细鳞鲑在不同温度缺氧环境下肉质的变化

戴天舒,尹国安

(黑龙江八一农垦大学,黑龙江大庆 163000)

水产养殖是当今世界上一个快速发展的产业,水产品为人类提供了源源不断的可食用蛋白质及其他营养成分[1]。随着全球经济飞速发展,消费者对健康食品的意识提高,对鱼肉质量的要求逐渐提高。消费者要求的提高直接表现在活鱼的售价远高于冷冻鱼,因此,对活鱼运输进行研究以提高商业鱼类的生存能力是必要的。对于鱼类而言,运输是一个很强的应激源[2]。应激强度取决于运输条件,如运输密度和运输温度。环境的应激可能导致免疫系统功能下降,最终引起疾病和死亡。此外,鱼类在运输过程中不断受到应激,导致肉质恶化[3]。

细鳞鲑(Brachymystaxlenok)又称细鳞鱼,是鲑科的一种名贵的陆封型冷水鱼,主要分布于东西伯利亚的河流和湖泊,包括中国、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦和韩国的部分地区[4]。在中国境内主要分布于黑龙江、新疆、河北北部及秦岭地区[5]。由于各地近几十年来过度捕捞、水质污染和环境变化等一系列原因,细鳞鲑数量急剧下降。随着细鳞鲑的人工饲养和繁育技术发展,近些年间细鳞鲑在中国大部分地区均形成了不同规模的人工养殖区域。细鳞鲑含有丰富的蛋白质,粗蛋白含量与各类名贵冷水鱼(虹鳟、大西洋鲑等)相近[6],但粗脂肪含量远低于上述名贵冷水鱼。细鳞鲑肉质鲜美、营养丰富、口味尚佳,常规营养指标均高于鲤等常见食用鱼类[7]。细鳞鲑最适生长的水温是14℃～18℃。然而,细鳞鲑在夏季运输中的水温通常会达到24℃,因此该试验旨在探究高温缺氧带来的应激条件下细鳞鲑的肉质指标变化,为细鳞鲑后续高温运输可能面临的问题提供思考和数据支持。

1 材料与方法

1.1试验设备及材料

氧气泵、蓄水池、密封箱、TMS-PRO型物性分析仪(美国Federal Trade Commission公司)、手术刀、丁香酚200mg/L。细鳞鲑购置于黑龙江省通河县,体表无损伤,健康无病害,平均体重为149.50±16.22g。

1.2 试验方法

1.2.1 试验前处理

试验于2020年11月在黑龙江八一农垦大学试验室中进行,细鳞鲑暂养于蓄水池(1.5m×0.8m×0.6m)中,水深0.5m。试验用水为大庆本地水源,自来水管接出晾晒2d后使用。每日投喂虹鳟商品饲料(粗蛋白34%,粗脂肪12%,灰分16%)。早上8:00时投喂,日投食量为其体重的3%。暂养15d,试验开始前禁食24hrs。

1.2.2 正交试验设计

通过预试验,筛选出不同的处理温度、处理时长、密度进行3因素3水平正交试验,如表1所示。取3种不同规格(20L、30 L、40L)透明密封箱各3个,注满水后使用氧气泵充氧,充至饱和(9.0mg/L～9.5mg/L)。每种规格透明密封箱各取1个置于控温的水箱中,分别放入3个控温水箱。每组密封箱中放入大小近似的细鳞鲑4尾,单次试验同天早上8:00时整开始进行,试验重复2次。

表1 正交试验因素水平设计Tab.1 Horizontal design of orthogonal experimental factors

1.2.3 样品采集

对试验各组取6尾鱼(2次重复各取3尾),用丁香酚(200mg/L)麻醉,然后称量每条鱼的体重并测量体长。用手术刀随机在每条鱼背部划取多处肌肉组织样本,采样结束后立即完成肉质指标检测。

