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中国精品科技期刊2020

吉奥罗非鱼脆化前后品质特性变化研究

陈梅, 覃静凯, 杨子毅, 覃忠意, 周杰, 姜洁群, 刘小玲

陈梅,覃静凯,杨子毅,等. 吉奥罗非鱼脆化前后品质特性变化研究[J]. 食品工业科技,2025,46(3):295−303. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024020103.
引用本文: 陈梅,覃静凯,杨子毅,等. 吉奥罗非鱼脆化前后品质特性变化研究[J]. 食品工业科技,2025,46(3):295−303. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024020103.
CHEN Mei, QIN Jingkai, YANG Ziyi, et al. Changes of Quality Characteristics before and after Embrittlement of Oreochromis niloticus×O. aureus[J]. Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(3): 295−303. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024020103.
Citation: CHEN Mei, QIN Jingkai, YANG Ziyi, et al. Changes of Quality Characteristics before and after Embrittlement of Oreochromis niloticus×O. aureus[J]. Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(3): 295−303. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024020103.

吉奥罗非鱼脆化前后品质特性变化研究

详细信息
    作者简介:

    陈梅(1997−),女,硕士研究生,研究方向:水产品加工理论与技术,E-mail:1668526568@qq.com

    通讯作者:

    刘小玲(1972−),女,博士,教授,研究方向:水产品加工理论与技术,E-mail:1106113912@qq.com

  • 中图分类号: TS254.1

Changes of Quality Characteristics before and after Embrittlement of Oreochromis niloticus×O. aureus

  • 摘要: 以吉奥罗非鱼(Oreochromis niloticus×O. aureus)为研究对象,通过对普通吉奥罗非鱼(Normal tilapia,NT)与脆化后吉奥罗非鱼(Crisp tilapia,CT)的营养成分、热力学性质、微观结构、质构特性及感官品质的差异分析,为脆化罗非鱼找准有效开发利用方向。结果显示,CT的水分含量显著低于NT(P<0.05),但蛋白质和脂肪含量分别比NT高14.99%和61.48%。与NT相比,脆化后的总氨基酸、必需氨基酸和鲜味氨基酸含量显著提升(P<0.05),肌原纤维蛋白、基质蛋白和胶原蛋白含量分别增加了10.77%、8.65%和51.15%。CT中共检出19种脂肪酸,饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸:多不饱和脂肪酸比例为1.63:1.20:1。CT的冰点为−0.81 ℃,低于NT的−0.73 ℃,且蛋白质变性过程热焓比NT高21.48%;CT的肌纤维结构更紧实致密,质构特性表明CT的硬度、胶粘性和咀嚼性显著高于NT(P<0.05);脆化后鱼肉整体感官品质提高了23.84%。研究表明吉奥罗非鱼脆化后,肌肉组成及品质指标均发生不同程度改变,是吉奥罗非鱼营养价值及肉质口感提升的关键因素。综上,CT不仅在营养价值上展现出显著优势,同时在质构特征和感官质地上优于NT,为脆肉罗非鱼的加工利用和市场推广提供了科学依据。
    Abstract: Oreochromis niloticus×O. aureus was taken as the research object, and the difference of nutrient composition, thermodynamic property, microstructure, texture property and sensory quality between normal tilapia (NT) and crisp tilapia (CT) was analyzed to find out the effective development and utilization direction of brittle tilapia. The results showed that the moisture content of CT was significantly lower than that of NT (P<0.05), but the protein and fat content of CT were 14.99% and 61.48% higher than that of NT, respectively. Compared with NT, the contents of total amino acid, essential amino acid and umami amino acid were significantly increased (P<0.05), and the contents of myofibrillar protein, matrix protein and collagen were increased by 10.77%, 8.65% and 51.15%, respectively. A total of 19 fatty acids were detected by CT, and the ratio of saturated fatty acids:monounsaturated fatty acids:polyunsaturated fatty acids was 1.63:1.20:1. The freezing point of CT was −0.81℃, lower than that of NT was −0.73 ℃, and the enthalpy of protein denaturation was 21.48% higher than that of NT. The muscle fiber structure of CT was more compact and dense, and the hardness, stickiness and mastication of CT were significantly higher than those of NT (P<0.05). The overall sensory quality of fish was improved by 23.84% after embrittlement. The results showed that after embrittlement, the muscle composition and quality indexes changed to different degrees, which was the key factor to improve the nutritional value and meat quality of the fish. In summary, CT not only shows significant advantages in nutritional value, but also superior to NT in texture characteristics and sensory texture, which provided a scientific basis for processing and marketing of crisp meat tilapia.
  • 罗非鱼是广东、广西和海南等华南地区广泛养殖的一种淡水鱼,具有生长快、繁殖率高、刺少、肉质鲜嫩等优点[12]。吉奥罗非鱼(Oreochromis niloticus♀×O. aureas♂)是以新吉富罗非鱼为母本,奥利亚罗非鱼为父本杂交而得的新鱼种,其生长率和存活率都相较亲本种群高,具有抗病能力强和出肉率高等众多优势[3]。目前,罗非鱼主要以鲜鱼销售,或冷冻条鱼和鱼片加工出口为主,其他加工产品尚未见规模生产。近年来,水产养殖领域技术人员借鉴脆肉鲩的养殖技术,将其引用到罗非鱼脆化养殖中,已成功养殖出肌肉组织状态发生明显改变的脆肉罗非鱼。目前,有极少数研究人员对脆肉尼罗罗非鱼的生长特性、血液指标、质构和营养品质方面进行分析,但未涉吉奥罗非鱼品种。现有研究发现脆化饲料可改善鱼肉的营养价值、食用品质和质构特性,但对生长性能和生理参数有负面影响[46]。谢曦等[4]发现脆化可使罗非鱼的理化及营养特性发生显著改变。Li等[5]发现罗非鱼的生长性能和生理指标在脆化过程受到干扰。符兵等[6]研究发现蚕豆及其活性物质对罗非鱼的生长特性、抗氧化能力、肝功能及质构特性产生不同程度影响。由于脆肉罗非鱼的食用特性等尚未被充分了解,导致脆肉罗非鱼的消费量仍未明显攀升,加工产品更是空白。

