不同解冻方式对小黄鱼品质的影响

马翼飞，刘欢，单钱艺，任山，包建强,2,3*

1(上海海洋大学 食品学院，上海， 201306)2(上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海， 201306) 3(农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海)，上海， 201306) 4(上海市质量监督检验技术研究院，国家食品质量监督检验中心，上海，200233) 5(北京四季大通投资集团 射阳食品有限公司，江苏 射阳, 224300)

小黄鱼(Larimichthyspolyactis)，又名小黄花鱼,为我国重要的经济鱼类之一。小黄鱼鱼肉中含有丰富的营养成分并味道鲜美,因此受到广大消费者的喜爱[1]。小黄鱼等水产品主要利用低温贮藏延长其货架期，其中冷藏、微冻、冻藏等是其常用的低温贮藏方式。但是低温贮藏水产品在解冻过程中会发生营养成分流失的现象，降低水产品的品质。因此，研究不同的解冻方式对小黄鱼品质的影响，探究冻结小黄鱼的最佳解冻方式具有重要的现实意义。

目前已经有大量关于不同解冻方式对鱼类等水产品品质影响的研究报道，目前研究的解冻方法主要包括静水解冻、流水解冻、微波解冻、超声波解冻等5种方法。张树峰等[2]对脆肉鲩鱼肉采用5 种不同解冻方法(空气、静水、低温、微波和超声波)，并对解冻后鱼肉的相关品质指标进行比较，发现采用静水解冻的鱼肉，解冻后的持水性和色泽未显著降低；与其他解冻方法解冻的鱼肉相比，经微波解冻后的鱼肉咀嚼性显著增大。刘欢等[3]对船冻鲐鱼采用空气解冻、静水解冻、微波解冻、鼓气流水解冻4 种解冻方式进行解冻，发现与其他3种方法相比，鼓气流水解冻能够有效维持鲐鱼的鲜度和质构，是一种优良的鲐鱼解冻方式。叶常青等[4]以阿根廷鱿鱼为研究对象，探究流水解冻、静水解冻等4种解冻方式对冻结鱿鱼品质的影响，发现静水解冻能够有效维持鱿鱼组织结构，是鱿鱼理想的解冻方式。因此，本实验采用低温解冻、静水解冻、流水解冻、微波解冻及超声波解冻来处理快速冻结和普通冻结处理后于-25 ℃条件下贮藏的小黄鱼，研究不同解冻方法对解冻后小黄鱼品质的影响，为小黄鱼加工业选择合适的解冻方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻小黄鱼：由四季大通企业进行液体浸渍快速冻结和普通冻结处理后，真空包装低温冷链运输至实验室，于-25 ℃保藏。

试剂：三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司；微量总巯基测试盒,南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器设备

Kjeltec8400型全自动凯氏定氮仪，丹麦FOSS公司；CR-400型色彩色差计，日本柯尼卡美能达公司；TMS-Pro型质构仪，美国FTC公司；UV-1102型紫外-可见分光光度计，上海天美仪器有限公司；G-060S型超声波清洗器，深圳市歌能清洗设备有限公司；Eclipse 80i生物显微镜，日本尼康仪器有限公司；MesoMR23-060H.I低场核磁共振成像分析仪，纽迈科技；NN-GD568型 2450 Hz微波炉，上海松下微波炉有限公司；H-1850R型台式高速冷冻离心机，湖南湘怡实验室仪器开发有限公司；TES-1384 4输入温度记录器，泰仕电子工业股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 原料的预处理

将贮藏在-25 ℃下的速冻小黄鱼取出，按照表1的方法进行解冻。解冻过程中记录鱼肉背部中心温度的变化，以中心温度达到4 ℃作为解冻终点。

表1 小黄鱼的5种解冻方法Table 1 Five thawing methods of little yellow croaker

1.3.2 解冻曲线的测定

将热电偶的探头插入小黄鱼样品背部中心，通过多点温度记录仪实时记录空气解冻、静水解冻、流水解冻和超声波解冻过程中样品的温度变化，而进行微波解冻时通过将温度传感光纤插入样品背部中心，利用Microwave Workstation Commander软件在线实时监测和记录样品温度变化。以小黄鱼背部中心温度达到4 ℃为测定终点，解冻曲线用Origin软件处理。

1.3.3 保水率的测定

1.3.3.1 解冻损失率

先称量并记录解冻前小黄鱼的质量m1(g)，采用不同解冻方法解冻结束后，先用吸水纸吸干小黄鱼体表和腹部的水分，再测量小黄鱼的质量m2(g)，解冻损失率按照公式(1)计算:

