羥自由基氧化對冷藏高白鮭品質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

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(石河子大學食品學院,新疆石河子 832000)

羥自由基氧化對冷藏高白鮭品質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響

劉彩華,朱新榮,張建*

(石河子大學食品學院,新疆石河子 832000)

本研究的目的是對羥基自由基氧化體系(HRGS)中的pH、電導率、持水力、質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)進行研究。將高白鮭肌肉經(jīng)氧化體系氧化5 h后進行冷藏,利用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式和HDP/BS-Warner刀具對高白鮭肌肉的質(zhì)構(gòu)特性和剪切力值進行測試,并結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察肌肉組織結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明:隨著貯藏時間的延長,氧化處理的高白鮭肌肉pH和持水力較未氧化處理的下降速度快;氧化處理組和對照組高白鮭肌肉的電導率值均隨時間的增加呈現(xiàn)上升趨勢,變化差異顯著(p<0.05);氧化處理和未氧化處理樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復性及剪切力值等7個參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢,而黏附性值則呈上升趨勢,且經(jīng)·OH氧化處理的質(zhì)構(gòu)參數(shù)較未氧化處理的變化速率快。掃描電鏡結(jié)果顯示,隨著冷藏時間的延長,高白鮭肌肉組織結(jié)構(gòu)變得疏松,且經(jīng)羥自由基氧化處理的肌肉組織結(jié)構(gòu)的疏松程度較大。這些·OH氧化引起的變化說明,·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉的質(zhì)構(gòu)特性以及微觀組織結(jié)構(gòu)具有較大的破壞作用。

高白鮭,羥自由基,冷藏,質(zhì)構(gòu)特性,微觀結(jié)構(gòu)

高白鮭(Coregonuspeled)隸屬于鮭形目(Salmoniformes)、鮭科(Salmonidae)、白鮭屬(Coregonus),自然分布于俄羅斯境內(nèi)西伯利亞地區(qū)的湖泊及河流中,為典型冷水魚,具有較高的經(jīng)濟價值[1]。高白鮭適應(yīng)性強,肉味鮮美,營養(yǎng)豐富(蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、必需氨基酸含量遠高于大多數(shù)常見養(yǎng)殖魚類),生長速度快,易捕撈,經(jīng)濟價值較高,也是典型的以浮游動物為主食的魚類,是國內(nèi)外水產(chǎn)市場深受歡迎的冷水魚品種[2-3]。蛋白質(zhì)是魚類肌肉組織的主要組成成分之一,其降解、聚合和變性都會導致蛋白質(zhì)功能的喪失,從而直接決定魚類肌肉質(zhì)量的好壞。目前對魚類肌肉蛋白的研究報道表明,氧化不僅可以降低魚肉的食用品質(zhì),如色澤、風味、嫩度及多汁性等,還會影響肉的組織結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)。許多研究發(fā)現(xiàn),羥基自由基(·OH)生成系統(tǒng)中,隨著H2O2濃度和氧化時間的增加,鯉魚肌原纖維蛋白的持水力、蛋白凝膠的保水性、彈性、硬度和咀嚼性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)都有所下降,同時凝膠微觀結(jié)構(gòu)也會遭到破壞,形成空隙較大且不均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[4-7]。

全質(zhì)構(gòu)分析(Texture Profile Analysis,TPA)及評價是一種目前常用的食品品質(zhì)模擬測定的方法,已廣泛用于許多食品的品質(zhì)測定[8-9],如面制品、凝膠制品、果蔬物料、乳制品及肉制品等。Dilip Jain等[11]對南亞野鯪在冰藏期間質(zhì)構(gòu)參數(shù)變化的研究發(fā)現(xiàn),在貯藏5 d后,魚皮的硬度和韌性急劇下降,pH呈現(xiàn)上升趨勢。劉麗榮等[12]對鯉魚在冰溫貯藏條件下質(zhì)構(gòu)變化的研究表明,魚肉質(zhì)構(gòu)的測定結(jié)果可以反映其品質(zhì)的變化,但是目前對于高白鮭等冷水魚在發(fā)生蛋白質(zhì)氧化及冷藏期間的質(zhì)構(gòu)特性等品質(zhì)變化研究報道甚少。

