半干咸魚不同脫鹽方式的研究

陳慧芝， 張 慜*， 王擁軍， 徐豐民

（1.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.浙江嚴(yán)州府食品有限公司，浙江 杭州310014）

我國魚類資源非常豐富，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量占全世界的2/3，居世界首位。但是我國水產(chǎn)品加工率還不到發(fā)達(dá)國家的一半，淡水魚的加工率更是不足10%[1]。水產(chǎn)品是蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、無機(jī)鹽和維生素等的良好來源，蛋白質(zhì)含量尤其豐富。然而新鮮淡水魚極易腐敗變質(zhì)不易儲(chǔ)存，干制是保存魚的一種傳統(tǒng)方法，淡水魚一般采用腌制與干制相結(jié)合，在降低水分含量的同時(shí)也增加了滲透壓從而延長了保質(zhì)期。半干咸魚含鹽量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)多在11%以下）較傳統(tǒng)咸魚干（質(zhì)量分?jǐn)?shù)多在15%~25%）要低，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%左右[2]。對于體積較大的淡水魚可加工成半干咸魚制品達(dá)到暫時(shí)延長保質(zhì)期的目的，作為進(jìn)一步深加工的原料。

草魚屬鯉形目鯉科雅羅魚亞科草魚屬，是四大家魚之一。草魚肉組織柔嫩、味道鮮美、營養(yǎng)豐富，草魚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及可食部分的化學(xué)成分大致為：水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)74.4%，粗蛋白質(zhì)19.5%，粗脂肪2.1%，礦物質(zhì)1.9%，Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)460 mg/kg，F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5 mg/kg[3]。萬娟等研究了草魚咸干的脫鹽工藝和加工工藝，比較了靜水脫鹽和真空滲透脫鹽過程中電導(dǎo)率、可溶蛋白質(zhì)的變化[4]。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，半干草魚咸干的脫鹽時(shí)間太長，尤其是在天氣炎熱的夏季，魚干容易在脫鹽過程中變質(zhì)，進(jìn)而影響后續(xù)生產(chǎn)。作者旨在尋找快速有效的脫鹽方法，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

市售半干草魚咸干：購于無錫天鵬食品城。初始鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.67%，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.42%。

硝酸銀，鉻酸鉀，考馬斯亮蘭G250，磷酸，無水乙醇：均為分析純。海藻糖，山梨糖醇：均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

PB203-N電子天平：上海天平儀器廠產(chǎn)品；DDS-11AT數(shù)字電導(dǎo)儀：上海蕾磁新涇儀器有限公司產(chǎn)品；DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水槽：上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；循環(huán)水式多用真空泵SHB-IIIA：上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；UV2006型紫外分光光度計(jì)：上海天美科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；CHROMA METER CR-400色差計(jì)：柯尼卡美能達(dá)（中國）投資有限公司產(chǎn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將半干咸魚按要求進(jìn)行三去 （去頭、內(nèi)臟、魚鱗），切塊修邊至2.5 cm×4.0 cm，按照不同的脫鹽方法進(jìn)行脫鹽。對草魚干進(jìn)行脫鹽實(shí)驗(yàn)表明，在30℃、水料體積質(zhì)量比為10 mL/g時(shí)脫鹽180 min達(dá)到平衡，脫鹽時(shí)間較短，魚體質(zhì)構(gòu)保全較好，勿需中途換水，脫鹽結(jié)束魚干可直接用于加工，無需再添加鹽[4]。將實(shí)驗(yàn)的水料體積質(zhì)量比定為10 mL/g，按照不同的脫鹽方法進(jìn)行脫鹽。

1.3.1 清水浸泡 將修邊后的魚塊放入容器內(nèi)，內(nèi)裝蒸餾水，使料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL，浸泡6 h，每隔1 h測定魚塊的含鹽量，浸泡液的電導(dǎo)率，可溶性蛋白含量和色差。

1.3.2 添加脫鹽劑浸泡 在料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL的浸泡液中添加一定濃度的水分保持劑作為滲透調(diào)節(jié)劑，浸泡2 h，選擇出能增加食鹽的外滲量的脫鹽劑。在料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL的浸泡液中添加不同質(zhì)量濃度的脫鹽劑，選擇合適濃度。在合適濃度下，使料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL，浸泡6 h，每隔1 h測定浸泡液的電導(dǎo)率，可溶性蛋白含量和色差。

