李 敏，關(guān)志強，李鵬鵬

（廣東海洋大學工程學院，湛江 524088）

復合抗氧化劑浸漬處理提升凍藏羅非魚片品質(zhì)

李 敏，關(guān)志強，李鵬鵬

（廣東海洋大學工程學院，湛江 524088）

為了提高羅非魚片的凍藏穩(wěn)定性，以硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid ,TBA）、Ca2+-ATPase活性、鹽溶性蛋白含量、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen ,TVB-N）含量及質(zhì)構(gòu)等為試驗指標，進行了維生素E、異抗壞血酸鈉及茶多酚等抗氧化劑溶液浸漬處理對凍藏羅非魚片品質(zhì)影響的單因素試驗，并在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行抗氧化劑復配的正交優(yōu)化試驗。獲得了不同的抗氧化劑浸漬濃度對凍藏羅非魚片品質(zhì)的影響規(guī)律，以主觀賦權(quán)法對TBA值、Ca2+-ATPase活性、鹽溶性蛋白含量、TVB-N和質(zhì)構(gòu)（硬度和彈性）5個指標分別賦權(quán)后計算各指標的綜合評分，確定了各抗氧化劑的較佳浸漬濃度及最佳復合抗氧化劑的組合配方。結(jié)果表明，維生素E溶液和異抗壞血酸鈉溶液的較佳質(zhì)量濃度均為6 g/L，茶多酚溶液的較佳質(zhì)量濃度為4 g/L，在較佳質(zhì)量濃度條件下各品質(zhì)指標綜合評分與蒸餾水浸泡60 min的對照組相比分別提高了29.11%，18.46%和46.28%。參照成本分析與較優(yōu)品質(zhì)結(jié)合優(yōu)化組合的復合抗氧化劑的配方為：異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度為4 g/L、維生素E為質(zhì)量濃度2 g/L和茶多酚質(zhì)量濃度為3 g/L，經(jīng)此配方處理后的凍藏羅非魚片對應的品質(zhì)指標分別為TBA值0.1248 mg/kg，Ca2+-ATPase活性3.12 μmol/(mg·h)，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為77.72 mg/g，均優(yōu)于單一抗氧化劑的作用，與蒸餾水浸泡60 min的對照組相比，各指標提升幅度為：Ca2+-ATPase活性提高52.20%，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)提高16.78%，TBA值下降46.07%。研究結(jié)果為復合抗氧化劑的開發(fā)及其在凍藏水產(chǎn)品中的應用提供參考。

冷凍；貯藏；品質(zhì)控制；羅非魚片；抗氧化劑復配

0 引言

冷凍冷藏是水產(chǎn)品保鮮加工的一種主要形式[1]，在凍藏過程中，水產(chǎn)品中的脂肪水解，不飽和脂肪酸氧化及酸敗等[2]。Nazemroaya S等[3]通過對馬鮫魚和真鯊研究指出，磷脂的減少和魚肉中游離脂肪酸的增加存在一定的線性關(guān)系。Nirmal N. P[4]，田文靜[5]等報道冷凍過程中冰晶的形成及增長可以破壞細胞結(jié)構(gòu)，釋放促進脂肪氧化的氧化劑。脂肪及蛋白質(zhì)的變化會導致水產(chǎn)品的品質(zhì)急劇下降，并且水產(chǎn)品中脂肪氧化后產(chǎn)生一些初級及中級氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)發(fā)生作用使蛋白質(zhì)也發(fā)生氧化[6]。蛋白氧化將致使肉中蛋白的溶解度、蛋白疏水性、乳化性能和凝膠的改變，破壞了肉制品特有的營養(yǎng)價值[7]。脂肪的氧化也是水產(chǎn)品顏色變化的主要原因[8]，還將導致組織結(jié)構(gòu)的破壞、變味以及腐敗的產(chǎn)生，并且產(chǎn)生一些潛在的有毒物質(zhì)[9]，因此有效地防止水產(chǎn)品在凍藏過程脂肪氧化對水產(chǎn)品品質(zhì)及再加工特性的影響是非常必要的。

