黄鳝片冷冻保藏的质构变化与控制

王智能，高立琼，崔文利，赵海洋，吴光旭*

长江大学生命科学学院（荆州 434025）

黄鳝（Monopterus albus）属鱼纲合鳃目合鳃科黄鳝亚科，通常呈黄褐色、微黄色或橙黄色，是一类体形细长如蛇，体表具有黏液的无鳞淡水鱼。黄鳝肉质无小刺，口感细滑，具有弹性，营养丰富，深受广大消费者的喜爱。

近十年，随着水产养殖业的结构调整，黄鳝养殖迅速兴起，目前在湖北、湖南、安徽、江西等省份黄鳝养殖已发展成为一大特色水产业，据人民网资料显示2016年仅湖北省的黄鳝养殖产量就达到18.45万 t，产值125.13亿元。黄鳝作为一种特殊的淡水鱼，在人们的消费习惯上一直以鲜活方式为主，加工方面也仅局限于菜肴烹饪，市场上还没有成熟的加工品和半成品，这严重地制约了黄鳝产业链的延伸和发展。长期以来，冻藏一直是保存水产品的首选方法，国内外有不少关于冻藏条件下青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼等淡水鱼的质构特性变化与添加抗冻剂的研究报道[1-3]。但在鳝鱼方面还未见到相关文献。为此，试验侧重研究了黄鳝片在冻藏条件下质构特性的变化和使用抗冻剂后的改善效果，以期为黄鳝冷链产品的开发提供试验依据。

1 试验材料与仪器

1.1 试验材料

黄鳝，市售，个体质量在150 g左右。

1.2 试验试剂

多聚磷酸钠，天津市福晨化学试剂厂；海藻糖，日本Hayashibara公司。

1.3 试验主要仪器与设备

TMS-Pro质构仪，北京盈盛恒泰科技责任有限公司；海尔冷藏冷冻箱、海尔超低温冷藏箱，青岛海尔集团；电子分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司；HH-4数显恒温水浴锅，金坛市杰瑞尔电器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏试验仪器设备有限公司；HVE-50高压灭菌锅，华奥企业集团有限公司；AllegraX-30 R离心机，贝克曼库尔特有限公司；HFsafe-1200生物安全柜，上海力申科学仪器有限公司；Transferpette移液枪，普兰德上海贸易有限公司；电子万用炉，北京市永光明医疗仪器有限公司。

2 冻藏保鲜试验

2.1 黄鳝预处理

黄鳝片制作：新鲜黄鳝去头、去尾、去内脏、剔骨。用自来水清洗干净，然后将洗净的黄鳝片装入聚丙烯包装袋中，分别置于-10和-30 ℃的冰箱中冻藏6周。取样时，将冻鱼片置于4±1 ℃冰箱中解冻12 h后再用于各项指标的测定。

2.2 品质指标测定方法

质构的测定（Texture profile analysis，TPA）[4]采用TMS-pro质构仪，测定硬度、弹性、内聚性、咀嚼性4种质构特性。主要选择平底圆柱形不锈钢探头P/5（直径5 mm），对样品进行TPA模式测定。其中测试速率为10 mm/min，压缩变形率为40%，触发力为0.3 N，触发类型为自动。样品选择鱼身的背部，平行试验6次。质构仪测试数据通过TMS-Pro物性分析系统分析得出[5]。

持水力的测定[6]：称取约3 g的样品转入离心管中，在60 ℃条件下水浴20 min后离心3 min（1 500 r/min），擦干样品表面水分，称质量。

式中：W1表示称取样品的质量，g；W2表示加热离心后的样品质量，g；W表示样品的含水量，g。

含水量的测定：取3～5 g绞碎肉，放入105 ℃的干燥箱中干燥12 h至恒质量，三次平行试验后计算其水分含量。

解冻失水率的测定：将黄鳝片称质量后置于盛有滤纸的培养皿中，加盖于4 ℃解冻24 h。取出，用滤纸拭去黄鳝片表面的水分，再次称质量[7]。解冻失水率按式（2）计算。

