潘曉煬 楊林莘 王曉燕 金銀哲① 程裕東

(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院 上海 201306；2.食品熱加工工程中心 上海 201306； 3.國(guó)家級(jí)食品科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 上海 201306)

南極磷蝦(Euphausia superba)被認(rèn)為是一種豐富的蛋白質(zhì)來(lái)源，總生物量估計(jì)為3.79億t，其可利用生物量與人類目前捕獲的其他水生生物的總生物量相當(dāng)(Atkinsonet al,2009; 聶玉晨等,2016)。南極磷蝦作為食品進(jìn)行開發(fā)利用面臨一些問題，如外骨骼中高含量的氟化物對(duì)人體健康有潛在危害；另外，磷蝦體內(nèi)高活性的內(nèi)源酶會(huì)引起死后的快速自溶，從而導(dǎo)致腐敗(Anhelleret al,1989)。Boonsumrej等(2007)提出捕獲后的磷蝦應(yīng)立即進(jìn)行冷凍處理，以獲得更好的品質(zhì)。冷凍可以有效延緩磷蝦的自溶，同時(shí)抑制微生物作用，在磷蝦加工中得到了廣泛的應(yīng)用。

食品及其原料的凍融循環(huán)通常發(fā)生在零售場(chǎng)所、餐館和家庭日常消費(fèi)過程中(Aliet al,2015)。在蝦和其他水產(chǎn)品的冷凍貯藏過程中，脂質(zhì)氧化、蛋白變性、冰晶的升華和重結(jié)晶，是引起品質(zhì)變化的主要原因(Londahl,1997; 曹榮等,2016)。在解凍過程中，水產(chǎn)品原料的品質(zhì)會(huì)進(jìn)一步劣化，這主要取決于解凍方式、解凍速率和凍融次數(shù)(Srinivasanet al,1998)。微波解凍比傳統(tǒng)解凍更快速、更均勻，對(duì)組織的破壞更小，汁液損失更低，同時(shí)可以控制微生物的生長(zhǎng)繁殖(郭潔玉,2015)，因而在食品工業(yè)和家庭消費(fèi)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。

反復(fù)冷凍和解凍會(huì)加速食品原料的品質(zhì)劣化(Aliet al,2015; 戚軍,2009)。如Sriket等(2007)發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)會(huì)加劇斑節(jié)對(duì)蝦(Penaeus monodon)和凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)蛋白質(zhì)變性和肌纖維損傷。此外，凍融循環(huán)還會(huì)加劇對(duì)蝦的脂質(zhì)氧化和質(zhì)構(gòu)劣化(Boonsumrejet al,2007)。目前，關(guān)于冷凍和微波解凍循環(huán)對(duì)南極磷蝦風(fēng)味影響的報(bào)道還很少。本研究通過分析南極磷蝦蝦肉糜在反復(fù)冷凍和解凍過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物、游離氨基酸的變化，探究?jī)鋈谘h(huán)對(duì)南極磷蝦蝦肉糜滋味成分的影響，為南極磷蝦的高效加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

冷凍的南極磷蝦蝦磚(250 g/塊)購(gòu)于山東青島大康尚品商貿(mào)有限公司；三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate,ATP)、二磷酸腺苷(Adenosine diphosphate,ADP)、腺苷酸(Adenosine monophosphate，AMP)、肌苷酸(Inosine monphosphate,IMP)、次黃嘌呤核苷(Hypoxanthine riboside,HxR)和次黃嘌呤(Hypoxanthine,Hx)標(biāo)準(zhǔn)品以及氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于美國(guó)Sigma公司；甲醇、K2HPO4·3H2O、KH2PO4、NaOH、NaCl為色譜純，其他試劑均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

E2695高效液相色譜儀 美國(guó)沃特世股份有限公司；L-8800氨基酸全自動(dòng)分析儀日立(中國(guó))有限公司；OSR-8微波工作站 松下電器集團(tuán)有限公司；Avanti J-26S高效離心機(jī) 貝克曼庫(kù)爾特商貿(mào)(中國(guó))有限公司；FSH-2可調(diào)高速勻漿機(jī) 常州國(guó)華電器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 南極磷蝦蝦肉糜的制備 南極磷蝦蝦磚常溫條件下流水解凍30 min，去除表面多余的水分。取適量的南極磷蝦放入研磨機(jī)中進(jìn)行斬拌，每隔1 min斬拌1次，轉(zhuǎn)速為10000 r/min，共斬拌3 min。將斬拌后的蝦肉糜填入外徑22 mm、內(nèi)徑20 mm、高15 mm的模具中，用封口膜密封。

