冰衣结合保鲜剂处理对冻藏鱿鱼品质的影响

谭明堂，王金锋,2，余文晖，周鹏程，谢 晶,2,3

(1 上海海洋大学食品学院，上海冷链装备性能与节能评价专业技术服务平台，上海 201306；2上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306；3食品科学与工程国家级实验教学示范中心(上海海洋大学)，上海 201306)

鱿鱼是一种高蛋白、低脂肪的水产品，深受人们喜爱[1]。鱿鱼主要来源于远洋捕捞，捕后一般对其进行冻结，然后冻藏保鲜。水产品在冻藏前镀冰衣能够延缓因干耗、脂质和蛋白质氧化等造成的品质下降。有研究表明，冻藏的鲶鱼镀冰衣之后能明显抑制其脂质和蛋白质氧化，提高鲶鱼的保水性和质构特性等，有效延缓其变质[2-3]。江艳华等[4]对比10%、20%、30%和40%冰衣量，发现对虾的品质无明显影响，推荐冰衣量在10%～20%，而过度包冰衣会浪费能源，增加冻藏成本。然而，冻品的冰衣在冻藏过程中易龟裂脱落，研究发现在冰衣中添加聚丙烯酸钠(Sodium polyacrylate)、海藻酸钠等可以解决此问题[5]，前者的效果更佳[6]。D-异抗坏血酸钠(D-sodium erythorbatet)和迷迭香酸(Rosmarinic acid)，作为抗氧化保鲜剂已被广泛用在生鲜水产品的涂膜等保鲜中，将其用于冰衣液中也同样可以起到抗氧化作用。Shi等[7]用0.2%的迷迭香酸冰衣液镀在虾上，发现相比水冰衣，冻虾有较低的TVB-N、滴水损失、过氧化值、FFA，以及较高的脂质含量和感官评分。目前，GB2760-2014《食品添加剂使用标准》[8]许可聚丙烯酸钠、D-异抗坏血酸钠和迷迭香酸可在各类食品中根据需要适量添加。

本研究在冰衣中添加聚丙烯酸钠、迷迭香酸、异抗坏血酸钠及其复配保鲜剂，研究冰衣结合保鲜剂对冻藏鱿鱼品质的保持效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜的鱿鱼购自上海市浦东新区芦潮港水产批发市场，选取同一批次，规格为(410±20)g，运回实验室处理。

改良型Bradford法蛋白浓度测定试剂盒，生工生物工程 (上海) 股份有限公司；丙二醛(MDA)测试盒、微量总巯基测试盒法，南京建成生物工程研究所；迷迭香酸(97%)、异抗坏血酸钠(98%)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；聚丙烯酸钠(50%水溶液，Mw3000-5000)，上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 仪器与设备

紫外可见分光光度计(UV-1102型)，上海天美仪器有限公司；台式高速冷冻离心机(H-2050R型)，湖南湘怡实验室仪器开发有限公司；色彩色差计(CR-400型)，日本柯尼卡美能达公司；质构仪(TMS-Pro型)，美国FTC公司；多点温度采集仪(Fluke 2640A网络型)，美国福禄克电子仪器仪表公司；氨基酸自动分析仪(L-8800)，日本日立公司；超低温冷库速冻机，江苏兆胜空调有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理

鱿鱼放在薄膜上沥干水分后放至托盘中，用速冻库冻结鱿鱼至中心温度-18 ℃，然后取出并随机分成5组进行镀冰衣。所有冰衣液的温度控制在0～4℃，浸泡时间20～25 s，冰衣量控制在10%±1%。镀好后的鱿鱼分别装入标记好的自封袋中，全部放入-18 ℃冰箱中冻藏6个月，贮藏期间每个月随机选取样品，流水解冻后取去皮后的鱿鱼胴体进行品质指标测定。

处理组分别为：水冰衣组(IG)；迷迭香酸冰衣组(IG-RO)：样品用质量浓度0.1%迷迭香酸溶液包冰衣；迷迭香酸/聚丙烯酸钠复配组(SG-RO)：样品用聚丙烯酸钠质量浓度0.1%、迷迭香酸质量浓度0.1%复配溶液处理；异抗坏血酸钠/聚丙烯酸钠复配组(SG-DEC)：样品用聚丙烯酸钠质量浓度0.1%、异抗坏血酸钠质量浓度0.1%的复配溶液处理。不镀冰衣组作为对照组(CK)。

