浦天霆,藍(lán)蔚青,2*,朱圣赟,趙欣宇,徐振飛,謝晶,2*

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,食品科學(xué)與工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué)),上海,201306)

大黃魚(Pseudosciaenacrocea)又名黃花魚,為石首魚科黃魚屬魚類。主要分布在我國東海、黃海地區(qū),是我國海洋資源中重要的經(jīng)濟(jì)魚種之一。其味道鮮美,含有豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸與微量元素,深受消費(fèi)者歡迎[1]。據(jù)2021中國漁業(yè)年鑒統(tǒng)計(jì)顯示,我國2020年大黃魚海水養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)254 062 t,在海水魚中占據(jù)首位。目前國內(nèi)市場上多以活魚冰鮮的形式流通,但大黃魚在運(yùn)輸過程中受微生物與內(nèi)源酶影響,易腐敗變質(zhì)。因此,如何在捕撈后保持其品質(zhì)、延長貨架期、保障其口感與食品安全具有重要的研究意義。

乳酸鈉(sodium lactate, SL)是一種無色無毒、低熱量的食品添加劑,可有效提升肉的風(fēng)味、嫩度等感官特性,在一定程度上減少消費(fèi)者對鈉離子的攝入,降低高血壓風(fēng)險(xiǎn);同時其還具有一定抗菌效果,微生物環(huán)境中電化學(xué)質(zhì)子梯度的形成會受到鈉離子的影響,使其代謝過程消耗更多能量[2]。孫勁松[3]實(shí)驗(yàn)得出,3%乳酸鈉溶液處理冷鮮牛肉可有效穩(wěn)定其pH值,使蛋白質(zhì)和氨基酸的分解得到有效抑制;MOHAN等[4]研究發(fā)現(xiàn)乳酸鈉溶液處理青魚可有效改善其感官品質(zhì)并延長其貨架期。目前,乳酸鈉已被列入我國GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》作為食品添加劑使用,并可按生產(chǎn)需要適量用于水產(chǎn)品中。低頻超聲在醫(yī)療領(lǐng)域被廣泛使用,研究證明其可有效提高細(xì)胞通透性,促進(jìn)藥物滲透[5]。因此,超聲輔助處理可進(jìn)一步提升乳酸鈉作用效果,延長水產(chǎn)品貨架期。

雙頻超聲(dual-frequency ultrasound, DUS)是一種非熱處理滅菌方式,通常使用頻率超過20 kHz的2種聲波,能在不影響食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味的前提下,有效延長其貨架期[6]。現(xiàn)有研究表明,相較于單頻超聲處理,雙頻超聲的介質(zhì)中會產(chǎn)生諧波、次諧波、超諧波與組合頻率等額外頻率,增加介質(zhì)中氣泡坍塌的幾率,增強(qiáng)空化作用,并產(chǎn)生適量活性氧,從而達(dá)到殺滅微生物的效果[7]。

目前,關(guān)于促滲技術(shù)輔助保鮮劑對魚類處理的研究還鮮有報(bào)道。基于此,本實(shí)驗(yàn)研究了經(jīng)不同處理方式的大黃魚在貯藏期間的微生物[菌落總數(shù)(total viable count, TVC)、嗜冷菌數(shù)(psychrophilic bacteria count, PBC)]與理化[pH、總揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen, TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid, TBA)、質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis, TPA)、水分遷移、蛋白特性]指標(biāo)變化,并結(jié)合感官分析,綜合評價(jià)雙頻超聲聯(lián)合乳酸鈉處理對冷藏大黃魚貯藏期間品質(zhì)變化影響,以期為水產(chǎn)品保鮮技術(shù)的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

鮮活大黃魚(Pseudosciaenacrocea),上海市浦東新區(qū)蘆潮港海鮮市場,平均體長(320±10)cm,平均質(zhì)量為(500±25) g,30 min內(nèi)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室。

