秋刀鱼盐干过程中理化特性的变化

于慧，佐藤实，王锡昌

1(鲁东大学 食品工程学院，山东 烟台，264025) 2(日本东北大学 农学研究科，日本 仙台，981-8555) 3(上海海洋大学 食品学院，上海，201306)



秋刀鱼盐干过程中理化特性的变化

于慧1*，佐藤实2，王锡昌3

1(鲁东大学 食品工程学院，山东 烟台，264025) 2(日本东北大学 农学研究科，日本 仙台，981-8555) 3(上海海洋大学 食品学院，上海，201306)

以日本宫城县出产的秋刀鱼为材料，分析测定其在盐干品制作过程中水分、钠离子、游离氨基酸、硬度等指标，以及观察鱼肉组织结构的变化情况。结果表明：秋刀鱼经盐渍后，伴随着干燥时间的延长，鱼肉表面和内部的钠离子含量均显示了先增加后减少，并最终有趋于一致的趋势；伴随着盐分的扩散，鱼肉中的水分在盐渍、干燥过程中含量逐渐降低，硬度逐渐增强；秋刀鱼鱼肉经3 h干燥后，由组织观察切片可以看出鱼肉已形成一定的弹性，而鱼肉中呈味游离氨基酸的含量均达到最大。

秋刀鱼；盐干品；理化特性

秋刀鱼(Cololabissaira)是海产的重要经济鱼类，在日本海域及北太平洋均有广泛的分布，成为日本、俄罗斯、韩国、中国台湾省等国家及地区的近海主要捕获鱼种。特别是处于产卵季节的秋刀鱼，肥美多籽，脂肪含量可高达20%，并且价格低廉，营养价值又不亚于其他高档鱼类，成为日本一种很受欢迎的食品[1-2]。秋刀鱼除了可生鲜食用外，其干制品这种传统的加工制品，因其具有良好的保藏性和较好的风味，长久以来一直深受人们的喜爱[3]。目前，国内外对秋刀鱼盐干品的研究，特别是秋刀鱼盐干品的质地、呈味等方面的研究，仍属起步阶段。本实验是把秋刀鱼模型化，分析测定其在盐干过程中水分、钠离子、游离氨基酸、硬度等指标，以及观察鱼肉组织结构的变化情况。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

冷冻秋刀鱼，日本宫城县出产。

无水乙醇、N-己烷、HCl、甲磺酸、戊二醛(分析纯，和光纯药，日本)。

EYELA WFO-450ND恒温干燥箱，日本东京理化器械株式会社；SU8000扫描电镜，日本日立公司；DX-100离子色谱仪，日本関東化学株式会社；RE2-33005S，-3305S流变仪，日本山電株式会社；PU-980高效液相色谱仪，日本JASCO色谱仪公司。

1.2 样品处理

原料冷冻秋刀鱼经流水解冻后自腹部剖开，除去头部、内脏，洗净。然后将刀贴着鱼椎骨剖下2鱼片，放入20%的食盐水中浸渍40 min。后进行机械干燥，干燥温度为10 ℃。干燥时间分别设为0、3、6、12、24 h五个实验阶段，并准备未经食盐和干燥处理的秋刀鱼(以下称为原料鱼)作为对照。

1.3 实验方法

1.3.1 样品抽提液的制备

取秋刀鱼背侧肌肉中的普通肉，将其平行鱼体表面均等切成内外2片，其中，远皮侧的普通肉称为表面肉，近皮侧的普通肉称为内部肉，分别作为抽提用的实验材料。

分别取秋刀鱼的表面肉和内部肉各250 mg于10 mL的塑料离心管中，加入体积分数80%乙醇溶液2.5 mL，均质，离心(10 000 r/min，4 ℃，20 min)，然后向所得上清液中依次加入N-己烷溶液1 mL，蒸馏水1 mL，进行脱脂操作。后将所得溶液放入真空离心浓缩仪，待干固后作为分析试料放-30 ℃的冰箱冷冻室备用。待使用之际，向干固样品中加入pH 4的HCl溶液1 mL，经一次性2 mL注射器(DISMIC-13HP PTFE 0.45 μm)超滤后，作为样品抽提液备用。

