鯉魚肌肉蒸制過程中的品質變化*

鄭皎皎，吳瓊，王垚，范馨茹，董秀萍，辛丘巖，潘錦鋒

1(大連工業大學食品學院，遼寧大連，116034)2(國家海洋食品工程技術研究中心，遼寧 大連，116034)

鯉魚(Cyprinus carpio L.)是我國重要的經濟淡水魚類，含有豐富的完全蛋白質、不飽和脂肪酸以及大量磷脂質、膠原蛋白、蛋氨酸和 VA等營養素［1］。2012年，中國魚類總產量3 476.40萬t，淡水魚類養殖量2 334.11萬t，其中鯉魚產量289.70萬t，位居全國淡水養殖魚類總量第三位［2］。蒸制加工是傳統且常見的加工方式，加熱不僅能使肉質成分產生有利的變性，最大限度保持其營養價值和感官特性，同時能夠抑制微生物的生長延長貨架期［3］。蒸制加工在畜禽類肉質品質方面研究較多，如羊羔肉［4］、鴨肉［5］、火雞肉［6］、牛肉［7］等，在魚肉質品質方面的研究則較少。已有研究主要集中于海水魚，如研究蒸制對大菱鲆過敏原免疫原性的影響［8］以及對刀鱭揮發性成分的影響［9］等。實際生產中，蒸制工藝控制不當，會嚴重影響產品的質量和出品率，影響生產企業的效益提升。本文通過考察新鮮鯉魚背部肌肉蒸制過程中理化性質、微觀組織結構以及質構的變化，探討鯉魚肌肉在蒸制過程中的品質變化規律。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮鯉魚，購于大連市美林園菜市場。

無水乙醇，二甲苯，甲醛，天津市大茂化學試劑廠;石蠟，上海三精工貿公司;Tris，上海生工生物工程技術公司;酸性復紅，天津市化學試劑研究所;苦味酸，廣東化學試劑廠;考馬斯亮藍G-250，索萊寶科技公司。順丁烯二酸，蘇木精，國藥集團化學試劑公司。

探針式溫度測定儀，臺灣泰仕電子工業有限公司;CF16RXⅡ型冷凍離心機，日本日立集團;T6新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司;TP1020脫水機，EG1150C包埋機，RM2245切片機，德國徠卡有限公司;BX51倒置顯微鏡，奧林巴斯公司;TA-XTPLUSZ質構儀，英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

鯉魚頭部致暈，于碎冰中平衡30 min。取魚背部肌肉(鰓蓋后緣至肛門，側線以上部分)切成不同規格的小塊，于飽和蒸汽中分別蒸制 2、4、6、8、10、12、14、16 min。

1.2.1 升溫曲線的測定

將1.0、1.5、2.0 cm3的魚背部肌肉小塊分別置于聚乙烯蒸煮袋真空包裝和玻璃培養皿中，冰水浴平衡30 min。將溫度探針插入魚塊幾何中心處，放入98～100℃飽和蒸汽的鍋中隔水加熱，每15 s記錄1次溫度計讀數，直至溫度穩定。以魚塊的中心溫度對加熱時間作圖，即為魚塊的傳熱曲線。

1.2.2 失重率與失水率的測定

將魚背部肌肉切成1.5 cm3小塊，測定蒸制前后樣品質量和水分含量。失重率以試樣加熱前后質量差值與試樣加熱前比值的百分比計算，失水率以試樣加熱前后水分含量差值與試樣加熱前水分含量比值的百分比計。

1.2.3 pH值的測定

將規格為1.5 cm3魚塊蒸制前后樣品碾磨均勻，加9倍體積去離子水，勻漿2 min，4℃冰箱內靜置10 min，用 pH 計測定 pH 值［10］。

1.2.4 肌原纖維蛋白的提取及測定

將蒸制前后規格為1.5 cm3魚塊樣品加入10倍體積0.05 mol/L KCl-20 mmol/L Tris-maleate緩沖液(pH 7.0)，勻漿，4℃下12 000×g離心10 min，棄去上清液，重復操作1次，所得沉淀加入8倍體積0.6 mol/L KCl-20mMol/L Tris-maleate緩沖液(pH 7.0)，再進行勻漿，4℃冰箱內靜置1h后，于4℃下18 600×g離心20 min。取上清液采用Bradford法測定肌原纖維蛋白含量［11］。

1.2.5 聚丙烯酰胺凝膠電泳

收集規格為1.5 cm3蒸制后肌肉組織流失液，并對其進行SDS-PAGE電泳分析以觀察蛋白質種類。電泳條件為5%的濃縮膠與12%的分離膠，電壓為15V，上樣量為 20μL，分離時間為 30 min［12］。

1.2.6 組織學觀察

參照劉世新方法［13］，將規格為1.5 cm3魚塊樣品蒸制前后肌肉組織用中性甲醛溶液固定，經梯度乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后，切片成6μm，再經脫蠟后采用V-G法染色，在光學顯微鏡下成像，拍照。

