加工前净化处理对团头鲂肌肉品质的影响

郭晓东，吕 昊，刘 茹，刘友明，熊善柏*

（华中农业大学食品科学技术学院，国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心（武汉），湖北 武汉 430070）

团头鲂（Megalobrama amblycephala）是我国主养淡水鱼品种之一，2016年产量达826 178 t，具有产量高、养殖效益好等优势[1]。因其独特的侧扁宽体型、规格适中、味道鲜美及含肉率高等特点而特别适合制作清蒸鱼等菜肴。池塘高密度养殖是我国团头鲂的主要养殖模式，常因池塘底部淤泥积累过厚或养殖水体中藻类大量繁殖而导致团头鲂肌肉品质和风味变差，食用品质和消费者可接受性下降[2]。在我国渔业以“提质增效、减量增收、绿色发展、富裕农民”为目标[3]的背景下，如何提高现有池塘养殖淡水鱼的品质成为研究热点。

净化处理是提高养殖淡水鱼食用品质的有效方法[4]。国内外学者已研究了养殖过程中的饥饿处理[5]、运输应激[6]对鱼类品质变化的影响，并针对草鱼[7]、鲫鱼[8]和斑点叉尾鮰[9]开展了净化提质研究，但目前多采用湖泊暂养或地下水净化等方式对养殖淡水鱼进行净化处理，尚未开展净化方式和净化时间对团头鲂肌肉品质的影响及代谢机制研究。鉴于此，本研究以团头鲂为研究对象，采用实验室自行研制的循环水净化装置[10]，研究暂养净化处理时间对团头鲂肌肉品质的影响，以提高池塘养殖团头鲂食用品质，满足高品质调理水产食品加工的要求。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜团头鲂，规格（550±50） g/尾，购自华中农业大学养殖实验场；试剂均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-2600紫外-可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；Avanti J-2高速冷冻离心机 美国贝克曼公司；FJ-200高速分散均质机 上海标本模型厂；SX2-2.5-12马弗炉 上海仪表公司制造三部；TA-XT2i质构仪 英国Stable-Micro Systems公司；CR-400色差仪英国TA公司；FOX4000气味分析仪（电子鼻） 法国Alpha M.O.S公司。

1.3 方法

1.3.1 循环水净化装置

循环水净化装置（实验平台）为本实验室设计制作，主要由循环过滤系统、升降温装置、喷淋头及水质PLC控制器等组成[10]，系统构成如图1所示。

图1 循环水净化装置（实验平台）系统构成Fig. 1 illustration of circulating water depuration(experimental platform) system

1.3.2 净化（暂养）实验方案

净化（暂养）实验在容积为0.8 m3的玻璃鱼缸中进行。先将自来水经过充分曝气除氯后放置在贮水槽中作为净化实验用水，其pH值为7.86、溶氧量6.85 mg/L、硬度400.2 mg/L、导电率869 μS。先将除氯后的自来水泵入循环水净化装置中，开启循环水泵、增氧机和制冷机组，待水温降至13 ℃时放入团头鲂；鱼水比1∶20（m/V），水温控制13 ℃左右，水流置换量为100 倍鱼体质量/d，即每天置换水总质量与鱼总质量比值为100，净化时间为10 d。每隔48 h进行取样，分别在第0、2、4、6、8、10天随机取6 条鱼进行指标测定及分析。

1.3.3 理化指标测定

水分：采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法；灰分：采用GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的灼烧重量法；粗脂肪：采用GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法；总糖：采用GB/T 9695.31—2008《肉制品 总糖含量测定》中的苯酚-浓硫酸法；水溶性蛋白质：采用考马斯亮兰法[11]；pH值：参考陈剑岚等[12]的方法；总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量：参考张坤等[13]的方法；游离氨基酸总量：采用茚三酮法[14]；羰基值（carbonyl value，COV）和硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值：参考鲍俊杰等[15]的方法；持水力：采用加热离心法[6]。

1.3.4 质构测定

参考汪梦霞[16]的方法。采用TA.XT.Plus物性测试仪，选用TPA模式，探头P/36R，测前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，测后速率5 mm/s，压缩比50%，停留时间5 s。