本實驗采用羥基自由基氧化系統(tǒng)對高白鮭肌肉進行蛋白質(zhì)氧化,并在4(±0.5) ℃冷藏條件下貯藏,通過分析魚肉pH、電導率、持水力及質(zhì)構(gòu)參數(shù)和剪切參數(shù)的變化,并結(jié)合掃描電鏡觀察高白鮭魚肉在冷藏過程中品質(zhì)以及組織結(jié)構(gòu)的變化,研究蛋白質(zhì)氧化對冷藏高白鮭肌肉品質(zhì)的影響,旨在為抑制新疆高白鮭肌肉蛋白質(zhì)氧化及冷藏期間的品質(zhì)劣變提供理論依據(jù),從而對高白鮭的實際生產(chǎn)貯藏提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高白鮭:8尾,捕撈自新疆博州賽里木湖,鮮活,每尾重約800 g,平均體長約34 cm。乙二胺四乙酸二鈉 Biotopped公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、戊二醛、乙酸異戊酯、氯化鐵、抗壞血酸、過氧化氫、無水乙醇等 均為分析純。

高速冷凍離心機 賽默飛世兒科技有限公司;PHS-3C pH計 上海儀電科學儀器股份有限公司;DDS-307型電導率儀 上海儀電科學儀器股份有限公司;TA. XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀 北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司;JSM-6490LV掃描電子顯微鏡 日本JEOL公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 在4 ℃低溫環(huán)境中將新鮮活魚擊暈、致死并放血后去鱗、去內(nèi)臟、去頭,用預冷水清洗干凈,去皮、剔除魚骨,將背部肌肉分割成2 cm×2 cm×2 cm或4 cm×4 cm×2 cm的魚塊,大小不同的肉塊隨機分為兩組,一組作為空白對照:隨機各取3塊裝入封口袋(10 cm×15 cm)內(nèi),封口,在4(±0.5) ℃冷藏條件下貯藏;另一組肉塊放在4 ℃冰箱中備用,進行氧化處理,兩組貯藏樣品每隔一天取出測定。

1.2.2 氧化體系的制備及氧化反應(yīng) 參考劉娟[13]等的方法制備氧化體系,該系統(tǒng)主要由FeCl3、Asc和H2O2通過鐵的氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生自由基,也可稱為羥基自由基氧化系統(tǒng)(hydroxyl radical-generating system,HRGS)。本實驗主要采用過氧化氫氧化體系,體系中含有5 mL 0.1 mmol/L氯化鐵、5 mL 0.1 mmol/L抗壞血酸和5 mL 20 mmol/L過氧化氫。

氧化反應(yīng):將樣品置于含有氧化體系的10 mL 50 mmol/L磷酸緩沖液(pH6.0)中,然后將樣品在4 ℃條件下分別放置5 h,使樣品發(fā)生相同程度的氧化,反應(yīng)結(jié)束后加入1 mL 1 mmol/L EDTA終止氧化。

1.2.3 新鮮度測定

1.2.3.1 pH的測定 稱取魚肉樣品5.00 g,搗碎,加入50 mL蒸餾水,攪勻后靜置30 min后過濾,取濾液10 mL,用pH計測定[14]。

1.2.3.2 電導率值的變化 稱取魚肉樣品5.00 g,用組織搗碎機進行攪拌,絞碎的肌肉置于燒杯中,加入蒸餾水至50 mL,攪勻后靜置30 min后過濾,取其濾液用DDS-307型電導率儀測定其電導率值[15]。

1.2.3.3 持水力的測定 持水力的測定用離心法,根據(jù)R. Lakshmanan等[16]的方法并稍作修改,即將10.00 g的樣品在4 ℃下以3000×g離心15 min,離心管質(zhì)量為W0,離心前樣品和離心管的質(zhì)量為W1,離心后去除上清液,稱取沉淀和離心管的質(zhì)量,計為W2,WHC按以下公式計算:

1.2.4 全質(zhì)構(gòu)分析測試 采用TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀通過模擬人口腔的咀嚼運動,對樣品進行兩次壓縮,測試與微機連接,通過界面輸出質(zhì)構(gòu)測試曲線,從中可以分析質(zhì)構(gòu)特性參數(shù),包括硬度(Hardness)、黏附性(Adhesiveness)、彈性(Springiness)、內(nèi)聚性(Cohesiveness)、膠著性(Gumminess)、咀嚼性(Chewiness)、回復性(Resilience),2 cm×2 cm×2 cm魚肉塊置于樣品臺上,魚刺的方向平行于載物臺。魚肉質(zhì)構(gòu)特性分析模式:平底圓柱型探頭P36R。測試條件:測前速率1.00 mm/s,測試速率2.00 mm/s,測后速率2.00 mm/s,目標壓縮距離5.000 mm,應(yīng)力形變75.0%,維持時間5.00 s,觸發(fā)力為10.0 g,數(shù)據(jù)采集速率200 pps。

