复合抗冻剂中磷酸盐对黄鳍棘鲷抗冻效果的影响

李振坤; 石林凡; 任中阳; 翁武银

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2021060176

复合抗冻剂中磷酸盐对黄鳍棘鲷抗冻效果的影响

集美大学食品与生物工程学院，福建厦门 361021

基金项目: 福建省自然科学基金（2019J02013）；福建省海洋经济发展专项资金项目（FJHJF-L-2021-3）。

详细信息

作者简介:
李振坤（1995−），男，硕士研究生，研究方向：水产品加工，E-mail：876510927@qq.com

通讯作者:
翁武银（1974−），男，博士，教授，研究方向：蛋白质化学和水产加工，E-mail：wwymail@jmu.edu.cn

中图分类号: TS254.4
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出版历程
- 收稿日期: 2021-06-20
- 网络出版日期: 2022-01-13
- 刊出日期: 2022-03-14

Effect of Phosphate in Compound Cryoprotectant on Antifreeze Effect of Acanthopagrus latus

College of Food and Biological Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China

摘要

摘要: 为了提高冻藏鲷鱼品质并利用其生产优质鱼糜，研究复合抗冻剂中磷酸盐配比对黄鳍棘鲷抗冻效果的影响。采用差示扫描量热仪测定鱼肉冰点和相变焓，在单因素实验的基础上运用正交试验法优化复合抗冻剂中的磷酸盐配比。正交实验优化的复合抗冻剂磷酸盐最佳配比为3%焦磷酸钠、3%三聚磷酸钠、1%六偏磷酸钠，此时鱼肉冰点和相变焓分别为−2.3 ℃和147.2 J/g。使用磷酸盐优化的复合抗冻剂浸泡黄鳍棘鲷，在−18 ℃下冻藏30 d后鱼肉蛋白质溶解度相比未浸泡组增加了8.1%，Ca²⁺-ATPase、Mg²⁺-ATPase和Mg²⁺-Ca²⁺-ATPase活性比未浸泡组分别提高了75.6%、26.9%和113.7%，其中Ca²⁺-ATPase和Mg²⁺-Ca²⁺-ATPase分别可以达到新鲜鱼的98.6%和84.5%。浸泡组鱼肉制成的鱼糜破断力和破断距离分别为对照组的84.9%和96.3%，相比未浸泡组更接近新鲜鱼生产的鱼糜。综上所述，本研究优化的复合抗冻剂可以有效减少黄鳍棘鲷蛋白质的冷冻变性。
- 黄鳍棘鲷 /
- 冻藏 /
- 磷酸盐 /
- 冰点 /
- 相变焓 /
- ATPase活性
Abstract: In order to improve the quality of frozen bream and use it to produce high-quality surimi, the effect of phosphate ratio in compound cryoprotectant on frozen Acanthopagrus latus was studied. The freezing point and latent heat of fish were measured by differential scanning calorimeter. The ratio of phosphates in compound cryoprotectant was optimized by orthogonal experiment based on the results of single-factor experiment. The results of orthogonal experiment showed that when 3% sodium pyrophosphate, 3% sodium tripolyphosphate and 1% sodium hexametaphosphate were added into the compound cryoprotectant, the freezing point and latent heat of fish decreased to −2.3 ℃ and 147.2 J/g respectively. Acanthopagrus latus were treated with the optimized compound cryoprotectant and frozenat −18 ℃ for 30 days, the protein solubility of the fish increased by 8.1%, and the activities of Ca²⁺-ATPase, Mg²⁺-ATPase and Mg²⁺-Ca²⁺-ATPase increased by 75.6%, 26.9% and 113.7% respectively, compared with the unsoaking group. The activities of Ca²⁺-ATPase and Mg²⁺-Ca²⁺-ATPase could reach 98.6% and 84.5% of those in fresh fish. The breaking force and breaking distance of the surimi prepared by fish of the soaking group were 84.9% and 96.3% of those in surimi prepared by fresh fish respectively, and the gel strength was more similar to the surimi prepared by fresh fish compared with the unsoaking group. In conclusion, the optimized compound cryoprotectant could effectively reduce the denaturation of Acanthopagrus latus proteins during frozen storage.
- Acanthopagrus latus /
- frozen storage /
- phosphate /
- freezing point /
- latent heat /
- ATPase activity

