韓昕苑，從嬌嬌，樊震宇，于立志，王錫昌*

1(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海，201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海，201306)3(農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室，上海，201306)

羅非魚(Tilapia)，屬鱸形目(Perciformes)、麗魚科(Cichlidae)，屬熱帶性魚類[1]。羅非魚肉質(zhì)鮮美、無肌間骨刺、蛋白質(zhì)含量高、富含必需氨基酸，為我國主要的養(yǎng)殖、加工水產(chǎn)品[2]。羅非魚常加工為冷凍羅非魚片，通過冷鏈流通銷往世界各地，使其貯藏、運(yùn)輸、銷售過程中始終處于低溫狀態(tài)，從而保證其新鮮的品質(zhì)[3]。我國冷鏈技術(shù)管理尚不完善，水產(chǎn)品在流通過程中難免發(fā)生環(huán)境的溫度波動，從而產(chǎn)生反復(fù)凍融現(xiàn)象，導(dǎo)致其品質(zhì)劣化[4]。

有研究表明，冷凍水產(chǎn)品通過將細(xì)胞間隙的游離水和細(xì)胞內(nèi)部的游離水、結(jié)合水凍結(jié)成一個(gè)個(gè)細(xì)小的冰晶，從而保持其良好品質(zhì)[5]，但溫度波動會導(dǎo)致冷凍水產(chǎn)品肌肉中的冰晶發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象，冰晶的大小和形態(tài)都會發(fā)生改變，細(xì)微的冰晶不斷減少或消失，依附于大冰晶，形成更大的冰晶，大冰晶存在于細(xì)胞內(nèi)外，造成肌纖維損傷，組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，這個(gè)過程同時(shí)也會加速蛋白質(zhì)的變性，組織結(jié)構(gòu)損傷和蛋白質(zhì)變性會同時(shí)造成肌肉持水力下降，組織液流出，從而導(dǎo)致水產(chǎn)品的營養(yǎng)流失、品質(zhì)下降[6-8]。在溫度波動的過程中肌紅蛋白氧化和脂肪氧化會導(dǎo)致肌肉的色澤發(fā)生變化[9]，而細(xì)胞失水又會使得肌肉質(zhì)地變硬，彈性降低，口感變差[10]，這些都是肌肉品質(zhì)最直觀的變化，也是影響消費(fèi)者購買力的最直接因素。因此，本研究以冷凍羅非魚片作為原料，探究凍融循環(huán)過程中肌肉品質(zhì)的變化，建立凍融循環(huán)過程中的品質(zhì)變化模型。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

冷凍羅非魚(Oreochromisniloticus)片，2019年9月購于通威(海南)水產(chǎn)食品有限公司，冷凍運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室，羅非魚片的規(guī)格為141.78～198.45 g(5～7 oz)，每片羅非魚片有單獨(dú)真空包裝，-20 ℃貯藏備用。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平(AUY220)，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；均質(zhì)機(jī)(ULTRA TURRAX)，廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司(德國IKA廣州)；質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT Plus)，英國Stable Micro System 公司;色差分析儀(CR-400),日本Konicaminolta;pH計(jì)(FE20),上海梅特勒-托利多儀器有限公司;高速冷凍離心機(jī)(H1850R),美國貝克曼儀器有限公司。

1.3 分析方法

1.3.1 凍融循環(huán)處理

將冷凍的羅非魚片樣品分成8組(以不經(jīng)過凍融處理，即凍藏樣品作為對照組)，每組包括12片冷凍羅非魚片，在-20 ℃下進(jìn)行冷凍貯藏。樣品取出后于4 ℃解凍12 h，放回-20 ℃下再次進(jìn)行冷凍貯藏，作為1次凍融，7 d循環(huán)1次，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行第2次、第3次、直至第7次凍融。

1.3.2 解凍處理

每次測定指標(biāo)時(shí)，如無特殊解凍要求，則采用流水解凍的解凍方式。

流水解凍：將帶包裝的冷凍魚片放在容器一端，用水管向容器另一端注入固定流速的水，且注意不要使水流接觸到魚片，魚片處于始終完全浸泡在流水之中的狀態(tài)，直至解凍至魚片中心溫度為4 ℃。

