2种乌贼冻藏期间品质及肌原纤维蛋白功能特性变化.pdf
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1、贾俊琦,张悦,林慧敏,等.2 种乌贼冻藏期间品质及肌原纤维蛋白功能特性变化 J.食品工业科技,2023,44(20):380388.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023020296JIAJunqi,ZHANGYue,LINHuimin,etal.ChangesinQualityandMyofibrillarProteinFunctionalPropertiesofTwoKindsofCuttlefishduringFrozenStorageJ.ScienceandTechnologyofFoodIndustry,2023,44(20):380388.(inChin
2、esewithEnglishabstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023020296 贮运保鲜 2 种乌贼冻藏期间品质及肌原纤维蛋白功能种乌贼冻藏期间品质及肌原纤维蛋白功能特性变化特性变化贾俊琦,张悦,林慧敏*,张宾*(浙江海洋大学食品与药学学院,浙江舟山316022)摘要:为探讨曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)和金乌贼(Sepia esculenta)冻藏过程中的品质及肌原纤维蛋白功能特性变化,将 2 种乌贼在18 的条件下冻藏 0、30、60、90、120d,通过测定水分含量、水分活度、质构、色差、总挥发性盐基氮(totalvo
3、latilebasenitrogen,TVB-N),并通过苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色与扫描电镜(scanningelectronicmicroscopy,SEM)研究 2 种乌贼肌肉品质变化,由肌原纤维蛋白的总巯基、羰基含量和 Ca2+-ATPase 活性研究 2 种乌贼肌原纤维蛋白功能特性变化。结果表明:与新鲜乌贼相比,经过 120d冻藏后,2 种乌贼肌肉的水分含量、水分活度均呈下降趋势,但金乌贼下降速度更快;2 种乌贼肌肉的弹性变化无显著差异,硬度、咀嚼性和胶粘性均先下降后趋于稳定;2 种乌贼的白度、L*、总巯基含量和 Ca2+-ATPase 活性均呈下降
4、趋势,TVB-N 和羰基含量总体呈上升趋势,b*呈先下降后上升的动态变化。冻藏 90d,曼氏无针乌贼和金乌贼肌肉的 TVB-N 含量为 19.00 和 20.22mg/100g,与新鲜乌贼相比冻藏 120d 后分别增加了 29.41%和 73.42%,其中金乌贼上升速率更快;冻藏 120d,2 种乌贼的巯基含量、Ca2+-ATPase 活性均下降至最低点,分别下降52.28%、56.12%和 70.93%和 72.00%。与新鲜乌贼相比冻藏 120d 的微观结构表明,曼氏无针乌贼肌肉组织间糊化成肉糜状,金乌贼肌纤维分布混乱,孔隙增大。研究结果为曼氏无针乌贼和金乌贼冷链贮藏过程的品质控制提供理论
5、支持。关键词:曼氏无针乌贼,金乌贼,冻藏,品质,肌原纤维蛋白,氧化,功能特性本文网刊:中图分类号:TS254.4文献标识码:A文章编号:10020306(2023)20038009DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2023020296ChangesinQualityandMyofibrillarProteinFunctionalPropertiesofTwoKindsofCuttlefishduringFrozenStorageJIAJunqi,ZHANGYue,LINHuimin*,ZHANGBin*(CollegeofFoodandPharmacy,Zhejiang
6、OceanUniversity,Zhoushan316022,China)Abstract:ToinvestigatethechangesofqualityandmyofibrillarproteinfunctionalpropertiesofSepiella maindroniandSepia esculentaduringfrozenstorage,thetwokindsofcuttlefishwerefrozenat18for0,30,60,90and120days.Thewater content,water activity,texture,color difference and
