真空解冻工艺对罗非鱼片品质的影响

张 珂，关志强，李 敏，吴阳阳，马超锋（广东海洋大学食品科技学院，广东省水产品加工与安全重点实验室，水产品深加工广东普通高等学校重点实验室，广东湛江524088）

真空解冻工艺对罗非鱼片品质的影响

张 珂，关志强*，李 敏，吴阳阳，马超锋
（广东海洋大学食品科技学院，广东省水产品加工与安全重点实验室，水产品深加工广东普通高等学校重点实验室，广东湛江524088）

以罗非鱼为研究对象，分别在不同真空度条件：15、12、9、6、3和0.8 kPa进行解冻（样品温度从-20℃升为4℃），测定解冻时间、解冻损失率及解冻后鱼片的TBA值、K值和pH，进而筛选真空解冻罗非鱼片的最佳工艺条件。实验结果表明：与空气解冻相比，真空解冻缩短解冻时间，且真空度越大解冻时间越短；其中9 kPa真空条件下解冻时间仅为30 min，解冻损失率为-0.04%，TBA值为0.097 mg/100 g，K值为7.15%，pH为6.60，均显著优于其他实验组（p＜0.05）。即9 kPa真空条件解冻罗非鱼片时间短，汁液损失少，脂肪氧化程度较小，鲜度较高，整体品质较高，能较好地保持罗非鱼片的品质。

罗非鱼，真空解冻，解冻时间，解冻损失，TBA值，K值

罗非鱼俗名南洋鲫、非洲仔、福寿鱼，我国主要养殖的品种有尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼、莫桑比克罗非鱼以及各种组合的杂交后代等。当前中国罗非鱼产量占全球罗非鱼产量43%，且出口量逐年增长，2014年出口量40万吨，出口额达15亿美元［1］，其中冷冻罗非鱼片占出口罗非鱼的75%以上［2］。冷冻罗非鱼片在冻藏过程中由于脂肪的氧化，肌肉中酶的活动和微生物代谢等导致鱼片丧失新鲜度直至变质［3］，因此出现了许多保持冷冻鱼片新鲜度的方法［4-6］。但是冷冻后的鱼片必须经过解冻才能食用，而不同的解冻方法和工艺对鱼片品质有较大的影响。解冻过程中可能会出现汁液流失、变色、风味损失、质地改变、肌球蛋白变性、脂质氧化以及由于脂质与蛋白质交联导致肌原纤维蛋白聚集而影响肌肉蛋白质和水结合的能力，使食品质量降低［7］。

真空解冻作为一种新型解冻方法，是指在真空条件下利用解冻室内水槽中的水蒸气在冻结食品的表面凝结放出潜热而使食品升温解冻的方法［8］。在密封的容器中，当真空度达到705 mm汞柱时，水在40℃就可以沸腾，并产生大量低温水蒸气，水蒸气分子不断冲击冷冻原料的表面，进行热交换，从而促使原料快速解冻。真空解冻温度较低，适合热敏性食

品；解冻速度较快；真空低氧，可防止食品解冻过程中的氧化裂变，也可抑制一些好氧性微生物的繁殖；汁液流失较少［9］。国内对真空解冻研究较少［10-13］，且主要集中在30 kPa及更低真空度的水平上，而只针对高真空度（即真空泵的绝对压力＜15 kPa）的真空解冻工艺研究较少，且以罗非鱼为真空解冻对象的还未见报道。

本研究以罗非鱼为研究对象，分别在6种不同真空度条件下快速解冻冷冻罗非鱼片，并对其品质变化进行检测分析，筛选最优真空解冻罗非鱼片的工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

吉富罗非鱼 同一批次购于广东湛江市工农市场，重约为750 g，共计11条；三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、腺苷酸（AMP）、肌苷酸（IMP）、次黄嘌呤核苷（HxR）和次黄嘌呤（Hx）标准品（≥99%） Sigma公司；优级纯K2HPO3和KH2PO3天津市科密欧化学试剂有限公司；色谱纯甲醇 天津四友精细化学品有限公司；色谱纯乙腈、2-硫代巴比妥酸（≥98.5%） 国药集团化学试剂有限公司；三氯乙酸、冰醋酸、氯仿、高氯酸、KOH、EDTA二钠等 均为分析纯，广州化学试剂厂。

