摘要:【目的】研究大黃魚 (Larimichthys crocea) 在不同蒸制時間下,其理化性質及品質的變化規律,為優化大黃魚加工工藝提供參考。【方法】測定不同蒸制時間大黃魚魚肉的肌原纖維蛋白、總巰基含量、(Ca^{2+})-ATP 酶活力、蒸煮損失率、色差、質構、風味和脂質氧化的動態變化。【結果與結論】大黃魚在 0~4 min 蒸制過程中,肌原纖維蛋白相對提取率、總巰基含量和(Ca^{2+})-ATP 酶活力顯著性下降;0~8 min 時,蒸煮損失率增加,亮度值和藍黃值上升,電子鼻響應值在 4、6 min 時較大,質構硬度、彈性、咀嚼性均下降;在蒸制過程中,過氧化值和硫代巴比妥酸反應物值均上升。

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廣東海洋大學學報雜志投稿格式參考范文:蒸制過程中大黃魚理化性質及品質的變化

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  大黃魚 (Larimichthys crocea) 作為我國沿海特有經濟魚類,2022 年全國養殖總產量達 25.7 萬 t,其中福建省產量占 21.5 萬 t [1]。大黃魚色澤金黃,肉質細嫩,而且含有豐富的蛋白質、維生素和脂肪酸。目前大黃魚加工方式多為冰鮮、冷凍貯藏、腌制等,加工產品形式單一,制約大黃魚產業的進一步發展 [4-5]。為此,有必要開發不同的大黃魚加工方式,將大黃魚制備成加工產品推向國內外市場,以促進大黃魚產業發展。蒸制是常見的大黃魚加工手段,蒸制時間是影響大黃魚魚肉品質的重要因素。蒸制時間過短,魚肉中的微生物會完全失活,危害食品安全;蒸制時間過長,不僅會使大黃魚營養成分有所損失,還會影響魚肉的風味和口感。Wei 等 [6] 通過感官實驗對比蒸制大黃魚與大黃魚生肉的差異,指出蒸制處理能增加大黃魚的脂肪氣味,明顯影響大黃魚整體氣味接受度。

  Golgolipour 等 [7] 對草魚 (Ctenopharyngodon idellus) 蒸制 5.5 min 后對比生魚肉的維生素含量,發現蒸制會顯著降低水溶性維生素含量,但對脂溶性維生素無顯著影響。然而,目前大黃魚在蒸制過程中其理化性質及其品質變化尚有待研究。本研究以冰鮮大黃魚為原料,進行不同時間的蒸制,測定大黃魚在蒸制過程中包括肌原纖維蛋白、總巰基含量、(Ca^{2+})-ATP 酶活力、蒸煮損失率、色差在內的理化性質,質構,風味和脂質氧化的動態變化,以尋求最佳的蒸制時間,以期為大黃魚的加工工藝改良提供理論依據,并為即食蒸制大黃魚的工業化、標準化生產提供技術支持。

  1 材料與方法

  1.1 材料與試劑

  相同批次、規格基本一致、來源相同的冰鮮大黃魚,購自福建福州永輝超市;總蛋白定量測試盒,南京建成生物工程研究所;總巰基測定試劑盒,伊勢久 (江蘇連云港) 生物科技有限責任公司;微量腺嘌呤核苷三磷酸 (ATP) 酶測試盒,南京建成生物工程研究所;2 - 硫代巴比妥酸,上海麥克林生化科技有限公司;石油醚 (30~60℃)、無水乙醇,上海泰坦科技股份有限公司;三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、可溶性淀粉、硫代硫酸鈉,國藥集團化學試劑有限公司。

  1.2 儀器與設備

  WSC-S 型測色色差計,上海儀電物理光學儀器有限公司;TA. XT PlusC 型質構儀,英國 STABLE MICRO SYSTEMS 有限公司;6000 型高速冷凍離心機,日本久保田有限公司;HN-30K 型手持式均質機,上海汗諾儀器有限公司;Spectra Max i3x 型酶標儀,上海美谷分子儀器有限公司;PEN3.5 型電子鼻,德國 Airsense 公司。

  1.3 大黃魚樣品制備

  將不同冰鮮大黃魚去頭去尾、去內臟,洗凈瀝干,不同魚肉厚度無顯著差異。將實驗分為 5 組進行,分別蒸制 0、2、4、6、8 min,每組實驗重復 3 次。將魚肉放入制好的的調味液中,待水煮沸至 100℃,用沸水的蒸汽蒸制 2 min,蒸制結束后取出并冷卻至室溫 25℃,拭去大黃魚表面水分,得到蒸制 2 min 的大黃魚樣品。蒸制 4、6、8 min 的大黃魚樣品處理方法同上,并以未蒸制過的大黃魚樣品 (蒸制 0 min) 作為對照組。指標測定所用大黃魚均從魚體背部取樣。