如某些指標(biāo)測定過程中對魚片有特殊的解凍要求，則在該指標(biāo)測定方法中詳述。

1.3.3 魚肉碎樣制備

每個(gè)處理組隨機(jī)取3個(gè)魚片，立即去除包裝，拭去表面水分，取背部肌肉，用絞肉機(jī)打碎，裝入自封袋，備用。

1.3.4 感官評分

根據(jù)各類感官評定方法作為參考[11-14]，本試驗(yàn)感官評定小組由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的感官評定員組成，選定6男、6女，年齡在22～32歲，所有小組成員進(jìn)行獨(dú)立評估沒有互動。

將冷凍魚片解凍后，去除包裝，輕輕拭去表面水分后，平放在自封袋上，每個(gè)處理組3個(gè)平行樣品，在樣品表面鋪一層保鮮膜，待作感官評定。

將樣品組用3個(gè)數(shù)字隨機(jī)編號進(jìn)行感官評定，避免主觀性。感官包括色澤(包含發(fā)色面和未發(fā)色面2個(gè)面)、氣味、硬度、彈性(回復(fù)性)、組織狀態(tài)(紋理)和整體喜歡程度等6個(gè)方面。感官時(shí)規(guī)定新鮮樣品的各項(xiàng)指標(biāo)均為4.8分，以其作為參考標(biāo)準(zhǔn)，對其他樣品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的感官評分。具體感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.5 色澤

羅非魚片采用流水解凍，解凍完全后去除包裝、用廚房紙輕輕拭去表面水分、平鋪在白色菜板上。使用色差分析儀測定羅非魚片表面的L*值、a*值、b*值，其中L*值代表明暗度；a*值代表紅綠色，正值表示偏紅，負(fù)值表示偏綠；b*值代表黃藍(lán)色，正值表示偏黃，負(fù)值表示偏藍(lán)[15]。每組樣品測6次，并根據(jù)以上幾個(gè)值計(jì)算其白度，白度計(jì)算如公式(1)所示[16]：

(1)

表1 生羅非魚片感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for raw tilapia fillets

1.3.6 質(zhì)構(gòu)

將不同凍融次數(shù)的羅非魚片在凍結(jié)狀態(tài)下去除包裝，用提前預(yù)冷的刀將魚片背部肌肉切成長15 mm、寬15 mm、高10 mm的長方體，立即放入Φ35 mm的培養(yǎng)皿中直至解凍至中心溫度4 ℃，備用。

切好的長15 mm、寬15 mm、高10 mm的魚背部肌肉解凍完全后，在室溫條件下平衡30 min后，測定質(zhì)構(gòu)，包括硬度、黏附性、彈性、膠黏度、咀嚼性。

參數(shù)設(shè)置：參考CHEN等[17]的方法稍作修改，測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度10 mm/s，下壓距離為50%，測試時(shí)間5 s，觸發(fā)力10 g，探頭型號選擇P5。

1.3.7 汁液損失

1.3.7.1 解凍損失

取凍結(jié)魚肉樣品，立即用預(yù)凍過的刀將背部肌肉切成15 mm×15 mm×15 mm的正方體，稱重質(zhì)量記為W1，在室溫(20±2)℃下解凍至中心溫度4 ℃，濾紙吸去表面水分，稱重質(zhì)量記為W2。每組樣品重復(fù)6次[18]。解凍損失計(jì)算如公式(2)所示：

(2)

1.3.7.2 蒸煮損失

使用1.3.7.1中的魚肉背部肌肉樣品塊，其解凍后用濾紙吸去表面水分的質(zhì)量為W2，將樣品塊采用聚乙烯包裝袋密封后，于100 ℃蒸鍋中蒸制10 min，冷卻至室溫后，用濾紙拭去表面水分，稱重質(zhì)量記為W3。每組樣品重復(fù)6次[19]。蒸煮損失計(jì)算如公式(3)所示：

(3)

1.3.7.3 離心損失

取凍結(jié)魚肉樣品，立即用預(yù)凍過的刀將背部肌肉切成15 mm×15 mm×15 mm的正方體，稱重質(zhì)量記為M1，在室溫下解凍至中心溫度4 ℃，用雙層定量濾紙包裹魚肉塊，置于50 mL離心管中，在5 000 r/min，10 min，4 ℃條件下冷凍離心，取出后稱取魚肉塊質(zhì)量為M2。每組樣品重復(fù)6次[20]。離心損失計(jì)算如公式(4)所示：

