加熱處理對3種魚肉水分分布的影響

孫瑜嶸，范三紅，馮雨薇，白寶清

（山西大學生命科學學院，山西太原030006）

鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚類屬于經濟價值較高的深海魚類，其自然產量對全球魚類捕撈數量的高低起著舉足輕重的作用。鑒于這3種魚個頭小且短期內魚肉特別容易腐敗變質，撈后除了少數以凍藏的方式出售和用于生產附加值偏高的魚粉外，大部分都用于魚肉初加工[1-3]。魚肉罐頭和魚糜制品等深加工的魚類產品在我國海產品加工中所占比例較低，因此，中上層魚類水產品的發展空間很具潛力[4-5]。加熱在魚肉的加工時是一個重要過程，加熱不僅能降低魚肉中微生物數量，抑制其生長，同時魚肉會發生一系列生物化學反應，使魚肉產品具有特殊的質地、風味和色澤，提高了魚肉產品的品質。魚肉等海產品在加工過程中如果加熱溫度和加熱時間控制不當，會造成含水量較高的魚肉水分損失過多，魚肉產品自身質量減輕，魚肉中營養物質減少，甚至生成有毒有害物質，進而降低魚肉深加工產品的質量和出品率，降低魚肉加工企業經濟效益[6-8]。

低場核磁共振檢測技術（LowFieldNuclear MagneticResonance，LF-NMR）因其能無損檢測肉類產品，同時具有制樣方便、測定快速等優點[9-11]，是一種理想的系統研究肉產品持水性及其水分分布變化的工具。

本試驗研究了鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚肉在不同加熱溫度下的水分蒸煮損失和魚肉中水分分布狀態的變化規律，其加熱工藝參數可為深海小雜魚類科學精深加工利用提供數據支持與理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器設備

供試材料為鯖魚、鳀魚、沙丁魚，由福建省泉州市威威貓食品有限公司提供。

儀器設備為FA1104電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）；NM120-Angiyst低場核磁共振成像儀（上海紐邁電子科技有限公司）；BPG-9050BH電熱恒溫鼓風干燥箱（上海和呈儀器制造有限公司）；DZQ500×2S真空包裝機（上海申越包裝機械制造有限公司）；HERMLE Z323K高速離心機（德國HERMLE公司）。

1.2 試驗方法

3種魚捕獲后迅速冷凍裝箱，冰盒空運到冷凍食品加工車間。試驗時每條魚單獨稱質量記錄后除去魚鱗、內臟。魚肉采用手工采肉，將采制的魚肉用斬拌機斬拌成魚糜后對魚肉進行理化指標測定。剩余魚糜于-80℃超低溫冰箱真空包裝冷凍貯存備用。

1.2.1 魚肉的預處理 在高1 cm、直徑6 cm的玻璃模型中放入準確稱取的40 g魚糜，將表面抹平壓實的魚糜模型裝入蒸煮袋中真空封口備用。將制成模型的魚糜樣品分為5組放置于恒溫水浴中，分別于 40，50，60，70，80 ℃加熱 30 min，魚糜樣品加熱后迅速冷卻至中心溫度10℃，測定魚肉樣品的相關指標。

1.2.2 魚肉含水量、失水率和持水性的測定 含水率的測定采用標準《食品中水分的測定》（GB/T 5009.3—2010）中的直接干燥法；魚肉失水率的測定參考文獻[12-13]進行，準確稱取3 g魚肉，用濾紙將其包好，2 000 r/min離心15 min，離心后稱質量，水分損失即為魚肉樣品離心前后質量之差。

1.2.3 魚肉蒸煮損失率的測定 準確稱取3 g魚肉樣品，將其加熱蒸煮后冷卻至室溫，樣品稱質量，魚肉樣品蒸煮損失量即為魚肉樣品蒸煮前后質量之差。

1.2.4 加熱溫度對魚肉中水分動態變化的影響準確稱取3 g魚肉樣品，將其放入核磁管中，使魚肉樣品在15 mm核磁管內厚度低于2 cm進行檢測，利用Angiyst軟件對檢測數據進行T2反演程序分析，得到3種魚肉樣品弛豫時間的分布情況。試驗時核磁共振成像分析儀測試參數為：磁體強度0.51 T，磁體溫度（32±0.02）℃，線圈直徑25 mm，共振頻率21.7 MHz。在使用T2橫向弛豫時間分析時，CPMG序列測量參數為：SW＝200 Hz；P90（μs）＝13.5；P180（μs）＝27.0；TD＝160 040；RG1＝20；RG2＝3；D3（μs）＝75；EchoCount＝2 000；TR（ms）＝2 000；NS＝4。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2016軟件計算魚肉平均值和標準差，采用Sigmaplot 9.0軟件作圖，采用Statistix8.1軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 3種魚肉的持水性比較

在貯藏、加工過程中肌肉中的肌球蛋白、肌動蛋白等蛋白質具有保持其內在水分的能力，持水性直接影響到肉類及其制品的質地和風味，對肉類及其制品的質量和出品率等指標有著重要的影響，同時關系到肉類加工企業的經濟效益[14-15]。肌球蛋白在肌肉中的存在狀態及其含量的多少，對肌肉的持水性起著非常重要的作用。由表1可知，沙丁魚的持水性最大，為67.64%，明顯高于鯖魚和鳀魚魚肉；鯖魚的持水性次之，鳀魚的持水性最低，并且鯖魚和鳀魚魚肉的持水性間沒有明顯的差異。

