（农产品加工及贮藏工程专业论文）冷冻对文蛤和波纹巴非蛤食品品质影响及改善的比较研究.pdf

冷冻对文蛤及波纹巴非蛤食品品质影响及改善的比较研究 摘要 本文从实验出发，以文蛤和波纹巴非蛤为研究对象，对其在不同冻结和冻藏条件下的 样品进行了组织结构、营养成分、蛋白质变性三方面研究初步探讨了冻结条件对贝肉组 织结构变化的影响、冻结前后部分营养成分的变化、在冻结和冻藏过程中蛋白质变性程度 及防止方法，为贝类食品的冷冻加工提供科学依据 实验内容：利用石蜡包埋、组织切片技术，对两种贝肉分别在- 1 8 c 、- 7 8 、- 1 9 6 冻结条件下组织结构的变形进行了研究；采用常规的食品分析方法，对新鲜贝肉及于一1 8 冻结2 4 h 的贝肉部分营养成分进行了钡4 量；通过测量分剔于一1 8 c 、- 3 0 c 环境中冻结2 h 及冻藏二个月的贝肉蛋白质冷冻变性的重要指标c a 2 - a t p a s e 活性、时- - a t p a s e 活性、盐 溶性蛋白溶解度的变化，以及在加常用抗冻剂后对上述指标的测定，继而对贝肉蛋白变性 机理进行了初步探讨 结果表明： 1 不同的冻结速率及冻结终温对贝肉组织结构影响不同。冻结速率越快，冻结终温越 低，对组织结构变化的影响越小，反之则越大对于文蛤，当冻结速度较慢和冻 结终温较高时会对蛤肉的组织结构造成较大的影响；对于波纹巴非蛤来说，三种 冻结方法对其组织结构的影响与文蛤比较，变化的幅度相对较小可以认为，波 纹巴非蛤的最佳冻结条件比文蛤的最佳冻结条件要求要低 2 通过测定文蛤和波纹巴非蛤冻结后的营养成分可知，冻结后贝肉的水分含量下降、 而非蛋白氮等的含量增加，这表明贝肉蛋白质的结构在冻结中受到了影响，蛋白 质发生了变性。 3 通过对冻结后文蛤和波纹巴非蛤蛋白质变性指标的测定可知，冻结引起的文蛤和 波纹巴非蛤蛋白质变性不明显；但样品在冻藏二个月后测定的指标表明，两种贝 肉蛋白质变性显著。在样品冻藏的三种形态中，没有完整细胞形态的贝糜及碎贝 肉的贝肉蛋白质变性较为严重，而贝肌肉保持得较好在冻结样品中加入抗冻剂 后能显著改善其交性效果其中，贝糜改善效果最为明显，贝肌肉改善效果较差 相对而言，相同冻结条件下文蛤变性程度较波纹巴非蛤大，而加抗冻剂后对文蛤 的改善效果更好。从而可以初步得出结论：贝肉冷冻变性的程度与其在新鲜贝肉 本身盐溶性蛋白溶解度、a t p a s e 活性度测量值的大小相关，盐溶性蛋白溶解度越 大，a t p a s e 活性度越大，变性程度就小；反之，则越易变性；容易变性的样品在 使用抗冻剂后改善效果更明显，但无法恢复到未冻样品的水平，说明贝肉蛋白质 的有些变性不可逆。实验也发现，适当的冻结对贝肉的影响并不大，对于需长时 间贮藏的贝肉则可根据冻藏要求来选取贝肉贮藏的形态 4 实验表明贝肉在冷冻过程中，蛋白质变性的程度较之海水鱼的大，由此可推测贝 肉的蛋白质结构的稳定性不及海水鱼另外一个现象与已知的海水鱼蛋白质变性 结论一致：即肌动球蛋白杆部( 盐溶性蛋白) 和头部( a t p a s e ) 同时发生变性， i i 但杆部相对而言更容易发生变性 5 文蛤与波纹巴非蛤相比较，发现文始在冻结或冻藏后组织结构变化更明显、部分营 养成分变化较大同时蛋自质变性更严重这可能是引起文蛤在冻结后1 3 感变化大， 而波纹巴非蛤冻结后口感变化较小的原因。 6 通过对组织结构、营养成分及蛋白质变性三方面的研究，可初步判断贝类食品的冷 冻变性机理与食品中的水分密切相关冻结引起的变性源于冰结晶的形成对贝肉结 构的影响，而冻藏引起的变性则来源于冰结晶的生长、连接对组织的破坏。不同的 贝肉、不同的含水量及其中结合水与自由水的比例，均会造成交性程度的不同除 了水分变为冰晶对贝肉的影响外，还存在其它成分的变化带来的影响，如脂肪氧化 等 关键词：文始，波纹巴非蛤，组织结构，营养威分，盐溶性蛋白，a 1 胁s e ，抗冻剂 i 1 1 c o m p a r i s o n r e s e a r c ho f f r e e z i n gt ot h eq u a l i t ya n d i m p r o v i n go f o f t h em e r e t r i xl i n n a e u sa n dt h ep a p h i a 踟d u l a t a a b s t r a c t t h i sp a p e rs e t so u tf r o mt h ee x p e r i m e n t t a l ( i a l gt h em e r e t r i xl i n n a e u sa n dt h ep a p h i au n d u l a t aa st h e r e s e a r c ho b j e c t s , a s ：t ot h e i rs a m p l e su n d e rt h ec o n d i t i o no fd i f f e r e n tf r e e z i n gr a ma n df r o z e ns t o r e d t e m p 廿a m r e , c a r r i e do n t h er e s e a r c ho f 伪苫卸娩砒i 