冷藏温度对白斑狗鱼肌肉质构特性的影响

刘彩华，邱恒恒，朱新荣，张建

(石河子大学 食品学院，新疆 石河子，832003)

冷藏温度对白斑狗鱼肌肉质构特性的影响

刘彩华，邱恒恒，朱新荣，张建*

(石河子大学 食品学院，新疆 石河子，832003)

以白斑狗鱼为原料，分别于4 ℃和0 ℃冷藏条件下，采用质构分析仪对其进行全质构多面剖析(texture profile analysis,TPA)测试和剪切测试，研究不同冷藏温度下肌肉质构参数(硬度、弹性、黏着性、内聚性、胶着性、咀嚼性和回复性)和剪切力的的变化，同时研究了肌肉pH值、电导率和持水力的变化。结果表明，随着贮藏时间的延长，4 ℃和0 ℃条件下白斑狗鱼肌肉的pH值均呈现先下降后上升的变化趋势，电导率和黏着性总体均呈现上升趋势，且0 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的电导率和黏着性均低于4 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼，而持水力、硬度、弹性、胶着性、内聚性、咀嚼性、回复性和剪切力值均呈现不同程度的下降趋势，变化差异显著(p<0.05)，且0 ℃下贮藏的白斑狗鱼肌肉的这些参数均高于4 ℃下贮藏的白斑狗鱼。

白斑狗鱼；冷藏温度；质构特性

白斑狗鱼为凶猛肉食性冷水鱼类，其生长速度快、肉味鲜美，营养成分丰富，一直被中亚各国视为鱼中“软黄金”[1]。目前，每年天然产量在70～100 t。由于白斑狗鱼生长条件的地域性限制，非产地消费者很难见到鲜活的狗鱼，发展受到很大的阻碍，因此研究必要的保鲜与贮运手段成为白斑狗鱼产业链必不可少的环节。在鱼肉贮藏期间，涉及其内源蛋白酶参与的蛋白质变性和降解反应，同时由于微生物的生长繁殖活动，进而引起鱼肉的腐败变质[2-4]。目前，国内外应用较为广泛的水产品低温保鲜技术是主要的方法之一，分为冷藏冷冻保鲜、冷海水保鲜、微冻保鲜和冰温保鲜技术[5]。其中冰温保鲜不仅能更好地控制食品的温度波动，而且还能减少水产品在贮藏过程中的水分损失，很好地保持食品的原有风味和营养，显著提高水产品的感官质量[6]。

质构分析技术是源于鱼体组织结构的一组物理参数，包括硬度，弹性，内聚性及咀嚼性等，也是消费者评价鱼体品质优劣的主要依据之一。近年来质构仪研究水产品质构特性的报道也越来越多，研究内容主要集中在淡水鱼类、贝类、虾类的贮藏与加工[7-10]，而对白斑狗鱼等冷水鱼贮藏和加工中的应用报道较少。本文比较研究了4 ℃和0 ℃不同冷藏温度对新疆特色冷水鱼白斑狗鱼肌肉新鲜度及质构变化的影响。

1 材料和方法

1.1 材料

鲜活白斑狗鱼(每条约重500 g，长约30 cm)，2016年11月18日购买于新疆石河子市农贸市场，0.5 h内运至实验室在低温环境中立即将其击晕、致死并放血后去鳞、去内脏、去头，用预冷水清洗干净，去皮、剔除鱼骨备用。

1.2 仪器与设备

高速冷冻离心机，Thermo Fisher科技有限公司；PHS-3C pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；DDS-307型电导率仪，上海仪电科学仪器股份有限公司；TA.XT Plus型质构仪，英国Stable Micro System公司

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

将背部肌肉分割成2 cm×2 cm×2 cm或4 cm×4 cm×2 cm的鱼肉块，随机分为2组并各取3块装入封口袋(10 cm×15 cm)内，封口，一组于(4±0.5) ℃条件下贮藏，每隔1 d取出测定；另一组于0 ℃条件下贮藏，每隔3 d取出测定。

1.3.2 pH值的测定

称取鱼肉样品5.00 g，捣碎，加入50 mL蒸馏水，搅匀后静置30 min后过滤，取滤液10 mL,用pH计测定[11]。

1.3.3 电导率值的变化

称取鱼肉样品5.00 g，用组织捣碎机进行搅拌，绞碎的肌肉置于烧杯中，加入蒸馏水至50 mL，搅匀后静置30 min后过滤，取其滤液用DDS-307型电导率仪测定其电导率值[12]。Probe,P/36R; Test speed,2.00 mm/s; Distance,5.000 mm;Time between two compressions， 5.00 s; Temperature， 25 ℃。