VCD-0.2型真空预冷实验机 上海鲜绿真空保鲜设备有限公司；Agilent 1200高效液相色谱仪 Agilent；Waters RP18色谱柱 Waters；雷磁PHS-3C型pH计上海仪电科学仪器股份有限公司；UV-8000A紫外分光光度计 上海元析仪器有限公司；GTR22-1型高速冷冻离心机 北京时代北利离心机有限公司；JK-24U多路温度测试仪 常州市金艾联电子科技有限公司；125型均质机 上海依背机械设备有限公司；KQ-500DE超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；HHS型恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司；EYEL4 A-1000S抽滤机 上海爱朗仪器有限公司；BCD-225SDCW冰箱 青岛海尔股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料处理 将健康鲜活的罗非鱼宰杀、去皮后取片，修剪为长（100±5）mm，宽（60±5）mm，厚（10± 2）mm，重约70 g的鱼片。置于-20℃冰箱中冷冻24 h。取出后立即放入真空预冷实验机的真空室内，真空室内放入盛有200 mL蒸馏水的大烧杯，将鱼片悬置于烧杯上空。调节真空度到15 kPa，利用多路温度测试仪测定鱼片中心温度（达到4℃［14］即可），即视为完全解冻，而后立即分别进行15、12、9、6、3、0.8 kPa和自然空气解冻实验，并测定相同指标。每组进行3次（即3个鱼片）平行测量，同一指标平行测量时尽量选取鱼片的相同部位。

1.2.2 解冻时间的测定 利用多路温度测试仪，把3个温度探头分别插在鱼片的不同部位，取其均值即为鱼片的中心温度，记录鱼片中心温度从-20℃达到4℃所用的时间，即为解冻时间。

1.2.3 解冻损失率的测定 按照美国官方分析化学家协会（AOAC）［15］方法进行计算如下：

式中，W为解冻损失率（%）；m1为冻结后鱼片的质量（g），m2位解冻后鱼片的质量（g）。

1.2.4 硫代巴比妥酸值（TBA值）的测定 根据王小军等［16］的方法，略微改动如下：样品在组织捣碎机中均质，取捣碎的肉样10 g，加入50 mL、7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA），振摇30 min，双层滤纸过滤两次，取5 mL上清液加入5 mL、0.02 mol/L的TBA溶液，90℃水浴中保温40 min，取出冷却1 h，上清液中加入5 mL氯仿振摇，静置分层后取上清液，分别在532 nm和600 nm处比色，记录吸光度值，按以下公式计算TBA值。

式中，与TBA反应的物质的量以每100 g肉中丙二醛的毫克数来表示；A532表示样液在532 nm处的吸光度值，A600表示样液在600 nm处的吸光度值。

1.2.5 K值的测定 根据刘亚等［17-18］的方法，结合实际所用的Waters RP18色谱柱稍微改动后进行高效液相色谱法测定K值。其中，流动相为：V（0.05 mol/L K2HPO3-KH2PO3缓冲液）∶V（甲醇）=97∶3，缓冲液pH6.5，流速0.8 mL/min，进样量10 μL，检测波长254 nm。精确称取5 g鱼肉样品，加入30 mL、6%冷高氯酸，匀浆，4℃、10000 r/min离心10 min，取上清液，用10 mol/L的KOH溶液调节提取液pH至接近6.0，然后再用1 mol/L的KOH溶液继续调节pH至6.5，沉淀重复提取一次，合并上清液。4℃、8000 r/min离心10 min，取上清液。上机检测前用0.22 μm的微孔滤膜过滤。

鱼类肌肉中三磷酸腺苷（ATP）在死后初期发生分解［19］，经过二磷酸腺苷（ADP）、一磷酸腺苷（AMP）、肌苷酸（IMP）、次黄嘌呤核苷（Hx）和次黄嘌呤（HxR）等，最后变成尿酸。K值为ATP最终分解产物（Hx和HxR）占总ATP关联物的百分数，表示如下：

1.2.6 pH的测定 取绞碎的鱼肉10.00 g于烧杯中，加入100 mL蒸馏水，均质1 min，静置30 min后过滤，用pH计进行测定［20］。

1.3 数据处理与统计分析

实验均为3次平行，结果以平均值±标准差表示。利用Origin 8软件（OriginLab Corporation）进行作图，利用JMP 7软件（SAS Institute Inc.）对数据进行单因素方差分析（p＜0.05为差异显著）和图基检验（Tukey HSD），利用SPSS 18.0（SPSS China Inc.）进行皮尔森（Pearson）相关性分析。

2 结果与讨论

2.1 不同真空度条件对罗非鱼片解冻时间的影响

如图1所示，随着真空度不断增大，真空解冻罗非鱼片的时间不断减小，且与空气解冻的45 min相比，真空度由15 kPa增到0.8 kPa，时间从38.33 min缩短到15.67 min，真空解冻时间显著减小（p＜0.05）。与李念文等［12］得到相似结论，这或许是由于随着真空度增大，水汽沸腾越强烈，大量的低压蒸汽在鱼片表面凝结，鱼片表面形成较多的凝结水，且真空压力越低凝结潜热越大。冷凝放热致使鱼片快速解冻，即缩