(1)

1.3.3.2 持水力

参照余文晖等[5]的方法，称取解冻后的小黄鱼背部肌肉，质量记为m3，用滤纸包好，4 ℃、5 000 r/min离心25 min，去掉滤纸，测定离心后鱼肉的质量，记为m4，重复试验3次取平均值，持水力按公式(2)计算：

(2)

1.3.3.3 蒸煮损失率

称取不同解冻方法解冻后的鱼肉，质量记为m5，密封袋包装，85 ℃恒温水浴锅中水浴25 min，自然冷却至室温，去除鱼体表面渗出水分，称重记为m6，蒸煮损失率按公式(3)计算：

(3)

1.3.4 白度的测定

不同解冻方式解冻后，取大小相近的小黄鱼，用色度测定仪测定样品去皮背部肌肉的色度L*、a*、b*，白度按公式(4)计算：

(4)

1.3.5 pH值的测定

称取解冻后的小黄鱼背部肌肉2 g，加入18 mL蒸馏水，机械匀浆1 min，静置10 min过滤，用pH计测定滤液pH值。

1.3.6 质构的测定

取解冻后的完整小黄鱼，用质构仪测定鱼肉的硬度、胶黏性、咀嚼性。探头型号：P/5平底柱形探头；测定参数：测前速率 3 mm/s，测试速率 1 mm/s，形变量 50%，回程距离 20 mm。每组样品平行测定6 次。

1.3.7 硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARs)的测定

参考欧阳杰等[6]方法。称取5.00 g解冻后的鱼肉，加入质量分数7.5%的三氯乙酸25 mL，均质后于锥形瓶中浸提30 min，10 000 r/min离心5 min得到上清液。取上清液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液，90 ℃恒温水浴40 min，流水冷却，4 000 r/min离心10 min取上清液，测定溶液在波长532和600 nm处吸光度，按照公式(5)计算TBARs值，结果以每100 g鱼肉中丙二醛的质量表示。

(5)

1.3.8 总巯基的测定

用微量总巯基测试盒法测量解冻后鱼肉的总巯基含量。

1.3.9 水分状态测定

参考谭明堂等[7]的方法并稍作调整。取解冻后小黄鱼背部肌肉，制成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 的待测样品，用保鲜膜包好放入直径为70 mm的核磁检测管中。使用Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG)序列，T2测量参数：SW=100 kHz，RG1=20，P1=19.00 μs，DRG1=3，TD=200 100，PRG=1，TW=5 000 ms，NS=8，P2=38.00 μs，TE=0.400，NECH=5 000。得到CPMG指数衰减曲线图之后进行迭代反演得到横向弛豫时间T2图谱。

1.4 数据处理与分析

实验数据使用SPSS 24和Excel软件进行处理，采用Origin 8.5软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 小黄鱼解冻过程中的温度变化

解冻时间是反映不同解冻方式解冻效率的一项重要指标，不同解冻方式的解冻效率存在一定的差异。由图1、图2可知，不同解冻方法对小黄鱼的解冻效率不同，解冻效率由高到低依次为微波解冻>流水解冻>超声解冻>静水解冻>低温解冻。相同解冻方法条件下，快速冻结处理的小黄鱼解冻需要的时间低于普通冻结处理的小黄鱼。

图1 不同解冻方式下快速冻结小黄鱼中心温度变化Fig.1 Thawing temperature curve of rapid freezing little yellow croaker

图2 不同解冻方式下普通冻结小黄鱼中心温度变化Fig.2 Thawing temperature curve of ordinary freezing little yellow croaker

2.2 不同解冻方式对小黄鱼保水性的影响

食品的保水性的高低通常与食品的质量密切相关[8],其外在表现形式为食品的解冻损失率与蒸煮损失率[9]。冻结水产品解冻后的蒸煮损失率、解冻损失率和持水力是衡量水产品中蛋白质变性程度的重要指标[10]。

5种解冻方式对普通冻结和快速冻结处理的小黄鱼保水性的影响如图3、图4、图5所示。其中，流水解冻对快速冻结处理的小黄鱼的蒸煮损失率和解冻损失率的影响最小，持水力最大。而对于普通冻结的小黄鱼，对其解冻后蒸煮损失率和解冻损失率影响最小的解冻方式分别是流水解冻和静水解冻，静水解冻条件下鱼肉持水力最大。综合比较解冻后鱼肉的各项保水性指标，流水解冻对快速冻结处理的小黄鱼的保水性影响最小，静水解冻对普通冻结小黄鱼的保水性影响最小。原因可能是与其他解冻方式相比，静水解冻和流水解冻能够快速通过最大冰晶溶解带(-5～0 ℃)，同时对冻品具有水封隔氧作用，腐败菌的繁殖受到抑制，减少解冻过程中鱼肉蛋白质的降解，维持解冻后鱼肉的持水力[7,11]。