1.3.5 色度测定

参考Jin等[17]的方法。采用CR-400便携式色彩色差计，使用前用标准白板校准。白度（W）按照下式计算。

式中：L*为亮度值；a*为红绿值；b*为黄蓝值。

1.3.6 电子鼻气味分析

采用法国Alpha Mos气味分析仪（电子鼻）对挥发性气味进行测定。称取2.00 g团头鲂背部肌肉，加入10 mL顶空瓶中。测定条件[18]：顶空产生温度50 ℃，顶空时间120 s；注射针温度60 ℃，注射体积2.5 mL；搅动速率500 r/min；测试时间120 s，延滞时间300 s。

1.3.7 感官评价

团头鲂肌肉的感官质构评价方法采用质地剖面检验[19]，通过以一些特殊的食物材质为基准进行评分。将新鲜的背部白肌切成3 cm×3 cm×2 cm的长方体，称取约10 g，用锡箔纸包好，放在沸水浴上蒸制20 min后于室温冷却待测。团头鲂肌肉感官质构的评价指标、方法及参照物如表1所示。

表 1 团头鲂肌肉感官质构的评定词汇、定义及参照物[19]Table 1 Descrirptors, def i nition and reference foods for sensory texture attributes of blunt snout bream muscle[19]

团头鲂肌肉的感官风味评价方法采用定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）法[7,20]。称取约50 g左右的鱼肉装入保鲜盒，不添加任何调料进行烹饪处理，用智能微波炉加热，功率400 W，时间5 min。锡箔纸包裹降温，防止气味挥发。将样品倒入小玻璃杯中，通过嗅闻并在口中进行评估。将样品按风味程度不同划分为7 个等级（1.5、1.0、0.5、0、-0.5、-1.0、-1.5）。评价人员根据参考材料提前比较每种样品（鱼腥味、泥土味、氨水味、油味、甜味、酸味及苦味）的标准。其中“1.5”的味道属性是“非常强烈”，而“-1.5”是“几乎察觉不到”。

1.4 数据处理

采用Origin 9.0和Excel软件作图，采用SPSS 22.0软件中的ANOVA方差分析和Duncans'法多重比较对实验数据进行分析；电子鼻采集的数据用Alpha Soft 12.3软件进行处理，样品的风味指纹数据采用判别因子分析（discriminant factor analysis，DFA）方法进行分析。实验结果均用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 净化时间对团头鲂肌肉理化成分的影响

表 2 净化时间对团头鲂背部肌肉理化成分和物理特性的影响（n= 6）Table 2 Effect of depuration time on physicochemical properties of dorsal muscle from blunt snout bream (n= 6)

由表2可知，净化处理对团头鲂肌肉的理化成分和物理特性有显著影响。随着净化时间的延长，团头鲂肌肉中灰分含量逐渐升高（P＜0.05），粗脂肪、总糖和水溶性蛋白含量则显著下降（P＜0.05），而鱼肉pH值则呈现先下降后上升的变化趋势，在净化6 d时鱼肉pH值最低，但净化时间对团头鲂肌肉中含水量和持水力的影响不大（P＞0.05）。

周敏[7]、Gong Yulong[21]等报道，当草鱼遭受长时间食物限制时，其脂质代谢机制改变，通过促进脂肪组织分解和抑制脂质合成的调控，利用自身的脂质提供能量，以保持正常的生命活动，当食物限制时间进一步延长，则会转变为依靠消耗肌肉中的蛋白质维持生存，这些变化在银鲳鱼[22]、刀鲚[5]、鲫鱼[8]和鲶鱼[23]等的研究中也有类似的结果。团头鲂鱼肉中水溶性蛋白含量随着净化时间延长而逐渐下降，净化第8天时肌肉中水溶性蛋白含量最低，而进一步延长净化时间，其水溶性蛋白含量则开始升高。水溶性蛋白含量的变化可能是机体为了维持自身的生存以适应饥饿环境变化而进行的一种积极的生理保护性反应，当糖原和脂肪被利用殆尽时，鱼类首先利用肌肉中的水溶性蛋白，进而在蛋白酶作用下使盐溶性蛋白的重链水解，产生一定量的多肽类物质和低分子质量蛋白质[24]，这是导致净化后期团头鲂肌肉中水溶性蛋白含量反而上升的原因。在净化过程中，团头鲂肌肉中的灰分含量逐渐增加，净化8、10 d的团头鲂肌肉中灰分含量显著高于未净化处理组样品（P＜0.05）。灰分反映了样品中无机矿物质的含量，灰分含量增加可能与净化过程中鱼体汲取净化水中的矿物质（如钙等）[25]及鱼体内糖类、脂肪等有机物含量降低有关[26]。