式中：m1为黄鳝片解冻前的质量，g；m2为黄鳝片解冻后的质量，g。

2.3 试验结果与分析

2.3.1 黄鳝片冻藏质构特性的变化

冻藏黄鳝质构特性见图1。-10和-30 ℃冻藏黄鳝片的硬度、内聚性、弹性和咀嚼性均呈下降趋势。但随着冻藏温度的降低，除内聚性外，黄鳝片的硬度、弹性和咀嚼性降低的程度均变小。在冻藏第1天，黄鳝片的硬度在-10和-30 ℃冻藏条件下发生了剧降，分别降低了68.57%和52.19%，这可能是由于冷冻在解冻这一过程造成的，并在其后的41 d内呈波动式下降。同样地，卢涵[8]也报道了低温及微冻条件下鳙鱼的硬度随着贮藏时间的延长而下降。另外通过比较，不仅仅是在第1天，在整个贮藏期（除0 d外），-30℃下鱼肉的硬度均显著髙于-10 ℃下鱼肉的硬度。此外在第1天的贮藏期中，咀嚼性变化最大，-10和-30℃冻藏条件下的黄鳝片分别降低了89.49%和88.10%，内聚性降低了53.01%和59.03%，但内聚性和咀嚼性的整体变化极其相似，都是在第1天急剧下降，之后便趋于平缓，原因可能是肌肉蛋白质被不断地降解，肌肉细胞间的结合力也逐渐降低，再加上冻结贮藏期间，有较多的非极性疏水基团的暴露，最终使得鱼肉在贮藏时内聚性下降。与此同时，弹性分别降低了23.94%和20.21%，之后几十天的贮藏期中弹性均有所波动，且在第42天，-10 ℃条件下所测得的弹性最小，为0.87。Herrero等[9]研究表明弹性与β-折叠及转角变化呈正相关，而与α-螺旋结构的比重呈负相关。这说明，肉类蛋白质的二级结构变化与其肉质性质的变化有关，而冻藏条件下贮藏鱼肉能改变鱼肉蛋白的二级结构。综上所述，冻藏对黄鳝片的质构有显著性影响，黄鳝片的质构在冻藏过程中逐渐劣化，冻藏的温度越低，其质构劣变的速度越慢，劣化的程度也越低。这可能与低温破坏了黄鳝片的肌肉组织以及蛋白质低温发生变性有关。冻藏温度低，冻结时水分大多在细胞内形成较小冰晶，对细胞结构损伤较小，且ATP酶活性下降变慢，能导致蛋白质变性程度降低；而冻藏温度高，冻结过程中冰晶的形成会使鱼片体积变大，使肌肉纤维变形，严重时还会导致鱼片肌肉断裂，对细胞造成机械损伤。故试验表明-30 ℃冻藏条件下对于鱼肉质构特性的保持优于-10 ℃下的。

2.3.2 黄鳝片冻藏过程中持水力的变化

肌肉的持水力指的是肌肉保持其本身水分的能力或者在外力作用下吸收外来水分的能力[10]。如图2所示，同为冻藏条件，但-30 ℃条件下鳝鱼片的持水力均高于-10 ℃条件下的。经-10和-30 ℃的条件下贮藏1周后，新鲜黄鳝片的持水力从原有的70.24%，分别降低至55.92%和60.44%，此后持水力的变化趋于平缓。这说明-30 ℃比-10 ℃条件下鱼肉的水分流失速率慢，在-30 ℃的条件下能较好地保存黄鳝片的水分，进而保持鱼肉较好的组织结构。

