加工前凈化處理對團頭魴肌肉品質的影響

郭曉東，呂 昊，劉 茹，劉友明，熊善柏*

（華中農業大學食品科學技術學院，國家大宗淡水魚加工技術研發分中心（武漢），湖北 武漢 430070）

團頭魴（Megalobrama amblycephala）是我國主養淡水魚品種之一，2016年產量達826 178 t，具有產量高、養殖效益好等優勢[1]。因其獨特的側扁寬體型、規格適中、味道鮮美及含肉率高等特點而特別適合制作清蒸魚等菜肴。池塘高密度養殖是我國團頭魴的主要養殖模式，常因池塘底部淤泥積累過厚或養殖水體中藻類大量繁殖而導致團頭魴肌肉品質和風味變差，食用品質和消費者可接受性下降[2]。在我國漁業以“提質增效、減量增收、綠色發展、富裕農民”為目標[3]的背景下，如何提高現有池塘養殖淡水魚的品質成為研究熱點。

凈化處理是提高養殖淡水魚食用品質的有效方法[4]。國內外學者已研究了養殖過程中的饑餓處理[5]、運輸應激[6]對魚類品質變化的影響，并針對草魚[7]、鯽魚[8]和斑點叉尾鮰[9]開展了凈化提質研究，但目前多采用湖泊暫養或地下水凈化等方式對養殖淡水魚進行凈化處理，尚未開展凈化方式和凈化時間對團頭魴肌肉品質的影響及代謝機制研究。鑒于此，本研究以團頭魴為研究對象，采用實驗室自行研制的循環水凈化裝置[10]，研究暫養凈化處理時間對團頭魴肌肉品質的影響，以提高池塘養殖團頭魴食用品質，滿足高品質調理水產食品加工的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮團頭魴，規格（550±50） g/尾，購自華中農業大學養殖實驗場；試劑均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-2600紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；Avanti J-2高速冷凍離心機 美國貝克曼公司；FJ-200高速分散均質機 上海標本模型廠；SX2-2.5-12馬弗爐 上海儀表公司制造三部；TA-XT2i質構儀 英國Stable-Micro Systems公司；CR-400色差儀英國TA公司；FOX4000氣味分析儀（電子鼻） 法國Alpha M.O.S公司。

1.3 方法

1.3.1 循環水凈化裝置

循環水凈化裝置（實驗平臺）為本實驗室設計制作，主要由循環過濾系統、升降溫裝置、噴淋頭及水質PLC控制器等組成[10]，系統構成如圖1所示。

圖1 循環水凈化裝置（實驗平臺）系統構成Fig. 1 illustration of circulating water depuration(experimental platform) system

1.3.2 凈化（暫養）實驗方案

凈化（暫養）實驗在容積為0.8 m3的玻璃魚缸中進行。先將自來水經過充分曝氣除氯后放置在貯水槽中作為凈化實驗用水，其pH值為7.86、溶氧量6.85 mg/L、硬度400.2 mg/L、導電率869 μS。先將除氯后的自來水泵入循環水凈化裝置中，開啟循環水泵、增氧機和制冷機組，待水溫降至13 ℃時放入團頭魴；魚水比1∶20（m/V），水溫控制13 ℃左右，水流置換量為100 倍魚體質量/d，即每天置換水總質量與魚總質量比值為100，凈化時間為10 d。每隔48 h進行取樣，分別在第0、2、4、6、8、10天隨機取6 條魚進行指標測定及分析。

1.3.3 理化指標測定

水分：采用GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的直接干燥法；灰分：采用GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》中的灼燒重量法；粗脂肪：采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法；總糖：采用GB/T 9695.31—2008《肉制品 總糖含量測定》中的苯酚-濃硫酸法；水溶性蛋白質：采用考馬斯亮蘭法[11]；pH值：參考陳劍嵐等[12]的方法；總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量：參考張坤等[13]的方法；游離氨基酸總量：采用茚三酮法[14]；羰基值（carbonyl value，COV）和硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值：參考鮑俊杰等[15]的方法；持水力：采用加熱離心法[6]。

1.3.4 質構測定

參考汪夢霞[16]的方法。采用TA.XT.Plus物性測試儀，選用TPA模式，探頭P/36R，測前速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率5 mm/s，壓縮比50%，停留時間5 s。

