臭氧漂洗工艺对鲢鱼糜品质的影响

阮秋凤，蒋文馨，熊善柏，尹涛，胡杨，刘茹，刘友明，尤娟

华中农业大学食品科学技术学院/长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心/国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)，武汉 430070

鱼糜是我国传统水产制品，具有低脂肪、高蛋白、营养结构合理、安全健康等优点。鱼糜生产过程中的漂洗工艺，可以除去鱼肉中水溶性蛋白质、色素、脂肪和异味，提高鱼肉的弹性和白度，从而提高鱼糜制品的质量和保藏性能。传统鱼糜漂洗时，用大量的水漂洗可以降低鱼糜中肌红蛋白及水溶性蛋白含量，同时增加鱼糜中肌原纤维蛋白的相对含量[1]。然而，传统鱼糜漂洗工艺耗水大，生产1 t鱼糜耗水25～40 t[2]，而且大量的水漂洗后，在除去水溶性蛋白、脂肪等物质的同时也减少了肌原纤维蛋白的绝对含量，降低了鱼糜得率。因此，减少漂洗用水量对降低生产成本、保护环境有重要意义。

臭氧具有强氧化性，可以有效脱除鱼糜的腥味成分、改善鱼糜的色泽[3]，在获得相应鱼糜品质的同时可以减少漂洗次数和用水量，然而，臭氧在氧化蛋白质的同时也会氧化脂肪，使鱼糜具有哈喇味，导致鱼糜的食用品质劣化。

本研究选用自来水与臭氧水漂洗相结合的混合漂洗工艺，并通过分析传统漂洗、一次臭氧漂洗、自来水-臭氧水混合漂洗工艺3种漂洗方式对鲢鱼糜的蛋白特性(蛋白质含量、羰基含量)、凝胶特性(凝胶强度、压缩失水率、凝胶微观结构)、色度、不良气味，研究3种漂洗工艺对鲢鱼糜品质的影响，以期为优质水产品加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鲢(2.0～3.0 kg/条)，购于华中农业大学农贸市场。

Tris，美国 Sigma-Aldrich；氯化钠、钼酸铵、三氯乙酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸铜、酒石酸钾钠、钼酸钠、硫酸锂、乙二胺四乙酸(EDTA)、二硫二硝基苯甲酸(DTNB)，国药集团化学试剂有限公司；盐酸、硫酸，信阳市化学试剂厂。试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

GCQJ-1-3电解式高浓度臭氧气机，武汉威蒙环保科技有限公司；722N型分光光度计，上海舜宇恒平精密科学仪器有限公司； TA-XTPlus质构仪，Stable Micro Surrey，英国； FOX-4000型电子鼻，美国Alpha M.O.S公司；CR-400色差仪，日本柯尼卡-美能达公司；QUANTA250扫描电子显微镜，美国FEI公司；K850临界点干燥仪，美国EMITECH公司。

1.3 试验方法

1)鱼糜漂洗。参考Ding等[4]的方法漂洗鱼糜并略作修改。传统自来水漂洗：用自来水漂洗鱼糜3次；一次臭氧水漂洗：分别制备质量浓度为8、12、16 mg/L的臭氧水对鱼糜进行一次漂洗；混合漂洗：首先用自来水对鱼糜进行一次漂洗，再用相同体积但不同质量浓度(8、12、16 mg/L)的臭氧水进行二次漂洗。

2)羰基含量测定。参考Mesquita等[5]的方法进行前处理，以22 308 L/(mol·cm)消光系数计算蛋白质的羰基衍生物含量，单位为nmol/mg。

3)水溶性以及盐溶性蛋白的含量。参考Xiong等[6]的方法，分别用低盐和高盐缓冲液将鱼糜中的水溶性和盐溶性蛋白提取出来，并采用福林酚法测定其含量。

4)鱼糜凝胶制备。参照Ding等[4]的方法，调节鱼糜的含水量至80%，添加质量分数2.5% NaCl溶液，采用两段式加热法制备鱼糜凝胶。

5)凝胶压缩失水率测定。参照Ding等[4]的方法，用滤纸将3 mm厚的鱼糜凝胶薄片包裹，并对滤纸包施加3 kg的力并保持1 min，计算鱼糜凝胶的压缩失水率。

6)凝胶强度测定。参照贾丹[7]的方法，用TA-XTPlus 质构分析仪的穿刺模式测定凝胶强度。

7)鱼糜凝胶微观结构。将鱼糜凝胶切成3 mm×3 mm×1 mm的立方体，参照Yin等[8]的方法进行前处理，用临界点干燥仪干燥。干燥的样品喷金，然后用扫描电镜在加速电压为10 kV条件下观测。