1.3.2 持水力和pH测定

称量解冻后的鱿鱼块2 g左右(W1)，用两层滤纸包裹，测量5 000 r/min、4 ℃离心10 min后肉块的质量(W2)，按照式(1)来计算，每组样品重复3次。

WHC=100%×W1/W2

(1)

式中：WHC—持水力；W1—离心前鱿鱼的质量，g；W2—离心后鱿鱼的质量，g。

准确称取2 g鱿鱼样品，加入18 mL蒸馏水后机械匀浆，然后在1 000 r/min下离心10 min，用pH计测定上清液，每组重复3次取平均值。

1.3.3 色泽测定

用色差计测定解冻后鱿鱼的色差值L*、a*和b*，在鱼品测定前进行白板校正。每组重复3次取平均值。再根据式(2)计算白度值。

(2)

式中：W—白度值；L*—亮度；a*—红绿指标；b*—黄蓝指标。

1.3.4 质构和低场核磁共振实验测定

取解冻后的鱿鱼肉，切成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm，测定鱿鱼质构，参考刘妙等[9]方法，形变量60%。低场核磁共振实验参考王硕等[10]的方法。

1.3.5 丙二醛(MDA)和总巯基测定

用改良型Bradford 法蛋白浓度测定试剂盒测定采用Benjakul[11]方法提取的肌原纤维蛋白。丙二醛(MDA)和总巯基的测定均采用南京建成的丙二醛(MDA)测试盒和微量总巯基测试盒。

1.3.6 游离氨基酸(FAA)测定

准确称取2.0 g鱼样(精确到0.001 g)，加入 10 mL 5%的三氯乙酸(TCA)，匀浆，并以8 000 r/min离心10 min，重复提取和离心，合并的上清液用超纯水稀释至25 mL，将1 mL提取物用0.22 μm的一次性过滤器过滤备用。测试参数设定参考谢晶等[12]的方法。

1.4 数据处理

使用SPSS 19.0软件对试验结果进行统计分析，各项指标均使用Origin 8.5软件进行处理及绘图。

2 结果与分析

2.1鱿鱼持水力的变化

鱿鱼样品在-18 ℃贮藏期间的持水力变化见图1，呈现先降低再上升的趋势，与Zang等[13]和Olsson等[14]有关草鱼和鳕鱼持水力试验结果一致。因鱿鱼在冻藏一段时间后，冰晶逐渐长大，鱼肉的肌纤维间隙逐渐增大，甚至组织结构会出现断裂等现象，导致鱼肉持水能力的下降[15-16]。与CK组相比，处理组样品持水力下降缓慢，表明样品镀冰衣后在提高持水能力上效果明显。不同冰衣组在前2个月的持水力差异性不明显，且下降变化较缓慢。冰衣组在2～4个月时持水力下降较快，可能是冻藏过程中冰衣出现破裂，增加了与空气的接触面积，鱼体干耗和氧化反应加速。持水力在冻藏后期出现上升，可能是因为鱿鱼在冻藏过程中因发生干耗，鱼体的水分向外蒸发，导致鱼体内的含水量降低，水分的析出能力减弱，所以持水力在冻藏后期升高。

通过对比IG-RO和SG-RO发现，冰衣液中加入聚丙烯酸钠能够更好地减缓鱿鱼的水分流失，这可能是因为含有聚丙烯酸钠的冰衣不易破裂，成膜性好，样品的水分不易蒸发且蛋白质变性程度低。在整个冻藏过程中，SG-DSE组的持水力最好，表明含有异抗坏血酸钠比含有迷迭香酸的聚丙烯酸钠复配冰衣液对鱿鱼的持水效果更好。

图1 冻藏鱿鱼的持水力变化

2.2 鱿鱼pH的变化

由图2可知，鱿鱼在冻藏6个月内pH呈现先下降再上升的趋势。pH的下降可能是因为酵母的发酵和糖原糖酵解产生的乳酸引起肌肉的酸化。随着贮藏时间的延长，鱿鱼中组织蛋白酶和碱化细菌产生的碱性化合物(氨化合物和三甲胺等)的积累，使pH随之升高[17-18]。

