鳀鱼(Stolephorus heterolobus)，又名“海蜒”、“烂船丁”等，属于远洋鱼类鳀属(Engraulis)鱼类的统称。鳀鱼主要分布于南北半球的温带水域，我国黄海和东海海域含有丰富的鳀鱼资源。鳀鱼蛋白质含量高、脂肪含量低、必需氨基酸种类齐全等，营养价值较高。大部分鳀鱼捕获后鲜活食用，但由于水产品高水分含量、高蛋白活性及高内源酶活性，导致其死后极易发生腐败变质[1]。且由于捕鱼季节限制，冻藏[2]、腌制[3]等鳀鱼加工手段备受关注。近年来冷冻技术得到了广泛应用，其可在保证较长货架期的同时防止微生物腐败变质,是水产品加工的首选方法之一[4]。据联合国粮农组织统计，2018年冷冻加工占人类食用加工鱼总量的62%(即不包括活鱼、鲜鱼或冷藏鱼)[5]。

解冻是冷冻的逆过程，在食用加工之前冷冻品都要进行解冻处理。冷冻食品的解冻方法对食品的感官、化学和微生物品质有着重要的影响。不当的解冻方式会导致脂肪氧化、蛋白质变性、持水性下降、微生物污染等[6]，引起其品质下降。但是传统的且相对常见的解冻方式是水解冻、低温解冻及空气解冻等，根据样品原料学特性应选择适合的解冻方式。杨明远等[7]研究了4种解冻方式(流水解冻、常温解冻、低温解冻和微波解冻)对乌鳢品质的影响，结果表明流水解冻较适合作为工业化解冻方式；刘宏影等[8]等通过不同解冻方式对金线鱼解冻效果研究发现4 ℃ 冰箱解冻解冻损失最低，综合分析0 ℃超声波解冻(280 W)蛋白质热稳定性较好，肌束排列紧密是较好地快速解冻方式；WEI等[9]研究发现相比于流水解冻(18 ℃)、冰盐水解冻(-2 ℃)、低温空气解冻(4 ℃)，冰水解冻(0 ℃)是最佳的解冻方法，对扇贝的生化特性和显微结构的影响最小。

目前，鳀鱼的研究主要集中在麻辣休闲食品[10]、鳀鱼蛋白粉[11]、冻藏、腌制过程中品质变化[3-4]等方面，对鳀鱼解冻方面的研究鲜有报道。因此，本研究选取常见4种解冻方式(微波解冻、超声解冻、盐水解冻、冷藏室解冻)，比较解冻方式对鳀鱼持水性、质构特性、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen，TVB-N)、微观结构、游离氨基酸等品质的影响，明确对鳀鱼品质影响最小的解冻方式，以期为提高原料品质及企业效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鳀鱼2020年12月份捕捞于中国南海海域，捕捞后12 h内速冻，第2天冷链环境下[(-20±1) ℃]运输到上海海洋大学食品学院，立即置于冷库中用电锯进行分装[质量(489.21±34.67) g；体积(753.75±4.21) cm3]，然后贮藏在(-20±1) ℃环境中。

三氯乙酸、氢氧化钠、氧化镁(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；17种氨基酸混标(色谱纯)，中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、五水硫酸铜、酒石酸钾钠、牛血清白蛋白、浓硫酸(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TA-XT Plus质构仪，英国Stable Micro System公司；H2050R高速冷冻离心机，长沙湘仪有限公司；L-8800 氨基酸自动分析仪，日本Hitachi公司；UV-1800PC 紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；FiveEasy PlusTMFE28 pH计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；RX6000C彩色无纸记录仪，杭州美控自动化技术有限公司；Kjeltec2300自动凯氏定氮仪，丹麦FOSS公司。

1.3 实验方法

1.3.1 解冻方式

将样品从-20 ℃冰箱中取出去包装后，将温度传感器的探头插入鱼体中心部位，每秒记录1个读数，直至鱼体中心温度达到4 ℃，记为解冻终点，监控鱼体中心温度随解冻时间的变化情况。鳀鱼的4种解冻方式具体操作如表1所示。

1.3.2 解冻损失的测定

根据LI等[12]的方法，称取解冻前样品质量(m1)，然后将样品解冻至中心温度4 ℃，用吸水纸擦干样品表面水分并进行称重(m2)。解冻损失率计算如公式(1)所示：

