新疆白斑狗鱼微冻保鲜的研究

张 强,胡维岗,金新文

(1.新疆农垦科学院农产品加工研究所,新疆石河子 832000;2.新疆农垦科学院农产品加工重点实验室,新疆石河子 832000)

新疆白斑狗鱼微冻保鲜的研究

张 强1,胡维岗2,金新文*

(1.新疆农垦科学院农产品加工研究所,新疆石河子 832000;2.新疆农垦科学院农产品加工重点实验室,新疆石河子 832000)

将鱼分别用一氧化碳致死和鱼自然死亡方式处理,并将鱼用不同的速度冷冻,对鱼的僵硬期变化、失水率、TVB-N和pH等进行比较分析,评价白斑狗鱼在微冻条件下的保鲜效果。结果表明:相比白斑狗鱼的自然死亡,将鱼用一氧化碳致死僵硬期能够推迟约120min。白斑狗鱼的冰点为-2.5 ℃,微冻温度可确定为-4～-5 ℃；缓慢冷冻的鱼比超低温快速冷冻的鱼失水率少约2.4%,将鱼用一氧化碳致死,并在-5 ℃下贮藏能够长时间的保持鱼的新鲜度,第21 d时TVB-N<15 mg/100 g,第27 d时TVB-N<35 mg/100 g。

白斑狗鱼,一氧化碳致死,微冻,新鲜度

新疆是中国最大的冷水鱼生产基地,白斑狗鱼是新疆冷水鱼的标志性品种之一,属名贵鱼种。白斑狗鱼属鲑形目,狗鱼亚目狗鱼科,狗鱼属,属亚冷水性鱼类,分布于亚洲、欧洲和北美,在我国主要分布在新疆阿勒泰地区额尔吉斯河流域、乌伦古湖、博斯腾湖等。白斑狗鱼味道极其鲜美,且营养成分丰富,广受消费者的青睐。但由于白斑狗鱼生长条件的地域性限制,非产地很难见到鲜活的狗鱼,需要有必要的保鲜贮藏与运输手段以满足市场需求。冷冻贮藏是水产品最为常用的保鲜方法,该方具有法操作简单、成本低廉的优点,但鱼经过冷冻贮藏后肉质变差,解冻后鱼肉失水率高,品质下降严重[1]。微冻是近年来广受关注的准低温保鲜技术,微冻技术现已逐渐应用于水产品、畜禽肉等[2],国内外学者先后开展了海水鱼及淡水鱼类、虾类、贝类,鱼类的微冻保鲜研究,鱼在微冻温度下贮藏,解冻后汁液流失少、产品表面色泽较好,肉质保持较好,对保证产品的品质与提高商品的价值有着积极的意义[1-2],并且微冻保鲜对大多数水产品都具有良好的适应性[2]。在微冻温度下,微生物的生长繁殖受到有效抑制、脂肪氧化速度减缓,熊光权等对草鱼和鲫鱼进行微冻保鲜,贮藏30 d,仍能达到GB可食用标准[3]。本文对新疆白斑狗鱼进行微冻保鲜研究探讨,测定白斑狗鱼冰点,根据鱼的冰点确定微冻温度,比较致死方式对鱼鲜度的影响以及微冻速度对鱼肌肉组织持水性能的影响,分析鱼在微冻保鲜贮藏过程中腐败变化情况,并提出高效、经济、实用的微冻保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活白斑狗鱼,购于石河子市水产品批发市场,平均质量500g/条。硼酸 配制为浓度2%的吸收液；氧化镁 制成混悬液；甲基红-乙醇指示剂；溴甲酚绿-乙醇指示剂；标准盐酸滴定溶液(以上试剂和药品购自Aladdin-阿拉丁试剂(上海)有限公司)。

KK25F55TI微冻冰箱 西门子公司；DW-HW328超低温冰箱 中科美菱低温科技有限责任公司；ME104E型电子天平 METTLER TOLEDO公司；STARTER 2100/3C pro-F型pH计 奥豪斯仪器(上海)有限公司；WQG-18最低标记温度计 上海隆拓仪器设备；半微量凯氏定氮器 安徽省天长市金桥分析仪器厂；1663夹式2mL微量滴定管 安徽省天长市金桥分析仪器厂。

1.2 白斑狗鱼冻结物性的测定

冻结曲线[2-3]:取新鲜鱼肉样本,将WQG-18最低标记温度计插入鱼肌肉中,置于-21 ℃下降温,以3 min为时间间隔,记录温度,根据温度随时间的变化绘制冻结曲线。