8)鱼糜色度测定。参照Debusca等[9]的方法，将鱼糜样品置于1个透明的玻璃皿中，用色度计分别记录鱼糜的亮度值(L*)值、红度值(a*)和黄度值(b*)。

9)鱼糜腥味评价。参照付湘晋等[10]的方法，采用电子鼻进行检测分析。

1.4 数据统计与分析

试验重复3次，每次做3个平行。应用Origin 9.0软件和Excel作图。对采集的试验数据采用SAS 8.0 统计分析软件进行相关性分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同臭氧漂洗方式下鱼糜蛋白羰基含量、水溶性及盐溶性蛋白含量的变化

臭氧漂洗方式对鱼糜蛋白羰基含量的影响如表1所示。经过一次臭氧漂洗、混合漂洗的鱼糜均呈现羰基含量增加的趋势，羰基含量显著高于传统漂洗鱼糜(P<0.05)。在相同的臭氧浓度下，一次臭氧漂洗的羰基含量显著高于混合漂洗，直至臭氧质量达到16 mg/L时，二者差别不明显。而混合漂洗可以减少脂肪与金属离子的含量，显著降低蛋白质的氧化程度。在一次臭氧漂洗中，羰基含量随着臭氧浓度增加而增加，至臭氧质量浓度达到12 mg/L时趋于稳定；而在混合漂洗中，羰基含量随着臭氧浓度增加而持续增加。

对比不同漂洗方式的水溶性蛋白含量(表1)，在0 mg/L漂洗时，随着漂洗次数的增加，水溶性蛋白含量显著下降(P<0.05)；一次臭氧漂洗中，随着臭氧浓度的增加，水溶性蛋白含量逐渐升高；混合漂洗中，随着臭氧浓度的增加，水溶性蛋白含量无显著变化。

对比不同漂洗方式的盐溶性蛋白含量，在0 mg/L漂洗时，随着漂洗次数的增加，盐溶性蛋白含量逐渐增加；一次臭氧漂洗中，随着臭氧浓度的增加，盐溶性蛋白含量没有显著变化；混合漂洗中，随着臭氧浓度的增加，盐溶性蛋白含量显著升高，但是当臭氧质量浓度升高到16 mg/L，盐溶性蛋白含量开始降低。

根据表1，对比自来水一次漂洗，在一次臭氧漂洗中，水溶性蛋白含量显著增大，说明臭氧漂洗会残留更多的水溶性蛋白；而在混合漂洗中，增加臭氧浓度，水溶性蛋白残留量无明显变化。这可能是因为在混合漂洗中，大部分的水溶性蛋白在第一次自来水漂洗中洗脱，再经过臭氧漂洗则对水溶性蛋白影响不大。对比0 mg/L一次漂洗，在一次臭氧漂洗中，盐溶性蛋白含量轻微增加但不显著(P>0.05)；而在混合漂洗中，增加臭氧浓度后，盐溶性蛋白含量显著升高(P<0.05)，甚至高于传统三次漂洗。结果表明漂洗过程中臭氧可以促进盐溶性蛋白溶出。

2.2 不同臭氧漂洗方式下鱼糜凝胶强度及压缩失水率的变化

根据表2，从凹陷深度上看，不同漂洗方式之间无显著变化(P>0.05)。从破断力以及凝胶强度上看，在0 mg/L漂洗时，增加漂洗次数可以显著提高破断力及凝胶强度；在一次臭氧水漂洗中，增加臭氧浓度，破断力与凝胶强度持续增强；在混合漂洗中，增加臭氧浓度，破断力与凝胶强度先增强后减弱，在8 mg/L处具有最大值。并且在较低的臭氧浓度时，混合漂洗的凝胶强度要高于一次臭氧漂洗，继续升高臭氧浓度，2种漂洗方式之间无显著差异(P>0.05)。

由表2可见，在0 mg/L漂洗时，增加漂洗次数可以显著降低凝胶的压缩失水率(P<0.05)。而在一次臭氧漂洗及混合漂洗中，随着臭氧浓度的升高，压缩失水率逐渐降低。此外，在相同臭氧浓度下，混合漂洗的压缩失水率要低于一次臭氧漂洗，这种差异在臭氧浓度升高到12 mg/L和16 mg/L时消失。压缩失水率可以反映凝胶持水性。结果表明提高臭氧浓度或增加漂洗次数都可以提高鱼糜凝胶的持水性，且臭氧漂洗的持水性高于传统三次漂洗。

表1 臭氧漂洗方式对鱼糜蛋白羰基、水溶性及盐溶性蛋白含量的影响 Table 1 Effect of ozone washing mode on carbonyl,water - and salt - soluble protein content of surimi

