脯氨酸及KCl替代食盐对海鲈鱼品质影响的研究

卢文静 谌迪 叶沁 张岑 肖朝耿，* 沈哲怡，2

（1浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江杭州 310021；2浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江杭州 311300）

作为我国江河地带的名贵经济鱼种，海鲈鱼个大、肉美、生长快，富含微量元素［1］以及二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二 十 碳 六 烯 酸（docosahexaenoic acid，DHA），能够增强大脑发育与改善记忆力［2］，深受国内外市场欢迎。海鲈鱼中的胃蛋白酶原和胰蛋白酶在促进消化吸收和降解食物方面发挥着关键作用［3-4］。腌制工艺是我国水产品加工的一种重要方式。人们通常会对海鲈鱼进行腌制处理以延长贮藏期，增加独特风味。腌制过程中最常用的腌制剂为氯化钠（NaCl），但饮食中高含量的NaCl是导致高血压和心血管疾病最重要的因素之一［5］。近年来国内外相关研究表明钾盐是代替钠盐的最佳选择之一。钾盐具备与钠盐相同的化学性质，但在食用时不会导致人体产生心脑血管等疾病［6-8］。魏延玲等［9］研究表明，氯化钾（KCl）比例不超过腌制剂总质量的40%时，风干鲈鱼的口感和风味不会产生变化，当比例为腌制剂总质量的20%时，能有效抑制生物胺的产生，并且使用KCl作为减盐配方可使挥发性盐基氮（total volatilebasic nitrogen，TVB-N）值降低，在不影响感官评定的情况下降低腐败程度，保证产品品质。

氨基酸是一种能够广泛使用、安全的食品添加剂［10］。赖氨酸可以促进人体对钙的吸收，加速骨骼生长，但在食品加工过程中易受到破坏［11］。精氨酸和组氨酸在人体的合成速度较慢，需从外界补充以满足人体所需［12-13］。另外，研究表明部分氨基酸在食品加工中可以起到增加肌球蛋白溶解度的作用。如Chen等［14］研究发现组氨酸中的咪唑部分可以拉长细的肌球蛋白，从而抑制细肌球蛋白的形成，增加肌球蛋白的溶解度；Zhou等［15］提出赖氨酸和精氨酸引起的pH值变化与肌球蛋白溶解度的增加有关。上述组氨酸、精氨酸、赖氨酸虽然可以显著促进肌球蛋白的溶解，但其感官属性较差，不适合用于食品加工。脯氨酸溶解度较高，为162 g·L-1，有较好的感官属性［16］，但其对肌球蛋白的影响尚不清楚［17］。因此本试验选择脯氨酸作为食盐部分替代品。

本研究在腌制工艺中添加脯氨酸，采用不同腌制组分（脯氨酸+KCl）对海鲈鱼进行腌制和风干，并测定不同时间段海鲈鱼理化指标的变化，以期获得最优腌制组分，解析脯氨酸及KCl替代食盐法对海鲈鱼品质动态变化的影响，为海鲈鱼的腌制工艺优化提供参考，并为其工业化腌制生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 试验材料新鲜海鲈鱼：每条质量为0.5 kg，共27条，购于杭州华润万家濮家店。

1.1.2 试剂氢氧化钠、铬酸钾、硝酸银，购自汕头西庞科学股份有限公司；酚酞、硝酸、无水醋酸锌、冰乙酸、脯氨酸、硫代巴比妥酸，购自上海麦克林生化科技有限公司；乙醇购自上海凌峰化学试剂有限公司；亚铁氰化钾、氯化钠，购自北京国药集团化学试剂有限公司；氯化钾购自温州市化学用料厂；三氯乙酸购自如皋市金陵试剂厂。

1.1.3 主要仪器设备ALB-224电子天平，Sartorius（北京）有限公司；DK-8D数显恒温水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；LXJ-IIB离心机，上海安亭科学仪器厂；DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；UV-1800紫外可见分光光度计，上海精密仪器仪表有限公司；FE20 pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；Color Quest XE色差仪，上海信联创作电子有限公司；Hitachi H7650透射电镜，苏州赛恩斯仪器有限公司；TA.XT.Plus质构分析仪，英国Stable Micro System公司；TP677数字温度计，温州米特尔智能科技有限公司。

1.2 操作工艺流程

1.2.1 样品处理宰杀海鲈鱼后，将新鲜海鲈鱼去头、去鱼鳞、去内脏，用水清洗杂质及血水，沿背脊将整条鱼剖为两半，冲洗干净后沥水，并用厨房用纸吸去鱼片表面的水分后进行称重。

1.2.2 腌制在盐添加量为原料肉5%的基础上，分别以氯化钠、氯化钠∶氯化钾（2∶1，质量比）、氯化钠∶氯化钾（2∶1，质量比）+脯氨酸（10 mmol·L-1）、氯化钠+脯氨酸（10 mmol·L-1）为试验组进行腌制。