抗氧化劑可以有效地抑制脂肪氧化[10]。一些合成抗氧化劑被指出攝入量過多將引發(fā)癌癥和畸形[11]，因此天然抗氧化劑的使用是目前發(fā)展的方向。Jittinandana S 等[12]用含有大量維生素E的飼料喂養(yǎng)魚，結(jié)果表明可以明顯抑制凍藏過程中魚片的脂肪氧化。Parastoo P.等[13]在凍藏前用維生素C和檸檬酸對六須鲇魚進行處理，顯示脂肪氧化被明顯抑制。Taheri S等[14]研究了抗壞血酸對凍藏軍曹魚品質(zhì)的影響，指出與對照組相比抗壞血酸降低了硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid, TBA）。蔣蘭宏等[15]研究表明用質(zhì)量分數(shù)0.6%的茶多酚溶液浸泡鯉魚可以延長其保鮮期,李雙雙等[16]也指出利用6 g/L茶多酚溶液對金槍魚肌肉進行浸漬處理，30 d后，仍能達到一級鮮度。

為了進一步強化抗氧化能力，考慮不同抗氧化劑之間的協(xié)同作用，王勁[17]，趙菲等[18]利用不同的試驗材料采用復合抗氧化劑進行試驗研究，結(jié)果均表明其效果比單一使用或兩兩混合使用效果更好。綜上所述，天然抗氧化劑的使用可以不同程度地提高凍藏水產(chǎn)品的品質(zhì)，且協(xié)同作用的效果優(yōu)于單一作用的效果，不同水產(chǎn)品由于其營養(yǎng)成分及構(gòu)成上的差異，抗氧化劑應用匹配上也存在差異，并且上述的研究僅關(guān)注了品質(zhì)指標的一個方面，沒有從綜合品質(zhì)指標上全面進行考量。為了有效提高羅非魚片的凍藏品質(zhì)，避免凍藏過程脂肪和蛋白質(zhì)的氧化，有必要從綜合品質(zhì)的角度對凍藏羅非魚片抗氧化性能及其匹配抗氧化劑進行篩選和優(yōu)化。前期多次預試驗表明，羅非魚片對維生素E，茶多酚和異抗壞血酸鈉的抗氧化性能表現(xiàn)敏感，且已有研究表明茶多酚與維生素具有協(xié)同抗氧化作用[19]。本文在前人研究及前期試驗的基礎(chǔ)上，選用維生素E，茶多酚和異抗壞血酸鈉等3種天然抗氧化劑對凍藏羅非魚片抗氧化性能進行單因素試驗，并在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行抗氧化劑復配的正交優(yōu)化組合，擬為抗氧化劑在羅非魚片凍藏加工中的應用及同類水產(chǎn)品的凍藏加工工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羅非魚：購自湛江市工農(nóng)市場，質(zhì)量（800±50） g，放入塑料桶內(nèi)迅速運到實驗室內(nèi)，保持羅非魚鮮活。

1.2 試驗試劑

水溶性維生素E，茶多酚和異抗壞血酸鈉，均為食品級（純度≥99%）廣州利源食品添加劑有限公司。Ca2+-ATPase活性測試盒，考馬斯亮藍蛋白測定試劑盒，購于南京建成生物工程研究所。2-硫代巴比妥酸，分析純，國藥集團試劑有限公司。高氯酸，三氯乙酸，氫氧化鈉，硼酸，氯化鈉，鹽酸，三羥甲基氨基甲烷（Tris），順丁烯二酸，均購自廣州市金華大化學試劑有限公司；試劑均為分析純。

1.3 試驗儀器

Sigma1-14高速臺式離心機，Sigma3-18K高速冷凍離心機，德國Sigma公司；UV-8000型紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；I25高剪切分散乳化機，上海依肯機械有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實業(yè)有限公司；CR-10色差計，日本柯尼卡美能達控股公司；TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；BCD-225SDCW型冰箱，青島海爾股份有限公司。

1.4 樣品預處理

鮮活羅非魚致死后去頭去內(nèi)臟去尾去皮切片，每片長（80±5）mm、寬（40±5）mm、厚（8±1）mm（質(zhì)量約70 g，物料和溶液的料水比以剛好能浸沒魚片為準）。切片后，分別在質(zhì)量濃度分別為2、4、6和8 g/L（抗氧化劑質(zhì)量/水的體積）的異抗壞血酸鈉、茶多酚和維生素E溶液（4℃）中浸泡60 min，以蒸餾水浸泡60 min作為對照組。浸泡后立即放入?20℃的冰箱中凍藏60 d，然后取出分別測定各指標。

