石钰琢,郭全友,郑 尧,黄海潮,李保国
(1.上海理工大学健康科学与工程学院,上海 200093;2.中国水产科学研究院东海水产研究所,上海 200090)
大黄鱼()又名黄花鱼,体色金黄、金鳞朱唇、肉质鲜美,为我国近海重要经济鱼类,是传统“四大海产”之一。因自然环境资源限制和消费需求不断增加,养殖大黄鱼产业规模不断扩大,2019年养殖大黄鱼总产量达22.55万 t,位居我国养殖海水鱼首位。然而伴随着养殖大黄鱼产业的迅速发展,对大黄鱼品质进行综合评价和等级判定逐渐成为其行业的关注热点,因为品质差异直接决定了其最终的商品价值。而养殖模式和流通方式正是造成其品质差异的两个关键因素。
不同养殖模式对大黄鱼的形体特征及营养品质影响显著,李松等研究表明,相较于野生大黄鱼,养殖大黄鱼表现出较差的形体外观和更高的脂肪含量;为克服筏式网箱存在的网箱面积小、水流不通畅等问题,相继出现通框网箱、深水网箱及深海围网等养殖模式。目前,大黄鱼多以通框网箱养殖为主,相较于筏式网箱,该模式下养殖大黄鱼鱼肉具有更高的弹性,腹、背部具有更高的黄度值;且深水网箱中养殖大黄鱼的脂肪含量比普通网箱养殖少约35.6%,通过对鱼肉蛋白的流变学测试,发现围网养殖大黄鱼的肌原纤维蛋白结构比通框网箱养殖的更紧密。
除养殖模式外,捕后贮运流通方式是导致其品质差异的另一关键因素。当前,大黄鱼主要以冰鲜和冷冻品两种形式流通,捕后快速冰水致死,低温运至厂区,按规格等进行分级;随后进行层冰层鱼或单体冷冻等加工,冷链运至批发或消费市场。就冰鲜品而言,层冰层鱼运输至销售地,可最大程度上保持大黄鱼原有的风味品质,但存在货架期短,运输过程中易腐败等问题;而冻品通过抑制微生物生长繁殖和酶促反应使其货架期延长、销售半径增大。但冻结和冻藏过程中伴随着的冰晶生长和蛋白变性会使其质构性质、持水性、色泽等食用品质发生劣化。目前对不同养殖模式、冰鲜流通和冻品流通造成的大黄鱼品质差异均有研究报道,但对其全过程跟踪比较尚鲜见报道,尤其缺少针对养殖大黄鱼的综合品质评价研究。
本研究首先选取筏式网箱、通框网箱、深水网箱和深海围网4种国内典型养殖模式,并以野生大黄鱼作为对照,从食品原料学出发探究不同养殖模式下大黄鱼的营养品质差异;其次以深海围网养殖大黄鱼为例,分析其在2种典型贮运流通模式下的品质变化规律,并对其进行等级判定和综合评价。为推进养殖大黄鱼品质评定标准化提供参考,促进养殖鱼产业向高质、高效的方向发展。
不同养殖模式(筏式网箱、通框网箱、深水网箱、深海围网,=36)大黄鱼取自福建省宁德市霞浦县及浙江省台州市大陈岛养殖渔场;野生大黄鱼(=6)在浙江省温州市苍南海域及福建省宁德市福鼎海域捕捞获得,体质量为(232.78±87.04)g。不同流通及售卖方式实验以深海围网养殖大黄鱼为试材,取自福建省宁德市霞浦县(体质量为(364.84±55.38)g,=54)。
CR-400色彩色差仪 日本Chroma Meter公司;TMS-Pro质构仪 美国Food Technology Corporation公司;Avanti J-301高性能离心机 美国Beckman Coulter公司;KDN-103F凯氏定氮仪、SZC-D脂肪测定仪上海纤检仪器有限公司。
1.3.1 不同养殖模式与流通方式