HTML全文

冷冻贮藏可以延缓食品腐败变质，一直是我国水产品加工的重要方法，2019年全国冷冻水产品产量已经达到1500多万吨^[1]。然而，冻贮藏期间蛋白质容易发生变性导致鱼肉的口感、质地和营养价值下降^[2]，因此抗冻剂的研究与应用对保持水产品品质具有重要意义。水产品常用的抗冻剂包括海藻糖、山梨糖、磷酸盐等，其中磷酸盐能够起到很好的协同增效作用而被广泛使用^[3]。Murthy等^[4]研究发现三聚磷酸钠、山梨糖醇和蔗糖溶液浸泡处理可以抑制罗非鱼在冻藏过程中鱼肉蛋白质的ATPase活性和表观粘度的下降。刘蒙佳等^[5]的研究发现焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和海藻糖溶液的浸泡处理可以提高冻藏海鲈鱼的持水性和肌原纤维蛋白含量。然而，有关复合抗冻剂中磷酸盐复配对鱼类抗冻效果研究却鲜见报道。

鲷鱼肉质嫩滑，味道鲜美，蛋白质含量高，具有很高的营养价值，也是生产优质鱼糜的原料之一^[6]。2019年我国鲷鱼的捕捞总量已经达到13.11万吨^[1]，大量捕获的鲷鱼无法及时生产成鱼糜时只能利用冷冻暂时储藏。有研究表明冻藏会引起鱼肉蛋白质发生变性，结果导致利用冻藏鱼生产的鱼糜凝胶强度降低^[7]。也有研究发现利用冻藏罗非鱼制备的鱼糜其蛋白质表面疏水性、流变性质和活性巯基含量等指标与新鲜罗非鱼制备的鱼糜接近^[8]。这些研究结果表明，冻藏对不同鱼种蛋白质变性和鱼糜凝胶形成能力影响存在一定的差异。因此，有必要探究抗冻剂浸泡处理对鲷鱼品质的影响，为利用冷冻鲷鱼生产鱼糜提供技术支撑。

黄鳍棘鲷（Acanthopagrus latus）属于鲷科的一种，是我国东南沿海的重要经济鱼类^[9]。为利用冷冻鱼生产优质鱼糜，有必要深入探究复合抗冻剂对黄鳍棘鲷的抗冻效果。而且，利用差示扫描量热法探究复合抗冻剂对鱼肉冰点和相变焓的影响，将对不同季节、不同海域捕获的鲷鱼在复合抗冻剂快速优化方面具有良好的应用价值。因此，本研究以黄鳍棘鲷为原料，利用磷酸盐、海藻糖、山梨糖醇、氯化钠和甘油配制复合抗冻剂，研究复合抗冻剂中的焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠复配对黄鳍棘鲷抗冻效果的影响。研究结果将为复合抗冻剂在冻藏鲷鱼的应用，逐渐达到利用冻藏鲷鱼生产优质鱼糜。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活黄鳍棘鲷（180±30 g）　当地农贸市场；焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、海藻糖　食品级，河南千志商贸有限公司；甘油、氯化钠、氯化钾、氢氧化钠、三氯乙酸、钼酸铵　分析级，西陇科学；三（羟甲基）氨基甲烷、顺丁烯二酸、硫酸亚铁、氯化钙、氯化镁　分析级，国药集团；三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate，ATP）生物试剂　大连美伦生物技术有限公司。

Q2000差示量热扫描仪　美国TA仪器有限公司；TA-XT Plus质构仪　英国 Stable Micro System公司；UV-2600A紫外-可见分光光度计　中国上海元析仪器有限公司；Avanti J-25冷冻离心机　美国Beckman 公司；FA25均质机　中国上海费鲁克科技发展有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理及贮藏实验