1.5 指標測定

1.5.1 Ca2+-ATPase活性的測定

[20]，其值為37℃時每小時每毫克組織蛋白的組織中ATP酶分解ATP產(chǎn)生無機磷的量，單位μmol/(mg·h)。

1.5.2 鹽溶性蛋白含量測定

鹽溶性蛋白的提取參考文獻[21]的方法進行，蛋白濃度用考馬斯亮藍法測定，結(jié)果以每克魚肉中鹽溶性蛋白質(zhì)量表示，mg/g。

式中A為538 nm處的吸光度。

1.5.4 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定

根據(jù)中華人民共和國水產(chǎn)行業(yè)標準。SC/T3032-2007《水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》半微量法進行。

1.5.5 質(zhì)構(gòu)測定

參考文獻[21]等的方法對解凍（將凍藏好的魚片置入5℃的冷藏箱直到中心溫度達到4℃）后的羅非魚片進行質(zhì)構(gòu)（硬度和彈性）測定，采用平底柱形探頭p/5，測試條件為：測試速率1 mm/s，樣品形變量（擠壓形變）50%，探頭2次測定間隔時間5 s。

1.5.6 數(shù)據(jù)處理

每個試驗至少重復3次，試驗數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003、JMP 7.0及正交助手3.1軟件，P<0.05表示顯著，利用Origin 8.0軟件作圖。

1.5.7 綜合加權(quán)評分的確定

參照吳陽陽[22]的方法，并稍作修改。采用綜合加權(quán)評分法處理TAB值、Ca2+-ATPase活性、鹽溶性蛋白的含量、TVB-N和質(zhì)構(gòu)（硬度和彈性）5個指標，其所得總分作為最終判斷指標。以滿分100分計，上述指標權(quán)重分別定為35、20、20、15、10分，加權(quán)評分按照式（2）和（3）計算：

對于測定值越大、品質(zhì)越佳的Ca2+-ATPase活性、鹽溶性蛋白和彈性指標，計算式如下

1.5.3 脂肪氧化指標-硫代巴比妥酸（TBA）值測定

硫代巴比妥酸（TBA）值。參照文獻[21]的方法，并稍加修改。取10 g已絞碎的肉樣，加40 mL冰冷（0～5℃）的質(zhì)量分數(shù)為5%三氯乙酸，然后在轉(zhuǎn)速為13 800 r/min的條件下均質(zhì)1 min。均質(zhì)后過濾，然后用5%的三氯乙酸定容到50 mL。用移液管移取5mL濾液于反應管中，加入5 mL0.02 mol/L TBA試劑，用塞子封口，振蕩并置于90℃沸水中40 min，取出，冷卻至室溫（25℃）。用5 mL蒸餾水作對照，于538 nm處讀取吸光值（A）。TBA值（mg/kg）根據(jù)下列公式計算

對于測定值越小、品質(zhì)越佳的TBA值和TVB-N值，計算式如下

式中yi為該指標加權(quán)得分；a為該指標權(quán)重分值；wi為該指標各試驗測定值；w0為該指標本次試驗最佳值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同抗氧化劑對凍藏羅非魚片硫代巴比妥酸（TBA）值的影響