    作为新兴的养殖品类,为更科学合理地开发利用脆化罗非鱼,促进脆肉罗非鱼产业的健康发展,本研究以吉奥罗非鱼为研究对象,开展脆化前后的营养成分、热力学性质、微观结构、质构特性及感官等品质的对比研究,客观评价脆化罗非鱼的特征,挖掘其优势和特色,以期为脆化罗非鱼的加工利用提供理论支持。

    普通吉奥罗非鱼(Normal tilapia,NT)、脆肉吉奥罗非鱼(Crisp tilapia,CT) 南宁益泽水产有限公司,两种鱼每尾均为1.5~2.0 kg;氨基酸标准品 色谱纯,中国国家标准中心;磺基水杨酸、盐酸、硫酸等 优级纯,科隆化学品有限公司;氢氧化钠、氯化钾、硫酸铜、硫酸钾、三氯乙酸 分析纯,科密欧化学试剂有限公司。

    SQP电子天平 德国赛多利斯仪器有限公司;TMS-PRO质构仪 美国FTC公司;Q25差示扫描量热仪 美国TA公司;F16502表面微观测试仪 荷兰PHENOM公司;PREPASH219全自动水分灰分测定仪 Precisa公司;SKD-600自动凯式定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司;SZF-06A脂肪测定仪 上海新嘉电子有限公司;H5-21KR落地式高速冷冻离心机 湖南可成仪器设备有限公司;L-8900高速全自动氨基酸分析仪 日本日立公司。

    将鲜活鱼进行头部敲击宰杀,去除鱼头、鳞片、鱼皮及内脏,从背部平行于胸鳍基部外侧开始向尾部取出鱼两侧长约15 cm、鱼肉中线以上的背肌,并用自来水冲洗,将所取肌肉切成约5×5×2 cm3肉片放入封口袋独立密封包装,在冰鲜条件下进行基本营养成分、蛋白质组成、脂肪酸、热特性、微观结构、质构特性测试。将鱼片放入100 ℃开水中煮制3 min,取出晾凉,进行感官评价。

    水分按GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法测定[7]。粗蛋白按GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法测定[8],蛋白质换算系数为6.25。粗脂肪按GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法测定[9]。灰分按GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的高温灼烧法测定[10]

    鱼肉中氨基酸的测定参考Calanche等[11]及GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》[12]方法进行测定。采用盐酸将蛋白质水解成游离氨基酸,使用L-8900型全自动氨基酸分析仪测定鱼肌肉中的氨基酸含量。参照FAO/WHO提出的每克氮中氨基酸评分标准模式和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白模式进行营养价值评估[1314]

    参考Chaijan等[15]的方法并稍作修改。将鱼肉打碎混匀后准确称取10.00 g,加入100 mL经预冷的磷酸钠盐缓冲液(0.05 mol/L、pH7.5),漩涡振荡混匀3 min,抽提2 h,在8000×g离心30 min,将得到的沉淀重复上述浸提3次,合并得上清液A0与沉淀B0。在上清液A0中加入10 g三氯乙酸,静置30 min后于8000×g离心30 min,得上清液A1和沉淀B1。向沉淀B0中加入经预冷且含0.6 mol/L NaCl的缓冲溶液(0.1 mol/L、pH7.5),漩涡振荡混匀3 min,浸提90 min,在8000×g离心20 min,将得到的沉淀重复上述浸提3次,合并得上清液A2与沉淀B2。向沉淀B2中加入100 mL经预冷的0.1 mol/L的氢氧化钠溶液,漩涡振荡混匀3 min,抽提18 h,在8000×g离心30 min,得上清液A3和沉淀B3。整个过程在4 ℃进行,上清液A1、A2、A3分别为非蛋白氮、肌原纤维蛋白和碱溶性蛋白,沉淀B1、B3分别为肌浆蛋白和基质蛋白,各蛋白质含量用凯氏定氮法测定。

    参考GB/T 9695.23-2008测定鱼肉中羟脯氨酸的含量[16]。经胶原蛋白与羟脯氨酸的换算系数11%计算得到胶原蛋白含量[17]

    参照GB 5009.168-2016[18]中内标法测定脂肪酸含量。

    参考贡慧等[19]的方法,称量鱼肉样品10~15 mg放入铝坩埚,设置30 ℃为初温,以3 ℃/min降温至-45 ℃,保温5 min,然后以3 ℃/min升温至90℃,并恒温5 min,得鱼肉热流曲线。其中,将降温曲线相变初始温度视为鱼肉冻结温度(Tf),升温曲线接近0 ℃的相变峰温视为鱼肉的冰点温度(Tθ[20]