蚰r u e t u r e , n o u r i s h m e n tc o m p o s i t i o na n dp r o t e i n d e n a t u r a t i o n p r e l i m i n a r yd i s e n s s i o nt h ei n f l u e n c eo ft h ef r e e z 沁c o n d i t i o nu p o nt h es h e l l f i s hm e a t o r g a n i z a t i o ns m l e t o r e c h a n g e a n d t h e v a r i e t y o f i n f r o n t o r b a c k o f f r e e z i n g p a r t s o f n o u r i s h m e m e o n s t i m e n t s ， i nd i f f e rf r e e z i n ga n df r o z e ns t o r e dt e m p e r a t u r e , h a v es o m es t u d yo ot h ed c - g r e eo f p r o t e i nd e n a t u r a t i o nm a d p r e v e n t t h e s e c o n c l u s i o n s c a n p r o v i d es c i e n t i f i c k n o w l e d g e f o r p r o c e s s i n g a n d u t i l i z a t i o n o f s e n s h e l i f o o d t h ec o n t e n t s o f e x p e r i m e n t i n c l u d e d t h r e e 籀p ，c 拓：i l l a k e l t 辩o f t b e p a 商r m w r a p s t o c o v e l u p m a d t h e o r g a n i z a t i o ns l i c et e c h n i q u e , t oc a r r yo l lt h er e s e a r c ht ot w o k i n d so f s h a l l f l s hm e a tu n d e rt h ec o n d i t i o no f - 1 8 、- 7 8 c 、1 9 6 ( 2f r e e z i n g o f t h es 扛1 i c t u r e c h a n g e ；a d o p t t h e f o o d a n a l y s i s m e t h o d o f t h e n o r m a lr e g u l a t i o n s ， h a v eas t a d yo nt h ep a r t so f n o u r i s h m e n tc o n s t i t u e n t so f t h ef r o z e2 4 hs h e l l f i s hm e a ti nt l l e - 1 8 ：t a k es o m e m e a s u r e st ot h ed e n a t u r a t i o ni n d e xs i g no fs a l t - s o l u b i l i l y , t h ec a 2 + - a t p a s ea c t i v i t ya n dt h em 9 2 + o a t p u s e a c t i v i t yo n 1 8 1 2a n d - 3 0 cc o n d i t i o n sf r e e z i n go rs t o r e dt w om o n t h s s a m p l e s , l o o ki n t ot h ee f f e c t so f f r e e z i n gr a t ea n ds t o r a g et e m p e r a t u r ea n dc a r r yo nt h em e a s e n t t ot h ea b o v e - m e n t i o n e di n d e xs i g na f t e r a d d i n gc u , o p r o t e c t a n t sa n da n a l y s e dt h ef r o z e nd e n a t u r a t i o nm e c h a n i s m t h er e s u l t sf r o me x p e r i m e n t ss h o wa sf o l l o w s ： l - d i f f e r e n tf r e e z i n gs p e e da n dt e m p e r a t u r eo fe v e n t u a lf o r m a t i o nm a k et