以野生大黄鱼为对照组,不同养殖模式分组如图1所示。筏式网箱为浮式网箱(3.3 m×3.3 m×4 m),以投喂冰鲜鱼为主,大黄鱼体质量为(414.38±80.30)g;通框网箱为两个框位挂一口网箱(3.3 m×3.3 m×4 m),形成塑胶框架浮动网箱,以投喂冰鲜鱼为主,大黄鱼体质量为(400.55±99.45)g;深水网箱为置于沿海开放性水域的网箱(直径16 m、高12 m、水深10~15 m),通过投喂冰鲜杂鱼和网内天然饵料进行饲喂,大黄鱼体质量为(365.65±62.17)g;深海围网为网衣围圈插杆形式(直径30 m、高10 m、水深8~12 m),以投喂冰鲜杂鱼和网内天然饵料进行饲喂,大黄鱼体质量为(390.22±36.64)g。大黄鱼捕获后立即冰水致死,冰鲜运至加工厂,层冰层鱼包装于泡沫保温箱中,包装后5 h内运至实验室,进行相关指标(形体指标、黄蓝度(*值)、肌肉弹性、粗脂肪质量分数)测定。
图1 实验设计流程Fig. 1 Flow chart of the experimental design
以深海围网养殖大黄鱼为试材,通过前期市场及商超调研,模拟大黄鱼流通过程(图1)。冰台(ice platform,IP)组为产地冰鲜品商超直销模式,大黄鱼捕捞后层冰层鱼运输至销售地,将冰鲜大黄鱼置于淡水冰台上,室温保持在(20±1)℃,鱼体温度为(4±2)℃,保持24 h自然光照,每天固定时间除去融化的冰水,添加等量的碎冰,每天对大黄鱼进行感官评价(共测定16 d)、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量(共测定16 d)及肌肉弹性(共测定9 d)分析;由于大黄鱼体色变化较快,故每2 h测定一次大黄鱼*值(共测定60 h)。解冻冰台(thawing ice platform,TIP)组为产地冻品商超直销模式,于产地冻结后以冻品形式运输至销售地,解冻后置于淡水冰台,具体操作如下:大黄鱼单条真空包装,-18 ℃冻藏30 d,经4 ℃冰箱解冻12 h后置于淡水冰台上,后续处理同IP组,每天对大黄鱼进行感官评价(共测定13 d)、TVB-N含量(共测定13 d)及肌肉弹性(共测定8 d)分析,每2 h测定大黄鱼*值(共测定48 h);冻藏(freezing storage,FS)组为产地冻品直销模式,于产地冻结以冻品形式运输并销售,具体操作如下:大黄鱼单条真空包装,置于-18 ℃条件下冻藏,在第0、30、90、180天于4 ℃冰箱放置12 h解冻后测定其各项指标(感官评分、TVB-N含量、*值及肌肉弹性)。
1.3.2 形体指标测定
参照文献[12]测定大黄鱼体长/体高、尾柄长/尾柄高;参照文献[13]测定大黄鱼肥满度。
1.3.3 体表黄蓝度测定
如图2所示,采用CR-400色彩色差计测定鲜品及冻品大黄鱼腹部3个位点(A1、A2、A3)的*值(黄蓝度,*>0则说明颜色偏黄),每个位点测定3 次,结果取平均值。
图2 大黄鱼腹部色泽测定位点Fig. 2 Color measurement sites on the abdomen of P. crocea
1.3.4 肌肉弹性测定
参照文献[2]进行质构分析。取大黄鱼背部肌肉(2 cm×2 cm×1 cm),使用P/5柱形探头,测试速率为50 mm/min,形变量为50%,回升高度为25 mm,测定样品弹性。每组样品压缩测定3 次。
1.3.5 粗脂肪质量分数测定
参照文献[14],采用索氏抽提法测定粗脂肪质量分数。
1.3.6 总挥发性盐基氮含量测定
参照文献[15],采用凯氏定氮仪测定样品中TVB-N含量。
1.3.7 感官评价分析
参照文献[16-17]的方法进行感官评价分析。培训后筛选6 位感官评定员,采用3 分法进行评分。0 分为最好品质期;1 分为高品质期;2 分为明显出现臭味和异味,即可接受界限,当半数或以上感官评价员评价2 分或以上时,为货架期终点。