图3 不同解冻方法对小黄鱼持水力的影响Fig.3 Effect of thawing methods on water-holding capacity of little yellow croaker

图4 不同解冻方法对小黄鱼解冻损失率的影响Fig.4 Effect of thawing methods on thawing loss percentage of little yellow croaker

图5 不同解冻方式对小黄鱼蒸煮损失率的影响Fig.5 Effect of thawing methods on cooking loss rate of little yellow croaker

2.3 不同解冻方式对小黄鱼色泽的影响

水产品的外观色泽是影响消费者对水产品接受程度的重要因素之一[12]。相关研究发现解冻后水产品肌肉的色泽变化受到脂肪氧化[13-14]、色素降解[15]及蛋白变性[13]等多种因素的影响。由图6可知，5种解冻方式中，超声解冻的快速冻结小黄鱼和微波解冻的普通冻结的小黄鱼鱼肉的白度较高，肌肉颜色更接近白色。可能原因是超声解冻中样品的冰晶吸收声源能量，实现快速解冻。因此超声解冻对鱼肉组织细胞中蛋白质影响小，降低了解冻过程中蛋白质的氧化变性，能够有效维持解冻后鱼肉的色泽。相关研究表明[16-17]超声解冻对肌肉组织细胞造成的损伤小，能够有效维持解冻后样品肌肉色泽。

图6 不同解冻方式对小黄鱼鱼肉白度的影响Fig.6 Effect of thawing methods on the whiteness of little yellow croaker

2.4 不同解冻方式对小黄鱼鱼肉pH值的影响

在鱼死亡后鱼体中发生肌糖原分解和氧化现象，导致鱼体的pH值下降。相关研究表明[7,18-19]，水产品解冻后的pH值与水产品的色泽和持水力存在一定的相关性。肌肉的pH值越高，肌肉的持水力越高，色泽越接近新鲜样品。因此pH值能够反映鱼肉解冻后的鲜度状况，是小黄鱼等水产品的常用品质相关指标之一[20]。由图7可知，相同解冻方式条件下，快速冻结处理的鱼肉pH值普遍低于普通冻结处理的鱼肉pH值。

而在低温空气解冻条件下，采用快速冻结处理的小黄鱼的pH值显著高于采用普通冻结处理的小黄鱼。可能原因是低温空气解冻条件下，鱼体处于较低温度状态，抑制解冻过程中鱼肉组织细胞中酶的活性，从而维持鱼肉的pH值。

2.5 不同解冻方式对小黄鱼质构的影响

鱼肉质构是评价鱼肉品质的主要感官指标之一[21]。质构的好坏关系到肉的嫩度、口感、可食性等，提高质构品质，就能使鱼肉品质的评价得到提升。如表2所示，不同的解冻方法对小黄鱼质构造成的影响不同，同时相同的解冻方法对不同冻结方式处理的鱼肉质构造成的影响也不同。对于普通冻结处理的小黄鱼，流水解冻能够有效维持解冻后鱼肉的硬度、胶黏性、咀嚼性等质构指标。微波解冻后的鱼肉相关质构指标最低。对于快速冻结的小黄鱼，采用超声解冻后的鱼肉各项指标最高，可能是因为超声解冻主要通过改变声波频率、功率等参数解冻样品[22]。当声波频率处于冰晶体的弛豫频率范围内，样品中的冰晶吸收声源能量，实现快速解冻[23]。因此超声解冻对鱼肉组织细胞结构造成的损伤小，有效维持解冻后鱼肉的质构。

2.6 不同解冻方式对小黄鱼脂质氧化的影响

TBARs是衡量低温贮藏水产品品质变化的重要理化指标，TBARs值越大表明水产品中的脂肪氧化程度越高[24]。由图8可知，对于快速冻结的小黄鱼，微波解冻的TBARs值最低，其次是超声解冻，采用低温解冻的TBARs值最高。这表明采用微波解冻对小黄鱼中的脂肪影响小，而低温解冻过程造成鱼肉中的脂肪大量氧化。而对于普通冻结的小黄鱼，微波解冻的TBARs值最低，静水解冻的TBARs最高。原因可能是与微波解冻相比，静水解冻和低温空气解冻时间长，鱼肉暴露在空气中的时间长，导致鱼肉中的脂肪在解冻期间发生氧化。同时，相关研究表明,在脂肪氧化的过程中，形成过氧化物可与蛋白质反应，加快脂肪的氧化速率[25]。另一方面，冻结-解冻过程中冰晶的形成和消融会破坏部分细胞结构和酶等生物大分子，同时释放出Fe2+等相关脂肪氧化的助氧化剂，加快鱼肉中脂肪的氧化[26]。