    参考甘承露等[21]和Shi等[22]的方法略作修改,选取重量差±0.1 mg的铝坩埚,1套压封后作参比盘,将空白盘和参比盘放入仪器中,-45 ℃恒温5 min后以10 ℃/min升温至90 ℃,恒温5 min,得基线;降至室温后取出样品盘,然后把标准物蓝宝石装进样品盘,执行与基线完全一致的程序,得蓝宝石曲线;冷却后取出样品盘及蓝宝石,称取10~20 mg鱼肉样品,盖上样品盖,用压机压紧样品盘,执行与基线完全一致的程序,得样品曲线。

    两种罗非鱼肉的比热容按下式进行计算:

    Capp(J/(gK))=mstdms×DSCsDSCbDSCstdDSCb×Cp,std (1)

    式中:Capp表示鱼肉比热容,J/(g·K);mstd表示蓝宝石质量,mg;ms表示鱼肉质量,mg;DSCs表示鱼肉热流信号,mW;DSCb表示空盘热流信号,mW;DSCstd表示蓝宝石热流信号,mW;Cp,std表示蓝宝石比热,J/(g·K)。

    两种罗非鱼肉的热焓按下式进行计算:

    H(J/g)=T-40T-40Capp(T)dT (2)

    式中:H表示热焓,J/g;T表示温度,℃;Capp(T)表示温度T时比热,J/(g·K)。

    参照廖锦晗等[23]的方法稍作修改,用手术刀将鱼肉切成5 mm×5 mm×3 mm的鱼片,蒸馏水冲洗干净后倒入2.5%戊二醛溶液(用50%戊二醛溶液和0.1 mol/L、pH7.0的磷酸盐缓冲液配制)放在4 ℃冰箱固定48 h,取出后用0.1 mol/L、pH7.0的磷酸盐缓冲液漂洗20 min,重复3次。漂洗之后分别用体积分数为30%、50%、70%、90%、100%的乙醇溶液浸泡脱水20 min。最后用乙酸异戊脂浸泡脱水10 min,重复3次。最后将鱼片样品经-80 ℃预冷后用真空冷冻机冷冻干燥24 h,对样品表面进行喷金30 s处理,使用扫描电子显微镜以10 kV加速电压在200倍放大倍数下对鱼肉样品的肌纤维形态进行观察及拍摄图片。

    鱼肉质地剖面分析参照Chen等[24]的方法稍作修改,将鱼肉切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的鱼块后分成两组,一组新鲜鱼块,一组放入100 ℃开水中煮制3 min,晾凉后用滤纸吸干表面水分。将处理好的鱼块置于样品台上,采用质构仪TPA(全质构)模式进行测试。选用P36探头,设置两次压缩,60 mm/min检测速度,0.5 N触发力,50%压缩量,3 s停持时间。

    鱼片经100 ℃开水中煮制3 min后取出晾凉,进行感官评价。选取具备食品感官评价要求的人员男女各5名,按表1的评分标准对鱼片的外观、气味、口感及整体进行感官评定,每个单项指标评分在0~10分之间[25]

    表  1  鱼片感官评分标准
    Table  1.  Sensory evaluation standard of fish fillet
    感官指标 分数
    8~10分 5~7分 0~4分
    外观 鱼肉完整,
    色泽好
    鱼肉略有松散,
    色泽一般
    鱼肉不完整有缺失,
    色泽差
    气味 鱼香味浓,
    无异味
    鱼香味良好,
    无异味
    无鱼香味,有异味
    口感 弹性高,
    肉质爽脆
    弹性一般,
    肉质较爽脆
    弹性差,肉质
    无爽脆感
    整体 鱼肉完整,色泽
    与气味相符,
    色香味协调统一
    鱼肉略有松散,色泽
    气味较符合,
    色香味良好
    鱼肉松散缺失,色泽
    与气味不符,色香味
    不协调
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    每个实验平行3次,采用SPSS 27.0对实验数据进行方差分析(ANOVA),检查各个结果的差异性(P<0.05为差异显著),同时使用Excel进行数据处理整理,用平均值±标准差(¯X±SD)表示结果,利用Origin 2023绘制处理图表。

    两种罗非鱼的基本营养成分如表2所示。由表2可见知,CT的水分含量比NT低2.81%,但其蛋白质和脂肪比NT分别高14.99%和61.48%(P<0.05)。两种罗非鱼灰分含量无显著差异(P>0.05)。脆化后,鱼肉水分含量下降,总固形物含量增加,这可能是影响鱼肉质地等性质变化的原因。这一变化结果与Ling等[25]及秦志清[26]的研究结果一致。

    表  2  鱼肉基本营养成分含量(g/100 g,湿重)
    Table  2.  Composition of nutritional compounds from fish meat (g/100 g, wet weight)
    指标 CT NT
    水分 76.42±0.16b 78.63±0.27a
    蛋白质 19.26±0.29a 16.75±0.28b
    脂肪 2.18±0.04a 1.35±0.05b
    灰分 1.09±0.03a 1.15±0.03a
    注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05),表3~表7表9同。
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    基本营养成分显示,脆化后的鱼肉粗蛋白明显提高。对其进行蛋白质总氨基酸的检测结果如表3所示。由表3可知,脆化前后,两种鱼肉氨基酸构成未发生改变,但CT总氨基酸含量为18.64 g/100 g,显著高于NT的15.65 g/100 g(P<0.05),其中必需氨基酸和鲜味氨基酸均为NT的1.2倍(P<0.05),CT的天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸分别比NT高29%、20%、10%和16%。鱼肉组成氨基酸的类型在蛋白质的空间结构、稳定性和功能上起决定性作用,含硫氨基酸形成碳硫(C-S)、硫醇(-SH)和二硫键(S-S)在蛋白质形成稳定结构中起重要作用。蛋白质的物理和化学性质,如结构、溶解度及与脂肪结合的能力受氨基酸疏水性影响,疏水氨基酸含量较高的蛋白质具有更高的稳定性[25]。CT的含硫氨基酸和疏水氨基酸分别比NT高14%、16%,说明脆化后脆肉罗非鱼蛋白质氨基酸的比例发生改变,其中更多的疏水性氨基酸和含硫氨基酸可能促使鱼肉的微观结构改变,进而影响其热力学性质和质构特征。