1.3.4 持水力的测定

持水力的测定用离心法，根据GALLART-JORNET等[13]的方法并稍作修改，即将10.00 g的样品在4 ℃下以3 000×g离心15 min，离心管质量为m0，离心前样品和离心管的质量为m1，离心后样品和离心管的质量为m2，WHC按公式(1)计算：

(1)

1.3.5 全质构分析测试

根据VELAND[14]等的方法并稍作修改，采用TA.XT Plus型质构仪通过模拟人口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，测试与微机连接，通过界面输出质构测试曲线，从中可以分析质构特性参数，包括硬度(Hardness)、黏附性(adhesiveness)、弹性(springness)、内聚性(cohesiveness)、胶着性(gumminess)、咀嚼性(chewiness)、回复性(resilience)。将2 cm×2 cm×2 cm鱼肉块置于样品台上，鱼刺的方向平行于载物台。

质构分析参数设定如下：Pre-test speed， 1.00 mm/s; Post-test speed,2.00 mm/s; Strain,75.0%; Trigger force,10.0 g; Data acquisition rate,200 pps。

1.3.6 HDP-BS剪切测试

根据De HUIDOBRO[15]等的方法并稍作修改，采用质构仪的HDP/BS-Warner刀具对4 cm×4 cm×2 cm的样品进行剪切测试，测定时垂直肌原纤维进行切割。每个肉样剪切6次，记录读数，最终结果取6个测定值的平均值。

测试参数设定如下：Pre-test speed,2.00 mm/s; Post-test speed,5.00 mm/s; Distance,5.000 mm; Temperature,25 ℃；Test speed,2.00 mm/s; Strain,50.0%; Trigger force,50.0 g; Data acquisition rate， 200 pps。

1.3.5 数据处理

本实验均为3次独立的重复实验，其他数据均采用SPSS Statistics 17.0软件和Origin 8.5软件进行统计分析和制图，结果表示为(平均值±标准差)。

2 结果与分析

2.1 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉pH的影响

由图1可知，白斑狗鱼肌肉初始pH值为6.68，且在冷藏过程中，肌肉pH值均呈现先下降后上升的趋势。可能是由于在贮藏初期，随着鱼体内糖原被降解，乳酸等酸性物质生成，以及ATP和磷酸肌酸等物质降解产生无机磷酸，从而导致pH值下降。随着贮藏时间的延长，鱼肉中的蛋白质、氨基酸及其他含氮物质在内源性酶和微生物的作用下被分解，产生氨、组胺、吲哚以及三甲胺等大量碱性物质，使pH值开始上升[16-17]。在4 ℃的贮藏条件下，pH值在较短时间内下降至最小值6.61，第2天之后开始上升，且上升速度较快，而在0 ℃条件下的样品贮藏第9天时pH值下降到最小值6.53，随后快速上升，在第12天时pH值高于初始值。这与李越华[18]等对鲫鱼在冷藏和微冻贮藏下品质变化的研究中pH的变化趋势，LIU[19]等对鲤鱼片在-3 ℃和0 ℃贮藏条件下pH的变化趋势以及VIJI[20]研究的冰藏条件下去内脏和未去内脏的泰国鲶鱼的pH值变化趋势相一致，但XU[21]等对冷藏条件下大比目鱼理化特性的品质变化的研究结果显示，鱼肉pH随贮藏时间的延长没有显著变化。鱼肉贮藏期间pH值变化的不同受到很多因素的影响，如鱼体生长环境、饲养条件、杀死前的生理状态、初始的细菌污染程度、致死方法和贮藏条件等。

图1 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉pH值的影响Fig.1 Effect of different refrigeration temperature on pH value of Esox lucius muscle

