两种鱿鱼胴体肉热加工特性的研究

陈婷婷1,崔泽恒1,包海蓉1*,郭全友2*

1(上海海洋大学 食品学院,上海,201306)2(中国水产科学研究院东海水产研究所,上海,200090)

摘 要 为了探讨不同加热漂烫温度下2种鱿鱼热加工特性的变化,将鱼块中心温度加热到50、60、70、80、90、98 ℃,通过差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)、蒸煮损失、色泽、质构、水分分布、SDS-PAGE和微观结构等指标探究不同加热温度对2种鱿鱼胴体肉品质的影响,并分析了可溶蛋白含量与鱼肉品质间的相关性,进一步阐述鱿鱼胴体肉加热过程中品质变化的机理。结果表明,DSC显示2种鱿鱼在40~45 ℃和74~78 ℃有2个变性温度带,结合SDS-PAGE和扫描电镜结果可知,70 ℃后,鱿鱼肉蛋白基本变性。随着温度的升高,2种鱿鱼的蒸煮损失、L*b*、白度值、弹性呈上升趋势;硬度、咀嚼性呈先上升后下降的趋势。相同加热温度,秘鲁鱿鱼的蒸煮损失、a*值、硬度和咀嚼性显著高于北太平洋鱿鱼(P<0.05);2种鱿鱼的L*、白度值和弹性总体上无显著差异(P>0.05)。水分分布表明,与北太平洋鱿鱼相比,秘鲁鱿鱼持水性更差。

关键词 加热温度;北太平洋鱿鱼;秘鲁鱿鱼;品质;热加工特性

肉制品的生产过程都需要加热处理,加热可以保证产品的安全,影响食品的质地、风味、色泽。不同加热温度下,蛋白的变性程度不同,对肉品质也有不同程度的影响。近年来,肉类制品在热处理过程中品质变化的报道也逐年增加。熊雅雯等[1]发现80~90 ℃煮制6~9 min时的罗非鱼鱼片品质较好。吴燕燕等[2]发现不同加热温度下海鲈鱼的硬度、弹性、咀嚼性呈先升高后下降的趋势。李锐等[3]探究不同加热方式对罗非鱼片品质特性的影响,发现空气炸处理的鱼片质构特性更佳,汽蒸处理的鱼片氧化程度更小。YU等[4]发现蛋白质变性和降解是造成鲍鱼肌肉微观结构和持水性变化的主要原因,最终影响鲍鱼肌肉的质构特性。

鱿鱼别名柔鱼、枪乌贼,属于软体动物门头足纲,从营养角度出发,鱿鱼是一种高蛋白、低脂肪的食品,富含牛磺酸、胶原蛋白、维生素、氨基酸等营养物质,深受人们欢迎[5]。随着捕捞业的发展及生态环境的变化,以北太平洋鱿鱼(Ornmastrephes bartrami)为代表的经济鱿鱼产量的直线下降,使得鱿鱼加工生产受到了很大冲击,秘鲁鱿鱼(Dosidicus gigas)因其生长周期短、捕捞量大、价格低廉、营养丰富而成为比较理想的替代品[6]。常见的鱿鱼休闲食品如鱿鱼丝、鱿鱼仔、烤条在其生产加工过程中都需要经过漂烫(预煮)等关键工序,以达到去腥、熟化、成形等目的。本文以北太平洋鱿鱼作为参照,通过研究不同加热漂烫温度下秘鲁鱿鱼胴体肉蒸煮损失、色泽、质构、微观结构、蛋白组成的变化规律,探究鱿鱼胴体肉加热过程中品质变化的机理,并为鱿鱼丝、鱿鱼仔等产品加工过程中漂烫这一关键的热处理工艺条件的确定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

北太平洋鱿鱼、秘鲁鱿鱼由中国水产舟山海洋渔业有限公司提供;北太平洋鱿鱼(300~500 g/尾)捕捞于西北太平洋,捕捞时间2021年8月;秘鲁鱿鱼(300~500 g/尾)捕捞于东南太平洋,捕捞时间2021年7月;2种鱿鱼捕捞后立即船冻,到岸后贮于-18 ℃冷库中,全程冷链运输至实验室,于-18 ℃冰箱存放1个月后开始实验。