鲜活黄鳍棘鲷购买于当地菜市场，在实验室用碎冰致死，置于不同的复合抗冻剂溶液中浸泡1 h后用差示量热扫描仪测定鱼肉的冰点和相变焓，并优化复合抗冻剂溶液中的磷酸盐配比。在最佳磷酸盐配比下，将鱼利用复合抗冻剂浸泡1 h，通过酒精介质快速冷冻至−25 ℃后，放在−18 ℃下冻藏30 d，用碎冰致死的黄鳍棘鲷作为对照组，对鱼肉的蛋白质溶解度、ATPase活性、持水性和鱼糜凝胶强度等性质进行测定，研究复合抗冻剂浸泡处理对黄鳍棘鲷鱼肉性质的影响。

1.2.2 单因素实验

配制海藻糖、氯化钠、甘油和山梨糖醇的混合溶液，质量分数分别设定为1%、1%、1%和0.5%。在混合溶液中分别添加焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠其中之一配制复合抗冻剂，根据预实验将每种磷酸盐的质量分数梯度都设定为0.1%、0.5%、1.0%、3.0%和5.0%。以冰点和相变焓为评价指标，确定各复合抗冻剂中每种磷酸盐的最适浓度。

1.2.3 正交试验

在单因素实验的基础上，复合抗冻剂中的焦磷酸钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的优化按照L₉（3⁴）进行正交试验（表1），以冰点和相变焓为评价指标，筛选复合磷酸盐的最佳配比。

表 1 正交试验因素及水平

Table 1. Experimental factors and levels

水平	因素
水平	焦磷酸钠（%）	三聚磷酸钠（%）	六偏磷酸钠（%）
1	0.1	0.1	0.1
2	1.0	1.0	1.0
3	3.0	3.0	3.0

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1.2.4 性质测定

1.2.4.1 差示扫描量热分析（DSC）

参考邵颖等^[10]的方法测定，略有改动。准确称取质量4~8 mg的鱼肉样品进行测定，以空白坩埚作为参比，从5 ℃以5 ℃/min的降温速率降温至−30 ℃，再以1 ℃/min的升温速率升温至至3 ℃。利用仪器配套的数据处理软件对DSC升温曲线进行分析，获得鱼肉的冰点和相变焓等热力学参数。

1.2.4.2 鱼肉蛋白溶解度测定

参考Shi等^[11]的方法测定，略有改动。取1 g左右鱼肉至50 mL 0.6 mol/L的KCL溶液中，在冰水浴中使用均质机以10000 r/min转速均质，搅拌浸提1 h，混合物以10000 r/min离心10 min，取上清测定蛋白质含量。蛋白质溶解度按照以下公式计算：

蛋 白 质 溶 解 度 (%) = \frac{C_{1}}{C_{2}} \times 100

$\rm 蛋白质溶解度(\text{%})= \frac{{C}_{1}}{{C}_{2}}\times \text{100}$

(1)

式中：C₁表示鱼体冻藏后每克鱼肉盐溶蛋白含量，mg；C₂表示新鲜鱼每克鱼肉盐溶蛋白含量，mg。

1.2.4.3 鱼肉ATPase活性测定

参考Benjakul等^[12]的方法制备肌原纤维蛋白溶液，将肌原纤维蛋白溶液稀释至2.5~4.0 mg/mL，取1 mL稀释液加入0.6 mL的Tris-maleate（0.5 mol/L，pH7.0），加入7.9 mL的下列溶液其中之一：10 mmol/L CaCl₂溶液；2 mmol/L MgCl₂溶液；0.1 mmol/L CaCl₂和2 mmol/L MgCl₂溶液。向每个分析溶液中加入0.5 mL 20 mmol/L的ATP以引发反应。反应在25 ℃下进行8 min，加入5 mL 15%三氯乙酸终止反应（空白组先加三氯乙酸后加ATP）。采用钼酸铵比色法^[12]测定反应中释放的无机磷含量，ATPase活性表示为每毫克肌原纤维蛋白每分钟所释放的无机磷量，根据以下公式计算：

A T P a s e 活 性 (μ m o l P i / (m g p r o \cdot m i n)) = \frac{m}{t \times M}

$\rm ATPase活性(\mu mol\;Pi/(mg\;pro\cdot min))= \frac{m}{t\times M}$

(2)

式中：m表示生成无机磷量，μmol；t表示反应时间，min；M表示肌动球蛋白的含量，mg。

1.2.4.4 鱼肉持水性测定

参考Olsson等^[13]的方法测定并做适当改动。称取5 g左右的鱼肉块，用三层滤纸包裹，然后离心（4 ℃，500 ×g，15 min），称量离心后样品的质量，鱼肉持水率根据以下公式计算：

