复合磷酸盐对鲣鱼腌制品质及安全性影响研究

张建友，王 珍，陈立帆，吕 飞，丁玉庭

(1.浙江工业大学 食品科学与工程学院，浙江 杭州 310014；2.国家远洋水产品加工技术研发分中心(杭州)，浙江 杭州 310014)

鲣鱼是一种暖水性洄游鱼类，其产量约占世界主要金枪鱼总产量的48%以上且价格低廉[1]。鲣鱼蛋白质质量分数高，脂肪质量分数低，鱼体内富含ω-3不饱和脂肪酸，尤以DHA和EPA质量分数居多，具有预防高胆固醇、心脑血管疾病等作用[2]。鲣鱼因其暗色肉多，肌纤维粗，常被用来加工成罐头食品，产品形式比较单一，复合磷酸盐具有调节pH、乳化、缓冲和螯合金属离子等功能[3]，可以提高肉制品的pH值和持水力，提高肉制品质地、风味和嫩度[4]，还可以在一定程度上减少腌制过程中微生物的腐败，经复合磷酸盐改良的鲣鱼红色肉可加工成各类休闲食品，开拓深加工渠道，提高鲣鱼应用价值。

王鹏等[5]研究了复合磷酸盐对猪肉乳化肠的保水性能，结果显示磷酸盐能够提高其保水性、改善肉品质量；高菲菲等[6]研究结果显示复合磷酸盐的添加能够提高牛肚的嫩化效果和保水性。高海燕等[7]通过比较木瓜蛋白酶和磷酸盐对鹅肉的持水力影响，粗略说明用复合磷酸盐处理的鹅肉持水力最大、嫩化效果好，而对磷酸盐的具体使用条件未作说明；刘学军等[8]通过响应面法分析出鸭胸肉保水率最高时焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的添加量，而具体添加量随腌制时间的关系及品质安全性仍需进一步研究。上述文献大多集中于研究复合磷酸盐与其它改良剂的协同作用，但限于前处理腌制，笔者的优化结果可直接添加到用料较多的酱制液中，便于后续的油炸、蒸煮、烘烤等工艺操作，覆盖面更广；同时，复合磷酸盐在鲣鱼腌制过程中的研究及对腌制后鱼肉的质量及安全问题报道比较少。笔者以鲣鱼为研究对象，分析复合磷酸盐添加量及腌制时间对鱼肉品质及安全性的影响，为风味鲣鱼制品加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲣鱼(Katsuwonuspelamis)，-18 ℃冷冻储藏。将鲣鱼置于4～10 ℃的冰箱中冷藏解冻12 h，去皮、去头、去骨、去内脏，竖切分成3～4 部分，取一部分洗净后切成每块肉长4.5 cm，宽1.5 cm，厚0.5 cm，重(10±2)g的小块，其余置于-18 ℃冰箱中冷冻备用；食盐，购于杭州潮王路华联超市；焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠，食品级，连云港德邦精细化工有限公司。

1.2 仪器与设备

UV759型紫外可见分光光度计，上海奥谱勒仪器有限公司；GR21GII高速冷冻离心机，日本日立公司；高速分散机，德国IKA；PHS-3C pH计，上海精密科学仪器有限公司；HR2860型飞利浦打浆机，德国飞利浦有限公司；K9840自动凯氏定氮仪，济南海能仪器股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 腌制液制备

将切好的鱼块称重、分组编号，分别置于调配的1%食盐和1%，2%，3%的复合磷酸盐(焦磷酸钠2.07%，三聚磷酸钠2.87%，六偏磷酸钠0.86%)等3 种腌制液中，料液比为1∶1.5，将其用保鲜膜密封于4 ℃冰箱，并作空白对照。在此过程中分别在0，15，30，45，60 min取样测定，每个取样点分别取3 块鱼肉和腌制液，用滤纸吸干鱼肉表面水分后，称重备用。