1.2.5 HDP-BS剪切測試 采用質(zhì)構(gòu)儀的HDP/BS-Warner刀具對4 cm×4 cm×2 cm的樣品進行剪切測試,測定時垂直肌原纖維進行切割。測試條件:測前速率2.00 mm/s,測試速率2.00 mm/s,測后速率5.00 mm/s,目標壓縮距離5.000 mm,應(yīng)力形變50.0%,觸發(fā)力50.0 g,數(shù)據(jù)采集速率200 pps。

1.2.6 組織結(jié)構(gòu)觀察 采用掃描電子顯微鏡(scanning electronic microscopy,SEM)對魚肉的組織結(jié)構(gòu)進行觀察。

SEM樣品操作根據(jù)Y L Xiong等[17]的方法并稍作修改:將樣品切成約3 mm×3 mm×1 mm的小塊,將取得的樣品用新鮮配制的2.5%戊二醛溶液(0.1 mol/L磷酸緩沖液配制,pH7.4)浸泡24 h固定。然后用0.1 mol/L PBS(pH7.4)重復洗滌3次,每次洗滌10 min。接著分別用體積分數(shù)為30%,50%,70%,90%乙醇各脫水1次,再用100%乙醇脫水2次,每次均為15 min。然后用醋酸異戊酯置換15 min,將置換后的樣品進行冷凍干燥處理后,用離子濺射儀在表面鍍上一層10 nm厚的鉑金膜,調(diào)節(jié)SEM相關(guān)參數(shù)后進行結(jié)構(gòu)觀察、拍照。

表1 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉pH、電導率及持水力的影響Table 1 Effect of hydroxyl radical oxidation on pH,electroconductivity and water-holding capacity of cold Coregonus peled muscle

注:表中同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著,顯著性水平(p<0.05)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 除組織結(jié)構(gòu)觀察實驗,本實驗均為3次獨立的重復實驗,數(shù)據(jù)均采用SPSS Statistics 17.0軟件進行統(tǒng)計學方差分析,顯著性水平為0.05,而后采用Origin 8.5軟件進行制圖,結(jié)果表示均為平均值±標準差。

2 結(jié)果與分析

2.1 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉新鮮度的影響

魚肉的pH反映其酸堿度,可以作為魚體致死后發(fā)生的生化變化的一項重要指標。pH主要通過調(diào)控蛋白水解酶的活性以及Ca2+對肌原纖維的作用間接影響肉的嫩度[18]。由表1可知:在冷藏期間,經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化和未經(jīng)氧化的魚肉pH總體呈下降趨勢,而且氧化處理的魚肉pH下降速度較快,變化差異顯著(p<0.05)。在冷藏前期pH下降是由于魚體死后,在糖酵解和乳酸菌等產(chǎn)酸微生物作用下,使乳酸等酸性物質(zhì)積累,以及ATP和磷酸肌酸等物質(zhì)降解產(chǎn)生無機磷酸,從而導致pH下降[19]。貯藏第3 d,魚肉pH急劇升高至最大,且經(jīng)氧化處理的pH較未經(jīng)處理的pH大,分別為6.90和6.87,可能是由于魚肉中的蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)的含氮物質(zhì)在內(nèi)源性酶和微生物的作用下氧化分解,產(chǎn)生氨、組胺、吲哚以及三甲胺等大量堿性物質(zhì)。這與鰱魚、草魚、鯉魚和羅非魚[19-22]等在冷藏條件下pH先下降后上升的變化趨勢有所不同,可能是由于魚的種類、營養(yǎng)水平、飼養(yǎng)條件、捕撈季節(jié)和抓捕過程中產(chǎn)生的應(yīng)激活動等因素造成。