TBA值越高，說明脂肪氧化越嚴重。圖1為不同濃度不同種類的抗氧化劑對凍藏羅非魚片TBA值的影響，從圖1中可以看出，茶多酚的抗脂肪氧化效果最好，其次是異抗壞血酸鈉。隨著異抗壞血酸鈉濃度的增高TBA值呈現(xiàn)先下降后回升，質(zhì)量濃度為6 g/L時最低。與對照組相比，異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度大于等于4 g/L后，差異顯著（P<0.05），但質(zhì)量濃度為4、6及8 g/L之間沒有顯著性差異（P>0.05），因此可知異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度達到4 g/L左右時即可達到抑制脂肪氧化的效果，可能當異抗壞血酸鈉達到4 g/L質(zhì)量濃度時其所富有的脫氫基團與魚片樣品在這個貯存期可能接觸的氧達到一定的平衡狀態(tài)，與氧發(fā)生作用，阻礙氧氣和脂肪的作用，達到抗氧化的效果。這與Taheri S等[23]研究的0.5%的抗壞血酸能有效抑制軍曹魚脂肪氧化相似。隨著茶多酚濃度的增加，凍藏羅非魚片的TBA值呈現(xiàn)先降低再略微升高的趨勢。而且當茶多酚質(zhì)量濃度大于4 g/L時，還有升高的趨勢，這和Rabia A[24]結(jié)果比較相似，茶多酚具有較活潑的羥基氫，能夠與油脂中脂肪酸自由基相結(jié)合，使自由基轉(zhuǎn)化為惰性化合物，阻礙了脂肪自由基誘導蛋白質(zhì)產(chǎn)生蛋白質(zhì)自由基, 茶多酚還可與誘導氧化的過渡金屬離子絡合從而起到抗氧化效果,但過高濃度的茶多酚可能減弱了其與金屬離子的絡合作用而使抗氧化效果減弱。圖中還可看出，隨著維生素E質(zhì)量濃度的增加，TBA值變化趨勢基本與異抗壞血酸鈉的一致，但效果稍差。且4和8 g/L維生素E溶液浸泡的羅非魚片的TBA值下降不明顯（P>0.05），6 g/L維生素E處理組的TBA值明顯低于對照組（P<0.05）。這和Lee Chang-Moon等[25]的研究結(jié)果相似。結(jié)果說明，3種抗氧化劑均能降低凍藏羅非魚的TBA值，6 g/L異抗壞血酸鈉，4 g/L茶多酚和6 g/L維生素E溶液浸漬對凍藏羅非魚片的TBA值的影響更顯著。

圖1 不同濃度的抗氧化劑溶液對凍藏樣品硫代巴比妥酸值的影響Fig.1 Effects of different concentration antioxidants solutions on thiobarbituric acid value of frozen tilapia fillets

2.2 不同抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片Ca2+-ATPase活性的影響

Ca2+-ATPase活性的大小可以很好地反映肌原纖維蛋白的變性程度，活性越高，肌原纖維蛋白變性程度越小[26]。如圖2所示，3種抗氧化劑均能有效提高凍藏魚片的Ca2+-ATPase活性，但變化趨勢存異。隨著異抗壞血酸鈉濃度的增加，Ca2+-ATPase活性呈現(xiàn)上升趨勢。質(zhì)量濃度為6及8 g/L時Ca2+-ATPase活性均明顯的高于對照組的酶活（P<0.05）。異抗壞血酸鈉有很強的抗氧化作用，可以抑制脂肪氧化從而減少脂肪氧化產(chǎn)物對肌原纖維蛋白的作用，保持肌原纖維蛋白的Ca2+-ATPase活性[27]。隨著茶多酚濃度的增加，羅非魚片Ca2+-ATPase活性呈現(xiàn)先增后減的趨勢。質(zhì)量濃度為2和4 g/L時Ca2+-ATPase活性分別為2.93和3.00 μmol/(mg·h)明顯高于對照組（P<0.05）。隨后明顯下降，這可能是由于過高的茶多酚濃度對蛋白酶有一定的抑制作用[28]。合適濃度的茶多酚可以抑制脂肪氧化，進而提高Ca2+-ATPase活性，這與Jin Zhao等[29]對冰溫貯藏黃花魚片的研究結(jié)果類似。隨著維生素E濃度的增加，羅非魚片的Ca2+-ATPase活性呈現(xiàn)先快速上升，然后趨于平緩的趨勢。當維生素E質(zhì)量濃度大于6 g/L時，羅非魚片Ca2+-ATPase活性顯著高于對照組酶活（P<0.05），這是因為低濃度的維生素E不能很好地抑制脂肪氧化，因此脂肪氧化產(chǎn)物與肌原纖維蛋白相互作用導致羅非魚片Ca2+-ATPase活性下降。Saeed S[30]也指出向碎魚肉中加入一定量的維生素E可以提高碎魚肉的Ca2+-ATPase活性。

圖2 不同濃度抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片Ca2+-ATPase活性的影響Fig.2 Effects of different concentration antioxidants solutions on Ca2+-ATPase activity of frozen tilapia fillets