1.2 主要藥品試劑

平板計(jì)數(shù)瓊脂、磷酸緩沖液,青島海博生物技術(shù)有限公司;乳酸鈉,上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司;輕質(zhì)氧化鎂、三氯乙酸、高氯酸、氯化鈉、鹽酸、硫代巴比妥酸、冰乙酸、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、乙醇等,上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,均為國產(chǎn)分析純。

1.3 儀器與設(shè)備

XEDT-Ⅱ型多頻超聲低溫平臺,濟(jì)寧諧成超聲波設(shè)備有限公司;Kjeltec8400型凱氏定氮儀,丹麥FOSS公司;H-2050R型高速冷凍離心機(jī)、BIOBASE-EL10A型酶標(biāo)儀,湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;FE20型pH/ORP計(jì),上海而立環(huán)保科技有限公司;TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀,英國Stable Micro System公司;F-7100型日立熒光分光光度計(jì),上海斯邁歐分析儀器有限公司;Meso MR23-060H-I型低場核磁共振儀,上海紐邁電子科技有限公司等。

1.4 原料處理

將鮮活大黃魚放入碎冰中猝死,經(jīng)去頭、尾和去內(nèi)臟處理后,從背中部將樣品分成2片,用蒸餾水洗凈后瀝干,隨機(jī)分成4組。依照ZHAO等[8]和孫勁松[3]開展預(yù)試驗(yàn),確定雙頻超聲和乳酸鈉處理?xiàng)l件,分別使用20/28 kHz 175 W DUS、3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))SL與乳酸鈉-雙頻超聲聯(lián)合處理(sodium lactate combined with dual-frequency ultrasound, SLUS)10 min;以無菌蒸餾水處理10 min樣品為對照組(control, CK)。各組別處理后,經(jīng)瀝干后放入無菌PE袋中,置于4 ℃冰箱中貯藏,14 d內(nèi)每隔2 d進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測定。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

1.5.1 微生物指標(biāo)的測定

參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》,采用平板傾注法計(jì)數(shù),通過平板計(jì)數(shù)瓊脂,在37 ℃條件下培養(yǎng)48 h后測定菌落總數(shù),在4 ℃條件下培養(yǎng)10 d后測定嗜冷菌數(shù)。

1.5.2 pH值的測定

參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測定》,取5 g剁碎的魚肉加入燒杯,在燒杯中加入45 mL去離子水,均質(zhì),靜置30 min,測定樣品的pH值。每組樣品設(shè)定3個平行,取平均值。

1.5.3 TVB-N值的測定

參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》,稱取5 g魚肉,利用FOSS型凱氏定氮儀測定樣品的TVB-N,每組平行3次,結(jié)果以mg N/100 g表示。

1.5.4 TBA值的測定

參照ZHAO等[9]法,取碎魚肉5 g,加入25 mL 20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))TCA溶液及20 mL蒸餾水,勻漿60 s,靜置1 h,使用8 000 r/min的轉(zhuǎn)速冷凍離心10 min后過濾,取上清液,定容至50 mL,搖勻后試管中取5 mL,加入適量的硫代巴比妥酸溶液,搖勻后冷卻至室溫后使用酶標(biāo)儀測定其吸光度值(532 nm),每組平行測定3次,結(jié)果以mg MDA/kg表示。

1.5.5 TPA

參照MA等[10]法取大黃魚背部肉,橫向取2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的樣品。在室溫下采用TPA模式測定,探頭類型為P/5,測試類型設(shè)置為壓縮模式,探頭參數(shù)設(shè)置為觸發(fā)力5 g,下降速度3 mm/s,測試下壓速度1 mm/s,上升速度1 mm/s,壓縮周期為5 s,壓縮比為40%。每組樣品平行測定6次。

1.5.6 水分遷移

(1)持水力(water holding capacity,WHC)的測定:取3 g樣品,記錄其初始質(zhì)量為m1,放在濾紙中包裹,8 000 r/min離心10 min,瀝干離心后表面析出水分稱重為m2,重復(fù)測定3次。計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