2.2 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉电导率的影响

电导率是反映物体导电能力的重要指标，肌肉中的Ca2+、Mg2+等无机离子及带电化学基团在电场作用下运动形成电流，从而使肌肉具有导电能力。由图2可知，随着贮藏时间的延长，白斑狗鱼肌肉电导率总体呈上升趋势，且4 ℃冷藏条件下样品电导率的上升速率较0 ℃冷藏条件下的幅度大。4 ℃贮藏样品的电导率值在第7天达到1 123.67 μs/cm，而0 ℃贮藏样品的电导率值在第21 d达到1 118.00 μs/cm，相比新鲜鱼肉分别增加18.78%和18.18%。李大鹏[22]等对鲤鱼片真空包装与盐腌处理在冷藏过程的品质变化规律研究发现，在整个贮藏过程中电导率值随贮藏时间的延长而上升。蓝蔚青[23]等研究银杏提取液与竹醋液流化冰对鲳鱼冰藏期间品质变化的影响时发现，随着贮藏时间的延长，鱼肉电导率值上升速率越快。这可能是由于鱼体死后，组织细胞发生自溶，鱼体内的蛋白质、脂肪等在外源性微生物蛋白酶的作用下，逐渐分解成许多代谢小分子物质，产生大量的离子，致使鱼肉浸出液产生大量具有导电能力的物质，使溶液导电能力增强[24]。可见，贮藏温度越高，时间越长，鱼体内的分解产物越多，其导电能力越强，鱼肉的新鲜度也就越差。

图2 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉电导率的影响Fig.2 Effect of different refrigeration temperature on electroconductivity of Esox lucius muscle

2.3 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉持水力的影响

持水力是衡量鱼肉肌肉品质的一个重要的参数。由图3可知，新鲜白斑狗鱼肌肉的持水力最大为88.55%，随着贮藏时间的延长，持水力均呈现明显的下降趋势。在4 ℃冷藏的条件下，贮藏前2 d持水力急剧下降，而后在第3天至第6天，持水力下降速率缓慢，几乎趋于平稳，变化不显著(p>0.05)，在第7天时持水力下降至最低。在0 ℃冷藏的条件下，持水力下降速度较4 ℃条件下的缓慢。ATTOUCHI等[25]研究发现，野生和养殖金头鲷生鲜鱼肉在冰藏过程中随着贮藏时间的延长其持水力不断下降，RØRÅ[26]等对不同饮食条件下烟熏大西洋鲑鱼片在4 ℃冷藏条件下持水力，质构和脂肪酸的研究结果也发现，鱼肉持水力随着时间的延长逐渐下降， MØRKØRE[27]等对养殖虹鳟鱼不同鱼片部位和冰藏及冻藏条件下其组分，持水力和力学特性的研究表明类似的结果。鱼肉在贮藏过程中持水力的变化与活体自身发生的生化反应，特别是肌肉组织的分解反应引起蛋白质分解及变性有关，也与肌肉pH值的增加、肌纤维膜的脱落、胞外基质的断裂、肌纤维内部空间的扩大和肌肉纤维的横向收缩有关[28-29]，还与其他因素如离子强度和贮藏温度有关[30-31]。贮藏温度越高，时间越长，蛋白质变性程度越大，进而导致持水力的加速下降。

图3 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉持水力的影响Fig.3 Effect of different refrigeration temperature on water- holding capacity of Esox lucius muscle

2.4 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉质构特性的影响

2.4.1 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉硬度的影响

白斑狗鱼在不同冷藏条件下硬度的变化情况如图4所示。随着贮藏时间的延长，在不同温度下贮藏的样品硬度均下降，且4 ℃冷藏样品的下降速率较0 ℃条件下样品的硬度下降速率快。新鲜白斑狗鱼鱼肉的硬度是26.62 N，在4 ℃的冷藏温度下，贮藏7 d后，鱼肉硬度降至最低(p<0.05)，较新鲜鱼肉下降了84.60%，贮藏的最后两天硬度变化不显著。在0 ℃的冷藏条件下，样品的硬度在前6 d呈现显著的下降趋势，随后缓慢下降至第9天以后变得平缓，变化不显著。有研究发现，生鲜三文鱼在不同冷藏温度条件下，随着时间的推移，鱼肉的硬度呈现明显的下降趋势[32]，BAO[33]等对圆头鲂鱼在短期冷藏和微冻条进下尸僵变化的比较研究也有类似的结果。鱼肉贮藏期间硬度的下降可能是由于肌肉结缔组织的破裂、Z线崩解以及肌原纤维蛋白的降解致使肌肉变软，这些变化时由于一些酶如自溶酶、内源蛋白酶、胶原酶等的作用，导致不同蛋白质发生水解，蛋白质的立体结构发生改变，同时使鱼肉表面及肠道内特定腐败微生物大量繁殖，促进了鱼体的自溶和腐败进程[20,34]。

图4 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉硬度的影响Fig.4 Effect of different refrigeration temperature on hardness of Esox lucius muscle

