解冻方式对船载超低温鱿鱼肌肉保水性及品质的影响

王 晋 高学慧 陈云云 余海霞 高 飞 张小军,4

(1. 浙江海洋大学食品与医药学院，浙江 舟山 316022；2. 中国水产舟山海洋渔业有限公司，浙江 舟山 316021;3. 浙江大学舟山海洋研究中心，浙江 舟山 316021；4. 浙江省海洋水产研究所，浙江 舟山 316021)

鱿鱼肉质鲜美，营养价值高，深受消费者喜爱。经远洋捕捞后在运输过程中通常采用超低温冻藏来保持鱿鱼鲜度。但冻结后鱿鱼的肌肉冰晶体中某些可溶性物质浓度增加，使肌肉系统失去平衡[1]43-59。如果解冻方式不当，会造成产品保水性降低、脂肪氧化等问题，从而导致产品质量严重下降[2]。

目前已有大量研究发现不同解冻过程对鱼类理化性质有不同影响。李天翔等[3]研究了自然空气解冻、静水解冻、流水解冻和低温解冻4种解冻方式下鲣鱼鱼肉蛋白质和组胺的含量变化，结果发现低温解冻显著抑制了组胺的生成和氧结合血红蛋白的氧化，肌原纤维蛋白的结构和功能特性保持良好，因此，冷藏库低温解冻适合作为鲣鱼罐头生产的解冻方式。万海伦等[4]研究了不同解冻方式对生鱼片品质的影响，结果显示水浴解冻的损失率最低，该解冻方法能较好地保持生鱼片水分，有效地避免解冻中的不良变化，从而保证生鱼片的解冻品质。因此，选择恰当的解冻方式对鱿鱼加工产品品质至关重要。

研究拟将阿根廷滑柔鱼(Illexargentinus)、北太平洋褶柔鱼(Todarodespacificus)和东南太平洋茎柔鱼(Dosidicusgigas)作为研究对象，分别用不同的方式解冻并分析其感官品质、质构特性、解冻损失率、蒸煮损失率、挥发性盐基总氮(TVB-N值)、硫代巴比妥酸值(TBARS值)及盐溶性蛋白含量(SSP 值)等指标的变化确定最佳解冻方式，以期为鱿鱼在贮藏和加工中选择合适解冻方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

船载深冷速冻鱿鱼样品：中国水产舟山海洋渔业有限公司。鱿钓船上捕捞鱿鱼后，选取体表无损伤的阿根廷滑柔鱼(体长约170 mm，质量约400 g)、北太平洋褶柔鱼(体长约250 mm，质量约500 g)和东南太平洋茎柔鱼(体长约400 mm，质量约1 000 g)，保证同一品种鱿鱼大小体重差异较小，-60 ℃超低温深冷锁鲜速冻，袋装后同样温度下冻藏，靠岸后随即运回实验室备用。

1.1.2 仪器

质构仪：LDX-CT3型，美国Brookfield公司；

高效液相色谱仪：ACQUITYTM型，美国Waters公司；

酸度计：EF20K型，梅特勒—托利多(上海)有限公司；

紫外分光光度计：UV-1800PC型，上海美谱达仪器有限公司；

凯氏定氮仪：KDN-08A型，上海昕瑞仪器有限公司；

消化炉：KDN-08型，上海昕瑞仪器有限公司；

高速冷冻离心机：5810R型，德国Eppendorf公司；

旋转蒸发仪：R-201型，郑州长征仪器有限公司；

漩涡混合器：lab dancer型，德国IKA公司；

温度记录仪：L93-2L型，杭州路格科技有限公司；

船载液氮超低温速冻装置(见图1)：自制。

1. 风机 2. 低温液化机 3. 热泵机组 4. 冷凝泵 5. 冷凝机组

1.2 试验方法

1.2.1 解冻处理 将深冷速冻样品取出，每一品种的鱿鱼样品随机分为4组，分别采用流水解冻(水温20 ℃，水流量50 mL/s)、静水解冻(浸没在20 ℃的静水中解冻)、超声波解冻[4](超声温度20 ℃、超声频率40 kHz、超声功率200 W、超声密度0.5 W/cm2)和低温解冻(4 ℃冷藏箱)4种方式来解冻样品，使用多路温度记录仪每隔一定时间记录下鱼体中心温度，从-60 ℃升高至0 ℃所需的时间即为解冻时间[5-6]。