1.3.8 等级划分
参考宁德市渔业协会团体标准T/CROAKER001—2018《高品质养殖大黄鱼评定规则》及野生大黄鱼组各项指标,确定养殖大黄鱼肥满度≤1.28为优级品;体长/体高≥4.00为优级品;尾柄长/尾柄高≥3.50为优级品;*值≥25为优级品;肌肉弹性≥1.1为优级品;粗脂肪质量分数≤12%为优级品。针对单个指标的限值对样品进行等级划分,单个指标的优级品数量与样品总量的比值为该指标的优级品占比(即优级品率)。然后根据T/CROAKER001—2018对不同养殖模式和流通方式下的大黄鱼等级进行综合评定。
实验均设置3个平行,且结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析,采用Duncan检验进行显著性分析,<0.05表示差异显著。采用Graphpad prism 8软件作图。
2.1.1 大黄鱼形体评价
如表1所示,筏式网箱和通框网箱大黄鱼的肥满度无显著差异(>0.05),二者均显著高于深海围网及野生大黄鱼(<0.05);深海围网大黄鱼肥满度略低于野生大黄鱼,但二者间无显著差异(>0.05)。肥满度方面,4种养殖模式样品中符合优级品要求的大黄鱼占28.8%,由图3A可知,4种养殖模式优级品率均小于野生大黄鱼,筏式网箱和通框网箱优级品率分别为3.0%和12.0%,远小于深海围网(81.8%)。筏式网箱的体长/体高与通框网箱大黄鱼无显著差异(>0.05),但显著小于深水网箱、深海围网和野生大黄鱼(<0.05);深海围网大黄鱼的体长/体高略高于野生大黄鱼,但二者间无显著差异(>0.05)。4种养殖模式样品中体长/体高≥4.00的大黄鱼占43.5%,如图3B所示,筏式网箱大黄鱼优级品率为15.8%,远小于其他养殖模式,深水网箱和深海围网大黄鱼的优级品率略高于野生大黄鱼。各组大黄鱼的尾柄长/尾柄高无显著差异(>0.05),4种养殖模式样本中满足尾柄长/尾柄高≥3.50的大黄鱼占66.7%,由图3C可知,不同养殖模式大黄鱼的优级品率依次为通框网箱(73.7%)、筏式网箱(67.0%)、深水网箱(66.7%)、深海围网(57.1%),无明显差异。
表1 不同养殖模式对大黄鱼形体指标、弹性、b*值及粗脂肪质量分数的影响Table 1 Effects of different aquaculture modes on body size parameters, springiness, b* value and crude fat content of P. crocea
图3 不同养殖模式下大黄鱼依据肥满度(A)、体长/体高(B)、尾柄长/尾柄高(C)、b*值(D)、弹性(E)及粗脂肪质量分数(F)的等级Fig. 3 Quality grading of P. crocea cultured in different aquaculture modes based on fatness (A), body length/body height (B), tail stalk length/tail stalk height (C), b* value (D), springiness (E) and crude fat content (F)
