鮐魚低溫凍藏過程中脂肪氧化特性

王鈺 倪繼龍 李敏杰 張思宇 董凱璇 沈春蕾 張賓 水珊珊

摘 要：鮐魚組氨酸含量較高，在低溫貯藏中品質易發(fā)生劣變，影響其食用安全性。以-18 ℃凍藏的鮐魚為研究對象，在貯藏0、10、20、40、60、80、100 d后分別取樣，測定鮐魚風味、過氧化值、酸價、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值和脂肪酸成分的變化，研究低溫凍藏過程中鮐魚脂肪氧化規(guī)律。結果表明：凍藏初期，鮐魚中風味物質以氮氧化合物為主，隨著凍藏時間的逐漸延長，各揮發(fā)性風味物質響應強度逐漸增強;鮐魚的酸價和過氧化值呈現先上升后下降再上升的趨勢;鮐魚的TBARs值呈現明顯的上升趨勢，且貯藏時間越長，增加速率越快;鮐魚的飽和脂肪酸含量隨著凍藏時間的延長而增加，而不飽和脂肪酸含量呈下降趨勢，脂肪氧化程度增強。

關鍵詞：鮐魚;低溫凍藏;風味;脂肪酸;脂肪氧化

Oxidation Characteristics of Lipids in Mackerel during Cryopreservation

WANG Yu， NI Jilong， LI Minjie， ZHANG Siyu， DONG Kaixuan， SHEN Chunlei， ZHANG Bin， SHUI Shanshan*

（College of Food and Pharmacy， Zhejiang Ocean University， Zhoushan 316022， China）

Abstract： Mackerel has high histidine content， thereby suffering from quality deterioration during frozen storage and consequently affecting its safety for human consumption. To investigate the oxidation characteristics of lipids during its frozen storage， mackerel were frozen at ?18 ℃ and evaluated for flavor， acid value （AV）， peroxide value （POV）， thiobarbituric acid reactive substances （TBARs） value and fatty acid composition （FAC） after 0， 10， 20， 40， 60， 80 and 100 days. The results showed that nitrogen oxides were the main flavor substances in mackerel at the early stage of frozen storage. The intensity of volatile flavor substances was gradually enhanced with increasing freezing time. Both the AV and POV rose， then decreased and finally increased again. The TBARs value showed a significant upward trend; the longer the storage period， the higher the growth rate. FAC analysis demonstrated that the content of saturated fatty acids increased with prolonging frozen storage time， while the content of unsaturated fatty acids showed a decreasing trend; the degree of lipid oxidation increased.

Keywords： mackerel; cryopreservation; flavor; fatty acid; lipid oxidation

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-137

中圖分類號：TS254.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2021）06-0063-06

引文格式：

王鈺， 倪繼龍， 李敏杰， 等. 鮐魚低溫凍藏過程中脂肪氧化特性[J]. 肉類研究， 2021， 35（6）： 63-68. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-137.? ? http：//www.rlyj.net.cn

WANG Yu， NI Jilong， LI Minjie， et al. Oxidation characteristics of lipids in mackerel during cryopreservation[J]. Meat Research， 2021， 35（6）： 63-68. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-137.? ? http：//www.rlyj.net.cn

鮐魚（Pneumatophorus japonicus）又名白腹鯖、日本鯖，屬鯖科、鱸形目、鮐屬，屬青皮紅肉多脂魚，是一種主要活動在近海沿岸中上層的洄游魚類。鮐魚在我國主要分布在南海、東海及黃海等海域，在我國的中上層經濟魚類中，屬于較為重要的一類。鮐魚富含多種營養(yǎng)物質，如對人體有益的不飽和脂肪酸二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸等以及其他必需的營養(yǎng)素，具有很高的營養(yǎng)價值，在預防心腦血管硬化、神經衰弱、腸道疾病等方面具有良好的功效[1]，因此深受消費者喜愛。然而由于鮐魚肉組氨酸含量較高，容易發(fā)生品質劣變，捕撈出水后，若不及時進行低溫保鮮，將會影響魚肉的食用安全性[2]。

低溫凍藏可以抑制微生物及相關酶類的活性，被廣泛應用于魚類貯藏技術中，能夠有效維持魚的鮮度、營養(yǎng)和風味[3]。但是在貯藏過程中，魚肉中的水分轉化為冰晶，導致魚體的部分結構組織被破壞，且魚死亡后線粒體缺氧，能量減少，細胞凋亡后引起蛋白質降解，使肉質結構軟化，魚肉品質下降[4]。鄭平安等[5]研究不同貯藏溫度下鮐魚品質的變化，證明在低溫凍藏條件下鮐魚鮮度的降低速率能夠有效被減緩。王標[6]研究發(fā)現，隨著貯藏時間的延長，鯰魚魚糜的丙二醛含量呈現上升趨勢，且貯藏溫度越高，丙二醛含量上升速率越快。侯溫甫等[7]