  1.4 實驗方法

  1.4.1 肌原纖維蛋白

  相對提取率測定:參考 Wang 等 [8] 的方法,取 2 g 樣品切碎,加入 20 mL 磷酸鹽緩沖液 (PBS,0.05 mmol/L,pH 7.4),冰浴勻漿。隨后在 4℃、8000 r/min 條件下離心 20 min,棄上清液,沉淀加入 10 倍體積的 PBS,均質混勻,冰浴靜置 30 min,再以 4℃、8000 r/min 的條件離心 10 min,所得上清液即為肌原纖維蛋白,置于冰上待測。使用 BCA 試劑盒測定蛋白質濃度。

  1.4.2 總巰基含量測定:按照魚肉組織質量 (2 g) 與水體積 (20 mL) 的比例進行冰浴勻漿,在 4℃、8000 r/min 下離心 10 min,取上清液,置于冰上待測。依照試劑盒測定魚肉總巰基含量。

  1.4.3 (Ca^{2+})-ATP 酶活力測定:稱取魚肉,按照魚肉質量 (g)∶體積 (mL)=1:9 的比例加入生理鹽水 (體積分數 0.9%),冰浴勻漿,在 4℃、2500 r/min 條件下離心 10 min,取上清液,生理鹽水稀釋 10 倍,同時測定魚肉的蛋白含量。依照試劑盒說明書測定(Ca^{2+})-ATP 酶活力。

  1.4.4 蒸煮損失率測定:蒸制前后的魚肉輕拭表面水分,測量其質量并記錄,并按照公式 (1) 計算蒸煮損失率 (%)。其中,(m_{a})為未經蒸制的魚肉吸干水分后的質量 (g),(m_{b})為蒸制過后的魚肉質量 (g)。

  1.4.5 色差測定:將魚肉切成大小適宜的魚塊,將其置色差計中,檢測不同蒸制時間魚肉的色差:亮度值 (L)、紅綠值 (a*) 與黃藍值 (b*)。

  1.4.6 質構測定:將魚肉切成 2.0 cm×3.0 cm×1.5 cm 的立方體,用質構儀對樣品的質構特性進行測定,質構儀探頭型號為 P36R,測試前速率與測試中的速率均為 1 mm/s,測試后速率為 10 mm/s,壓縮比為 60%,時間間隔為 5 s,循環 2 次。

  1.4.7 電子鼻檢測:取 3.5 g 研碎的魚肉樣品于 20 mL 的頂空瓶中,25℃下平衡 30 min 后上機測定。電子鼻的分析條件:樣品氣體進樣速率為 400 mL/min,載氣速率為 400 mL/min,測量時間為 140 s,清洗時間為 140 s。

  1.4.8 過氧化值測定:根據《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定:GB 5009.227―2023》[9] 中的滴定法,將魚肉用石油醚進行浸提,旋轉蒸干石油醚制備樣品。用三氯甲烷 - 冰乙酸混合液 (體積比為 2∶3) 對樣品進行溶解,隨后用 0.01 mol/L 的硫代硫酸鈉對其進行滴定,并記錄所消耗的硫代硫酸鈉體積。

  1.4.9 硫代巴比妥酸反應物值測定:參考胡錦鵬 [10] 的方法,向研碎的 10 g 大黃魚魚肉樣品中加入 50 mL 質量分數 7.5% 三氯乙酸溶液 (含質量分數 0.1% 乙二胺四乙酸),于 70℃的振蕩器中振蕩 30 min,過濾,取上清液 5 mL 并加入 0.02 mol 的硫代巴比妥酸 (TBA) 溶液,90℃水浴加熱 45 min,靜置冷卻,再加入 5 mL 氯仿,混勻后靜置至溶液分層。分別在波長 532、600 nm 處測試上清液的光密度值 D。將得到的 D 值代入到式 (2) 中,計算硫代巴比妥酸反應物 (TBARS) 質量分數 (mg/kg)。(TBARS 質量分數 =726left(D_{532}-D_{600} ight) / 155)。

  1.4.10 脂肪酸測定:參照《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定:GB 5009.168―2016》[11] 測定脂肪酸的含量。將不同蒸制時間的大黃魚魚肉勻漿,于 - 18℃以下冷凍保存,備用。勻漿水解,使用乙醚 - 石油醚混合液 (體積比 1∶1) 提取魚肉勻漿中的脂肪,將脂肪提取物進行甲酯化,隨后用氣相色譜對色譜峰進行定性。