表1 3種魚肉的持水性 %

2.2 加熱溫度對魚肉蒸煮損失率的影響

肉類的蒸煮損失不僅包括肉類中水分的減少，還包括其中脂肪和小分子蛋白質的溶出。在加工過程中，由于加熱溫度升高，肉類中會有汁液流出，使肉類產品質量減輕。導致肉類加熱時汁液流失的主要原因是：溫度升高，肉類中水分子活動得到增強；肉類中蛋白質等電點和加熱過程中肉類的pH不斷變化，使肉類蛋白質的持水能力降低，肌肉中不穩定的水分得以釋放；肉類加熱時肌肉中膠原蛋白的變性收縮加劇了脂肪和小分子蛋白質的溶出[16-17]。

魚肉蒸煮溫度越高，其蒸煮損失率就越大，鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚魚肉在不同蒸煮溫度下蒸煮損失率的變化曲線如圖1所示。從圖1可以看出，在40～60℃范圍內，沙丁魚和鳀魚魚肉蒸煮損失率大于鯖魚；在60～70℃范圍內，鳀魚魚肉蒸煮損失率最大，鯖魚魚肉蒸煮損失率次之，沙丁魚魚肉蒸煮損失率增加變緩，鳀魚和沙丁魚魚肉蒸煮損失率趨于平緩，而鯖魚魚肉蒸煮損失率顯著增加。整體來看，3種魚肉蒸煮損失率鳀魚最大，鯖魚次之，沙丁魚最小，這與3種魚肉的持水性大小有關。另外，魚的種類對魚肉的持水性也有影響，因為不同種類的魚肉其膠原蛋白的結構和含量各不相同，魚肉中肌原纖維蛋白變性收縮的程度也有所區別。

2.3 加熱溫度對魚肉水分分布的影響

采用核磁共振技術研究肉類中水分的分布和流動情況。弛豫時間用來表征肉類中水分的自由度，肉類中水分氫質子自由度越小，其受到的束縛越大，對應的T2圖譜上T2弛豫時間就越短，相應的峰位置就越靠左；反之，肉類中水分氫質子受到的束縛越小，對應的T2弛豫時間就越長，在T2圖譜上峰位置就越靠右；在T2圖譜上，相同弛豫時間里對應的弛豫峰面積可以表示肉類中對應水量的多少[18-19]。

氫質子的橫向弛豫時間（T2）分布能用來表示肉類樣品中水分的分布情況，圖2，3，4分別表示鯖魚、鳀魚、沙丁魚3種魚肉在不同加熱溫度下核磁共振橫向弛豫時間T2波譜的水分分布情況。從圖2，3，4可以看出，3種魚肉中存在不同的水分群：在0～10 ms弛豫時間內，觀察到約占總水量5%的水分子層水，與魚肉蛋白質分子表面的極性基團緊密結合；在10～100 ms弛豫時間內，魚肉中肌絲、肌原纖維和膜之間的不易流動水約占總水量的80%，這部分水能溶解魚肉中鹽類及其他物質；在100～1 000 ms弛豫時間內，存在于魚肉肌肉細胞間隙及組織間隙的自由水。

隨著溫度的升高，T2圖譜中3種魚魚肉的不易流動水的峰面積減小，表明在加熱過程中魚肉的持水能力不斷減小，并且3種魚肉在加熱過程中水分變化情況基本相似。由圖3可知，在加熱過程中隨著溫度的升高，鳀魚魚肉中不易流動水的峰面積明顯降低，其蒸煮損失的測定結果與鳀魚魚肉的持水性能較差相一致。由T2圖譜可知，試驗時隨加熱溫度升高，魚肉中不易流動水曲線逐漸向左移動，對應的弛豫時間有減小的趨勢，表明魚肉肌肉組織對不易流動水的束縛力增大?？赡苁窃诩訜徇^程中魚肉組織中蛋白質性質發生改變等原因，使魚肉中剩余的不易流動水的締合度進一步提高[20]。

3 結論

本研究對沙丁魚、鯖魚、鳀魚3種魚肉的持水性進行測定，結果表明，3種魚肉持水性沙丁魚魚肉最大，鯖魚魚肉次之，鳀魚魚肉最小。在蒸煮過程中，隨著加熱溫度的升高魚肉的蒸煮損失率增大，當加熱到80℃時，3種魚肉的蒸煮損失率沙丁魚魚肉為6.32%，鯖魚魚肉為7.62%，鳀魚魚肉為8.01%，并且魚肉持水性高其加熱蒸煮時魚肉的蒸煮損失率就小。另外，加熱時魚肉持水性變低，魚肉中流動水損失增多，而魚肉中不易流動水與蛋白質的締合程度則變高。加熱時魚肉中自由水含量隨加熱溫度升高而減少，魚肉中結合水與蛋白質的作用力變得更加緊密。本研究結果為魚肉深加工中魚肉水分研究提供了試驗支持和理論依據。