研究發(fā)現，無論是-20 ℃直接凍結還是-80 ℃低溫速凍，鯔魚的肌動球蛋白鹽溶性、巰基含量及Ca2+-ATPase活性均會隨著貯藏時間的延長而下降。吳瓊靜等[8]利用高通量測序技術對不同凍藏時期鮐魚表面微生物群落變化進行研究，結果顯示，不同凍藏時期鮐魚的菌群組成存在較大差異，且隨著凍藏時間的延長，微生物種類、菌群豐度與多樣性均降低。陳曉楠等[9]研究低溫凍藏過程中鮐魚肌肉蛋白質品質變化，結果顯示，貯藏前期蛋白質品質會出現輕微劣變，后期其品質會出現大幅度下降。目前針對魚類在凍藏過程中的蛋白質品質變化已有大量研究，且鮐魚貯藏過程中的蛋白質氧化特性和微生物變化也有涉及[10]，但對鮐魚貯藏過程中脂肪氧化特性的研究報道較少。

本研究以鮐魚為研究對象，針對低溫凍藏環(huán)境，分別測定揮發(fā)性風味物質、過氧化值、酸價、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值及脂肪酸成分，綜合評價鮐魚低溫凍藏過程中的脂肪氧化特性，以期為凍藏時間對鮐魚脂肪氧化程度及其品質的影響提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍鮐魚，長（20±2） cm，質量（250±20 ）g，采購于舟山市定海區(qū)豐茂菜場。

乙酸乙酯、甘氨酸、乙二胺四乙酸、十二烷基硫酸鈉、二硝基苯甲酸鈉、氯化鈉、乙醇、溴酚藍、磷酸緩沖液、三羥甲基氨基甲烷（Tris）、無水乙醚、酚酞、氫氧化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、碘化鉀、硫代硫酸鈉、三氯甲烷、冰乙酸 國藥集團化學試劑有限公司;考馬斯亮藍R250染色液 武漢谷歌生物有限公司;TBARs檢測試劑盒 南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

MDF-U53V超低溫冰箱 日本Sanyo公司;Direct-Q3U超純水制備機 法國Millipore公司;751UVGD紫外-可見分光光度計 上海第三分析儀器廠;DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學儀器有限公司;SoxtecTM2045脂肪測定儀 瑞典Foss公司;TG16-WS臺式高速離心機 湖南湘儀聚能儀器企業(yè)店;VORTEX-5漩渦混合器 廈門市寶能科技有限公司;HH420、HH600數顯恒溫水浴箱 紹興市上虞道墟余諾儀器

商行;GC112A/112N氣相色譜儀 上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗樣本處理

鮐魚采購后立即冰鮮貯存運回實驗室進行后續(xù)處理。除內臟后去掉鱗、鰓及魚頭、魚尾。無菌條件下剖去魚骨后切成均勻魚肉塊，蒸餾水快速沖洗后用紗布擦干表面水分，裝入封口袋編號，保證每袋質量均勻。于超低溫冰箱（-80 ℃）中凍藏3 h后放入另-18 ℃冰箱貯存100 d，分別于凍藏0、10、20、40、60、80、100 d取出鮐魚樣品流水解凍后進行后續(xù)指標測定。

1.3.2 揮發(fā)性風味分析

參照Huang Lin[11]、Sharmilan[12]等的方法，根據肌肉中揮發(fā)性風味物質的特征，采用電子鼻的形式進行取樣分析。取充分攪碎后的魚肉4～6 g密封于采樣瓶中，清洗時間80 s、進樣時間10 s、校零時間10 s、測定時間80 s、氣體流速300 mL/min、采樣間隔時間1.0 s。測定過程中將針頭插入瓶中，在每個樣品上取10～15 個點的數據，采樣完成后利用軟件WinMuster進行數據處理。

電子鼻技術通過一定數量的氣體傳感器來模擬人類嗅覺，每個傳感器都有自身對于不同氣體的敏感度（表1），通過傳感器所得到的曲線來表征樣品的揮發(fā)性風味成分。

1.3.3 酸價測定

參照趙東豪等[13]的容量分析法。

1.3.4 過氧化值測定

參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標準的分析方法》。

1.3.5 TBARs值測定

參照TBARs檢測試劑盒說明書中方法。

1.3.6 脂肪酸成分分析

色譜條件：GC112A/112N氣相色譜儀、DB-Wax毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、柱溫220 ℃、進樣器溫度250 ℃、檢測器溫度280 ℃、進樣量1 μL、分流比1∶50、氫火焰離子化檢測器[14]。