1.3.5 色度測定

參考Jin等[17]的方法。采用CR-400便攜式色彩色差計，使用前用標準白板校準。白度（W）按照下式計算。

式中：L*為亮度值；a*為紅綠值；b*為黃藍值。

1.3.6 電子鼻氣味分析

采用法國Alpha Mos氣味分析儀（電子鼻）對揮發性氣味進行測定。稱取2.00 g團頭魴背部肌肉，加入10 mL頂空瓶中。測定條件[18]：頂空產生溫度50 ℃，頂空時間120 s；注射針溫度60 ℃，注射體積2.5 mL；攪動速率500 r/min；測試時間120 s，延滯時間300 s。

1.3.7 感官評價

團頭魴肌肉的感官質構評價方法采用質地剖面檢驗[19]，通過以一些特殊的食物材質為基準進行評分。將新鮮的背部白肌切成3 cm×3 cm×2 cm的長方體，稱取約10 g，用錫箔紙包好，放在沸水浴上蒸制20 min后于室溫冷卻待測。團頭魴肌肉感官質構的評價指標、方法及參照物如表1所示。

表 1 團頭魴肌肉感官質構的評定詞匯、定義及參照物[19]Table 1 Descrirptors, def i nition and reference foods for sensory texture attributes of blunt snout bream muscle[19]

團頭魴肌肉的感官風味評價方法采用定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）法[7,20]。稱取約50 g左右的魚肉裝入保鮮盒，不添加任何調料進行烹飪處理，用智能微波爐加熱，功率400 W，時間5 min。錫箔紙包裹降溫，防止氣味揮發。將樣品倒入小玻璃杯中，通過嗅聞并在口中進行評估。將樣品按風味程度不同劃分為7 個等級（1.5、1.0、0.5、0、-0.5、-1.0、-1.5）。評價人員根據參考材料提前比較每種樣品（魚腥味、泥土味、氨水味、油味、甜味、酸味及苦味）的標準。其中“1.5”的味道屬性是“非常強烈”，而“-1.5”是“幾乎察覺不到”。

1.4 數據處理

采用Origin 9.0和Excel軟件作圖，采用SPSS 22.0軟件中的ANOVA方差分析和Duncans'法多重比較對實驗數據進行分析；電子鼻采集的數據用Alpha Soft 12.3軟件進行處理，樣品的風味指紋數據采用判別因子分析（discriminant factor analysis，DFA）方法進行分析。實驗結果均用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 凈化時間對團頭魴肌肉理化成分的影響

表 2 凈化時間對團頭魴背部肌肉理化成分和物理特性的影響（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，凈化處理對團頭魴肌肉的理化成分和物理特性有顯著影響。隨著凈化時間的延長，團頭魴肌肉中灰分含量逐漸升高（P＜0.05），粗脂肪、總糖和水溶性蛋白含量則顯著下降（P＜0.05），而魚肉pH值則呈現先下降后上升的變化趨勢，在凈化6 d時魚肉pH值最低，但凈化時間對團頭魴肌肉中含水量和持水力的影響不大（P＞0.05）。

周敏[7]、Gong Yulong[21]等報道，當草魚遭受長時間食物限制時，其脂質代謝機制改變，通過促進脂肪組織分解和抑制脂質合成的調控，利用自身的脂質提供能量，以保持正常的生命活動，當食物限制時間進一步延長，則會轉變為依靠消耗肌肉中的蛋白質維持生存，這些變化在銀鯧魚[22]、刀鱭[5]、鯽魚[8]和鯰魚[23]等的研究中也有類似的結果。團頭魴魚肉中水溶性蛋白含量隨著凈化時間延長而逐漸下降，凈化第8天時肌肉中水溶性蛋白含量最低，而進一步延長凈化時間，其水溶性蛋白含量則開始升高。水溶性蛋白含量的變化可能是機體為了維持自身的生存以適應饑餓環境變化而進行的一種積極的生理保護性反應，當糖原和脂肪被利用殆盡時，魚類首先利用肌肉中的水溶性蛋白，進而在蛋白酶作用下使鹽溶性蛋白的重鏈水解，產生一定量的多肽類物質和低分子質量蛋白質[24]，這是導致凈化后期團頭魴肌肉中水溶性蛋白含量反而上升的原因。在凈化過程中，團頭魴肌肉中的灰分含量逐漸增加，凈化8、10 d的團頭魴肌肉中灰分含量顯著高于未凈化處理組樣品（P＜0.05）?；曳址从沉藰悠分袩o機礦物質的含量，灰分含量增加可能與凈化過程中魚體汲取凈化水中的礦物質（如鈣等）[25]及魚體內糖類、脂肪等有機物含量降低有關[26]。