1.3.3 扎孔處理 在不影響魚塊品質(zhì)的前提下，用小細(xì)針對魚塊進(jìn)行扎孔處理，正反面扎3×4個(gè)孔。放入清水中使料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL，浸泡6 h，每隔1 h測定魚塊的含鹽量，浸泡液的電導(dǎo)率，可溶性蛋白質(zhì)含量和色差。

1.3.4 振蕩處理 將修邊后的魚塊放入電熱恒溫振蕩水槽，料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL，頻率為60 Hz（每1秒左右振蕩1次），共6 h，每隔1 h測定魚塊的含鹽量，浸泡液的電導(dǎo)率，可溶性蛋白質(zhì)含量和色差。

1.3.5 真空反滲透處理 將修邊后的魚塊放入裝有蒸餾水的抽濾瓶中，料液質(zhì)量體積比為1 g∶10 mL，將抽濾瓶的漏斗換成橡膠塞，使用循環(huán)水式多用真空泵，接通后抽真空，進(jìn)行真空反滲透，工作壓力為-0.09 MPa，作用6 h，每隔1 h測定魚塊的含鹽量，浸泡液的電導(dǎo)率，可溶性蛋白質(zhì)含量和色差。

1.4 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測定方法

鹽含量的測定：SC/T3011-2001中炭化浸出法；電導(dǎo)率的測定：電導(dǎo)儀；色差的測定：色差計(jì)；可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度：采用考馬斯亮藍(lán)G250比色法。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫鹽劑的選擇

2.1.1 脫鹽劑種類的選擇 魚的脫鹽速率與肌肉區(qū)域、樣品大小、有無魚皮、水料體積質(zhì)量比、溫度、攪拌速度、真空度等因素有關(guān)[5]。在實(shí)際生產(chǎn)中，多采用靜水脫鹽的方法，即將魚和水按一定比例浸泡脫鹽，該方法利用水與魚組織細(xì)胞內(nèi)鹽離子的濃度差，使魚中的鹽離子部分溶出。但通過調(diào)節(jié)水料比、脫鹽溫度、樣品大小等手段僅靠這一方法，效果可能還夠理想。作者旨在尋找合適的脫鹽劑，能加快食鹽的外滲量。

Brennan等研究了海藻糖用作鱈魚和低值魚類滲透脫水調(diào)節(jié)劑，考察了海藻糖的濃度、浸漬時(shí)間、凍融程度等對滲透的影響[6]。章銀良研究表明在鹽漬溶液中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%海藻糖就可以明顯增加食鹽內(nèi)滲量，添加海藻糖可以加速食鹽的擴(kuò)散和水分的脫去[7]。海藻糖作為一種安全的多功能新型食品添加劑可以不限量地應(yīng)用于食品領(lǐng)域，由于具有良好的抗凍保濕作用及對抑制脂肪酸敗有很好的效果等功能，可以應(yīng)用在畜禽肉水產(chǎn)加工品中[8]。山梨糖醇作為多羥基物質(zhì)，能夠有效的結(jié)合一些游離水，使其作為自身的水分，這樣既可以保持水分，又不至于提高產(chǎn)品的水分活度，對產(chǎn)品的品質(zhì)和保藏具有一定的改善作用[9]。有國外學(xué)者研究山梨糖醇在魷魚生產(chǎn)的干燥過程的作用[10]。

選擇海藻糖、山梨糖醇劑幾種常用的持水劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的量添加到水中。如圖1，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的海藻糖和山梨糖醇的魚塊在浸泡2 h后，其含鹽量分別為3.52%和3.15%，清水浸泡的魚塊含鹽量為3.73%，均比清水浸泡的魚塊低；而添加其他3種一般持水劑，一水檸檬酸、丙三醇和多聚磷酸鈉的魚塊含鹽量比清水浸泡的魚塊高。結(jié)果表明，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的海藻糖和山梨糖醇均有利于脫鹽，且山梨糖醇的脫鹽作用較為顯著。

圖1 不同持水劑對魚塊鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.1 Effect of different water binding agents on salt content of fish