2.2 净化时间对团头鲂肌肉物性特征的影响

鱼肉质地特性作为新鲜度和口感品质的重要评价指标，反映肉的软硬程度、弹性、咀嚼性、凝聚性和多汁性等指标，内部交联程度与其密切相关[8]。

表 3 净化时间对团头鲂背部肌肉物性特征参数的影响（n= 6）Table 3 Effect of depuration time on texture pro fi le analysis parameters of dorsal muscle from blunt snout bream (n= 6)

由表3可知，随着净化时间延长，团头鲂肌肉的硬度逐渐下降（P＞0.05），净化8 d时鱼肉硬度降至最低。胡芬等[27]通过对武昌鱼质构特性与基本营养成分的相关性分析得出，鱼肉的硬度与其脂肪含量呈正相关，与水分含量呈负相关。团头鲂背部肌肉的弹性逐渐上升，净化8 d时鱼肉弹性最强，且显著高于未净化组样品（P＜0.05），这可能与鱼肌肉蛋白质相对含量的变化有关，前8 d的净化过程可能主要以脂肪和糖类供能，导致粗蛋白含量相对上升，弹性逐渐升高；8 d后逐渐开始动用蛋白质供能，导致粗蛋白含量下降，弹性也随之降低。在净化过程中，团头鲂背部肌肉的凝聚性和咀嚼性均逐渐增大，净化8 d后鱼肉的凝聚性显著高于未净化处理组样品（P＜0.05），说明鱼肉的紧密程度和口感更好。鱼肉的胶黏性随净化时间延长而逐渐增大，但变化不显著（P＞0.05）。综上可知，团头鲂经过8 d净化处理后，其背部肌肉的弹性和口感得到明显提升。

2.3 净化时间对团头鲂肌肉色度的影响

表 4 净化时间对团头鲂背部肌肉色度的影响（n=6）Table 4 Effect of depuration time on color properties of dorsal muscle from blunt snout bream (n= 6)

肌肉中的肌红蛋白、血红蛋白与骨骼肌其他生物分子的相互作用决定了新鲜肌肉的颜色[28]。由表4可知，净化处理可显著改变团头鲂肌肉的色度。随着净化时间延长，团头鲂肌肉的a*逐渐下降，净化8 d时降至-1.14，显著低于未净化组样品（P＜0.05），而继续延长净化时间则鱼肉的a*开始上升；鱼肉的b*在净化过程中下降，未处理组样品（对照）的b*为0.40，净化处理8 d时团头鲂肌肉的b*为-0.36，色度向蓝绿变化；鱼肉L*和W在净化初期（0～6 d）有所下降，而在净化后期（8～10 d）则逐渐升高。团头鲂经过适当时间的净化处理，可使其肌肉a*和b*降低，L*和W增加，鱼肉色泽更鲜亮，这与侯燕芳[29]短期暂养脆肉鲩时鱼肉色泽变化结果一致。

2.4 净化时间对团头鲂肌肉主要气味和滋味成分的影响

TVB-N是指肉品组织中氨、胺类等挥发性碱性含氮化合物的总称[30]，而COV和TBA值反映鱼肉中总的醛、酮类化合物含量[31-32]，肉品中TVB-N含量、COV和TBA值与其嗅闻香气、总体可接受度呈显著负相关[33-34]，肉品的TVB-N含量、COV和TBA值越小，则其鲜度越高、风味越好[35-36]。游离氨基酸是鱼贝类肌肉浸出物中的主要含氮成分，尽管鱼类肌肉蛋白质的氨基酸组成会因品种而异，但基本上保持一个定值，而游离氨基酸组成和含量却会因品种、饲养状况等出现较大差异[37]，鱼肉中游离氨基酸含量越高，则其鲜味越好[38]。