  1.5 數據處理

  每組實驗重復 3 次,通過 Excel 2016 對數據進行錄入,使用 IBM SPSS Statistics 27 對所得數據進行顯著性差異分析,組間差異的顯著性水平為 0.05,并用 Excel 2016 制圖。

  2 結果與分析

  2.1 蒸制過程中大黃魚魚肉理化性質的變化

  2.1.1 蒸制過程中魚肉肌原纖維蛋白相對提取率的動態變化:肌原纖維蛋白是鹽溶性蛋白的主要成分,是影響魚肉品質的重要蛋白 [12-13]。肌原纖維蛋白相對提取率是反映肉制品熟化程度的參考指標,當肌原纖維蛋白的相對提取率降低至 10% 以下時,可認為該產品達到完全熟化 [8]。當蒸制時間 < 4 min 時,隨蒸制時間延長,大黃魚肌原纖維蛋白相對提取率顯著下降 (P<0.05)。蒸制 4 min 大黃魚肌原纖維蛋白相對提取率下降 93.61%,達到完全熟化狀態。蒸制過程中肌原纖維蛋白的相對提取率下降,這是因為鹽溶性蛋白隨溫度升高發生變性,生成堿溶性蛋白 [14]。與此同時,肌束膜受熱破損導致肌原纖維蛋白從肌肉中擠出,肌原纖維蛋白隨著魚肉中的水分流失 [15]。當蒸制時間大于 4 min 時,大黃魚肌原纖維蛋白相對提取率變化不顯著 (P>0.05)。

  2.1.2 蒸制過程中大黃魚魚肉總巰基的含量變化:巰基是魚肉蛋白中較為關鍵的活性功能基團,用作衡量蛋白質氧化變性的指標之一 [16]。當蒸制時間小于 4 min 時,隨蒸制時間延長,大黃魚總巰基含量顯著下降 (P<0.05)。蒸制 4 min,大黃魚總巰基含量下降 87.76%,這是由于巰基受熱被氧化成二硫鍵或其他氧化物質。有研究表明,巰基含量下降會引發蛋白質之間的交聯、鍵合與聚合,進而改變蛋白質的空間結構和功能 [17]。當蒸制時間大于 4 min 時,大黃魚肌原纖維蛋白相對提取率變化不顯著 (P>0.05),說明大黃魚未發生進一步氧化。

  2.1.3 蒸制過程中魚肉(Ca^{2+})-ATP 酶活力的變化:肌球蛋白是肌原纖維蛋白的主要蛋白,關系著肌肉組織的持水能力、膠凝能力等功能特性 [18]。(Ca^{2+})-ATP 酶位于肌球蛋白頭部敏感部位的活性位點,其活力可以反映肌球蛋白的變性情況 [19]。蒸制 4 min,大黃魚(Ca^{2+})-ATP 酶活力顯著下降 94.12%(P<0.05)。蒸制 4 min 以后,大黃魚(Ca^{2+})-ATP 酶活力數值近似 0,可認為大黃魚肌球蛋白的頭部位點已被破壞,肌球蛋白發生嚴重變性。

  2.1.4 蒸制過程中魚肉蒸煮損失率的變化:對魚肉進行熱加工時通常會造成質量的損失,研究表明損失的質量中大部分為水分,其他則為肌漿蛋白等營養成分 [20-21]。蒸制 0~8 min,隨著蒸制時間的增加,大黃魚蒸煮損失率顯著上升 (P<0.05)。蒸制時間在 0~2 min 的過程中魚肉處于熱處理初期,魚肉表層與接近表層的蛋白變性,細胞內游離的水分被蒸出。2~4 min 時,蒸煮損失率持續增加,這可能是因為隨著魚肉的中心溫度逐漸升高,大部分肌球蛋白變性、肌原纖維收縮,致使肌原纖維持水力下降、肌原纖維與纖維間隙之間空隙增大,并且蛋白質變性會造成疏水基團暴露,導致水分進一步被排出,因而蒸煮損失率上升。4~8 min 時,隨蒸制時間延長,蒸煮損失率持續上升,肌膜和肌筋膜破裂,孔隙增加,因加熱而活躍的游離水會因為弱機械力從各種間隙中流出 [8,22],導致蒸煮損失率進一步增加。