1.2.7 TPA測試和剪切力測試

參照劉鐵玲法［14］，TPA測試樣品為縱切1.0 cm3小塊，選用型號P50探頭，測試前速度2.00 mm/s，測試中速度 1.00 mm/s，測試后速度1.00 mm/s，壓縮深度60%，時間間隔5 s，壓縮次數2次，數據收集由計算機軟件完成，實驗重復5次。

剪切力測定參照農業部肉品標準［15］，加熱后去膜切塊，于冰水浴中平衡一段時間，再置于80℃恒溫水浴鍋中加熱至中心溫度達到60℃(約60 s)后測定。測試樣品為縱切2.0 cm×1.0 cm×1.0 cm小塊，選用ECB型號探頭。設定測試參數為剪切速度1.00 mm/s，數據收集由計算機軟件完成，實驗重復五次。

2 結果與分析

2.1 蒸制過程中魚肉升溫曲線

圖1-A中聚乙烯袋包裝的1.0、1.5、2.0 cm3魚塊，從5℃升高至100℃，分別需要2.5、4和6 min;圖1-B中用玻璃培養皿加熱的組織分別需要5、6和9 min。溫度變化過程呈S型增加。

圖1 蒸制過程中鯉魚肌肉組織升溫曲線Fig.1 Center temperature of carp tissue during steam cooking

可見，魚塊規格和加熱容器對升溫速率有明顯影響，組織規格越小，介質越薄，組織中心達到預設溫度越快。加熱初期，熱量從表面傳到中心需要一定時間，溫度短時內保持較低;隨著加熱時間的延長，魚塊中心部位的溫度不斷升高;加熱后期，組織表面可能形成凝膠，阻礙了熱量向內傳遞，使中心溫度上升緩慢。孫麗［16］對金槍魚的研究中發現長10 cm、寬6 cm、厚4 cm的肌肉組織蒸制時，中心溫度在加熱初期100 s內基本不變，接著700 s內由10℃迅速升至50℃，而后500 s內由50℃緩慢升至70℃，最后消耗500 s中心溫度才由70℃升至80℃。可見在實際應用中，應根據魚的種類和規格來確定加熱的溫度及時間，以保證樣品的品質。

2.2 蒸制過程中魚肉失重率與失水率

在圖2中，加熱2 min時，組織失重約為6%，主要是蛋白質受熱變性，游離水流出。隨溫度的升高(2～12 min)，肌原纖維蛋白和膠原蛋白開始變性，持水力下降，蛋白質降解滲出組織。加熱12～16 min，蛋白質幾乎全部變性，重量損耗嚴重，這些作用共同使得加熱后期魚肉的質量不斷降低，失重率近20%。

圖2 蒸制過程中鯉魚肌肉組織失重率及失水率Fig.2 Rate of mass and moisture loss of carp tissue during steam cooking

2～10 min時，失水率緩慢上升，在10～14 min區間迅速上升，16 min失水率約達7%。加熱初期，魚肉組織細胞內的游離水釋放出來，失水程度增加。繼續加熱，肌原纖維蛋白和膠原蛋白逐漸變性，纖維收縮，持水力降低，水分從中心向表面遷移，使魚塊失水率繼續增加，這些作用共同使加熱后期魚肉的失水率上升。當中心溫度進一步升高，魚肉大部分區域已完成變性，可變性區域的減少使得可釋放出的水分的量減少，同時已經變性的蛋白質分子在表面和纖維間產生凝聚，阻礙了水分向表面遷移。這與鮑魚腹足［17］肌肉蒸煮研究變化規律一致。

肉類在加熱過程中最明顯的變化就是汁液流失和質量減輕，蒸煮時間越長，組織收縮越明顯，質量損失越大。魚肉水分的流失及變性蛋白質等從組織的溶出［18］，對魚肉營養含量和產品得率會造成不利影響。

2.3 蒸制過程中魚肉pH值變化

圖3 蒸制過程中鯉魚肌肉組織pH值Fig.3 pH value of carp tissue during steam cooking

鯉魚在宰殺后初期pH值會偏低，基本呈中性。隨熱處理時間延長，脂肪發生氧化，產生了烷烴、醛、酮等物質，這些物質多為堿性或中性分解產物，使pH值有所上升［19］。也可能是蛋白質受熱變性，酸性基團減少，使pH值升高。從圖3中可以看出，加熱初期，pH值上升的速率較為快速(0～4 min)，加熱后期，pH值變化不大，整個加熱過程中pH值升高了0.28。鯉魚肌肉組織在加熱2 min時，中心溫度升至60℃，其pH值增加了0.16，此后緩慢升高。

2.4 蒸制過程中魚肉肌原纖維蛋白提取率

隨加熱時間延長，肌原纖維蛋白含量逐漸減少。加熱2 min時，肌原纖維蛋白含量迅速減小為0.2%，繼續加熱，肌原纖維蛋白含量減少速度減緩，結果見圖4。

圖4 蒸制過程中鯉魚肌肉組織肌原纖維蛋白提取率Fig.4 Myofibrillar protein extraction rate of carp tissue during steam cooking

