趙 亞，石啟龍*，曹淑敏

（1.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255000；2.山東理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)管理中心，山東 淄博 255000）

食品保藏的目的是最大限度地保持其質(zhì)量特性，因此了解影響食品穩(wěn)定性的因素及控制反應(yīng)速率的措施對(duì)于評(píng)估食品貯藏穩(wěn)定性至關(guān)重要。近年來，水分活度（water activity，aw）作為評(píng)估食品安全貯藏標(biāo)準(zhǔn)的局限性越來越受到學(xué)者們的重視，因此玻璃化轉(zhuǎn)變理論被提出[1]。玻璃化轉(zhuǎn)變是指非晶態(tài)聚合物由玻璃態(tài)到橡膠態(tài)或橡膠態(tài)到玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變，其特征溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（glass transition temperature，Tg）[2]。根據(jù)玻璃化轉(zhuǎn)變理論，當(dāng)體系溫度低于Tg時(shí)，食品處于玻璃化狀態(tài)，體系黏度較高，各種受分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)控制的反應(yīng)速率減慢，其穩(wěn)定性最強(qiáng)；反之，當(dāng)貯藏溫度高于Tg時(shí)，體系處于橡膠態(tài)，分子流動(dòng)性加強(qiáng)，受分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)控制的各種化學(xué)反應(yīng)速率加快[2-3]。Agustini等[4]研究表明，當(dāng)金槍魚肉在溫度低于Tg的條件下貯藏時(shí)，魚肉的生物活性反應(yīng)（如酶促反應(yīng)、三磷酸腺苷降解）受到抑制，魚肉貯藏期延長(zhǎng)。虹鱒魚肉（Tg＝-13 ℃）在-9 ℃條件下貯藏6 個(gè)月，總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量與硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值較高，魚肉劣變速度加快；而在Tg及以下溫度（-18 ℃）貯藏時(shí)，TVB-N含量與TBARS值則無明顯變化[5-6]。

南美白對(duì)蝦營(yíng)養(yǎng)豐富且具有一定的保健功能，但是其水分含量高，內(nèi)源蛋白酶活性較強(qiáng)，導(dǎo)致其品質(zhì)下降較快[7-8]。冷凍和冷藏是蝦肉保藏常用方法，但蝦肉在冷凍及貯藏過程中會(huì)出現(xiàn)冰結(jié)晶成長(zhǎng)、重結(jié)晶、蛋白質(zhì)變性等劣變反應(yīng)，導(dǎo)致其凝膠能力下降和持水力降低[9-11]。因此，蛋白質(zhì)冷凍變性是水產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于水產(chǎn)品冷凍變性研究主要集中在生化特性變化[12-13]、抗凍劑篩選[14-16]等方面，但是蛋白質(zhì)冷凍變性的機(jī)制尚未明確。石啟龍等[17]探討了添加糖類對(duì)南美白對(duì)蝦肉熱力學(xué)轉(zhuǎn)變與狀態(tài)圖的影響，發(fā)現(xiàn)添加菊糖、海藻糖、麥芽糊精等糖類能顯著提高蝦肉最大冷凍濃縮溶液時(shí)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T’g。此外，Shi Qilong等[18]還指出，為探討蝦肉貯藏品質(zhì)變化機(jī)制，需要系統(tǒng)研究不同狀態(tài)水分（例如單分子層水分、非凍結(jié)水與凍結(jié)水分）含量的蝦肉在不同貯藏溫度（例如T＜Tg、Tg＜T＜凍結(jié)后蝦肉的溫度、T＞Tg）條件下的品質(zhì)變化規(guī)律。肌原纖維蛋白是水產(chǎn)品最主要的結(jié)構(gòu)與功能性蛋白質(zhì)，其中肌球蛋白占肌原纖維蛋白的55%～60%[19]。肌球蛋白頭部在冷凍和解凍過程中非常敏感，其分子構(gòu)象易發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致Ca2+-ATPase活力降低；冷凍和凍藏過程中蛋白質(zhì)間相互作用重排形成新的分子也是導(dǎo)致ATPase活性降低的原因。因此，Ca2+-ATPase活力被用于評(píng)估肌原纖維蛋白質(zhì)冷凍和凍藏過程中變性程度的指標(biāo)[20]。本實(shí)驗(yàn)將3 種不同水分含量的蝦肉貯藏于4 種不同溫度的環(huán)境中，研究了貯藏期間其Ca2+-ATPase活力變化規(guī)律，揭示水分含量、Tg與蝦肉Ca2+-ATPase活力之間的關(guān)系，為蝦肉的冷凍和凍藏提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活南美白對(duì)蝦購于淄博水產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)，蝦體長(zhǎng)度（10.50±0.65）cm，質(zhì)量（11.24±1.50）g。

