鱘魚(Sturgeon)隸屬于硬骨魚綱(Osteichthyes)輻鰭亞綱(Actinopterygii) 硬鱗總目(Ganoidomorpha) 鱘形目(Acipenseriformes),是現存起源最早的脊椎動物之一｡成年鱘魚可長至2~3 m,最長可達9~10 m,平均體質量200~400 kg,是世界上最大的淡水魚類｡近年中國已成為全球鱘魚產量最大的國家, 2016 年鱘魚養殖量為89773 噸｡鱘魚肉目前主要用于餐館鮮銷和冷凍出口,鮮銷鱘魚肉貯藏期過短,而凍藏魚肉則面臨著解凍后魚肉品質嚴重劣化的問題｡因此,應用一種能夠延長魚肉貯藏期并能夠較好保持其品質的貯藏方式,對于鱘魚肉的貯藏和銷售有著重要意義｡
微凍技術起于1920 年,即應用介于傳統凍結和冰溫之間的溫度,但是“微凍”或者 “部分冷卻”的概念在2008 年才正式被提出,定義為“產品中的5%~30%的水分被凍結”,溫度定義為低于初始凍結點1~2℃｡研究表明,微凍條件下水產品的感官､質構等優于冷凍樣品,且相比冷藏保鮮貯藏期可以提升1.4~5倍｡評估了–2℃微凍條件下草魚的品質變化,結果表明其貯藏期可延長至21d｡將氣調包裝與微凍結合用于梭子蟹貯藏,考察貯藏期的品質指標,結果表明可延長其貯藏期15–20 天,且CO2 的比例是關鍵影響因素｡微凍保鮮技術目前仍處于起步階段,消費者對微凍產品的認知度很低,但微凍能夠保持新鮮度,保持質量和延長貯藏期這三個優勢,使得微凍技術有著廣闊的應用空間｡
方法
分別用冷藏與微凍技術從冰點測定､感官評定､菌落總數測定､PH測定､TVB-N 測定､TBA 測定､質構測定､水分狀態測定､揮發性風味物質測定與微觀結構測定等方法判定鱘魚肉的保鮮程度｡
冰點分析
新鮮鱘魚肉的冰點為(–2.10±0.15) ℃｡微凍技術大多選取冰點或冰點以下1~2℃之間的溫度進行貯藏,同時,應考慮到鱘魚各部位及個體的差異會導致其冰點略微不同以及貯藏設備自身的溫度波動｡
感官評定
感官評定是衡量食品品質的重要手段｡當梭子蟹的菌落總數并未達到國際微生物標準委員會(ICMSF, 1986)規定的甲殼類水產品衛生限值6 log CFU/g 時,就已嚴重腐敗,感官亦不接受｡因此感官指標比生化性質更直觀｡隨貯藏時間的延長,鱘魚肉感官分值呈逐漸下降趨勢｡貯藏第4 d 時,冷藏的魚肉感官評分值已降至8.43±0.53,此時魚肉具有輕微的腐敗異味,同時魚肉表面出現粘液,彈性降低;第6 d 感官評分為4.29±0.49,魚肉異味明顯,黏粘嚴重,感官完全不能接受｡在整個貯藏期間,微凍與冷藏的感官評分值差異顯著,微凍處理的感官評分項在色澤､氣味上得分沒有明顯下降,分值持續緩慢下降主要體現在組織形態和肌肉彈性上的劣化,貯藏第18 d 時感官評分才降至7.43±0.53｡同時,微凍處理延緩了鱘魚肉的脂肪氧化,這也是微凍鱘魚肉能在較長時間維持氣味較好的原因｡
菌落總數測定
《微生物檢驗與食品安全控制》國際食品微生物標準委員會(ICMSF, 1986)規定,淡水魚和海水魚的微生物可接受極限為7.00 log CFU/g｡新鮮鱘魚的TVC 為4.35±0.01 log CFU/g,隨著貯藏時間的增加,冷藏鱘魚肉的TVC 幾乎呈直線上升,并在貯藏的第6 d 達到了7.35±0.01 log CFU/g,已超過限值｡與冷藏鱘魚肉相比,微凍鱘魚肉TVC 增長速度緩慢,第6 d 的TVC 僅為4.62±0.04 log CFU/g,第18 d 時TVC 為5.06±0.08 log CFU/g,依然低于6.00 log CFU/g｡微凍貯藏對松浦鏡鯉中微生物的抑制效果明顯優于冷藏條件｡這種現象與微凍使微生物細胞中的游離水部分凍結,細胞液濃度增加,水分活度降低,抑制了微生物的繁殖有關｡
化學指標分析
pH 分析