魚肉冷藏期間,蛋白質(zhì)及脂肪等在細菌和酶的作用下分解為大量的小分子物質(zhì),產(chǎn)生大量的離子,從而使水產(chǎn)品的浸出液中含有大量的具有導電能力的物質(zhì)。隨著貯藏時間的延長,分解產(chǎn)生的物質(zhì)也就越多,導電能力也就越強,魚肉的鮮度也就越差[23]。由表1可見,新鮮高白鮭魚肉的電導率值最小,隨著貯藏時間的延長,未經(jīng)氧化處理和氧化處理的魚肉電導率總體呈上升趨勢,表明高白鮭魚肉的鮮度在逐漸下降,變化差異顯著(p<0.05)。此外,經(jīng)·OH氧化處理的魚肉在貯藏過程中電導率較對照組高,這是由于魚體死后發(fā)生自溶,魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪等逐漸降解,且經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化處理后部分蛋白質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了降解,使代謝小分子物質(zhì)的形成增加,產(chǎn)生大量的離子,致使魚肉浸出液產(chǎn)生大量具有導電能力的物質(zhì),使溶液導電能力增強[24]。

持水力是反映肌肉在受到外力作用時,保持其原有水分的能力。持水力直接影響了肉制品的質(zhì)構(gòu)、嫩度、多汁性等品質(zhì)。由表1可知,新鮮高白鮭魚肉的持水力最大為86.64%,隨著冷藏時間的延長,未經(jīng)氧化處理的魚肉和經(jīng)氧化處理的魚肉持水力均呈現(xiàn)下降趨勢,且經(jīng)氧化處理的魚肉持水力顯著低于未氧化處理的魚肉持水力。肌肉中的結(jié)構(gòu)蛋白決定了肌肉的持水力,魚肉在冷藏過程中會發(fā)生一系列與活體自身不同的生化反應(yīng),特別是肌肉組織的分解反應(yīng)引起蛋白質(zhì)分解及變性[25]。未氧化的魚肉在冷藏前2 d持水力變化不顯著(p>0.05),冷藏4 d后的持水力和3 d后的持水力變化也不顯著,貯藏7 d后持水力顯著降低(p<0.05),相比新鮮高白鮭肌肉持水力下降了21.65%。經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)處理的魚肉在冷藏前2 d持水力變化差異顯著(p<0.05),冷藏第3 d到第5 d持水力變化差異不顯著(p>0.05),貯藏7 d后持水力降至最低,相比新鮮高白鮭肌肉持水力下降了23.94%。這表明,新鮮魚肉發(fā)生一定程度的蛋白質(zhì)氧化后再經(jīng)冷藏的過程中蛋白質(zhì)變性程度增加,會加速持水力的下降。

2.2 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2.1 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉硬度的影響 硬度為表現(xiàn)魚肉軟硬程度的一項重要指標,它既可理解為是魚肉抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為抵抗殘余變形和反破壞的能力[26]。從圖1可見,高白鮭肌肉硬度均隨冷藏時間的增加而逐漸下降,且在第2～4 d,經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉硬度值顯著低于未處理的肌肉硬度(p<0.05)。新鮮高白鮭肌肉的硬度是(9.949±0.631)N,貯藏7 d后,對照組魚肉硬度降低至(3.298±0.512) N,經(jīng)·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉硬度降至(3.026±0.175) N,較新鮮魚肉分別下降了66.85%和69.58%。由此可見,4 ℃的冷藏條件下,微生物的生長繁殖速度會減緩,但是有一些酶如組織中內(nèi)源蛋白酶、膠原酶等活性仍然較高,又由于·OH氧化系統(tǒng)氧化處理致使魚肉肌原纖維蛋白水解嚴重,蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,進而引起肌肉硬度顯著下降[27]。

圖1 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉硬度的影響Fig.1 Effect of hydroxyl radical oxidation on hardness of cold Coregonus peled muscle注:圖中*表示不同處理之間差異顯著,p<0.05,下同。

2.2.2 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉黏附性的影響 黏附性是反映在咀嚼魚肉時,其表面與舌、齒等物體粘在一起的力。黏附性參數(shù)可反映魚肉細胞間結(jié)合力大小,細胞間結(jié)合力減小,則黏附性值增大[28]。從圖2可見,貯藏1 d后,高白鮭肌肉的黏附性值均減小至最低(p<0.05),而后隨著時間的延長,黏附性值逐漸增大,且·OH氧化系統(tǒng)氧化處理的魚肉黏附性值高于未氧化的肌肉黏附性。這可能是由于經(jīng)過·OH氧化系統(tǒng)氧化處理后,隨著貯藏時間的延長,發(fā)生的蛋白質(zhì)變性程度較對照組大,二硫鍵被嚴重破壞,吸水性下降,細胞間結(jié)合力減小,導致黏附性下降[29]。