持 水 率 (%) = \frac{W_{2}}{W_{1}} \times 100

$\rm 持水率(\text{%})= \frac{{W}_{2}}{{W}_{1}}\times 100$

(3)

式中：W₁表示离心前质量，g；W₂表示离心后质量，g。

1.2.4.5 冻融过程鱼肉质量变化测定

浸泡组黄鳍棘鲷置于磷酸盐复配抗冻剂中浸泡1 h，置于−18 ℃冰箱中冻藏30 d后取出，室温下自然解冻2 h，未浸泡组不做浸泡处理而在碎冰上静置1 h，其余条件不变。分别在鱼体处理前、处理后、冻藏30 d后（解冻前）和解冻后的各阶段称重。

1.2.4.6 鱼糜凝胶强度测定

参考Chaijan等^[14]的方法制备鱼糜，将鱼糜在低温条件下空擂15 min，加入鱼糜质量2%的NaCl盐擂15 min，然后将擂溃好的鱼浆装入不锈钢容器（Φ30×30 mm）中，采用两段加热法即40 ℃加热1 h后90 ℃加热15 min，然后放入碎冰中迅速冷却30 min，放在4 ℃条件下平衡12 h，最后利用质构仪采用球形探头（p/5s），以测前0.5 mm/s、测中0.5 mm/s、测后5 mm/s的测试速度，20 mm的穿刺距离测定鱼糜凝胶的凝胶强度。

1.3 数据处理

数据处理软件为Excel 2016，图形绘制软件为Origin2019，正交试验采用正交设计助手设计并做极差分析，显著性差异分析软件为SPSS17，实验数据结果取三次平行实验的平均值。

2. 结果与分析

2.1 磷酸盐对鱼肉冰点和相变焓的影响

图1显示了磷酸盐对黄鳍棘鲷冰点和相变焓的影响。由图1可知，新鲜黄鳍棘鲷的冰点和相变焓分别为−1.2 ℃和220.8 J/g，与报道的鲢鱼的冰点（−0.8 ℃）和相变焓（203.2 J/g）^[15]接近。当鱼肉经过复合抗冻剂溶液浸泡后，鱼肉的冰点和相变焓均随磷酸盐溶液浓度的升高而下降。在相同的浓度下，三聚磷酸钠复合抗冻剂浸泡的鱼肉冰点和相变焓下降最明显。当复合抗冻剂中六偏磷酸钠浓度大于1.0%时，鱼肉的冰点和相变焓不再发生明显的变化。降低冰点和相变焓可以减少冻结所需要的潜热，使鱼肉更快通过最大冰晶生成带，形成小而均匀的晶体，降低冰晶生长对鱼肉结构的破坏^[16]。有研究报道，磷酸盐可以螯合金属离子，包埋在蛋白质内部的羧基暴露出来，增大蛋白质间的静电斥力，结果使蛋白质的持水空间得到增加^[17]。而且，肌原纤维蛋白在碱性环境下容易解离，解离的肌球蛋白的持水能力远高于肌动球蛋白^[18]。Hu等^[19]在研究磷酸盐对牛肉肌原纤维蛋白质结构影响时，发现焦磷酸钠和三聚磷酸钠具有较高的pH和短链结构，容易使包埋在蛋白质内部的疏水性基团暴露出来并扩大蛋白持水空间，而六偏磷酸钠的pH偏中性且具有长链结构，容易引起蛋白质聚集，减弱小分子抗冻剂的作用。Xiong等^[20]在研究磷酸盐在鸡肉蛋白中的渗透中发现，六偏磷酸钠的渗透能力最差，这是因为六偏磷酸钠分子结构为环状，不易渗透到蛋白质内部。类似于报道的研究结果，图1的结果也表明焦磷酸钠和三聚磷酸钠对鱼肉冰点和相变焓的影响明显大于六偏磷酸钠。

图 1 复合抗冻剂中的磷酸盐对黄鳍棘鲷冰点和相变焓的影响

Figure 1. Effects of phosphate in compound cryoprotectant on freezing point and latent heat of Acanthopagrus latu