1.2.3 干燥将鱼片整齐平铺在搪瓷盘中，放入烘箱，风速设置为1.5 m·s-1，温度设置为60℃，相对湿度设置为60%～65%。

1.2.4 取样在海鲈鱼腌制18 h、腌制36 h（结束）、风干3 h、风干6 h时取样，每次取3条海鲈鱼，将鱼背上的肉（除鱼皮及鱼鳍）用绞碎机搅碎后储藏在-18℃冰箱中，备用。

1.3 试验指标检测方法

1.3.1 pH值的测定称取鱼肉2 g（精确至0.01 g）于50 mL离心管中，加入20 mL蒸馏水，进行高速匀浆，时间30 s，结束后立即测定其pH值，测定3次取平均值。

1.3.2 含水量的测定准确称取2～5 g样品于称量瓶中，在105℃鼓风干燥箱中干燥3 h，冷却，记录恒重后样品的质量，计算样品中的水分含量，测定3次取平均值。

1.3.3 含盐量的测定按照《GB 5009.44-2016食品安全国家标准食品中氯化物的测定》［18］第三法银量法测定含盐量，测定3次取平均值。

1.3.4 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid,TBA）值的测定准确称取风干6 h后的鱼肉样品5 g，加入15 mL 20%三氯乙酸溶液和10 mL蒸馏水，高速匀浆60 s后静置1 h，4 000 r·min-1离心10 min。取5 mL滤液于具塞比色管中，加入5 mL 0.02 mol·L-1硫代巴比妥酸溶液，沸水浴反应20 min，流动水冷却5 min。用分光光度计在532 nm处测定吸光度A。以蒸馏水为空白，测定3次取平均值。计算公式为：

1.3.5 质构的测定测定样品为风干6 h后的鱼肉样品，参数值为硬度、咀嚼性、弹性、内聚性。测定模式为全质构分析（texture profile analyse，TPA）测定，探头为不锈钢p/2平底柱形探头，测试速度为0.5 mm·s-1，返回速度为0.5 mm·s-1，目标为50%，两次压缩之间的停顿时间为5 s，循环次数为3次。

1.3.6 色差的测定将风干6 h后的鱼肉切成1 cm×1 cm的薄片，使用色差仪测定样品的L*、a*、b*值。测定3次，结果取平均值。在样品测定前用标准白板校正色差仪。

1.3.7 透射电镜（transmission electron microscope，TEM）观察将鱼肉用刀片切成1 mm×3 mm大小的薄片，用2.5%的戊二醇固定1 h后，再用0.1 mol·L-1磷酸缓冲液漂洗15 min（共3次），漂洗后用0.1 mol·L-1四氧化锇溶液固定1.5 h。再用磷酸盐缓冲液漂洗15 min（共3次）。用乙醇进行梯度洗脱（浓度为50%、70%、80%、90%、95%和100%）后，用包埋剂进行渗透。最后将样品与纯包埋剂重新包埋后放入模具于烘箱中聚合48 h进行切片，用透射电镜观察。

1.3.8 感官评定挑选10名成员组成感官评定小组（男女各5名），对蒸熟后的鱼肉从口感、色泽、气味、咸味和组织形态5个方面进行评分，满分100分。感官评定表见表1。

表1 感官评定表Table 1 The form of sensory evaluation

1.4 数据处理

每组试验均平行测定3次，所有数据利用Microsoft Excel 2007软件进行统计处理，用SAS 8.2统计软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同腌制组分对海鲈鱼pH值的影响

由图1可知，在腌制风干过程中，海鲈鱼鱼肉的pH值在不同组分腌制情况下均表现为先下降后上升的趋势。在风干3 h到风干6 h阶段，NaCl+KCl+脯氨酸试验组的pH值上升幅度明显高于其他3种腌制试验组。KCl和脯氨酸的添加为腐败微生物的生长代谢提供了营养物质，而腐败微生物代谢产生的蛋白酶、脱羧酶等导致蛋白的水解加快，同时产生的碱性物质如游离氨基酸等含量增加，也会使pH值增加。

图1 不同腌制组分对海鲈鱼pH值的影响Fig.1 The effect of different salting components on the pH value of sea bass

2.2 不同腌制组分对海鲈鱼含水量的影响

采用不同腌制组分对海鲈鱼进行干腌后的含水量结果如图2所示，随着处理时间的延长，不同组分处理组含水量均呈下降趋势。样品水分含量受盐含量的影响，腌制时，高浓度的盐水慢慢渗透进入鱼肉内部，鱼体内的水分不断减少，并且向外迁移，在高盐环境下蛋白质变性，导致鱼肉质地发生改变，从而使鱼肉自身持水力下降。在腌制和风干的过程中，鱼肉流失部分营养物质和胺类物质，鱼肉重量的变化包括水分和盐分，所以水分含量的变化影响鱼肉的得率。

