姜鵬飛，于文靜，范馨茹,2，張蕊,3，傅寶尚，溫成榮*，鄭杰

1(國家海洋食品工程技術(shù)研究中心(大連工業(yè)大學(xué))，遼寧 大連，116033) 2(大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連，116023) 3(大連格智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司，遼寧 大連，116011) 4(遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連，116021)

羅非魚(tilapia，Oreochromis niloticus)，又名非洲鯽魚，肉質(zhì)細(xì)嫩，富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，是我國主要的養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚類之一，2019年年產(chǎn)量為1 641 662 t，同比增加1.05%，位居我國淡水養(yǎng)殖魚產(chǎn)量第六位[1-3]。羅非魚產(chǎn)量極高，在世界各國被廣泛消費(fèi)，是全球范圍內(nèi)繼鯉魚之后的第二大消費(fèi)養(yǎng)殖魚類[4-6]，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織漁業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年世界羅非魚產(chǎn)量為4 525 400 t，位居第三，僅次于草魚和鰱魚[7]。羅非魚有時(shí)被描述為“水產(chǎn)雞”，因?yàn)槠渖L速度快，對各種環(huán)境條件的適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠在圈養(yǎng)條件下生長繁殖，并且易于加工魚脯[8]，羅非魚加工產(chǎn)品深受廣大消費(fèi)者喜愛。

魚脯具有低水分、高營養(yǎng)、方便食用和保存期長等優(yōu)點(diǎn)，已報(bào)道的對魚脯的一些初步研究主要集中在產(chǎn)品配方以及加工工藝優(yōu)化等方面。王璐等[9]以魚糜和魚肉為原料，研究了魚糜及鮮魚配比、干燥工藝條件等對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，確定出魚脯最佳工藝條件。余汶君等[10]以草魚為原料，優(yōu)化了產(chǎn)品配方、去皮、脫腥、烘干等工藝。高龍飛等[11]研究了改良劑、脫水方式、調(diào)味配方等因素對羅非魚魚脯品質(zhì)的影響，而目前關(guān)于烤制工藝對羅非魚魚脯品質(zhì)影響的研究報(bào)道較少。

烤制作為魚肉處理的一種常用的加工方法，可使魚肉組織緊實(shí)，賦予金黃色澤，增進(jìn)魚肉的風(fēng)味，此外，還能殺滅魚肉中大部分的微生物。因此，烤制工藝對魚肉的最終產(chǎn)品狀態(tài)有一定影響。本文研究烤制對羅非魚魚脯質(zhì)構(gòu)特性、色澤、水分遷移以及微觀結(jié)構(gòu)變化的影響，探討羅非魚在烤制過程中水分與品質(zhì)變化的規(guī)律，探究不同烤制條件下羅非魚魚脯品質(zhì)的變化，為羅非魚的烤制工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍羅非魚，大連新長興海鮮市場；磷酸鹽緩沖液，北京寶希迪科技有限公司；戊二醛、乙醇，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

SCC61G萬能蒸烤箱，德國Rational公司；JJ6000電子天平，美國雙杰兄弟有限公司；TA.XT.plus物性測試儀，英國SMS公司；UltraScan PRO測色儀，美國HunterLab公司；2KBTES-55型真空冷凍干燥機(jī)，美國Virtis公司；DHG-9070A電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；MesoQMR23-060H核磁共振成像分析儀，蘇州紐邁電子科技有限公司；JEOL JSM-7800F掃描電鏡顯微鏡，日本Hitachi公司。