1.3.2 冷凍和微波解凍處理 將樣品放于-20℃冰箱中凍藏7 d后取出解凍，再放入冰箱凍藏，重復(fù) 5次，實(shí)驗(yàn)周期共35 d。樣品從冰箱取出后，均在微波工作站中解凍。微波功率設(shè)置為150 W，解凍時(shí)通過光纖傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)樣品中心溫度，樣品中心溫度達(dá)到(4±0.5)℃作為解凍終點(diǎn)。

1.3.3 ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的分析 參考贠三月等(2017)的方法并略作修改。準(zhǔn)確稱量5.0 g凍融循環(huán)后的蝦肉糜樣品，加入10% HClO420 ml，均質(zhì)后在4℃條件下10000 r/min離心10 min，取上清液。在沉淀中繼續(xù)加入5% HClO410 ml，重復(fù)上述操作。離心后將2次上清液合并，用KOH溶液調(diào)pH至5.8，定容到50 ml，用0.22 μm水相濾膜過濾后采用高效液相色譜儀進(jìn)行分析。

高效液相色譜法的測(cè)試條件為：島津ODS-3 C18柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；柱溫為30℃；流動(dòng)相溶液A為KH2PO4和K2HPO4混合液，溶液B為甲醇；采用等梯度洗脫，流速為1.0 ml/min；進(jìn)樣量為10 μl；檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。

1.3.4 鮮苦比的計(jì)算 參考Zhang等(2018)的方法，計(jì)算公式如下：

式中，IMP、HxR和Hx為各呈味核苷酸含量(μmol/g)。

1.3.5K值的計(jì)算 參考Saito等(1959)的方法，計(jì)算公式如下：

式中，ATP、ADP、AMP、IMP、HxR和Hx為各核苷酸含量(μmol/g)。

1.3.6 游離氨基酸的測(cè)定 參考王曜等(2014)的方法并略作修改。準(zhǔn)確稱量2.0 g凍融循環(huán)后的蝦肉糜樣品，加入0.02 mol/L的稀鹽酸20 ml，均質(zhì)5 min后，在4℃條件下5000 r/min離心10 min，取上清液定容至50 ml。取2 ml上述溶液加入50 ml離心管中，同時(shí)加入5%的磺基水楊酸2 ml，在4℃條件下 10000 r/min離心10 min，取上清液經(jīng)0.22 μm水相濾膜過濾后，進(jìn)氨基酸全自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7 滋味活性值(TAV)的計(jì)算 參考喬方等(2013)的方法，計(jì)算公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.3繪制圖表，顯著性分析采用SPSS 21.0，結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 南極磷蝦蝦肉糜在凍融過程中ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物變化

圖1是凍融循環(huán)對(duì)南極磷蝦蝦肉糜ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響。ATP的主要功能是為細(xì)胞提供能量(劉旭等,2008; 湯水粉等,2014)。水產(chǎn)動(dòng)物死前掙扎程度、死后貯藏溫度和條件等都會(huì)影響ATP的降解速度(?zogulet al,2010)。ADP、AMP、IMP、HxR、Hx等都是ATP分解后的關(guān)聯(lián)化合物。IMP是呈鮮味的核苷酸(Xiet al,2016)。HxR和Hx可以產(chǎn)生苦味。1次凍融對(duì)應(yīng)的AMP和IMP的含量相對(duì)較高，分別是2.79 μmol/g和2.92 μmol/g。在第2次凍融循環(huán)后，IMP含量顯著下降(P＜0.05)，從2.92 μmol/g下降至0.39 μmol/g，而AMP含量則增加至3.83 μmol/g。凍融循環(huán)3次后，IMP的含量無(wú)明顯變化，AMP的含量則顯著降低(P＜0.05)。HxR的含量隨凍融次數(shù)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，在凍融循環(huán)4次后達(dá)到最大值5.53 μmol/g。凍融2次對(duì)應(yīng)的Hx含量有明顯增加，之后隨凍融次數(shù)的增加變化不大。HxR和Hx的積累是自溶與微生物作用的結(jié)果(Pacheco-Aguilaret al,2008)。

圖1 凍融循環(huán)對(duì)南極磷蝦蝦肉糜ATP 及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物的影響 Fig.1 Effects of freezing and thawing cycles on nucleotide related compounds of minced Antarctic krill