蛋白質變性程度是評價肉類食品熟化的重要指標，而加熱是應用最廣泛的食物蛋白質變性方法，魚肉蛋白質主要是肌原纖維蛋白，魚肉保水性等諸多加工特性都與肌原纖維蛋白的特性相關［20］。因此通過熱處理使大部分肌原纖維蛋白變性，減少流失率是保證產品特性的重要措施。研究結果顯示，加熱2 min時肌原纖維蛋白提取率僅為未加熱時提取率的12%，4 min時肌原纖維蛋白提取率僅為未加熱時提取率的10%，此時肌原纖維蛋白90%變性，魚肉基本熟化［21］。由以上結果可知，規格為1.5 cm3的鯉魚肌肉加熱4 min，可完成肉質熟化并較大程度地保留肌原纖維蛋白含量。

2.5 蒸制過程中魚肉組織流失液電泳

圖5 蒸制過程中鯉魚組織流失液電泳蛋白圖譜Fig.5 Protein pattern of carp tissue on SDS-PAGE electrophoresis during steam cooking

肌肉組織流失蛋白質基本為肌漿蛋白等分子量相對較小的水溶性蛋白，在圖5中主要分布于相對低分子量區域。水溶性蛋白中除肌漿蛋白外，還有一些多肽以及肌原纖維蛋白的分解產物，因此相對高分子質量區域也有一些條帶分布。比較電泳條帶發現，加熱時間較長的組織流失蛋白高分子質量區域條帶數量顯著減少或深度顯著減弱，說明其中的高分子蛋白大都已發生變性。同時低分子質量區域的條帶數量也減少或深度變淺，說明肌肉組織中的低分子質量的蛋白也發生了變性，但大部分尚處在未變性狀態。鯉魚肌肉組織在加熱2 min，中心溫度為60℃時，分子質量大于116kDa的蛋白尚未全部消失。

2.6 蒸制過程中的魚肉組織結構

肌肉組織形態是影響鯉魚品質和口感的主要因素。圖6中黃色為肌原纖維，紅色為結締組織，白色為纖維間隙。肌束間的肌膈膜呈紅色，可能含有膠原蛋白等結締組織成分，且隨加熱時間的延長，紅色越來越少，說明膠原纖維蛋白有一定程度的溶解、流失。加熱前的肌束均平行排列構成肌肉，在低溫及短時高溫加工后，纖維簇的間隙均逐漸明顯;隨著溫度的升高和時間的延長，纖維簇中纖維間的空隙逐漸增大，并開始出現斷裂，見圖6。肌原纖維的這種變化與加熱處理的溫度和時間密切相關。因此，在加工過程中，選擇合適的時間和溫度，可有效地控制魚肉加工制品的品質。

圖6 蒸制過程中鯉魚組織組織結構Fig.6 Histological structure of carp tissue during steam cooking

2.7 蒸制過程中的魚肉質構特性

如圖7所示，隨加熱時間的延長，各指標呈下降趨勢，且均先迅速下降后緩慢下降。硬度與咀嚼性有一定的相關性，硬度、咀嚼性和回復性在加熱4 min后變化不大。肌肉的剪切力主要與肌纖維蛋白和膠原蛋白的性質有關，隨加熱時間延長，肌原纖維組織松散、甚至斷裂，膠原蛋白隨水分溶出，剪切力不斷下降，在4 min后趨勢基本不變。而三黃雞胸肉80℃加熱5 min后，硬度和咀嚼性增大，加熱20 min后基本不變，而回復性則隨加熱時間延長而減小，至加熱15 min時達到最小值，此后緩慢增加［22］;鮑魚80℃加熱0～120 min的剪切力大于98℃加熱時的剪切力，二者均呈先上升后下降的趨勢，80℃加熱10 min時剪切力達到最大值，98℃加熱15 min時剪切力達到最大值［23］。可見不同動物種類組織蛋白在蒸制過程中的質構變化規律不盡相同，魚蛋白的肌肉纖維單元較小，魚蛋白質構變化時間也較短。

3 結論

圖7 蒸制過程中鯉魚質構Fig.7 Texture of carp tissue during steam cooking

(1)鯉魚肌肉在蒸制過程中，失重率、失水率和pH值顯著上升。肌原纖維蛋白提取率降低，肌漿蛋白溶出，高分子質量蛋白條帶減弱或消失，低分子質量蛋白條帶變淺，大部分肌原纖維蛋白及部分低分子蛋白發生了變性。

(2)隨加熱時間延長，微觀組織結構明顯變化，肌原纖維間空隙變大，纖維變粗，并出現斷裂。

(3)硬度、咀嚼性、回復性及剪切力均隨加熱時間延長而降低，1.5 cm3厚的鯉魚肉加熱4 min后4項品質指標基本不變。

(4)1.5 cm3厚的鯉魚肉蒸制4 min綜合品質較好。

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