2.3 不同抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響

從圖3可知，3種抗氧化劑對鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響與對Ca2+-ATPase活性的響應趨勢基本一致。鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)隨著異抗壞血酸鈉濃度的增加而增加，當異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度達到4 g/L時與對照組相比有顯著性差異（P<0.05）。這是因為異抗壞血酸鈉分子結(jié)構(gòu)中存在易于脫氫的基團與氧結(jié)合，阻隔了氧與脂肪的結(jié)合，只有當脫氫基團的量與氧匹配時才能有效抑制脂肪氧化，進而減少蛋白變性。隨著茶多酚質(zhì)量濃度的增加，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)呈現(xiàn)先快速增加達到最大值后又略微下降,質(zhì)量濃度為4 g/L時鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為75.82 mg/g，顯著的高于對照組（P<0.05）。2、6和8 g/L茶多酚處理組的鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)與對照組沒有顯著性差異（P>0.05），這可能是因為茶多酚濃度太小不能充分的抑制脂肪氧化，而濃度過高又會促進脂肪氧化[27]，從而導致肌原纖維蛋白質(zhì)的變性，使肌原纖維蛋白的鹽溶性下降。隨著維生素E濃度的增加，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)也表現(xiàn)出上升的趨勢，且均高于對照組，但沒有顯著性差異（P>0.05），維生素E的抗氧化作用是與脂氧自由基或脂過氧自由基反應，向它們提供H，使脂質(zhì)過氧化鏈式反應中斷，從而實現(xiàn)抗氧化，但如果金屬離子如Fe3+的存在可加快亞麻酸酯的氧化，從而減弱其抗氧化能力，這個結(jié)果可能與魚片樣品中血液清洗不完全含有Fe3+有關(guān)。

圖3 不同濃度抗氧化劑溶液對凍羅非魚片鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.3 Effects of different concentration antioxidants solutions on salt extractable protein of frozen tilapia fillets

2.4 不同種類的抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片TVB-N值的影響

如圖4所示，茶多酚對揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的抑制作用更好，異抗壞血酸鈉次之，各處理組的值均明顯地低于對照組（P<0.05）。異抗壞血酸鈉組中以質(zhì)量濃度6 g/L的揮發(fā)性鹽基氮含量較低，異抗壞血酸鈉可有效抑制肉制品中氧化酶的活性，減少蛋白質(zhì)變性，有效地降低亞硝胺的形成，從而降低揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）含量。本結(jié)果與杜欣等[31]對草魚片貯藏品質(zhì)的改善的研究結(jié)果相似。

圖4 不同濃度抗氧化劑對凍藏羅非魚片TVB-N值的影響Fig.4 Effects of different concentration antioxidants solutions on total volatile basic nitrogen of frozen tilapia fillets

隨著茶多酚濃度的增加凍藏羅非魚片的揮發(fā)性鹽基氮含量隨之下降，后略有上升。茶多酚溶液處理可以明顯地降低揮發(fā)性鹽基氮含量，從而延長凍藏羅非魚片的貨架期，與Chih-Cheng Lin等[32]研究冷凍金槍魚片及范文教等[33]研究冷藏鰱魚片的影響結(jié)果相似，這與茶多酚對氧化酶的抑制，阻礙或打斷由輻照引起的脂肪氧化的自由基鏈式反應有關(guān)。當維生素E質(zhì)量濃度大于4 g/L時，羅非魚片的揮發(fā)性鹽基氮質(zhì)量小于14.87 mg/(100 g)，顯著低于對照組的15.62 mg/(100 g)（P<0.05），因此當維生素E質(zhì)量濃度大于4 g/L時，可以較好地延長凍藏羅非魚片的貨架期。