图2 黄鳝片在不同冻藏温度下的持水力变化

2.3.3 黄鳝片冻藏过程中解冻失水率的变化

解冻失水率反映了鱼体贮藏期间汁液的流失状况。汁液流失过多，会使肉质和适口性变差、产品色泽变暗、营养大量流失，严重影响产品的商业价值[11]。黄鳝片在不同贮藏温度下的解冻失水率变化见图3。解冻失水率随贮藏时间的延长而增大，其中黄鳝片在14 d内其汁液流失最为严重，之后变化趋于平缓。-10 ℃条件下在第28天所测得的解冻失水率最低（14.39%），可能是此时的鱼肉处于僵直期，使得pH达到最大，肌肉系水力增强造成的[12]。此外，在-10 ℃冻藏42 d后的解冻失水率高达21.39%，而-30℃下的却只有16.54%，所以冻藏温度对于黄鳝片的解冻失水率影响较大，冻藏温度越高，冻结速度越慢，会形成冰晶刺伤细胞，导致解冻后汁液流失增加。解冻失水率与蛋白质的变性和降解作用有关，二者皆会改变蛋白质的持水能力，影响肌肉组织的持水力。肌肉经冷冻后，肉内的水分在冻结过程中体积会增大90%，使肌细胞的细胞膜发生破裂，当解冻时，细胞中的汁液就会渗透出来，增大解冻失水率[13]。

图3 黄鳝片在不同冻藏温度下的解冻失水率变化

3 抗冻剂冻藏保鲜试验

3.1 黄鳝预处理

黄鳝片制作：新鲜黄鳝去头、去尾、去内脏、剔骨。用自来水清洗干净，放入加有抗冻剂的溶液中浸泡，然后将黄鳝片装入聚丙烯包装袋中，于-30 ℃的冰箱中冻藏1周。试验时，取冻鱼片置于4±1 ℃冰箱中解冻12 h，解冻后样品用于各项指标的测定[14]。

3.2 品质指标测定方法

质构测定，选用TMS-pro质构仪，采用10 mm/min的测试速率、40%的压缩变形率和0.3 N的触发力，测定鳝鱼片的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。

3.3 单因素试验

3.3.1 多聚磷酸钠对黄鳝片质构特性的影响

将黄鳝片放入海藻糖和多聚磷酸钠混合液中（其中海藻糖的质量浓度为4 g/mL，多聚磷酸钠质量浓度分别为0.3，0.4，0.5，0.6 g和0.7 g/mL），浸泡30 min后，放入-30 ℃冰箱中冻藏1周，1周后取出解冻，测定其硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。

3.3.2 海藻糖对黄鳝片质构特性的影响

将黄鳝片放入海藻糖和多聚磷酸钠混合液中（其中多聚磷酸钠质量浓度为0.6 g/mL，海藻糖质量浓度分别为3，4，5，6和7 g/mL），浸泡30 min后，放入-30 ℃冰箱中冻藏1周，1周后取出解冻，测定其硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。

3.3.3 浸泡时间对黄鳝片质构特性的影响

将黄鳝片放入0.6 g/mL的多聚磷酸钠和4 g/mL的海藻糖混合液中，分别浸泡20，30，40，50和60 min后放入-30 ℃冰箱中冻藏1周，1周后取出解冻，测定其硬度、内聚性、弹性、咀嚼性。

3.4 正交试验设计

以硬度、内聚性、弹性、咀嚼性为指标，根据单因素试验结果，采用正交试验法对抗冻剂的用量和浸泡时间进行优化。确定考察的因素：A为多聚磷酸钠浓度；B为海藻糖浓度；C为浸泡时间；D为空白。每个因素选取3个水平，按照L9(34)正交试验表进行设计，各因素水平表如表1所示。

表1 L9(34)正交试验因素水平表

3.5 试验结果与分析

3.5.1 多聚磷酸钠对黄鳝片质构特性的影响

硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，对于鱼片的贮存及后续的加工运输都有着重要的意义[15]。由图4和表2可知，只有当多聚磷酸钠的添加量为0.5 g/mL时其硬度大于对照组，且为最大，并与其他各组相比均有显著性差异（p＜0.05）。在内聚性方面，0.5 g/mL质量浓度的添加量下所表现出的内聚性却为最小，并与对照组相比有显著性差异（p＜0.05）。多聚磷酸钠为0.3 g/mL的添加量下所表现出的结果与0.5 g/mL的有所不同，其硬度小于对照组，但内聚性最大，与对照组相比具有显著性差异。弹性和咀嚼性对于口感的评定极为重要，但0.3和0.5 g/mL添加量下的弹性和咀嚼性均无显著性差异，且均大于对照组，最后考虑到0.5 g/mL添加量的硬度是最大的，虽然内聚性最小，但不同多聚磷酸钠添加量之间内聚性的变化为0.33～0.39，在这个范围内对于黄鳝片整体的口感影响不大。所以将0.5 g/mL质量浓度的多聚磷酸钠作为最佳选择。