牛血清白蛋白、馬來酸、三羥甲基氨基甲烷（trihydroxymethyl aminomethane，Tris）、Elon試劑、鉬酸銨等 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三磷酸腺苷二鈉美國(guó)Sigma公司；三氯乙酸（trichloroacetic aicd，TCA）天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司；所用試劑均為分析純；麥芽糊精（食品級(jí)） 山東西王集團(tuán)。

1.2 儀器與設(shè)備

T18 basic分散機(jī) 德國(guó)IKA公司；DW-HL100、DW-FL90、DW-FL253低溫/超低溫冰箱 中科美菱低溫科技有限公司；FD-1B-80冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；UV2102紫外-可見分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；GL-20G-Ⅱ冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品準(zhǔn)備

將南美白對(duì)蝦去頭、去殼后用攪拌機(jī)攪勻，將其平均分成6 份，其中3 份分別按蝦肉質(zhì)量添加5%麥芽糊精并混合均勻，得到的蝦肉計(jì)作PV-MD；另外3 份為純蝦肉（PV）。取PV與PV-MD各1 份，作為鮮蝦肉樣品，其水分含量為（76.5±0.2）%；然后將另外4 份蝦肉樣品放入低溫冰箱中冷凍24 h，將冷凍后樣品分別置于冷凍干燥機(jī)中干燥（冷阱溫度-80 ℃、真空度8 Pa）。通過控制冷凍干燥時(shí)間，將PV與PV-MD的濕基水分含量分別控制在（18.0±0.9）%與（6.5±1.5）%。根據(jù)文獻(xiàn)[18]結(jié)果，水分含量分別為（76.5±0.2）%、（18.0±0.9）%和（6.5±1.5）%的蝦肉樣品分別代表鮮蝦肉、含凍結(jié)水蝦肉與單分子層水分含量值的蝦肉。將3 種不同水分含量的蝦肉均分別密封于自封袋中并置于-78、-35、-18 ℃與5 ℃條件下貯藏，定期取樣測(cè)定蝦肉的Ca2+-ATPase活力。每組實(shí)驗(yàn)做2 次平行。

1.3.2 Ca2+-ATPase活力的測(cè)定

采用曹淑敏等[21]的方法測(cè)定蝦肉Ca2+-ATPase活力。實(shí)驗(yàn)做2 次平行，結(jié)果取其平均值。Ca2+-ATPase活力計(jì)算公式見式（1）。

式中：n1為1.0 mL反應(yīng)液中生成的磷酸的物質(zhì)的量/μmol；n2為空白組生成的磷酸的物質(zhì)的量/μmol（即先加入1.0 mL 15% TCA使酶失活，再加ATP溶液，其他操作與處理組相同，640 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度）；t為反應(yīng)時(shí)間/min；m為1.0 mL反應(yīng)液所含的酶蛋白質(zhì)量/mg。

1.3.3 Ca2+-ATPase活力變化的動(dòng)力學(xué)模型

蝦肉Ca2+-ATPase活力變化的動(dòng)力學(xué)模型采用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型[22]，其表達(dá)式如式（2）。

式中：C為Ca2+-ATPase活力/（μmol Pi/（mg·min）；k為C a2+-A T P a s e活力變化速率常數(shù)；t為反應(yīng)時(shí)間/d；n為反應(yīng)級(jí)數(shù)，一般為0、1、2。