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鱼肉的冰点和相变焓虽然随焦磷酸钠和三聚磷酸钠的浓度增加均出现下降，但是当磷酸盐浓度从3.0%上升到5.0%时却变化较小（图1）。Gonalves等^[21]研究报道水产品浸泡处理的复合磷酸盐浓度一般设为2%~6%，这主要是过高的磷酸盐浓度不仅对鱼肉抗冻影响较小，还可能造成鱼肉品质下降^[22]。因此，焦磷酸钠和三聚磷酸钠的浓度水平选为0.1%、1.0%、3.0%。另一方面，当六偏磷酸钠浓度大于1.0%时鱼肉的冰点和相变焓不再发生明显的变化（图1），因此以1.0%浓度为中心值确定了六偏磷酸钠的浓度水平。根据选择的磷酸盐水平按照正交试验L₉（3⁴）进行研究，结果如表2所示。对极差R大小分析可知，磷酸盐对黄鳍棘鲷的冰点和相变焓的影响效果依次为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠，这与单因素实验结果吻合。冰点和相变焓的K值均显示复合抗冻剂中磷酸盐的最优复配比为3.0%焦磷酸钠、3.0%三聚磷酸钠、1.0%六偏磷酸钠。在最优复配比的条件下黄鳍棘鲷的冰点为−2.3℃，相变焓为147.2 J/g，其结果好于正交试验所有组合的结果。因此，在接下来的冻藏实验中，利用经磷酸盐优化后的复合抗冻剂处理浸泡组。

表 2 复合抗冻剂中的磷酸盐正交试验方案及结果

Table 2. Orthogonal experiment and result of phosphate in compound cryoprotectant

实验号	焦磷酸钠（%）	三聚磷酸钠（%）	六偏磷酸钠（%）	冰点（℃）	相变焓（J/g）
1	0.1	0.1	0.1	−1.5	189.6
2	0.1	1.0	1.0	−1.7	174.2
3	0.1	3.0	3.0	−1.8	176.6
4	1.0	0.1	3.0	−1.6	187.4
5	1.0	1.0	1.0	−1.8	171.0
6	1.0	3.0	0.1	−2.2	152.8
7	3.0	0.1	3.0	−1.6	181.9
8	3.0	1.0	0.1	−1.8	168.1
9	3.0	3.0	1.0	−2.3	147.2
冰点
K₁	−1.7	−1.6	−1.8
K₂	−1.8	−1.8	−1.9
K₃	−1.9	−2.1	−1.7
R	0.2	0.5	0.1
相变焓
K₁	180.1	186.3	170.2
K₂	170.4	171.1	169.6
K₃	165.7	158.9	176.5
R	14.4	27.4	6.9

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2.2 蛋白质溶解度

鱼肉冻藏过程中冷冻变性会使蛋白质在0.6 mol/L KCl中的溶解度下降，因此通过测定0.6 mol/L KCl下的蛋白质溶解度可以判断冻藏过程中蛋白质变性程度^[23]。如图2所示，以新鲜黄鳍棘鲷（对照组）蛋白质在0.6 mol/L KCl的溶解度为参照对象，冻藏30 d后未浸泡组的蛋白质溶解度为对照组的84.5%，显著低于浸泡组（P<0.05），表明复合抗冻剂可以抑制鱼肉蛋白质在冻藏过程中的变性。这与刘妙等^[24]研究复合磷酸盐、海藻糖和乳酸钠对冻藏鱿鱼蛋白溶解度的结果类似。通常，鱼肉冷冻变性会使鱼肉蛋白质形成新的疏水相互作用、氢键和二硫键^[25]，导致蛋白质溶解度在冷冻贮藏期间逐渐下降。含有磷酸盐的复合抗冻剂使鱼肉pH稳定在中性并在蛋白质表面形成结合水分子层以保护蛋白质结构，减少冻藏过程中蛋白质发生冷冻变性^[3]。

图 2 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷蛋白溶解度的影响

注：同一指标不同小写字母代表数据差异显著（P<0.05）；图3~图4、表4同。

Figure 2. Effects of compound cryoprotectant on protein solubility of Acanthopagrus latus