1.2.4 肉质指标检测

参照田兴等[12]的方法,测定硬度、胶黏性、咀嚼性、弹性、内聚性及黏性。在室温下,准备取切好的肌肉组织块,用TMS-PRO型物性测试仪的平底柱形探头ILC/35R,以压缩质地多面剖析法(Texture Profile Analysis,TPA)对细鳞鲑背肌组织块进行2次模拟咀嚼测试。测试条件:测试前速率3mm/s,测试速率2mm/s,测试后速率2mm/s,压缩程度为65%,停留间隔时间为5s,负重探头类型为ILC 200N,数据收集率为200pps。对每条细鳞鲑选取3块大小一致背肌组织块,进行3个重复肌肉样品检测,每个检测指标均进行3次平行检测。

1.2.5 数据处理

使用SPSS 22.0软件对试验结果进行分析,在单因素方差分析(ANOVA)的基础上采用最小极差法(LSD)进行事后多重比较,取P<0.05为差异显著。

2 结果

肉质以硬度、胶黏性、咀嚼性、弹性、内聚性及黏性为指标,试验结果如表2所示。

通过正交试验以硬度作单因素方差分析可知(见表3),温度、时长和密度对细鳞鲑肉质硬度均具有极其显著影响(P<0.01),对肉质硬度的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知不同温度间肉质硬度存在显著差异,且温度越高肉质硬度越大;不同时长间肉质硬度均存在显著差异,处理时间越长硬度越大;30kg/m3和15kg/m3、22.5kg/m3和15kg/m3间硬度存在显著差异,且密度越高硬度越大。

表3 单因素方差分析表(因变量:硬度)Tab.3 Table of one-way analysis of Variance (dependent variable: hardness)

通过正交试验以胶黏性作单因素方差分析可知(见表4),不同温度的胶黏性之间存在极显著性差异(P<0.01),不同时长的胶黏性之间存在显著性差异(P<0.05),不同密度的胶黏性之间不存在显著性差异(P>0.05),对肉质胶黏性的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知温度10℃和18℃、14℃和18℃间胶黏性存在显著差异,同时温度越高胶黏性越差;处理1hrs和3hrs间胶黏性存在显著差异,处理时间越长胶黏性越差。

表4 单因素方差分析表(因变量:胶黏性)Tab.4 Table of one-way analysis of Variance (dependent variable: adhesiveness)

通过正交试验以咀嚼性作单因素方差分析可知(见表5),不同温度的咀嚼性之间存在显著性差异(P<0.05),不同时长、密度的咀嚼性之间不存在显著性差异(P>0.05),对肉质咀嚼性的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知温度10℃和18℃间咀嚼性存在显著差异,同时温度越高咀嚼性越差。

表5 单因素方差分析表(因变量:咀嚼性)Tab.5 Table of one-way analysis of variance (dependent variable: mastication)

通过正交试验以弹性作单因素方差分析可知(见表6),不同温度的弹性之间存在极显著性差异(P<0.01),不同时长、密度的弹性之间不存在显著性差异(P>0.05),对肉质咀嚼性的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知温度10℃和18℃、14℃和18℃间弹性存在显著差异,同时温度越高弹性越差。

表6 单因素方差分析表(因变量:弹性)Tab.6 Table of one-way analysis of Variance (dependent variable:elasticity)

表7 单因素方差分析表(因变量:内聚性)Tab.7 Table of one-way analysis of Variance (dependent variable: cohesion)

表8 单因素方差分析表(因变量:黏性)Tab.8 Table of one-way analysis of variance (dependent variable: viscosity)

表9 肉质指标的事后比较Tab.9 Comparison of flesh quality indexes after the event

通过正交试验以内聚性作单因素方差分析可知(见表6),不同温度的内聚性之间存在极显著性差异(P<0.01),不同时长、密度的内聚性之间不存在显著性差异(P>0.05),对肉质内聚性的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知温度10℃和18℃、10℃和14℃间内聚性存在显著差异,同时温度越高内聚性越低。