對(duì)于0、1、2級(jí)反應(yīng)，式（2）可具體變換為式（3）～（5）。

式中：C0為C a2+-A T P a s e活力初始值/（μmol Pi/（mg·min））。

分別對(duì)C、ln C與1/C與貯藏時(shí)間t的關(guān)系進(jìn)行線性回歸分析，通過決定系數(shù)（R2）確定模型擬合精度，進(jìn)而確定蝦肉貯藏過程中Ca2+-ATPase活力變化的最適反應(yīng)級(jí)數(shù)n。

蝦肉Ca2+-ATPase活力變化速率常數(shù)與溫度密切相關(guān)，可通過Arrhenius方程[23]表示，具體見式（6）。

式中：k0為頻率因子；Ea為蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的活化能/（J/mol）；R為氣體常數(shù)，取值8.314 J/（mol·K）；T為絕對(duì)溫度/K。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 蝦肉貯藏期間Ca2+-ATPase活力變化

濕基水分含量分別為（6.5±1.5）%、（18.0±0.9）%與（76.5±0.2）%的南美白對(duì)蝦肉在不同溫度（-78、-35、-18、5 ℃）貯藏期間，Ca2+-ATPase活力隨時(shí)間變化如表1～3所示。

表1 貯藏溫度對(duì)水分含量為（）%鮮蝦肉Ca2＋-ATPase活力的影響Table1 Ca2+-ATPase activity of fresh Penaeus vannamei meat with moisture content of (76.5± 0.2)% at different storage temperatures

表1 貯藏溫度對(duì)水分含量為（）%鮮蝦肉Ca2＋-ATPase活力的影響Table1 Ca2+-ATPase activity of fresh Penaeus vannamei meat with moisture content of (76.5± 0.2)% at different storage temperatures

注：同一列中肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）；空白項(xiàng)表示未安排實(shí)驗(yàn)。下同。

?

從表1～3可以看出，溫度與水分含量對(duì)南美白對(duì)蝦肉貯藏期間Ca2+-ATPase活力均有較大影響。蝦肉水分含量相同時(shí)，Ca2+-ATPase活力隨貯藏溫度升高而降低，貯藏溫度越低，酶活力下降速率越緩慢；當(dāng)貯藏溫度升高至5 ℃時(shí)，Ca2+-ATPase活力快速下降。例如，水分含量為18.0%的PV，在溫度分別為-78、-35、-18、5 ℃條件下貯藏60 d時(shí)，Ca2+-ATPase活力比0 d時(shí)分別降低了19.31%、19.31%、23.45%與33.10%。相同貯藏溫度時(shí)，蝦肉水分含量越高，Ca2+-ATPase活力下降速率越快。例如，將水分含量分別為76.0%、18.0%與6.5%的PV置于-18 ℃條件下貯藏90 d時(shí)，Ca2+-ATPase活力比0 d時(shí)分別降低39.75%、28.28%與14.81%。相同水分含量的蝦肉在相同溫度下貯藏時(shí)，相同貯藏時(shí)間內(nèi)PV-MD的Ca2+-ATPase活力下降幅度低于PV。例如，水分含量為76.0%的PV與PV-MD在溫度為-35 ℃貯藏120 d時(shí)，其Ca2+-ATPase活力比0 d時(shí)分別降低31.06%與24.84%。因此，添加麥芽糊精能有效地緩解蝦肉凍藏期間蛋白質(zhì)冷凍變性的速率與程度。其原因可能是添加的麥芽糊精提高了蝦肉的Tg與非凍結(jié)水分含量，進(jìn)而降低了蝦肉凍藏期間分子流動(dòng)性[18]。

表2 貯藏溫度對(duì)水分含量為（18.0±0.9）%的蝦肉-ATPase活力的影響Table2 Ca2+-ATPase activity of Penaeus vannamei meat with moisture content of ()% at different storage temperatures

表2 貯藏溫度對(duì)水分含量為（18.0±0.9）%的蝦肉-ATPase活力的影響Table2 Ca2+-ATPase activity of Penaeus vannamei meat with moisture content of ()% at different storage temperatures

?