1.3.2 质量变化率的测定

将4 组腌制不同时间的鲣鱼块取出，用滤纸吸干表面水分，准确称重记为W2。每个时间段重复测定3 次，取平均值。质量变化率的计算式为

式中：W1为样品腌制前的初始质量，g；W2为样品腌制后的质量，g。

1.3.3 持水力的测定

参考叶丽红等[9]的方法并稍作修改。将腌制不同时间段的鲣鱼取出后用滤纸吸去表面水分，准确称取10 g左右的腌制鲣鱼肉，记为W1，放入离心管中，在4 ℃下以3 000 r/min转速离心10 min，取出称重记为W2。每个时间段重复测定3 次，取平均值。持水力计算式为

式中：W1为样品挤压前的质量，g；W2为样品挤压后的质量，g。

1.3.4 pH值的测定

参考国标GB 5009.23—2016《食品国家安全标准 食品中pH的测定》进行测定。

1.3.5 磷质量分数的测定

参考国标GB 5009.87—2016《食品国家安全标准 食品中磷的测定》进行测定。

1.3.6 肌红蛋白质量分数的测定

参考张玉斌等[10]的方法并稍作修改。即将腌制好的样品用打浆机搅碎，每样取2.00 g，加入20 mL冷却的磷酸钠缓冲液(0.04 mol/L，pH 6.8)，均质机均质20 s，静置60 min，在4 ℃离心15 min(10 000 r/min)，取上清液，用分光光度计于525，700 nm波长处测定吸光值。每组实验重复3 次，取平均值。肌红蛋白质量分数的计算式为

肌红蛋白质量分数=(A525-A700)×2.303×10

1.3.7 挥发性盐基氮质量分数的测定

参考国标GB 5009.228—2016《食品国家安全标准 食品中挥发性盐基氮的测定》进行测定。

1.3.8 数据处理与统计分析

采用Microsoft Excel 2010进行实验数据统计分析，运用SPSS 17.0对所测的数据进行差异显著性水平(P<0.05)，Origin 8.1软件用于作图分析。

2 结果与分析

2.1 复合磷酸盐添加量对鲣鱼质量变化率的影响

质量变化率表明了在腌制过程中自由水由复合磷酸盐溶液扩散至鲣鱼肌肉细胞的量的变化情况，与鱼肉蛋白保水力密切相关[11]。在水产品加工过程中，产品的出品率关系到产量高低，决定了经济效益的好坏，而提高鲣鱼片持水力能增加其出品率。由图1可知：在0～30 min的盐浸时间内，随着时间的增加，添加复合磷酸盐的3 组样品，质量变化率一直呈上升趋势，这与Barat等[12]得到的结论一致。具体而言，相较于对照组，添加复合磷酸盐的样品在15～30 min内增重明显，在30 min时分别达到4.49%，6.43%，5.89%，浸泡前后均存在显著性差异(P<0.05)，而在复合磷酸盐2%的添加量，腌制30 min时鱼肉具有最大的增重率，说明在1%添加量时鱼肉中磷酸盐质量分数较少，未充分使鱼肉蛋白吸水增重；3%添加量使浸泡液中磷酸盐质量分数过多，鱼肉中离子强度大使料液反渗透，鱼肉失去部分水分，从而使增重率低于2%磷酸盐添加量。15～30 min时的质量变化率增加较快，可能是因为随着浸泡时间的增加，复合磷酸盐溶液逐渐渗入鱼肉中，增加鱼肉的离子强度[13]，鱼体内pH值升高，蛋白质分子间由于静电斥力使蛋白结构产生更大空间，从而可以容纳更多的水分子导致质量增加，提高鱼肉蛋白保水性[14]；30～60 min内的质量变化率有所下降，可能是因为物质交换达到饱和状态后，鱼肉中的水分和磷酸盐质量分数增加，渗透压增大，导致部分肌浆蛋白及盐溶性的肌球蛋白溶出。