图2 不同腌制组分对海鲈鱼含水量的影响Fig.2 The effect of different salting components on the water content of sea bass

2.3 不同腌制组分对海鲈鱼含盐量的影响

由图3可知，随着时间的推移，试验组含盐量均呈上升趋势。由于盐水浓度高于鱼体内的水分浓度，盐水不断渗透进入鱼肉，最终造成水分迁移。添加脯氨酸的鱼肉盐分含量都略低于未添加脯氨酸组，减盐配方的含盐量也略低于纯盐配方的含盐量。

图3 不同腌制组分对海鲈鱼含盐量的影响Fig.3 The effect of different salting components on the salt content of sea bass

2.4 不同腌制组分对海鲈鱼TBA值的影响

鱼类在腌制和储藏过程中会发生脂类氧化反应，使鱼肉腐败、变味，对鱼类的感官评定有较大影响。如图4所示，在风干6 h后测定其TBA值，发现在NaCl中加入脯氨酸能显著抑制脂类氧化，用NaCl+脯氨酸腌制鲈鱼后测得的TBA值最低，为1.415 7 mg·kg-1，推测脯氨酸对不饱和脂肪酸有抗氧化作用。但在NaCl+KCl中加入脯氨酸TBA值反而增加，可能是由于K+的添加为鱼肉中的醛类物质提供了更好的反应条件。

图4 风干6 h后腌制组分对TBA值的影响Fig.4 The effect of salting components on TBA value after 6 h of air-drying

2.5 不同腌制组分对海鲈鱼质构的影响

由图5、6可知，在风干6 h后，4种腌制组分腌制海鲈鱼后所测得的硬度、咀嚼性都较高。相对于硬度、咀嚼性，经过风干的样品弹性值、回复性值都略低，可能是因为鱼体表面水分丧失过多，从而使硬度增大，弹性、回复性降低。对比发现，相较于NaCl腌制处理，NaCl+KCl+脯氨酸处理后海鲈鱼鱼肉的硬度、咀嚼性显著降低，内聚性则显著升高，这可能是由K+与脯氨酸的添加使鱼肉组织更紧密，蛋白质内部联结更紧凑所致。

图5 风干6 h后不同腌制组分对硬度、咀嚼性的影响Fig.5 The influence of different salting components on hardness and chewiness after 6 h of air-drying

2.6 不同腌制组分对海鲈鱼色差的影响

经过腌制和风干的海鲈鱼，其中的血红蛋白与空气中的氧气充分反应，使鱼肉的色泽下降。由图7可知，NaCl+KCl+脯氨酸腌制的海鲈鱼红度值（a*）较高，这可能是由于脯氨酸对脂肪氧化有一定的抑制作用，而在其他3种组分腌制条件下，由于鱼肉脂肪被氧化成脂质过氧化物，导致红度值下降。在风干时发生美拉德反应，产生褐变，使黄度值（b*）上升，肉色偏黄，尤其是NaCl+KCl腌制海鲈鱼的b*值偏高。

图6 风干6 h后不同腌制组分对内聚性、弹性、回复性的影响Fig.6 The influence of different salting components on cohesion，elasticity and responsibility after 6 h of air-drying

图7风干6 h后不同腌制组分对a*、b*值的影响Fig.7 The influence of different salting components on a*and b*value after 6 h of air-drying

2.7 不同腌制组分对海鲈鱼微观结构的影响

图8 显示了使用透射电镜（TEM）观察到的腌制海鲈鱼肌球蛋白的形态。所有肌球蛋白样品均呈圆、棒状形态，其不同特征是由添加脯氨酸引起的。4种腌制组分处理后鱼肉微观形态的主要区别是肌球蛋白棒的长度和连接方式。添加脯氨酸的肌球蛋白呈现出较长的棒状形态，且随着时间的推移，肌球蛋白仍然能够维持棒状形态。

图8 干腌法海鲈鱼微观结构对比Fig.8 Comparison of the microstructure of dry-salted sea bass

2.8 不同腌制组分对海鲈鱼感官品质的影响

经过腌制，将鱼肉风干6 h后进行感官品评（图9）。结果表明，NaCl+KCl+脯氨酸组咸味评分最高。口感方面，添加脯氨酸的鱼肉肉质有弹性，咬起来有嚼劲，得分也高于其他3种腌制组分。说明脯氨酸可以和蛋白质紧密结合。色泽方面，加入脯氨酸后，鱼肉切面颜色比未加脯氨酸组的颜色更白、有光泽。鱼肉颜色发黄表明存在脂类氧化反应，脯氨酸的加入能降低鱼肉中不饱和脂肪酸的抗氧化性，这与TBA值的结果一致。