表3 溫度對(duì)南美白對(duì)水分含量為（6.5±1.5）%的蝦肉Ca2＋-ATPase活力的影響Table3 Ca2+-ATPase activity of Penaeus vannamei meat with moisture content of ()% at different storage temperatures

表3 溫度對(duì)南美白對(duì)水分含量為（6.5±1.5）%的蝦肉Ca2＋-ATPase活力的影響Table3 Ca2+-ATPase activity of Penaeus vannamei meat with moisture content of ()% at different storage temperatures

?

2.2 Ca2+-ATPase活性反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型

分別采用方程（3）～（5）對(duì)表1、2與3的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，模型擬合精度用R2判定。結(jié)果表明，蝦肉貯藏過程中，Ca2+-ATPase活力變化遵循2級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，即1/C-1/C0＝kt，反應(yīng)速率常數(shù)k如表4所示?？梢钥闯觯r肉水分含量相同時(shí)，Ca2+-ATPase活力變化的反應(yīng)速率常數(shù)k隨著溫度升高而增加，當(dāng)溫度較低時(shí)，k值變化速率較??；隨著溫度升高，k值顯著增加（P＜0.05）。例如，PV-MD水分含量為76.5%時(shí)，當(dāng)貯藏溫度為-78 ℃時(shí)，k為0.018 6；當(dāng)溫度升高至-35 ℃與5 ℃時(shí)，k值分別增加至0.020 2（增加8.6%）與0.294 9（增加1 485.5%）。而當(dāng)貯藏溫度相同時(shí)，Ca2+-ATPase活力變化的k值隨著水分含量增加而增加。例如，將水分含量分別為76.5%、18.0%與6.5%的PV-MD置于-18 ℃條件下貯藏時(shí)，其Ca2+-ATPase活力變化的k值分別為0.024 3、0.012 5與0.006 0。相同水分含量的蝦肉在相同溫度下貯藏時(shí)，PV-MD的Ca2+-ATPase活力變化的反應(yīng)速率常數(shù)低于PV。例如，水分含量為18.0%的PV與PV-MD在溫度為-35℃貯藏時(shí)，其k值分別為0.018 2與0.011 3。由此可知，添加麥芽糊精能降低蝦肉貯藏過程中Ca2+-ATPase活力下降速率，即降低蝦肉凍藏期間蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的速率。蝦肉水分含量分別為76.5%、18.0%與6.5%時(shí)，根據(jù)公式（6）計(jì)算可得PV與PV-MD蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的活化能（表4）。蝦肉蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的活化能隨著水分含量增加而降低；而相同水分含量時(shí)，PV-MD活化能高于PV。這說明蝦肉水分含量越高，貯藏過程中蛋白質(zhì)變性反應(yīng)越容易發(fā)生，Ca2+-ATPase活力降低速率越快，下降幅度越大；蝦肉水分含量相同時(shí)，添加麥芽糊精導(dǎo)致蝦肉蛋白質(zhì)變性反應(yīng)的活化能提高；因此，Ca2+-ATPase活力降低的速率與幅度降低，這與Ca2+-ATPase活力、k值變化的結(jié)果基本吻合。

表4 不同溫度與水分含量下的Ca2＋-ATPase活力變化速率常數(shù)Table4 Ca2+-ATPase reaction rate constant as a function of temperature and moisture content