1.3 樣品處理方法

將冷凍羅非魚從冷庫取出，置于4 ℃環(huán)境下進(jìn)行緩化12 h，至肉表面有一層薄冰、肉質(zhì)稍硬，有利于后續(xù)對羅非魚的切片。

1.4 即食羅非魚魚脯的加工工藝

加工工藝流程為：

冷凍羅非魚→切片→調(diào)味→擺盤→烘干→烤制→切片→包裝→殺菌

(1)切片：用刨片機(jī)直接將冷凍羅非魚切片，厚度4 mm。

(2)調(diào)味：將切好的羅非魚魚脯放入預(yù)先調(diào)制好的調(diào)味料中，魚肉1 kg基礎(chǔ)上，調(diào)味料比例為蔥4%，姜4%，糖2%，料酒2%，鹽0.4%，味精0.3%，調(diào)好之后放置1 h，隔0.5 h翻面，確保調(diào)味均勻。

(3)擺盤：將調(diào)好味的魚脯平鋪在細(xì)目鐵絲網(wǎng)架上。

(4)烘干：把平鋪后的魚脯放入到鼓風(fēng)干燥機(jī)中，55 ℃干燥約2.5 h，在干燥過程中每隔0.5 h翻動(dòng)1次，避免其與網(wǎng)格形成粘連。

(5)烤制：預(yù)先將烤箱進(jìn)行預(yù)熱，溫度選擇120、130、140、150、160 ℃，分別在時(shí)間5、10、15、20、25 min下烤制。

(6)切片：將烤好的魚脯, 放置于干燥且干凈的工作臺(tái)上冷卻至室溫，切片時(shí)注意切片平整、美觀，便于包裝。

(7)包裝：將切好的魚脯按每袋約30 g的量裝入透明自封袋中并封口。

(8)殺菌：將包裝好的魚脯放入高壓蒸汽滅菌鍋中，于121 ℃條件下處理20 min后取出備用。

1.5 色度測定

采用UltraScan PRO型測色儀檢測不同烤制條件下羅非魚魚脯色度變化。測試即食羅非魚魚脯正反表面色度，根據(jù)不同的烤制條件，每組條件做 6 組平行，分別觀察L*、a*及b*值的變化。其中，L*值代表亮度，a*值代表紅綠值，b*值代表黃藍(lán)值[12], ΔE值為色差，計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

1.6 質(zhì)構(gòu)特性分析

參考DOLORES等[13]的方法對烤制后的魚脯進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis, TPA)。魚脯樣品大小為25 mm×25 mm×4 mm，采用P/50探頭，對魚脯進(jìn)行2次壓縮，測試參數(shù)為：測試前速率1.0 mm/s，測試速率0.5 mm/s，測試后速率10.0 mm/s，壓縮程度50%，2次壓縮間隔時(shí)間為5 s。每組樣品平行測定6次。 在TPA測試結(jié)果中，選擇硬度、彈性和咀嚼性3個(gè) 指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.7 剪切力測定

使用 TA-XT Plus 物性分析儀對魚脯剪切力進(jìn)行測試，測試時(shí)垂直于魚脯纖維方向進(jìn)行切割，測試模式：測試前速率1 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率10.0 mm/s，觸發(fā)力5 g，下行距離15 mm，每組樣品平行測定3次[14]。

1.8 低場核磁共振波譜測定

將樣品放入線圈直徑為40 mm的玻璃管內(nèi)后，置于磁場中心位置(磁場強(qiáng)度為0.5 T，磁場溫度為32 ℃)。T2測試條件為：SFO1(Hz)=262 759.90 Hz，P1=21 μs，P2=42 μs，TW=4 500 ms，TE=0.3 ms，NECH=4 500，NS=8，PRG=3。通過多擬合軟件分析得到脈沖序列的弛豫信號衰減曲線，利用SIRT軟件反演出橫向弛豫時(shí)間的相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，迭代次數(shù)是100 000次，弛豫時(shí)間范圍是0.01～1 000 ms。

1.9 掃描電子顯微鏡測定

將大小為3.0 mm×3.0 mm×4.0 mm的魚脯浸入2.5%(體積分?jǐn)?shù))戊二醛溶液，在 4 ℃條件下固定24 h，然后將樣品放入真空冷凍干燥機(jī)凍干24 h，干燥后將樣品固定在樣品臺(tái)上，表面噴金，取出之后置于50倍數(shù)掃描電子顯微鏡下觀察并成像[15]。

