真空解冻工艺对金枪鱼品质的影响

李念文，谢 晶，周 然 ，汤元睿，周 研

(上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海201306)

金枪鱼肉质鲜美、柔嫩，富含EPA、DHA 等具有生物活性的多不饱和脂肪酸，具有预防心血管疾病、促进大脑发育等多重功效;同时，鱼肉中还富有蛋氨酸、牛磺酸、矿物质和维生素等功能性物质，享有“海洋黄金”的美称，是国际营养协会推荐的绿色无污染健康美食［1］。金枪鱼中的蛋白质不仅为人类提供了所必需的氨基酸等营养要素，而且赋予了鱼肉以特定的性质，如凝胶性、乳化性，持水性等，并使鱼肉表现出特定的质地、外表、口感、滋味，对维持金枪鱼的品质具有重要意义［2-3］。解冻是金枪鱼加工工艺的最后一道工序，其效果对金枪鱼的质地、色泽、风味、营养价值等影响显著，研究金枪鱼的解冻工艺对其品质维持和货架期延长具有相当重要的意义。真空解冻(Vacuum-steam Thawing)是新型解冻工艺，水在真空状态下沸点低，利用其蒸发所形成的水蒸汽在冻结食品表面凝结释放潜热来解冻食品［4］。它具有解冻速度快、解冻中减少或避免了食品的氧化变质、解冻后汁液流失少等优点［5］。国内外关于真空解冻技术在金枪鱼解冻中应用的研究较少，本文对真空解冻条件的影响和解冻后金枪鱼的品质特性进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

原料 实验所用的金枪鱼肉是捕捞后经宰杀分割后直接抽真空密封冻藏(-80℃)的大目金枪鱼肉;样品预处理 将冻结金枪鱼快速均匀分割成大小，厚度一致(5cm)的鱼块，每块质量约100g，包装后贮藏在-80℃的超低温冰箱中，直至中心温度降至-80℃。

MINFACT04 型真空冷冻干燥机 爱德华天利(BOC Edwards);CPCA-140Z 绝对真空压力表 上海振太仪表有限公司;XS 225A 电子分析天平 普利赛斯国际贸易(上海)有限公司;TA.XT Plus 质构仪 英国SMS 公司;TDL-40B 低速台式大容量离心机 上海安亭科学仪器厂;FA25 高剪切分散乳化机 上海FLUKO 弗鲁克流体机械制造有限公司;H-2050R台式高速冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;SJH-4S 数控精密恒温水浴锅 宁波天恒仪器厂。

1.2 解冻方法

1.2.1 空气解冻 将冻结金枪鱼块从-80℃超低温冰箱中取出，置于周围无热源的洁净托盘上，以20℃左右空气为介质进行解冻，以鱼块的中心温度达到-5℃时为解冻终点，置于0℃冰箱冷藏［6］。

1.2.2 真空解冻 将冻结金枪鱼块从-80℃超低温冰箱中取出，置于真空解冻箱中，将多点温度测量仪的探头插入鱼块中心部位。设定箱体温度为20℃，真空度分别为70、50、30、10kPa 进行解冻，根据鱼体中心温度随解冻时间的变化情况，每秒记录一个读数，直至鱼体中心温度达到-5℃时视为解冻终点，置于0℃冰箱冷藏。真空解冻装置由解冻箱、真空设备、加热器三部分组成，设备简图如下:

图1 真空解冻设备简图Fig.1 Equipment diagram of vacuum-steam thawing instrument

1.3 测定指标

1.3.1 解冻曲线的绘制 以解冻过程中金枪鱼块的中心温度(-40℃至-5℃)为纵坐标，解冻时间为横坐标绘制。

1.3.2 盐溶蛋白 参照Yongsawatdigu 等［7］方法，略有改动，采用考马斯亮蓝法［8］进行测定。

1.3.3 巯基 参照Benjaku S 方法［9］作适当修改。取1mL 的肌动球蛋白(0.4%，4mg/mL)加入9mL 0.2mol/L Tris-HCl 缓冲液，混匀。取4mL 混合溶液，加入0.4mL 1% DTNB，40℃下培养25min 后于412nm 测吸光度。空白对照用0.6mol/L KCl(pH7.0)代替样品。