1.3.2 钠离子含量测定

将活性碳处理后的钠离子待测溶液注入离子色谱仪，利用不同离子对固定相亲和力的差别来实现分离，并采用电器传导检测器进行定量。

分析条件：IonPac CS12A分离柱；IonPac CG12A保护柱；流量为1.0 mL/min；检测器为电器传导检测器；钠离子标准溶液为阳离子混合标准溶液Ⅱ；淋洗液为20 mmol/L甲磺酸溶液。

1.3.3 水分含量测定

称取一定量的秋刀鱼普通肉采用105 ℃常压干燥法进行水分含量的测定[4]。

1.3.4 破断强度的测定

利用流变仪对秋刀鱼普通肉的破断强度进行测定。将秋刀鱼鱼肉样品切成10 mm×6 mm×5 mm的立方体，并将其置于仪器载物台正中，探头采用的是厚约0.5 mm的刀片，将其以一定速度(1 mm/s)压入样品，测定压入距离不同时的破断波形，并以破断点为标准，求出在各个不同的实验条件下，破断点所受的荷重。该操作重复3次，求出平均值。实验荷重为20 N。

1.3.5 组织切片的观察

将秋刀鱼样品切成3 mm×3 mm×1.5 mm的薄片，放入2.5%的戊二醛溶液在4 ℃下固定12 h，后用0.1 mol/L磷酸缓冲液(pH 7.4)冲洗3～5次，每次约10 min；在通风橱中用1%的锇酸溶液固定，于4 ℃条件下保存2 h，再用0.1 mol/L磷酸缓冲液冲洗3次，每次15 min。用体积分数为50%～100%乙醇溶液对样品进行逐级脱水，每个浓度处理15 min，在通风橱中用醋酸异戊酯置换2次，每次15 min，CO2常规临界点干燥，真空离子镀膜，在扫描电镜下观察、拍照[5]。

1.3.6 游离氨基酸含量的测定

将制备好的样品抽提液用pH 4的HCl溶液进行适当稀释，采用高效液相色谱(HPLC)分析测定[6]。游离氨基酸的含量可以从标准溶液和样品的色谱峰面积来求算。

分析条件：AApak Li (6.0 mm I.D.×100 mm L)分离柱； AECpak (4.6 mm I.D.×50 mm L) 除氨柱；柱温40 ℃；流速0.6 mL/min；反应液1为Hypo 反应试剂(0.4 mL/min)；反应液2为OPA 反应试剂(0.4 mL/min)。

1.4 统计分析

采用Tukey-Kramer post-hoc test对实验结果进行差异显著性分析，用Excel 2010软件对数据进行平均数和标准偏差的统计分析并作图。

2 结果与分析

2.1 秋刀鱼鱼肉中的钠离子随干燥时间的扩散情况

原料鱼和经盐渍、干燥后的秋刀鱼普通肉中的钠离子含量如表1所示。从表1中可以看出，原料鱼中的钠离子含量少，并且表面和内部相比，表面的钠离子含量相对较高(P<0.05)。经过20%食盐水40 min浸渍后，即干燥0 h，表面鱼肉的钠离子达到最高值，并随着干燥时间的增加而显著降低(P<0.05)，而内部鱼肉的钠离子则在干燥3小时时达到最高值，随后也随着干燥时间的增加而降低(P<0.05)。干燥0 h时表面鱼肉钠离子含量比内部鱼肉的高2倍，这是因为在食盐浸渍过程中有皮的内部一侧比无皮的表面一侧食盐渗透速度慢[7]。内部鱼肉钠离子在干燥初始阶段的增加，这是因为在干燥过程中，伴随着鱼体的表面水分向外蒸发，内部的水分会逐渐扩散到表面，而与此同时，鱼体表面的钠离子也将逐步扩散到内部，并有趋于一致趋势[8-9]。干燥3 h后，表面和内部鱼肉的钠离子，伴随着干燥时间的延长而减少，这可能是因为鱼肉在机械干燥过程中随水分的蒸发，食盐部分结晶析出损失产生。