鮮苦比可表征凍融循環(huán)對(duì)南極磷蝦蝦肉糜滋味的影響。由圖2可以看出，隨著凍融次數(shù)的增加，呈苦味的核苷酸比例增大，1次凍融對(duì)應(yīng)的鮮苦比為3.32，2次凍融對(duì)應(yīng)的鮮苦比僅為0.16，差異極為顯著(P＜0.01)。

K值是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的常用指標(biāo)。一般而言，K值越小表明水產(chǎn)品越新鮮(方藝達(dá)等,2017)。剛捕獲的水產(chǎn)品K值一般不超過10%，貯藏前期K值的增加主要是酶作用下ATP發(fā)生降解，隨后K值的迅速增加則主要是微生物作用的結(jié)果(Morzelet al,2003)。Saito等(1959)認(rèn)為水產(chǎn)品K值＜20%表明非常新鮮，K值＜50%時(shí)可以接受，K值＞70%時(shí)表明已失去商品價(jià)值。圖2是凍融循環(huán)期間南極磷蝦蝦肉糜鮮苦比和K值的變化情況。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，K值從12%增加到88%，4次凍融循環(huán)后南極磷蝦已不新鮮，這主要是HxR含量增加的結(jié)果。Lee等(2016)發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)次數(shù)的增加，加速了氧化三甲胺脫甲基酶的釋放和積累，加速了蛋白質(zhì)的變性和聚集，由此導(dǎo)致魚類肌肉的品質(zhì)進(jìn)一步劣化。

圖2 凍融循環(huán)期間南極磷蝦蝦肉糜鮮苦比和K值的變化 Fig.2 Changes in flavor/bitter ratio and K value of minced Antarctic krill during freezing and thawing cycles

2.2 南極磷蝦蝦肉糜在凍融過程中游離氨基酸含量變化

由表1可知，南極磷蝦蝦肉糜中共檢測(cè)到16種游離氨基酸，甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸、精氨酸和脯氨酸含量相對(duì)較高。隨著凍融次數(shù)的增加，蝦肉糜中游離氨基酸的總含量逐漸增加，這與Zhou等(2011)的研究結(jié)果基本一致，這可能與凍融循環(huán)期間蛋白質(zhì)持續(xù)發(fā)生降解有關(guān)(Mesiaset al,2016)。陳茜茜等(2014)發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)次數(shù)的增加促進(jìn)了牛肉蛋白質(zhì)的氧化與降解，降低了牛肉的嫩度和保水性。此外，凍融循環(huán)期間蝦肉糜中游離氨基酸主要是甜味氨基酸和苦味氨基酸，鮮味氨基酸比例較低。隨著凍融次數(shù)的增加，甜味氨基酸比例逐漸減小，而苦味氨基酸的比例有所增大。

TAV是單一的滋味活性物質(zhì)的濃度與其閾值的比值，TAV＞1時(shí)，數(shù)值越大，對(duì)滋味的貢獻(xiàn)越大(喬方等,2013)。由表2可知，凍融循環(huán)期間16種游離氨基酸中TAV值＞1的氨基酸有6種，分別為甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸和脯氨酸。甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸是呈甜味的氨基酸，賴氨酸、組氨酸和精氨酸是呈苦味的氨基酸(曹榮等,2018)。在凍融循環(huán)期間，南極磷蝦蝦肉糜中3類呈味氨基酸的總TAV值大小順序?yàn)椋嚎辔叮咎鹞叮觉r味，說明蝦肉糜中苦味氨基酸對(duì)滋味的貢獻(xiàn)較大。

表1 凍融循環(huán)期間南極磷蝦蝦肉糜中游離氨基酸的含量 Tab.1 Free amino acids contents of minced Antarctic krill during freezing and thawing cycles(mg/g)

表2 凍融循環(huán)期間南極磷蝦蝦肉糜中游離氨基酸的TAV值 Tab.2 Taste activity values of free amino acids in minced Antarctic krill during freezing and thawing cycles

3 結(jié)論

凍融循環(huán)對(duì)南極磷蝦蝦肉糜的滋味成分有顯著的影響。隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，ATP及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)物降解加劇，呈鮮味的核苷酸含量逐漸減少，呈苦味的核苷酸含量逐漸增加；甜味氨基酸比例逐漸減小，而苦味氨基酸的比例逐漸增大。因此，在工業(yè)化生產(chǎn)和家庭日常消費(fèi)時(shí)，為了使南極磷蝦蝦肉糜保持較好的品質(zhì)，應(yīng)盡可能減少凍融循環(huán)次數(shù)，一般應(yīng)控制在 2次以內(nèi)。