短解冻时间。

图1 不同真空度条件下罗非鱼片的解冻时间Fig.1 Thawing time of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.2 不同真空度条件对罗非鱼片解冻损失率的影响

由图2可以看出，与空气解冻相比，3 kPa和0.8 kPa的真空度条件下，罗非鱼片的解冻损失较大，分别为1.80%和1.63%；15、12、9、6 kPa四组中解冻损失无显著差异（p＞0.05），且均较小。可能是由于当真空度较小（＞6 kPa）时，蒸发的水蒸气在鱼片表面凝结后，鱼片解冻后溶出的水分又被鱼片慢慢吸收了，致使解冻后质量变化较小，甚至增大的现象；真空度增大后，鱼片解冻时间大量缩短，解冻溶出的汁液未被完全吸收，从而导致鱼片质量减少，这与尤敏瑜［21］认为快速解冻使汁液没有充足的时间重新进入细胞的看法有相似之处。

图2 不同真空度条件下罗非鱼片的解冻损失Fig.2 Thawing loss of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.3 不同真空度条件对罗非鱼片TBA值的影响

鱼肉中含有许多不饱和脂肪酸，贮藏过程中脂肪氧化产物——1分子丙二醛可与2分子TBA反应，生成稳定的红色化合物［22］，该化合物的吸收程度与丙二醛的浓度在一定范围内呈线性关系。因此，可根据反应物的颜色深浅测定其吸光度值，推测鱼肉的脂肪氧化酸败程度。

由图3可知，15、12 kPa的真空解冻与空气解冻后罗非鱼片的TBA值都为0.12 mg/100 g左右，组间无显著差异（p＞0.05），且均较其他实验组显著增大（p＜0.05）；9、6、3、0.8 kPa条件下罗非鱼片TBA值较小，分别为0.097、0.084、0.084、0.078 mg/100 g，且多重比较结果显示无显著差异（p＞0.05），即脂肪氧化程度均较小。与Sirintra Boonsumreja等［23］测得的反复冻融后虾肉的TBA值相比均较小，可说明真空解冻可较好的抑制脂肪氧化。随着真空室内的空气逐渐减少，易推断出鱼片的氧化程度也逐渐降低，实验证明亦是如此。真空度9 kPa与6、3、0.8 kPa相比，真空度较小，能够减少真空预冷机中压缩机的动力消耗和电力损耗，故从节约经济和减少脂肪氧化两方面综合考虑，9 kPa真空解冻罗非鱼片较适宜。

图3 不同真空度条件下罗非鱼片的TBA值Fig.3 TBA value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.4 不同真空度条件对罗非鱼片K值的影响

K值是判断鱼体新鲜度的标准，且K值≤20%时认为鲜度优良。鲜活质量指标K值是反映水产品初期鲜度变化以及与品质风味有关的生化质量指标。一般采用K值≤20%作为优良鲜度指标（日本用于生食鱼肉的质量标准），K值≤60%作为加工原料的鲜度标准。

图4是ATP等6种标准品混合后经高效液相色谱分析得出的标准谱图，据此分别计算不同处理后鱼片的K值，如图5，鱼片解冻后的K值整体上均小于20%，即均较为新鲜。但是空气解冻后鱼肉K值最大，为18.94%，接近20%的标准；而真空解冻后鱼肉K值为7.14%～14.77%，9、6、3、0.8 kPa解冻组显著低于空气解冻（p＜0.05），这与尚艳丽等［24］的结果相似。9、6、3、0.8 kPa条件下罗非鱼片的K值均为8%左右，组间无

显著差异（p＞0.05），故从节约能耗角度出发，9 kPa条件真空解冻就可较好地保持罗非鱼片的新鲜度。

图4 ATP关联化合物标准图谱Fig.4 Chromatogram of mixture of six ATP-related compounds

图5 不同真空度条件下罗非鱼片的K值Fig.5 K value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.5 不同真空度条件对罗非鱼片pH的影响

图6是鱼肉经不同解冻方式后pH的变化情况，由本文和李鹏等［25］的实验结果可知新鲜罗非鱼片的pH约为6.80，故解冻后鱼肉pH均呈不同程度的下降（p＜0.05）。一般认为是鱼死后僵硬，糖原酵解、乳酸积聚、ATP酶活性增强，使得肌肉中pH降低［19］；也有可能是由于冻融后鱼肉中矿物质减少和小型蛋白质化合物渗出，改变肉的离子平衡，导致pH下降［26］。