    表  3  鱼肉氨基酸含量的比较(g/100 g,湿重)
    Table  3.  Composition of nutritional compounds from fish meat (g/100 g, wet weight)
    氨基酸种类 CT NT 氨基酸种类 CT NT
    天冬氨酸Asp 2.00±0.07a 1.54±0.01b 苯丙氨酸Phe* 0.84±0.02a 0.73±0.01b
    苏氨酸Thr* 0.81±0.02a 0.66±0.01b 赖氨酸Lys* 1.80±0.04a 1.50±0.12a
    丝氨酸Ser 0.68±0.05a 0.57±0.02a 组氨酸His 0.44±0.03a 0.37±0.01a
    谷氨酸Glu 3.12±0.11a 2.61±0.08b 精氨酸Arg 1.54±0.33a 1.20±0.27a
    甘氨酸Gly 1.45±0.10a 1.32±0.11a 脯氨酸Pro 0.44±0.01a 0.35±0.04a
    丙氨酸Ala 1.10±0.04a 0.95±0.05a 氨基酸总量 18.64±0.26a 15.65±0.35b
    半胱氨酸Cys 0.14±0.02a 0.14±0.01a 必需氨基酸 7.31±0.20a 6.20±0.27b
    缬氨酸Val* 0.91±0.02a 0.79±0.02b 鲜味氨基酸 7.67±0.09a 6.41±0.24b
    甲硫氨酸Met* 0.50±0.01a 0.41±0.02b 必需氨基酸/总氨基酸(%) 39.23±1.30a 39.61±1.13a
    异亮氨酸Ile* 0.93±0.05a 0.79±0.04a 鲜味氨基酸/总氨基酸(%) 41.13±0.41a 40.98±0.75a
    亮氨酸Leu* 1.58±0.03a 1.31±0.15a 含硫氨基酸 0.64±0.01a 0.56±0.01b
    酪氨酸Tyr 0.43±0.02a 0.37±0.01a 疏水氨基酸 7.74±0.13a 6.65±0.20b
    注:*为人体必需氨基酸,★为鲜味氨基酸。
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    两种罗非鱼肉氨基酸营养效价如表4所示。两种罗非鱼的第一、二限制性氨基酸均为Met+Cys和缬氨酸。CT肌肉中苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸的氨基酸评分比FAO/WHO模式的分数高,而NT只有异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸的氨基酸评分大于1。CT和NT的氨基酸评分(Amino acid score,AAS)范围分别是0.95~1.72和0.94~1.65,化学评分(Chemical score,CS)范围分别是0.54~1.33和0.53~1.27,CT中AAS和CS评分最高的是赖氨酸,分别是1.72和1.33,均高于NT的1.65和1.27,说明CT具有更高的营养价值。CT的AAS基本大于或接近1,必需氨基酸指数为84.07高于NT的81.81,这说明脆化后鱼肉蛋白质的营养效价得以提高[27]

    表  4  鱼肉氨基酸评分和化学评分
    Table  4.  Amino acid and chemical scores of fish meat
    氨基酸种类 FAO/WHO模式
    (mg/g N)
    鸡蛋蛋白模式
    (mg/g N)
    CT NT
    氨基酸含量(mg/g N) AAS CS 氨基酸含量(mg/g N) AAS CS
    Thr 250 292 263.75±3.76a 1.06 0.90 246.77±1.08b 0.99 0.85
    Val 310 410 294.39±2.98a 0.95 0.72 296.49±4.41a 0.96 0.72
    Ile 250 331 301.15±8.97a 1.20 0.91 293.32±8.16a 1.17 0.89
    Leu 440 534 512.89±5.05a 1.17 0.96 488.55±31.56a 1.11 0.91
    Lys 340 441 585.63±8.39a 1.72 1.33 560.45±26.81a 1.65 1.27
    Met+Cys 220 386 208.30±4.09a 0.95 0.54 207.20±2.90a 0.94 0.54
    Phe+Tyr 380 565 412.88±2.38a 1.09 0.73 410.15±0.85a 1.08 0.73
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    鱼肉蛋白质主要由肌浆蛋白、基质蛋白、肌原纤维蛋白等蛋白质构成。根据鱼肉蛋白不同溶解性分离得到不同组分蛋白,各蛋白组分含量如图1所示。由图1可见,CT中的结构蛋白(包括肌原纤维蛋白、基质蛋白、胶原蛋白)含量均比NT显著提高(P<0.05),同时,碱溶蛋白和非蛋白氮比NT低。不同蛋白质成分作用不同,肌肉运动靠其中的结构蛋白即肌原纤维蛋白支持,对肌肉硬度有重要影响,直接影响鱼肉的质地特性和感官品质[28]。胶原蛋白是基质蛋白的重要成分且在鱼肉结缔组织的构成上具有重要作用,在维持肌肉韧性、完整性及肌肉品质上发挥重要作用,基质蛋白和胶原蛋白含量越高,鱼肉硬度就越高[29]。本实验中,经脆化的罗非鱼在蛋白质组成上发生变化,CT中肌原纤维蛋白的含量比NT高10.77%,基质蛋白和胶原蛋白相对含量分别比NT提高了8.65%和51.15%。CT的结构蛋白显著高于NT(P<0.05),可能导致脆化后鱼肉质地变硬变韧。