2.7 不同解冻方式对小黄鱼蛋白质氧化的影响

巯基含量是衡量蛋白质氧化的重要指标[27]，解冻后水产品的巯基含量越高，表明该解冻方式对水产品中蛋白质的影响越小。由图9可知，对于快速冻结的小黄鱼，静水解冻条件下巯基含量最高，微波解冻下巯基含量最低。对于普通冻结小黄鱼，超声解冻下巯基含量最高，低温解冻下巯基含量最低。可能原因是快速冻结处理的小黄鱼内部冰晶分布均匀，静水解冻过程中温度变化慢，对鱼肉组织结构造成的损伤小，而在微波解冻过程中，温度上升快，样品受热不均匀，局部过热使得鱼肉中的蛋白质在解冻过程中发生氧化。普通冻结处理的小黄鱼，低温解冻时间长，鱼肉蛋白质在解冻过程中发生氧化；而在超声解冻过程中，冰晶融化快，对鱼肉组织造成的损伤小，蛋白质氧化程度低。谭明堂等[7]研究发现静水解冻和流水解冻能够有效隔绝氧气，降低解冻过程中蛋白质氧化程度，减少总巯基损失。

图9 不同解冻方式对小黄鱼总巯基含量的影响Fig.9 Effect of thawing methods on sulfhydryl content of little yellow croaker

2.8 不同解冻方式对小黄鱼中水分的影响

LF-NMR的横向弛豫时间T2是测定食品中水分在贮藏过程中的分布及其状态的常用指标。弛豫时间越长，表明鱼肉组织中的水分与鱼肉组织细胞的结合越松散，水分越自由。由图10、图11可知，在0.07～4.00 ms(T21)存在一个峰，代表鱼肉组织中与蛋白质紧密结合的结合水；在17.00～160 ms(T22)的峰是主峰，是存在于鱼肉肌原纤维及膜之间的不易流动水；在210～680 ms(T23)出现的峰表示肌原纤维外部或者细胞外的自由水，能够参与酶促反应等食品在贮藏期间发生的生化反应，与食品的品质密切相关。由图10、图11可知，与其他解冻方法相比，采用流水解冻的普通冻结小黄鱼样品的结合水T21存在显著差异；在不易流动水T22方面，5种解冻方法解冻后的普通冻结小黄鱼差异较小；微波解冻后普通冻结的小黄鱼的T23含量最低。

图10 不同解冻方式对普通冻结小黄鱼T2弛豫时间的影响Fig.10 Effect of thawing methods on T2 relaxation time of ordinary freezing little yellow croaker

由图12、图13可知，5种解冻方式解冻后的快速冻结小黄鱼在T21、T22方面差异不显著；在自由水含量方面， 超声波解冻和静水解冻后的速冻小黄鱼含量低于其余3种解冻方法，表明超声波解冻和静水解冻后的速冻小黄鱼保水性较好，鱼肉品质较高。

图12 不同解冻方式对快速冻结小黄鱼T2弛豫时间的影响Fig.12 Effect of thawing methods on T2 relaxation time of rapid freezing little yellow croaker

图13 不同解冻方式对快速冻结小黄鱼各状态水分的影响Fig.13 Water compostion of different thawing methods in different status of rapid freezing little yellow croaker

3 结论

不同解冻方式对解冻后小黄鱼品质造成的影响不同。5种解冻方式中，低温空气解冻时间最长，解冻后鱼肉的品质劣变严重；静水解冻和流水解冻的解冻效率较快，但解冻后鱼肉中脂肪氧化程度较高，色泽变化较大；微波解冻时间最短，但解冻过程中温度变化快，鱼肉受热不均匀，造成鱼肉中蛋白质发生一定程度的氧化；超声波解冻能够有效维持鱼肉的质构，同时在色泽、pH值、蛋白质和脂质氧化以及水分迁移变化上使解冻后小黄鱼的品质保持较高水平。综上所述，超声波解冻是最适合快速冻结和普通冻结小黄鱼的工厂化加工的解冻方式。