1.4 數據處理

數據使用SPSS 19.0軟件進行處理，結果以平均值±標準差表示。并通過Origin 8.5軟件對結果數據進行制圖并分析。

2 結果與分析

2.1 鮐魚凍藏過程中揮發(fā)性風味的變化

凍藏過程中，氨、三甲胺、硫化氫、醛和酮等揮發(fā)性物質的產生使魚肉質量發(fā)生變化。不同預冷和貯藏時間都會對冷凍貯藏期間的魚肉質量產生影響[15]。由圖1可知，在凍藏0～40 d的4 個階段，以2號傳感器的氮氧化合物感應信號為主。以凍藏10 d為起點，其余9 組傳感器信號也出現增強的趨勢，到凍藏80 d及凍藏100 d，2號傳感器的氮氧化合物感應信號有明顯降低，且4、5號傳感器（氫化物、烷烴芳香成分）感應信號上升。6號傳感器的甲烷類物質感應信號無明顯波動，而7～10號傳感器感應信號波動較大，增強明顯。對比鐘賽意等[16]發(fā)現的導致魚類氣味產生變化的主要物質是無機及有機硫化物，對應7、9號傳感器的感應信號可知，本研究結果與其發(fā)現一致?？傮w看來，鮐魚中各種揮發(fā)性風味物質的強度與凍藏時間呈正相關。

A～G. 凍藏0、10、20、40、60、80、100 d。

由圖2～3可知，線性判別分析圖和主成分分析圖中主成分1的貢獻率分別為87.66%和98.17%，均超過85%，因此本研究數據合理可信[17]。從線性判別分析圖可看出，凍藏0～60 d樣品基本集中于右半區(qū)，凍藏80～100 d的樣品位于左半區(qū)且出現重疊。從主成分分析圖可看出，凍藏20、40、60 d樣本較接近，而凍藏0、100 d的樣本相距較遠，凍藏前中期階段，樣品基本集中在右半區(qū)，凍藏80 d開始的后期階段，樣品集中在左半區(qū)，呈現區(qū)域式分布。研究表明，初始凍藏階段，微生物含量較低，底物分解與脂肪氧化程度較低，揮發(fā)性物質產生較少[18];后期階段，部分嗜冷菌及其他耐低溫微生物滋生，脂肪氧化程度加劇，使得揮發(fā)性物質含量也隨之增加。而凍藏10 d樣本分布于圖的左側，可能是魚體經歷了解僵期，此時冷凍作用較弱，有部分微生物和酶發(fā)揮作用，具體原因還有待后續(xù)實驗進一步考證。綜上所述，通過2 類分析圖所展現的鮐魚中各種揮發(fā)性風味物質與凍藏時間的關系特征，在凍藏的最后階段，鮐魚發(fā)生品質劣變。

2.2 鮐魚凍藏過程中酸價的變化

脂肪酸價用來代表脂肪酸中游離羧酸基團含量。在保藏時，受到微生物、酶等作用，脂肪水解成為游離脂肪酸。脂肪酸含量和脂肪質量有很大的相關性，在一般條件下，脂肪含量越高，精煉程度越高，對應的酸價越低。

由圖4可知，酸價與凍藏時間呈正相關。除了凍藏40 d鮐魚肌肉酸價略微降低，其余凍藏時間的酸價都隨著凍藏時間的延長而增加。凍藏40 d酸價降低的原因可能是不飽和脂肪酸在氧的作用下，雙鍵打開形成過氧化物，再繼續(xù)分解成低分子脂肪酸及醛、酮、醇等物質。酸價上升的原因可能是微生物和酶對不飽和脂肪酸的水解反應，使得脂肪酸分解產生甘油和游離脂肪酸。此外，酸價上升曲線的中部有相對上升緩慢跡象，可能是因為低溫導致酶活性降低，使得水解反應的程度變緩[19]。

2.3 鮐魚凍藏過程中過氧化值的變化

過氧化值與食品質量緊密相關，代表了某些含油脂、脂肪食品中油脂的酸敗程度[20]。過氧化值越高，油脂的酸敗程度越厲害，酸敗所產生的自由基等對人體有不良影響[21]。