1.3.4 持水力的测定 参照Özgul 等［10］的方法。

式中:S 为排出水量;V 为样品原质量。

1.3.5 质地采用质地剖面分析(texture profile analysis，TPA)模式测试，模拟人的两次咀嚼动作，检测质构特性参数［11］。将鱼肉切成20mm ×15mm ×10mm 的方块，使用平底柱形探头P/6(6mm 直径)。测试条件如下:测试前速率3mm/s，测试速率1mm/s，测试后速率1mm/s，压缩程度50%，停留间隔5s;负重探头类型:Auto-5g;数据收集率:200;环境温度:12～16℃。样品按垂直于其厚度的方向平放，每次测3 个样品，每个样品测1 次，取平均值。分别测定其硬度、弹性以及咀嚼性。

1.3.6 数据处理 实验平行3 次，用SPSS 19.0 进行数据统计及多重比较，Origin 8.5 和AutoCAD 2009制图。

2 结果与分析

2.1 解冻曲线的建立

图2 为金枪鱼鱼块中心温度由-40℃到-5℃的解冻曲线，不同解冻条件的解冻曲线差异明显:随着真空度的增大，金枪鱼解冻速率越快，这可能是由于真空解冻箱内水分蒸发强度随真空度的增大而增大，鱼块表面凝结水增多，释放大量潜热，因而升温较快;10kPa 下金枪鱼的解冻时间为1750s，而相同条件下的空气解冻由于空气的热阻大，解冻至终点需要耗费3330s，几乎是前者的两倍。因此，真空解冻能加快金枪鱼解冻的速率，且真空度越高，解冻速率越快，这与何利平等［12］研究真空解冻团头鲂速度的结果一致。

图2 冻结金枪鱼的解冻曲线Fig.2 Thawing curve of a frozen tuna chunk

2.2 盐溶蛋白的变化

蛋白质的盐溶性是反映鱼肉蛋白质变性的常用指标，在冷藏过程中，鱼肉形成的氢键、盐键和二硫键等往往导致蛋白质的盐溶性下降［13］。不同真空度解冻下金枪鱼肉中盐溶蛋白的变化如图3 所示。

由图3 可知，解冻过的鱼肉在贮藏过程中盐溶蛋白含量呈下降趋势，且下降幅度各不相同。空气解冻的金枪鱼盐溶蛋白含量为45.53mg/g，贮藏仅6h后就下降至33.34mg/g，与其他实验各组差异显著(p ＜0.05)。真空解冻各组间盐溶蛋白含量下降的程度差异明显(p ＜0.05)，贮藏48h 后，70、50、30、10kPa解冻组的盐溶蛋白分别下降了66.47%、60.37%、52.46%、43.10%，可见解冻真空度越高，金枪鱼肉的盐溶性越好。Farah 和Nazlin［14］对冻藏鳕鱼片进行的研究表明:脂肪的氧化产物是引起蛋白质变性的主要原因。真空解冻提供的低氧环境能够减少鱼肉脂肪的氧化，且真空度越大，氧化程度越低，导致金枪鱼蛋白质变性程度降低，盐溶性较好。

表1 贮藏期间金枪鱼肉中巯基的变化(10 -4mol·g -1)Table 1 Changes of SH content in Thunnus obesus during storage period(10 -4mol·g -1)

图3 不同解冻条件下金枪鱼盐溶蛋白的变化Fig.3 Changes on salt-extractable protein content of different thawing conditions

2.3 巯基的变化

巯基是金枪鱼蛋白中最具反应活性的功能性基团，与蛋白质的易变性、结构稳定性以及酶的催化作用等关系密切，往往通过测定鱼肉的巯基含量来反映蛋白质的变性程度［15-16］。不同解冻条件下金枪鱼肉中巯基含量的变化如表1 所示。

由表1 可知，贮藏期间金枪鱼的巯基含量整体呈下降趋势，表明鱼肉在贮藏过程中蛋白质变性不断发生。贮藏初期，刚解冻完的各组鱼肉巯基含量差异较小，贮藏至6h 后，30、10kPa 真空解冻与其他组发生显著差异(p ＜0.05);贮藏18h 后，空气解冻组的巯基含量仅为3.98 ×10-4mol·g-1，与真空解冻各组呈现显著差异(p ＜0.05);贮藏48h 后，各组间鱼肉的巯基含量均发生显著差异(p ＜0.05)，其中10kPa真空解冻组含量最高，达到4.52 ×10-4mol·g-1。对比鱼肉的盐溶性，两者具有很好的相关性，表明高真空度解冻金枪鱼块能减少蛋白质的变性程度，保持较好的鱼肉品质。