h es t r u c t u r ei n f l u e n c et od i f f e r s h e l l f i s hm e a t f r e e z i n gs p e e dm o r eq u i c k , t e m p e r a t u r eo fe v e n t u a lf o r m a t i o ni sm o r el o w e r ，t ot h ei n f l u e n c e o ft h eo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ec h a n g em o r es m a l l e r , w h e r e a st h e nm o r eb i g f o rt h em e r e t r i xl i n n a e u s , t h e s l o w e rf r e e z i n gs p e e da n dt h eh i g h e rt e m p e r a t u r eo fe v e n t u a lf o r m a t i o nw o u l db et h eb i g g e ri n f l u e n c et o s h i l l f i s hm e a to fo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r e f o rt h ep a p h i au n d u l a t a , t h r e ek i n d so ff r e e z i n gm e t h o dt ot h e i n f l u e n c eo f t h eo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ea r er e l a t i v es m a l l e r t h e r e f o r e , c o m p a r ew i t ht h em e r e l r i xl i n n a e u s , t h e b e s t f r e e z i n g c o n d i t i o n o f t h e p a p h i a u n d u l a t a m a y b e b e l o w e r 2 w ec a nk n o wb ym e a s u r e s e dt h em e r e l r i xl i n n a e u sa n dt h e p a p h i au n d u l a t a sf r e e z eo f n o u r i s h m e n t c o n s t i t u e n t s , t h en o n p r o t e i nn i 仃o g e no ff r o z e nf o o dh a v es o m ei n c r e a s ew h i l et h eo t h e r si sd e s c e n d ，i t e x p r e s s e dt h a tt h ef r e e z i n gm a k e st h es t r u c t u r eo f t h es h e l l f i s hm e a tp r o t e i nh a v eac e r t a i ne x t e n tc h a n g e 3 a n dw ec a nk n o wf r o mt h ef r o z e ns a m p l e so ft h em e r e t r i xl i n n a e u sa n dt h ep a p h i au n d u l a t ap r o t e i n d e n a t u r a t i o ni n d e xs i g n , f r e e z i n gt h ec a u s a b l em e r e t r i xl i m m e u sa n dt h e p a p h i au n d u l a t ap r o t e i n d e n a t u r a t i o nn o to b v i o u s b u tt h em e a s u r e s e di n d e xs i g no fa f t e rs h e l l f i s hm e a ts t o r a g e dt w om o n t h ss h o w e d t w ok i n d ss a m p l e sp r o t e i nd e n a t u r a t i o nh a v ed i s t i n c t n e s sc h a n g e s i nf r o z e ns t o r a g e dt h r e ek i n df o r mo f s a m p l e s , t h ep r o t e i no ft h es h e l l f l g hs u r i m ic h a n g