图1 复合磷酸盐添加量对鲣鱼质量变化率的影响

2.2 复合磷酸盐添加量对鲣鱼持水力的影响

持水力能反映鱼肉对水分的保持能力，持水力越高，鱼肉蛋白持水性越强，肉质越好[15]。由图2可知：4 组溶液中的鲣鱼肉持水力均呈先显著上升后缓慢下降趋势。具体而言，在0～30 min内，添加复合磷酸盐的试验组由74.48%分别增至81.37%，84.43%，83.82%，浸泡前后持水力存在极显著的差异(P<0.01)，此外，与其他组相比，2%复合磷酸盐添加量的样品在15～30 min范围内上升较为明显，且腌制30 min时，鱼肉的持水效果达到最佳，这是由于在2%添加量时磷酸盐渗入鱼肉中的量能使肌原纤维蛋白充分吸水膨胀，水溶性蛋白溶出量较3%添加量少，且3%添加量时在食盐和磷酸盐浸泡液作用下出现反渗透，水分和水溶性蛋白均减少，从而在30～60 min持水力下降，而1%添加量过少，持水力与对照组差异不大。腌制时间超过30 min，则导致鱼肉持水力下降。0～30 min各试验组持水力上升的原因分析：经过复合磷酸盐和食盐的复配处理，鱼肉中离子强度增大较快，螯合肌肉蛋白中钙、镁、磷等离子，解离肉中的肌球蛋白使其转化为溶胶状态，溶胶体与肌浆蛋白形成一种特殊的三维网状结构来提高鲣鱼持水性[16]；而30～60 min出现缓慢下降可能是因为随着腌制时间的增加，部分未与溶胶体结合的肌浆蛋白逐渐析出，致使部分肌原纤维等盐溶性蛋白溶解[17]，从而导致鱼肉蛋白持水力下降。王丽芳等[18]在研究猪肉保水性指出，以其优化的复合磷酸盐配比发现添加量在0.1%～0.2%时猪肉的含水量增幅最大，高于或低于0.2%都会有不利影响，综合考虑0.2%为最佳用量，本研究指出在2%复合磷酸盐添加量时鲣鱼持水力达到最高值84.43%，低于或高于2%添加量效果较差于其他组，与其研究结果相类似。

图2 复合磷酸盐添加量对鲣鱼持水力的影响

2.3 复合磷酸盐添加量对鲣鱼pH值的影响

pH值对研究鱼肉蛋白持水性、肌红蛋白质量分数及磷质量分数变化具有重要意义。由图3可知：添加复合磷酸盐的组均呈先上升后趋于平缓的趋势，且在腌制30 min后增势缓慢。具体而言，腌制30 min时，pH值由最初的5.44分别增至5.60，5.76，5.69，浸泡前后差异极显著(P<0.01)，pH值在2%复合磷酸盐添加量时最大，这是因为在2%添加量时鱼肉中磷酸盐和水分的质量分数较高，鱼肉蛋白持水性较其他组好，鱼肉中磷酸盐及水分的增加使鱼肉pH值增加。pH值上升原因分析：在0～30 min，随着持水力的增大，鱼肉中水分质量分数增加从而使其pH值增大；复合磷酸盐溶液呈弱碱性，使得偏酸性的鲣鱼肉经过复合磷酸盐浸泡pH值增大。Kin等[19]也证实复合磷酸盐的添加可以增大鲶鱼鱼片的pH值。此外，pH值的增大可以使鱼肉偏离等电点[20]，提高肉的保水性，改善嫩度。这也与鲣鱼质量变化率和持水力的增加相对应。基于腌制效果相似时选用腌制时间最短的条件，2%复合磷酸盐添加量腌制30 min时对鲣鱼偏酸性肉质具有较好改良效果。