表2 臭氧漂洗方式对鱼糜破断力、凹陷深度、凝胶强度及压缩失水率的影响 Table 2 Effect of ozone washing mode on breaking force,deformation,gel strength and compression loss rate of surimi

2.3 不同臭氧漂洗方式下鱼糜凝胶微观结构的变化

不同漂洗方式的鱼糜凝胶微观结构如图1所示。在0 mg/L漂洗时，可以观察到凝胶的网络结构随着漂洗次数的增加而更加致密，对比二次漂洗与一次漂洗的效果尤其明显。增加漂洗次数可以提高肌原纤维蛋白的相对含量，加热过程中更多的交联形成更为致密的网络结构。在一次臭氧漂洗中，可以看到在凝胶网络中夹杂着块状结构，而且这种块状结构随着臭氧浓度的升高而增多。推测这种块状结构为蛋白质氧化聚集，氧化可以改变蛋白质结构，增强蛋白质的疏水相互作用。在混合漂洗中，经过8 mg/L臭氧的漂洗后，获得的凝胶微观结构较好，随着臭氧浓度升高，凝胶网络结构中也出现了块状聚集。在相同的臭氧浓度下，混合漂洗中的块状聚集少于一次臭氧漂洗，具有更致密的网络结构，这说明混合漂洗可以降低蛋白质的氧化程度。在臭氧质量浓度为8 mg/L时获得的凝胶微观结构接近于传统三次自来水漂洗，这说明臭氧质量浓度为8 mg/L的混合漂洗可以达到传统三次漂洗的效果，同时可以减少1/3的漂洗用水量。

A-1、A-2、A-3分别为漂洗1、2、3次的鱼糜凝胶；B-1、B-2、B-3分别为8、12、16 mg/L臭氧水漂洗一次的鱼糜凝胶；C-1、C-2、C-3分别为8、12、16 mg/L臭氧水混合漂洗的鱼糜凝胶。A-1，A-2，A-3 were surimi gel rinsed 1,2,and 3 times respectively; B-1,B-2,B-3 were surimi gels rinsed with ozone water concentrations of 8,12,16 mg/L,respectively; C-1,C-2,C-3 were surimi gels by mixed rinsing with ozone concentrations of 8,12,16 mg/L,respectively.

2.4 不同臭氧漂洗方式下鱼糜色度的变化

不同漂洗方式下鱼糜的亮度(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*)及白度如表3所示。a*为正值代表偏红，a*为负值代表偏绿；b*为正值代表偏黄，b*为负值代表偏蓝。在0 mg/L漂洗时，增加漂洗次数可以改善鱼糜的色泽，漂洗次数从1次提高至3次使得鱼糜的白度从64.07±1.39 升高到 68.27±1.03。而在一次臭氧漂洗和混合漂洗中，增加臭氧浓度，鱼糜的亮度与白度无显著变化(P>0.05)，但红度显著降低(P<0.05)。此外，混合漂洗的亮度与白度显著高于一次臭氧漂洗(P<0.05)。肌红蛋白含量严重影响着鱼糜的品质，尤其是鱼糜的色度。增加漂洗次数和采用臭氧漂洗，导致肌红蛋白被清除或肌红蛋白结构被破坏，从而改善鱼糜色泽。

表3 臭氧漂洗方式对鱼糜色度的影响 Table 3 Effect of ozone washing mode on color of surimi

2.5 不同臭氧漂洗方式下鱼糜腥味的变化

不同漂洗方式下鱼糜土腥味的探头信号如表4所示。传统漂洗中，增加漂洗次数对土腥味无显著影响(P>0.05)；在一次臭氧漂洗及混合漂洗中，提高臭氧浓度可以降低土腥味，但是当臭氧质量浓度升高到16 mg/L时，土腥味减弱不明显。

不同漂洗方式鱼糜哈喇味探头信号如图2所示。在与哈喇味有关的探头中，T30/1、 T70/2和T40/2信号值与哈喇味呈正相关性。与传统漂洗相比，一次臭氧漂洗及混合漂洗的鱼糜哈喇味显著升高(P<0.05)。当提高臭氧浓度时，一次臭氧漂洗在12 mg/L及16 mg/L时哈喇味显著升高(P<0.05)，而在混合漂洗中，直到16 mg/L时才出现显著变化。值得注意的是，在相同的臭氧浓度下，混合漂洗鱼糜的哈喇味低于一次臭氧漂洗的鱼糜。

表4 臭氧漂洗方式对鲢鱼糜土腥味的影响 Table 4 Effect of ozone washing mode on earthy-muddy odor of surimi

A：一次臭氧漂洗 Once-ozone rinsing； B：混合漂洗 Mixed rinsing.