表1 秋刀鱼普通肉中的Na+含量随干燥时间的变化 单位：mg/g(干基)

2.2 秋刀鱼鱼肉中的水分随干燥时间的变化情况

秋刀鱼鱼肉中水分含量较多，约为60%～80%。把秋刀鱼经盐渍、干燥处理后鱼肉中水分含量发生了较大的变化，而这一变化会对产品的风味、质地产生一定的影响。如表2所示，随着干燥时间的延长，水分含量显示了逐渐减少的趋势。首先，秋刀鱼原料鱼鱼肉经盐渍处理后体内水分含量降低了约7%。这是由于原料鱼在盐渍过程中，20%食盐溶液所产生的高渗透压作用会导致细胞强烈脱水，致使水分含量降低。干燥3、6、12 h后，水分含量均缓慢降低在3%～5%左右。然而，在干燥12～24 h间，水分含量降低了约15%。这是因为在干燥过程中，风力能够使空气不断掠过样品周围，并及时带走样品所蒸发的水分，所以随着干燥时间的延长，水分含量逐渐减少。

表2 秋刀鱼普通肉中的水分含量随干燥时间的变化

2.3 秋刀鱼鱼肉中的破断强度随干燥时间的变化

图1表示的是干燥时间和破断荷重的变化关系。随着干燥时间的延长，破断荷重的值逐渐增加，也就是说秋刀鱼盐干品的硬度也在逐渐加大。具体来说，原料鱼和未经干燥的盐渍样品相比，破断荷重差别不大，两者之间并没有显著性差异(P>0.05)。也就是说，盐渍过程对秋刀鱼硬度没有太大的影响。干燥3 h后荷重增加，这是因为在干燥3 h阶段，水分含量降低，导致肌肉收缩变硬，荷重显著增加(P<0.05)。然而随后干燥至12 h期间，破断荷重缓慢增加，而在这个阶段水分含量也在缓慢减少，干燥24 h后，荷重增加了接近50%左右，即硬度显著加强(P<0.05)，而此时水分含量也显著降低了约15%，由此可以看出盐渍后随干燥时间的延长，水分的减少伴随着肌肉组织的硬度逐渐增加。这是由于吸附在蛋白质周围的水分失去后，蛋白质分子间相互移动，静电作用效果加强所致[10]。

图1 破断荷重随干燥时间的变化Fig.1 Changes in breaking strength during salting and drying

2.4 秋刀鱼鱼肉组织随干燥时间的变化

图2是秋刀鱼在盐干过程中鱼肉组织的扫描电镜图。

A-原料鱼；B-干燥3h；C-干燥12h；D-干燥24h(A～D的放大倍数均为3 600倍)；E-原料鱼(放大倍数为18 000倍)；F-干燥3h，G-干燥24h(F和G的放大倍数均为450倍)图2 盐干过程中秋刀鱼鱼肉组织的扫描电镜图Fig.2 Scanning electron microscopical pictures of Cololabis saira tissue during salting and drying