图2 冻藏鱿鱼的pH变化

IG-RO和SG-RO的pH较低，这可能是因为迷迭香酸是一种含多酚羟基的酸，使用中会引起样品肌肉pH的降低[19]。SG-DSE组的pH下降缓慢，且1%D-异抗坏血酸钠的水溶液pH为6.5～8.0，对样品本身的酸碱性影响不大。所以，SG-DSE组能够有效延缓蛋白质的分解和碱性化合物的产生。

2.3 鱿鱼色泽的变化

消费者在挑选水产品时，产品的色泽是最直观的因素之一。在试验过程中获得的亮度(L*)、红绿指标(a*)和黄蓝指标(b*)的结果没有显示出显著的变化趋势，但是鱿鱼白度值(W)有一定的变化趋势。图3a显示鱿鱼在冻藏期间白度值的变化。CK组在冻藏期间的白度值明显比镀冰衣组低。这可能是由于冻藏期间CK组水分蒸发导致样品的含水量降低，降低了光的反射程度，鱼样表面颜色变深[20]，图3b显示第6个月CK组鱿鱼因失水过多，鱼肉表面变得皱且色暗。

镀冰衣组在白度值上呈现先上升再降低的趋势。汪兰等[21]在研究冻藏温度对海鲈鱼品质变化时发现随冻藏时间的延长，白度值上升的趋势是先加速再变缓慢。鱿鱼冻藏后期白度值下降，可能是由于镀冰衣组的含水量下降造成的。不同镀冰衣组之间的白度值没有呈现显著差异，表明样品的色泽不受抗氧化剂迷迭香酸和异抗坏血酸钠的影响。

2.4 鱿鱼质构的变化

质构特性是一种用来评价水产品品质好坏的指标[2,18]。图4是质构仪得到的鱿鱼的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性。随着冻藏时间的延长，鱿鱼的硬度、胶黏性和咀嚼性呈现先增加后下降，而弹性显著下降。Gokoglu等[15]对鱿鱼冻藏1个月后发现硬度和咀嚼性增加；刘小莉等[18]发现随冻藏时间的延长，鮰鱼的硬度、弹性和咀嚼性均降低。一般鱼死后会进入僵直期，肌肉收缩，鱼肉的硬度、胶黏性和咀嚼性升高，冻藏使僵直期延长。冻藏一段时间后，由于蛋白质结构改变、脂质氧化、酶活性下降和水分流失等原因，导致鱼肉的质地变差[21-22]。

由图4可知，与CK组相比，镀冰衣的鱿鱼能明显抑制质构的变化。与IG-RO相比，SG-RO在维持质构上效果更佳，表明含有聚丙烯酸钠的冰衣有助于维持鱿鱼的品质。SG-DSE组在硬度、弹性和咀嚼性上显示出最佳的质构特性。

图3 冻藏鱿鱼的色泽变化

图4冻藏鱿鱼的质构变化

2.5 鱿鱼脂质氧化的变化

不饱和脂肪酸的次级氧化产物MDA可以用来评价水产品腐败情况[23]。图5显示了鱿鱼在冻藏期间MDA含量随着时间的延长逐渐上升，这与路钰希等[24]关于冻藏鱿鱼MDA含量变化趋势结果一致。MDA含量的增加可能是鱼体内脂质的脱水和不饱和脂肪酸氧化造成的[23]。鱿鱼是一种低脂肪的水产品[1]，100 g鱼肉中大概有1.6 g的脂肪，比大多数鱼类的脂肪都要低，因而MDA值较低。由图5可知，与CK组相比，镀冰衣组能够隔绝空气、抑制脂质的氧化，延缓MDA含量的上升。与水冰衣IG组相比，在冰衣液中加入聚丙烯酸钠和抗氧化剂能够抑制鱿鱼的脂质氧化。聚丙烯酸钠的成膜性好，冰衣不易裂开，与空气接触少，同时冰衣中含有抗氧化剂，能加强对脂质氧化的抑制作用。其中SG-DSE组的MDA含量最少，抑制脂质氧化效果最好，保鲜效果最佳。