冻结点(冰点):鱼在冷冻过程中,鱼体内水分温度先不断下降至冻结点,在冻结点附近,液态水转变为固态的冰并释放大量的潜热,此阶段温度会长时间保持恒定,水分冻结形成冰晶后,温度继续下降。由于水和冰比热容小,温度下降速度快。因此鱼在冷冻过程中,鱼体内水分会经历降温-冻结-冻结后再降温这三个阶段[4-5]。冻结曲线会呈现温度下降-保持稳定-再下降的形态,在冻结曲线上找出温度相对稳定的阶段,在此阶段水分大量冻结形成冰晶,这一区域是白斑狗鱼的最大冰晶生成带,与此区域对应的温度即为白斑狗鱼的冻结点。

1.3 白斑狗鱼致死方式的选择

本研究采用一氧化碳(CO)致死和自然死亡两种方式处理鱼,分别取样测定鱼僵硬期的变化,评判鱼肉的品质,选择较为理想的致死方式。

一氧化碳(CO)致死[6]:将鱼放入盛水的容器中,盛水体积V,以0.01 V/min通入CO气体,直至鱼死亡。

自然死亡[7]:将鱼置于盛水的容器中,使其缓慢死亡。

1.4 白斑狗鱼僵硬期的变化

参照鱼体僵硬指数测定法[4],取一氧化碳致死和自然死亡的鱼肉样本各3组,样本形状为长10 cm、宽3 cm、厚度1.5 cm。将鱼肉的前端2 cm固定于水平台面边缘,其余8 cm自然下垂。测量鱼肉下垂末端与水平台面的垂直距离,测量3次,取平均值,测量时间的间隔为40 min,根据鱼肉下垂高度变化的规律,分析鱼肉进入僵硬的过程和僵硬持续的时间。

1.5 白斑狗鱼的微冻处理

1.5.1 冷冻方法 缓慢冷冻[8-9]:将鱼置于冰箱微冻区内,鱼体温度逐渐下降至-5 ℃。

超低温快速冷冻[10-11]:将鱼置于-80 ℃超低温冰箱内,鱼体内置温度计,鱼体中心温度降至-5 ℃后,将鱼取出,置于冰箱微冻区内保藏。

将各微冻处理后的鱼置于-5 ℃条件下储藏30 d,对鱼肉性状进行测定。

1.6 微冻贮藏保鲜效果的测定

1.6.1 水分流失率 在贮藏过程中,按照固定的间隔时间取鱼肉样本若干,解冻前直接称重,解冻后去除鱼肉流出的汁液水分再称重[12]。解冻前后的质量差值即为鱼肉水分流失量。

1.6.2 挥发性盐基氮(total volatitle base-nitrogen,TVB-N)的测定 取鱼肉样本,将鱼肉切为小碎块,放入研钵,研磨碾碎,取10 g碎鱼肉放入200 mL三角瓶,再向瓶中加入100 mL蒸馏水,充分搅拌,待搅拌液澄清,取上部澄清液过滤,将10 mL滤液与2 mL氧化镁混悬溶液按照先后顺序分别加入半微量凯氏定氮器,迅速密闭。然后加热蒸馏,蒸馏产生的气体通入带有甲基红-溴甲酚绿混合指示剂的硼酸溶液,蒸馏10 min,所得吸收液用标准盐酸溶液滴定,根据滴定量计算TVB-N含量[13-14]。

1.6.3 pH的测定 同1.6.2步骤取鱼研磨碾碎与蒸馏水混合后的过滤液,将过滤液用STARTER 2100/3C pro-F型pH计测定、记录[14],得到该鱼肉样本的pH。

1.7 数据处理

实验数据采用Excel统计和绘图,DPSv3.01处理系统进行方差分析,以p<0.05作为差异显著的标准。

2 结果与分析

2.1 白斑狗鱼的冻结曲线

由图1所示,白斑狗鱼在降温冷冻过程中,曲线的形态具有明显的阶段性特征。第1阶段,鱼肉温度下降速度较快,在此过程中,鱼体内水分未发生冻结,仅是温度下降；在第2阶段,当鱼肉温度下降到冰点区域时,鱼体内大量液态水分发生冻结成为固体冰晶,放出大量的潜热,此阶段鱼体的温度会在冰点处保持恒定,直至大部分水分冻结完成,其余少量水分为不易冻结的高盐度水分和结合水；第3阶段,当鱼体内的大部分水分已完成冻结成冰晶,由于冰的比热较小,所以温度下降较快[1]。由冻结曲线可以看出,第2阶段温度恒定阶段即为白斑狗鱼的冻结点温度(冰点),温度为-2.5±0.2 ℃。