e ss e r i o u s , t h em i n c e ds h e l l f t s hm e a tb e t t e ro ft h a t , t h e l v s h e l l f i s hm u s c l ek e e pw e l l i ti si m p r o v el a r g e l ya f t e r j o i nt h ec r y o p r o t e c t a n t si nt h ef r o z e ns a m p l e s a m o n g t h e m ，t h es u r i m is a m p l ei m p r o v e m e n tr e s u l ti sm o s to b v i o u s ，t h es h e l l f i s hm u s c l ei m p r o v e m e n tt h ee f f e c ti s w o r s e t h es a m ef r e e z i n gc o n d i t i o no ft h em e r e t r i xl i n n a e u s , p r o t e i nd e n a t u r a t i o ni sb i g g e rt h a nt h ep a p h i a u n d u l a t a b u ta f t e ra d dt h ec r y o p r o t e c t a n t s , t h ei m p r o v e m e n tr e s u l to f t h em e r e t r i xl i n n a e u sb eb e t t e r t h u s i n i t i a l g e tt h e s ec o n c l u s i o n s ：t h es h e l l f i s hm e a t sp r o t e i n f r o z e nd en a t u r a t i o nha v es o m ec o n n e c t e dw i t h m e a s u r e dv a l u eo ft h es a l t - s o l u b i l i t ya n dt h ea t p a s ea c t i v i t yt h a to ff r e s hs h i l l f l s hm e a lt h es a l t - s o l u b i l i t y a n dt h ea t p a s ca c t i v i t yv a l u ea r cb i g g e r , t h ed e n a t u r a t i o nb ed i f f i c u l tt oo e c m , w h e r e a st h e nm o r em u t a b i l i t y t ot h em u t a b i l i t ys a m p l e si m p r o v em o r eo b v i o u s l ya f t e ru s et h ec r y o p r o t e c t a n t s , b u ts t i l lh a v es o m e d e n a t u r a t i o nc o u l dn o tr e t u r nt ot h es a m ea st h a tb e f o r ef r e e z i n g i naw o r d , t h ea p p r o p r i a t e 毹e z i n gt ot h e s h e l l f i s hm e a th a v el i t t e ri n f l u e n c e i f t h es a m p l e sr e q u i r el o n g - t i m e dc o l ds t o r g e d , 0 1 1 1 c a ns e l e c tt h eb e s tf o r m o f s h e l l f i s hm e a tb a s et h er e q u e s t 4 t h ee x p e r i m e n t ss h o wt h es h e l l f i s hm e a ti nt h ef r e e z i n go rf r o z e ns t o r e d , t h ed e g r e eo fp r o t e i n d e n a t u r a t i o nb i g g e rt h a nt h a to f s e a - f 6 h a n dap h e n o m e n o ni si na c c o r d a n c ew t ht h ec o n c l u s i o no f p r o t e i n d e n a t u r a t i o no f s e a - w a t e rf i s h i nt h es h e l l f i s hm e a