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2.3 鱼肉ATPase活性变化

Ca²⁺能与未变性的肌球蛋白头部位点结合激活Ca²⁺-ATPase，而变性的肌球蛋白与Ca²⁺难以结合导致Ca²⁺-ATPase活性降低，因此Ca²⁺-ATPase可以反映肌球蛋白的变性程度^[26]，由图3可知，新鲜黄鳍棘鲷（对照组）的Ca²⁺-ATPase活性为0.46 μmol/mg·min，冻藏30 d后浸泡组和未浸泡组的Ca²⁺-ATPase活性下降至对照组的56.2%和98.6%，表明复合抗冻剂可以有效抑制鱼肉Ca²⁺-ATPase活性的下降。有研究认为，Ca²⁺-ATPase活性的丧失是由于冰晶引起的肌球蛋白头部的构象变化以及pH下降引起的^[27]。含有磷酸盐的复合抗冻剂不仅可以与肌球蛋白结合形成结合水保护层，减小冰晶对肌球蛋白结构的破坏，还具有pH缓冲作用维持鱼肉pH的稳定性^[3]，进而降低肌球蛋白变性。

图 3 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷ATPase活性的影响

Figure 3. Effects of compound cryoprotectant on ATPase activity of Acanthopagrus latus

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研究表明Ca²⁺-ATPase和Mg²⁺-ATPase具有相似的结构，但是Mg²⁺-ATPase的ATP结合位点被四个多肽链包围，而Ca²⁺-ATPase相应的多肽链远离ATP活性位点^[28]。因此，在研究加热对鲤鱼的肌原纤维蛋白溶液的影响时，发现Mg²⁺-ATPase活性比Ca²⁺-ATPase下降得快^[29]。在本研究的黄鳍棘鲷冻藏实验中也发现了类似的现象（图3），这可能是鱼肉的Mg²⁺-ATPase活性位点比Ca²⁺-ATPase容易受外界环境因素影响的缘故。另一方面，有外源Ca²⁺的情况下，Mg²⁺-ATPase受到肌钙蛋白调控，改变肌钙蛋白和肌球蛋白的相对位置，进而激活Mg²⁺-ATPase活性^[30]。因此，在黄鳍棘鲷冻藏实验中Ca²⁺-Mg²⁺-ATPase的活性明显优于Mg²⁺-ATPase活性（图3）。

2.4 持水性变化

鱼肉持水性下降会影响产品品质，持水性也成为评价鱼肉品质的重要指标之一^[31]。复合抗冻剂对黄鳍棘鲷持水性的影响如图4所示，浸泡组持水性显著高于未浸泡组（P<0.05），可以达到对照组的96.4%，表明经磷酸盐优化后的复合抗冻剂可以提高冻藏鱼肉的持水性。复合抗冻剂中的磷酸盐对鱼肉pH具有缓冲作用，可以维持蛋白质分子和水分子之间的静电吸附力^[17]。磷酸盐可以螯合鱼肉中的金属阳离子释放蛋白结合水分子的空间，还可以使肌动球蛋白解离出持水能力强的肌球蛋白，从而增大鱼肉的持水性^[17]。在本研究中，复合抗冻剂不仅可以增加鱼肉的持水性（图4），也增加了鱼肉蛋白质的溶解度（图2）。这个现象类似于Xu等^[32]报道猪肉持水性与蛋白溶解度间的相关性。

图 4 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷持水性的影响

Figure 4. Effects of compound cryoprotectant on water holding capacity of Acanthopagrus latus

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2.5 冻融过程的质量变化

表3显示了复合抗冻剂浸泡处理对冻藏黄鳍棘鲷质量变化的影响。从表3中可以看到，鱼体经过冻藏和解冻后，未浸泡组的鱼体质量下降了4.8%，而浸泡组鱼体的质量在经过浸泡处理、冻藏和解冻后没有发生明显变化。韦航等^[33]研究发现草鱼在冻藏解冻后质量下降，但经海藻糖抗冻剂浸泡，冻藏解冻后鱼肉的质量与浸泡处理前的质量无明显变化。通常，鱼体冷冻形成的结晶水在解冻过程中不会被细胞吸收导致鱼体质量损失，而复合抗冻剂可以抑制结晶水在解冻过程中的流失，从而减少浸泡组鱼体在冻融过程中的质量损失。刘蒙佳等^[5]研究浸泡复合磷酸盐和海藻糖对冷冻海鲈鱼的影响时，也发现浸泡抗冻剂后减少了鲈鱼解冻过程的质量损失。因此，复合抗冻剂的浸泡处理可增强鱼肉持水性（图4），减少冻融过程中水分的流失。