2.1.2 脫鹽劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的選擇 由圖1結(jié)果可得，質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的海藻糖和山梨糖醇在一定程度上利于脫鹽，起到滲透壓調(diào)節(jié)的作用。兩者作為持水劑對脫鹽的作用應(yīng)該是雙重的，在一定濃度范圍內(nèi)有利于鹽離子從魚塊組織細(xì)胞內(nèi)向浸泡液中滲透，另一方面也有利于鹽離子從浸泡液中向魚塊組織細(xì)胞中滲透。但兩者作為脫鹽劑，利于脫鹽的機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。為此選擇合適的脫鹽劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)尤為重要。

1）山梨糖醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的選擇 山梨糖醇作為加工助劑在魚的脫鹽工藝中使用，考慮到殘留量的問題，根據(jù)圖1的結(jié)果選擇有脫鹽效果的量的上下范圍內(nèi)的濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到圖2反映的是添加不同比例山梨糖醇的清水2 h脫鹽后魚塊的含鹽量。從圖2可以看出，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%和2.0%的添加量均有利于脫鹽，且質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%的添加量脫鹽效果最好，結(jié)果表明山梨糖醇的較適合添加量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%。

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)山梨糖醇對魚塊鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.2 Effect of different concentrations of sorbitol on salt content of fish

2）海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的選擇 海藻糖作為一種安全的多功能新型食品添加劑可以不限量地應(yīng)用于食品領(lǐng)域，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%海藻糖的脫鹽效果較山梨糖醇稍差一點(diǎn)，考慮到脫鹽效果及成本，選擇了5個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如圖3。圖中表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%和2.0%的海藻糖均有利于脫鹽，且質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的脫鹽效果較好。

綜上所述，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)和高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的山梨糖醇和海藻糖不利于脫鹽，這可能是由于在較低濃度下，兩者表現(xiàn)為持水劑的作用更強(qiáng)，魚塊本身持水能力變強(qiáng)，使得魚塊組織細(xì)胞內(nèi)的滲透壓下降，減小了魚塊組織細(xì)胞與浸泡液間的濃度差，不利于脫鹽；而在高濃度條件下，兩者在水中的含量較高，使得浸泡液的滲透壓增大較多，這也減小了魚塊組織細(xì)胞與浸泡液間的濃度差，不利于脫鹽。而在合適濃度下，可能是因?yàn)閮烧邷p小魚塊組織細(xì)胞與浸泡液間的濃度差的作用小于增大鹽離子滲透的作用，從而表現(xiàn)出利于脫鹽的作用。

圖3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)海藻糖對魚塊鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.3 Effect of different concentrations of trehalose on salt content of fish

2.2 不同處理方式對魚塊鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

除添加脫鹽劑之外，還可以通過物理的手段如真空反滲透、超聲波處理等來提高脫鹽速率，超聲波是一種頻率高于20 kHz并且不引起聽覺的彈性波?，F(xiàn)普遍認(rèn)為其空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)是超聲技術(shù)的三大理論依據(jù)，其中空化效應(yīng)最為重要。這3種效應(yīng)均有利于提高脫鹽速率，且熱效應(yīng)不能忽略，在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，較低的功率（400 W）、很低的超聲波處理頻率（間隙時(shí)間90 s，工作時(shí)間5 s）的條件下超聲波處理1 h，浸泡液溫度達(dá)到40℃以上。由于實(shí)驗(yàn)材料較為特殊，且實(shí)際生產(chǎn)中不希望魚塊在脫鹽過程中品質(zhì)有較大的影響，魚塊的脫鹽溫度最好在30℃以下，故沒有選擇超聲波對其進(jìn)行深入的研究。扎孔處理是一種較為原始的處理方法，在制作食物中，多作為入味處理以增加調(diào)味料的內(nèi)滲量。在脫鹽工藝中可以作為增加魚塊組織內(nèi)物質(zhì)與浸泡液的交換，有利于鹽離子從魚塊組織中向浸泡液中轉(zhuǎn)移。振蕩處理也是一種常見的處理方法，通過振蕩的機(jī)械效應(yīng)，增加了魚塊和浸泡液的接觸，并使得浸泡液中鹽離子濃度迅速達(dá)到平衡，降低了魚塊組織與浸泡液間濃度差減小的速度，從而起到了一定的脫鹽效果。真空反滲透是真空滲透的逆過程，利用一定的壓強(qiáng)差，在同一滲透方向不斷地抽真空，加大離子滲透動(dòng)力，使魚塊組織細(xì)胞內(nèi)的鹽離子不斷向低濃度溶液滲透，從而達(dá)到魚塊脫鹽的作用[11]。