    图  1  鱼肉蛋白质构成
    注:不同字母表示CT和NT同一指标间存在显著差异(P<0.05),图3同。
    Figure  1.  Protein composition of fish meat

    两种罗非鱼的脂肪酸组成如表5所示。由表5可知,CT和NT分别共检出19种和18种脂肪酸,其中饱和脂肪酸均为7种,分别占总量42.52%和43.49%;不饱和脂肪酸分别有12种和11种,分别占总量57.49%和56.52%;单不饱和脂肪酸均为4种,分别占总量31.33%和33.99%;多不饱和脂肪酸分别为7种和8种,分别占总量26.16%和22.53%。多不饱和脂肪酸在胎儿发育和抑制肿瘤细胞增殖过程中起着至关重要的作用[30]。CT的多不饱和脂肪酸相对含量比NT高16.11%。二十二碳六烯酸(DHA)有助于预防和治疗免疫、神经、骨骼和心血管并发症,亚麻酸和亚油酸等多不饱和脂肪酸具有增强脑细胞活性、维持视力及调节脂肪代谢等作用[31]。CT的DHA、亚油酸和亚麻酸的相对含量分别比NT高6.54%、19.47%和19.92%。同时CT的饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸:多不饱和脂肪酸为1.63:1.20:1.00,比NT(1.93:1.51:1.00)的比值更接近1:1:1。由此可见,脆化后罗非鱼的脂肪酸构成发生改变,比例更均衡,营养功效得以提升。

    表  5  鱼肉脂肪酸组成及相对含量(%)
    Table  5.  Composition and relative content of fatty acids in fish meat (%)
    脂肪酸种类 CT NT
    豆蔻酸(C14:0) 2.75±0.01a 2.19±0.02b
    花生二烯酸(C20:2) 0.97±0.01a 0.78±0.04b
    花生酸(C20:0) 未检出 0.20±0.00
    花生一烯酸(C20:1) 1.02±0.00b 1.11±0.00a
    十七烷酸(C17:0) 0.78±0.01b 1.20±0.06a
    十五碳酸(C15:0) 0.17±0.01a 0.20±0.01a
    十一碳酸(C11:0) 11.07±0.09b 11.59±0.02a
    顺,顺,顺-6,9,12-十八碳三烯酸(C18:3n6) 1.29±0.07a 1.08±0.03a
    顺,顺,顺-8,11,14-二十碳三烯酸(C20:3n6) 0.90±0.01a 0.72±0.02b
    顺,顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸(C18:3n3) 1.71±0.00a 1.43±0.01b
    顺,顺-9,12-十八碳二烯酸(C18:2n6c) 17.06±0.01a 14.28±0.01b
    顺-11,14,17-二十碳三烯酸(C20:3n3) 0.38±0.01 未检出
    顺-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸(DHA)(C22:6n3) 1.63±0.04a 1.53±0.01a
    顺-5,8,11,14-二十碳四烯酸(C20:4n6)* 2.23±0.00b 2.74±0.01a
    顺-9-十八碳一烯酸(C18:1n9c) 26.85±0.32b 28.14±0.19a
    顺-9-十四碳一烯酸(C14:1) 0.09±0.00b 0.12±0.00a
    亚麻酸(C18:3)* 3.01±0.08a 2.51±0.02b
    亚油酸(C18:2)* 17.06±0.01a 14.28±0.01b
    硬脂酸(C18:0) 5.54±0.00b 5.62±0.01a
    油酸(C18:1) 26.85±0.32b 28.14±0.19a
    月桂酸(C12:0) 1.20±0.01 未检出
    棕榈酸(C16:0) 21.02±0.02b 22.52±0.08a
    饱和脂肪酸 42.52±0.15b 43.49±0.06a
    单不饱和脂肪酸 31.33±0.28b 33.99±0.15a
    多不饱和脂肪酸 26.16±0.13a 22.53±0.08b
    总不饱和脂肪酸 57.49±0.15a 56.52±0.06b
    必需脂肪酸 22.29±0.06a 19.52±0.02b
    饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸:多不饱
    和脂肪酸
    1.63:1.20:1 1.93:1.51:1
    注:*为必需脂肪酸。
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    鱼肉由于水分的存在,在冷冻加工和冻藏中发生冻结和融化,热加工中发生热收缩等热力学变化。两种鱼肉背部肌肉的在冷冻和复温过程的DSC热特性参数如表6所示。由表6可知,CT和NT的融化峰温(冰点)分别为−0.81 ℃和−0.73 ℃,出现冰点下降,其原因与CT水分含量降低,固形物含量提高相关。本研究中吉奥罗非鱼的冰点与马海霞等[32]报道的罗非鱼冰点−0.8~−0.9 ℃相近。CT和NT的融化温度为−3.67 ℃和−3.70 ℃,CT的冻结温区为−16.79~−19.07 ℃,低于NT的冻结温区−10.35~−13.72 ℃。冰点和冻结温度越低,冷冻过程肌肉损伤和蛋白质变性可以得到更好的抑制[3334]。由此说明脆化后,鱼肉的低温冷冻稳定性更高,冷冻贮藏时比NT不易变性。