2.4.2 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉黏着性的影响

黏着性是指探头脱离样品所需的能量，反映在咀嚼鱼肉时，其表面与舌、齿等物体黏在一起的力。从图5可见，在4 ℃冷藏温度下，贮藏前2 d，黏着性值下降，随后黏着性急剧上升。在0 ℃冷藏条件下贮藏的样品，在前3 d黏着性呈现下降趋势，随后呈明显的上升趋势。这是由于随着时间的延长，鱼肉发生的蛋白质变性程度增大，二硫键被严重破坏，使得肌肉持水性下降，细胞间的结合力减小，导致黏着性下降[35]。但是戴志远[36]等的研究发现，养殖大黄鱼在不同冻藏温度下其黏着性呈现逐渐上升的趋势，其原因可能是不同生物种类生长环境及其肌肉蛋白质的稳定性不同造成的。

图5 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉黏着性的影响Fig.5 Effect of different refrigeration temperature on adhesiveness of Esox lucius muscle

2.4.3 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉弹性的影响

弹性反映了外力作用时变性及去除力后的恢复程度。由图6可以看出，随着贮藏时间的延长，白斑狗鱼肌肉的弹性均呈现下降趋势，新鲜白斑狗鱼肌肉的弹性为0.881，贮藏7 d后，4 ℃冷藏样品的弹性下降至0.585，而4 ℃冷藏样品的在贮藏21 d后下降至0.651，分别下降了33.60%和26.11%，并且在整个冷藏期间0 ℃条件下白斑狗鱼的弹性始终高于4 ℃条件下的弹性。冰藏条件下泰国鲶鱼品质变化的研究报道发现，随着冰藏时间的延长，鲶鱼弹性呈现下降的趋势[20]。这可能是由于相对低温贮藏条件下肌原纤维组织蛋白酶和内源酶降解能力可以被有效抑制，蛋白质降解和肌动球蛋白分解程度降低，肌肉间结合力较大[37]。

图6 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉弹性的影响Fig.6 Effect of different refrigeration temperature on springiness of Esox lucius muscle

2.4.4 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉内聚性的影响

内聚性反映的是咀嚼鱼肉时，鱼肉抵抗受损并紧密连接使其保持完整的性质，它同样反映细胞间结合力的大小，但与黏附性反映的鱼肉的性质恰好相反。细胞间结合力越大，内聚性值越大，鱼肉凝聚性越高，咀嚼时口感越细腻。内聚性值为1时表示样品具有很好的弹性，为0时表示样品完全不能恢复形变[20]。由图7可见，白斑狗鱼肌肉的内聚性随贮藏时间的增加有不同程度的下降，且在0 ℃条件下贮藏的样品内聚性下降的速度较慢。表明0 ℃冷藏条件下的白斑狗鱼肌肉的结合力始终大于4 ℃冷藏条件下的白斑狗鱼，不仅是由于白斑狗鱼肌肉细胞间结合力随贮藏时间的延长在下降，而且在相对高温下冷藏样品蛋白质的变性程度较严重，使得暴露出较多的非极性疏水基团，导致肌肉组织变得疏松，从而引起内聚性的下降。BAO[33]等的研究也表明，鱼体在冷藏和微冻过程中鱼肉弹性呈现逐渐下降的趋势。

图7 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉内聚性的影响Fig.7 Effect of different refrigeration temperature on cohesiveness of Esox lucius muscle

2.4.5 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉胶着性的影响

胶着性是由硬度和内聚性的乘积来表示，可模拟表示将半固态的食品破裂成吞咽时的稳定状态所需要的能量。从图8可见，白斑狗鱼肌肉的胶着性在不同冷藏温度条件下均呈现下降的趋势，且在4 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的胶着性呈现直线下降趋势，第6天降至最小2.261 N，而在0 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的胶着性在贮藏前6 d呈直线下降，而后趋于平缓。但0 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的胶着性始终高于4 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼。这可能是因为0 ℃贮藏期间肌原纤维蛋白的降解程度较4 ℃贮藏期间的降解变性程度低，其肌原纤维密度要高于4 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼。

图8 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉胶着性的影响Fig.8 Effect of different refrigeration temperature on gumminess of Esox lucius muscle

2.4.6 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉咀嚼性的影响

咀嚼性就是所说的咬劲，是肌肉硬度、肌肉细胞间凝聚力及肌肉弹性等综合作用的结果，是一项质地综合评价参数。由图9可见，随着贮藏时间的延长，4 ℃和0 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼咀嚼性都有不同程度的下降。在贮藏期间，0 ℃下的白斑狗鱼咀嚼性始终高于4 ℃条件下的。4 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的咀嚼性在贮藏7 d后降至最低1.716 N，较新鲜鱼肉的咀嚼性减少87.59%，0 ℃贮藏条件下，在贮藏前期咀嚼性下降较快，随后下降速度减缓且趋于平稳，变化不显著。这说明4 ℃冷藏条件下样品肌原纤维受损程度比0 ℃冷藏样品更严重，其原因可能是肌原纤维密度降低，肌肉细胞间结合力下降，进而引起鱼肉组织结构崩解，咀嚼性降低，肌肉组织变软，口感下降[20]。