GLASS gel 蛋白预制胶 Hepes 4%~20%,广州威佳科技有限公司;三羟甲基氨基甲烷、顺丁烯二酸、曲拉通,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

CR-400型色彩色差计,日本柯尼卡美能达(中国)仪器有限公司;TA.XT Plus型质构仪,英国SMS公司;MesoMR23-060H-1型低场核磁共振仪,上海纽迈电子科技有限公司;SU5000 热场发射扫描电镜,日立(中国)有限公司;Ta差式扫描热量仪,沃特世科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 鱿鱼胴体肉样品的制备及加热方法

将鱿鱼去头足、内脏,去皮,取胴体肉,切成1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm大小的小块,装入蒸煮袋,真空封口。放入温度分别为 (52±0.5)、(62±0.5)、(72±0.5)、(82±0.5)、(92±0.5)、100 ℃的恒温水浴锅中,将热电偶插入鱼块几何中心,直至鱼块的中心温度分别达到 50、60、70、80、90、98 ℃,以鱼块中心温度对时间作图,即为鱼块的升温曲线。

1.3.2 蒸煮损失的测定

将鱿鱼胴体肉切成1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm的小块后称重(m1),待鱼块加热至相应温度并取出,沥干表面水分称重(m2)。蒸煮损失率按公式(1)计算:

蒸煮损失率

(1)

1.3.3 鱿鱼肉色泽的测定

采用色差计于室温下测定不同温度处理后鱿鱼胴体肉的L*a*b*值,每个温度3个样品,每个样品重复测定 3 次,取平均值。白度按公式(2)计算:

白度

式中:L*为鱼肉的亮度;a*为鱼肉的红度;b*为鱼肉的黄度;W为鱼肉的白度。

1.3.4 两种鱿鱼胴体肉的差示扫描热分析(differential scanning calorimetry,DSC)

将2种鱿鱼胴体肉绞碎,各取15 mg密封于坩埚中,放入样品池中,30 ℃下平衡 2 min,从 30 ℃开始以 5 ℃/min 的速度升温至100 ℃。

1.3.5 质构测定

参考蓝蔚青等[7]的方法略作修改,取加热后的鱿鱼胴体肉(1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm)用TPA(texture profile analysis)模式测定,选定硬度、弹性、咀嚼性为质构特性指标,每组6个平行。测试参数:探头为P6,测前、测中、测后速度分别为2、1、2 mm/s,压缩比为50%,触发力为6 g。

1.3.6 水分迁移变化分析

参考金素莱曼等[8]的方法进行低场核磁共振分析,取不同温度加热后的鱿鱼胴体肉(1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm),冷却后,用保鲜膜包裹后测定,使用CPMG序列,迭代反演后得到弛豫时间T2图谱,结果取3次样品测定的平均值。

1.3.7 可溶蛋白的提取及SDS-PAGE分析

称取不同温度下加热的鱿鱼胴体肉2 g,参照易靓等[9]的方法提取盐溶蛋白、水溶蛋白。双缩脲法测定2种鱿鱼不同温度下盐溶蛋白、水溶蛋白的提取浓度[10]。参考姜启兴[11]的方法,采用考马斯亮蓝染色法对提取到的盐溶蛋白、水溶蛋白进行SDS-PAGE,电泳时间1~1.5 h。电泳完毕后,染色,脱色,直至有清晰的条带出现。

1.3.8 微观结构

取不同加热温度下的鱿鱼胴体肉,用体积分数为2.5%的戊二醛溶液于4 ℃下固定24 h,弃固定液后用磷酸缓冲液(pH 7.2)漂洗3次;蒸馏水漂洗1次;依次用不同体积分数的乙醇溶液梯度脱水,真空冷冻干燥后喷金,扫描电镜下观察其纵切面。

1.4 数据处理

运用Origin 2021绘图, 采用软件进行SPSS 23进行ANOVA单因素方差分析(Duncan多重比较)、独立样本T检验及Pearson相关性分析。

2 结果与分析

2.1 鱿鱼胴体肉升温曲线

由图1可知,升温速率随着加热温度的升高而升高。当加热温度为50 ℃ 时,北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼鱼块的温度由15 ℃上升至50 ℃,加热时间分别为162.67 s、167.5 s,而在加热温度为100 ℃时,北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼鱼块的温度由15 ℃上升至50 ℃,加热时间分别为29.5 s、31 s,升温速率增加了近6倍。在加热后期,鱼块的升温速率明显减慢,这可能是由于胶原蛋白在高温下变性形成明胶,阻碍了热量的传递[2]

a-北太平洋鱿鱼;b-秘鲁鱿鱼
图1 两种鱿鱼不同加热温度下的升温曲线
Fig.1 Temperature rise curves of two squid species at different heating temperatures