1.2.2 感官品质评定标准 参照SC/T 3122—2014并稍作修改。评分标准见表1。

表1 鱿鱼感官评分标准

1.2.3 质构特性的测定 参照周逸等[7]的方法。

1.2.4 解冻损失率的测定 样品解冻前称取质量(m1)，解冻后用滤纸吸干样品表面水分再称质量(m2)，按式(1)计算解冻损失率[8]。

(1)

式中：

W——解冻损失率，%；

m1——解冻前样品质量，g；

m2——解冻后样品质量，g。

1.2.5 蒸煮损失率的测定 从各组肉样中切取200 g，放入塑料袋中，水浴加热至中心温度75 ℃，保持30 min，然后取出冷却至室温，用纸巾将肉样表面水吸干后称质量，按式(2)计算蒸煮损失率[9]。

(2)

式中：

H——蒸煮损失率，%；

m3——生肉样品质量，g；

m4——熟肉样品质量，g。

1.2.6 挥发性盐基氮(TVB-N)值的测定 按GB 5009.228—2016中自动凯氏定氮仪法执行。

1.2.7 硫代巴比妥酸(TBARS)值的测定 按GB 5009.181—2016中高效液相色谱法执行。

1.2.8 盐溶性蛋白(SSP)含量的测定 参照董开成等[10]的方法。

1.3 数据分析

所有试验平行重复至少3次，数据以平均值±标准差表示。使用Excel 2010、SPSS 22.0软件以及方差分析(ANOVA)进行数据处理和显著性分析。P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 解冻方式对解冻时间的影响

由表2可知，超声解冻所需时间最短，用时10～15 min。低温解冻用时最长，需6～10 h，约为静水和流水解冻时间的6.5倍，这是因为水的对流换热系数高于大气。与静水解冻相比，流水解冻下冷冻鱿鱼和水的热交换率高从而加速了肌肉解冻，因此解冻时间较短，用时40～65 min。在各个解冻方式下阿根廷滑柔鱼解冻用时最短，北太平洋褶柔鱼解冻用时最长，这是鱿鱼的个体差异所导致的。综上，解冻介质的传热性能、流动性和温度差的变化都会改变解冻速度从而影响肌肉品质[11-12]。

表2 不同解冻方式下鱿鱼解冻时间

2.2 解冻方式对鱿鱼感官品质的影响

由图2可知，流水解冻和静水解冻下3种鱿鱼综合评分较高，均在9分左右，表明这两种解冻方式对鱿鱼品质的影响不显著(P>0.05)，可能是由于在流水和静水下解冻蛋白质未发生变性，鱼肉嫩度和弹性变化不大，未对肌肉结构造成破坏。超声波解冻用时虽然最短，但是随解冻温度的上升，肌肉汁液开始流失，外形、气味和肌肉质地等感官评分下降，较其余方式差异性显著(P<0.05)，因此超声解冻对产品品质影响较大。低温解冻损失率最低，但解冻时间较长，肌肉品质会随蛋白降解而下降[13]。