图9 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉咀嚼性的影响Fig.9 Effect of different refrigeration temperature on chewiness of Esox lucius muscle

2.4.7 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉回复性的影响

回复性是指样品在第一次压缩过程中回弹的能力，是第一次压缩循环过程中返回样品释放的弹性能与压缩时探头的耗能之比[14]。 由图10可以看出，白斑狗鱼肌肉的回复性随贮藏时间的增加有不同程度的下降，0 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼回复性在贮藏前3 d下降速度较快，随后缓慢下降，4 ℃贮藏条件下白斑狗鱼的回复性下降速率明显高于0 ℃贮藏的白斑狗鱼。这可能是由于在冷藏期间肌原纤维组织蛋白酶和肌肉内源性蛋白酶活性的作用，导致肌球蛋白和肌动蛋白等的分解变性程度增大，肌肉间细胞结合力降低，回复性降低。

图10 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉回复性的影响Fig.10 Effect of different refrigeration temperature on resilience of Esox lucius muscle

2.5 不同冷藏温度对白斑狗鱼肌肉剪切力值的影响

剪切力值在一定程度上反映了肌肉中肌原纤维、结缔组织记忆肌肉脂肪的含量、分布和化学结构的状态，同时也是评价肉制品嫩度的重要指标。白斑狗鱼在不同冷藏温度条件下剪切力值的变化如图11所示。由此可见，随着贮藏时间的延长，白斑狗鱼肌肉的剪切力值逐渐下降，4 ℃条件下冷藏7 d后，肌肉剪切力值从初始的1 442.503 g下降至353.577 g，降低了75.49%，0 ℃条件下贮藏9 d后剪切力值稍有上升，而后缓慢下降至最小384.365 g，比新鲜白斑狗鱼肌肉的剪切力值降低了73.35%。表明白斑狗鱼在贮藏期间，肌原纤维断裂，肌纤维直径显著减小，以及蛋白质和脂肪的变性和降解使其含量明显降低，以致肌肉嫩度降低[38]。肌肉剪切力和硬度有很好的相关性，一般剪切力值越大，肌肉口感越硬。

图11 白斑狗鱼在冷藏和冰温贮藏过程中剪切力值的变化Fig.11 Changes of shear force in Esox lucius during cooling and ice storage

3 结论

在4 ℃和0 ℃不同冷藏温度条件下，随着贮藏时间的延长，白斑狗鱼肌肉的pH均呈现先下降后上升的趋势，电导率和黏着性呈现上升趋势，0 ℃冷藏白斑狗鱼的电导率和黏着性均低于4 ℃冷藏的白斑狗鱼，而持水力、硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性和剪切力值均呈现下降趋势，且0 ℃贮藏样品的这些参数均高于4 ℃贮藏样品。这说明随着贮藏时间的延长，与4 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼相比，0 ℃贮藏条件下的白斑狗鱼的质构变化幅度小，保鲜效果好。

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EffectofdifferentrefrigerationtemperatureontexturalpropertiesofEsoxluciusmuscle

LIU Cai-hua,QIU Heng-heng,ZHU Xin-rong,ZHANG Jian*

(College of food science,Shihezi university,Shihezi 832003,China)

The changes of textural properties (hardness,adhesiveness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness and resilience) and shear force ofEsoxluciusunder different refrigeration temperature (4 ℃and 0 ℃) were measured by Texture Profile Analysis (TPA) model and the Warner-Brazler texture analyzer.Meanwhile,changes of pH value,electroconductivity and water-holding capacity were studied.The results showed that pH value ofEsoxluciusmuscle decreased in the earlier stages of storage and then increased with the storage time; while electroconductivity and adhesiveness generally showed an increase during the whole storage period,both were less in 0 ℃ than that of stored at 4 ℃.Water-holding capacity,hardness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness,resilience and shear force all showed a decreasing at a variable degree,and these indicators under 0 ℃ were significantly higher than those under 4 ℃.

Esoxlucius; refrigeration temperature; textural properties

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014470

硕士研究生(张建教授为通讯作者，E-mail：zhangjian 0411@163.com)。

石河子大学重大科技攻关计划项目(gxjs 2015-zdg g06)

2017-04-06，改回日期：2017-05-26