2.2 两种鱿鱼胴体肉DSC

图2是2种未经热处理的鱿鱼胴体肉的DSC热相图,通过测量蛋白变性时热量的变化,可以直观地反应鱼肉蛋白的变性过程。蛋白质的变性温度显示为热变曲线上的最大迁移点(吸热峰)[12]。北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼的DSC曲线上分别有2个吸收峰,北太平洋鱿鱼的吸收峰分别在45.64、77.73 ℃处,秘鲁鱿鱼的吸收峰分别在43.29、74.2 ℃处。TIRONI等[13]发现海鲈鱼在50.1、68.2、80.6 ℃处有3个明显的转换峰,分别对应着肌球蛋白、肌浆蛋白、肌动球蛋白的变性温度,吴炳存等[14]发现未处理河豚鱼肉的肌球蛋白和肌动球蛋白含量远高于肌浆蛋白,这一特性反映在DSC曲线上为只有2个可见吸收峰。由此推断,鱿鱼样品DSC曲线中的2个吸收峰分别对应了含量较高的肌球蛋白和肌动球蛋白的变性温度。而从加热使蛋白变性的角度出发,当北太平洋鱿鱼加热温度达到77 ℃以上时,可以使鱼肉的蛋白质全部变性,而秘鲁鱿鱼只需要加热温度达到74 ℃以上即可。

图2 两种鱿鱼未经热处理的胴体肉DSC曲线
Fig.2 DSC curves of carcass meat of two kinds of squid without heat treatment

2.3 不同加热温度下2种鱿鱼的蒸煮损失

肉在烹饪过程中会因蛋白的变性,而导致质地的变化和蒸煮损失。由图3可知,50~60 ℃时,2种鱿鱼蒸煮损失率无显著性变化(P>0.05),60~98 ℃时,2种鱿鱼的蒸煮损失率总体上呈显著性上升趋势(P<0.05);相同加热温度,秘鲁鱿鱼的蒸煮损失率总体上显著性大于北太平洋鱿鱼(P<0.05)。这与计红芳等[15]的研究结果一致,温度在65~95 ℃时,鹅肉的蒸煮损失率随着温度的升高而显著上升,在95 ℃时蒸煮损失率达到最大值。LIU等[16]研究发现加热温度在低于80 ℃时,蒸煮损失率与肌球蛋白、肌动蛋白以及胶原蛋白的变性有关。由2.2中两种鱿鱼的DSC结果可知,2种鱿鱼肌球蛋白的变性温度在74~78 ℃。由此推断,60~80 ℃时,鱿鱼的肌肉纤维发生横向和纵向收缩,并且在肌肉纤维之间形成间隙,肌纤维结合水的能力减弱,导致大量水分流失,可溶性物质也随之流失,包括可溶性蛋白质、脂肪和非蛋白质可溶性物质。当温度高于80 ℃时,2种鱿鱼的蛋白已经彻底变性,肌肉纤维仍不断收缩挤压,使水分溢出,但蒸煮损失率的增速开始放缓。

图3 不同加热温度下的2种鱿鱼的蒸煮损失
Fig.3 Cooking loss of two kinds of squid at different heating temperatures
注:不同小写字母表示同种鱼不同温度之间有显著性差异(P<0.05);不同的大写字母表示同一温度秘鲁鱿鱼和北太平洋鱿鱼之间有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.4 不同加热温度对2种鱿鱼色泽的影响

鱿鱼肉加热过程中的色泽是影响其品质及消费者喜爱程度的重要指标之一。在不同的加热温度下,鱿鱼胴体肉蛋白的变性程度也不同,鱿鱼肉的色泽也会发生变化。由表1可知,随着温度的升高,2种鱿鱼的L*值、b*值、白度值均呈先升高后逐步放缓的趋势,这与LIU等[16]的研究结果一致。

