条件下，液氮冷冻处理的样品pH最低。经SPSS 17.0对数据进行分析可知，4种冷冻处理样品间pH的差异均显著（p＜0.05）。

图3 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌pH的影响Fig.3 Effect of different freezing processes on the pH of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

2.4 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌色泽的影响

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌色泽的影响见图4、图5。

图4 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌亮度值的影响Fig.4 Effect of different freezing processes on the L*of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

图5 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌色差值的影响Fig.5 Effect of different freezing processes on the△E of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由图4可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的亮度值略有下降，但下降幅度不大。分析其原因，亮度值可能与样品的水分含量有一定的相关性。同时也发现，液氮冷冻处理样品亮度值变化最小。亮度值的改变可能与闭壳肌的水分损失有关，且趋势与解冻损失率的趋势呈现负相关。经SPSS 17.0对数据进行分析可知，液氮冷冻处理样品与其他3种冷冻处理样品间亮度值的差异均显著（p＜0.05），其他冷冻处理样品间差异不显著（p＞0.05）。

由图5可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的总色差值呈先下降后上升的趋势，同时也发现，相同贮藏时间条件下，4种冷冻处理的样品间变化不大。经SPSS 17.0对数据进行分析可知，（-25±1）℃冰箱冷冻处理样品与其他3种冷冻处理样品间色差值的差异均显著（p＜0.05），其他冷冻处理样品间差异不显著（p＞0.05）。

2.5 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌质构的影响

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌质构的影响见图6～图8。

图6 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌硬度的影响Fig.6 Effect of different freezing processes on the hardness of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

图7 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌弹性的影响Fig.7 Effect of different freezing processes on the springiness of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

图8 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌咀嚼性的影响Fig.8 Effect of different freezing processes on the chewing of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由图6～图8可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的硬度和咀嚼性变化幅度不大，弹性下降趋势明显。分析其原因，可能与冻藏过程中蛋白质的组织结构发生变化和冷冻对持水力的影响有关。经SPSS 17.0对数据进行分析可知，液氮冷冻处理样品与其他3种冷冻处理样品间硬度和咀嚼性的差异均显著（p＜0.05），其他冷冻处理样品间差异不显著（p＞0.05）；4种冷冻处理样品间弹性的差异均不显著（p＞0.05）。

2.6 不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌盐溶性蛋白含量的影响

不同贮藏时间及不同冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌质构的影响见图9。

图9 不同贮藏时间及冷冻方式对海湾扇贝闭壳肌盐溶性蛋白含量的影响Fig.9 Effect of different freezing processes on the salt solubility protein of Argopecten irradiams muscle at different frozen storage time

由图9可以发现，随贮藏时间的延长，海湾扇贝闭壳肌的盐溶性蛋白含量呈下降趋势，且下降趋势明显。经SPSS 17.0对数据进行分析可知，4种冷冻方式处理组的样品间盐溶性蛋白含量的差异均显著（p＜0.05）。

盐溶性蛋白含量与蛋白质变性程度有很强的相关性。在冻结过程中会引起海湾扇贝闭壳肌的蛋白质变性，关于蛋白质变性的机理说法很多，主要包括结合水分离学说、细胞液浓缩学说及水和水合水的相互作用[21]。

3 结论

（-25±1）℃冰箱冷冻、（-35±1）℃冰柜冷冻、（-80±1）℃超低温冷冻和液氮冷冻处理的样品解冻损失率、pH及盐溶性蛋白含量的差异均显著（p＜0.05）；对样品水分活度值，除了（-35±1）℃冰柜冷冻和（-80±1）℃超低温冷冻处理样品间差异不显著外（p＞0.05），其他处理样品间差异均显著（p＜0.05）；对样品亮度值、硬度和咀嚼性的测定，液氮冷冻处理样品与其他3种冷冻处理样品间差异均显著（p＜0.05），其他冷冻处理样品间差异不显著（p＞0.05）；对样品色差值的测定，（-25±1）℃冰箱冷冻处理样品与其他3种冷冻处理样品间差异均显著（p＜0.05），其他冷冻处理样品间差异不显著；对样品弹性的测定，4种冷冻处理样品间差异均不显著（p＞0.05）。