(2)魚片中的水分存在狀態(tài)和分布:使用低場核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)測定和磁共振成像(magnetic resonance image,MRI),參照藍(lán)蔚青等[11]法采用Carre-Purcelle-Meiboome-Gill (CPMG)序列測量橫向弛豫時間(T2),脈沖參數(shù)設(shè)置為脈沖90 (P90)=21 ms,譜儀頻率(spectrometer frequency,SF)=21.0 MHz,譜寬=200 kHz,回聲時間=0.500 ms,采樣點(diǎn)=400、450,回聲計(jì)數(shù)(number of echoes,NECH)=8 000,掃描重復(fù)次數(shù)(number of sampling,NS)=4。隨后采用上海紐曼電子科技有限公司提供的軟件對樣品的質(zhì)子密度加權(quán)MRI圖像進(jìn)行統(tǒng)一映射和偽彩。

1.5.7 蛋白質(zhì)構(gòu)象與氧化

(1)肌原纖維蛋白提取:取2 g魚樣,加入25 mL磷酸鹽緩沖溶液(pH 6.6,50.0 mmol/L)混合勻漿,10 000 r/min離心10 min,棄去上清液,取沉淀,加入0.7 mmol/L氯化鈉溶液20 mL,提取1 h。然后使用10 000 r/min離心10 min,所得上清液即為肌原纖維蛋白(myofibrillar protein,MP)溶液。

(2)魚片中蛋白質(zhì)構(gòu)象:使用熒光分光光度計(jì)測定樣品中的的氨基酸殘基以表征蛋白質(zhì)的展開程度,設(shè)定參數(shù):發(fā)射光譜范圍為310～400 nm,激發(fā)波長為295 nm,狹縫寬度為5 nm,掃描速率為240 nm/min。

(3)魚片中蛋白質(zhì)氧化:將提取的肌原纖維蛋白溶液進(jìn)行SDS-PAGE分析。

1.5.8 感官分析

參照ZHAO等[1]法選取6名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的感官評定人員組成評定小組,分別對樣品的色澤、質(zhì)地、氣味進(jìn)行評分。

1.6 數(shù)據(jù)處理

樣品平行測定3次,采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性及單因素方差分析,采用單因素方差分析(ANOVA)法對差異顯著性進(jìn)行分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,使用Origin 2019Bit軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大黃魚冷藏期間菌落總數(shù)與嗜冷菌數(shù)的變化

微生物的生長與代謝是引起魚等水產(chǎn)品腐敗的主因,因此菌落總數(shù)是判斷食品腐敗程度的重要指標(biāo),水產(chǎn)品的腐敗限值對數(shù)值為7.00。圖1顯示了不同處理方式的樣品的TVC、PBC在貯藏期間的變化。

a-菌落總數(shù);b-嗜冷菌數(shù)圖1 不同處理方式對大黃魚貯藏期間菌落總數(shù)與嗜冷菌數(shù)影響Fig.1 Effects of different treatments on TVC and PBC of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage注:不同小寫字母表示組內(nèi)差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)(下同)

由圖1-a可知,隨著貯藏時間的延長,CK組和DUS組樣品的TVC和PBC值隨之升高,其在第8天時的菌落總數(shù)對數(shù)值達(dá)8.26±0.02與7.61±0.03,其上升趨勢在整個貯藏期間普遍表現(xiàn)為顯著(P<0.05);SL組在第12天才達(dá)到7.20±0.02,微生物生長較緩。這是由于乳酸鈉具有破壞微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)并抑制胞內(nèi)ATP正常合成能力,進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)并作用于無氧呼吸途徑,抑制其代謝活性,發(fā)揮抑菌作用;或由于乳酸根阻礙了細(xì)菌的電化學(xué)質(zhì)子梯度形成,微生物代謝需要消耗更多能量,延長微生物繁殖的延滯期,達(dá)到抑制其生長繁殖的效果。相關(guān)研究顯示,乳酸鈉可通過影響水分活度、細(xì)菌細(xì)胞間酸化及細(xì)胞膜上質(zhì)子轉(zhuǎn)移等方式影響細(xì)菌代謝,對革蘭氏陽性菌(單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌)和革蘭氏陰性菌(熒光假單胞菌、沙門氏菌)有顯著抑制作用[12]。SLUS組樣品在整個貯藏過程中都顯著低于其他組樣品(P<0.05),在第14天達(dá)7.15±0.44,超過腐敗限值。4組樣品的PBC值的變化趨勢基本與菌落總數(shù)保持一致(圖1-b),結(jié)果表明,超聲輔助乳酸鈉處理可有效抑制微生物活性,使大黃魚保持較好品質(zhì),根據(jù)FENG等[13]結(jié)果表明可能由于雙頻超聲增強(qiáng)了乳酸鈉溶液的界面活性,使其對細(xì)菌細(xì)胞膜變性的能力更為強(qiáng)烈,增強(qiáng)乳酸鈉的殺菌作用;CRIST等[14]認(rèn)為乳酸鈉具有脂溶性酸的性質(zhì),浸泡處理時,乳酸鈉以非解離形式進(jìn)入組織細(xì)胞,在細(xì)胞內(nèi)解離,并生成乳酸分子,酸化細(xì)菌細(xì)胞間細(xì)胞質(zhì),影響微生物代謝的酶促反應(yīng)和供能途徑,而雙頻超聲處理能促進(jìn)分子的解離,與乳酸鈉產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),增強(qiáng)其抑菌效果。