2.5 不同濃度抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片硬度的影響

由圖5可知，抗氧化劑對凍藏魚片的硬度都有一定的提升作用。隨著異抗壞血酸鈉濃度的增加，羅非魚片的硬度也隨之增加，明顯高于對照組（P<0.05）。異抗壞血酸鈉通過抑制脂肪氧化和氧化酶的活性來減小蛋白質(zhì)變性程度，并通過滲入魚片細胞組織，提高了其結(jié)構(gòu)的耐凍性，減緩組織結(jié)構(gòu)的變化，從而減緩了羅非魚片硬度的變化，另一方面，硬度還可能受水產(chǎn)品中脂肪的含量的影響[34]。隨著茶多酚質(zhì)量濃度的增加，羅非魚片的硬度值呈現(xiàn)先增后降的趨勢，這和不同茶多酚處理的羅非魚片Ca2+-ATPase活性的變化趨勢相似，這也說明了硬度的變化一部分原因是由肌原纖維蛋白變性引起的。另一部分原因可能是茶多酚抑制脂肪氧化進而減緩了蛋白變性，從而保持了羅非魚片原有的質(zhì)構(gòu)特性。隨著維生素E濃度的增加，硬度值也呈現(xiàn)上升趨勢，當維生素E質(zhì)量濃度大于4 g/L時，羅非魚片的硬度值與對照組相比，有顯著性提高（P<0.05）。

圖5 不同濃度抗氧化劑溶液對凍羅非魚片硬度的影響Fig.5 Effects of different concentration antioxidants solutions on hardness of frozen tilapia fillets

2.6 不同種類的抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片彈性的影響

如圖6所示，整體上，抗氧化劑均可以提高凍藏魚片的彈性值。以異抗壞血酸鈉的提升效果較好，所有濃度處理組的羅非魚片彈性值均顯著高于對照組（P<0.05），這與不同濃度異抗壞血酸鈉對Ca2+-ATPase活性的影響有關(guān)，Ca2+-ATPase活性越高彈性值越高。隨著茶多酚濃度的增加羅非魚片的彈性值呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，4 g/L茶多酚處理組的魚片彈性較好，這和圖5茶多酚對羅非魚片硬度值的影響變化趨勢一致，6和8 g/L茶多酚處理組的羅非魚片的彈性值與對照組相比沒有顯著性增高（P>0.05），這與脂肪氧化及其產(chǎn)物引起蛋白變性有關(guān)[35]。當維生素E質(zhì)量濃度大于等于6 g/L時，維生素E處理組的彈性值明顯高于對照組（P<0.05）。

圖6 不同濃度抗氧化劑溶液對凍羅非魚片彈性的影響Fig.6 Effects of different concentration antioxidants solutions on elastic of frozen tilapia fillets

2.7 抗氧化劑溶液對凍藏羅非魚片品質(zhì)的綜合評分的影響

綜合指標分析從表1中可以看出，異抗壞血酸鈉溶液，維生素E溶液和茶多酚溶液的較佳質(zhì)量濃度分別是6，6和4 g/L，在較佳濃度條件下，其綜合評分與對照組相比分別提高了29.11%，18.46%和46.28%。

表1 各品質(zhì)指標的綜合評分Table 1 Comprehensive score of each quality index

2.8 復合抗氧化劑的確定

2.8.1 復合抗氧化劑的正交試驗設(shè)計

根據(jù)異抗壞血酸鈉、茶多酚和維生素E的單因素可知，異抗壞血酸鈉的較適質(zhì)量濃度為6 g/L，茶多酚的較適質(zhì)量濃度為4 g/L，維生素E的較適質(zhì)量濃度為6 g/L。異抗血酸鈉的價格比較高，因此，如果配方中能減少異抗血酸鈉的用量，就有可能降低配方成本。為了降低成本并進一步找出抗氧化效果更好的復合抗氧化劑，利用L9(34)正交表進行正交試驗。表2為因素水平表。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

正交試驗中，每一個試驗組凍藏60 d后，以TBA值、Ca2+-ATPase活性和鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為指標，分析各因素對脂肪氧化及蛋白質(zhì)變性的影響程度，從而確定效果最好且價格適中的復合抗氧化劑。

2.8.2 復合抗氧化劑的正交試驗結(jié)果及分析

表3和4分別為復合抗氧化劑的正交試驗結(jié)果及分析，表4中Ki表示表3任一列上水平為i時所對應的試驗數(shù)據(jù)之和；ki=Ki/3。R稱作極差。

表3 復合抗氧化劑的正交試驗方案及結(jié)果Table 3 Orthogonal experiment and result of composite antioxidant