1.10 感官評價(jià)

選取10名專業(yè)的感官評價(jià)員對魚脯進(jìn)行感官評價(jià)。評定設(shè)置5個(gè)指標(biāo)，包括色澤、硬度、嫩度、氣味、可接受性評價(jià)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品的得分取平均值，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.11 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，作圖采用Origin 9.0軟件，顯著性分析采用SPSS 16.0，水平設(shè)定為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烤制工藝對色度變化的影響

L*值、a*值和b*值能反映樣品色度的變化，一般L*值越低，a*值和b*值越高，色度越深?？局茰囟群蜁r(shí)間對羅非魚魚脯色度的影響如表2所示。相同溫度條件下，隨著烤制時(shí)間的延長，羅非魚魚脯的L*值呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，而a*值和b*值則呈現(xiàn)上升趨勢，說明魚脯的色度在不斷加深，逐漸由淺黃色變?yōu)榧t褐色。以溫度120 ℃為例，隨著烤制時(shí)間的增加，L*值呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，到烤制25 min結(jié)束后降為53.97，與烤制5 min(58.44)相比，降低了4.47。而a*和b*則呈現(xiàn)上升趨勢，到烤制25 min結(jié)束后的a*和b*分別為-3.41和18.61，與烤制5 min(-5.36和6.91)相比，分別上升了1.95和11.7。這可能是因?yàn)樵隰~脯烤制的過程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)，且烤制時(shí)間越長，美拉德反應(yīng)的程度越大，色度越深[16]。

表2 不同烤制溫度和時(shí)間對羅非魚魚脯色度的影響

如圖1所示，感官觀察可知，低溫烤制魚脯時(shí)顏色較淺，當(dāng)溫度超過150 ℃，魚脯邊緣開始收縮卷曲，外觀影響感官評分，當(dāng)達(dá)到160 ℃高溫時(shí)易使魚脯表面形成膜，阻礙水分蒸發(fā)，使魚脯顏色過深，質(zhì)量明顯下降。當(dāng)烤制時(shí)間一定時(shí)，魚肉的色度與烤制溫度也基本呈現(xiàn)正相關(guān)，這可能是因?yàn)樵隰~脯的烤制過程中發(fā)生了非酶褐變和焦糖化反應(yīng)[17]。與其他條件相比，在160 ℃、20 min與25 min條件時(shí)，a*值達(dá)到0.69和0.89，呈現(xiàn)正值，說明溫度過高，魚脯顏色加深，甚至魚脯呈現(xiàn)變焦變脆，對魚脯在感官上有不利影響，因此烤制時(shí)間在15 min時(shí)達(dá)到最佳。ΔE值隨著烤制時(shí)間的延長，整體呈現(xiàn)下降趨勢，與L*值趨勢基本保持一致。綜上所述，溫度過高和過低都會(huì)對色澤產(chǎn)生不好的影響，因此在烤制過程中應(yīng)控制適當(dāng)?shù)臏囟燃皶r(shí)間，溫度控制在130～140 ℃、15 min 為宜。