筏式网箱和通框网箱两种养殖模式相较于深海围网及深水网箱养殖大黄鱼的生长空间小、水流不通畅、养殖密度大,会造成饵料沉积、水体环境恶化等现象,可能会导致大黄鱼有较高的肥满度与较低的体长/体高;而增加鱼体活动空间及体能消耗,可一定程度上提高大黄鱼的运动能力,这与鱼体游泳能力和持续运动距离可显著影响其肥满度的结论相符。故扩大养殖水域面积、降低养殖密度及改良水质状况等措施可改善养殖大黄鱼的形体外观。
2.1.2 体表*值
大黄鱼体表颜色是影响其商品价值和消费者接受度的最主要品质之一,体表金黄的大黄鱼更受消费者欢迎。养殖大黄鱼背部为青灰色,黄色主要集中在腹部。由表1可知,野生大黄鱼*值略高于筏式网箱大黄鱼,且二者*值均显著小于通框网箱、深水网箱和深海围网养殖大黄鱼(<0.05),而通框网箱、深水网箱和深海围网养殖大黄鱼的*值差异不显著(>0.05);4种养殖模式大黄鱼中符合优级品的样品占84.6%,由图3D可知,通框网箱、深水网箱及深海围网3种养殖模式优级品率接近野生大黄鱼,筏式网箱大黄鱼优级品率仅为深海围网的1/2;野生、筏式网箱大黄鱼*值无显著差异(>0.05),但野生大黄鱼优级品率为筏式网箱的2 倍;Han Dong等发现随着光照强度的升高,大黄鱼体表呈现更低的*值,可能因筏式网箱养殖水域较浅,更易受到光照的影响,使色素分解;Wang Lanmei等发现鱼体在浅色背景中比黑色背景中表现出更高的*和*值,可能因筏式网箱相较于其他养殖模式,养殖水域小、养殖密度大,造成饵料沉积和水体浑浊,从而导致体表*值降低,这也与殷小龙等发现大黄鱼在较为浑浊的环境中,体表*值更低的结果一致。
2.1.3 肌肉弹性
野生大黄鱼的背部肌肉弹性远大于养殖大黄鱼,而不同养殖模式之间内聚性、胶黏性、咀嚼性和剪切力等质构性质指标无显著差异,故本研究以弹性作为质构指标评价大黄鱼品质。由表1可知,野生大黄鱼的鱼肉弹性显著大于4种养殖大黄鱼(<0.05),4种养殖模式大黄鱼间无显著差异,但筏式网箱、通框网箱、深水网箱和深海围网大黄鱼的鱼肉弹性依次增加;4种养殖模式样本中肌肉弹性符合优级品占比为80.8%,由图3E可知,与野生大黄鱼肌肉弹性优级品率接近度依次为深水网箱、深海围网、通框网箱和筏式网箱,其中筏式网箱优级品率比深水网箱和深海围网分别少40%和25%,这也与李松、邹咪等研究结果一致,随养殖密度的增加,会对大黄鱼肌肉弹性带来负面影响,可能因筏式网箱相较于其他模式有较高的养殖密度,故弹性较低;且邹咪等发现深海围网大黄鱼肌原纤维蛋白结构比普通网箱养殖大黄鱼肌肉组织更为致密,即鱼肉具有更高的弹性。
2.1.4 粗脂肪质量分数
由表1可知,野生大黄鱼粗脂肪质量分数低于4种模式养殖的大黄鱼,筏式网箱大黄鱼粗脂肪质量分数显著高于深海围网和野生大黄鱼(<0.05),通框网箱、深水网箱、深海围网养殖大黄鱼的粗脂肪质量分数依次降低,平均值均在优级品范围内;4种养殖模式大黄鱼样本中粗脂肪质量分数符合优级品标准的占53.3%,由图3F可知,野生大黄鱼的优级品占比均高于养殖鱼,其中筏式网箱优级品率为38.2%,低于4种养殖模式大黄鱼优级品率平均值且小于其他养殖模式,通框网箱、深水网箱与深海围网优级品率依次升高,围网大黄鱼与野生大黄鱼品质最为接近。郭全友等发现将筏式网箱中大黄鱼转移至深水网箱和深海围网中养殖6个月,可有效降低鱼体脂肪含量,与本研究的结果一致,可能是由于筏式网箱养殖水体环境小、饵料较充足,鱼体运动量少,脂肪堆积导致;当鱼体活动空间、活动量增加,可降低鱼体脂肪含量。
2.2.1 感官评价