由表4可知，1）按極差R大小，各個指標三因素的主次順序為，TBA值C>A>B；Ca2+-ATPase活性A>C>B；鹽溶性蛋白含量A>C>B。2）根據(jù)ki值的大小初選最優(yōu)工藝條件，TBA值A(chǔ)3B3C3；Ca2+-ATPase活性A2B3C2；鹽溶性蛋白A3B3C2。3）綜合確定最優(yōu)工藝條件：對因素A而言，其對Ca2+-ATPase活性和鹽溶性蛋白含量的影響都為主要因素，鹽溶性蛋白含量的k2和k3相差甚微且Ca2+-ATPase活性反映了肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)構(gòu)決定了肌原纖維蛋白的鹽溶性，另一方面從成本上考慮，異抗壞血酸鈉的價格較貴，若在工業(yè)化生產(chǎn)上大量使用，選A2比選A3可節(jié)省50%添加劑成本。因此A選擇A2；對于因素B來說，對Ca2+-ATPase活性、鹽溶性蛋白含量和TBA值的影響都是最小，因此綜合考慮，故B選擇B1；因素C對TBA值的影響雖然最大，但對Ca2+-ATPase活性和鹽溶性蛋白含量的影響都是次要的，因此，綜合考慮選擇C2。綜上所述本文選擇的最優(yōu)組合為A2B1C2，即異抗壞血酸鈉濃度為4 g/L、維生素E為2 g/L、茶多酚為3 g/L。此條件已在9次試驗中，相應的指標分是：TBA 值0.1248 mg/kg，Ca2+-ATPase活性3.12 μmol/(mg·h)，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為77.72 mg/g。前面測得單一抗氧化劑使用時以4 g/L茶多酚處理的綜合性能較優(yōu)，其相應的指標為：TBA值0.1326 mg/kg，Ca2+-ATPase活性3.00 μmol/(mg·h)，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為75.82 mg/g，但優(yōu)勢不顯著。所以，最優(yōu)組合也優(yōu)于單一抗氧化劑的作用。通過分析得出的最優(yōu)組合的結(jié)果略好于正交試驗的其他組，因此復合抗氧化劑的最佳配方為A2B1C2，即異抗壞血酸鈉質(zhì)量濃度為4 g/L、維生素E質(zhì)量濃度為2 g/L、茶多酚質(zhì)量濃度為3 g/L。在此優(yōu)化組合抗氧化條件下，其各指標與對照組各指標：TBA值0.2314 mg/kg，Ca2+-ATPase活性2.05 μmol/(mg·h)，鹽溶性蛋白質(zhì)量為66.55 mg/g相比，分別得到了較大幅度的改善，Ca2+-ATPase活性提高52.20%，鹽溶性蛋白含量提高16.78%，TBA值下降46.07%。有效改善了凍藏羅非魚的綜合品質(zhì)。本試驗中使用的添加劑均為天然抗氧化劑，可以在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。

表4 復合抗氧化劑的試驗結(jié)果直觀分析Table 4 Intuitive analysis of orthogonal result of composite antioxidant

3 結(jié)論

1）通過茶多酚溶液、異抗壞血酸鈉溶液和維生素E溶液對凍藏羅非魚片的凍藏品質(zhì)的試驗，并與蒸餾水浸泡60 min的對照組指標對比分析表明，這3種抗氧化劑均能提高凍藏羅非魚的品質(zhì)和抗氧化性能，且與浸漬溶液的濃度有關(guān)。經(jīng)指標的綜合分析，確定異抗壞血酸鈉溶液和維生素E溶液的較佳質(zhì)量濃度都為6 g/L，茶多酚溶液的較佳質(zhì)量濃度為4 g/L，在此濃度條件下浸漬處理對凍藏羅非魚片品質(zhì)的保持有較好的效果。且在此濃度條件下，其各品質(zhì)指標的綜合評分與對照組相比分別提高了29.11%，18.46%和46.28%。以茶多酚溶液浸漬對凍藏品質(zhì)提升的幅度最大。