圖1 不同烤制條件下的羅非魚魚脯

2.2 不同烤制工藝對質(zhì)構(gòu)特性變化的影響

羅非魚魚脯在不同烤制溫度和時(shí)間下的質(zhì)構(gòu)特性變化如圖2所示。在不同烤制溫度下，隨著烤制時(shí)間的延長，羅非魚魚脯的質(zhì)構(gòu)發(fā)生顯著的變化，整體而言，硬度、咀嚼性呈現(xiàn)逐漸增加趨勢，彈性趨勢與之相反，這與蔡路昀等[18]研究結(jié)果一致。硬度和咀嚼性反映出食品在人的口腔中咀嚼的困難程度，這些指標(biāo)的數(shù)值越大，說明魚脯在食用過程中咀嚼越費(fèi)力[19]。由圖2可知，以烤制溫度120 ℃為例，魚脯的硬度從烤制5 min的4 514.93 g增加到25 min的5 880.87 g； 咀嚼性從烤制5 min的3 947.71增加到烤制25 min的5 210.89。在相同烤制溫度下，羅非魚魚脯的硬度、咀嚼性隨著烤制時(shí)間的增加趨勢逐漸上升，這是因?yàn)殡S著烤制時(shí)間的延長，羅非魚魚脯中水分慢慢變少，魚肉中的肌原纖維蛋白開始變性，三維空間逐漸開始收縮，分子漸漸伸展，并形成了有規(guī)律的排列，使蛋白質(zhì)分子之間結(jié)合緊密，形成一種較硬的穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致樣品硬度增加，質(zhì)地變硬；溫度達(dá)到160 ℃時(shí)，硬度和咀嚼性在15 min時(shí)達(dá)到最大值，分別是6 508.96 g和5 376.70，隨后呈現(xiàn)下降趨勢，在25 min時(shí)達(dá)到最低值6 191.294 g和5 132.57，降低了2.5%和4.8%。這可能是因?yàn)榭局茰囟容^高時(shí)，結(jié)締組織會(huì)降解成明膠，導(dǎo)致肌肉組織松散，使得硬度，咀嚼性下降[20]。在相同的烤制時(shí)間下，魚肉硬度和咀嚼性與烤制溫度也呈正相關(guān)。以烤制5 min為例，5種溫度120、130、140、150、160 ℃下的硬度分別是4 514.93、 4 997.8、5 016.88、5 190.88、5 681.45 g。而在20～25 min時(shí)，高溫160 ℃的硬度，咀嚼性下降，這可能因?yàn)樗趾康淖兓鸩节呌谄骄彛訜釙r(shí)間過長，魚脯變焦變脆，導(dǎo)致硬度下降。咀嚼性的變化趨勢與硬度相似。因此烤制時(shí)間控制在15 min時(shí)較好。此外隨著烤制時(shí)間的延長，魚脯的彈性呈現(xiàn)下降趨勢，出現(xiàn)這種結(jié)果可能是由于隨著烘烤時(shí)間的延長，水分大量散失，魚肉堅(jiān)硬，脆性增加，導(dǎo)致彈性下降。通過感官觀察可得烤制溫度在130 ℃以下時(shí)，魚脯的口感較差，較粘牙，組織不緊致，而當(dāng)溫度到達(dá)160 ℃時(shí)，魚脯有焦糊的味道。綜上所述，烤制條件在140～150 ℃，15 min時(shí)魚脯的可接受度較好。