表 3 复合抗冻剂对冻藏黄鳍棘鲷质量变化的影响（g）

Table 3. Effects of compound cryoprotectant on the mass change of frozen Acanthopagrus latus (g)

分组	处理前	处理后	解冻前	解冻后
未浸泡组	164.8±12.5^Aa	−	163.6±12.5^Aa	156.9±11.9^Aa
浸泡组	164.6±8.1^Aa	168.6±8.5^A	166.8±8.2^Aa	164.9±6.6^Aa
注：同一行不同大写字母表示差异显著（P<0.05）；同一列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

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2.6 鱼糜凝胶强度的变化

表4显示了复合抗冻剂对鱼糜凝胶强度的影响。从表中可以看到经过30 d的冻藏，利用未浸泡组鱼肉制成的鱼糜凝胶其破断力和破断距离都小于对照组，而浸泡组破断力和破断距离比未浸泡组提高了56.1%和24.2%。通常，冻结会引起鱼肉蛋白质部分结合水脱离，未冻结细胞液浓缩，pH和离子强度变化，结果导致鱼肉蛋白质变性和鱼糜凝胶形成能力下降^[8]。曾妮等^[7]研究冻藏对草鱼生产鱼糜的影响时，发现冻藏引起的凝胶形成能力下降主要是蛋白质冷冻变性有关。在本研究中，利用复合抗冻剂浸泡处理的冷冻黄鳍棘鲷制备的鱼糜制品，其凝胶强度可以接近新鲜鱼，这是因为抗冻剂处理可以延缓鱼肉蛋白质的冷冻变性，进而维持鱼肉蛋白的凝胶形成能力。这个结果还表明了抗冻剂处理方法可以作为一时大量捕获的海鱼却来不及生产鱼糜的处理手段。

表 4 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷凝胶强度的影响

Table 4. Effects of combination cryoprotectant on gel strength of Acanthopagrus latus

	破断力（g）	破断距离（mm）
对照组	370.8±14.9^a	15.4±0.3^a
未浸泡组	202.8±15.6^c	12.0±0.3^c
浸泡组	316.7±10.6^b	14.9±0.1^b

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3. 结论

当复合抗冻剂中磷酸盐的复配比为3%焦磷酸钠、3%三聚磷酸钠和1%六偏磷酸钠时，鱼肉的冰点和相变焓最低，其影响效果依次为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠。经磷酸盐优化后的复合抗冻剂可以有效减少黄鳍棘鲷蛋白质的冷冻变性，进而提高鱼肉持水性和降低解冻损失。在冻藏30 d后，利用复合抗冻剂处理的鲷鱼生产鱼糜，其凝胶强度能接近新鲜鱼生产的鱼糜。本研究可以为复合抗冻剂的快速优化配比提供理论指导和利用冷冻鱼生产优质鱼糜提供技术支撑，然而关于复合抗冻剂对不同脂肪含量鱼种的抗冻效果还有待进一步探究。

图 1 复合抗冻剂中的磷酸盐对黄鳍棘鲷冰点和相变焓的影响

Figure 1. Effects of phosphate in compound cryoprotectant on freezing point and latent heat of Acanthopagrus latu

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图 2 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷蛋白溶解度的影响

注：同一指标不同小写字母代表数据差异显著（P<0.05）；图3~图4、表4同。

Figure 2. Effects of compound cryoprotectant on protein solubility of Acanthopagrus latus

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图 3 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷ATPase活性的影响

Figure 3. Effects of compound cryoprotectant on ATPase activity of Acanthopagrus latus

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图 4 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷持水性的影响

Figure 4. Effects of compound cryoprotectant on water holding capacity of Acanthopagrus latus