7、total volatile base nitrogen(TVB-N)were measured.Hematoxylin-eosin(HE)stainingandscanningelectronicmicroscopy(SEM)wereusedtoobservethechangesofmusclequalityofthetwocuttlefishspecies.Thefunctionalpropertiesofmyofibrillarproteinsofthetwocuttlefishspecieswereevaluatedbytotalsulfhydryl,carbonylcontentan
8、dCa2+-ATPaseactivity.Theresultsshowedthatcomparedwithfreshcuttlefish,after120daysoffrozenstorage,thewatercontentandwateractivityofthetwocuttlefishmusclestodecrease,buttheSepia esculentadecreasedfaster.Therewasnosignificantdifferenceintheelasticityofthetwokindsofcuttlefish收稿日期:20230228基金项目:国家重点研发计划项目
9、(2021YFD2100504);浙江省特支人才培养计划(2020R52027)。作者简介:贾俊琦(1998),女,硕士研究生,研究方向:水产品加工与贮藏,E-mail:。*通信作者:林慧敏(1979),女,博士,教授,研究方向:水产品加工与贮藏,E-mail:。张宾(1981),男,博士,教授,研究方向:水产品加工与贮藏,E-mail:。第44卷第20期食品工业科技Vol.44No.202023年10月ScienceandTechnologyofFoodIndustryOct.2023muscle,andthehardness,chewinessandadhesivenessdecrease
10、dfirstandthenstabilized.Thewhiteness,L*,totalsulfhydrylcontentandCa2+-ATPaseactivityofthetwocuttlefishspeciescontinuedtodecrease,TVB-Nandcarbonylcontenttoincrease,andb*showedadynamicchangetrendoffirstdeclineandthenrise.After90daysoffrozenstorage,theTVB-NcontentofSepiella maindroniandSepia esculentam
11、usclewas19.00and20.22mg/100g,respectively.Comparedwithfreshcuttlefish,theyincreasedby29.41%and73.42%respectivelyafter120daysoffrozenstorage,andtheriserateofSepia esculentawasfaster.After120daysoffrozenstorage,thesulfhydrylcontentandCa2+-ATPaseactivityofthetwocuttlefishspeciesdecreasedtotheminimum,wh
12、ichdecreasedby52.28%,56.12%and70.93%,72.00%,respectively.Comparedwithfreshcuttlefish,themicrostructureoffrozen120dshowedthatthemuscletissueofSepiella maindroniwasgelatinizedintomincedmeat,themusclefiberdistributionofSepia esculentawasdisorderedandtheporeswereincreased.Theresultsprovidetheoreticalsup