a-硬度;b-彈性;c-咀嚼性

2.3 不同烤制工藝對剪切力特性變化的影響

肉的嫩度是指肉的老嫩程度，代表人食用時(shí)對肉的撕裂、咬斷和咀嚼時(shí)的難易程度、食用時(shí)口感的柔軟程度和總體的感覺，肉的嫩度可用剪切力來評價(jià)，通常剪切力越大嫩度越低[21]。由圖3可知，在烤制溫度一定時(shí)，隨著時(shí)間的升高，魚脯剪切力呈上升趨勢，以120 ℃為例，魚脯的剪切力從烤制5 min的2 143.12 g 到烤制25 min的3 744.43 g，在160 ℃，15 min 時(shí)達(dá)到最大值為4 002.81 g，之后剪切力略有下降，這可能是因?yàn)樵诳局茣r(shí)隨著溫度上升導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)，同時(shí)帶走了部分水分，使肌肉組織結(jié)構(gòu)變緊湊，肉質(zhì)較為Q彈。而當(dāng)烤制時(shí)間繼續(xù)延長，剪切力值減小，可能是由于過高的烤制溫度使魚肉組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，肉質(zhì)變脆，導(dǎo)致剪切力下降，口感變差。同理，在烤制時(shí)間一定時(shí)，隨著烤制溫度的延長，羅非魚魚脯剪切力值呈現(xiàn)上升趨勢，烤制時(shí)間為 20～25 min時(shí)，高溫160 ℃的剪切力略有下降，分別為3 883.11、3 779.76 g，這可能是因?yàn)樵诳局七^程中蛋白質(zhì)熱變性，魚脯水分流失較多，羅非魚魚脯表面形成硬殼，魚肉變硬導(dǎo)致剪切力變大。而當(dāng)烤制時(shí)間繼續(xù)延長時(shí)，魚脯的剪切力值降低，可能是羅非魚魚脯處于高溫狀態(tài)時(shí)烤制時(shí)間過久使肌肉組織遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致肌肉組織松軟，彈性口感降低，剪切力值下降，所以烤制時(shí)間盡量控制在15 min為好。

圖3 不同烤制溫度和時(shí)間對羅非魚魚脯剪切力的影響

2.4 不同烤制工藝對水分分布變化的影響

根據(jù)核磁共振原理，質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境不同，其弛豫時(shí)間T2的長短便不相同，水分的自由度也不同[18]。不同烤制溫度與烤制時(shí)間條件下羅非魚魚脯馳豫時(shí)間的水分分布圖見圖4。多數(shù)樣品為3個(gè)峰，少數(shù)樣品出現(xiàn)4個(gè)峰，每個(gè)弛豫圖譜都有3個(gè)可見峰，分別代表3種水組分，依次是T21、T22和T23。其中，T21的弛豫時(shí)間最短，表征為結(jié)合水狀態(tài)；T22在整個(gè)組分中的占比最大，表征為不易流動(dòng)水；T23所占比例為第二，表征為自由水狀態(tài)。由圖4可以看出，T22峰面積變化最明顯。在溫度相同條件下，從烤制時(shí)間為5 min開始，依次遞增到25 min時(shí)，T22峰面積不斷減小，不易流動(dòng)水含量呈現(xiàn)下降趨勢。LI等[22]研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的提升和時(shí)間的延長，肉中不易流動(dòng)水含量減少，嫩度下降。表明烤制過程使得羅非魚組織內(nèi)不易流動(dòng)水流失的同時(shí)可能使其部分轉(zhuǎn)移成其他相態(tài)的水。MICKLANDER等[23]研究發(fā)現(xiàn)熱誘導(dǎo)過程的T22和T23之間的水分可以轉(zhuǎn)化，觀察整個(gè)水分分布圖，可以得出在烤制時(shí)間延長的同時(shí)，T22峰伴隨著峰圖左移現(xiàn)象,這在孫瑜嶸等[24]的研究中也有發(fā)現(xiàn)。可能是因?yàn)樵诳局茣r(shí)間時(shí)羅非魚魚脯水分含量逐步減少、肌肉逐漸緊縮。此外，烤制溫度160 ℃ 時(shí)，有呈現(xiàn)4個(gè)峰的現(xiàn)象，表明烤制過程伴隨油脂的溢出，因此羅非魚魚脯產(chǎn)品的加工工藝中要重點(diǎn)控制油脂的過多溢出而造成的營養(yǎng)流失。