  2.1.5 蒸制過程中魚肉色差的變化:肉制品的顏色可較為直觀反映產品狀態,會影響消費者對產品的感官評分。蒸制 0~8 min 范圍內大黃魚色差變化。L值越高,產品越接近白色。蒸制 0~4 min 時,L值顯著上升,這是由于蛋白變性過程中水分流失,肌肉纖維打開并散射光線,導致 L值上升 [23]。在蒸制過程中,肌紅蛋白及其他呈色蛋白因加熱氧化變性,生成其他衍生物,造成魚肉色差的改變 [24]。大黃魚蒸制 4 min 達到熟化后,繼續增加蒸制時間 (4~8min),L值趨于穩定,受蒸制時間影響較小。a值在蒸制過程中 (0~8 min) 未發生顯著變化 (P>0.05)。b值越高,產品的肉色越偏向黃色。蒸制過程中,b * 值呈上升趨勢,主要原因是脂質氧化程度加深和蒸制高溫下發生的美拉德反應。

  2.2 蒸制過程中大黃魚魚肉質構的變化質構特性 (包括硬度、彈性、咀嚼性等) 被廣泛用于表征食品的口感及組織狀態,這些特性可以用于客觀判斷食品品質 [26-27]。硬度的變化主要受到肌原纖維蛋白與膠原蛋白的共同影響,在整個蒸制過程中 (0~8 min),隨蒸制時間增加,大黃魚硬度隨之減少。蒸制 2 min 時,硬度開始降低,這是由于肌原纖維蛋白開始變性,魚肉組織中氫鍵、疏水鍵等維持內部結構的共價鍵、非共價鍵斷裂。蒸制 4 min 時,蒸汽高溫從魚肉表層向中心傳熱,中心溫度升高,對肌肉纖維造成破壞,在此期間結締組織中的膠原蛋白降解為明膠 [28-29],使硬度大幅度下降,此時硬度僅有 0 min 硬度的 3.93%。蒸制 4~8 min,硬度持續下降,但是差異不顯著 (P>0.05)。在 0~8 min 蒸制時間范圍內,彈性隨著蒸制時間的增加而持續下降,這是由于肌原纖維蛋白變性收縮,肌肉纖維被破壞后受力無法復原,此外,彈性下降與蒸制過程中水的流失密切相關 [30],膠原蛋白溶出也會造成彈性下降 [12]。咀嚼性的變化趨勢與硬度的變化趨勢相同,在 0~8 min 蒸制時間范圍內,咀嚼性隨蒸制時間增加而下降。

  2.3 蒸制過程中大黃魚魚肉風味的變化

  2.3.1 電子鼻的特征雷達分析:大黃魚蒸制過程中,在電子鼻的 10 個傳感器上對應的響應值。蒸制前后的大黃魚均對 W5S (對氮氧化合物靈敏)、W1S ((對甲基類靈敏)、W1W (對無機硫化物靈敏)、W2S (對醇類靈敏)、W2W (對芳香類有機硫化物靈敏) 這 5 個傳感器響應值較高,可認為這 5 個傳感器對應靈敏的化合物為大黃魚魚肉 0~8 min 蒸制過程中的主要揮發性氣味成分。相比于 0 min 時大黃魚魚肉,蒸制 2~8 min 時,大黃魚魚肉電子鼻的響應值在 W5S、W1S、W1W、W2S、W2W 傳感器上均有明顯上升;W1W 和 W2W 在 4 min 時達到最高值;W1S 和 W2S 在 6 min 時達到最高值。可見,蒸制處理能夠豐富大黃魚的風味,且在 4~6 min 時風味物質含量較高1。

  2.3.2 主成分分析:蒸制過程中大黃魚電子鼻主成分分析 (Principal component analysis,PCA) 顯示,第一主成分和第二主成分的貢獻率之和為 98.6%,說明 PCA 分析已經包含大部分原始信息,并能有效反應大黃魚肉的整體風味信息。未蒸制大黃魚氣味的輪廓位于第二、三象限之間,蒸制過后的魚肉氣味輪廓位于第一、四象限之間,且距離較遠,說明蒸制后的大黃魚魚肉與未蒸制大黃魚魚肉之間的整體氣味與構成上存在較大差異。經過 2、6、8 min 蒸制后的大黃魚魚肉氣味輪廓均位于第一象限內,距離較近,說明蒸制 2、6、8 min 的大魚肉氣味輪廓較為相似。