表 5 净化时间对团头鲂背部肌肉主要气味和滋味成分的影响（n=6）Table 5 Effect of depuration time on main odor and taste components of dorsal muscle from blunt snout bream (n= 6)

由表5可知，净化处理可以显著降低团头鲂肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值，显著提高其游离氨基酸含量（P＜0.05）。随着净化时间延长，团头鲂肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值显著下降（P＜0.05），而在净化6～8 d后三者含量变化变缓（P＞0.05）；净化第8天时，团头鲂肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值分别为6.99 mg/100 g、2.70 mg/kg和0.24 mg/kg，分别比未净化处理组样品降低12.73%、20.35%和35.13%。团头鲂肌肉中的游离氨基酸含量则随净化时间延长呈先上升而后下降的变化趋势，净化处理8 d时鱼肉中游离氨基酸含量最高（2.33 mg/g），比未处理组（1.62 mg/g）提高43.83%。薛红梅[39]研究表明，饥饿胁迫可显著降低对虾肌肉中的TVB-N含量。王丹青等[40]研究表明，中华绒螯蟹的总游离氨基酸含量随着暂养时间延长呈现先上升后下降的趋势，其中暂养1 周时有较大值。可见，结合停食暂养对团头鲂进行8 d净化处理，可有效改善团头鲂的食用品质。

2.5 净化时间对团头鲂肌肉气味特征的影响

表 6 不同净化时间团头鲂肌肉的电子鼻传感器响应值Table 6 Response values of electronic nose sensor to dorsal muscle from blunt snout bream at different depuration times

气味分析仪（电子鼻）以特定的传感器和模式识别系统快速提供被测样品的整体气味信息，可指示样品的气味特征[41]。将对照组和净化处理不同时间的团头鲂背肌分别加到对应的顶空瓶中，然后将样品加热到50 ℃，再采用气味分析仪测定鱼肉的气味特征。

由表6可知，在电子鼻的18 个传感器中，除LY2/LG、LY2/AA、LY2/gCTL和T40/1 4 个传感器测得的不同净化时间团头鲂背部肌肉的响应值无显著差异外，其余12 个传感器的响应值均有显著变化，且多在净化6～8 d时有最大值或最小值。

图2 不同净化时间的团头鲂肌肉电子鼻传感器响应值雷达图Fig. 2 Radar chart of electronic nose responses to muscle from blunt snout bream at different depuration times

由图2可知，电子鼻的P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、P10/1和P40/2型传感器对不同净化时间团头鲂肌肉气味的响应值差异最大。据文献报道，P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、P10/1和P40/2型传感器分别对乙醇、乙醛和胺类化合物、芳香族化合物（二甲苯）、极性化合物（丙醇）、非极性化合物（正辛烷）及氧化能力较强的气体（甲硫醇）等敏感[42]。秦蓝等[43]认为，传感器P30/1、PA/2、P40/2和T30/1与动物的固有肉香味和膻味明显相关。净化8 d时信号响应值最大，且与对照组和其他净化时间的鱼肉样品存在显著差异。

图3 不同净化时间团头鲂肌肉电子鼻数据的DFA图Fig. 3 DFA analysis diagram of electronic nose data for muscle from blunt snout bream at different depuration times

由图3可知，DF1贡献率为86.588%，DF2贡献率为8.693%，二者之和为95.281%，能反映鱼肉整体的气味信息。从对照组样品与净化不同时间样品的电子鼻特征信息分布来看，不同净化时间团头鲂肌肉的风味特征有明显差异。

2.6 净化时间对团头鲂肌肉感官品质的影响

图4 不同净化时间团头鲂肌肉质地和风味的感官评定雷达图（n= 6）Fig. 4 Radar maps of texture and fl avor evaluation of muscle from blunt snout bream at different depuration times (n = 6)