L*值代表了鱼肉的亮度,50~60 ℃时,2种鱿鱼的L*值和白度值显著性升高(P<0.05);60 ℃后,L*值和白度值总体上变化不显著(P>0.05)。在相同加热温度下,2种鱿鱼的L*值和白度值总体上并无显著性差异(P>0.05)。而L*和白度值的变化与鱼肉蛋白变性的情况密切相关,蛋白质变性导致的光散射使得鱼肉的L*值和白度值上升。由于肌球蛋白在60 ℃后彻底变性,肌动蛋白在70 ℃后才开始变性,而肌动蛋白含量较低,因此温度高于60 ℃之后,L*值和白度变化缓慢[11]

b*值代表了鱼肉的黄度值,2种鱿鱼的b*值在50~80 ℃时显著升高(P<0.05);80 ℃后,变化不显著(P>0.05)。50~70 ℃时,秘鲁鱿鱼的b*值显著小于北太平洋鱿鱼(P<0.05),80~90 ℃时,2种鱿鱼的b*值无显著性差异(P>0.05)。这可能与鱼肉本身的特性有关,未经加热处理的北太平洋鱿鱼的b*值更高也证明了这一点。蛋白质变性和脂肪氧化共同决定了b*值的变化[17]

a*值代表了鱼肉的红度值,表1显示, 50 ℃时,2种鱿鱼的a*值与未加热组相比有所下降,随着温度的升高总体上又呈上升趋势。相同加热温度,秘鲁鱿鱼的a*值显著大于北太平洋鱿鱼(P<0.05)。这可能与红色的肌红蛋白被氧化成红褐色的高铁肌红蛋白有关,肌红蛋白的含量和溶解度都会对鱼肉的a*产生影响[18]

表1 不同加热温度对2种鱿鱼色泽的影响
Table 1 Effects of different heating temperatures on the color of two kinds of squid

温度/℃北太平洋鱿鱼秘鲁鱿鱼L*a*b*WL*a*b*W未加热组58.35±2.98Aa-2.07±0.30Aa-1.83±0.42Aa58.25±2.95Aa58.96±0.88Aa-2.04±0.15Aa-4.76±0.26Ba58.72±1.00Aa5066.02±1.86Ab-3.92±0.25Ad0.60±0.14Abc65.77±1.73Ab68.62±1.18Ab-2.74±0.13Bc-2.23±0.14Bb68.42±1.12Ab6073.26±0.56Ac-3.93±0.09Abc2.28±0.18Ac72.95±0.57Ac78.05±0.87Bc-2.36±0.31Babc5.31±1.14Bc77.27±0.88Bc7076.06±0.99Ad-3.00±0.10Ab6.53±1.18Ad73.57±0.54Ac79.46±0.30Bc-2.34±0.30Bab9.51±0.52Bd77.90±1.00Bc8079.75±1.40Ad-3.60±0.26Acd13.00±2.48Ae75.72±2.40Ac80.00±1.34Ac-2.39±0.20Babc12.26±1.08Ae76.45±1.68Ac9081.42±0.09Ad-3.57±0.08Acd13.47±1.84Ae75.02±1.03Ac79.37±1.56Ac-2.36±0.29Babc12.03±1.19Ae75.42±2.01Ac9880.94±0.35Ad-3.68±0.05Acd14.29±1.98Ae75.78±1.05Ac78.32±3.09Ac-2.60±0.21Bbc12.64±0.94Ae74.98±2.26Ac

注:不同小写字母表示同种鱼不同温度之间有显著性差异(P<0.05);不同的大写字母表示同一温度秘鲁鱿鱼和北太平洋鱿鱼之间有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.5 不同加热温度对2种鱿鱼质构的影响

两种鱿鱼在不同加热温度下的硬度、咀嚼性、弹性的变化如图4所示,其中,硬度和咀嚼性随着温度的升高都呈先升高后下降的趋势,这与PALKA等[19]的研究结论一致。硬度指的是使食品发生形变所需要的力,力的大小可以反映硬度的强弱[2]。50~70 ℃时,2种鱿鱼胴体肉的硬度总体上均显著上升(P<0.05);北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼胴体肉的硬度在70~98 ℃时总体上呈显著下降趋势(P<0.05)。相同加热温度,北太平洋鱿鱼胴体肉的硬度显著小于秘鲁鱿鱼(P<0.05)。肌原纤维蛋白、胶原蛋白、肌浆蛋白的变性收缩导致了鱿鱼硬度的上升;而随着温度的进一步升高,胶原蛋白的凝胶化会引起硬度的下降,高温处理也会破坏肌纤维的结构,使鱼肉变得松散[20]