  經過 4 min 蒸制的大黃魚魚肉氣味輪廓位于第四象限內,說明蒸制 4 min 對大黃魚魚肉氣味影響較大。

  2.4 蒸制過程中大黃魚魚肉脂質氧化的變化過氧化值 (Peroxide value,POV) 反映脂質氧化的主要初級產物過氧化氫的含量,由于過氧化氫性質不穩定,易分解成醛、酮等小分子,因此,POV 值可作為脂質早期氧化的指標 [31]。脂質的初級氧化產物進一步被分解后,會生成以二丙醛為代表的次級氧化產物,二丙醛與硫代巴比妥酸反應得到的 TBARS 質量分數是衡量脂質氧化程度的重要指標之一 [32]。蒸制 0~8 min 時,POV 值和 TBARS 質量分數呈上升趨勢,在 8 min 達到最高值,比 POV 初始值分別上升 302.16% 和 681.79%,說明蒸制時間越長,脂質氧化程度越深。脂質氧化對肉制品風味的提升有著關鍵作用 。此外,攝入過多脂質氧化的初級產物和次級產物都會對身體健康產生負面影響。綜合風味與脂肪酸含量的變化可知,蒸制 4 min 時,蒸制大黃魚的脂質氧化程度較為合適,在此蒸制時間下,蒸制大黃魚具有豐富的風味物質,所含不飽和脂肪酸 (Unsaturated fatty acid,UFA) 含量較高,并且蒸制時間較短,可減少脂質氧化對身體造成潛在負面影響。

  2.5 蒸制前后大黃魚魚肉脂肪酸的變化

  2.4 節得出,蒸制 4 min 是大黃魚的最佳蒸制時間,對大黃魚在蒸制前后 (0 和 4 min) 脂肪酸組成變化進行比較。大黃魚魚肉中共檢出 24 種脂肪酸,其中飽和脂肪酸 (Saturated fatty acid,SFA) 8 種,單不飽和脂肪酸 (Monounsaturated fatty acid,MUFA) 7 種,多不飽和脂肪酸 (Polyunsaturated fatty acid,PUFA) 9 種。大黃魚魚肉的飽和脂肪酸蒸制 4 min 的含量低于 0 min 的含量,蒸制后 SFA 含量上升是因為蒸制使飽和脂肪酸發生水解反應和氧化反應。蒸制前后大黃魚魚肉 SFA 含量前三的物質一致,均為棕櫚酸、硬脂酸和肉豆蔻酸。

  包括 MUFA 和 PUFA 在內的不飽和脂肪酸 (UFA) 的含量是衡量脂肪酸營養價值的重要標準。大黃魚魚肉蒸制 4 min 的 UFA 含量高于 0 min 的含量,這是因為磷脂降解 [35],飽和脂肪酸經氧化脫氫反應轉化為 UFA [36]。蒸制前后大黃魚魚肉 MUFA 和 PUFA 含量前三的物質一致,MUFA 中含量最高的依次為油酸、棕櫚油酸和二十烯酸,PUFA 中含量最高的依次為亞油酸、二十二碳六烯酸 (DHA)、二十碳五烯酸 (EPA)。研究表明,UFA 的攝入對人體健康有積極作用,尤其是以 DHA 和 EPA 為代表的 n3PUFA 與以亞油酸為代表的 n-6PUFA 是人體無法合成的必需脂肪酸 [37],因此,適當時間蒸制可以增加大黃魚營養價值。

  3 結論

  本研究對蒸制過程中對大黃魚魚肉理化性質及品質的變化進行分析,得到以下結論:

  (1) 當蒸制時間低于 4 min 時,大黃魚魚肉的肌原纖維蛋白相對提取率、總巰基含量和(Ca^{2+})-ATP 酶活力顯著下降,蒸制 4 min 后大黃魚達到熟化;在 4~8 min 的過程中,肌原纖維蛋白相對提取率、總巰基含量和(Ca^{2+})-ATP 酶活無顯著變化;

  (2) 大黃魚魚肉在 0~8 min 蒸制過程中,蒸煮損失率顯著增加,L 值和 b值上升,a值未發生顯著性變化;質構硬度、彈性、咀嚼性均下降;

  (3) 在蒸制過程中,電子鼻響應值在主成分分析中輪廓互不重疊,可有效被區分,在 4、6 min 時響應值較大,此時間段風味物質含量較高;

  (4) 蒸制 4 min 時,蒸制大黃魚魚肉的脂質氧化程度較為合適;

  (5) 對比蒸制前后大黃魚魚肉脂肪酸的變化,顯示適當時間的蒸制可以增加大黃魚的營養價值。本研究可為大黃魚的加工工藝改良提供理論依據,并為即食蒸制大黃魚的工業化、標準化生產提供技術支持。

張展琪;劉夢遙;余欣芮;姚閩娜;石菲菲;梁 鵬,福建農林大學食品科學學院;閩臺特色海洋食品加工及營養健康教育部工程研究中心;福建農林大學海洋研究院;泉州海洋生物產業研究院,202404