由图4A可知,根据评分规则,大黄鱼在冰台贮藏过程中IP和TIP组样品0~2 d感官保持在一级鲜度;贮藏3~5 d的IP组、3~4 d的TIP组样品的鱼鳞较易擦落、体表光泽降低,为感官二级鲜度,达到高品质期终点。随着贮藏时间的延长,鱼体开始发生鱼目塌陷浑浊、腥臭味强烈、体色发白等现象,腐败加剧达到可接受终点。IP组和TIP组分别在第16、13天时感官不可接受。FS组在-18 ℃冻藏30 d时,为感官高品质期,冻藏至90 d时,感官评分接近高品质期终点;随贮藏时间的延长,由于蛋白冷冻变性和冰晶生长等原因,导致大黄鱼肌肉汁液流失,色香味形均劣变,体表色泽变暗、鱼目开始塌陷,贮藏180 d时感官评分接近不可接受界限。
图4 不同流通模式对养殖大黄鱼感官评分(A)、TVB-N含量(B)、b*值(C)及肌肉弹性(D)的影响Fig. 4 Effects of different circulation patterns on sensory score (A),TVB-N (B), b* value (C) and springiness (D) of cultured P. crocea
2.2.2 总挥发性盐基氮含量
根据GB/T 18108—2019《鲜海水鱼通则》和SC/T 3101—2010《鲜大黄鱼、冻大黄鱼、鲜小黄鱼、冻小黄鱼》规定,TVB-N含量≤13 mg/100 g为一级品,TVB-N含量≤15 mg/100 g为二级品。由图4B可知,冰台贮藏过程中IP组第2天时TVB-N含量为11.83 mg/100 g,为一级品,第5天时TVB-N含量为14.34 mg/100 g,为二级品,与感官评分结果一致;TIP组第3天时TVB-N为14.91 mg/100 g,为二级品,与感官评分结果基本一致;IP和TIP组在第16天和第13天时TVB-N含量分别达到33.68 mg/100 g和33.11 mg/100 g,产生强烈的腥臭味、体表黄色基本褪去,感官已不可接受;较IP组冰鲜大黄鱼,TIP组经冻融后,冰晶对组织细胞造成机械损伤,加剧其腐败。FS组冻藏第30天时TVB-N含量为10.05 mg/100 g,符合一级品要求,与感官评价结果一致,随后开始快速增长,90 d时TVB-N含量达到20.91 mg/100 g,贮藏180 d时TVB-N含量为23.91 mg/100 g,仍未达货架期终点。TVB-N含量的快速增长通常发生在贮藏后期,因为需要一个漫长的降解过程,才能将含氮大分子转化为挥发性小分子,FS组的增长速率始终低于IP和TIP组,是因为低温抑制了部分微生物生长和酶活力。
2.2.3 体表*值
由图4C可知,流通过程中,大黄鱼腹部*值呈下降趋势,IP组在0~22 h下降速率较快,58 h时*值降至25以下,低于优级品标准;TIP组初始*值为42.15,贮藏0~20 h期间*值下降速率较快,与IP组有相似趋势,14 h时*值已低于优级品标准;FS组冻藏过程中,90 d时*值为42.24,前期*值下降较为缓慢,后开始快速下降,冻藏至180 d时*值为33.78,仍符合优级品标准。IP组和TIP组模拟市售过程中,由于受光照影响,鱼体内黄色素细胞色素颗粒聚集,黑色素细胞发散,导致鱼体金黄色泽变暗,这与夜间捕捞大黄鱼体表*值显著高于白天的结论相符,且形成鱼体金黄色泽的类胡萝卜素含有多个共轭双键,易发生异构化和氧化,从而导致鱼体的金黄色泽减弱;FS组冻藏过程中,由于类胡萝卜素的氧化和自然分解使大黄鱼的*值开始降低,随冻藏时间的延长,因冰晶的生长和冻结膨胀压的影响,使色素细胞破裂,进而影响体色。
2.2.4 肌肉弹性