pH 值的變化可以在一定的程度上反映水產品的新鮮程度｡鱘魚肉在冷藏與微凍貯藏期間,兩組樣品的pH 值均呈先下降后上升的趨勢,原因可能是鱘魚貯藏初期發生的生化反應主要是糖原酵解､脂肪分解和ATP 降解,這些反應會相應產生乳酸､脂肪酸､磷酸等酸性物質使肌肉整體pH 下降｡貯藏后期魚肉蛋白質會加速降解產生氨基酸､吲哚､氨､胺類物質等堿性物質使pH 值上升｡冷藏條件下鱘魚肉在第2 d 即已達到最低pH 為6.44±0.03;而微凍貯藏的樣品,pH 值在第6 d 時才降至最低水平,之后開始上升,表明微凍處理能在一定程度上抑制蛋白分解和ATP 降解等生化反應過程,從而延長鱘魚的保鮮期｡
TVB-N 與TBA 分析
揮發性鹽基氮(TVB-N)是用于判斷食品新鮮度常用的理化指標,在微生物和內源酶的作用下蛋白質持續分解產生氨以及胺類等堿性含氮物質｡0℃和4℃兩種冷藏條件下,帶魚的蛋白氧化致使其新鮮度和品質都遭到破壞,散發出異味｡新鮮鱘魚肉初始TVB-N 值為12.63 mg/100g,較其他淡水魚偏高,這可能是由于鱘魚肉的蛋白含量較高｡TVB-N 值在貯藏過程中呈逐漸上升趨勢｡在貯藏第4d,冷藏的TVB-N值達到 (16.94±0.07) mg/100 g,第6 d 達到(21.56±0.41) mg/100 g,根據GB 2733-2015鮮､凍動物性水產品衛生標準,淡水魚的TVB-N 衛生限值為20 mg/100 g,已超過限值｡而微凍鱘魚肉TVB-N含量的增長速度明顯緩于冷藏,第6 d TVB-N 值為(16.10±0.23) mg/100 g,第18 d 為18.26±0.37 mg/100 g,仍未超過腐敗限值20 mg/100 g｡這是由于微凍處理能夠顯著抑制微生物的繁殖代謝和內源酶活力,減緩其對魚肉蛋白質的分解,使胺類和氨類等堿性物質的積累減小｡
脂質氧化是引起水產品風味劣化的重要原因之一,硫代巴比妥酸值(TBA)是表征水產品脂肪氧化程度的常用指標｡在整個貯藏期間,兩種不同貯藏溫度的鱘魚肉TBA 含量呈逐漸增加的趨勢｡冷藏樣品的TBA 值從最初的(0.35±0.06) mg/kg 增加到第6 d 的(2.59±0.10)mg/kg,脂肪氧化會產生酮､醛類等揮發性物質,當TBA 值高于2.2 時,魚類有明顯腥臭味｡微凍的樣品在第18 d TBA 值才達到(1.78±0.08)mg/kg,表明微凍處理可以在一定程度上延緩脂質的氧化,使鱘魚肉能夠在較長時間內保持良好的風味,這可能與微凍能更好抑制鱘魚脂肪氧化酶的活力有關｡
物理指標分析
質構分析
魚體宰殺后其肌肉的質構特性是評價魚肉新鮮度及品質質量的一個重要方面,在所有的質構指標中,硬度､彈性､咀嚼性是其中最重要的,消費者可根據這些指標來判定魚肉是否新鮮｡冷藏過程中鱸魚硬度､彈性､和咀嚼性等指標均呈現減小的趨勢,肌肉細胞間結合力下降,口感質量降低｡4 ℃冷藏和微凍貯藏鱘魚肉在貯藏期內的這三個質構指標變化趨勢｡隨著貯藏時間的延長,兩種貯藏條件下的鱘魚肉硬度､彈性均呈現不同程度的降低趨勢｡4 ℃冷藏條件下,魚肉的硬度和彈性在第4 d 時即已比新鮮魚肉顯著降低｡微凍貯藏條件下,硬度在第9 d 時出現顯著降低,而彈性則在第3 d 時已出現顯著降低｡咀嚼性是指把固態食品咀嚼為能夠吞咽的狀態所需要的能量,表中數據可以看出,隨著時間延長,咀嚼性也呈現明顯的降低趨勢,表明魚肉纖維的結構被一定程度地破壞,這與硬度和彈性的下降是對應的｡由膠原蛋白酶引起的膠原蛋白降解與魚肉硬度下降存在一定的關聯,另冰晶形成對其肌纖維結構的破壞可能是影響其貯藏末期感官評分可能的主要因素｡
鱘魚肉在冷藏過程中質構變化
鱘魚肉在微凍貯藏過程中質構變化
水分狀態分析