图1 -21 ℃下的时间温度曲线Fig.1 The curve of conductivity in -21 ℃

2.2 白斑狗鱼在两种致死方式下鱼肉僵硬变化的比较

因为鱼在死亡后,体内有氧代谢停止,肌肉中三磷腺苷(ATP)合成下降乃至终止,然而分解仍不断进行,肌肉组织产生大量肌动蛋白凝胶,导致肌肉收缩变硬。因此,在进入僵硬期的过程中,鱼肉逐渐变硬,下垂高度逐渐减小。僵硬期后,由于肌肉中内源性蛋白酶自溶作用和腐败菌的作用、糖原、ATP进一步减少,肌动蛋白凝胶分解,氨不断积累,肌肉硬度开始下降,进入解僵期,解僵结束即标志着鱼开始进入腐败阶段[3-4]。

由图2的僵硬变化曲线可知,鱼肉下垂距离呈3个阶段,进入僵硬期,鱼肉逐渐变硬失去弹性,下垂距离不断减少；僵硬持续阶段,鱼肉下垂距离保持恒定；解僵硬,鱼肉逐渐变软,下垂距离增加。

图2 两种致死方法的白斑狗鱼僵硬变化的比较Fig.2 The change of stiffnesss in this two different cause to death

由图2所示,鱼在自然死亡下,240 min达到最大僵硬程度,僵硬持续时间为120,360 min进入解僵阶段。将鱼用一氧化碳致死,360 min达到最大僵硬程度,僵硬持续时间为160,520 min进入解僵阶段。由此可知,相比鱼自然死亡,将鱼用一氧化碳致死,鱼较晚进入僵硬期晚,僵硬速度较慢,僵硬持续时间也较长。鱼死后进入僵硬期是伴随着鱼肌肉中ATP不断分解减少进行的,若鱼死亡之前活动量大,则肌肉中ATP消耗多、存量减少,死亡后进入僵硬期早,僵硬速度快、僵硬持续时间短、解僵和腐败也相应提前,这不利于保鲜,应尽量避免[5-6]。用一氧化碳将鱼致死,鱼逐渐进入昏迷状态后死亡,致死过程时间较短,且比较舒缓,鱼极少有挣扎现象,ATP消耗少,鱼死后进入僵硬期较晚,僵硬速度慢、僵硬持续时间也较长,从而推迟了鱼发生自溶和腐败的时间起点[7]。因此将白斑狗鱼用一氧化碳致死比让其自然死亡更有利于后续的贮藏保鲜。

2.3 白斑狗鱼失水率的变化

将一氧化碳致死的鱼和自然死亡的鱼分别用缓慢冷冻和快速冷冻方法处理,并在微冻温度下贮藏,分析和比较贮藏过程中鱼肉失水率变化的情况。

由图3可知,随着贮藏时间的延长,各组样本鱼肉解冻后失水率均呈上升趋势。两种致死方式对鱼的失水率没有显著差异(p>0.05)。缓慢冷冻比快速冷冻的鱼肉失水率小(p<0.05)。

图3 两种微冻方法下白斑狗鱼失水率的变化Fig.3 The change of water loss in this two different partial freezing measure

有资料显示,快速冷冻比缓慢冷冻对细胞组织的损害小[1],在对鱼片的微冻保鲜研究显示,对较薄的鱼片采用快速冷冻失水率小于缓慢冷冻[12-13]。然而白斑狗鱼个体较大,体型圆,鱼肉较厚,采用超低温快速冻结,容易造成冻结程度不均匀的情况,鱼中心温度还未降至冰点,距离鱼体表近的部分鱼肉已发生过度冷冻的情况,从而导致鱼的肌肉组织损害较大,解冻后失水率较高。因此,微冻方法要根据鱼的个体大小与形状特征区别对待,对白斑狗鱼采用缓慢冷冻反而较好。

随贮藏时间的延长,鱼肉解冻后失水率逐渐增加,这是由于在微冻贮藏过程中鱼肉中组织内的仍不断有水分发生冻结,以及冻结导致的肌纤维收缩形变,水分被排挤出组织等,这些因素导致水分向外迁移量逐渐增加[15]。

2.4 总挥发性盐基氮(TVB-N)的变化

总挥发性盐基氮(TVB-N)是指在碱性条件下具有挥发性的小分子胺类物质,通常与微生物及内源酶的作用有关,其含量的高低通常可作为水产品鲜度评价的重要指标[14,16]。

白斑狗鱼在微冻贮藏过程中TVB-N的变化如图4所示。随着贮藏时间的延长,各组样本的TVB-N值均呈上升趋势。缓慢冷冻与快速冷冻对鱼贮藏过程中TVB-N值没有显著影响(p>0.05)。而自然死亡方式与一氧化碳致死对鱼在贮藏过程中鲜度的变化存在显著影响(p<0.05)。15 d后,自然死亡方式:缓慢冷冻与快速冷冻鱼的TVB-N均已超过一级新鲜标准(TVB-N≤15 mg/100 g),24 d后,TVB-N值已经超标,不能食用(TVB-N>35 mg/100 g)。用一氧化碳致死方式,15 d后,缓慢冷冻与快速冷冻的鱼均为一级新鲜标准,新鲜度良好,24 d后,仍可达到二级新鲜标准。27 d后,为三级新鲜标准。30 d后,TVB-N值超标,不能食用。