图5 冻藏鱿鱼的MDA变化

2.6 鱿鱼蛋白质氧化的变化

巯基是蛋白质中重要的功能基团，其含量与蛋白质氧化程度相关[25]。冻藏期间，肌原纤维蛋白由于冷冻变性，使蛋白空间结构发生改变，巯基被氧化成二硫键，导致总巯基含量呈现下降趋势[7,24]。鱿鱼肌原纤维蛋白总巯基(-SH)含量变化如图6所示，与CK组相比，冰衣覆盖在鱿鱼表面能有效抑制总巯基的降低。这可能是冰衣不仅能有效隔绝空气，还能避免样品因温度波动而使冰晶增大，减少组织细胞被破坏，使总巯基暴露出来被氧化。在冻藏前两个月，不同冰衣组之间的总巯基含量差异不明显，而在冻藏后期差异显著，其中，SG-DSE组在整个冻藏期间保持着最高的总巯基量，说明蛋白质氧化程度最低。

图6 冻藏鱿鱼的巯基变化

2.7 鱿鱼水分含量的变化

鱿鱼肌肉中的水分由3种不同的状态组成：自由水、不易流动水和结合水。图7表示的是鱿鱼在冻藏期间不同状态水分所占的百分含量。

图7冻藏鱿鱼的不同状态水分含量变化

由图7可知，随着冻藏时间的延长，不易流动水的变化比结合水和自由水更明显。CK组的不易流动水在2～6个月逐渐减少，而自由水和结合水逐渐增加。图1中CK组的持水力逐渐升高，表明在这一期间不易流动水逐渐向自由水方向迁移，这与相关的研究结论相似[26-27]。在冻藏期间，IG组和IG-RO组的持水力先下降后上升，自由水含量先下降后上升；SG-RO组和SG-DSE组的持水力逐渐下降，自由水含量逐渐降低，表明镀冰衣鱿鱼的持水力与不同状态水含量有相关性。肌肉对维持不易流动水的能力影响保水性[26]，SG-DSE组的不易流动水含量比SG-RO组高，说明SG-DSE组的保水性比SG-RO组好，这与持水力的变化一致。

2.8 鱿鱼游离氨基酸的变化

鱼肉中氨基酸大部分以蛋白质的形式存在，只有小部分是以游离形式存在。蛋白质降解后生成游离氨基酸，FAA含量的变化可以反映蛋白质降解的程度[28]。表1是不同处理方式下鱿鱼在冻藏期间的FAA含量。鱿鱼在冻藏过程中，蛋白质冷冻变性，FAA的总含量逐渐增加[29]。由表1可知，CK组的FAA总量大于各处理组，这表明镀冰衣的鱿鱼能够抑制蛋白质的降解，特别是SG-DSE组的FAA含量上升最慢。该结果与MDA和巯基的结果一致，表明镀冰衣鱿鱼在冻藏期间能有效维持其品质；SG-DSE组的FAA含量最低，表现出最佳的保鲜效果。在冻藏期间，脯氨酸为鱿鱼主要游离氨基酸，其次是丙氨酸和谷氨酸。

表1 冻藏鱿鱼的游离氨基酸含量变化

3 结论

研究了不同配方冰衣处理后的鱿鱼在冻藏期间的品质变化。冻藏6个月后，未镀冰衣的鱿鱼表现出明显的质量下降，例如持水力和pH先下降后上升，而白度值、弹性、胶黏性和咀嚼性先上升后下降，弹性和巯基含量显著下降，丙二醛(MDA)含量显著上升；而镀了冰衣，能延缓水分迁移速度、减少水分蒸发、改善鱿鱼的色泽、降低脂质和蛋白质的氧化，鱿鱼的品质得到更好维持。在冰衣中加入迷迭香酸(IG-RO)后，与水冰衣组(IG)相比，有明显的抗氧化效果，但在其他指标上与IG组差异性不明显。聚丙烯酸钠能够增强冰衣的附着性，冰衣不易开裂，有助于延缓品质下降。在一定浓度的聚丙烯酸钠中加入相同浓度的异抗坏血酸钠和迷迭香酸，结果发现前者在整体新鲜度指标上变化更小，能显著延缓鱿鱼品质的下降。