通過分析T2 弛豫時間的長短可以判斷食品中自由水､結合水､不易流動水的狀態｡海參干燥過程中水分分布與弛豫時間和信號幅值均有很好相關性｡弛豫時間越短表明水分子與大分子結構結合越緊密, 弛豫時間越長表明水分子越自由｡T21峰(0.01~10 ms)為結合水峰, T22 峰(10~150 ms)為不易流動水峰,T23 峰(大于150 ms)為自由水與加熱溢出的部分油脂｡貯藏末期相比于儲存初期,不易流動水的弛豫時間T22 和自由水的弛豫時間T23 逐漸向右移動,且弛豫時間變長,說明水分的流動性隨著儲藏時間的延長而增加｡而微凍條件下,貯藏末期的自由水含量明顯高于冷藏末期,結合水含量明顯低于冷藏末期, 這表明微凍條件會增加魚肉的汁液流失率,這與前文魚肉質構指標的下降是對應的｡
揮發性物質分析
電子鼻具有10個高靈敏度傳感器,對應不同類型的揮發性化合物｡本文通過電子鼻傳感器測定4 ℃和微凍貯藏條件下不同時期的樣品中揮發性物質組成｡本實驗提取十個傳感器穩定后第65 s 的響應值,鱘魚肉在不同貯藏條件下,隨著時間的推移,電子鼻信號特征均會發顯著變化｡其中,2 號可能是由于蛋白質的氧化或降解產生的物質,6 號和8 號響應值迅速增大,感官上出現較為明顯的魚腥味和輕微的酸敗氣味｡4 ℃條件下,10號響應值在貯藏末期也顯著增大｡相較于4℃冷藏條件,微凍鱘魚肉在貯藏后期,幾種揮發性物質的響應值較低,在6號和10號上表現尤為明顯｡這與感官評價中微凍貯藏后期氣味指標評分沒有顯著降低也是相對應的｡貯藏后期6–10 號響應值相對較大,共同構成了秋刀魚強烈的魚腥味和酸敗氣味｡
微觀結構分析
組織學特征是研究水產品肌肉結構的基礎,也是評價肌肉品質的重要因素｡不論凍結速度如何,微凍處理中冰晶的形成都是影響肌肉組織形態的關鍵因素｡圖8 為鱘魚肌肉縱切面的掃描電鏡照片｡其中圖8-1 為4 ℃貯藏過程中魚肉的微觀結構變化,可以看出新鮮鱘魚的肌肉纖維非常清晰,排列整齊有序,并且能夠清晰觀察到肌節單位和肌原纖維的網狀結構｡隨著貯藏時間的延長,魚肉在自身蛋白酶和微生物的作用下,結締組織被降解,導致網狀結構消失,肌原纖維發生粘黏｡微凍貯藏圖8-2 中B 的鱘魚肉肌肉纖維微觀結構要比冷藏(8-1C)更清晰,說明微凍在貯藏前期對肌原纖維降解､微觀組織結構的劣變與蛋白酶活性有一定的抑制作用,能更好地保持肌肉纖維結構完整性,但在微凍貯藏中后期,肌肉纖維則呈現較為明顯的劣化,肌節逐漸消失,這也是造成感官評分中微凍組魚肉組織結構和肌肉彈性指標得分明顯降低的原因｡
冷藏與微凍鱘魚肌肉微觀結構掃描電鏡圖
左為8-1，右為8-2
8-1 A：新鮮鱘魚樣，B：冷藏2 d，C：冷藏4 d，D：冷藏6 d
8-2 A：新鮮鱘魚樣，B：微凍6 d，C：微凍12 d，D：微凍18 d
結論
4℃冷藏條件下,鱘魚肉TVB-N､TBA 與菌落總數等指標劣化較快,導致感官評分也隨之迅速下降,其貯藏期為6 d｡–3 ℃微凍條件,鱘魚肉的pH值呈先下降后上升的趨勢,貯藏后期硬度和彈性等質構指標值持續降低,感官評分也因此呈降低趨勢;微凍鱘魚肉的自由水與結合水比例呈上升趨勢,表明鱘魚肉在貯藏后期持水性逐漸下降;TVB-N､TBA 與菌落總數均呈現上升趨勢,但在貯藏末期也并未超過鮮凍水產品衛生限值｡觀察其微觀結構,隨著貯藏時間的延長,肌纖維之間出現黏粘,肌節逐漸由清晰變為模糊｡綜合各指標的變化規律,確定了–3 ℃微凍條件下其貯藏期為18 d,相比4 ℃冷藏鱘魚肉的貯藏期6 d 延長了2 倍,表明微凍可明顯延緩品質劣化趨勢｡本研究探明了冷藏與微凍貯藏條件下鱘魚肉的貯藏期,并初步探明微生物并不是微凍鱘魚肉品質劣化的主要因素,而冰晶形成和蛋白酶對其肌纖維的破壞可能是更為重要的原因,為鱘魚肉的冷鮮貯藏與多元化銷售提供了理論基礎｡本文仍有不足之處,對其品質劣化的機理探究不夠深入,在后期研究中將繼續從冰晶形成和蛋白酶角度深入探究微凍鱘魚肉的品質變化機理｡
作者：陳依萍，崔文萱，高瑞昌，李漸鵬，曾名湧，唐淑瑋，馮秋鳳，趙元暉
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