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表 1 正交试验因素及水平

Table 1 Experimental factors and levels

水平	因素
水平	焦磷酸钠（%）	三聚磷酸钠（%）	六偏磷酸钠（%）
1	0.1	0.1	0.1
2	1.0	1.0	1.0
3	3.0	3.0	3.0

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表 2 复合抗冻剂中的磷酸盐正交试验方案及结果

Table 2 Orthogonal experiment and result of phosphate in compound cryoprotectant

实验号	焦磷酸钠（%）	三聚磷酸钠（%）	六偏磷酸钠（%）	冰点（℃）	相变焓（J/g）
1	0.1	0.1	0.1	−1.5	189.6
2	0.1	1.0	1.0	−1.7	174.2
3	0.1	3.0	3.0	−1.8	176.6
4	1.0	0.1	3.0	−1.6	187.4
5	1.0	1.0	1.0	−1.8	171.0
6	1.0	3.0	0.1	−2.2	152.8
7	3.0	0.1	3.0	−1.6	181.9
8	3.0	1.0	0.1	−1.8	168.1
9	3.0	3.0	1.0	−2.3	147.2
冰点
K₁	−1.7	−1.6	−1.8
K₂	−1.8	−1.8	−1.9
K₃	−1.9	−2.1	−1.7
R	0.2	0.5	0.1
相变焓
K₁	180.1	186.3	170.2
K₂	170.4	171.1	169.6
K₃	165.7	158.9	176.5
R	14.4	27.4	6.9

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表 3 复合抗冻剂对冻藏黄鳍棘鲷质量变化的影响（g）

Table 3 Effects of compound cryoprotectant on the mass change of frozen Acanthopagrus latus (g)

分组	处理前	处理后	解冻前	解冻后
未浸泡组	164.8±12.5^Aa	−	163.6±12.5^Aa	156.9±11.9^Aa
浸泡组	164.6±8.1^Aa	168.6±8.5^A	166.8±8.2^Aa	164.9±6.6^Aa
注：同一行不同大写字母表示差异显著（P<0.05）；同一列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

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表 4 复合抗冻剂对黄鳍棘鲷凝胶强度的影响

Table 4 Effects of combination cryoprotectant on gel strength of Acanthopagrus latus

	破断力（g）	破断距离（mm）
对照组	370.8±14.9^a	15.4±0.3^a
未浸泡组	202.8±15.6^c	12.0±0.3^c
浸泡组	316.7±10.6^b	14.9±0.1^b

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参考文献(33)

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理及贮藏实验
1.2.2 单因素实验
1.2.3 正交试验
1.2.4 性质测定
1.2.4.1 差示扫描量热分析（DSC）
1.2.4.2 鱼肉蛋白溶解度测定
1.2.4.3 鱼肉ATPase活性测定
1.2.4.4 鱼肉持水性测定
1.2.4.5 冻融过程鱼肉质量变化测定
1.2.4.6 鱼糜凝胶强度测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 磷酸盐对鱼肉冰点和相变焓的影响
2.2 蛋白质溶解度
2.3 鱼肉ATPase活性变化
2.4 持水性变化
2.5 冻融过程的质量变化
2.6 鱼糜凝胶强度的变化
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理及贮藏实验
1.2.2 单因素实验
1.2.3 正交试验
1.2.4 性质测定
1.2.4.1 差示扫描量热分析（DSC）
1.2.4.2 鱼肉蛋白溶解度测定
1.2.4.3 鱼肉ATPase活性测定
1.2.4.4 鱼肉持水性测定
1.2.4.5 冻融过程鱼肉质量变化测定
1.2.4.6 鱼糜凝胶强度测定
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 磷酸盐对鱼肉冰点和相变焓的影响
2.2 蛋白质溶解度
2.3 鱼肉ATPase活性变化
2.4 持水性变化
2.5 冻融过程的质量变化
2.6 鱼糜凝胶强度的变化
3. 结论

参考文献(33)

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复合抗冻剂中磷酸盐对黄鳍棘鲷抗冻效果的影响

作者简介: 李振坤（1995−），男，硕士研究生，研究方向：水产品加工，E-mail：876510927@qq.com

通讯作者: 翁武银（1974−），男，博士，教授，研究方向：蛋白质化学和水产加工，E-mail：wwymail@jmu.edu.cn

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