咀嚼性是硬度、凝结性、弹性综合作用的结果。由图4可知,2种鱿鱼肉咀嚼性变化规律与硬度相似,都呈先上升后下降趋势。50~80 ℃时,2种鱿鱼肉的咀嚼性总体上呈显著上升趋势(P<0.05);80~98 ℃时,2种鱿鱼肉咀嚼性总体上呈显著降低趋势(P<0.05)。相同加热温度,北太平洋鱿鱼胴体肉的咀嚼性显著小于秘鲁鱿鱼(P<0.05)。50~80 ℃时,肌浆蛋白和肌原纤维蛋白变性收缩提高了鱼肉硬度和弹性的同时,也改善了鱼肉的咀嚼性。80~98 ℃时,高温对肌纤维的破坏作用以及胶原蛋白的溶出都对鱼肉咀嚼性产生了不利影响。

弹性指的是变形样品在移去变形力后恢复到原始状态的能力[2]。由图4可知,2种鱿鱼胴体肉的弹性在加热过程中呈上升趋势,50~70 ℃时,2种鱿鱼肉的弹性变化不显著(P>0.05);70~90 ℃时,2种鱿鱼肉的弹性总体上呈显著上升趋势(P<0.05);90~98 ℃时,北太平洋鱿鱼胴体肉的弹性呈上升趋势,秘鲁鱿鱼胴体肉的弹性显著下降(P<0.05)。相同加热温度,2种鱿鱼的弹性总体上无显著性差异(P<0.05)。70 ℃后,肌原纤维蛋白彻底变性收缩会导致弹性的升高,同时,胶原蛋白溶出形成明胶对弹性会产生不利影响,肌原纤维蛋白、胶原蛋白等本身的属性及相互作用共同决定了弹性的变化。

a-硬度;b-咀嚼性;c-弹性
图4 不同加热温度对2种鱿鱼胴体肉质构特性的影响
Fig.4 Effects of different heating temperatures on meat texture characteristics of two squid carcasses

2.6 不同加热温度对2种鱿鱼水分分布的影响

弛豫时间可以用来表征肉类中水分的自由度,肉类中水分氢质子的自由度越小,所受束缚力越大,对应的弛豫时间就越短,在T2图谱上峰的位置就靠左[21]。不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉的弛豫信息如图5所示。由图5可知,在0.1~10 000 ms弛豫时间内存在3个弛豫峰,代表3种不同状态存在的水分:T21(结合水)、T22(不易流动水)、T23(自由水),在T2图谱中,相同弛豫时间对应的峰面积可以表示肉所含水量的多少[22-23]。其中,不易流动水主要存在于肌细胞、肌原纤维之间,占水分含量的87%,不易流动水含量与蛋白的变性紧密相关。蛋白的变性收缩会降低不易流动水的含量,进而影响肉的多汁性[24]。由图5 可知,与北太平洋鱿鱼相比,秘鲁鱿鱼不易流动水的峰面积随着温度的升高明显减小,证明其持水性更差,这也与2.3中秘鲁鱿鱼的蒸煮损失高于北太平洋鱿鱼的结论相符。孙瑜嵘等[25]发现鳀鱼在加热过程中不易流动水的含量损失最大,与其他2种鱼相比持水性更差则印证了这一点。

a-北太平洋鱿鱼;b-秘鲁鱿鱼
图5 不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉的弛豫时间
Fig.5 Relaxation time of two kinds of squid carcass meat at different heating temperatures