    表  6  鱼肉冻结与融化过程热特性参数
    Table  6.  Thermal characteristics of fish meat during freezing and melting processes
    指标 CT NT
    冻结温度(℃) −16.79±0.00b −10.35±0.08a
    冻结终止温度(℃) −19.07±0.04b −13.72±0.13a
    冻结相变焓(J/g) 194.90±0.71a 195.03±0.69a
    融化温度(℃) −3.67±0.01a −3.70±0.01a
    融化峰温(冰点)(℃) −0.81±0.01b −0.73±0.01a
    融化终止温度(℃) 2.48±0.10b 2.87±0.12a
    融化相变焓(J/g) 195.71±2.21b 201.96±2.90a
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    表7可知,两种罗非鱼在肌肉蛋白质变性过程中可观察到3个变性峰,它们分别是肌球蛋白、肌浆蛋白和肌动蛋白的变性峰[35]。CT肌肉蛋白变性峰Ⅰ的相变峰温和相变焓均高于NT,分别比NT高2.22 ℃和0.02 J/g;但是变性峰Ⅱ的相变峰温在两种鱼之间差异不显著(P>0.05);而对于变性峰Ⅲ,CT的相变峰温和相变焓分别比NT高1.34 ℃和0.16 J/g。CT的肌球蛋白、肌浆蛋白和肌动蛋白的变性峰温分别是44.73、54.86和74.42 ℃,高于NT的42.54、53.32和73.08 ℃。Ling等[25]研究发现草鱼脆化后蛋白质变性温度提高,与本研究结果一致。蛋白质变性温度与其结构稳定性相关,可以从峰值温度体现,变性需要的能量可以由变性过程热焓体现[36]。CT的I峰和III峰的变性热焓较高,表明CT对肌球蛋白和肌动蛋白的变性所需的能量高于NT,且CT蛋白变性的热焓之和比NT高21.48%。研究表明,脆化可使鱼肉蛋白质稳定性增强,说明蛋白质的稳定性提高是导致脆化后肌肉呈现特殊质地的一个重要因素。

    表  7  鱼肌肉蛋白变性过程热特性参数
    Table  7.  Thermal characteristic parameters of fish meat protein denaturation processes
    指标CTNT
    变性峰Ⅰ相变峰温(℃)44.73±0.60a42.51±0.66b
    相变热焓(J/g)0.08±0.00a0.06±0.00b
    变性峰Ⅱ相变峰温(℃)53.86±0.73a53.32±0.11a
    相变热焓(J/g)1.09±0.01a0.98±0.02b
    变性峰Ⅲ相变峰温(℃)74.42±0.07a73.08±0.03b
    相变热焓(J/g)0.47±0.00a0.31±0.00b
    总计总相变热焓(J/g)1.64±0.01a1.35±0.02b
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    比热容是物质的一种属性,是物质热力学性质的表现。鱼肉的比热容大小与其组成结构及和水的结合情况密不可分,水分含量与可溶物质多少是造成比热容不同的重要因素[37]。两种罗非鱼在不同温度下的比热容变化参数见表8。鱼肉在−40、20、65、80 ℃时分别处于冻结、天然鱼肉、肌球蛋白变性但肌动蛋白未变性和肌球蛋白及肌动蛋白都变性状态。CT与NT在−40 ℃时,比热容分别为1.83、1.78 J/(g·K);20 ℃时,比热容分别为3.60、3.64 J/(g·K);65 ℃时,分别为3.73、3.72 J/(g·K);80 ℃时,分别为3.80、3.75 J/(g·K)。与冻结时相比,随着温度升高,CT和NT的比热容均有所升高。比热容越大,则同质量鱼肉上升相同温度需要能量更多。本实验结果与邵颖等[38]研究的5种鱼热特性结果基本一致。研究表明,两种罗非鱼从冻结到升温过程中比热容变化趋势一致,但是不同状态下比热容变化存在差异,CT在解冻过程中需要能量较少,但其在热加工过程中需要能量更多。

    表  8  鱼肉在不同温度下的比热容(J/(g·K))
    Table  8.  Specific heat capacity of fish meat at different temperatures (J/(g·K))
    指标 CT NT
    T1(-40 ℃) 1.83±0.03Da 1.78±0.02Cb
    T2(20 ℃) 3.60±0.01Ca 3.64±0.06Ba
    T3(65 ℃) 3.73±0.04Ba 3.72±0.06Aa
    T4(80 ℃) 3.80±0.05Aa 3.75±0.05Aa
    △Cp1(T2-T1 1.77±0.02b 1.85±0.03a
    △Cp2(T3-T2 0.13±0.04a 0.08±0.00b
    △Cp3(T4-T3 0.07±0.00a 0.03±0.01b
    注:同列大写字母不同表示差异显著,同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
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    新鲜及熟制肉横切面和纵切面微观结构如图2所示。由图2可看出,新鲜CT纵切面肌纤维沿鱼体方向整齐排列,结构紧实致密,肌内膜与束膜紧紧包绕于肌纤维与肌纤维束周围,致密程度明显大于NT;NT肌纤维间隙较为松散,肌束间存在较大空隙,横截面出现蜂窝状孔洞,而CT横切断裂处肌纤维收缩程度较强,呈卷曲团状,间隙小且均匀、结构紧密。熟制后CT局部间隙略有增大但肌束仍然保持较紧密的结构,而NT熟制后则出现大部破损断裂,纤维形状发生变化,间隙明显增大,空洞较多。由此直观反映,脆化后罗非鱼的结构更致密,可能导致其质构和口感更紧致,弹性或硬度更强。