2.2 凈化時間對團頭魴肌肉物性特征的影響

魚肉質地特性作為新鮮度和口感品質的重要評價指標，反映肉的軟硬程度、彈性、咀嚼性、凝聚性和多汁性等指標，內部交聯程度與其密切相關[8]。

表 3 凈化時間對團頭魴背部肌肉物性特征參數的影響（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，隨著凈化時間延長，團頭魴肌肉的硬度逐漸下降（P＞0.05），凈化8 d時魚肉硬度降至最低。胡芬等[27]通過對武昌魚質構特性與基本營養成分的相關性分析得出，魚肉的硬度與其脂肪含量呈正相關，與水分含量呈負相關。團頭魴背部肌肉的彈性逐漸上升，凈化8 d時魚肉彈性最強，且顯著高于未凈化組樣品（P＜0.05），這可能與魚肌肉蛋白質相對含量的變化有關，前8 d的凈化過程可能主要以脂肪和糖類供能，導致粗蛋白含量相對上升，彈性逐漸升高；8 d后逐漸開始動用蛋白質供能，導致粗蛋白含量下降，彈性也隨之降低。在凈化過程中，團頭魴背部肌肉的凝聚性和咀嚼性均逐漸增大，凈化8 d后魚肉的凝聚性顯著高于未凈化處理組樣品（P＜0.05），說明魚肉的緊密程度和口感更好。魚肉的膠黏性隨凈化時間延長而逐漸增大，但變化不顯著（P＞0.05）。綜上可知，團頭魴經過8 d凈化處理后，其背部肌肉的彈性和口感得到明顯提升。

2.3 凈化時間對團頭魴肌肉色度的影響

表 4 凈化時間對團頭魴背部肌肉色度的影響（n=6）Table 4 Effect of depuration time on color properties of dorsal muscle from blunt snout bream (n= 6)

肌肉中的肌紅蛋白、血紅蛋白與骨骼肌其他生物分子的相互作用決定了新鮮肌肉的顏色[28]。由表4可知，凈化處理可顯著改變團頭魴肌肉的色度。隨著凈化時間延長，團頭魴肌肉的a*逐漸下降，凈化8 d時降至-1.14，顯著低于未凈化組樣品（P＜0.05），而繼續延長凈化時間則魚肉的a*開始上升；魚肉的b*在凈化過程中下降，未處理組樣品（對照）的b*為0.40，凈化處理8 d時團頭魴肌肉的b*為-0.36，色度向藍綠變化；魚肉L*和W在凈化初期（0～6 d）有所下降，而在凈化后期（8～10 d）則逐漸升高。團頭魴經過適當時間的凈化處理，可使其肌肉a*和b*降低，L*和W增加，魚肉色澤更鮮亮，這與侯燕芳[29]短期暫養脆肉鯇時魚肉色澤變化結果一致。

2.4 凈化時間對團頭魴肌肉主要氣味和滋味成分的影響

TVB-N是指肉品組織中氨、胺類等揮發性堿性含氮化合物的總稱[30]，而COV和TBA值反映魚肉中總的醛、酮類化合物含量[31-32]，肉品中TVB-N含量、COV和TBA值與其嗅聞香氣、總體可接受度呈顯著負相關[33-34]，肉品的TVB-N含量、COV和TBA值越小，則其鮮度越高、風味越好[35-36]。游離氨基酸是魚貝類肌肉浸出物中的主要含氮成分，盡管魚類肌肉蛋白質的氨基酸組成會因品種而異，但基本上保持一個定值，而游離氨基酸組成和含量卻會因品種、飼養狀況等出現較大差異[37]，魚肉中游離氨基酸含量越高，則其鮮味越好[38]。