通过正交试验以黏性作单因素方差分析可知(见表6),不同温度的黏性之间存在极显著性差异(P<0.01),不同时长、密度的黏性之间不存在显著性差异(P>0.05),对肉质黏性的影响A(温度)>B(时长)>C(密度)。根据事后检验结果(表9)可知不同温度间黏性均存在显著差异,同时温度越高黏性越低;处理1h和3h间黏性存在显著差异,处理时间越长胶黏性越差。

3 讨论与分析

温度的升高会影响代谢率或耗氧量等参数,并经常引起变温生物的氧化应激。当应激源强度过大时,机体的动态平衡可能永远无法恢复,当没有足够的时间将应激反应完全恢复到基线水平时,也可能发生同样的情况。这些严重应激情况经常发生在鱼类捕获、养殖和运输过程中。严重应激已被证明对鱼类肉质有负面影响,范秀萍等人试验发现在25℃保活运输条件下珍珠龙胆石斑鱼的代谢加快、肉品质出现下降[8];Bo Wu等人在赤点石斑鱼的模拟运输过程中也发现了肉质下降的情况[9]。物性分析是肉品质鉴定过程中的重要环节,也是评价肉质合格率的重要指标。对于鱼类的物性分析一般从硬度、胶黏性、咀嚼性、弹性、内聚性及黏性等特性进行[10],其中肉质的硬度和弹性是评价肌肉品质的重要参数,本次试验中随温度升高、处理时长增加、密度增大,细鳞鲑的背肌硬度显著增大。Fuentes在随机选取的消费者调研中发现,硬度过大、弹性较差的鱼肉对消费者的吸引力迅速下降[11],同时胶黏性、咀嚼性、弹性、内聚性及黏性等其他指标均随温度升高显著降低,说明温度对细鳞鲑肉质的影响远超过其他环境指标,这一类似的情况也在赤点石斑鱼、黄颡鱼和斑点叉尾鮰的试验中有所提及[9,12]。在雒莎莎的研究中发现鳙背肌的硬度、胶黏性、咀嚼性经过450MPa的超高压处理后有显著提升,继而改善了肉质[13],这一结论也说明硬度、胶黏性等指标与鱼类肉品质存在相关性。

在过去的几十年里,人们对鱼类应激的认识和理解有了很大的提高,特别是在导致新陈代谢和生长、免疫功能、繁殖能力和正常行为改变的生理机制和反应方面。鱼的主要应激反应包括一些荷尔蒙变化,尤其是皮质醇和儿茶酚胺循环水平的变化。次级反应可能由内分泌反应直接引起,也可能不由内分泌反应直接引起,包括血糖、乳酸或乳酸钠、主要离子(如氯化物、钠和钾)以及组织中糖原和热休克蛋白水平的可测量变化。第三级反应,包括生长、抗病能力和行为的改变,可能直接或间接地产生于这些初级和次级反应。然而,许多其他明显因素影响鱼类特有的应激反应,包括遗传因素(如物种、品系)、发育因素(如生活史阶段)和环境因素(如温度、营养、水质)[14]。鱼类应激与肉品质息息相关,缓解鱼类可能受到的应激,对改善鱼类肉质有很大帮助,在鱼类暂养期间添加矿物元素,在运输过程中添加麻醉剂、抗应激剂、降低温度,均能有效保护肉质不受损[9,15],因此如何保证细鳞鲑等鱼类保活运输后优良肉质,是后续研究的重要方向之一。

4 结论

该研究表明,细鳞鲑背肌硬度随处理温度升高、处理时长增加、密度增大而显著增大,背肌胶黏性、咀嚼性、弹性、内聚性和黏性均随温度升高出现显著降低,随处理时长增加、密度增大出现降低但没有显著性。综合各项指标数据结果得出,在高温缺氧环境中细鳞鲑的肉质出现显著下降,细鳞鲑的暂存及保活运输中应保证温度不高于16℃。