2.2 大黃魚冷藏期間pH值的變化

pH值是評估水產(chǎn)品新鮮程度的重要指標(biāo)之一。大黃魚在被宰殺后,進(jìn)入魚體僵直階段,魚體經(jīng)過ATP相關(guān)化合物的降解和糖酵解過程,生成磷酸、乳酸等酸性化合物,導(dǎo)致pH值在魚體腐敗前期的降低。其總體增長的趨勢源于堿性化合物的積累,即魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)等含氮物質(zhì)在微生物和內(nèi)源酶的作用下,分解生成揮發(fā)性胺類化合物[13]。

由表1可知,在第0天時,雙頻超聲處理的樣品pH值顯著高于其他組(P<0.05)?？赡苡捎诔暺茐牧藰悠方M織和細(xì)胞結(jié)構(gòu),改變蛋白質(zhì)構(gòu)象,導(dǎo)致酸性基團(tuán)被埋沒,引起pH值的升高;此外,超聲處理還可促進(jìn)離子從細(xì)胞結(jié)構(gòu)向細(xì)胞質(zhì)擴(kuò)散,導(dǎo)致離子官能團(tuán)位置的改變,使pH值升高[15]。而SL組和SLUS組初始pH值則保持在中性,可能由于乳酸鈉濃度較低,因此處理后的樣品pH值更接近中性。整個貯藏過程中所有組樣品的pH呈先降后升趨勢,其中CK組和DUS組的拐點(diǎn)值出現(xiàn)在第6天,SL組和SLUS組則出現(xiàn)在第10天;隨后,各組樣品的pH值逐漸上升,其中CK組樣品的pH值在第8天升至6.64±0.20,明顯高于其他處理組;而SLUS在貯藏末期的pH值最低,這是由于雙頻超聲輔助乳酸鈉處理能夠有效抑制微生物代謝,減緩樣品的腐敗進(jìn)程和含氮物質(zhì)的分解,維持較低的pH值;也可能是乳酸鈉溶液呈弱堿性,對pH值的升高帶來影響。結(jié)果表明,3種處理方式均可有效減緩魚肉貯藏期間pH值的上升,延緩其腐敗進(jìn)程。

表1 不同處理方式對大黃魚貯藏期間pH值影響Table 1 Effects of different treatments on pH value of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

2.3 大黃魚冷藏期間總揮發(fā)性鹽基氮和硫代巴比妥酸值的變化

TVB-N值是反映魚類新鮮度的理化指標(biāo),TVB-N值越高,說明氨基酸被降解得越多,尤其是酪氨酸和蛋氨酸最顯著。根據(jù)GB 2733—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮、凍動物性水產(chǎn)品》規(guī)定,TVB-N值<13 mg N/100 g的魚肉為優(yōu)級品,TVB-N值<30 mg N/100 g的魚肉為合格。