图9 不同腌制组分对风干6 h后海鲈鱼感官品质的影响Fig.9 The effect of different salting components on the sensory quality of sea bass after air-drying for 6 h

3 讨论

在海鲈鱼腌制和风干过程中，不同腌制组分对鱼肉的理化性质都有影响。在腌制阶段，由于脂肪氧化降解为脂肪酸以及乳酸菌的快速繁殖，导致pH值呈下降趋势，对鱼类风干时所含微生物的数量及安全性有参考意义［19］。曾令彬［20］对腊鱼加工中理化特性的研究结果表明，腊鱼pH值随着腌制时间的延长呈下降趋势，而本研究发现随着腌制和风干时间的延长，海鲈鱼的pH值均呈先下降后上升的趋势，结果的不同可能是由鱼风干时温度不同而导致的。本研究与邹建春等［21］对风干武昌鱼中理化性质的研究结果基本一致。鱼死后，肌肉中糖原通过酵解作用生成乳酸和三磷酸腺苷（adenosine-triphosphate，ATP），产生H+，会使pH值下降，导致鱼肉蛋白质变性，影响鱼肉的质量［22］。同时，样品水分含量受盐含量的影响，腌制时，高浓度的盐水慢慢渗透进入鱼肉内部，使鱼体内的水分不断减少且向外迁移，在高盐环境下蛋白质变性，导致鱼肉质地发生改变，从而使持水力下降［9，23］。刘昌华等［24］发现水分、盐分、pH值在鲈鱼腌制风干过程中的变化会影响肌肉内源酶活力，并对脂质水解氧化有显著影响。本研究发现添加脯氨酸、KCl的鱼肉盐分含量都略低于未添加脯氨酸组，添加脯氨酸的鱼肉TBA值低于NaCl组，推测脯氨酸的添加对不饱和脂肪酸有抗氧化作用，能够抑制脂质氧化。

本研究发现，相较于纯盐配方，用添加脯氨酸和KCl的减盐配方处理海鲈鱼后的风味和口感差异不明显，保持了海鲈鱼的品质。食品的四大品质要素为质构、外观、风味和营养，而质构能给食用者带来咀嚼感［25-28］，添加脯氨酸和KCl之后，海鲈鱼的质构较好。此外，添加脯氨酸的腌制组分的口感和咸味评分均高于未添加组，脯氨酸作为腌制剂，加入后使海鲈鱼TBA值降低，a*值增高，b*值降低。da Silva等［29］添加精氨酸、组氨酸、KCl替代NaCl生产低脂香肠，发现精氨酸和脯氨酸减少了KCl引起的感官缺陷。美拉德反应会导致水产品的褐变，羰基化合物是美拉德反应的必需物质，而鱼肉脂肪在氧化过程中会产生醛、酮等小分子物质，为美拉德反应提供了充足的条件［30-31］。经过腌制和风干的海鲈鱼中血红蛋白与空气中的氧气充分反应，使鱼肉的色泽变暗，导致NaCl+KCl腌制海鲈鱼的b*值偏高，与廖泉［32］在对洞庭银鱼风干中色泽的研究结果一致。采用透射电镜对比腌制初期和最终成品间蛋白质凝聚的现象，一般肌球蛋白具有圆、棒状结构［33］，本研究也观察到类似的形态。在NaCl和NaCl+KCl腌制下所观察到的肌球蛋白形态与Hayakawa等［34］的观察结果类似。蛋白质可以在低离子强度溶液中溶解，随着脯氨酸的加入，脯氨酸可屏蔽肌球蛋白疏水位点并稳定肌球蛋白，同时部分破坏二硫键，促进肌球蛋白形成寡聚集体［17，35］。在含有脯氨酸的腌制组分中能找到更多的蛋白质聚集体，颗粒体积也较大，表明脯氨酸有增溶作用，这与Zhou等［17］的研究结果一致。而脯氨酸和KCl对肌球蛋白二级结构β-折叠、α-螺旋的影响还不明确，TVB-N值、微生物、生物胺等的变化规律也有待于进一步研究。本试验结果表明，使用减盐配方搭配脯氨酸进行腌制，得到的产品风味及品质更好。

4 结论

本研究结果表明，减盐配方（NaCl+KCl+脯氨酸）处理后的海鲈鱼在风味和口感上与纯盐配方差异不明显，添加脯氨酸和KCl之后，海鲈鱼的TBA值、b*值降低，a*值升高，可观察到更多的蛋白质聚集体，促进了蛋白质溶解，最终得到的产品风味及品质更好。总体而言，使用NaCl+KCl+脯氨酸的减盐配方腌制海鲈鱼，有助于满足人们对更健康鱼产品的高需求。