    图  2  鱼肉微观结构比较
    注:A:CT;B:NT;1:新鲜肉纵切面;2:新鲜肉横切面;3:熟制肉纵切面;4:熟制肉横切面。
    Figure  2.  Comparison of fish microstructure

    鱼肉质构特性指标,如硬度、弹性及咀嚼性等作为重要指标参与肌肉的品质评价,其中硬度是鱼类最重要的特征[39]。脆化养殖使鱼肉口感和脆性发生改变,其质构特性也发生相应变化。对CT和NT的生鱼肉及熟化后的鱼肉质构进行了测定,质构特征参数如表9所示。对新鲜肉来说,CT和NT在硬度、胶粘性及咀嚼性上存在显著差异(P<0.05),其中CT的硬度、胶粘性和咀嚼性分别是NT的1.6、1.9和2.1倍。经熟制处理后,CT熟肉在硬度、胶粘性和咀嚼性指标上较NT变得更加显著(P<0.05),分别是NT的3.4、4.3和7.0倍,其弹性、内聚性也与NT存在显著差异(P<0.05)。与谢曦等[4]研究结果相似。由此可见,经脆化的吉奥罗非鱼在质构特性上发生了显著变化,经加热后CT肌肉的弹性得到显著提高(P<0.05)。

    表  9  鱼肉全质构指标
    Table  9.  Texture profile analysis index of fish meat
    指标新鲜CT新鲜NT熟制CT熟制NT
    硬度(N)63.01±1.05a39.06±2.15b25.43±1.98c7.50±0.02d
    内聚性0.37±0.03ab0.30±0.00b0.43±0.03a0.33±0.03b
    弹性(mm)2.95±0.13ab2.71±0.08b3.09±0.07a1.88±0.14c
    胶粘性(N)22.98±0.94a11.91±0.62b10.88±0.26b2.55±0.14c
    咀嚼性(mJ)67.97±5.15a32.30±2.61b33.60±1.29b4.83±0.64c
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    两种罗非鱼肉感官评价如图3所示。由图3可知,CT的整体感官评分比NT高23.84%,CT在外观、气味、口感上皆显著优于NT(P<0.05)。CT在口感与外观上与NT的差异最大,分别比NT高27.74%和27.06%。感官结果表明,CT热加工后具有外观完整、鱼肉紧实爽脆不松散、弹性好无异味,色香味协调统一的特点,与NT存在显著性差异(P<0.05)。说明脆化养殖可使吉奥罗非鱼肌肉品质在感官上得到改善,脆化后肉质结实、口感爽脆,符合消费者对鱼肉肉质的要求。

    图  3  鱼片感官评价结果
    Figure  3.  Sensory evaluation results of fish fillet

    本文系统研究了吉奥罗非鱼脆化前后的品质特性变化。研究揭示了吉奥罗非鱼脆化后在多个方面的优越性,特别是在营养价值和质构特性方面。吉奥罗非鱼脆化后蛋白质、脂肪含量分别提高14.99%和61.48%,氨基酸总量提高19.11%,其中必需氨基酸和鲜味氨基酸都是脆化前的1.2倍,氨基酸组成与人体需求模式更为一致,可作为高质量的蛋白质来源鱼类。经脆化后含硫氨基酸、疏水氨基酸、肌原纤维蛋白、基质蛋白和胶原蛋白分别提高14%、16%、10.77%、8.65%和51.15%,这与其紧实的肉质和高硬度有关。脂肪酸分析表明,脆肉后鱼肉含有多种不饱和脂肪酸和必需脂肪酸,多不饱和脂肪酸提高16.11%,且脂肪酸比例均衡,营养效益高。热特性测定表明脆化养殖可使鱼肉蛋白质稳定性提高。脆化后鱼肉结构更紧密,硬度、胶粘性及咀嚼性显著提高,质构特性和感官综合品质得到改善。综上所述,经脆化养殖的吉奥罗非鱼营养价值得以提升,同时质构特性和感官得以改善,呈现出独特的口感质地,可作为优质水产品进行推广。本研究为脆肉罗非鱼的有效开发利用提供了科学依据,有助于推动脆肉罗非鱼产业的发展,满足市场对高品质水产品的需求。

  • 图  1   鱼肉蛋白质构成

    注:不同字母表示CT和NT同一指标间存在显著差异(P<0.05),图3同。

    Figure  1.   Protein composition of fish meat

    图  2   鱼肉微观结构比较

    注:A:CT;B:NT;1:新鲜肉纵切面;2:新鲜肉横切面;3:熟制肉纵切面;4:熟制肉横切面。

    Figure  2.   Comparison of fish microstructure

    图  3   鱼片感官评价结果

    Figure  3.   Sensory evaluation results of fish fillet

    表  1   鱼片感官评分标准

    Table  1   Sensory evaluation standard of fish fillet

    感官指标 分数
    8~10分 5~7分 0~4分
    外观 鱼肉完整,
    色泽好
    鱼肉略有松散,
    色泽一般
    鱼肉不完整有缺失,
    色泽差
    气味 鱼香味浓,
    无异味
    鱼香味良好,
    无异味
    无鱼香味,有异味
    口感 弹性高,
    肉质爽脆
    弹性一般,
    肉质较爽脆
    弹性差,肉质
    无爽脆感
    整体 鱼肉完整,色泽
    与气味相符,
    色香味协调统一
    鱼肉略有松散,色泽
    气味较符合,
    色香味良好
    鱼肉松散缺失,色泽
    与气味不符,色香味
    不协调
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    表  2   鱼肉基本营养成分含量(g/100 g,湿重)