由圖2-a可知,貯藏過程中各組樣品的TVB-N值逐漸上升,其中CK組樣品上升迅速,在第4天與其他實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),并在第8天升至(31.84±1.04) mg N/100 g,超出腐敗限值。而SLUS組樣品與其他處理組相比,在第8天時出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),在第12天時僅為(16.15±0.13) mg N/100 g,表明SLUS組樣品在第12天前均為優(yōu)級品,在第14天時為(21.53±4.29) mg N/100 g,遠(yuǎn)低于腐敗限值。TVB-N值與TVC有較大的關(guān)聯(lián)性,貯藏期間,樣品蛋白質(zhì)被微生物降解,內(nèi)部含氮物質(zhì)暴露,TVB-N值升高,MOHAMED等[16]研究發(fā)現(xiàn)TVB-N值與微生物代謝相關(guān),降低微生物的活性可有效抑制TVB-N值的上升,DUS處理的空化效應(yīng)能破壞細(xì)菌生理結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其失活;乳酸鈉通過滲透作用降低樣品中的水分活度,抑制酶和微生物活性,延緩蛋白質(zhì)的分解,減少堿性含氮物質(zhì)的生成。結(jié)果表明雙頻超聲輔助乳酸鈉的處理方式對魚肉TVB-N值的上升有顯著抑制作用。

a-TVB-N值;b-TBA值圖2 不同處理方式對大黃魚貯藏期間TVB-N值與TBA值影響Fig.2 Effects of different treatments on TVB-N and TBA of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

TBA值是反映脂類氧化程度的指標(biāo)之一,哈喇味是脂肪酸氧化的主要特征之一,其產(chǎn)生原因是過氧化物經(jīng)分解生成丙二醛(malondialdehyde, MDA)等二級產(chǎn)物。如圖2-b所示,在貯藏期間,各組樣品的TBA值均呈上升趨勢。其中,DUS組樣品在第0～6天時的TBA值略高于CK組,這與馬超鋒等[17]的結(jié)論一致,可能由于超聲波的空化作用導(dǎo)致樣品表面的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞,使脂肪暴露于空氣中,更易被氧化。CK組樣品的TBA值在第8天達(dá)(0.70±0.07) mg MDA/kg,而此時DUS、SL、SLUS組樣品的TBA值分別為(0.58±0.07)、(0.42±0.01)、(0.39±0.03) mg MDA/kg。其中SL組、SLUS組上升最緩,從第2天后顯著低于CK組和DUS組(P<0.05),SLUS在第14天時的TBA值為(0.54±0.01) mg MDA/kg?？赡苡捎谌樗徕c具有良好的維持魚肉水分活度的能力,抑制了微生物代謝和脂類氧化;乳酸鹽對羥自由基有清除作用,可抑制脂質(zhì)過氧化物的生成;乳酸鈉屬弱電解質(zhì),具有調(diào)控NADH生成的能力,乳酸鈉解離成乳酸根離子再形成乳酸,在乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)的作用下與NAD+生成NADH和丙酮酸[4],影響脂肪酸的β-氧化過程,達(dá)到減緩脂肪氧化的效果。此外,研究表明超聲與抗氧化劑具有協(xié)同效應(yīng),有效提升其抗氧化活性,延緩脂質(zhì)氧化[18]。

2.4 大黃魚冷藏期間質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)是決定魚肉商品價(jià)值的重要因素之一,其主要受水分活度及一些蛋白質(zhì)、品種等生物自身因素的影響。硬度是一種重要的感官指標(biāo),代表用于維持食品外形的結(jié)合力;彈性是魚肉在受到外力作用后,恢復(fù)原狀的能力;咀嚼度是魚肉在吞咽前需要咀嚼次數(shù)的參數(shù)之一[19]。