tf r e e z i n gp r o c e s s i n g , t h em u s c l em o v e st h eg l o b u l i np o l e d e p a r t m e n ta n dt h eh e a ds i m u l t a n e o u sw i t hd e n a t u r a t i o n , b u tt h ep o l ed e p a r t m e n t ( s a l t - s o l u b i l i t y ) o p p o s i t eb u t t a k e sp l a c et oc h a n g em o r e e a s i l y 5 c o m p a r s i n g t h e m e r e t r i x l i n n a e u s a n d t h e p a p m a u n d u l a t a a s a r e s u l t , t h e m e r e t r i x l i n n a e u s m e a t h a v e m o l ec h a n g eo fs l n l c t u r ea n dl n o 他n o u r i s h m e n tc o n s t i t u e n t sn mo f fa n dd e e p e rp r o t e i ne n a t u r a t i n n m a y b e t h i sc a l le x p l a i ne a t i n gw o r s ea f t e rf r e e z i n go ff r o z e ns t o r e da r cc l o s e l yr e l a t e dw i t ha b o v e - m e n t i o n e dt h r e e a s p e c t s 6 t h ef r o z e nd e n a t u m t i n nm e c h a n i s mh a v ec o n n e c tw i t ht h ew a t e ri ns h i l l f l s hm e a lf r e e z i n go nt h e d e n a t u r a t i o nr e s u l tf r o mt h ei c ec r y s t a lc o m ei n t ob e i n ga n df r o z e ns t o r e dh a v et h et e x t u r eg ot ot h eb a d b e c a u s e o f t h e i c ec r y s t a l g r o w u pa n d j o i n t t b e g e i s o t h e r c o n s t i t u e n t s c h a n g e e x c e p t t h a t w a t e r h a v e s h i l l f i s h m e a tb r e a ku p ，s u c h o x y g e n a t i o no f f a l k e y w o r d ：t h em e r e t r i xl i n n a e u s ，t h ep a p h i au n d u l a t a , t h eo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r e ，n o u r i s h m e n t c o m p o s i t i o n , s a l t - s o l u b i l i t y ，a t p a s e , t h ec r y o p r o t e c t a n t s v k 瞻 缩略语( a b b r e v i a t i o n ) a d e n o s i n e5 - t r i p h o s p h a t e m y o f i b r i l s a c t o m y o s i n v 湛江海洋大学 学位论文独创性及知识产权声明 本人郑重声明：所呈交的论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得本校或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意 本学位论文成果归湛江海洋大学所有 研究生签名： 彩n 够 秽年s 只g - e l 湛江海洋大学硕士学位论文 1 引言 水产品，尤其是鱼贝类，在食品中占有重要的地位。进入二十一世纪以来，我国水产 品产量逐年增加。2 0 0 3 年总量4 7 0 6 万吨，与2 0 0 2 年总量相比增加3 1 ，其中海产品为 2 6 8 6 万吨，同比增加1 5 。在水产品总量中，鱼、贝，虾蟹分别为2 8 2 4 万吨、1 1 6 4 万 吨、4 3 7 万吨，贝类产品占总量的2 4 7 。广东省，中国海岸线最长的热带地区大省，2 0 0 3 年水产品总量达6 4 9 万吨，仅次于山东省7 0 6 万吨。