通过研究表明，液氮冷冻处理对于海湾扇贝闭壳肌的理化性质变化最小，更接近新鲜闭壳肌的品质；（-35±1）℃冰柜冷冻和（-80±1）℃超低温冷冻处理样品间品质变化差异不大。从经济和安全方面的综合考虑，液氮不适宜市场推广，（-35±1）℃冰柜冷冻能够较好的保障海湾扇贝闭壳肌的品质。

[1]王璐.论扇贝的营养价值、生物活性及养殖[J].牡丹江大学学报，2007，16：92-94.

[2]李伟青，王颉，孙剑峰，等.海湾扇贝营养成分分析[J].营养学报，2011，33（6）：630-632.

[3]张福崇，王六顺，肖秋立，等.2010年河北省海湾扇贝养殖业调查报告[J].河北渔业，2011（5）：30-37.

[4]寇凌霄.我国四个主要扇贝品种介绍及养殖发展对策[J].河北渔业，2012（6）：56-59.

[5]李成林，宋爱环，胡炜，等.山东省扇贝养殖产业现状分析与发展对策[J].海洋科学，2011，35（3）：92-98.

[6]刘红英.水产品加工与贮藏[M].北京：化学工业出版社，2006：91-94.

[7]沈月新.水产食品学[M].北京：中国农业出版社，2001：159-164.[8]李勇.食品冷冻加工技术[M].北京：化学工业出版社，2004：86-95.

[9]杨利艳，曹文红，章超桦，等.冷冻方式对凡纳滨对虾品质特性的影响[J].食品与机械，2011，27（5）：149-152.

[10]关志强，宋小勇，李敏.冻藏条件对蛤的蛋白质冷冻变性的影响及其改善的实验研究[J].食品科学，2005，26（9）：166-169.

[11]高瑞昌.鳙鱼中多聚磷酸盐水解机理及无磷保水剂的研究[D].青岛：中国海洋大学，2007.

[12]GB/T 5009.457-2003.水产品卫生标准的分析方法[S].

[13]张蕾，陆海霞，励建荣.超高压处理对凡纳滨对虾品质的影响[J].食品研究与开发，2010，31（12）：1-6.

[14]Lisbeth Hultmann，Turid Rustad.Iced storage of Atlantic salmon（Salmo salar）-effects on endogenous enzymes and their impact on muscle proteins and texture[J].Food Chemistry，2004，87：31-41.

[15]Siriporn Riebroy，Soottawat Benjakul，Wonnop Visessanguan.Properties and acceptability of Som-fug，a Thaifermented.shmince，inoculated with lactic acid bact eriastarters[J].LWT，2008，41：569-580.

[16]戴志远，崔雁娜，王宏海.不同冻藏条件下养殖大黄鱼鱼肉质构变化的研究[J].食品与发酵工业，2008，34（8）：188-191.

[17]Duun A S，Rustad T.Quality of superchilled vacuum packed Atlantic salmon（Salmo salar）fillets stored at-1.4 and-3.6℃[J].Food Chemistry，2008，106：122-131.

[18]Casas C，Ma rtinez O，Guillen M D，et al.Textural properties of raw Atlantic salmon（Salmo salar） at three points along the fillet，determined by different methods[J].Food Control，2006，17：511-515.

[19]崔珺.速冻方式和贮藏温度对带鱼品质影响的研究[D].舟山：浙江海洋学院，2011.

[20]黄伟坤.食品检验与分析[M].北京：中国轻工业出版社，1989：55-56.

[21]郭园园，孔保华.冷冻贮藏引起的鱼肉蛋白质变性及物理化学特性的变化[J].食品科学，2011，32（7）：335-339.