图4 两种微冻方法下白斑狗鱼TVB-N的变化Fig.4 The change of TVB-N in this two different partial freezing measure

2.5 pH的变化

pH可以作为水产品鲜度变化的一项重要参考指标[14]。在鱼类中通常表现为僵硬期内持续下降,腐败过程中持续上升[17]。

由图5可知,随贮藏时间的延长,各组样本的pH均呈现先下降后上升的趋势。鱼在自然死亡后,缓慢冷冻与快速冷冻鱼pH初始值分别为6.68±0.01和6.72±0.01,没有显著差异(p>0.05)。一氧化碳致死鱼,缓慢冷冻与快速冷冻鱼pH初始值分别为6.92±0.01和6.94±0.01,两者不存在显著差异(p>0.05)。自然死亡的鱼较一氧化碳致死的鱼pH初始值低(p<0.05)。自然死亡的鱼9d后pH开始上升,鱼进入腐败阶段。一氧化碳致死的鱼则在15 d后pH进入上升阶段。因此,致死方式对鱼的pH初始值以及鱼进入腐败的时间有显著的影响,而冷冻方法对鱼pH的初始值和变化趋势没有显著影响(p>0.05)。

图5 两种微冻方法下白斑狗鱼pH的变化Fig.5 The change of pH in this two different partial freezing measure

从图4和图5可看出,鱼肉的TVB-N值和pH后期变化速度加快,鱼肉新鲜度在后期下降速度较前期快。

3 结论

在对白斑狗鱼进行微冻贮藏保鲜之前,保证鱼有较好的品质非常重要。白斑狗鱼经CO致死进入僵硬期比其在自然死亡下有所推迟,僵硬期维持的时间也较长。因此,一氧化碳致死法更有利于保证鱼肉的品质和新鲜度,对整个保鲜过程都具有积极的作用,同时CO处理方法成本低,便于在实际生产中推广应用。经测定,白斑狗鱼的冰点为-2.5±0.2 ℃,由此,可以确定白斑狗鱼的微冻贮藏温度为-4～-5 ℃。

冷冻方法对鱼的持水性能有较大影响,缓慢冷冻能够较为均匀的降温,鱼肉组织损害较小,失水率较少,超低温快速冷冻则对鱼肌肉组织损害较大,持水性能下降严重,解冻后失水率较大。两种微冻处理方法对鱼的保鲜期没有显著影响,在-5 ℃贮藏均有较好的保鲜效果,经21 d TVB-N的值仍符合国家水产品一级新鲜标准,27 d仍可食用；同时发现,鱼在贮藏过程中,腐败速度随着时间延长不断加快,经过21 d微冻贮藏仍能达到一级新鲜标准,然而至27 d即下降为三级新鲜标准,30 d已不可食用。因此,推迟鱼发生自溶与腐败的时间起点,可以达到延长保鲜期的目的。

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Study on fresh-keeping method of Xinjiang pike with partial freezing

ZHANG Qiang1,HU Wei-gang2,JIN Xin-wen*

(1.Institute of Agro-Products Processing Science and Technology,Shihezi 832000,China; 2.Key lab of Agro-Products Processing Science and Technology, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi 832000,China)

The pikes were lethaled by carbon monoxide and were dead in normal,and were frozen in different speed. By analyzing and comparing the changes of hardness period,moisture disappearing rate,TVB-N,pH and so on,the feasibility of pike which had been storage in partial freezing environment was discussed. Results:When the pike were lethaled by carbon monoxide,the hardness period of fish was postponed more about 120 minutes than which were dead in normal. Pike’s fish freezing point is about -2.5 ℃,so the partial freezing temperature could be identified as -4～-5 ℃. When the pikes were frozen slowly,the moisture disappearing rate was less about 2.4% than which were frozen rapidly. The pikes were lethaled by carbon monoxide and stored in -5 ℃,the freshness of fish could be kept well for a long time. In the 21th day,the TVB-N of fish was less than 15 mg/100 g,and which was still less than 35 mg/100 g in the 27th day.

Pike；Lethal by carbon monoxide；partial freezing；freshness

2014-12-16

张强(1977-)，男，硕士研究生，助理研究员，研究方向：农产品加工与贮藏保鲜,E-mail：821861127@qq.com。

*通讯作者:金新文(1970-)，男，博士研究生，副研究员，研究方向：农产品加工与贮藏保鲜，E-mail：372557223@qq.com。

新疆农垦科学院科技引导计划(60YYD201308)。

TS

A

1002-0306(2015)17-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2015.17.000