在我国，特别是在广东省的水产品加 工业中，冷冻加工方式起支柱作用。到2 0 0 3 年，广东省水产品冷冻加工企业为1 1 1 1 家， 加工能力为1 6 3 万吨年，有冷库4 4 5 座，冻结能力为0 8 万吨日，冻藏能力t 4 万吨次， 冷藏总量6 1 1 吨日。在2 0 0 3 年，广东省的水产品加工总量为1 0 2 7 万吨，其中冷冻加工 量为7 1 8 万吨，占6 9 9 ；其中冻结水产品加工量为5 2 2 ，) 了吨，占当年水产品加工总量 的5 0 7 u ，由此可见，冷冻水产品是当今特别足广东地区水产品流通的最重要加工手段， 冻结及冻藏是海水鱼贝类加工的主要方式。 水产品营养丰富、味道鲜美，但其组织脆弱，含水分较多，在一股条件下容易引起酶 和微生物的作用，造成肉体腐败变质”1 ；同时，水产品产量高，出于时域、区域的限制， 鲜活水产品的消费非常有限。这使得我们必须对鲜活水产品进行适当加工贮藏后再进行流 通及消费。冻结贮藏是能较好地保持水产品品质和风味的方法“】，但是长期的冻藏，会对 水产品的品质产生严重影响，如质地软化、液汁流失、风味降低、凝胶形成能力下降等。 这种因冷冻原因使水产品理化特性发生改变的现象，称为冷冻变性。鱼贝肉的冷冻变性主 要是鱼贝肉中蛋白质的冷冻变性嘲关于鱼贝肉冷冻变性机理的探讨，并如何有效地防止 水产品的腐败变质、延长贮藏时间并提高其食品品质，已成为当今研究的一个热点 1 1 水产品冷冻变性概述 1 。1 1 食品的冻藏原理 食品的腐败变质，主要是由于微生物的生命活动和食品中的酶所进行的生物化学反应 所造成的。这是因为动物性食品没有生命力，如鱼、禽、畜等动物性食品，在贮藏时他们 的生物体与构成他们的细胞都死亡了，故不能控制引起食品变质的酶的作用，也不能抵抗 引起食品腐败的微生物的作用，因此对细菌的抵抗力不大，细菌一旦染上去，很快就会繁 殖起来，造成食品的腐败。但是，微生物要繁殖，酶要发生作用，都需要有适当的温度和 水分等条件，环境不适宜，微生物就会停止繁殖甚至死亡，酶也会降低或丧失催化能力， 甚至被破坏。另外，氧化等反应的速度也与温度有关，温度降低，化学反应速度显著减慢。 如果把动物性食品放在低温( - 1 8 ) 条件下，则微生物和酶对食品的作用就变得很微弱 了。食品在冻结时，微生物和酶的活性下降；同时生成的冰结晶使微生物细胞受到破坏， 使微生物丧失活力不能繁殖，酶的反应受到严重抑制，食品的化学变化速度就会减慢，因 冷冻对文蛤和波纹巴非蛤食品品质及改善的比较研究 此它就可以作较长时日j 的贮藏而不会腐败变质嘲。 1 1 2 冻藏对水产品的影响 水产品在冻藏期间的品质变化，主要体现在质量损失、细胞破裂，色泽变化及脂肪氧 化等。质量损失也称为干耗，是由于冻藏期间内水产品表面温度、冻藏间温度、蒸发器的 配管表面温度三者之问存在温差，从而形成水蒸汽压差所引起的。以空气为介质，水产品 不断失去热量和水分，于是出现干耗现象。关于水产品在冻藏过程中存在细胞破裂的原因， 目前存在两种解释，即细胞外部机械破坏理论和细胞内部气体膨胀破坏理论。前一种理论 认为，冻藏期间的冰晶体长大会对娇嫩的水产品细胞产生挤压和使之变形，严重的还会导 致细胞膜破裂，在解冻时会发生液汁流失的现象，从而使水产品的品质下降。后一种理论 认为，水产品细胞中存在微量气体，在冻结和冷藏过程中，这些气体膨胀，在冻藏条件下， 内部的膨胀压导致细胞膜产生变形和破裂，从而使水产品的品质下降。应该说，两种解释 都从不同的侧面回答了水产品在冻藏过程导致细胞破坏的原因。色泽在冻结过程中不会发 生明显的变化，但在冻藏过程中的变化严重。其变色原因包括自然色泽的分解和新的变色 物质的产生两个方面。自然色泽的破坏主要足指红色鱼肉的退色，如冷冻金枪鱼的变色。 而产生新的变色物质主要是指白色鱼贝肉的褐变、虾类的黑变等。色泽变化不仅使冻品外 观不佳，而且会产生臭气，失去香味，使营养价值下降。水产品的脂肪大多为不饱和脂肪 酸，在很低温度下，也不会使这些不饱和脂肪酸凝固。在长期的冻藏中，脂肪酸往往在冰 的压力作用下，由内部转移到表层，因此很容易与空气中的氧作用，产生酸败。脂肪氧化 又往往与蛋白质的分解产物，如氨基酸、盐基氮以及部分冷库中的氨共存，从而加强了酸 败作用，造成色、香、味严重恶化，此现象称为“油烧”。总之，水产品在冻藏中，会发 生系列物理、化学特性的变化，从而影响其食品品质”1 。 1 2 国内外水产品冷冻变性的研究现状 1 2 1 国内外对冷冻变性机理的研究现状 对于食品冷冻变性以及提高其冷冻食品品质研究，国内外同行做了很多工作。国外很 早前就展开了对冻结食品品质与冻结时间的研究，集中在冻结时间的预测、冻结过程分析 和食品与冷媒的换热。随着冷冻食品快速发展，美国、欧共体、日本等国在肉类食品、鱼 虾和其它常规食品的冷冻冷藏的研究上做了大量的工作，对食品的冷冻冷藏技术、工艺和 冷冻品质的影响因素等进行了大量的分析和研究，主要技术空间集中在鱼虾和其它肉类及 其加工而成的食品上。1 9 6 0 年c o n n e i i 等”1 对水产动物冷冻变性进行了研究，着重介绍了 肌动球蛋白( a c t o my o s i n ，a m ) 的变性机理。对水产食品的蛋白质变性、酶的活性和其它 的品质影响因素的研究还有很多。