从图2中可以看出，在5 μm标尺下，秋刀鱼骨骼肌中的横纹规则而有序地排列着(图2-A)，将其放大5倍后，不仅可以看到秋刀鱼鱼肉组织中的Z线等微细构造，而且肌节也能够清晰地辨别出来(图2-E)。盐渍处理过的鱼肉组织经扫描电镜观察后，发现鱼肉组织结构发生了更细微的变化。首先，盐渍后干燥3 h的组织切片如图2-B、图2-F所示。从图2-F可以看出，横向排列着的秋刀鱼肌纤维，发现由于食盐的影响，多数肌节间已产生了裂缝。图2-B表示的是图2-F中某个裂缝的放大图片。图2-B中表示的与水平方向垂直的线即为肌节。由于盐渍、干燥的影响，一部分肌节间出现了较大的裂缝，又由于彼此相邻的肌原纤维没有完全断裂，导致裂缝的肌节间出现了架桥构造。这个构造被认为是秋刀鱼经盐渍、干燥后弹性产生的原因。干燥24 h的组织切片如图2-G所示。从图2-G中不仅没有观察到干燥3 h后出现的架桥构造，而且肌节间的裂缝也已慢慢变小。这被认为肌原纤维中含有的盐溶性蛋白质，由于食盐水的渗透，一部分蛋白质溶解成小分子物质，经长时间干燥后，水分被除去，溶解后的蛋白质流入盐渍时产生的肌节裂缝中并进行再结合。并且肌节的裂处发生相应的变化产生很多孔状结构，此现象可以从干燥12 h的图2-C看出。干燥24 h后，这些稍大的孔状结构有全体缩小的趋势，这也说明了裂缝和架桥结构的消失是引起秋刀鱼鱼肉失去弹性的原因(图2-D)。

2.5 秋刀鱼鱼肉中的游离氨基酸随干燥时间的变化

游离氨基酸是水产动物提取物中呈味的基础物质，不同氨基酸呈现不同风味特征，组合后就成为特征性的味道[11]。表3表示了秋刀鱼原料鱼和经盐渍后随干燥时间的延长秋刀鱼鱼肉表面和内部的游离氨基酸的组成及含量。

2.5.1 原料鱼普通肉中的游离氨基酸的特点

秋刀鱼普通肉中的提取物主要由25种游离氨基酸所组成，其中以组氨酸和牛磺酸为主，此两种氨基酸含量占游离氨基酸总量的50%以上，特别是组氨酸的含量相当多，占总游离氨基酸的73%左右。组氨酸在红肉鱼体内和其它咪唑化合物一起，起到较强的缓冲作用[12]。并且另据报道，在红肉鱼体内，组氨酸有作为呈现酸味和美味的呈味物质存在的可能性[13]。而牛磺酸是分子中含有磺酸基的特殊氨基酸，主要起到调节渗透压，维护人体健康的作用。鱼体普通肉中除组氨酸和牛磺酸以外的游离氨基酸含量较少，而其中与呈味有关的谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸等含量相对较高[14]。从鱼肉总游离氨基酸的含量可以看出，表面含量比内部稍稍较高。并且组氨酸、牛磺酸、甘氨酸、谷氨酸含量均为表面高于内部，而丙氨酸的表面和内部含量较为接近，表面稍微高于内部的含量。

2.5.2 盐渍后秋刀鱼普通肉中的游离氨基酸的特点

秋刀鱼经20%的食盐水浸渍40 min后，普通肉中的总游离氨基酸含量相对原料鱼来讲，表面和内部分别降低了约50%和30%。据相关研究报道[14]两者降低程度的不同主要是因为鱼肉在食盐浸渍过程中，随着食盐向鱼肉中的渗透，鱼肉中的水溶性氨基酸会随着水分的减少而流失，并且认为与食盐水直接接触的表面会比内部流失速率快。从每一种氨基酸的变化情况来看，与呈味特性相关的组氨酸、谷氨酸、甘氨酸和总游离氨基酸的变化一样，均显示了表面比内部降低速率快的趋势。而牛磺酸则显示了表面流失约70%，内部流失约30%的与组氨酸、谷氨酸、甘氨酸稍微不同的减少趋势，并且丙氨酸显示了表面和内部分别以约70%和60%快速减少的倾向。从以上这种基于每一种氨基酸不同的变化趋势来看，这与每个分子的大小，官能团的不同，对食盐水的溶解性以及鱼体死后体内细胞膜的渗透性等复杂因素有关[15]。