圖2 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉黏附性的影響Fig.2 Effect of hydroxyl radical oxidation on adhesiveness of cold Coregonus peled muscle

2.2.3 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉彈性的影響 彈性為反映魚肉受外力作用時變性及去除后的恢復程度。肌肉彈性與肌肉間結(jié)合力大小密切相關(guān),肌肉間結(jié)合力越大,即魚肉組織破壞程度越小,彈性越大[30]。由圖3可見,高白鮭肌肉的彈性隨著冷藏時間的延長而降低,且1 d后,·OH氧化處理的魚肉彈性下降速度較未處理的快。新鮮高白鮭肌肉的彈性為0.920±0.009,在冷藏7 d后,對照組樣品的彈性降至0.683±0.011,較新鮮肌肉彈性下降25.76%,經(jīng)·OH氧化的肌肉彈性下降至最小(p<0.05),較新鮮肌肉彈性下降37.07%。這可能是由于貯藏前的·OH氧化處理使肌球蛋白和肌動蛋白發(fā)生氧化變性,以及在貯藏期間部分低溫微生物和酶的作用,使肌肉組織受損程度加重,導致彈性下降[31]。

圖3 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉彈性的影響Fig.3 Effect of hydroxyl radical oxidation on springiness of cold Coregonus peled muscle

2.2.4 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉內(nèi)聚性的影響 內(nèi)聚性反映的是咀嚼魚肉時,魚肉抵抗受損并緊密連接使其保持完整的性質(zhì),它同樣反映細胞間結(jié)合力的大小,但與黏附性反映的魚肉的性質(zhì)恰好相反。細胞間結(jié)合力越大,內(nèi)聚性值越大,魚肉凝聚性越高,咀嚼時口感越細膩。由圖4可以看出,高白鮭肌肉在冷藏期間的內(nèi)聚性均呈下降趨勢,經(jīng)7 d冷藏后,·OH氧化和未氧化前處理的肌肉內(nèi)聚性分別下降了31.52%和26.09%,其原因可能是高白鮭肌肉細胞間結(jié)合力隨冷藏時間的延長而下降,以及蛋白質(zhì)的氧化變性,以致肌肉組織變得疏松,從而引起內(nèi)聚性的下降[32]。

圖4 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉內(nèi)聚性的影響Fig.4 Effect of hydroxyl radical oxidation on cohesiveness of cold Coregonus peled muscle

2.2.5 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉膠著性的影響 膠著性是用來描述半固態(tài)食品在一定力的作用下流動性的參數(shù),它由硬度和內(nèi)聚性的乘積來表示,可模擬表示將半固態(tài)的食品破裂成吞咽時的穩(wěn)定狀態(tài)所需要的能量。從圖5可見,高白鮭肌肉的膠著性在冷藏期間內(nèi)均呈現(xiàn)下降的趨勢,且在冷藏1 d后,·OH在第2 d和第5 d,氧化處理組和對照組的膠著性之間無顯著性差異,氧化處理的肌肉膠著性顯著低于未氧化的魚肉,貯藏7 d后,氧化處理和未經(jīng)氧化的肌肉膠著性分別下降79.23%和54.30%。這種變化的原因可能是肌肉經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化后,肌原纖維蛋白發(fā)生一定程度的降解,冷藏期間在酶的作用下會進一步變性降解,蛋白質(zhì)分子間的水分流出細胞,起到潤滑劑的作用,從而導致膠著性的下降[33]。

圖5 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉膠著性的影響Fig.5 Effect of hydroxyl radical oxidation on gumminess of cold Coregonus peled muscle

2.2.6 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉咀嚼性的影響 咀嚼性為模擬魚肉樣品咀嚼成吞咽時所需的能量,即所說的咬勁,是肌肉硬度、肌肉細胞間凝聚力及肌肉彈性等綜合作用的結(jié)果,是一項質(zhì)地綜合評價參數(shù),咀嚼性越高,則反映的口感越好。高白鮭在冷藏過程中,咀嚼性的變化趨勢同硬度、彈性和內(nèi)聚性基本相同。由圖6可見,隨冷藏時間的延長,經(jīng)·OH氧化后的高白鮭肌肉咀嚼性較未氧化的下降程度大,這可能是肌肉蛋白質(zhì)在內(nèi)源酶、特定腐敗微生物及其分泌產(chǎn)物作用下,造成蛋白質(zhì)降解、肌肉細胞間結(jié)合力下降,進而引起魚肉組織結(jié)構(gòu)崩解、汁液流失及口感下降[34]。