其中空气解冻后鱼肉pH为6.43，下降显著（p＜0.05）；15 kPa和12 kPa的真空解冻与空气解冻后鱼肉pH无显著差异（p＞0.05），9、6、3、0.8 kPa条件下罗非鱼片的pH下降最少，pH均达到了6.60，都能较好地保持罗非鱼片的鲜度。此结果与TBA值和K值变化趋势一致，因此选择9 kPa真空条件用于解冻罗非鱼片。

图6 不同真空度条件下罗非鱼片的pHFig.6 pH value of tilapia fillets by different vacuum-steam thawing methods

2.6 各指标之间的相关性分析

由表1可知，解冻时间与TBA值、K值呈显著正相关（p＜0.01），与pH显著负相关（p＜0.05），即随着真空度减小，解冻时间延长，鱼片氧化程度加大，新鲜度越小；解冻时鱼肉蛋白中降解产生乳酸，pH下降。然而，解冻损失率与其他指标之间相关性较小（p＞0.05），或许是由于真空解冻罗非鱼后质量损失率普遍较小，未呈现规律性变化所致。TBA值与K值、pH均有好的相关性（p＜0.01），K值与pH也显著正相关（p＜0.01），如上所述是由于鱼肉蛋白在解冻过程中酶活增强、乳酸积累和盐离子溶出，pH下降；肌肉中ATP降解，K值增大，新鲜度下降；鱼肉表面微生物繁殖和肌肉的氧化，TBA值增大。

表1 解冻罗非鱼片各理化指标之间的Pearson相关性分析Table1 Pearson correlations between the physicochemical parameters of thawed tilapia fillets

3 结论

通过研究不同解冻方式对罗非鱼片理化品质的影响可知，与空气解冻相比，真空解冻能够显著缩短解冻时间，还能较好的抑制脂肪的氧化和保持鲜度。其中，9 kPa真空度条件下罗非鱼片的TBA值为0.097 mg/100 g，K值为7.15%，pH为6.60，优于15、12 kPa，与6、3、0.8 kPa无差异；该条件下的解冻损失率为-0.04%，优于3、0.8 kPa，与15、12、6 kPa无显著差异，因此本实验中，9 kPa的真空度条件是真空解冻罗非鱼片的最佳工艺。解冻时间、TBA值、K值、pH四个指标之间有高的相关性，而与解冻损失率的相关度较小，前四者能较好的作为评价罗非鱼解冻品质的指标。

本实验只分析讨论一种规格的鱼片，而未对不同厚度、不同品种的鱼片进行研究；筛选出的真空解冻最优工艺也未与其他多种解冻方法进行综合比较，下一步需要更加全面的深层次研究。

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Effect of vacuum-steam thawing on the quality of tilapia fillets

ZHANG Ke，GUAN Zhi-qiang*，LI Min，WU Yang-yang，MA Chao-feng
（College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Product Processing and Safety，Key Laboratory of Advanced Processing of Aquatic Products of Guangdong Higher Education Institution，Zhanjiang 524088，China）

The influence of different vacuum-steam thawing methods on the quality of tilapia fillets and the optimum process condition of vacuum-steam thawing were investigated in this study.The thawing time，thawing loss，the 2-thiobarbituric acid（TBA），the K value and pH were carried out on tilapia fillets，which were thawed from-20℃ to 4℃ in different vacuum conditions（15，12，9，6，3 and 0.8 kPa）.The results obtained were compared with air thawing statistically，vacuum-steam thawing was faster.Moreover，the thawing time shortened signifcantly with the concomitant increase in vacuum degree（p＜0.05）.The samples were thawed totally within 30 min under 9 kPa，thawing loss，TBA and K value of thawed fillets decreased significantly （p＜0.05）when compared to other tests：thawing loss was-0.04%，TBA was 0.097 mg/100g，K value was 7.15%.However，pH with 6.60 increased pronouncedly（p＜0.05）.The results indicated that vacuum-steam thawing under 9 kPa could maintain the freshness of tilapia fillets to the utmost extent as a rapid thawing method，which also gave useful insights to further studies on this subject.

tilapia；vacuum-steam thawing；thawing time；thawing loss；TBA value；K value

TS254.4

B

1002-0306（2016）08-0281-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.050

2015-09-08

张珂（1991-），女，硕士研究生，研究方向：水产品加工及贮藏工程，E-mail：13058382680@163.com。

*通讯作者：关志强（1956-），男，硕士，教授，研究方向：食品冷冻冷藏工程，E-mail：mmcgzq@163.com。

广东省科技厅项目（2014A020208115）和广东省教育厅资助项目（2014KTSCX076）资助。