图2 解冻方式对鱿鱼感官品质的影响

2.3 解冻方式对鱿鱼质构特性的影响

质构特性作为评价鱿鱼肌肉品质的重要特性，能够直观反映出肌肉质地和品质的变化，鱿鱼解冻后肌肉中的蛋白质会慢慢分解，弹性、硬度、咀嚼性等会发生不同程度的下降，肌肉的口感下降，食用品质也随之变差。由图3可知，解冻方式对3种鱿鱼的弹性无显著影响(P>0.05)，北太平洋褶柔鱼弹性最好，均在大于55%，阿根廷滑柔鱼弹性最差为42.53%，与李天翔等[3]的研究结论一致。解冻方式对鱿鱼硬度的影响显著(P<0.05)，鱿鱼肌肉在低温下解冻可以较好地保持蓄水性，减少汤汁流失，使肌原纤维更加紧密地结合，因此低温解冻下鱿鱼硬度相应较高[1]51-53[14]。超声波解冻下硬度均小于3.42 N，而流水、静水及低温解冻下硬度均大于4.56 N，可能是因为解冻时肌肉未能抵御声波对肌原纤维组织的破坏，导致肌肉松散，弹性和咀嚼性变差。低温解冻虽用时长，但咀嚼性保持在较高水平，阿根廷滑柔鱼最高达到8.42 N，可能是由于其受外力作用影响较小，肌肉蛋白质变性作用不明显，因而较好地保持了肉质。

图3 解冻方式对鱿鱼弹性、硬度和咀嚼性的影响

2.4 解冻方式对鱿鱼解冻损失率的影响

由图4可知，超声波解冻对鱿鱼解冻损失率的影响最大，北太平洋褶柔鱼解冻损失率高达4.58%，原因可能是蛋白质结构被超声波引起的极性分子震动所破坏，使得蛋白质与水的结合能力下降，水分因此流失。流水解冻时3种鱿鱼解冻损失率差异显著，其中阿根廷滑柔鱼的解冻损失率最低为1.18%，北太平洋褶柔鱼解冻损失率高达3.12%，这是因为流水解冻时，一部分可溶性蛋白通过鱼肉的切面直接溶于水中了。低温解冻时3种鱿鱼解冻损失率无显著影响(P>0.05)，推测可能原因是解冻过程中环境温度差异小，肌肉生化反应速度较慢，低温解冻损失率最低，与王雪松等[13]的研究结果一致。

图4 解冻方式对鱿鱼解冻损失率的影响

2.5 解冻方式对鱿鱼蒸煮损失率的影响

鱿鱼经蒸煮后，其保水能力降低，蒸煮损失增加。由图5可知，超声波解冻后阿根廷滑柔鱼蒸煮损失率最高，为49.09%，这是由于超声解冻过程中肌肉温度升高加剧了蛋白质的变性，即内部蛋白微观结构受到严重破坏，肌肉保水性下降，与Yerlikaya等[14]的研究结果一致。北太平洋褶柔鱼的蒸煮损失率在不同解冻方式下差异不明显(P>0.05)，均在25%左右。静水解冻下3种鱿鱼的蒸煮损失率差异较显著(P<0.05)。

图5 解冻方式对鱿鱼蒸煮损失率的影响

2.6 解冻方式对鱿鱼挥发性盐基氮含量的影响

挥发性盐基氮(TVB-N)值是用于评价肉质鲜度的理化指标。鱿鱼肌肉中的蛋白质在酶和细菌的作用下发生分解，产生有害的氨和胺类，从而使TVB-N值变大。鱿鱼初始TVB-N值均为7.5 mg/100 g, 当TVB-N值<25 mg/100 g时, 鱿鱼新鲜度处于“好”的状态;当TVB-N值>35 mg/100 g时, 鱿鱼新鲜度处于“差”的状态[15]。由图6可知，在每种解冻方式下阿根廷滑柔鱼和北太平洋褶柔鱼TVB-N值均无明显差异，且TVB-N值<20 mg/100 g，说明二者新鲜度较好。低温解冻后东南太平洋茎柔鱼TVB-N值最高，为37.26 mg/100 g，可能是由于其解冻时间较长，微生物和内源酶对肌肉蛋白质进行微量分解，氨及胺类等含氮物质增多[16-17]。东南太平洋茎柔鱼TVB-N值差异性比较显著(P<0.05)，可能是由于东南太平洋茎柔鱼体积较为庞大，肌原纤维蛋白含量高，肌肉中含有较多的促氧化成分(如自由基等)，使更多的蛋白质变性解旋和氧化，从而导致氨和胺类增多，TVB-N值较高[18]。流水解冻时微生物不易存留在鱿鱼表面，故TVB-N值较低。