由表2可知,2种鱿鱼的T22在50 ℃时显著下降(P<0.05),而60~98 ℃无显著性差异(P>0.05),这可能与肌球蛋白的变性增加了不易流动水的氢键键能有关 [26]。2.2中DSC的结果也表明2种鱿鱼的肌球蛋白在50 ℃时已经彻底变性。两种鱿鱼的A22随着加热温度的升高总体上呈先上升后下降趋势,北太平洋鱿鱼的A22在50~70 ℃呈下降趋势,秘鲁鱿鱼的A22在50~80 ℃总体上呈显著下降趋势(P<0.05),随着温度不断升高,蛋白的变性收缩会将不易流动水挤出,导致峰面积下降;北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼的A22分别在70~98 ℃、80~98 ℃呈上升趋势,这可能是因为高温下胶原蛋白溶解形成明胶,阻止了肌原纤维间不易流动水的流失。同时,高温破坏了水与蛋白质分子间的氢键,使肌肉纤维外部的空间变大,从而容纳更多的自由水[27]

表2 不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉的弛豫时间T22和峰面积A22
Table 2 Relaxation time T22 and peak area A22 of two kinds of squid carcasses at different heating temperatures

加热温度/℃北太平洋鱿鱼秘鲁鱿鱼T22A22T22A22未加热组92.24±9.94a682.12±5.80a103.71±0a957.41±9.24a5075.23±0b588.72±3.81bc94.37±0.76b862.55±85.71ab6076.84±2.28b570.29±71.35bc93.61±1.65b733.55±22.58bc7076.30±1.86b546.13±5.47c93.43±0b714.25±96.81bc8078.54±0.4b656.29±35.08ab94.07±0.43b672.49±114.68c9078.46±0b687.35±8.84a94.84±1.98b763.35±18.49bc9878.46±0b705.75±70.43a95.04±1.40b776.68±9.58bc

2.7 不同加热温度下2种鱿鱼可溶蛋白的浓度及SDS-PAGE

2.7.1 不同加热温度下2种鱿鱼盐溶蛋白的浓度及SDS-PAGE

盐溶蛋白是鱼肉肌肉组织的主要结构蛋白,与肉制品的加工特性和持水特性密切相关。如图6所示,2种鱿鱼盐溶蛋白的浓度随着温度的升高呈下降的趋势。与未加热组相比,50 ℃时,2种鱿鱼胴体肉的盐溶蛋白浓度显著下降(P<0.05);北太平鱿鱼和秘鲁鱿鱼的盐溶蛋白浓度分别在60~70 ℃、60~80 ℃时缓慢下降;在温度进一步上升至98 ℃的过程中,2种鱿鱼的盐溶蛋白浓度则无显著性变化(P>0.05)。

图6 不同加热温度下2种鱿鱼盐溶蛋白浓度
Fig.6 Salt-soluble protein concentrations of two kinds of squid at different heating temperatures

对2种鱿鱼不同中心温度下胴体肉提取的盐溶蛋白进行SDS-PAGE分析,结果如图7所示,2种鱿鱼的盐溶蛋白即肌原纤维蛋白,由由肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)、肌动蛋白(actin)、头足类动物特有的副肌球蛋白(paramyosin,PM)、原肌球蛋白、肌钙蛋白以及一些微量的调节蛋白组成[28]。这与刘鑫鑫等[29]的电泳结果相符。当温度达到50 ℃时,分子质量为245 kDa左右的肌球蛋白重链和100 kDa左右的副肌球蛋白条带明显变窄变浅,说明这两种蛋白开始降解。60~98 ℃时,条带已无明显变化,表明肌球蛋白在50 ℃左右已经彻底变性。2.2中的DSC结果也表明两种鱿鱼的肌球蛋白的变性温度在50 ℃附近,肌球蛋白的变性导致了盐溶蛋白浓度在50 ℃时显著下降。分子质量为48 kDa左右的肌动蛋白条带在70 ℃时开始变浅,80~90 ℃时,条带无明显变化,肌动蛋白作为热稳定性比较高的蛋白,在70 ℃左右开始变性,80 ℃左右则变性完全[30]。2.2中的DSC结果也印证了这一结论。而温度在98 ℃时,分子质量为41 kDa左右的,仍清晰可见的蛋白条带,可能是抗热的肌钙蛋白[31]

a-北太平洋鱿鱼;b-秘鲁鱿鱼
图7 不同加热温度下2种鱿鱼盐溶蛋白SDS-PAGE
Fig.7 SDS-PAGE of two kinds of squid salt-soluble proteins at different heating temperatures