解冻损失率

(1)

1.3.3 质构特性的测定

参考CHEN等[13]方法，略作修改。选取解冻后的整条鳀鱼，测定模式为全质构分析(texture profile analysis，TPA)，采用P/5平底柱形探头，测试前速率2.00 m/s，测试速率1.00 mm/s、返回速率10.00 mm/s、压缩程度50%，2次压缩间停留时间为5 s，触发值10 g，数据采集速率200 pps。每组样品测定6次。

1.3.4 TVB-N测定

使用Kjeltec2300自动凯氏定氮仪进行测定，结果用mg N/100g表示。

1.3.5 肌原纤维蛋白提取及巯基含量的测定

主要参考ZHENG等[14]的方法，略有改动。准确称取鱼肉2.00 g，加入20 mL预冷的0.1 mol/L NaCl，20 mmol/L Tris-HCl(pH=7.5)缓冲溶液。10 000 r/min均质1 min，30 s/次。然后4 ℃环境下10 000 r/min离心10 min，弃上清液。沉淀洗涤3次，收集沉淀加入20 mL 0.6 mol/L NaCl，20 mmol/L Tris-HCl(pH=7.5)缓冲溶液低温10 000 r/min均质1 min，复溶静置60 min，然后在4 ℃、10 000 r/min离心10 min，并用双层纱布过滤，滤液即为肌原纤维蛋白。蛋白含量用双缩脲法测定。整个提取过程均在4 ℃下进行。

参考石径[15]的方法并稍作修改。取0.5 mL肌原纤维蛋白溶液(4.0 mg/mL)中加入4.5 mL 0.2 mmol/L Tris-HCl，混合均匀。取上述混合液4 mL加入0.5 mL二硫代双硝基苯甲酸，将反应混合液在40 ℃保温25 min，波长412 nm处测定吸光度。空白用0.6 mol/L KCl溶液代替。每组样品测量3个平行，结果取平均值。

1.3.6 游离氨基酸含量的测定

参考王红丽[16]的方法，整个操作均在4 ℃条件下进行。氨基酸自动分析仪条件：色谱柱(4.6 mm×150 mm，7 μm)；柱温50 ℃；1、2通道流速分别为0.4、0.35 mL/min。流动相：柠檬酸钠和柠檬酸的混合缓冲液(pH值为3.2、3.3、4.0、4.9)以及茚三酮缓冲液(质量分数为4%)。

1.3.7 扫描电镜的观察

参考JIANG等[17]的方法对鳀鱼肌肉微观结构进行观察，并略作修改。将解冻后的样品放在体积分数为2.5%戊二醛溶液中4 ℃下固定24 h，用磷酸盐缓冲液(0.1 mol/L，pH=7.4)洗脱3次，然后将样品脱水、冻干、镀金。喷金后用扫描电镜观察鱼肉横切面和纵切面的微观结构，放大倍数为400倍。

1.4 数据处理

实验数据以至少3个平行样品的平均值±标准差表示，采用SPSS 22.0软件进行数据分析和Duncan法进行多重比较，采用Origin 2018(OriginLab Corp，Hampton，USA)软件绘图。

2 结果与分析

2.1 解冻方式对鳀鱼解冻时间的影响

不同解冻方式下鳀鱼的中心温度变化如图1所示。4种解冻方式的解冻时间差异显著，微波解冻、超声辅助解冻、盐水解冻和冷藏室解冻所需解冻时间分别为22.4、51.5、232.8、1 270.9 min。其中冷藏室解冻所需时间较长(约22 h)，热量散出较慢。而微波解冻极大地缩短了解冻时间，通过最大冰晶生成带的时间较短，这是由于解冻过程中微波直接作用于鱼肉内部分子，使其相互摩擦碰撞达到快速解冻的目的[18]。但微波解冻后鱼肉表面会出现部分熟化现象。

从鳀鱼解冻温度曲线可以看出，解冻过程可以分为2个阶段：第1阶段(-20～-5 ℃)解冻较快，此过程大部分水以冰晶的形式存在的，样品与解冻介质温差大且冰的热传导大于水，因此传热效率高解冻速率较快。第2阶段(-5～-1 ℃)解冻曲线趋于平缓，解冻速率较低，此过程被称为最大冰晶生成带，大部分冰晶融化，鱼肉导热率下降，解冻时间较长。