表 5 凈化時間對團頭魴背部肌肉主要氣味和滋味成分的影響（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，凈化處理可以顯著降低團頭魴肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值，顯著提高其游離氨基酸含量（P＜0.05）。隨著凈化時間延長，團頭魴肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值顯著下降（P＜0.05），而在凈化6～8 d后三者含量變化變緩（P＞0.05）；凈化第8天時，團頭魴肌肉中TVB-N含量、COV和TBA值分別為6.99 mg/100 g、2.70 mg/kg和0.24 mg/kg，分別比未凈化處理組樣品降低12.73%、20.35%和35.13%。團頭魴肌肉中的游離氨基酸含量則隨凈化時間延長呈先上升而后下降的變化趨勢，凈化處理8 d時魚肉中游離氨基酸含量最高（2.33 mg/g），比未處理組（1.62 mg/g）提高43.83%。薛紅梅[39]研究表明，饑餓脅迫可顯著降低對蝦肌肉中的TVB-N含量。王丹青等[40]研究表明，中華絨螯蟹的總游離氨基酸含量隨著暫養時間延長呈現先上升后下降的趨勢，其中暫養1 周時有較大值?？梢?，結合停食暫養對團頭魴進行8 d凈化處理，可有效改善團頭魴的食用品質。

2.5 凈化時間對團頭魴肌肉氣味特征的影響

表 6 不同凈化時間團頭魴肌肉的電子鼻傳感器響應值Table 6 Response values of electronic nose sensor to dorsal muscle from blunt snout bream at different depuration times

氣味分析儀（電子鼻）以特定的傳感器和模式識別系統快速提供被測樣品的整體氣味信息，可指示樣品的氣味特征[41]。將對照組和凈化處理不同時間的團頭魴背肌分別加到對應的頂空瓶中，然后將樣品加熱到50 ℃，再采用氣味分析儀測定魚肉的氣味特征。

由表6可知，在電子鼻的18 個傳感器中，除LY2/LG、LY2/AA、LY2/gCTL和T40/1 4 個傳感器測得的不同凈化時間團頭魴背部肌肉的響應值無顯著差異外，其余12 個傳感器的響應值均有顯著變化，且多在凈化6～8 d時有最大值或最小值。

圖2 不同凈化時間的團頭魴肌肉電子鼻傳感器響應值雷達圖Fig. 2 Radar chart of electronic nose responses to muscle from blunt snout bream at different depuration times

由圖2可知，電子鼻的P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、P10/1和P40/2型傳感器對不同凈化時間團頭魴肌肉氣味的響應值差異最大。據文獻報道，P30/1、PA/2、T70/2、T30/1、P10/1和P40/2型傳感器分別對乙醇、乙醛和胺類化合物、芳香族化合物（二甲苯）、極性化合物（丙醇）、非極性化合物（正辛烷）及氧化能力較強的氣體（甲硫醇）等敏感[42]。秦藍等[43]認為，傳感器P30/1、PA/2、P40/2和T30/1與動物的固有肉香味和膻味明顯相關。凈化8 d時信號響應值最大，且與對照組和其他凈化時間的魚肉樣品存在顯著差異。

圖3 不同凈化時間團頭魴肌肉電子鼻數據的DFA圖Fig. 3 DFA analysis diagram of electronic nose data for muscle from blunt snout bream at different depuration times

由圖3可知，DF1貢獻率為86.588%，DF2貢獻率為8.693%，二者之和為95.281%，能反映魚肉整體的氣味信息。從對照組樣品與凈化不同時間樣品的電子鼻特征信息分布來看，不同凈化時間團頭魴肌肉的風味特征有明顯差異。

2.6 凈化時間對團頭魴肌肉感官品質的影響

圖4 不同凈化時間團頭魴肌肉質地和風味的感官評定雷達圖（n= 6）Fig. 4 Radar maps of texture and fl avor evaluation of muscle from blunt snout bream at different depuration times (n = 6)