飯后立即飲茶，會沖淡胃液，影響食物消化。同時(shí)，茶中的單寧酸能使食物中的蛋白質(zhì)變成不易消化的凝固物質(zhì)，給胃增加負(fù)擔(dān)，并影響蛋白質(zhì)的吸收。

(4)

1.3.7.4 持水力

持水力代表肌肉組織能夠束縛住水分的能力，反映肉中大分子的完好程度，其計(jì)算如公式(5)所示：

(5)

1.3.8 pH

參考ADHIKARI等[21]的方法略作修改，取2.000 0 g 制備好的魚肉碎樣，于10倍體積超純水中均質(zhì)，于10 000×g，5 min，4 ℃條件下離心，離心后取上清液用pH計(jì)測定。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評分

魚肉感官特性是直觀衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接決定消費(fèi)者的喜歡程度和購買欲。根據(jù)WANG等[22]和SHI等[10]的感官評分方法稍作修改，本研究設(shè)定5分為很喜歡，4分為較喜歡，3分為勉強(qiáng)接受，2分為不可接受，1分為厭惡。

由圖1可以看出，隨凍融次數(shù)的增加，羅非魚片的氣味、色澤、組織、硬度、彈性等感官評分均呈降低的趨勢。氣味變化幅度較小，除凍融6、7次評分>3分，0～5次感官評價(jià)均為可接受，其中1次凍融與鮮樣相近，2～5次評分與樣品對照有顯著性差異；色澤與組織形態(tài)結(jié)果顯示，5～7次凍融評分均<3，為不可接受程度；硬度評分在凍融1次上升，3次凍融后開始均勻下降，5～7次凍融評分均<3，為不可接受程度；彈性評分，6～7次凍融評分均<3，為不可接受程度。由此可見，5次凍融后感官上為不可接受。

以上結(jié)果與龔漱玉[23]的反復(fù)凍融三文魚的感官評分和WATANABE等[24]對未經(jīng)凍融和反復(fù)凍融后的太平洋秋刀魚制成的魚片感官評價(jià)的研究結(jié)果基本一致。

圖1 凍融循環(huán)次數(shù)對羅非魚片感官評分的影響Fig.1 Effects of freeze-thaw cycles on sensory scores of tilapia fillets

2.2 色澤

魚片肌肉色澤影響消費(fèi)者對魚肉的喜歡程度，直接影響著消費(fèi)者的購買欲。經(jīng)過凍融循環(huán)的魚片色澤測定結(jié)果如表2、表3所示，前者為魚片未發(fā)色面的色澤變化，后者為魚片發(fā)色面的色澤變化。

表2 凍融循環(huán)次數(shù)對羅非魚片色澤(未發(fā)色面)的影響Table 2 Effects of freeze-thaw cycles on the color (uncolored surface) of tilapia fillet

表3 凍融循環(huán)次數(shù)對羅非魚片色澤(發(fā)色面)的影響Table 3 Effects of the number of freeze-thaw cycles on the color (colored surface) of tilapia fillets

未發(fā)色面的肌肉基本呈白色。由表2可以看出，魚片肌肉亮度L*呈下降趨勢，但1～3凍融循環(huán)后的魚片亮度與新鮮樣品亮度差異并不顯著，4～7次凍融循環(huán)后的魚片亮度與新鮮樣品亮度相比顯著降低；a*和b*隨凍融循環(huán)次數(shù)增加均呈上升趨勢，其中b*的變化更為顯著；魚片肌肉白度值W根據(jù)前3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，其值隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而呈下降的趨勢，其中1、2次凍融循環(huán)后白度與新鮮樣品白度無顯著差異，3、4次凍融循環(huán)樣品之間白度無顯著差異但與新鮮樣品的白度存在顯著差異，5～7次凍融循環(huán)樣品之間白度無顯著差異，但與3、4次凍融循環(huán)樣品白度有顯著差異。這與姜晴晴[16]的凍融循環(huán)帶魚色澤變化的研究結(jié)果呈現(xiàn)一致性。