2.4 持水力的变化

持水力是判断金枪鱼品质优劣的重要指标，与鱼肉的质地、切片性、组织状态等都具有相关性［17-18］。金枪鱼在冻结过程中鱼肉组织产生的冰晶，不仅会破坏细胞膜，使细胞内液流出，还会引起鱼肉组织的物理损伤，破坏肌纤维结构，降低蛋白质的功能性［19-20］。解冻时，冰晶融化成水，但由于鱼肉的持水力下降，这部分水不能被鱼肉完全吸收，使得鱼体内的酶系、蛋白质等成份流失，鱼肉品质下降。不同真空度解冻下金枪鱼肉的持水力的变化如图4 所示。

图4 不同解冻条件下金枪鱼持水力的变化Fig.4 Changes on water holding capacity of different thawing conditions

由图4 可知，解冻后的金枪鱼在贮藏期间持水力均持续下降，其中空气解冻的持水力下降最严重，贮藏18h 后，空气解冻组与其它各组差异显著(p ＜0.05)，而贮藏48h 后鱼肉的持水力仅为40.19%，这可能是由于空气热阻较大，解冻时间长、效率低，得不到水分补充，质地发干;真空解冻则相对较好，贮藏48h 后各组的持水力均能保持在50% 以上，而10kPa 组的持水力比刚解冻完只下降了22.91%，这可能是由于饱和水蒸气在鱼块表面形成的水膜［21］，既能保证温和的解冻条件和较快的解冻速度，又有助于鱼肉在贮藏过程中减少水分的散失。

2.5 鱼肉质地的变化

质地剖面分析(TPA)，是利用质构仪探头模拟人口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，通过软件分析出硬度(Hardness)、弹性(Springiness)、咀嚼性(Chewiness)等质构特性，在一定程度上减少了感官评价中主观因素带来的评价误差［22］。不同真空度解冻后金枪鱼肉质地的变化如图5 所示。

图5 不同解冻条件下金枪鱼硬度(A)、弹性(B)、咀嚼性(C)的变化Fig.5 Changes on hardness(A)，springiness(B)，chewiness(C)of different thawing conditions

图5 可知，解冻后的鱼肉硬度、弹性和咀嚼性在贮藏过程中均持续下降，空气解冻组在贮藏9h 后弹性就和真空解冻各组发生显著性差异(p ＜0.05);并且，质地还与解冻时的真空度关联密切，真空度越大，解冻后金枪鱼的质地越好，贮藏36h 后10kPa 真空解冻组与30kPa 真空解冻组在硬度和弹性上差异显著(p ＜0.05)，表明解冻时真空度越大，保留金枪鱼口感的效果越好。这是因为真空解冻的时间短，鱼肉蛋白质的降解要比空气解冻少，蛋白质的功能性保留较好，加上解冻过程中水分充足，鱼肉组织失水少，因此鱼肉的硬度、弹性和咀嚼性较大［23-24］。

3 结论

通过冻结金枪鱼块的解冻实验研究发现:与传统的空气解冻相比，真空解冻不仅能提高解冻速率，减少解冻时间，还能减少蛋白质的变性，保持鱼肉的持水力，维持金枪鱼的质地，使其保留较好的口感;不同真空度对金枪鱼解冻的效果差异显著，10kPa 下解冻金枪鱼块仅需1750s，且在贮藏48h 后的盐溶蛋白为26.81mg/g，巯基含量为4.52 ×10-4mol·g-1，持水力为60.91%，硬度为142.83g，弹性为0.7769，咀嚼性为74.86，各方面品质均要优于其它实验组，可见真空度越高，金枪鱼的解冻效果越好。本实验表明:真空解冻技术是一种优良的金枪鱼解冻工艺，较好地维持了解冻后金枪鱼的品质，减少了食材的浪费。

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