由圖5可知，凍藏20 d和凍藏80 d，鮐魚的過氧化值出現了2 個峰值，此時氧化反應較為劇烈。凍藏20 d的峰值可能是由于凍藏初期，微生物和酶等尚未完全失去活性，導致氧化反應仍在快速進行;凍藏80 d的峰值可能是由于隨著凍藏時間的延長，樣品的氧化程度逐漸加深。凍藏40 d過氧化值有下降的趨勢，與酸價相對應，低溫導致酶、微生物活性降低，水解程度變緩，且有部分氧化產物再分解為二級氧化產物[22]。凍藏100 d鮐魚的過氧化值顯著下降，有可能是分解成醛、酮等物質的速率在長時間低溫貯藏環(huán)境下有所減緩[23]。

2.4 鮐魚凍藏過程中TBARs值的變化

鮐魚的脂肪含量豐富，在凍藏期間脂肪部分發(fā)生氧化，生成丙二醛等物質，隨后丙二醛會與硫代巴比妥酸發(fā)生顯色反應，最終生成TBARs，可以有效地反映脂肪氧化程度[24]。在評價肉制品品質時，TBARs值在0.20～0.66 mg/kg為品質良好，大于1 mg/kg時則表明發(fā)生品質劣變[25]。

由圖6可知，鮐魚的TBARs值和增加速率都隨著貯藏時間延長而改變，并且隨著貯藏時間的延長而不斷升高，與李玉昕等[26]的實驗結論相同。在凍藏初期，鮐魚的TBARs值小于0.66 mg/kg，即此時鮐魚品質未受到脂肪氧化作用的影響，主要原因可能是低溫抑制了脂肪氧化作用。凍藏60 d后，鮐魚的TBARs值超過1 mg/kg，即此時鮐魚脂肪氧化嚴重，品質嚴重降低，與張建友等[27]結論相同。陳慧斌等[28]研究認為，處于長時間凍藏過程中的牡蠣體內脂肪酸會由于冰晶壓力的作用，從內部轉至外部，進而與氧氣直接接觸，導致牡蠣脂肪酸敗[29]。也有研究表明，在長時間凍藏過程中，鮐魚肌肉中形成的冰晶在長時間凍藏后體積膨脹，使得細胞結構產生形變直至破裂，細胞中氧化酶等物質流出，促進脂肪氧化[30]。

2.5 鮐魚凍藏過程中脂肪酸成分的變化

水產品中脂肪酸的飽和程度對于脂肪氧化的難易程度起決定性作用[31]。由表2可知，鮐魚主要含有32 種脂肪酸，其中C20：1、C20：4 n-6、C20：5 n-3、C22：1 n-9、C22：6 n-3、C24：1為甘油酯。對凍藏0、40、100 d鮐魚所含有的32 種脂肪酸成分進行分析比較，其中含有飽和脂肪酸15 種，分別占總脂肪酸含量的41.62%、39.66%、54.95%;單不飽和脂肪酸8 種，分別占總脂肪酸含量的15.10%、24.11%、27.64%;多不飽和脂肪酸9 種，分別占總脂肪酸含量的43.27%、36.23%、17.40%。

將凍藏鮐魚體內所含的多不飽和脂肪酸含量與新鮮鮐魚相比較，凍藏100 d后鮐魚脂肪氧化程度顯著升高，與Liu Chengyue等[32]的實驗結論相同，C18：1 n-9含量從凍藏0 d的1 068.8 mg/kg上升至凍藏100 d的17 213.0 mg/kg，C16：0含量從5 867.5 mg/kg上升至54 920.6 mg/kg，說明隨著凍藏時間的延長，氧化程度越發(fā)明顯。

3 結 論

隨著凍藏時間的延長，電子鼻傳感器對于鮐魚中各種揮發(fā)性風味物質的響應持續(xù)增強，且揮發(fā)性風味物質在凍藏前期和后期呈現不同區(qū)域分布，品質發(fā)生劣變。鮐魚的酸價和過氧化值在凍藏20 d和80 d急劇上升，氧化反應較為劇烈，在凍藏40 d有下降趨勢，此時可能是由于低溫環(huán)境抑制了微生物和酶的活性。鮐魚的TBARs值隨著貯藏時間的延長顯著上升，且隨著凍藏時間的延長，其增加速率變快，表明鮐魚的脂肪氧化程度較高。鮐魚的飽和脂肪酸含量在凍藏后期顯著增加，而多不飽和脂肪酸含量降低，脂肪酸成分發(fā)生改變。

綜上所述，鮐魚脂肪在低溫凍藏過程中被不斷氧化，品質也在不斷降低，在凍藏40 d內氧化程度較小，更適用于食用和加工。本研究揭示了鮐魚低溫凍藏過程中脂肪的氧化特性，可為鮐魚及其他魚類的貯藏運輸和流通等環(huán)節(jié)提供新思路，并為今后新技術的開發(fā)提供一定的科學指導。

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