故選擇了扎孔處理、振蕩處理、真空反滲透3種方法進(jìn)行魚塊的脫鹽，結(jié)果如圖4所示。魚的脫鹽速率影響因素很低，如肌肉區(qū)域、組織形態(tài)，在實(shí)驗(yàn)中不能完全克服此類誤差，故所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果又少許波動(dòng)，但從圖4的總體趨勢上看，扎孔處理、振蕩處理和真空反滲透均有利于脫鹽，振蕩處理和真空反滲透脫鹽結(jié)果明顯好于扎孔處理，在2 h內(nèi)真空反滲透脫鹽效果最好，2小時(shí)后振蕩處理效果好于真空反滲透。使魚塊含鹽量降至質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的不同脫鹽方式的脫鹽時(shí)間：真空反滲透<振蕩處理<扎孔處理<清水浸泡。

圖4 不同處理方式對魚塊鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.4 Effect of different desalting treatments on salt content of fish

2.3 不同處理方式對浸泡液電導(dǎo)率的影響

用固體NaCl（AR級(jí)）與蒸餾水配成不同濃度的NaCl溶液，并測定溶液的電導(dǎo)率，得到溶液中NaCl的含量與電導(dǎo)率的關(guān)系曲線為y=1 029.3x+9.328 6，如圖5。該曲線的R2=0.994 4。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般采用溶液的電導(dǎo)率監(jiān)測脫鹽過程，通過測定溶液的電導(dǎo)率，可間接反映魚塊的含鹽量。

圖6反映的是不同處理方式對浸泡液電導(dǎo)率的影響，結(jié)果表明，添加脫鹽劑、扎孔處理、振蕩處理和真空反滲透處理均使得浸泡液中的電導(dǎo)率比清水浸泡的高。但是真空反滲透處理組的浸泡液電導(dǎo)率幾乎與清水浸泡組的無顯著性差異。這是由于溶液的電導(dǎo)率與溶液的溫度有關(guān)，經(jīng)過真空反滲透的浸泡液溫度在20~25℃之間，比清水浸泡的溫度要低，所以其電導(dǎo)率值比其他處理組的低。從圖6可知，雖然電導(dǎo)率是一種快速便捷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測指標(biāo)，但其影響因素較多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度不高，只能作為參考指標(biāo)之一，不能作為唯一的監(jiān)測指標(biāo)。

圖5 溶液中NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)與電導(dǎo)率關(guān)系曲線Fig.5 Relationship between NaCl concentration and conductivity of solution

圖6 不同處理方式對浸泡液電導(dǎo)率的影響Fig.6 Effect of different desalting treatments on electrical conductivity of soak liquid

2.4 不同處理方式對浸泡液中可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

在脫鹽過程中由于食鹽的外滲和溶解作用，魚塊組織中的鹽離子濃度不斷減少，魚肉中的水溶性和鹽溶性蛋白等物質(zhì)逐漸滲出到浸泡液中，不僅造成魚塊的營養(yǎng)損失，還有利于微生物的生長。采用考馬斯亮藍(lán)G-250染料染色法對浸泡液中蛋白質(zhì)進(jìn)行測定，在595 nm波長處測定溶液的吸光度，標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)在10~80 g/mL之間呈現(xiàn)良好的正相關(guān)線性關(guān)系。該法簡便快速、靈敏度較高、重現(xiàn)性較好。選擇可溶性蛋白質(zhì)含量作為評(píng)價(jià)脫鹽方法對魚塊品質(zhì)影響的一個(gè)間接指標(biāo)。