2.7.2 不同加热温度下2种鱿鱼水溶蛋白的浓度及SDS-PAGE电泳

由图8可知,2种鱿鱼水溶蛋白的浓度随着温度的升高呈下降的趋势。50~80 ℃时,2种鱿鱼的水溶蛋白含量显著下降(P<0.05);80~98 ℃时,2种鱿鱼的水溶蛋白含量则无显著性变化(P>0.05)。

图8 不同加热温度下2种鱿鱼水溶蛋白浓度
Fig.8 Hydrolysin concentrations of two kinds of squid at different heating temperatures

对2种鱿鱼不同中心温度下胴体肉提取的水溶蛋白进行SDS-PAGE分析,结果如图9所示,2种鱿鱼的水溶蛋白即肌浆蛋白,其分子质量在17~100 kDa内,主要由肌红蛋白和酶类蛋白质组成,这与姜启兴[11]的电泳结果相符。当温度达到70 ℃时,大部分蛋白条带已经消失,约48 kDa的粗蛋白条带也明显变细,说明蛋白基本发生变性。在80~98 ℃时,蛋白条带已无明显变化,分子质量约为37、50 kDa的蛋白条带仍清晰可见,这可能是热稳定的蛋白成分。

a-北太平洋鱿鱼;b-秘鲁鱿鱼
图9 不同加热温度下2种鱿鱼水溶蛋白SDS-PAGE
Fig.9 SDS-PAGE of two kinds of squid hydrolysins at different heating temperatures

2.8 不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉微观结构的变化

不同的加热温度对鱿鱼肉微观结构的破坏程度不同。由图10可知,2种鱿鱼肉在未经热处理和50 ℃加热处理的情况下,肌肉纤维完整,排列十分紧密,表面光滑。60 ℃时,肌肉纤维开始被破坏,肌内膜和肌膜破裂,肌肉纤维排列变得松散,表面出现孔洞,并出现“颗粒化”现象,这可能是肌原纤维蛋白的热变性和胶原收缩的结果。70 ℃时,肌内膜和肌膜开始溶解,肌原纤维从肌内膜和肌膜中分离出来,排列松散混乱。随着温度进一步升高至80~98 ℃,肌内膜和肌膜彻底崩解,分离出来的肌原纤维进一步变性聚集,“造粒”和“崩解”现象严重,失去原有的有序结构,鱿鱼肉质变得松散。

1~7-未加热组、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、98 ℃;A-北太平洋鱿鱼;B-秘鲁鱿鱼
图10 不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉的微观组织结构
Fig.10 Microstructure of two kinds of squid carcasses at different heating temperatures

2.9 相关性分析

将影响2种鱿鱼胴体肉品质的硬度、弹性、咀嚼性、白度、蒸煮损失率与加热过程中盐溶蛋白和水溶蛋白浓度进行相关性分析。如表3所示,蒸煮失重与盐溶蛋白和水溶蛋白浓度呈显著负相关(P<0.01),盐溶蛋白和水溶蛋白的变性收缩将肉中的汁水挤出,使肉的多汁性下降,蒸煮损失率升高。白度与盐溶蛋白和水溶蛋白浓度呈显著负相关(P<0.01),加热过程中鱼肉的白度变化可能与蛋白的热变性有关,盐溶蛋白和水溶蛋白在加热过程中发生变性,蛋白聚集,降低了鱼肉的透明度,使白度升高。硬度、咀嚼性、弹性和盐溶蛋白浓度呈显著负相关[硬度(P<0.05),弹性、咀嚼性(P<0.01)],三者与水溶蛋白浓度也显著负相关[弹性(P<0.01),硬度、咀嚼性(P<0.05)],盐溶蛋白和水溶蛋白作为肌肉组织中含量最高的2种蛋白,决定了肉制品的内聚结构和坚硬质地,加热过程中可溶蛋白的热变性作用会对鱼肉的质构等品质特性产生巨大影响。

表3 不同加热温度下2种鱿鱼胴体肉各指标间的相关性分析
Table 3 Correlation analysis of various indexes of two kinds of squid carcass meat at different heating temperatures