2.3 Ca2+-ATPase活力反應(yīng)機(jī)制

Shi Qilong等[24]采用靜態(tài)稱量法研究了PV與PV-MD在不同溫度（5、15、25、35、45℃）和aw（0.112～0.931）條件下的吸附等溫線與熱力學(xué)特性，探討了添加麥芽糊精對(duì)蝦肉熱力學(xué)特性影響。結(jié)果表明，GAB模型為描述蝦肉水分吸附特性的最適模型，蝦肉單分子層干基水分含量隨麥芽糊精添加量的增加而增加，PV與PV-MD的干基水分含量范圍分別為0.061 1～0.082 4 g/g與0.073 4～0.103 4 g/g。此外，Shi Qilong等[18]研究了南美白對(duì)蝦肉的Tg與凍結(jié)點(diǎn)溫度（TF），分別采用Gordon-Taylor方程與Chen’s方程擬合Tg和TF數(shù)據(jù)，構(gòu)建了蝦肉的狀態(tài)圖，探討了添加麥芽糊精對(duì)南美白對(duì)蝦肉貯藏穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，PV和PV-MD最大冷凍濃縮狀態(tài)時(shí)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T’g分別為-74.92 ℃和-67.69 ℃，凍結(jié)終了溫度（或冰融起始溫度）T’m分別為-32.25 ℃和-26.01 ℃。處于最大冷凍濃縮溶液狀態(tài)的PV和PV-MD溶質(zhì)含量分別為70.57%和65.69%，非凍結(jié)水含量分別為29.43%和34.31%[18]。Rahman[25-26]將aw保藏理論與玻璃化轉(zhuǎn)變理論結(jié)合用于評(píng)估食品貯藏穩(wěn)定性，并提出臨界溫度概念。Rahman等[27]研究表明，與aw保藏理論相比，玻璃化轉(zhuǎn)變理論更適用于描述石斑魚貯藏過程中脂質(zhì)氧化進(jìn)程?；赼w保藏理論和玻璃化轉(zhuǎn)變理論，可通過分析蝦肉貯藏期間Ca2+-ATPase活力變化的k值與aw、Tg的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)[18]中蝦肉的狀態(tài)圖，推斷出蝦肉在貯藏期間的蛋白質(zhì)變性機(jī)制。

圖1 PV（a）和PV-MD（b）在凍藏期間（T－Tg）與速率常數(shù)k的關(guān)系曲線Fig.1 Rate constant k of PV (a) and PV-MD (b) as a function of T?Tg

貯藏溫度、蝦肉水分含量與Ca2+-ATPase活力變化的k值的關(guān)系曲線如圖1、2所示。由圖1可以看出，對(duì)于PV與PV-MD，k隨著貯藏溫度T與蝦肉Tg之間的差值（T-Tg）的增加而增加。對(duì)于PV而言，樣品水分含量分別為76.0%和18.9%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的Tg分別為-74.9 ℃和-51.0 ℃[18]。當(dāng)T-Tg分別為39.9 ℃和16.0 ℃時(shí)，曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，這意味著蝦肉的貯藏溫度在Tg附近時(shí)，反應(yīng)速率出現(xiàn)了明顯變化（圖1a）。對(duì)于PV-MD，樣品水分含量分別為76.5%和18.0%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的Tg分別為-67.7 ℃和-25.7 ℃[18]。當(dāng)T-Tg分別為32.7 ℃和7.74 ℃時(shí)，曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)（圖1b）。對(duì)于PV與PV-MD，當(dāng)其水分含量分別為5.0%和8.1%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的Tg分別為10.8 ℃和15.0 ℃。5 ℃貯藏時(shí)，因貯藏溫度低于蝦肉的Tg，樣品處于玻璃態(tài)，所以k值變化較小，曲線未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)。綜上所述，當(dāng)貯藏溫度處于Tg附近時(shí)，PV與PV-MD的k值均呈明顯突變（增加）的規(guī)律。由此可以證實(shí)，蝦肉貯藏期間Ca2+-ATPase活力變化與玻璃化轉(zhuǎn)變理論密切相關(guān)。

對(duì)于PV與PV-MD，k值隨著蝦肉的干基水分含量與單分子層水分含量比值（Xw/Xm）變化曲線如圖2所示。水分含量對(duì)k值的影響受到溫度的制約。當(dāng)貯藏溫度分別為-78、-35、-18 ℃時(shí)，樣品水分含量對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)k影響不大。然而，貯藏溫度為5 ℃時(shí)，PV在Xw/Xm等于2.30附近出現(xiàn)拐點(diǎn)，而PV-MD未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)。說明反應(yīng)速率常數(shù)k受到蝦肉的水分含量與貯藏溫度的雙重影響，同時(shí)也與蝦肉組成成分密切相關(guān)。