以上试验结果表明，仅仅增加漂洗次数对脱除鱼糜的土腥味无明显作用，而臭氧漂洗可以有效降低土腥味。结果可见，哈喇味的信号值与臭氧浓度及蛋白质羰基含量呈正相关。混合漂洗的哈喇味信号低于一次臭氧漂洗，说明在臭氧水漂洗之前进行一次自来水漂洗可以有效消除脂肪氧化对鱼糜风味的影响。

3 讨 论

蛋白质氧化产生的羰基衍生物具有稳定、易于检测等特点，食品的蛋白质羰基含量被广泛认为可反映食品氧化程度[11]。在0 mg/L臭氧漂洗中，羰基含量随着漂洗次数的增加而显著降低(P<0.05)，变化趋势与Sylvie等[12]研究结果一致。Sylvie等[12]的研究表明增加漂洗次数会对蛋白质有氧化作用，鱼肉中含有脂肪、金属离子及肌红蛋白，金属离子易促进臭氧降解、脂肪氧化，使得鱼肉蛋白质更容易被氧化，但是增加漂洗次数同时会将蛋白质氧化产物洗脱，这可能是多次自来水漂洗后蛋白羰基含量下降的原因。在用臭氧水漂洗时，臭氧浓度与蛋白质羰基含量呈正相关，表明臭氧能够显著氧化肌原纤维蛋白。

漂洗工艺对鱼糜的蛋白质组成有很大影响，很多研究表明一定范围内增加漂洗次数可以洗去水溶性蛋白，提高盐溶性蛋白含量。在一定范围内增加漂洗次数可以提高肌原纤维蛋白的浓度，在加热过程中发生相互交联的概率更大，凝胶强度更大[13]。在一次臭氧漂洗中，逐渐增加的氧化程度促进蛋白质展开、通过二硫键以及疏水相互作用形成的蛋白质聚集都可以增强鱼糜凝胶强度[14-15]。混合漂洗的凝胶强度在较低的臭氧浓度下高于一次臭氧漂洗，这可能是由于自来水漂洗与臭氧漂洗结合，既提高了肌原纤维蛋白的浓度，又形成了更多的蛋白质聚集。水溶性蛋白质中含有组织蛋白酶B和组织蛋白酶L，这些蛋白酶在加热过程中促进凝胶劣化，但这些酶对氧化十分敏感，一次臭氧漂洗破坏了这些酶的结构，消除了酶的活性。这些没有活性的水溶性蛋白残留在鱼糜中从而增加了鱼糜的蛋白质含量。此外，Jafarpour等[15]报道，将漂洗液中回收的肌浆蛋白回添至鱼糜中可以增加鱼糜的凝胶强度。因此，采用一定浓度的臭氧漂洗可以减少漂洗次数，减少蛋白质损失，提高鱼糜凝胶强度。

有研究报道水产品中的胺类、土腥素、2-甲基异茨醇(腥味)及美拉德反应产物中的吡嗪类等物质能被臭氧氧化分解，生成无异味的产物，并保护水产品自身的鲜味[16]。王国超[17]报道，在0 ℃时，3 mg/L 的臭氧水处理罗非鱼20 min后，土腥素和2-甲基异莰醇含量分别降低了39.1%和30.4%。薛勇[18]使用3.0～7.5 mg/L的臭氧水漂洗鳙鱼肉和臭氧气体漂浮处理鱼肉，鱼肉中土腥素分别脱除42.1%～54.5%和42.8%～77.0%。杜国伟[19]采用臭氧气体漂浮法处理鱼糜，对其制品中的挥发性成分进行检测，发现经臭氧处理后鱼糜制品中的各种鱼腥味物质含量明显减少，且无其他挥发性成分产生。研究结果均显示臭氧水脱除鱼腥味物质是一种可行有效的方法。

综上所述，传统漂洗、一次臭氧漂洗及混合漂洗的漂洗效果都与漂洗次数呈正相关。相对于混合漂洗，一次臭氧漂洗鱼糜蛋白的羰基含量较高，产生较重的哈喇味，白度较低。试验结果显示采用臭氧质量浓度为8 mg/L的混合漂洗鲢鱼糜，鱼糜品质较好，同时漂洗用水量减少1/3，应用于鱼糜漂洗可以达到节水效果。本研究表明，适当浓度的臭氧水混合漂洗可以降低脂肪、蛋白质氧化程度，能有效改善鲢鱼糜品质。但其作用机制、风味物质的变化以及风味物质形成机制还有待进一步研究。