图6 解冻方式对鱿鱼TVB-N值含量的影响

2.7 解冻方式对鱿鱼硫代巴比妥酸值的影响

硫代巴比妥酸值(TBARS值)的大小可以直接反映出肌肉脂质氧化的程度，其值越高，肌肉脂质氧化程度越高[19-20]。由图7可知，由于超声波解冻温度升高以及流水解冻下微生物较少，相应解冻时间缩短，脂肪氧化现象较少发生，所以超声波解冻和流水解冻条件下TBARS值均<0.875 mg/kg，且差异不明显(P>0.05)。马翼飞等[12]研究结果也显示静水解冻对鱼肉脂质氧化程度影响大，这是因为鱼肉通过最大冰晶溶解带(-5～0 ℃)的时间相对较长，微生物繁殖时间延长，导致蛋白质降解和脂肪氧化[21]。低温解冻所用时间较长，解冻过程中肌肉细胞被破坏，氧化剂被释放使微生物开始滋生，导致脂肪水解和氧化[22-23]，故3种鱿鱼品质均受到不同程度的损坏，但其TBARS值均在安全范围内(0.08～0.13 mg/kg)[24]。

图7 解冻方式对鱿鱼的硫代巴比妥酸值的影响

2.8 解冻方式对鱿鱼盐溶性蛋白含量的影响

肌原纤维蛋白的变性程度影响着鱼肉的食用质量，盐溶性蛋白含量(SSP值)的变化可反映肌原纤维蛋白的变性程度[25-26]。由图8可知，超声波解冻、流水解冻、静水解冻和低温解冻4种解冻方式解冻鱿鱼时SSP值的差异性不显著(P>0.05)。无论在哪种方式解冻下，北太平洋褶柔鱼的SSP值最高，东南太平洋茎柔鱼的次之，阿根廷滑柔鱼的最低，并且存在显著差异(P<0.05)。流水解冻下3种鱿鱼SSP值均比其他方式下的同品种鱿鱼SSP值高，可能是由于解冻时间较短，肌肉中的冰晶体较快溶解使细胞破裂，汁液流失，导致蛋白质流失和氧化[27]。低温解冻虽时间较长，但外部温度处在较低水平，肌肉冰晶体融化较为缓慢，肌肉内外形成较小的浓度差，细胞受到的损伤相对较小。

图8 解冻方式对鱿鱼盐溶性蛋白含量的影响

3 结论

就平均解冻时间而言，阿根廷滑柔鱼平均解冻时间较短，但其硬度较大，蒸煮损失率及解冻损失率较高；北太平洋褶柔鱼由于其个体较大，平均解冻时间稍长，其感官品质、弹性较好，蒸煮损失率和TVB-N值均为最低；东南太平洋茎柔鱼解冻时间居中，感官品质及咀嚼性较差，TVB-N值显著高于其他2种鱿鱼的，但其解冻损失率较低。超声波解冻所用时间最短，但温度升高解冻损失率也比较高；低温解冻时间较长，不利于保持鱿鱼肌肉品质；静水解冻下鱿鱼TBARS值最高达到0.12 mg/kg，微生物繁殖和脂肪氧化现象较严重；流水解冻后的鱿鱼咀嚼性及感官品质较好，解冻损失率也相对较低。综上所述，流水解冻为鱿鱼最佳解冻方式，后续可继续探究其他水产品在流水解冻下产品品质的变化规律。