由表2可知,貯藏期間,4個處理組樣品的硬度、彈性、咀嚼性在整個貯藏期內(nèi)均呈下降趨勢,其中SLUS處理組樣品降幅最小,在第14天其硬度值、彈性值、咀嚼性值仍保持在(1 604.09±74.48) g、0.43±0.08、231.16±59.07,是對照組的1.30～1.99倍。整個貯藏過程中,CK、DUS組之間無顯著差異(P>0.05);第4天后,SL、SLUS處理組樣品的質(zhì)構(gòu)特性就與CK、DUS組之間差異顯著(P<0.05),可能由于乳酸鈉具有較高的滲透壓,魚肉蛋白組織內(nèi)正向滲透引起水分聚集,從而改善魚肉的食用品質(zhì)[20]。質(zhì)構(gòu)主要與樣品中的蛋白質(zhì)和脂肪含量有關(guān),魚體死后,自溶和微生物的分解導(dǎo)致肌原纖維降解,是樣品硬度和彈性下降的主要原因,結(jié)果表明,SLUS處理可有效維持樣品品質(zhì),可能由于乳酸鈉分子阻礙樣品蛋白質(zhì)氧化的能力,較好抑制其蛋白質(zhì)間交聯(lián),延緩魚肉品質(zhì)的下降[21]。

表2 不同處理方式對大黃魚貯藏期間質(zhì)構(gòu)影響Table 2 Effects of different treatments on TPA value of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

2.5 大黃魚冷藏期間水分遷移狀況

2.5.1 大黃魚冷藏期間持水力的變化

WHC被認(rèn)為是一種對抗外力作用阻止水滲出的能力,可作為評價(jià)魚肉新鮮程度的指標(biāo),與樣品蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性有很高的相關(guān)性[1]。在貯藏期間微生物的作用下,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞,組織內(nèi)部水分析出,轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?即樣品持水力的降低。

如圖3所示,每組樣品的持水力隨著貯藏時間的延長而呈降低趨勢,整個貯藏期間,CK組、DUS組與SL組、SLUS組之間存在顯著差異(P<0.05),可能由于超聲在處理過程中對樣品的組織有較大損害,以及超聲波的能量使蛋白質(zhì)變性,組織內(nèi)部水分子被釋放,表現(xiàn)為持水力下降。而SLUS組下降最緩,從貯藏前期的(75.00±0.03)%降至(64.67±0.01)%,遠(yuǎn)高于對照組和其他處理組,可能由于乳酸鈉能延緩樣品結(jié)構(gòu)蛋白(如肌球蛋白與肌動蛋白)的氧化,有效阻止樣品的水分流失;也可能是乳酸鹽具有強(qiáng)烈的吸濕作用,而Na+離子半徑相對較小,通常是水合晶體,因此乳酸鈉具有顯著的水合效果,起到保濕作用[22]。

圖3 不同處理方式對大黃魚貯藏期間持水力影響Fig.3 Effects of different treatments on WHC of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

2.5.2 大黃魚冷藏期間水分存在狀態(tài)和分布低場核磁共振是一種采用T2弛豫方法研究水分弛豫現(xiàn)象的一種方法,可有效反映魚肉的新鮮程度[23]。圖4-a中3個峰對應(yīng)的是3種水的形態(tài):T21(0.1～10 ms,結(jié)合水),T22(0.1～10 ms,不易流動水),T23(0.1～10 ms,自由水)。

a-T2弛豫時間;b-核磁成像圖4 不同處理方式對大黃魚貯藏期間T2弛豫時間與核磁成像影響Fig.4 Effects of different treatments on T2 relaxation time and MRI of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

由圖4-a可知,整個貯藏期間,T22的峰面積隨著時間的推移逐漸減少,說明樣品細(xì)胞中的不易流動水不斷游離出來。而CK組與DUS組的下降趨勢較顯著,SL、SLUS組樣品變化較小,且自由水占比較少,可能由于乳酸鈉的高價(jià)陰離子增加了樣品中的離子強(qiáng)度,將肌球蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài),使其保水性能相應(yīng)提升;此外,低頻超聲處理可改善肌肉組織的結(jié)構(gòu),提高樣品持水性能。