2.5.3 盐渍后随干燥时间秋刀鱼普通肉中的游离氨基酸的特点

秋刀鱼经盐渍后随着干燥时间的延长，总游离氨基酸显示了在干燥3～6 h后急速增加然后减少的趋势。特别是表面的含量在干燥3 h后急速增加了134%，然后缓慢减少，到12 h时又急速降低了43%，之后又显示了缓慢减少的趋势。而内部的游离氨基酸含量从干燥开始，有51%程度的迅速增加，在干燥3～6 h之间，含量几乎不变，之后又显示了同表面几乎一致的减少趋势，并在达到24 h时，有表面和内部的含量几乎相等的趋势。这种变化归结于以下几个方面的原因。首先，盐渍后干燥开始到干燥3 h后，表面和内部的氨基酸含量同时急速升高，这主要是由于秋刀鱼鱼肉中的蛋白质和多肽类化合物在自溶酶的作用下利用体内残存的水分进行分解作用，从而导致了游离氨基酸的生成[16]。同时，有研究报道称[12]，鱼肉内的一部分游离氨基酸能够和脂质氧化生成的过氧化物以及醛类化合物反应导致游离氨基酸的含量减少，因此推断随着干燥时间的延长表面和内部的游离氨基酸量的减少是与该反应有直接的关系。其次，从干燥3 h到干燥6 h的过程中，由于鱼肉中自溶酶的作用导致游离氨基酸的增加速率与因脂质氧化导致游离氨基酸的减少速率几乎相等，所以游离氨基酸的含量变化几乎不大。然而，干燥至12 h的过程中，由于此阶段鱼肉中水分含量的减少，由蛋白质和多肽化合物分解成游离氨基酸的反应很难进行，而同时，由于长时间的干燥，导致脂质氧化速率加快，两个反应共同作用，导致总游离氨基酸含量急速降低。之后，随着干燥时间的增加，脂质氧化的速率也逐渐降低，因此在干燥12～24 h之间，总游离氨基酸含量缓慢减少。另外，从表面和内部的总游离氨基酸含量来看，表面的含量要稍微高于内部，并在干燥24 h后含量有几乎一致的趋势。这主要是因为秋刀鱼鱼肉中的皮下组织含有大量的脂肪，随着干燥时间的增加，含有脂肪一侧的内部最先容易发生脂质氧化作用，生成的化合物又不停地向表面扩散，所以这会导致内部游离氨基酸的含量少于表面的游离氨基酸的含量。

从表3也可以看出，谷氨酸和丙氨酸显示了类同总游离氨基酸的变化趋势，组氨酸虽然也显示了类同总游离氨基酸的变化趋势，但内部游离氨基酸的含量是在干燥3 h后达到的。然而，牛磺酸和甘氨酸的表面游离氨基酸同总游离氨基酸的变化趋势一样，但是内部的游离氨基酸的含量是从干燥开始含量有所减少，在6～24 h间，显示了先增加后减少的趋势。这种变化是因为各种氨基酸在脂质氧化过程中的利用率不同，而导致最终的变化趋势的不同。

3 结论

秋刀鱼经盐渍后，伴随着干燥时间的延长，鱼肉表面和内部的钠离子含量均显示了先增加后减少，并最终有趋于一致的趋势；伴随着盐分的扩散，鱼肉中的水分在盐渍、干燥过程中含量逐渐降低，硬度逐渐增强；秋刀鱼鱼肉经3 h干燥后，由组织观察切片可以看出鱼肉已形成一定的弹性，而鱼肉中呈味游离氨基酸谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、组氨酸的含量均达到最大，这些变化对秋刀鱼盐干品风味的形成起到重要作用。

表3 秋刀鱼普通肉中的游离氨基酸含量随干燥时间的变化 单位：mg(100g)干基

[1] TSENG C T, SUN C L, BELKIN I M, et al. Sea surface temperature fronts affect distribution of Pacific saury (Cololabissaira) in the Northwestern Pacific Ocean[J]. Deep Sea ResearchⅡ,2014,107:15-21.