發(fā)色面加工前經(jīng)過CO發(fā)色處理之后，其連接骨骼處的肌肉呈現(xiàn)鮮紅色。由表3可以看出，魚片肌肉的亮度值隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加呈現(xiàn)顯著下降的趨勢；隨凍融循環(huán)次數(shù)增加，a*隨之下降，b*隨之上升，這證明肌肉的紅度在降低，可能是隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，肌肉蛋白遭到大冰晶的破壞，肌紅蛋白氧化分解造成的[9]；隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，魚片肌肉白度值始終顯著降低。這與黃文博等[25]研究的溫度波動下美國紅魚顏色變化的研究結(jié)果相似。

綜上所述，魚片1、2次凍融循環(huán)后肌肉色澤與新鮮魚片肌肉色澤差異不顯著，3、4次凍融循環(huán)后肌肉色澤與前幾組存在顯著差異，5～7次凍融循環(huán)與3、4次亦存在差異，由測定的指標(biāo)綜合計(jì)算出的白度值很好地反映了魚肉色澤品質(zhì)，3、4次凍融循環(huán)肌肉色澤開始顯著變差，5～7次凍融循環(huán)色澤與新鮮樣品相差更加顯著。

2.3 質(zhì)構(gòu)

質(zhì)構(gòu)結(jié)果由表4可知，羅非魚片肌肉硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性均呈現(xiàn)下降趨勢，而黏附性呈上升趨勢。

魚片硬度在1次凍融時(shí)有微小的不顯著的上升過程，隨后2次凍融時(shí)魚片硬度下降但不顯著，3～6次凍融時(shí)，隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，魚片硬度均呈顯著下降的趨勢，7次凍融循環(huán)魚片硬度較6次凍融循環(huán)魚片下降但不顯著，第7次凍融循環(huán)后的魚片硬度僅有新鮮魚片樣品硬度的63.87%，這與XIA等[9]的研究在第1次凍融時(shí)略有差異，但整體變化趨勢是相同的，第一次凍融循環(huán)可能由于魚的肌肉水分流失增加，這時(shí)魚肌肉完好無損，因此魚片硬度出現(xiàn)細(xì)微的上升，隨后的顯著下降則是因?yàn)轸~片在凍融循環(huán)過程中冰晶對細(xì)胞的破壞導(dǎo)致其肌肉組織松散軟爛[26-27]；黏附性表示食品表面和舌頭、牙齒、口腔等附著時(shí)，剝離它們所需要的力，魚片肌肉黏附性隨凍融次數(shù)的增加始終呈顯著上升的趨勢；彈性表示食品在外力(咬合、吞咽)作用下發(fā)生形變，當(dāng)撤去外力時(shí)恢復(fù)原本形態(tài)的能力，魚片肌肉彈性隨凍融次數(shù)增加整體呈現(xiàn)顯著下降的趨勢，但在4次與3次、5次分別不顯著；膠黏性指把半固態(tài)食品咀嚼至可以吞咽的狀態(tài)時(shí)，所需要的能量，與食品硬度和凝聚性有關(guān)，魚片肌肉膠黏性隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加呈顯著下降的趨勢，其中1次與2次不顯著，4次與5次不顯著，其余均顯著；咀嚼性是指將固態(tài)食品咀嚼至可以吞咽的狀態(tài)時(shí)，所需要的能量，與食品硬度、凝聚性、彈性有關(guān)，魚片肌肉的咀嚼性在1次凍融循環(huán)時(shí)有輕微的不顯著上升，隨后開始隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，顯著下降，其中4次與5次不顯著，其余均顯著[28-30]。

綜上所述，3次凍融循環(huán)后魚片質(zhì)構(gòu)開始顯著變差，5次凍融循環(huán)為一個(gè)拐點(diǎn)，由此拐點(diǎn)開始，肌肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)較新鮮樣品相比相差更為顯著。