核磁共振成像是一種對氫質(zhì)子密度加權(quán)的表現(xiàn)方式,可由亮暗程度反映樣品中水分含量技術(shù),通過偽彩軟件實(shí)現(xiàn)著色,其中如圖4-b所示,質(zhì)子密度從低至高用藍(lán)色至紅色表示。隨著貯藏時間的推移,每組的樣品顏色逐漸由亮紅轉(zhuǎn)變?yōu)榱咙S,其中,CK組樣品的顏色變化較快,在第8天變成黃色,說明CK組樣品細(xì)胞組織損失大量水分,腐敗速度較快;而SLUS組則變化較慢,直到第14天才由紅色變成橙色,表明雙頻超聲輔助乳酸鈉處理能有效維持樣品內(nèi)部的水分含量,延長其貨架期。這是由于雙頻超聲輔助乳酸鈉處理抑制了微生物活性,減緩了樣品蛋白質(zhì)分解、氧化的速率,表現(xiàn)為樣品的水分遷移速率減緩。

2.6 大黃魚冷藏期間蛋白質(zhì)構(gòu)象與氧化

2.6.1 大黃魚冷藏期間蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化

內(nèi)源熒光強(qiáng)度是指蛋白分子中的芳香基團(tuán)在接觸到紫外輻射后,會發(fā)出熒光現(xiàn)象;而當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞,芳香族氨基酸被釋放到樣品表面,就會發(fā)生猝滅作用,熒光強(qiáng)度相應(yīng)降低,因此內(nèi)源性熒光強(qiáng)度可反映蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化程度[24]。

由圖5可知,新鮮的大黃魚肌原纖維蛋白在335 nm處熒光強(qiáng)度最高。在貯藏期間CK組樣品的熒光強(qiáng)度快速下降,而DUS組的熒光強(qiáng)度一直高于CK組,可能由于雙頻超聲的作用,導(dǎo)致樣品蛋白質(zhì)的疏水區(qū)域被破壞,使芳香族氨基酸暴露于樣品表面,熒光強(qiáng)度增大[4]。隨著貯藏時間的推移,樣品蛋白質(zhì)進(jìn)一步展開,色氨酸暴露于溶劑中,被氧化、猝滅,熒光強(qiáng)度降低;SLUS組與SL組樣品的熒光強(qiáng)度下降較緩,說明乳酸鈉處理可有效維持其蛋白質(zhì)構(gòu)象?？赡苡捎诔暷芷茐募?xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性,使微生物失活;乳酸鈉解離生成乳酸,經(jīng)氧化呼吸鏈中的乳酸脫氫酶作用,從而抑制微生物代謝,減緩蛋白質(zhì)分解。

a-0 d;b-6 d;c-10 d圖5 不同處理方式對大黃魚貯藏期間內(nèi)源性熒光強(qiáng)度的影響Fig.5 Effects of different treatments on IFI of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

2.6.2 大黃魚冷藏期間蛋白質(zhì)氧化

圖6是不同處理方式下大黃魚的肌原纖維提取液的SDS-PAGE結(jié)果,圖中較深的條帶從上至下依次為肌球蛋白重鏈(220 kDa)、肌動蛋白(43 kDa)、原肌球蛋白(38 kDa),這幾個蛋白條帶代表著樣品內(nèi)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)程度[25]。隨著貯藏時間的推移,蛋白條帶變淺,說明樣品中蛋白發(fā)生降解。其中,DUS組的條帶在整個貯藏期間始終保持較淺的狀態(tài),可能由于樣品在處理過程中吸收了超聲波能量,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,而SLUS組樣品的變化程度最小,說明SLUS的處理方式可有效減緩蛋白質(zhì)由于氧化、微生物作用引起的變性、降解,延長其貨架期。這是由于乳酸鈉處理方式能使樣品具有良好的保水性,減少其自由水含量,降低微生物和酶的活性;同時,乳酸鈉能有效清除自由基,減緩過氧化物的生成,使樣品中蛋白質(zhì)降解速度下降;此外,超聲能促進(jìn)乳酸鈉滲透進(jìn)入組織細(xì)胞,達(dá)到更好的保鮮效果。