綜上，蝦肉在凍藏過程中，蛋白質(zhì)變性的速率和程度主要受到貯藏溫度與Tg差值的影響，添加麥芽糊精能有效地減緩蛋白質(zhì)變性速率，而蝦肉的水分含量對(duì)蛋白質(zhì)變性速率的影響低于貯藏溫度的影響。蝦肉5 ℃冷藏過程中，蛋白質(zhì)變性的速率和程度既受到蝦肉水分含量的影響，同時(shí)也與蝦肉的組成成分密切相關(guān)。

圖2 PV（a）和PV-MD（b）在凍藏期間Xw/Xm與速率常數(shù)k的關(guān)系曲線Fig.2 Rate constant as a function of Xw/Xm of PV (a) and PV-MD (b)

冷凍是水產(chǎn)品保藏常采用的方法，但是在凍藏過程中，冰結(jié)晶成長(zhǎng)、重結(jié)晶、細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷、蛋白質(zhì)變性、聚集等現(xiàn)象導(dǎo)致水產(chǎn)品質(zhì)地、風(fēng)味、色澤等品質(zhì)降低[28]。這些受分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)控制的反應(yīng)與玻璃化轉(zhuǎn)變理論密切相關(guān)。水產(chǎn)品凍結(jié)過程中，冰晶體數(shù)量隨貯藏溫度降低而增多，液相中溶質(zhì)濃度與基質(zhì)黏度不斷增加，當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí)，液相水不再結(jié)冰，此時(shí)體系狀態(tài)稱為玻璃態(tài)，對(duì)應(yīng)的溫度為T’g。Shi Qilong等[18]的研究結(jié)果表明，南美白對(duì)蝦肉T’g隨麥芽糊精添加而提高。因此，相同溫度下貯藏時(shí)，添加麥芽糊精的蝦肉體系黏度高于PV，體系流動(dòng)性降低，蛋白質(zhì)變性等受分子擴(kuò)散控制的反應(yīng)速率相應(yīng)降低。此外，蛋白質(zhì)冷凍變性程度同時(shí)也受到蛋白質(zhì)與水分相互作用的顯著影響，二者作用力越強(qiáng)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定[29]。水產(chǎn)品中非凍結(jié)水含量對(duì)于肌原纖維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與功能特性影響較大，添加蛋白質(zhì)酶解物能顯著提高水產(chǎn)品凍藏期間非凍結(jié)水含量，進(jìn)而促進(jìn)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[30]。Shi Qilong等[18]的研究結(jié)果表明，南美白對(duì)蝦肉中非凍結(jié)水含量隨麥芽糊精添加而提高。因此，添加麥芽糊精使蝦肉貯藏期間蛋白質(zhì)與水作用力增強(qiáng)，穩(wěn)定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而減緩了蛋白質(zhì)冷凍變性速率。未來研究應(yīng)偏重于水分在凍藏過程中狀態(tài)、分布及其對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與功能特性影響。

3 結(jié) 論

南美白對(duì)蝦肉貯藏期間，蝦肉水分含量與貯藏溫度對(duì)Ca2+-ATPase活力都有較大影響。蝦肉Ca2+-ATPase活力隨溫度升高、水分含量增加而降低。

南美白對(duì)蝦肉貯藏過程中，Ca2+-ATPase活力變化遵循2級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，即1/C-1/C0＝kt，k隨溫度升高、水分含量增加而增加。

蝦肉冷凍、凍藏過程中，蛋白質(zhì)變性的速率和程度主要受到貯藏溫度與Tg差值的影響，添加麥芽糊精能有效地減緩蛋白質(zhì)變性速率，而蝦肉的水分含量對(duì)蛋白質(zhì)變性的速率影響要低于貯藏溫度對(duì)其的影響。蝦肉在5 ℃冷藏過程中，蛋白質(zhì)變性的速率和程度既受到蝦肉水分含量的影響，同時(shí)也與蝦肉的組成成分密切有關(guān)。

[1] RAHMAN M S. State diagram of foods: its potential use in food processing and product stability[J]. Trends in Food Science and Technology, 2006, 17(3): 129-141. DOI:10.1016/j.tifs.2005.09.009.