以日本研究为主，福田裕“1 研究了冷冻条件对鱼肉品质 的影响。他“1 也对深海性鱼类在冻结及贮藏条件下的肌原纤维变性进行了研究，得出盐 溶性蛋白溶解度是冷冻变性的重要指标。川岛孝省等“”对鱼肉的筋肉构造进行了相关研 究。福田裕“”对肌原纤维蛋白的冷冻变性进行了深入研究。岩本宗昭等“”对鱼肉死后硬 2 湛江海洋大学硕士学位论文 直与贮藏温度关系进行研究。阴伸夫“6 1 对鱼肉在冻藏中a t p a s e 活性的变化进行了研究。 新井健一等“”也展开了对鱼筋的a t p a s e 变性研究，指出a t p a s e 活性是判断蛋白变性的常 用指标之一。铃木l - 扫子“对冻结后鱼肉的蛋白质变性进行了研究。乔本昭言等“”对鱼类 筋原纤维的c a ”- a t p a s e 活性与温度的适应性进行了研究，认为鱼类的不r 兀j ，实验的结果 会有很大差异。j i a n g 伽对淡水草虾研究表明，在贮藏过程中，肌动球蛋白溶解度，总疏 基数，a t p 酶活性均下降。柴田”“发现南极磷虾捕获后，即便在2 c 下存放，蛋白质溶解 度也会很快下降5 0 。l i c h a n 1 研究了蛋白质结构、功能特性与疏水性的关系，得出了a m 的疏水性都随贮藏时间的延长而增大。我国同行在相关领域的研究上也做了大量的工作， 以上海水产大学和中国海洋大学为主，王糙等卿研究了其鲢鱼肌原纤维蛋白的热稳定性； 陶妍等洲研究了季节温度变化对肌原纤维蛋白热稳定性的影响；刘庆慧等喳研究了日本鲟 肌动球蛋白经变性和冷冻后a t p a s e 活性、总巯基数和不饱和巯基数及蛋白质浓度的变化； 汪之和等嗍人研究了漂洗次数，漂洗液p h 值，不同漂洗溶液和漂洗工艺等漂洗条件对鲢 鱼蛋白质冷冻变性的影响：他啪1 也从冻结速率、贮藏温度方面对鲢鱼肉蛋白质冷冻变性进 行了深入研究；袁春红等嘲研究探讨了不同冻结终温、冻结速率以及冻结贮藏温度下鲢鱼 肉肌动球蛋白a t p a s e 活性的变化；上海水产大学中日合作研究室在加热时间和加热方 法对凝胶形成的影响上作了一定的研究。中国海洋大学林洪等1 对对虾的肌动球蛋白变性 作了较深入研究，他们的研究表明，对虾蛋白中肌动球蛋白经缓慢冷冻变性后其 c a * - a t p a s e 活性随时问的延长逐渐降低，且温度越低，活性降低越小；林洪等o “圳对养殖 对虾和海捕对虾加热后蛋白特性变化进行了比较研究，得出了养殖虾a m 的各项稳定性指 标均逊于海捕虾。 上述结果表明目前的研究主要集中水产品特别是鱼、虾冷冻变性，其中，主要是其蛋 白质的冷冻变性，对其变性程度判断，主要采用a t p a s e 活性、盐溶性蛋白溶解度的变化 为常见指标。一般而言，冻藏时间及冻藏温度对水产食品品质影响较大。要提高冷冻水产 食品品质，以满足人民日益提高的生活需求，就必须深入探其讨冷冻变性的机理，以便更 有效改善其品质。对于变性机理，学术界还没有一个统一的结论，冷冻变性是由f 冰结晶 生成的原因还是低温本身的原因，以及肌肉细胞膜结构和肌肉蛋自质哪一个更容易发生变 性，这类问题都是研究者感兴趣的问题。 一般认为，对于水产食品在冷冻条件下，如鱼贝肉水分由液相转变为固相形成冰晶， 分布于鱼贝肉组织的细胞内或细胞间。这些冰晶往往大于贝肉细胞的直径，对细胞产生物 理性损伤，导致原生质外溢，细胞变形，使鱼贝失去原有的质地，同时引起蛋白质高级结 构的改变，蛋白质分子问产生凝聚。但是这只是一种推测，关于鱼肉蛋白质冷冻变性的机 理，尚没有一种很完善的理论。目前较有说服力的蛋白质冷冻变性机理假说主要有以下： ( 1 ) 冰晶生成引起的物理性破坏。水结成冰以后，体积增加9 。体积增大伴随的物理变 化使蛋白质的高级结构发生变化。( 2 ) 冻结过程盐浓缩作用，p h 改变，溶液介质变化作用。 ( 3 ) 冰晶引起蛋白质疏水键的弱化导致高级结构的破坏。( 4 ) 冰晶与蛋白质的结合水作 用使水合层结构破坏，从而影响蛋白质的高级结构1 。 以上假说都是将冰晶生成作为蛋白质冷冻变性的原因，但这些假说并不能很好地解释 冷冻变性的现象。根据疏水键弱化及水合结构破坏学说，冻结终温越低，结冰的程度越大， 3 冷冻对文蛤和波纹巴非蛤食品品质及改善的比较研究 变性也更容易进行。但足，实际上鱼贝肉冻结温度越低，肌原纤维蛋白质越稳定，这与上 述说法相矛盾。 根据最大冰品牛成学说，冻结速率越快，冰品分白越接近天然食品中液态水的分布情 况，使细胞内冻结状况良好，对冷冻变r 的影响越小。相反，通过最大冰晶，扛成区的时开j 越长，变性也越明显5 “。但是有人则认为细胞和组织在冻结时，冻结速率超过i o c m i n ， 引起细胞内冻结，使细胞从内部破坏。相反慢速冻结却能防止细胞内产生冰晶，从而保护 细胞嘲。 以上表明鱼贝蛋白质的冻结变性的假说不完善。模拟实验所得出的结果与实际鱼贝肉 的研究结果之间有不少矛盾。并且这些几乎部是以海水鱼为对象的研究结果，丽对海水贝 冷冻变性的研究很少。鱼与贝的肌肉结构有诸多不同，其受冻结速率和贮藏温度等的影响 也会有差异，因此很有必要进行海水贝冷冻变性机理进行探讨陬”。 1 2 2 防止蛋白质冷冻变性的研究现状 关于防止冷冻变性的研究开始较晚，p o l g e 等在1 9 4 9 年偶然发现，加了甘油的家畜精 子可以在低温下存活。