圖6 不同處理方式對大黃魚貯藏期間蛋白質(zhì)降解的影響Fig.6 Effects of different treatments on protein degradation of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage注:圖中M代表Marker,220 kDa代表肌球蛋白重鏈,43 kDa代表肌動蛋白,38 kDa代表原肌球蛋白

2.7 大黃魚冷藏期間感官品質(zhì)的變化

感官評定是評價(jià)魚肉新鮮度的有效方法,其包括黏性、氣味、質(zhì)地等參數(shù)[25]。

如圖7所示,各組初始值接近5分,說明大黃魚樣品較新鮮。隨著貯藏時間的推移,感官評分均呈下降趨勢,在第8天時,CK組樣品的體表有黏液,臭味明顯,且按壓后回彈速度慢,整體感官已不可接受,而DUS、SL、SLUS處理組的感官評分下降較緩,在貯藏前期,SL組、SLUS組的氣味評分高于CK組、DUS組,可能由于乳酸鈉的添加,使樣品的風(fēng)味相應(yīng)增強(qiáng)。貯藏末期時,SL、SLUS組樣品仍保持較好彈性,且SLUS組魚體表面光滑,無臭味。其可能與雙頻超聲、乳酸鈉處理具有良好殺菌與保水能力有關(guān),適當(dāng)濃度的乳酸鈉溶液處理被認(rèn)為能通過保持水分,較好維持樣品的感官分值[3]。結(jié)果表明,雙頻超聲結(jié)合乳酸鈉處理能有效改善大黃魚的感官品質(zhì),延長其貯藏期。

a-黏性;b-氣味;c-質(zhì)地;d-總體圖7 不同處理方式對大黃魚貯藏期間感官品質(zhì)影響Fig.7 Effects of different treatments on sensory scores of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

2.8 大黃魚冷藏期間指標(biāo)間相關(guān)性分析

通過對不同方式處理后大黃魚冷藏期間的TVB-N值、TVC、PBC、TBA、硬度值及持水力進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可知,TVB-N值與TBA值、pH值、TVC、PBC顯著相關(guān)(P<0.01),這是由于TVB-N值表征的是樣品蛋白質(zhì)的分解程度,而TBA值表征的是樣品脂肪的氧化程度,樣品的蛋白質(zhì)在貯藏期間受到微生物的影響,發(fā)生降解,組織內(nèi)部含氮物質(zhì)、脂肪暴露,TVB-N值、TBA值及pH值上升。持水力近乎與所有指標(biāo)顯著相關(guān),這是由于持水力表征的是樣品組織水分流失的能力,在貯藏期間持水力下降,樣品中自由水含量增加,硬度下降,微生物代謝速度上升,TVB-N值、TVC、PBC、TBA值上升。

表3 大黃魚冷藏期間指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between different parameters of Pseudosciaena crocea during refrigerated storage

3 結(jié)論

通過研究經(jīng)過不同方式處理后的大黃魚樣品,根據(jù)其微生物與理化指標(biāo),結(jié)合感官分析,結(jié)果表明, DUS和SL處理方式均可減緩樣品微生物的生長代謝,有效抑制pH值、TVB-N值及TBA值的上升速率。持水力和水分遷移特性指標(biāo)表明,乳酸鈉處理對魚肉保持水分的能力有顯著提升,延緩樣品的水分流失,超聲處理可嫩化肉質(zhì),改善質(zhì)構(gòu)特性與感官品質(zhì)。乳酸鈉能有效降低樣品水分活度,達(dá)到抑制酶和微生物活性的效果,延緩樣品蛋白質(zhì)的氧化與變性速率,維持完整的組織結(jié)構(gòu)。結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)分析,SLUS的保鮮效果最佳,雙頻超聲的促滲作用能輔助乳酸鈉處理,達(dá)到更好的保鮮效果。結(jié)合樣品貯藏期間的菌落總數(shù)與TVB-N值分析結(jié)果可知,CK、DUS、SL、SLUS組樣品的冷藏貨架期分別為8、8、12、14 d。其中,與對照組相比,雙頻超聲聯(lián)合乳酸鈉處理可使大黃魚的冷藏貨架期至少延長6 d。