2.2 解冻方式对鳀鱼解冻损失的影响

解冻损失是影响冷冻鱼产品质量和造成经济损失的重要因素之一[12]。由图2可知，4种解冻方式解冻损失存在差异，其中微波解冻的解冻损失率最大(35.02%)，盐水解冻损失率最小(12.69%)。这是因为微波会使具有极性的水分子振动，而极性分子在鱼肉内的分布是不均匀的，使得微波解冻过程中不同部位吸收能量差异较大，导致微波解冻不均匀，一些蛋白质结构被破坏甚至熟化[19]，导致汁液损失率较大。王雪松等[20]发现5种解冻方式(冷藏解冻、流水解冻、超声波流水解冻、超声波静水解冻、微波解冻)中微波解冻对竹荚鱼保水性最差，与本研究结果相似。冷藏室解冻虽然温度较低，但时间较长，冷冻形成的形状不规则的冰晶溶解缓慢，会对细胞造成物理损伤，导致蛋白结构改变，蛋白质会出现降解使得结构松散，导致汁液损失增多。超声辅助解冻的解冻损失仅次于盐水解冻，这是因为超声波与水共同作用下，换热效率得以增强，较快通过最大冰晶融解带(-5～0 ℃)，从而减少鱼肉蛋白的降解，蛋白质的水合作用降低，并且降低了对肌原纤维结构的破坏，能够较好维持鱼肉的保水率。盐水熔点低，能够大大缩短鳀鱼解冻的时间，因此有效阻止了解冻损失率的降低，这与朱文慧等[19]对秘鲁鱿鱼肌肉保水性研究结果类似。

2.3 解冻方式对鳀鱼质构特性的影响

质地是影响鱼的感官和功能特性的重要品质指标之一[12]。不同解冻方式对鳀鱼质构特性的影响如表2所示。微波解冻组鳀鱼硬度[(252.59±7.01) g]和胶黏性(92.68±4.13)高于其他3种解冻方式，这可能由于微波解冻速度快、升温快，鱼肉的肌原纤维蛋白在受热后产生收缩聚集，密度变大，导致胶原纤维的剪切力增加，咀嚼和咬断肌纤维所需力度和吞咽鱼肉过程所需的能量增多[21]。而冷藏室解冻和盐水解冻硬度较低，且冷藏室解冻组弹性、咀嚼性和回复性显著低于其他3组。有研究表明在冻结和解冻过程中，质构特性的下降与蛋白质变性有关[12]。可能由于冷藏室解冻解冻速率较慢，蛋白质的变质程度较大，因此也表现出相对较差的质构特性。除了低温解冻，其他3组咀嚼性和回复性无显著性差异。姜晴晴等[22]比较了低温解冻、微波解冻、流水解冻和自然解冻对带鱼质构特性的影响，发现微波解冻组带鱼硬度及黏附性明显高于其他组，与本研究结果相同。在乌鳢[7]、脆肉鲩鱼肉[21]也得到了类似的结论。

2.4 解冻方式对鳀鱼TVB-N的影响

TVB-N被广泛用于水产品降解及新鲜度的指标[23]。不同解冻方式对鳀鱼TVB-N的影响如图3所示，4种解冻方式下TVB-N值差异显著(P<0.05)，其中微波解冻后TVB-N值最大(18.69 mg N/100g)，这是因为微波解冻虽然时间较短，解冻过程中受热不均匀导致不同部位蛋白质分解情况也不同。其次是冷藏室解冻和盐水解冻，超声辅助解冻后TVB-N值最小(9.94 mg N/100g)，微波解冻和冷藏解冻后样品的TVB-N值显著高于其他组，这与翁梅芬等[24]研究的碎虾仁结果一致。而BOONSOMREJ等[23]发现冷冻斑节对虾微波解冻后TVB-N值最小，可能不同样品间存在差距。超声辅助解冻和盐水解冻后的样品TVB-N值仍处于一级鲜度范围(TVB-N≤13 mg N/100g)[16]，解冻速度较快且均匀稳定，对蛋白质的破坏性相对较小，微生物繁殖较慢。