13、portforthequalitycontrolofthecoldchainstorageprocessofSepiella maindroniandSepia esculenta.Key words:Sepiella maindroni;Sepia esculenta;frozen storage;quality;myofibrillar protein;oxidation;functionalcharacteristics近年来,随着传统经济鱼类资源量的逐年衰退,头足类海产品逐渐成为主要捕捞对象,其中乌贼成为我国重要经济海产种类1。2021 年头足海产品类国内捕捞产量为 58.55 万吨,
14、曼氏无针乌贼(Sepiellamaindroni)和金乌贼(Sepia esculenta)属于捕捞量较高的 2 种乌贼2。曼氏无针乌贼是东海和黄海捕捞的主要头足类之一3,营养价值较高,同时具有抗炎、降血脂和抗氧化等特性4,年产超过 7 万余吨;金乌贼主要分布于俄罗斯、日本、韩国和菲律宾海域,属于我国的经济物种,其药用价值高,营养丰富5,近年来捕捞量约为 6 万余吨6。2 种乌贼均属于低脂高蛋白的水产品,味道鲜美,是补充人体营养物质的理想食品来源。乌贼隶属于软体动物门,具有抗氧化、抗炎、降血糖、预防老年化疾病等作用7。其富含人体必需氨基酸、不饱和脂肪酸,属于低脂高蛋白的水产品,深受广大消费者的
15、喜爱。但在加工运输的过程中,因微生物繁殖和内源酶的活性肌肉蛋白易氧化,使其加工利用率降低。蛋白质氧化主要通过改变肌肉肌原纤维蛋白(myofibrillarprotein,MP)的结构特性或加速其交联形成来促进蛋白质降解,肌原纤维蛋白功能特性的变化可以反映出水产品的劣变程度。冻藏可抑制微生物繁殖和内源酶的活性,从而改善肌肉品质8。目前,国内外关于水产品冻藏的研究主要集中于冻藏期间的品质变化及改善冻藏对水产品的不良影响912。低温冷链贮藏是一种普遍的水产保鲜方法,工业生产中常以冻藏(18)进行水产品保鲜13。研究表明,较低的冻藏温度可保持水产品品质,减缓水产品劣变速率1415。但关于曼氏无针乌贼和
16、金乌贼两种海产品冻藏期间肌肉的品质变化比较的研究还未见报道。因此,本文通过对比在18贮藏条件下 2 种乌贼(0120d)肌肉的品质和肌原纤维蛋白特性的变化情况,以期为 2 种乌贼冷链贮藏过程的品质控制提供理论依据。1材料与方法1.1材料与仪器曼氏无针乌贼(体长约 17.541.27cm,质量159.096.89g)、金乌贼(体长约 23.792.61cm,质量 286.628.77g)各 30 只,购自浙江舟山国际水产城;硼酸、马来酸、无水乙醇等分析纯,国药集团化学试剂有限公司;总巯基、羰基、Ca2+-ATPase 活性测定试剂盒南京建成生物工程研究所。CR-10 型便携式色差仪日本柯尼卡美能
17、达公司;HD-3A 型水分活度测定仪常州德杜精密仪器有限公司;MS-Pro 型物性测试仪美国 FTC 公司;UV751GD 型紫外-可见分光光度计上海第三分析仪器厂;CF-16RN 高速冷冻多用途离心机日本日立公司;T18ULTRA-TURRAX 型高速匀浆机德国 IKA 公司;PannoramicMIDI 型显微镜玻片扫描仪3DHISTECH;HitachiRegulus8100 型电子显微镜日本日立公司。1.2实验方法1.2.1原料分组与取样2 种乌贼去骨、取出内脏并摘除眼睛得到的胴体肌肉,清洗沥干后,分别装入保鲜自封袋中,再将其于18 冰箱冻藏 120d,每隔30d 取样一次,进行各指标
18、的测定。1.2.2水分含量和水分活度水分含量参考 GB5009.3-2016食品中水分的测定16直接干燥法。采用水分活度仪测定水分活度。取约 2g 乌贼肌肉切成肉糜后,均匀平铺于样品盒中,将样品盒放入 HD-3A型水分活度仪感应器中,测定乌贼肌肉的水分活度。1.2.3质构分析采用 TPA(textureprofileanalysis)模型进行测定。选取乌贼胴体中心处肌肉,测试速率为 60mm/min,样品形变百分量为 30%,保持时间为 3s。采用 FTC-PRO 软件从每个样品产生的力-时间曲线中,观察乌贼肌肉组织质构变化。1.2.4色差分析以乌贼胴体中心处肌肉为测试点,采用色差仪(CR-1
19、0 型),测定乌贼肌肉表面的 L*(亮度值)、a*(红度值)、b*(黄度值)。色差计在使用前进行校准,每一肉样平行测定 5 次。按以下公式计算白度值,如下:W=100(100L*)2+a2+b21/2第44卷第20期贾俊琦,等:2 种乌贼冻藏期间品质及肌原纤维蛋白功能特性变化3811.2.5总挥发性盐基氮(totalvolatilebasicnitrogen,TVB-N)值测定采用 GB5009.228-201617食品中挥发性盐基氮的测定中的自动凯氏定氮法测定TVB-N 含量。1.2.6肌肉肌原纤维蛋白(myofibrillarprotein,MP)的理化性质测定参考王雪松等18方法略作修改