2.4 汁液損失

圖2所示的是凍融循環(huán)對羅非魚片汁液流失的影響。由圖2-a所示，魚肉解凍損失隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，呈顯著上升的趨勢，其中4次凍融循環(huán)與5次凍融循環(huán)差異不顯著，其余凍融循環(huán)次數(shù)兩兩之間均差異顯著，這與ADHIKARI等[21]的研究結(jié)果一致；由圖2-b所示，解凍前稱重作為原始質(zhì)量計(jì)算出的蒸煮損失呈上升趨勢，而解凍后擦拭水分稱重作為原始質(zhì)量計(jì)算出的蒸煮損失呈先上升后下降的趨勢，后期的下降是由于損失的水分大多數(shù)以解凍損失流失掉而出現(xiàn)的蒸煮損失降低的假象，這與張崟等[31]的研究結(jié)果一致；由圖2-c所示，解凍前稱重作為原始質(zhì)量計(jì)算出的離心損失呈上升趨勢，而解凍后擦拭水分稱重作為原始質(zhì)量計(jì)算出的離心損失呈先上升后下降的趨勢，后期的下降是由于損失的水分大多數(shù)以解凍損失流失掉而出現(xiàn)的離心損失降低的假象，這結(jié)果與蒸煮損失一致，但組間顯著性略有不同；圖2-d與圖2-c是存在關(guān)聯(lián)的一組圖，因?yàn)槌炙κ峭ㄟ^測量離心損失的數(shù)值計(jì)算得出，同理也是由于后期大部分汁液以解凍損失的形式流掉，從而導(dǎo)致持水力在凍融循環(huán)后期出現(xiàn)上升的假象，若以解凍前稱重作為原始質(zhì)量，則持水力呈下降趨勢。

表4 凍融循環(huán)次數(shù)對羅非魚片質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effects of freeze-thaw cycles on tilapia slice texture

a-解凍損失;b-蒸煮損失;c-離心損失;d-持水力圖2 凍融循環(huán)對羅非魚片汁液流失的影響Fig.2 Effects of freeze-thaw cycles on sap loss of tilapia fillets注:不同大小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.5 pH

圖3所示為凍融循環(huán)對魚片肌肉pH值的影響，可以看出1、2次凍融循環(huán)后魚肌肉pH值呈微小的不顯著的上升趨勢，3次凍融循環(huán)后pH值顯著上升至峰值，隨后呈現(xiàn)顯著下降趨勢，其中第4次凍融循環(huán)后pH值與第3次相比具有顯著性差異，但與新鮮樣品和1、2次凍融循環(huán)后的樣品pH值無顯著差異，7次凍融循環(huán)與6次凍融循環(huán)相比繼續(xù)下降但差異不顯著。呈現(xiàn)這種趨勢的原因可能是酸性水溶物質(zhì)(水溶性維生素或氨基酸等)隨流失的汁液流失掉，肌肉的pH值會呈現(xiàn)輕微的上升，3次凍融循環(huán)之后，ATP關(guān)聯(lián)物降解嚴(yán)重，游離H+暴露出來使肌肉pH值持續(xù)顯著降低，也可能與樣品中用于發(fā)色的CO和CO2溶解有關(guān)[32-34]。也有研究表明，pH值的變化與脂肪氧化程度有關(guān)，當(dāng)脂肪氧化程度大時(shí)，其pH值會降低[35]。

綜上所述，3次凍融循環(huán)后魚片肌肉pH值在峰值處，且顯著高于前3組魚片肌肉pH值，此時(shí)魚片肌肉酸堿度與新鮮樣品差異顯著，而從5次凍融循環(huán)開始pH值顯著低于新鮮樣品，樣品發(fā)生氧化酸敗，品質(zhì)顯著下降。

圖3 凍融循環(huán)對羅非魚片pH的影響Fig.3 Effects of freeze-thaw cycles on tilapia fillet pH

3 結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出以下結(jié)論，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，冷凍羅非魚片肌肉的質(zhì)構(gòu)、色澤、pH值以及汁液損失均與感官品質(zhì)出現(xiàn)相同趨勢的劣變，其中1次凍融循環(huán)樣品與新鮮樣品的品質(zhì)較為接近，2次凍融循環(huán)樣品的變化也不顯著，從3次凍融循環(huán)開始樣品的品質(zhì)發(fā)生顯著性的劣變，從5次凍融循環(huán)開始樣品品質(zhì)劣變更加顯著，感官品質(zhì)也變得無法接受。綜上所述，凍融循環(huán)后的魚片樣品與新鮮樣品相比，可分為無顯著變化(1、2次凍融)、劣變顯著(3、4次凍融)、劣變嚴(yán)重(≥5次凍融)，該結(jié)論可為制定冷凍羅非魚片在貯藏、運(yùn)輸和銷售期間的品質(zhì)控制規(guī)程提供參考意義，可進(jìn)一步為水產(chǎn)品冷鏈保鮮的研究提供參考意義。