2.5 解冻方式对鳀鱼巯基含量的影响

水产蛋白中最具反应活性的功能性基团巯基对蛋白质功能特性有很大的作用。解冻过程中由于冰晶融化重新被蛋白质吸收使其构象发生了变化，巯基暴露被氧化成二硫键，使得巯基含量降低[25]。从图4可以看出，超声辅助解冻和盐水解冻巯基无显著性差异(P>0.05)，且巯基含量较高，巯基氧化为二硫键数量较少，显著高于微波解冻样品。盐水解冻后鱼肉巯基含量最高(21.90 mmol/105 g蛋白质)，说明盐水解冻对肌原纤维蛋白影响较小，蛋白变性程度较低。而微波解冻后巯基含量最低(7.47 mmol/105 g蛋白质)，徐志善等[26]研究发现微波解冻后蟹肉肌原纤维巯基含量最低，与本研究结果相符。

2.6 解冻方式对鳀鱼游离氨基酸含量的影响

水产品中的氨基酸大部分是以蛋白质的形式存在的，蛋白质降解后生成游离氨基酸，其种类和含量对滋味贡献起关键作用[27]。从表3可以看出，除超声辅助解冻后鱼肉检测到16种游离氨基酸(半胱氨酸未检测到)，其他3种解冻方法样品均检测到17种游离氨基酸。微波解冻组几乎所有的游离氨基酸含量与其他3组解冻方式呈现显著性差异(P<0.05)。呈鲜甜味的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸的含量显著高于其他3组，而呈苦味的游离氨基酸如组氨酸微波解冻后含量为16.91 mg/100g，显著低于其他3组解冻方式。呈鲜味的天冬氨酸和谷氨酸经过4种解冻方式后，含量都远远高于其阈值，说明这2种氨基酸在鳀鱼滋味物质发挥着重要的作用。

从图5可以看出，鱼肉经微波解冻、超声辅助解冻、盐水解冻及冷藏室解冻后游离氨基酸总量分别为2 136.06、1 805.86、1 455.39和1 636.00 mg/100g，微波解冻后游离氨基酸总量与其他3种解冻方式呈现显著性差异(P<0.05)，这可能由于微波解冻组解冻过程中分子基团高速振荡产生热量，氨基酸与还原糖发生复杂的美拉德反应，有利于游离氨基酸的释放[28]。4种解冻方式下必需氨基酸占比分别为47.91%、38.08%、33.21%和36.11%。陈春光[29]比较了4种解冻方式(流水解冻、空气解冻、冰箱解冻和微波解冻)对湘西腊肠中游离氨基酸含量的影响，发现微波解冻组总游离氨基酸含量最高，与本研究结果一致。氨基酸通常呈现鲜甜味、苦味、鲜味等滋味特征，由于各种游离氨基酸都具有阈值且不同游离氨基酸之间有交互作用，其呈味机理较为复杂。

从图6可以看出，鱼肉经微波解冻、超声辅助解冻、盐水解冻及冷藏室解冻后鲜味氨基酸(ASP、Glu)总量分别占游离氨基酸氨基酸总量的11.69%、10.51%、9.47%、9.62%，甜味氨基酸(Thr、Ser、Gly、Ala、Arg、Pho)总量分别为764.51、518.39、402.25、463.74 mg/100g，而苦味氨基酸总量(Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys、His)分别占游离氨基酸氨基酸总量的52.28%、60.79%、62.65%、61.84%。鱼肉经微波解冻后鲜甜味氨基酸含量最高，苦味氨基酸含量最低，且与其他3种解冻方式呈现显著差异(P<0.05)。超声辅助解冻、盐水解冻及冷藏室解冻后鱼肉各种呈味氨基酸差异不显著。结果表明鳀鱼经微波解冻后能较好地保留滋味物质，是较优的解冻方式。

2.7 解冻方式对鳀鱼肌肉微观结构的影响

不同解冻方式对鳀鱼肌肉微观结构(横切面和纵切面)的影响如图7所示。冷冻鱼肉解冻后的肌肉组织微观结构与其纤维、韧性和持水性有关[17]。解冻过程中，由于持水性及蛋白质变性等将导致肌原纤维结构断裂，可直接影响肌肉的微观结构[21]。无论是横切面还是纵切面，4种解冻方式下微波解冻组鱼肉的肌肉出现卷曲、断裂和变性，有序性遭到破坏、纤维之间的空隙增大，其对肌肉纤维的破坏程度较大。郑捷等[30]研究发现冷冻泥鳅经微波解冻后蛋白质变性程度最高，对肌肉纤维破化程度最高，与本研究结果一致。超声辅助解冻和盐水解冻后鱼肉的组织间隙较小，肌纤维间隙均匀且排列致密、整齐，对肌肉微观组织破坏性最小，其次为冷藏室解冻，肌纤维间也出现不同的空隙。这与解冻损失变化规律相一致。