圖6 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉咀嚼性的影響Fig.6 Effect of hydroxyl radical oxidation on chewiness of cold Coregonus peled muscle

2.2.7 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉回復性的影響 回復性反映的是魚肉在受壓狀態(tài)下快速恢復變形的能力,而彈性表示魚肉在一定時間內(nèi)恢復變形的能力,二者都均可反映魚肉的生物體彈性,區(qū)別在于恢復變形的時間不同[35]。從圖7可見,高白鮭肌肉的回復性隨冷藏時間的增加而逐漸下降,且在冷藏第1 d后,回復性均急劇下降,且顯著低于新鮮肉塊的回復性(p<0.05),經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化和未經(jīng)氧化的魚肉回復性從初始的0.488±0.016分別下降至0.299±0.01和0.311±0.009,下降了38.73%和36.27%,而后下降速度減緩,且經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉回復性在整個冷藏期間均低于未氧化處理的肌肉回復性,但氧化組和對照組之間變化差異不顯著。第1 d,回復性急劇下降可能是由于魚體死后,肌肉發(fā)生自溶,且由于部分肌肉內(nèi)源酶活性的作用使肌球蛋白和肌動蛋白等的分解變性程度增大,肌肉間細胞結(jié)合力降低,回復性降低[36]。

圖7 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉回復性的影響Fig.7 Effect of hydroxyl radical oxidation on resilience of cold Coregonus peled muscle

2.3 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉剪切力值的影響

由圖8可知,高白鮭在冷藏期間肌肉的剪切力值均呈現(xiàn)下降趨勢,且經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉剪切力較未氧化處理的下降速度快。這是因為高白鮭肌肉經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化,使肌肉組織肌原纖維蛋白在冷藏前發(fā)生了一定程度的變性,以及冷藏后魚肉逐漸自溶腐敗,組織細胞膜的破裂和汁液流失,導致肌肉組織軟化,肉質(zhì)的嫩度降低,剪切力降低[37]。經(jīng)·OH氧化的高白鮭肌肉剪切力從初始的(987.708±32.414) g降低到(198.327±10.443) g,降低了79.92%,未氧化的肌肉剪切力值降到了(221.548±24.574) g,降低了77.57%。可見,高白鮭肌肉隨貯藏時間的延長明顯變軟,肌纖維破裂,組織結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞,此時,魚肉的品質(zhì)已出現(xiàn)明顯的劣化,剪切力的減小,標志著魚肉硬度降低,咀嚼用功減小,彈性減小。

圖8 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉剪切力值的影響Fig.8 Effect of hydroxyl radical oxidation on shear force of cold Coregonus peled muscle

2.4 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖9 ·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉微觀組織結(jié)構(gòu)的影響Fig.9 Effect of hydroxyl radical oxidation on microstructure of cold Coregonus peled muscle注:Con為新鮮高白鮭肌肉的掃描電鏡圖,A-1和A-2分別為未氧化的高白鮭肌肉在貯藏3 d和7 d的掃描電鏡圖,B-1和B-2分別為羥自由基氧化系統(tǒng)氧化的高白鮭肌肉在貯藏3 d和7 d的掃描電鏡圖。