[2] 劉紅英, 高瑞昌, 戚向陽. 食品化學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)質(zhì)檢出版社,2013: 39-51.

[3] SHI Qilong, ZHAO Ya, CHEN Haihua, et al. Glass transition and state diagram for freeze-dried horse mackerel muscle[J]. Thermochimica Acta, 2009, 493(1/2): 55-60. DOI:10.1016/j.tca.2009.04.006.

[4] AGUSTINI T W, SUZUKI T, HAGIWARA T, et al. Change of K value and water state of yellowf i n tuna Thunnus albacares meat stored in a wide temperature range (20 ℃ to –84 ℃)[J]. Fisheries Science,2001, 67(2): 306-313. DOI:10.1046/j.1444-2906.2001.00226.x.

[5] AKK?SE A, AKTA? N. Determination of glass transition temperature of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and effects of various cryoprotective biopolymer blends on some chemical changes[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2009, 33(5): 665-675.DOI:10.1111/J.1745-4549.2008.00305.X.

[6] AKTA? N, AKK?SE A. Glass transition of rainbow trout and its oxidation stability during storage[J]. International Journal of Food Properties, 2010, 13(4): 800-809. DOI:10.1080/10942910902894922.

[7] GONZáLEZ-FéLIX M L, GATLIN Ⅲ D M, LAWRENCE A L, et al.Effect of dietary phospholipid on essential fatty acid requirements and tissue lipid composition of litopenaeus vannamei juveniles[J].Aquaculture, 2002, 207(1/2): 151-167. DOI:10.1016/S0044-8486(01)00797-9.

[8] 林雯雯, 石啟龍, 牛東澤, 等. 預(yù)處理對(duì)凍干南美白對(duì)蝦仁貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2014, 35(15): 330-333. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.15.064.

[9] BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, KIJROONGROJANA K, et al.Effect of heating on physical properties and microstructure of black tiger shrimp (Penaeus monodon) and white shrimp (Penaeus vannamei)meats[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2008,43(6): 1066-1072. DOI:10.1111/j.1365-2621.2007.01566.x.

[10] ALLAN-WOJTAS P, GOFF H D, STARK R, et al. The effect of freezing method and frozen storage conditions on the microstructure of wild blueberries as observed by cold-stage scanning electron microscopy[J]. Scanning, 1999, 21(5): 334-347. DOI:10.1002/sca.4950210507.

[11] VAN BUGGENHOUT S, MESSAGIE I, MAES V, et al. Minimizing texture loss of frozen strawberries: effect of infusion with pectinmethylesterase and calcium combined with different freezing conditions and effect of subsequent storage/thawing conditions[J].European Food Research and Technology, 2006, 223(3): 395-404.DOI:10.1007/S00217-005-0218-4.

[12] 李姣, 李學(xué)鵬, 勵(lì)建榮, 等. 冷藏條件下中國(guó)對(duì)蝦肌肉蛋白質(zhì)的生化特性[J]. 食品科學(xué), 2011, 32(5): 16-21. DOI:10.6041/j.issn.1008-1298.2015.11.032.

[13] 邵穎, 王小紅, 熊光權(quán), 等. 不同多糖對(duì)凍藏過程中草魚肌原纖維蛋白流變性的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(18): 304-312. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618048.

[14] OSAKO K, HOSSAIN M A, KUWAHARA K, et al. Effect of trehalose on the gel-forming ability, state of water and myofibril denaturation of horse mackerel Trachurus japonicus surimi during frozen storage[J]. Fisheries Science, 2005, 71(2): 367-373.DOI:10.1111/j.1444-2906.2005.00973.x.

[15] OHKUMA C, KAWAI K, VIRIYARATTANASAK C, et al. Glass transition properties of frozen and freeze-dried surimi products:effects of sugar and moisture on the glass transition temperature[J].Food Hydrocolloids, 2008, 22(2): 255-262. DOI:10.1016/j.foodhyd.2006.11.011.