2）利用L9(34)正交試驗，獲得品質(zhì)較優(yōu)成本較低的復合抗氧化劑配方為異抗壞血酸鈉濃度為4 g/L、維生素E為2 g/L、茶多酚濃度為3 g/L，經(jīng)此配方浸漬處理的樣品各品質(zhì)指標分別是TBA值0.1248 mg/kg，Ca2+-ATPase活性3.12 μmol/(mg·h)，鹽溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為77.72 mg/g，均優(yōu)于單一抗氧化劑的作用，與蒸餾水浸泡60 min的對照組相比，各指標提升幅度為：Ca2+-ATPase活性提高52.20%，鹽溶性蛋白含量提高16.78%，TBA值下降46.07%。此復合抗氧化劑不僅很好地減緩了羅非魚片凍藏過程中品質(zhì)的變化，而且也控制了添加劑的成本，為其在工業(yè)化生產(chǎn)中推廣應用提供了較好的條件。

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Antioxidants dipping treatment improving quality of frozen tilapia fillets

Li Min, Guan Zhiqiang, Li Pengpeng
(School of Engineering, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, 524088, China)

In order to improve the stability of frozen tilapia fillets, thiobarbituric acid (TBA) value, Ca2+-ATPase activity, salt-soluble protein content, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content and texture were used as the indices. Single-factor experiments that aimed to figure out how antioxidants solution affected the quality of frozen tilapia fillets by dip treating were carried out, and single factors included vitamin E, isoascorbate and tea polyphenols; then an L9(34) orthogonal experiment with antioxidant compounds was performed. The rules on how antioxidant solutions with different concentrations influenced the quality of frozen tilapia, including TBA value, Ca2+-ATPase activity, salt-soluble protein content, TVB-N content and texture were weighted by subjective weighting method, and all modes of combination were ranked, the optimal concentration of antioxidant solutions and the optimal mode of combination were obtained. The results showed that after single-factor experiments, these 3 antioxidants could improve the quality of frozen tilapia and antioxidant properties, and for the concentration of the impregnation solution, the optimal mass concentrations of vitamin E, sodium ascorbate and tea polyphenols were 6, 6 and 4 g/L respectively, and under the conditions above, the quality index of comprehensive evaluation was increased by 29.11%, 18.46% and 46.28% respectively compared to the control group with distilled water soaking for 60 min. The maximum quality index of comprehensive evaluation corresponded to the 4 g/L tea polyphenols, and accordingly the TBA value, the Ca2+-ATPase activity and the mass fraction of salt-soluble protein were 0.1326 mg/kg, 3.00 μmol Piprot/h and 75.82 mg/g respectively. Moreover, after the orthogonal experiment, considering cost analysis combined with better quality, the best combination of antioxidant compounds was 4 g/L sodium erythorbate, 2 g/L vitamin E and 3 g/L tea polyphenols, and accordingly the TBA value, the Ca2+-ATPase activity and the mass fraction of salt-soluble protein were 0.1248 mg/kg, 3.12 μmol /(mg·h) and 77.72 mg/g, which was better than the effect of any of single antioxidant, and compared to the control group with distilled water soaking for 60 min, the Ca2+-ATPase activity was increased by 52.20%, the mass fraction of salt-soluble protein was increased by 16.78%, and the TBA value was dropped by 46.07%. The composite antioxidant is natural antioxidant formula, its antioxidant property for tilapia fillets has been verified by repeated experiments, which is safe and effective, and the formula is simple and has low cost, so it can be considered to popularization and application in industrial production. Moreover, the results can provide the theoretical basis for the antioxidants application in the frozen aquatic products, which may improve the frozen quality.

freezing; storage; quality control; tilapia fillets; antioxidant complex

10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.041

S983

A

1002-6819(2016)-09-0291-08

李 敏，關(guān)志強，李鵬鵬. 復合抗氧化劑浸漬處理提升凍藏羅非魚片品質(zhì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2016，32(9)：291－298.

10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.041 http://www.tcsae.org

Li Min, Guan Zhiqiang, Li Pengpeng. Antioxidants dipping treatment improving quality of frozen tilapia fillets[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(9): 291－298. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.041 http://www.tcsae.org

2015-12-05

2015-12-29

廣東省自然科學基金項目（2015A030313613）廣東省海洋漁業(yè)局科技攻關(guān)項目（A201508C10）。

李 敏，女，湖南益陽人，副教授，從事制冷及水產(chǎn)品冷凍冷藏和貯藏加工方面的研究。湛江 廣東海洋大學，524088。Email：limin2080@163.com。

·綜合研究·關(guān)鍵技術(shù)·