·OH氧化對冷藏高白鮭肌肉微觀組織結(jié)構(gòu)的影響如圖9,新鮮高白鮭肌肉肉組織微觀結(jié)構(gòu)(圖9Con),切面稍有凸起,肌纖維直挺、排列整齊,肌內(nèi)膜和肌束膜結(jié)構(gòu)完整。未經(jīng)氧化系統(tǒng)處理和氧化處理后的肌肉經(jīng)過3 d冷藏后在電鏡下呈現(xiàn)不同程度的劣變(圖9A-1、B-1),肌原纖維在電鏡下呈現(xiàn)出明顯的皺縮,直挺的肌纖維結(jié)構(gòu)變得松散,且經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化后冷藏的高白鮭肌肉的肌纖維結(jié)構(gòu)松散程度較大,此外,由于肌肉蛋白發(fā)生了一定程度的氧化變性,使得原來存在于肌原纖維蛋白內(nèi)部的水分溢出,和部分肌漿蛋白填充于間隙中。同時在冷藏過程中,肌肉的肌節(jié)可能會發(fā)生聚合或收縮,從而加速間隙增大,且在體內(nèi)蛋白酶的作用下,結(jié)締組織的不斷降解,導致肌纖維與肌內(nèi)膜發(fā)生了脫離,亦會使間隙增大[38]。隨著冷藏時間的延長,高白鮭肌肉的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了更大程度的劣變,高白鮭直接冷藏和經(jīng)過·OH氧化系統(tǒng)氧化后冷藏7 d的組織結(jié)構(gòu)顯示(圖9A-2、B-2),肌纖維結(jié)構(gòu)越加松散,排列不整齊,形狀發(fā)生扭曲,且蛋白質(zhì)氧化變性的程度加大導致肌原纖維內(nèi)部的汁液流失嚴重,溶出的肌漿明顯增多,覆蓋在肌原纖維表面,肌內(nèi)膜發(fā)生破裂,肌肉組織的完整性遭到嚴重破壞,使肌肉失去鮮肉應(yīng)具有的微觀結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

高白鮭肌肉在經(jīng)過·OH氧化體系氧化和未氧化處理條件下進行冷藏,結(jié)果顯示:隨著貯藏時間的延長,高白鮭肌肉的pH和持水力總體呈下降趨勢,電導率值總體呈上升趨勢,表明高白鮭魚肉的鮮度在逐漸下降,變化差異顯著(p<0.05);高白鮭肌肉的硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、回復性及剪切力值等7個參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢,而黏附性則呈先下降后上升的趨勢,且經(jīng)·OH氧化處理的質(zhì)構(gòu)參數(shù)較未氧化處理的變化速率快。隨著冷藏時間的延長,高白鮭肌肉組織結(jié)構(gòu)變得疏松,肌纖維排列略亂,肌內(nèi)膜和肌束膜破裂,且經(jīng)羥自由基氧化處理的肌肉組織結(jié)構(gòu)的疏松程度較大。可見,·OH氧化和冷藏均會使魚肉品質(zhì)發(fā)生一定程度的劣化,且·OH氧化的破壞程度更大。

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EffectsofproteinoxidationonqualitiesandmicrostructureinrefrigeratedCoregonuspeledmuscleexposedtoahydroxylradical-generatingsystem

LIUCai-hua,ZHUXin-rong,ZHANGJian*

(College of Food Science,Shihezi University,Shihezi 832000,China)

The object of this study was to investigate pH,electroconductivity,water-holding capacity,textures and microstructure of refrigeratedCoregonuspeledmuscle treated by hydroxyl radical-generating systems(HRGS)peroxide for 5 h. Hardness,adhesiveness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness,resilience and shear force of refrigeratedCoregonuspeledmuscle were tested by using Texture Profile Analysis(TPA)model and the Warner-Brazler of texture analyzer,and the microstructure changes were observed by scanning electron microscope. The results showed that pH and water-holding capacity were in decline as refrigeration time increased,and the oxidized samples declined faster than those unoxidized samples,while the electroconductivity increased during refrigerating storage,what’s more,the oxidized samples increased faster than those unoxidized samples(p<0.05). Hardness,springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness,resilience and shear force ofCoregonuspeledmuscle both oxidized and unoxidized were dropped in different degree with the storage time increased,however,the adhesiveness highlighted a rising trend over the refrigeration time. In addition,the results observed scanning electron microscope showed that refrigeratedCoregonuspeledmuscle became loose with the storage time increased,and the changes of those samples operated with hydroxyl radical were more significant than those unoxidized samples. These oxidation-induced textural and microstructural changes reveal high susceptibility ofCoregonuspeledmuscle to hydroxyl radical stress.

Coregonuspeled;hydroxyl radical;refrigeration;texture;microstructure

2017-05-05

劉彩華(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：食品工程，E-mail:liucaihua009@163.com。

*通訊作者:張建(1979-)，男，博士，教授，研究方向：食品生物化學，E-mail:zhangjian0411@163.com。

國家自然科學基金項目(31460438)；石河子大學重大科技攻關(guān)計劃項目(gxjs2015-zdgg06)。

TS254.4

A

1002-0306(2017)23-0238-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.044