如图4D所示,IP和TIP组的弹性呈下降趋势,分别在第9天和第6天下降至优级品的终点,二组前期均下降较快,后期趋于平缓;FS组冻藏90 d时弹性从2.03 mm降低至1.26 mm,仍符合优级品标准,贮藏至180 d时弹性为1.03 mm,接近优级品标准终点。IP和TIP组贮藏过程中鱼肉在内源酶和微生物的作用下蛋白质发生不同程度的降解,肌原纤维蛋白遭到破坏,使肉质变松软,弹性下降;TIP组经冻结、解冻后,因汁液损失和细胞间隙变大等原因,鱼肉弹性下降,故与IP组相比初始弹性较低且下降速度较快;FS组冻藏过程中冰晶的生长会对肌肉组织造成机械损伤,加速劣变;有研究表明,鱼肉的弹性主要受肌原纤维蛋白和肌基质蛋白含量的影响,蛋白含量的降低会导致肌肉弹性的下降,冻藏过程中蛋白质发生冷冻变性等原因,使肌肉间结合力下降,从而导致弹性下降。
T/CROAKER001—2018适用于高品质养殖大黄鱼的评定,该标准通过大黄鱼形体、黄蓝度、肌肉弹性及肌肉粗脂肪等指标对大黄鱼进行等级评价。以此标准为依据,大黄鱼TVB-N含量≤13 mg/100 g,且其他指标均符合优级品标准,则判定为优级品;13 mg/100 g<TVB-N含量≤30 mg/100 g,则判定为合格品。如图5A所示,样品均为冰鲜品,均符合合格品标准,其中83.3%野生大黄鱼符合优级品标准,养殖大黄鱼优级占比依次为深海围网(62.5%)、深水网箱(58.3%)、通框网箱(17.6%)和筏式网箱(11.1%),因筏式网箱和通框网箱鱼体肥满度和体长/体高多不符合优级品标准,故导致二者有较低的综合优级品率。不同流通模式下大黄鱼的等级变化如图5B所示,IP和TIP组分别贮藏至第3天和第2天时,因鲜度和体表黄蓝度下降,不能被判定为优级品;第9天和第6天时13 mg/100 g<TVB-N含量<30 mg/100 g,不符合优级品基本要求,但其弹性保持在优级品范围内,为合格品;FS组冻藏30 d时各项指标保持在优级品范围内,判定为优级品,90 d时13 mg/100 g<TVB-N含量≤30 mg/100 g,不符合优级品基本要求,不能判定为优级品,但弹性和色泽仍保持在优级品范围内,为合格品。
图5 大黄鱼不同养殖模式下等级占比(A)及不同流通模式过程中等级变化(B)Fig. 5 Proportions of quality grades of P. crocea cultured in different aquaculture modes (A) and grade change during circulation under different conditions (B)
不同养殖模式大黄鱼的形体指标、粗脂肪质量分数及肌肉弹性等优级品率有明显差异,在筏式和通框网箱中,养殖大黄鱼表现出较低的优级品率,但通框网箱中各项指标优级品率高于筏式网箱,综合品质评价中,深海围网模式中优级品率达62.5%,为养殖大黄鱼中品质最优组。在捕后贮运流通过程中,大黄鱼品质劣变的速度冻藏组<冰台组<解冻冰台组,分别在贮藏第30、3、2天时,不符合优级品标准;其中TVB-N含量评价较感官评价具有一定的滞后性,可能与检测部位有关;IP和TIP组因光照等原因*值下降速度较快,分别在14、58 h下降至优级品标准终点;FS组前30 d时各项指标下降较慢,保持在优级品等级,适宜加工和食用,冻藏180 d时*值与弹性分别为33.78及1.03 mm,达到优级品终点。本研究揭示了大黄鱼不同养殖模式和不同流通方式对其品质特性的影响,可为养殖大黄鱼销售体系品质评定的标准化提供参考。