此后，以甘油及随后出现的d , m s o 作为低温保护剂，并采用慢速冻 结方法使许多种细胞的低温保存获得了很大的成功侧。到五十年代，日本远洋渔船的渔获 量大大增加，由于冻藏引起的鱼肉变性，不适合于加工鱼糜制品，从而引起了对蛋白质冷 冻交性的研究的重视，促使日本水产行业研究开发冷冻鱼糜制品。1 9 5 5 年西谷氏等利用砂 糖等添加物制作冷冻鱼糜的成功可谓足拉开了抗冻剂研究的序幕。近年来，人们利用不同 的化学物质作为添加剂以防止蛋白质变性，其中以糖类和多聚磷酸盐使用较多。但是糖类 为什么能起到防止蛋白质变性的作用，还值得进一步的研究。对于它们的作用机理，有人 认为是糖类与蛋白质的亲水基团结合，对蛋白质的结合水起保护作用。也有人认为是糖 类分子分散在蛋白质分子之间并与蛋白质反应基团结合，使蛋白质分子处于饱和状态，疏 水基团被分隔，蛋白质凝聚作用被延缓，冷冻变性则被抑制。也有人认为醇类的羟基能在 酶外形成一个疏水区，丙三醇对肌动球蛋白质蛋白的保护效果可能与此相关。另外，除添 加抗冻物质外，也有人认为玻璃化贮藏，可以避免由丁二结冰可能引起的各种损伤，如细胞 内外冰晶的机械损伤，溶液损伤，渗透损伤等，防止蛋白质冷冻变性”1 。 1 9 5 9 年日本学者n i s h i y a 首先提出了蔗糖对冷冻鱼糜的低温保护作用，其后有许多学 者对此展开了研究。1 9 7 7 年川岛孝省等f 训也发现对在食品加入一定量的糖类物质，有利于 防止蛋白质冷冻变性，而且其改善效果与加入糖的含量有关；松本行司等l l 在1 9 8 5 年进一 步证实了加入糖类物质有助于改善冷冻食品肌原纤维变性；上平初穗、松本行司等l a 2 4 3 1 也研究了加糖对蛋白质构造的影响进行了研究。，、东浩等t 4 4 1 贝t j 对加入复合磷酸盐条件下肌 原纤维热变性的改善进行了研究。在国内同行的研究中，汪之和等1 4 5 1 用正交实验l 9 ( 3 3 ) 法研究了白鲢鱼糜蛋白经漂洗后，添加食品磷酸盐和蔗糖作为抗冻剂对防l t 冷冻变性的影 响；夏文水等“”人研究新鲜虾仁在冷藏后持水率和品质的改藩问题。他们的实验结果表明 合适聚磷酸盐浸渍后的虾仁冻结后的持水：蕾明显提岛：罗永康等“”对鲢鱼蛋白质采用不同 种类和数量的低温变性保护剂对蛋白变性进行了研究。 4 湛江海洋大学硕士学位论文 综上所述，尽管国内外有关鱼类蛋白质冷冻变性的研究很多，但是对冷冻变性的机理 仍未明晰，对于如何防止蛋白质冷冻变性，虽然有很多实际的经验，但缺乏理论依据。渔 业的迅速发展，对鱼贝类的冷冻变性及其防止的研究显示出其紧迫性和重要性。但目前鱼 贝类的冻藏及其变性研究较少：国外的成果集中于一些海水鱼的研究，国内却大都以淡水 鱼作为研究对象，稍微对海水鱼和虾有所涉及，对于贝类食品冷冻变性的研究在国外很少 见，在国内几乎为空白。 1 3 本文主要研究内容及意义 本文的研究对象为南海海贝：文蛤和波纹巴非蛤。在近年来，南海贝类养殖业的迅速 发展，文蛤、波纹巴非蛤、翡翠贻贝等大宗贝类年产量均在万吨以上。但由于时域与区域 的限制，使得大部分贝类食品只能以冻品出售。然而，目前贝类冷冻加工水平不高，生产 的冷冻贝类的品质不佳，如冷冻后的贝肉风味降低、外观不够饱满、持水性下降等。这导 致了贝类冷冻食品在国内、国际市场上缺乏强大的竞争力。为此，沿海各地要求开展发展 改善贝类冷冻食品品质研究的呼声很高。可以说，贝类冷冻加工品品质的严重滞后制约了 贝类养殖业发展，急需研究改善贝类冷冻食品品质的技术，增加其附加价值，以促进贝类 养殖业的发展。利用广东丰富的贝类资源，生产高品质的贝类冷冻食品，不仅可以为贝类 的加工提供合适的途径，而且可带动贝类养殖业的健康发展，为广东海洋经济开发作出积 极贡献。 文蛤( m e t r e t r i xl i n n a e u s ) ，又名花蛤，属软体动物门( m o h u s c a ) ，瓣鳃纲 ( l a m e l l i b r a n c h f ) ，异齿亚钢( 上昆t e r o d o n t a ) ，帘蛤目( v e n e r o i d a ) ，帘蛤科( v e n e r o i d a e ) 的动物。广泛分布于印度洋、太平洋沿岸。文蛤壳体呈心脏形，有不规则排列花纹，体色 与生活环境有关，含泥量多则颜色深，反之则浅。它味道鲜美，营养丰富，为蛤中上品， 俗称“天下第一鲜”，除此外还具有键脾胃、治赤日等药用价值。波纹巴非蛤( p a p h i a u n d u l a t a ) ，又名花甲螺，俗称沙蛤、花蚬、蛤仔，与文蛤同类。壳长卵圆形，薄而具光泽。 同心生长轮脉明显，纹密。壳表光滑，黄白色至淡紫色，有“人”字形相互联系成网目状 花纹，营养丰富、味道鲜美，也是我国产量较大的南海著名海水贝删在实践中我们发现， 在同样的冷冻工艺条件下加工的冻文蛤肉和冻波纹巴非蛤肉，前者冻后失去其香脆口感 呻1 ，而后者冻后其口感还能基本满足消费者的要求，且无论是风味还是质感均是优于前者。 这就提示我们根据不同的食品原料其化学成分和结构各异，必须通过对其蛋白质冷冻变性 的比较，研究影响因子，才能揭示出其风味和质感差异的原因，从而在根本上解决冷冻品 的质量问题。 本课题组从冷冻对食品在组织结构、