結(jié)果如圖7所示，除添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%海藻糖組外，其余各組浸泡液中的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均比清水浸泡的要高，且真空反滲透組最明顯，這表明長時(shí)間真空反滲透使魚塊中蛋白質(zhì)流失嚴(yán)重，在進(jìn)行真空反滲透處理時(shí)，為控制營養(yǎng)物質(zhì)損失，時(shí)間應(yīng)在2 h內(nèi)。若選取相同含鹽量，如3%左右時(shí)進(jìn)行比較，即清水處理4.25 h，真空反滲透1 h，振蕩處理1.5 h，扎孔處理3.2 h時(shí)的吸光值分別約為：0.88，0.53，0.33，0.79， 則這些處理方法的吸光度均比清水浸泡要低，這說明在達(dá)到相同含鹽量時(shí)的不同脫鹽方式的可溶性蛋白流失均比清水浸泡要低，即這些脫鹽方式不僅有利于提高脫鹽速率，且因脫鹽速度加快有利于營養(yǎng)物質(zhì)的保持，減少了魚塊營養(yǎng)物質(zhì)在脫鹽過程中的損失。值得注意的是，添加1.5%海藻糖組的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均比清水浸泡的要稍低一點(diǎn)，這與海藻糖的性質(zhì)密不可分。

圖7 不同處理方式對浸泡液中可溶性蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.7 Effect of different desalting treatments on soluble protein content of soak liquid

2.5 不同處理方式對浸泡液色差的影響

隨著脫鹽的進(jìn)行，魚塊中組織中的出可溶性蛋白及其他物質(zhì)也會(huì)逐漸滲出到浸泡液中，這表現(xiàn)為浸泡液越來越混著，透明度越來越低，浸泡液有最初的無色到白色再到淺黃色。色差計(jì)顯示的數(shù)值（L，a，b），L 值表示亮度，L 值越大亮度越高；a 值表示物質(zhì)的紅度，a值越大越偏向紅色；b值表示物質(zhì)的黃度，b值越大越偏向黃色。選擇b值來反映浸泡液的外觀狀態(tài)，間接反映魚塊的總營養(yǎng)損失狀況。

圖8為每個(gè)實(shí)驗(yàn)組脫鹽6 h取樣的b值平均值，從圖8中可以看到出添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%海藻糖的b值比清水浸泡的低，其余處理組都比清水浸泡高。 結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%海藻糖的添加減少了魚塊浸泡過程中營養(yǎng)物質(zhì)的損失；真空反滲透的b值平均值最大這與圖7中吸光值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；而由于扎孔處理人為破壞了魚塊的組織結(jié)構(gòu)，該處理組魚塊總營養(yǎng)損失也較為嚴(yán)重。

圖8 不同處理方式對浸泡液色差的影響Fig.8 Effectofdifferentdesalting treatments on chromatic aberration of soak liquid

3 結(jié) 語

1）使魚塊含鹽量降至質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的不同脫鹽方式的脫鹽時(shí)間：真空反滲透<振蕩處理<扎孔處理<清水浸泡，以上3種脫鹽方式的時(shí)間均比清水浸泡時(shí)間短。

2）質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%海藻糖處理組的魚塊可溶性蛋白及總營養(yǎng)物質(zhì)損失較少，海藻糖有利于魚塊的營養(yǎng)物質(zhì)保持，脫鹽后的魚塊品質(zhì)保持較好。山梨糖醇的脫鹽效果雖然較好，但對魚塊營養(yǎng)成分的保持能力不及海藻糖，且使用范圍沒有海藻糖廣泛，故海藻糖更適合運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

3）扎孔處理對魚塊整體的組織結(jié)構(gòu)影響較大，魚塊固形物損失較為嚴(yán)重，但在達(dá)到相同含鹽量時(shí)的可溶性蛋白質(zhì)流失比清水浸泡要低。

4）振蕩處理的可溶性蛋白含量及色差值都居中，脫鹽速度也較快，綜合脫鹽速率和營養(yǎng)物質(zhì)的損失，振蕩處理是一種脫鹽的有效手段，在工業(yè)化生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用前景。

5）真空反滲透在2 h內(nèi)是有效的脫鹽方法，但超過2 h后可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)損失嚴(yán)重，且在真空反滲透過程中存在溫度降低的現(xiàn)象，若結(jié)合保溫設(shè)備如真空微波，則真空反滲透是快速脫鹽的有效手段之一。

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