图3 复合磷酸盐添加量对鲣鱼pH值的影响

2.4 复合磷酸盐添加量对鲣鱼磷质量分数的影响

图4 复合磷酸盐添加量对鲣鱼磷质量分数的影响

2.5 复合磷酸盐添加量对鲣鱼肌红蛋白质量分数的影响

肌红蛋白是一种水溶性金属蛋白，是评价鱼肉色泽变化和蛋白氧化变性的重要指标[24]。由图5可知：在0～15 min肌红蛋白因溶于水而下降较快，随着腌制时间增加下降速率降低，表明在腌制过程中磷酸盐的添加一定程度上抑制了肌红蛋白氧化，浸泡前后差异极显著(P<0.01)。崔文斌等[25]研究发现：高铁肌红蛋白氧化能促使肌原纤维蛋白发生不同程度的氧化，增加了蛋白的氧化程度，这进一步说明了在腌制30～60 min时鱼肉蛋白持水力和磷酸盐的下降与部分肌原纤维蛋白氧化有关。具体而言，在腌制30 min时2%和3%添加量试验组样品中肌红蛋白质量分数从3.07 mg/g分别降至2.76，2.72 mg/g，但15～30 min内2%添加量下降趋势较3%更平稳。我们推测：可能是因为0～15 min内，鱼体中被浸入的复合磷酸盐离子量较低，鱼体内肌红蛋白的初始作用力小，从而导致鱼体中部分肌红蛋白溶于浸泡液。15 min后下降幅度趋于平缓则可能是由于pH值增大偏离鱼肉蛋白等电点，蛋白活性增强，肌纤维结构得到保护，抑制了肌红蛋白的溶出及氧化[26]，保证了鱼肉的色泽鲜嫩度，这也与前文此时间段的持水性及pH值增速加快相对应，由此可得出添加2%复合磷酸盐腌制30 min时对抑制肌红蛋白氧化效果明显。

图5 复合磷酸盐添加量对鲣鱼肌红蛋白质量分数的影响

2.6 复合磷酸盐添加量对鲣鱼TVB-N值的影响

复合磷酸盐可以减少海产品在加工过程中因微生物分解蛋白质产生的胺类物质，减少肉体变色、变味[27]，有效解决海产品鲜味及营养成分流失问题。挥发性盐基氮(TVB-N)可以反映鱼体内蛋白质的变化，是判断肉制品新鲜程度的主要化学指标之一。由图6可知：不同复合磷酸盐添加量的样品均随腌制时间的延长呈现先上升后平稳的趋势，且添加复合磷酸盐的3 组样品中挥发性盐基氮的质量分数均低于对照组。具体而言，2%和3%复合磷酸盐添加量的鱼样在腌制30～60 min时抑菌效果差异显著(P<0.05)，且在此时间段TVB-N最小值0.928 μg/g出现在腌制30 min，为一级鲜度。分析其原因：腌制前期挥发性盐基氮的质量分数增加，这可能是因为鱼肉中的内源酶不断分解蛋白质产生蛋白质氮(游离氨基酸)，进一步分解为具有挥发性的氨以及胺类等碱性含氮物质。腌制30 min后，随着复合磷酸盐的渗透，抑制了鱼肉中微生物(细菌、霉菌等)的分解，从而使腌制30 min后的TVB-N有最小值且较为稳定，而3%添加量时的反渗透现象使部分蛋白、水分及磷酸盐流失，保鲜效果较2%添加量差。由此可知：复合磷酸盐能保持鱼肉鲜度，周强等[28]通过观察4 ℃下经复合磷酸盐处理10 d的草鱼，发现复合磷酸盐能抑制微生物腐败菌繁殖，抑制TVB-N值的上升和菌落总数的增加，有助于鱼肉保鲜。

图6 复合磷酸盐添加量对鲣鱼TVB-N值的影响

3 结 论

比较不同复合磷酸盐添加量(1%，2%，3%)在鲣鱼腌制过程中的改良作用，发现添加复合磷酸盐组的质量变化率、持水力、pH值、肌红蛋白质量分数和磷质量分数均高于对照组，挥发性盐基氮的质量分数均低于对照组。表明复合磷酸盐起到了保水、抑制蛋白氧化和保鲜作用，改善了鲣鱼品质，有利于鲣鱼各类休闲食品的开发，其中2%复合磷酸盐添加量对提高鲣鱼持水性及保持鱼肉鲜度效果较好。综合缩短前处理的腌制时间及节约成本的考虑，选择添加2%复合磷酸盐腌制30 min为较好腌制条件。