20、,取 2g 样品,加入 20mLTris-maleate 缓冲液(pH 为7.0,20mmol/L)后充分匀浆,4 条件下 8000r/min离心 15min,弃上清液留沉淀,重复两次,最后向沉淀中加入 10 mL Tris-maleate 缓冲液(pH 为 7.0,20mmol/L,含 0.6mol/LKCl),充分匀浆后置于4 条件下提取 1h,然后于 4 条件下 8000r/min离心 15min,所得上清即为 MP。MP 的总巯基含量、Ca2+-ATPase 活性、羰基含量分别使用南京建成试剂盒测定。1.2.7苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察分析参考荣建
21、华等19方法,选取乌贼胴体中心部位的肌肉,将样品顺纤维方向取约 1cm3的样品浸泡在多聚甲醛溶液(4%)中固定,然后脱水 2h(至70%无水乙醇中),再进行石蜡包埋(60)、切片、HE 染色、封片,显微镜玻片扫描仪观察乌贼肌肉的组织结构。1.2.8扫描电镜(scanningelectronicmicroscopy,SEM)参照 Song 等20方法,略作修改。将样品切成 1cm1cm0.5cm 的小块,用戊二醇溶液(2.5%)固定 24h,利用磷酸缓冲液(1mol/L)漂洗;再用 30%、50%、70%、80%不同梯度的乙醇各脱水一次,乙醇(100%)脱水 2 次,每次 10min。通过醋酸异
22、戊酯置换 15min,最后将切片放入二氧化碳临界点干燥器中干燥,喷金,随后用扫描电子显微镜观察其微观结构。1.3数据处理采用 Excel2010 处理实验数据,通过 SPSS25.0对数据进行显著性分析(P0.05)分析,采用Pearson相关性分析对指标进行相关性分析,所有图用 Origin9.0 进行绘制,实验重复 3 次。2结果与分析2.12 种乌贼冻藏过程的水分含量及水分活度变化水分含量和水分活度是影响水产品稳定性的重要指标。2 种乌贼在18 贮藏(0120d)的水分含量和水分活度的变化趋势如图 1 所示。由图 1 可知,2 种乌贼在冷冻贮藏期间的水分含量呈总体下降趋势。其初始水分含量
23、分别为 81.02%(曼氏无针乌贼)和 81.78%(金乌贼),直至冻藏 120d,分别降至 79.18%和 78.67%,可能由于冻藏过程中存在升华现象21。与曼氏无针乌贼相比,金乌贼水分含量急剧下降,可能由于冻藏过程中,金乌贼肌肉的初始水分含量显著高于曼氏无针乌贼(P0.05),冻藏期间冰晶破坏肌肉细胞膜,金乌贼肌肉的肌纤维破坏程度较严重,导致汁液流失更多,水分含量下降速度更快。水分活度在水产品生产、运输和加工中具有重要意义22。由图 1 可知,2 种乌贼肌肉的水分活度分别 0.963(曼氏无针乌贼)和 0.983(金乌贼),直至冻藏 120d 后降至 0.904 和 0.912,从 60
24、d 起,2 种乌贼水分活度下降趋势均很显著(P0.05),可能由于水分活度下降和蛋白质变性有关。蛋白质变性取决于冰晶大小,冻藏后期大冰晶的形成可使蛋白质高度变性导致肌肉细胞脱水,细胞内的水分子迁移至细胞外后,细胞内的离子强度增加,蛋白失去保持水分的能力,因此释放出游离水23。2 种乌贼肌肉的水分活度下降趋势一致,但在冻藏过程中金乌贼的水分活度更高,可能由于金乌贼肌肉中的自由水流失过多,结合水流失较少24。2.22 种乌贼冻藏过程中的质构变化食品的质构性质决定消费者对食品的可接受程度。由图 2 可知,2 种乌贼肌肉的质构特性随着贮藏时间的延长发生了不同程度变化。总体来看,随着贮藏时间延长,2 种
25、乌贼肌肉的硬度呈下降趋势;胶粘性、咀嚼性呈先下降后回升的趋势。新鲜曼氏无针乌贼肌肉硬度低于金乌贼,冻藏 120d 后曼氏无针乌贼肌肉的硬度降低 57.50%(23.46g 降至 9.97g);金乌贼肌肉的硬度降低了 71.01%(37.26g 降至 10.80g),030609012077.578.078.579.079.580.080.581.081.582.082.5水分含量(%)曼氏无针乌贼金乌贼AaBaAaAabAbAbAbAbcAcAd贮藏时间(d)0.861.02水分活度0.880.900.920.940.960.981.00BaBaBaBbAbAaAaAaAbAc03060901
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