a-120 ℃;b-130 ℃;c-140 ℃;d-150 ℃;e-160 ℃

2.5 不同烤制工藝對微觀結(jié)構(gòu)變化的影響

烤制羅非魚魚脯的微觀結(jié)構(gòu)如圖5所示。不同的烤制溫度和時(shí)間對羅非魚魚脯肌肉纖維產(chǎn)生了一定影響。在相同的烤制溫度下，烤制5 min時(shí)，組織整體形態(tài)仍較為完整，肌纖維間隙先縮小再擴(kuò)大。烤制10 min和15 min時(shí)，結(jié)締組織膜與肌原纖維開始分離，肌肉纖維間隙則進(jìn)一步增加?？局?0 min時(shí)，肌肉纖維沿著魚脯縱軸撕裂，間隙逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致肌肉纖維層漸漸斷裂?？局?5 min時(shí)，魚脯失水過多，使得組織整體結(jié)構(gòu)被破壞，肌肉纖維結(jié)構(gòu)受損，失去了魚肉本身該有的口感與彈性，不適合食用。所以烤制時(shí)間盡量控制在15 min以下。整個(gè)烤制過程肌肉結(jié)構(gòu)的變化主要是由于烤制時(shí)間過長肌內(nèi)膜和結(jié)締組織膜被逐漸的破壞，導(dǎo)致蛋白溶出，結(jié)構(gòu)粗糙、組織間空隙較大，肌肉纖維產(chǎn)生變形等現(xiàn)象[25]。這可能是因?yàn)楹婵局恤~塊表面形成了滲透率低的外殼，阻礙了后續(xù)水分向外繼續(xù)擴(kuò)散，魚塊中心水分含量和水分活度相對較高，水分吸收更多熱量促進(jìn)了蛋白質(zhì)的水解。

a-120 ℃;b-130 ℃;c-140 ℃;d-150 ℃;e-160 ℃

2.6 不同烤制工藝對感官變化的影響

不同溫度烤制15 min時(shí)對魚脯感官評定的影響如圖6所示。由圖6可以看出，溫度140 ℃時(shí)魚脯的接受程度最高。而在120、130、160 ℃時(shí)整體感官評價(jià)較低，這是因?yàn)闇囟仍?30 ℃以下時(shí)口感較軟，肉不易撕裂，失去了魚脯食品的咀嚼感，而當(dāng)達(dá)到160 ℃時(shí)，魚脯較硬，魚脯中水分較少，表皮干且不易咀嚼，導(dǎo)致食用感不佳，接受度較低。如圖6所示，嫩度、色澤和氣味方面，溫度為140、150 ℃時(shí)感官評分變化不明顯，但在硬度和可接受性方面140 ℃時(shí)評分最高，可能是由于魚脯在烤制過程中發(fā)生了脂肪氧化反應(yīng)，生成一系列具有揮發(fā)性的醛類、酮類等物質(zhì)，并與氨基酸發(fā)生反應(yīng)，有助于魚脯色澤和香味的形成，但是烤制溫度過高，烤制時(shí)間過長會(huì)使魚肉美拉德反應(yīng)過度，質(zhì)地變硬，風(fēng)味和口感變差。結(jié)果表明，在140 ℃烤制15 min的條件下，感官得分最高。

圖6 不同烤制工藝對感官變化的影響

3 結(jié)論

不同烤制工藝對羅非魚魚脯品質(zhì)有顯著影響。隨著烤制溫度的升高和烤制時(shí)間的延長，羅非魚魚脯的L*值和ΔE逐漸下降，a*值和b*值逐漸增加，烤制條件為140～150 ℃、15 min時(shí)較好；魚脯的硬度、咀嚼性和剪切力逐漸增加，彈性呈下降趨勢，烤制溫度控制在130～140 ℃、時(shí)間為15 min時(shí)較好；水分分布顯示不易流動(dòng)水變化明顯，且含量逐漸降低，在烤制溫度為160 ℃時(shí)伴隨油脂溢出，影響口感；在微觀結(jié)構(gòu)中烤制15 min后肌肉纖維逐漸斷裂，間隙增加。綜合考慮，并結(jié)合色澤、硬度、嫩度、氣味、可接受性感官評價(jià)等方面確定羅非魚魚脯的最適烤制工藝為烤制溫度140 ℃、時(shí)間15 min，此時(shí)制作的魚脯口感最佳，形態(tài)最好，可接受度最高。