3 结论

解冻方式对冷冻鳀鱼理化特性和微观结构有显著影响。超声辅助解冻后样品TVB-N值最小，鲜度较高，且解冻后肌原纤维完整性较好，与盐水解冻差异不显著。从游离氨基酸结果来看超声辅助解冻后样品总游离氨基酸、鲜甜味氨基酸和必须氨基酸总量高于盐水解冻，苦味氨基酸总量低于盐水解冻。盐水解冻后鳀鱼的解冻损失最小、巯基含量最高，说明盐水解冻持水性最大且延缓了蛋白质变性程度，其次是超声辅助解冻。微波解冻虽然解冻时间较短且能较好地保留滋味物质和质构特性，但持水性较差、蛋白质变形程度较高、肌肉纤维的间隙较大。冷藏室解冻后解冻损失较高、蛋巯基含量较小、TVB-N值较大，且对质构特性及微观结构具有破坏作用。总体而言，超声辅助解冻对鳀鱼肌肉理化特性和微观结构破坏性较小，是比较合适的解冻方式。

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Effect of thawing methods on the physicochemical properties and microstructure of anchovy (Stolephorus heterolobus)

LING Shengnan1,CHEN Xueye1,WANG Hongli2,WANG Xichang2, SHI Wenzheng2,LIU Teyuan1*

1(Jinzai Food Group Co. Ltd., Changsha 410000, China)2(College of Food Sciences & Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 200000, China)

ABSTRACT The aim of this study was to investigate the effects of four thawing methods (microwave thawing, ultrasonic-assisted thawing, saline thawing, and low-temperature thawing) on the physicochemical characteristics and microstructure of anchovy. The thawing time, thawing loss, texture properties, volatile base nitrogen (TVB-N) and sulfhydryl content of the samples were used as indicators to evaluate the effect of different thawing methods. The free amino acid content and microstructure of the muscle were also studied. The results showed that the microwave thawing time was the shortest (22.4 min), and the cold room thawing time was the longest (about 22 h). Samples thawed in the microwave oven maintained the largest thawing loss and TVB-N value and smallest sulfhydryl content (P<0.05). The saline thawing group had the highest water holding capacity and the lowest degree of protein oxidation, and the TVB-N value of the ultrasound-assisted thawing group was the lowest. Compared with the other three thawing methods, the hardness and gumminess of anchovy in microwave thawing group were the highest, and the chewiness of the anchovy after thawing in the refrigerator was the lowest. Moreover, after microwave thawing, the total amount of free amino acids, essential amino acids, umami, the total amino acids of sweet and bitter taste were significantly higher than those of the other three thawing methods, and the total amount of bitter amino acids was the smallest, followed by ultrasonic-assisted thawing. Ultrasound-assisted thawing and saline thawing had the least damage to the microstructure of muscle, while microwave thawing had the largest gap between muscle fibers and the most damage to muscle fiber bundles. Combined with thawing efficiency and quality indexes, ultrasonic-assisted thawing was determined to be a better thawing method for frozen anchovy. This study can provide a theoretical basis for the processing, transportation and product development of anchovy.

Key words anchovy; thawing methods; physicochemical characteristics; microstructure

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.027631

引用格式:凌胜男，陈雪叶，王红丽，等.解冻方式对鳀鱼理化特性及微观结构的影响[J].食品与发酵工业,2022,48(8):48-54.LING Shengnan,CHEN Xueye,WANG Hongli, et al.Effect of thawing methods on the physicochemical properties and microstructure of anchovy (Stolephorus heterolobus)[J].Food and Fermentation Industries,2022,48(8):48-54.

第一作者：硕士，专业技术工程师(刘特元为通信作者，E-mail：liuteyuan@huawen-food.com)

基金项目：国家重点研发计划(2019YFD0902003)

收稿日期：2021-04-13，改回日期：2021-05-21