由圖4a可知，隨著凈化處理時間延長，團頭魴肌肉的硬度、膠黏性和多脂性減小，而彈性、咀嚼性和凝聚性增加，與TPA數據（表3）相似。在質構儀分析指標中，硬度、咀嚼性與感官分析具有較好的相關性[44]，也有研究發現，感官分析中的多脂性與TPA指標存在顯著相關性[45]。由圖4b可知，凈化處理可以顯著提高團頭魴肌肉風味的感官評分。隨著凈化時間的延長，魚肉的甜味增加，油味、氨水味、酸味和苦味降低，尤其是魚肉的腥味和泥土味隨之顯著減弱。由此可見，凈化處理可以顯著改善團頭魴魚肉的彈性和咀嚼性，增加魚肉甜味，顯著降低魚肉的腥味和異味，提高團頭魴魚肉的食用品質。

3 討 論

3.1 凈化處理對淡水魚肌肉品質的影響

凈化處理后淡水魚的彈性得到提升，氣味、滋味物質含量有所變化。揮發性胺類等不良氣味以及醛、酮類物質的變化可能是由于魚體高密度池塘養殖水中積累過量的氨氮和一些外源性微生物的滋生，而通過將其轉換入一個新的流動水循環中不斷凈化，充分排泄廢棄代謝產物，清空腸道，能夠保證其健康的生活環境。游離氨基酸含量的變化取決于形成和降解之間的比例，某些特定氨基酸（甜味、苦味、酸味氨基酸）基團與肉制品的感官風味相關，閾值較低[46]。從魚肉的食用品質（pH值和持水性）來看，魚體通過自身的調控系統消耗糖類和脂肪，產生小分子次級代謝產物，使pH值波動幅度不至于過大，并通過蛋白質空間結構的轉變提高保水性能。魚體主要通過ATP、肝糖原、肌糖原、脂肪與蛋白質等方式供能，本研究中肌糖原和脂肪含量在凈化過程中逐漸降低，而蛋白質含量則相對增加。Pérez-Jiménez等[47]評估歐洲鱸魚在饑餓情況下的代謝反應，發現肝糖原作為能量儲備，能夠調節鱸魚自身的營養平衡；也有研究發現，在西伯利亞鱘的短期禁食中，肌肉的蛋白質儲備優先被動用，以供應能量[26]，這可能因魚的種類及凈化實驗的持續時間而異。將電子鼻、電子舌的傳感器響應值與肌肉的理化成分、氣味和滋味、感官品質進行相關性分析及線性回歸擬合，并建立相應的數學模型，為傳感器的選擇提供一定的理論依據。

3.2 影響凈化效果的因素與品質控制方法

淡水魚在暫養凈化過程中可能會受多重因素的影響，本研究通過對不同凈化時間內團頭魴肌肉品質的研究發現，凈化時間對其影響較為顯著。除此之外需考慮其他因素，如溫度、水置換速率、魚水密度以及不同的凈化方式和凈化環境等。其中，凈化過程中適宜的升降溫速率及溫度的控制至關重要。溫度過高時，魚體新陳代謝加快，能量消耗和耗氧量增加，導致機體內營養物質減少；溫度過低時，魚體可能由于低溫應激反應出現突發性的死亡。水體經過充分曝氣后，循環水置換速率的增加可能使魚體充分排泄氨氮等代謝廢棄物，既改善水質又節約換水量。同時，魚體不宜過度密集，否則會出現競爭與生理代謝困難，影響凈化效率。采用不同的凈化方式，如湖泊網箱微流水、室內循環過濾凈化系或池塘循環流水等，是否有不同的凈化效果及縮短凈化所需時間，以最快最優的質量為進一步的加工處理提供原料來源，以期達到凈化提質、減量增收的目的，仍是值得探討的問題。

4 結 論

凈化處理對團頭魴魚肉的理化成分、風味、質構及感官品質均有顯著影響。隨著凈化時間延長，團頭魴魚肉的粗脂肪含量、總糖含量、水溶性蛋白含量、TVB-N含量、COV和TBA值明顯下降，游離氨基酸含量和灰分含量顯著增加（P＜0.05）。色度、質構和電子鼻及感官評價結果表明，凈化處理可以顯著提高魚肉的亮度，增加魚肉的彈性和咀嚼性，增加魚肉的甜味，降低其腥味和異味。凈化處理8 d的團頭魴魚肉的風味和質構品質明顯優于未凈化處理樣品。在加工前，結合暫養對團頭魴凈化處理8 d可顯著改善魚肉的食用品質。