由图4a可知，随着净化处理时间延长，团头鲂肌肉的硬度、胶黏性和多脂性减小，而弹性、咀嚼性和凝聚性增加，与TPA数据（表3）相似。在质构仪分析指标中，硬度、咀嚼性与感官分析具有较好的相关性[44]，也有研究发现，感官分析中的多脂性与TPA指标存在显著相关性[45]。由图4b可知，净化处理可以显著提高团头鲂肌肉风味的感官评分。随着净化时间的延长，鱼肉的甜味增加，油味、氨水味、酸味和苦味降低，尤其是鱼肉的腥味和泥土味随之显著减弱。由此可见，净化处理可以显著改善团头鲂鱼肉的弹性和咀嚼性，增加鱼肉甜味，显著降低鱼肉的腥味和异味，提高团头鲂鱼肉的食用品质。

3 讨 论

3.1 净化处理对淡水鱼肌肉品质的影响

净化处理后淡水鱼的弹性得到提升，气味、滋味物质含量有所变化。挥发性胺类等不良气味以及醛、酮类物质的变化可能是由于鱼体高密度池塘养殖水中积累过量的氨氮和一些外源性微生物的滋生，而通过将其转换入一个新的流动水循环中不断净化，充分排泄废弃代谢产物，清空肠道，能够保证其健康的生活环境。游离氨基酸含量的变化取决于形成和降解之间的比例，某些特定氨基酸（甜味、苦味、酸味氨基酸）基团与肉制品的感官风味相关，阈值较低[46]。从鱼肉的食用品质（pH值和持水性）来看，鱼体通过自身的调控系统消耗糖类和脂肪，产生小分子次级代谢产物，使pH值波动幅度不至于过大，并通过蛋白质空间结构的转变提高保水性能。鱼体主要通过ATP、肝糖原、肌糖原、脂肪与蛋白质等方式供能，本研究中肌糖原和脂肪含量在净化过程中逐渐降低，而蛋白质含量则相对增加。Pérez-Jiménez等[47]评估欧洲鲈鱼在饥饿情况下的代谢反应，发现肝糖原作为能量储备，能够调节鲈鱼自身的营养平衡；也有研究发现，在西伯利亚鲟的短期禁食中，肌肉的蛋白质储备优先被动用，以供应能量[26]，这可能因鱼的种类及净化实验的持续时间而异。将电子鼻、电子舌的传感器响应值与肌肉的理化成分、气味和滋味、感官品质进行相关性分析及线性回归拟合，并建立相应的数学模型，为传感器的选择提供一定的理论依据。

3.2 影响净化效果的因素与品质控制方法

淡水鱼在暂养净化过程中可能会受多重因素的影响，本研究通过对不同净化时间内团头鲂肌肉品质的研究发现，净化时间对其影响较为显著。除此之外需考虑其他因素，如温度、水置换速率、鱼水密度以及不同的净化方式和净化环境等。其中，净化过程中适宜的升降温速率及温度的控制至关重要。温度过高时，鱼体新陈代谢加快，能量消耗和耗氧量增加，导致机体内营养物质减少；温度过低时，鱼体可能由于低温应激反应出现突发性的死亡。水体经过充分曝气后，循环水置换速率的增加可能使鱼体充分排泄氨氮等代谢废弃物，既改善水质又节约换水量。同时，鱼体不宜过度密集，否则会出现竞争与生理代谢困难，影响净化效率。采用不同的净化方式，如湖泊网箱微流水、室内循环过滤净化系或池塘循环流水等，是否有不同的净化效果及缩短净化所需时间，以最快最优的质量为进一步的加工处理提供原料来源，以期达到净化提质、减量增收的目的，仍是值得探讨的问题。

4 结 论

净化处理对团头鲂鱼肉的理化成分、风味、质构及感官品质均有显著影响。随着净化时间延长，团头鲂鱼肉的粗脂肪含量、总糖含量、水溶性蛋白含量、TVB-N含量、COV和TBA值明显下降，游离氨基酸含量和灰分含量显著增加（P＜0.05）。色度、质构和电子鼻及感官评价结果表明，净化处理可以显著提高鱼肉的亮度，增加鱼肉的弹性和咀嚼性，增加鱼肉的甜味，降低其腥味和异味。净化处理8 d的团头鲂鱼肉的风味和质构品质明显优于未净化处理样品。在加工前，结合暂养对团头鲂净化处理8 d可显著改善鱼肉的食用品质。