[2] 叶彬清,陶宁萍,王锡昌,等. 秋刀鱼营养成分分析、贮藏加工及副产物综合利用研究进展[J]. 食品工业科技, 2013,34(22):367-374.

[3] 陶志华,韩雅丽,佐藤实. 盐浓度及温度对秋刀鱼干制作中组胺生成的影响[J]. 现代食品科技, 2012,28(4):371-373.

[4] 刘杰. 食品分析实验[M]. 北京:化学工业出版社,2014:36-38.

[5] 韦田,梅林,王志耕,等. 超声波对猪肉腌制效率及其品质特性的影响[J]. 食品与发酵工业, 2015,41(11):176-180.

[6] 赵改名,周光宏,柳艳霞. 肌肉非蛋白氮和游离氨基酸在金华火腿加工过程中的变化[J].食品科学, 2006,27(2):33-37.

[7] SANNAVEERAPPA T, AMMU K, JOSEPH J. Protein-related changes during salting of milkfish (Chanoschanos)[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2004, 84(8):863-869.

[8] 橋本寿夫,村上正祥. 塩の科学[M]. 朝倉書店,2003.

[9] CHAIJAN M. Physicochemical changes of tilapia (Oreochromisniloticus) muscle during salting[J]. Food Chemistry, 2011,129:1 201-1 210.

[10] 章银良. 海鳗腌制加工技术的研究[D]. 无锡:江南大学,2007.

[11] 高瑞昌,苏丽,黄星奕,等. 水产品风味物质的研究进展[J]. 水产科学,2013,32(1):59-62.

[12] 宋興安,平田孝,坂ロ守彦. 魚類筋肉及び内臓組織の一般成分と含窒素エキス成分[J]. 日本水産学会誌, 2000, 66(2):282-290.

[13] 竹内昌昭,藤井建夫,山澤正勝.水産食品の事典[M].朝倉書店,2000.

[14] 佐藤耕―,関千加代. 魚肉の遊離アミノ酸の氷蔵中及び缶詰製造工程中の挙動とこれを指標とした鮮度判定(第2報)サンマ及びマダラについて[J].農林規格検査所調査研究報告,1989(13)：60-67.

[15] 山口雅子,滝口明秀.サンマ開き干し製造工程における食塩水浸漬時の各種条件とエキス成分の関係[J]. 千葉水試研報, 1994(52):79-83.

[16] 曾令彬,熊善柏,王莉. 腊鱼加工过程中微生物及理化特性的变化[J].食品科学, 2009,30(3):54-57.

Changes in physico-chemical properties during salting of Cololabis saira

YU Hui1*,SATO Minoru2,WANG Xi-chang3

1(College of Food Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China) 2(Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Sendai 981-8555, Japan) 3(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

TheCololabissairafrom Miyagi-Ken in Japan were wet salted and dried. The biochemical changes, such as moisture, Na+, toughness, free amino acid and otherwise parameters during salted drying were analyzed and measured to value the physical change of the muscle tissue. The results showed that in saltedCololabissaira, the content of Na+in the outer meat of the fish body was found to increase first and then decrease and will get to the balance to the inner’s at last. As the mechanism of diffusion of Na+, the moisture content of the meat was decreased during wet salting and drying, while the toughness was increased gradually. The micrographs of salted drying sauries showed the elasticity in the fish body, whereas the content of all free amino acids related with the taste reached the maximum after drying 3 hours. This provides the information on processing of pacific saury.

Cololabissaira；salted and dried product；physico-chemical characteristics

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201610013

博士,讲师(本文通讯作者，E-mail:zoehuihui@hotmail.com)。

教育部留学回国人员科研启动基金项目(第49批)；鲁东大学引进人才项目(LY2013022)

2016-01-28，改回日期：2016-03-30