指标盐溶蛋白质量浓度/(mg·mL-1)水溶蛋白质量浓度/(mg·mL-1)硬度/g弹性咀嚼性蒸煮损失/%白度盐溶蛋白质量浓度/(mg·mL-1)10.910**-0.362*-0.402**-0.647**-0.686**-0.878**0.0000.0180.0080.0000.0000.000水溶蛋白质量浓度/(mg·mL-1)1-0.340*-.0511**-0.728*-0.802**-0.863**0.0280.0010.0000.0000.000硬度/g1-0.1220.685**0.0630.453**0.4400.0000.6920.003弹性10.558**0.492**0.326*0.0000.0010.035咀嚼性10.515**0.666**0.0000.000蒸煮损失/%10.607**0.000白度1

注:*表示在 0.05水平(双侧)上显著相关;**表示在0.01水平(双侧)上显著相关

3 结论

本文以北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼为研究对象,研究了2种鱿鱼在不同加热漂烫温度下热加工特性的变化,为漂烫这一关键的热处理工艺条件的确定提供参考。结果表明,2种鱿鱼的热加工特性变化趋势相同,随着温度的升高,2种鱿鱼的蒸煮损失率、L*b*、白度值、弹性呈上升趋势;硬度、咀嚼性呈先上升后下降的趋势。相同加热温度,秘鲁鱿鱼的蒸煮损失、a*值、硬度和咀嚼性显著高于北太平洋鱿鱼(P<0.05);2种鱿鱼的L*、白度值和弹性总体上无显著差异(P>0.05)。水分分布结果表明,与北太平洋鱿鱼相比,秘鲁鱿鱼持水性更差。盐溶蛋白和水溶蛋白浓度与鱼肉质构、蒸煮损失等品质特性呈负相关, DSC图表明北太平洋鱿鱼和秘鲁鱿鱼分别在77.73、74.2 ℃左右彻底变性,结合SDS-PAGE和扫描电镜结果可知,鱼肉可溶蛋白的热变性作用是影响鱼肉品质的关键因素。

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Study on thermal processing characteristics of two kinds of squid carcass meat

CHEN Tingting1,CUI Zeheng1,BAO Hairong1*,GUO Quanyou2*

1(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)2(East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200090, China)

ABSTRACT Changes in thermal processing characteristics of two types of squid under different heating and blanching temperature conditions were investigated. The central part of the fish cube was heated to 50, 60, 70, 80, 90, and 98 ℃, and then the effects of different heating temperature conditions on the meat quality of two kinds of squid carcasses were studied through differential scanning calorimetry (DSC), cooking loss, color, texture, water distribution, SDS-PAGE, and microstructure. The correlation between soluble protein content and fish quality was analyzed, and the mechanism for the quality change of the squid carcasses during the heating process was further elaborated. Results showed that DSC showed two denaturation temperature bands for both squid species at 40-45 ℃ and 74-78℃. Combined with SDS-PAGE and SEM results, the squid meat proteins were largely denatured after 70 ℃. With the increase in temperature, the cooking loss, L*, b*, whiteness value, and elasticity of both squid showed an increasing trend. The hardness and chewiness showed an increasing and then decreasing trend. Under the same heating temperature, the cooking loss, a* value, hardness, and chewability of Dosidicus gigas were significantly higher than those of Ornmastrephes bartrami (P<0.05), and there were no significant differences between the two species in terms of L*, the value of whiteness, and elasticity (P>0.05). Moisture distribution showed that Dosidicus gigas held less water compared to Ornmastrephes bartrami.

Key words heating temperature; Ornmastrephes bartrami; Dosidicus gigas; quality; thermal processing characteristics

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034514

引用格式:陈婷婷,崔泽恒,包海蓉,等.两种鱿鱼胴体肉热加工特性的研究[J].食品与发酵工业,2023,49(8):51-59.CHEN Tingting,CUI Zeheng,BAO Hairong, et al.Study on thermal processing characteristics of two kinds of squid carcass meat[J].Food and Fermentation Industries,2023,49(8):51-59.

第一作者:硕士研究生(包海蓉副教授和郭全友研究员为共同通信作者,E-mail:hrbao@shou.edu.cn;dhsguoqy@163.com)

基金项目:国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项(2020YFD0901203);中国水产科学研究院基本科研业务费资助项目(2020TD68)

收稿日期:2022-12-04,改回日期:2023-01-12