[16] 高玉麗, 李九零, 嚴(yán)小軍, 等. 紅藻糖苷的提取及其對(duì)草魚魚糜的抗凍性能的影響[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2017, 41(2): 311-318. DOI:10.11964/jfc.20160210297.

[17] 石啟龍, 趙亞, 曹淑敏, 等. 糖類對(duì)南美白對(duì)蝦肉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與狀態(tài)圖的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2015, 46(11): 236-244.DOI:10.6041/j.issn.1008-1298.2015.11.032.

[18] SHI Qilong, LIN Wenwen, ZHAO Ya, et al. Thermal characteristics and state diagram of Penaeus vannamei meat with and without maltodextrin addition[J]. Thermochimica Acta, 2015, 616: 92-99.DOI:10.1016/tca.2015.08.016.

[19] BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, TUEKSUBAN J. Changes in physic-chemical properties and gel-forming ability of lizardfish(Saurida tumbil) during post-mortem storage in ice[J]. Food Chemistry,2003, 80(4): 535-544. DOI:10.1016/S0308-8146(02)00339-4.

[20] LIMPISOPHON K, IGUCHI H, TANAKA M, et al. Cryoprotective effect of gelatin hydrolysate from shark skin on denaturation of frozen surimi compared with that from bovine skin[J]. Fisheries Science,2015, 81(2): 383-392. DOI:10.1007/s12562-014-0844-5.

[21] 曹淑敏, 趙亞, 石啟龍. 添加劑對(duì)南美白對(duì)蝦凍藏期間蛋白質(zhì)變性的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016, 42(10): 99-104. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201710017.

[22] LIU X C, JIANG Y, SHEN S, et al. Comparision of Arrhenius model and artif i cial neuronal network for the quality prediction of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillets during storage at different temperatures[J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 60(1):142-147. DOI:10.1016/j.lwt.2014.09.030.

[23] HONG H, LUO Y K, ZHU S C, et al. Establishment of quality predictive models for bighead carp (Aristichthys nobilis) fi llets during storage at different temperatures[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2012, 47(3): 488-494. DOI:10.1111/j.1365-2621.2011.02868.x.

[24] SHI Qilong, LIN Wenwen, ZHAO Ya, et al. Moisture adsorption isotherms and thermodynamic properties of Penaeus vannamei meat with and without maltodextrin addition[J]. Journal of Aquatic Food Product Technology, 2016, 25(8): 1348-1367. DOI:10.1080/104988 50.2015.1073024.

[25] RAHMAN M S. Food stability determination by macro-micro region concept in the state diagram and by def i ning a critical temperature[J].Journal of Food Engineering, 2010, 99(4): 402-406. DOI:10.1016/J.JFOODENG.2009.07.011.

[26] RAHMAN M S. Applications of macro-micro region concept in the state diagram and critical temperature concepts in determining the food stability[J]. Food Chemistry, 2012, 132(4): 1679-1685. DOI:10.1016/j.foodchem.2011.09.092.

[27] RAHMAN M S, AL-BELUSHI R M, GUIZANI N, et al. Fat oxidation in freeze-dried grouper during storage at different temperatures and moisture contents[J]. Food Chemistry, 2009, 114(4): 1257-1264.DOI:10.1016/j.foodchem.2008.11.002.

[28] LEYGONIE C, BRITZ T J, HOFFMAN L C. Impact of freezing and thawing on the quality of meat: review[J]. Meat Science, 2012, 91(2):93-98. DOI:10.1016/j.meatsci.2012.01.013.

[29] 袁麗, 紀(jì)秀, 石彤, 等. 拉曼光譜法分析凡納濱對(duì)蝦凍藏過程蛋白質(zhì)與水分結(jié)構(gòu)變化[J]. 食品科學(xué)，2016, 37(18): 202-207.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201618033.

[30] YAMASHITA Y, ZHANG N, NOZAKI Y. Effect of chitin isolated from crustaceans and cephalopods on denaturation of fi sh myof i brillar protein and the state of water during frozen storage[J]. Transactions of the Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning Engineers,2012, 18(4): 455-462.