表2 方差分析表

图4 多聚磷酸钠对黄鳝片质构特性的影响

3.5.2 海藻糖对黄鳝片质构特性的影响

弹性是反映外力作用时变形及去力后的恢复程度，海藻糖有降低冻藏黄鳝片硬度的作用，但当达到一定添加量时会有增加弹性的作用，此外在鱼类等这些富含蛋白质的食品中添加海藻糖，能起到保护蛋白质分子结构的作用，从而达到抗逆保鲜作用和抗冷冻保护作用[16]。由图5和表3可知，在4，5，6，7和8 g/mL海藻糖添加量下其硬度并没有显著性差异，且均小于对照组，此外不同添加量的海藻糖对于内聚性也没有显著性差异。当海藻糖添加量为7 g/mL时，所表现出的弹性和咀嚼性为最大，并与8 g/mL添加量没有显著性差异，但加大海藻糖的浓度，实际效果却有所减弱，所以海藻糖选择7 g/mL为最适添加量。

3.5.3 浸泡时间对冻藏黄鳝片质构特性的影响

由图6和表4可知，除硬度外，经多聚磷酸钠和海藻糖混合液浸泡过的黄鳝片，其内聚性和弹性均大于对照组，咀嚼性方面只有浸泡时间为50和60 min的小于对照组，其它各试验组也均大于对照组，所以混合液对于黄鳝片的质构具有积极影响，浸泡时间过长反而具有消极影响。当浸泡时间为40 min时，其硬度均大于其他各试验组的硬度，并与对照组相比无显著性差异。内聚性是指材料第一次压缩变形之后表现出来的对第二次压缩的相对抵抗力，而浸泡时间为30 min所表现的内聚性是最大的，但与浸泡时间为40 min的相比其变化不大[17]。再就其弹性和咀嚼性来看，浸泡时间30和40 min的弹性和咀嚼性均大于其他各试验组的，综合考虑，选择添加剂浸泡液的浸泡时间为40 min。

表3 方差分析表

图5 海藻糖对黄鳝片质构特性的影响

表4 方差分析表

图6 浸泡时间对黄鳝片质构特性的影响

3.5.4 正交试验

由表5和表6分析可知：（1）根据Ki值大小初选最佳工艺条件，接近理想值的Ki值为最佳。当Ki值为最佳时，各个指标的最佳组合是：硬度，A3B1C1；内聚性，A2B2C3；弹性，A2B2C1；咀嚼性，A2B1C1。（2）根据极差大小确定各个因素对各个指标的影响力大小，极差越大，影响力越大。极差大小排列顺序分别是：硬度，C＞B＞A；内聚性，C＞A＞B；弹性，C＞A＞B；咀嚼性，C＞A＞B。（3）综合平衡确定最优工艺：从极差大小可以看出，对于因素A而言，其对内聚性、弹性、咀嚼性的影响大于对硬度的影响。内聚性、弹性、咀嚼性选A2为最佳，所以A选A2；对于因素B而言，其对硬度的影响大于对内聚性、弹性、咀嚼性的影响，硬度选B1为最佳，所以B选B1；对于因素C而言，其对硬度、内聚性、弹性、咀嚼性的影响都为主要因素，硬度、弹性、内聚性选C1为最佳，内聚性选C3为最佳，考虑到内聚性的变化不显著，所以C选C1。故最佳抗冻剂配方为A2B1C1。

表5 L9(34)正交试验设计及结果

表6 正交试验结果极差分析

4 结论

冻藏保鲜对黄鳝片原有的质构特性具有明显影响，在-10和-30 ℃的冻藏条件下，黄鳝片的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性均发生了劣变，但-30 ℃下的劣变程度明显小于-10 ℃下的。使用0.5 g/mL的多聚磷酸钠和6 g/mL的海藻糖作为抗冻剂浸泡30 min后再行速冻，能有效降低黄鳝片在冻藏时组织特性的不良变化。