    Table  2   Composition of nutritional compounds from fish meat (g/100 g, wet weight)

    指标 CT NT
    水分 76.42±0.16b 78.63±0.27a
    蛋白质 19.26±0.29a 16.75±0.28b
    脂肪 2.18±0.04a 1.35±0.05b
    灰分 1.09±0.03a 1.15±0.03a
    注:同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05),表3~表7表9同。
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    表  3   鱼肉氨基酸含量的比较(g/100 g,湿重)

    Table  3   Composition of nutritional compounds from fish meat (g/100 g, wet weight)

    氨基酸种类 CT NT 氨基酸种类 CT NT
    天冬氨酸Asp 2.00±0.07a 1.54±0.01b 苯丙氨酸Phe* 0.84±0.02a 0.73±0.01b
    苏氨酸Thr* 0.81±0.02a 0.66±0.01b 赖氨酸Lys* 1.80±0.04a 1.50±0.12a
    丝氨酸Ser 0.68±0.05a 0.57±0.02a 组氨酸His 0.44±0.03a 0.37±0.01a
    谷氨酸Glu 3.12±0.11a 2.61±0.08b 精氨酸Arg 1.54±0.33a 1.20±0.27a
    甘氨酸Gly 1.45±0.10a 1.32±0.11a 脯氨酸Pro 0.44±0.01a 0.35±0.04a
    丙氨酸Ala 1.10±0.04a 0.95±0.05a 氨基酸总量 18.64±0.26a 15.65±0.35b
    半胱氨酸Cys 0.14±0.02a 0.14±0.01a 必需氨基酸 7.31±0.20a 6.20±0.27b
    缬氨酸Val* 0.91±0.02a 0.79±0.02b 鲜味氨基酸 7.67±0.09a 6.41±0.24b
    甲硫氨酸Met* 0.50±0.01a 0.41±0.02b 必需氨基酸/总氨基酸(%) 39.23±1.30a 39.61±1.13a
    异亮氨酸Ile* 0.93±0.05a 0.79±0.04a 鲜味氨基酸/总氨基酸(%) 41.13±0.41a 40.98±0.75a
    亮氨酸Leu* 1.58±0.03a 1.31±0.15a 含硫氨基酸 0.64±0.01a 0.56±0.01b
    酪氨酸Tyr 0.43±0.02a 0.37±0.01a 疏水氨基酸 7.74±0.13a 6.65±0.20b
    注:*为人体必需氨基酸,★为鲜味氨基酸。
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    表  4   鱼肉氨基酸评分和化学评分

    Table  4   Amino acid and chemical scores of fish meat

    氨基酸种类 FAO/WHO模式
    (mg/g N)
    鸡蛋蛋白模式
    (mg/g N)
    CT NT
    氨基酸含量(mg/g N) AAS CS 氨基酸含量(mg/g N) AAS CS
    Thr 250 292 263.75±3.76a 1.06 0.90 246.77±1.08b 0.99 0.85
    Val 310 410 294.39±2.98a 0.95 0.72 296.49±4.41a 0.96 0.72
    Ile 250 331 301.15±8.97a 1.20 0.91 293.32±8.16a 1.17 0.89
    Leu 440 534 512.89±5.05a 1.17 0.96 488.55±31.56a 1.11 0.91
    Lys 340 441 585.63±8.39a 1.72 1.33 560.45±26.81a 1.65 1.27
    Met+Cys 220 386 208.30±4.09a 0.95 0.54 207.20±2.90a 0.94 0.54
    Phe+Tyr 380 565 412.88±2.38a 1.09 0.73 410.15±0.85a 1.08 0.73
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    表  5   鱼肉脂肪酸组成及相对含量(%)

    Table  5   Composition and relative content of fatty acids in fish meat (%)

    脂肪酸种类 CT NT
    豆蔻酸(C14:0) 2.75±0.01a 2.19±0.02b
    花生二烯酸(C20:2) 0.97±0.01a 0.78±0.04b
    花生酸(C20:0) 未检出 0.20±0.00
    花生一烯酸(C20:1) 1.02±0.00b 1.11±0.00a
    十七烷酸(C17:0) 0.78±0.01b 1.20±0.06a
    十五碳酸(C15:0) 0.17±0.01a 0.20±0.01a
    十一碳酸(C11:0) 11.07±0.09b 11.59±0.02a
    顺,顺,顺-6,9,12-十八碳三烯酸(C18:3n6) 1.29±0.07a 1.08±0.03a
    顺,顺,顺-8,11,14-二十碳三烯酸(C20:3n6) 0.90±0.01a 0.72±0.02b
    顺,顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸(C18:3n3) 1.71±0.00a 1.43±0.01b
    顺,顺-9,12-十八碳二烯酸(C18:2n6c) 17.06±0.01a 14.28±0.01b
    顺-11,14,17-二十碳三烯酸(C20:3n3) 0.38±0.01 未检出
    顺-4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸(DHA)(C22:6n3) 1.63±0.04a 1.53±0.01a
    顺-5,8,11,14-二十碳四烯酸(C20:4n6)* 2.23±0.00b 2.74±0.01a
    顺-9-十八碳一烯酸(C18:1n9c) 26.85±0.32b 28.14±0.19a
    顺-9-十四碳一烯酸(C14:1) 0.09±0.00b 0.12±0.00a
    亚麻酸(C18:3)* 3.01±0.08a 2.51±0.02b
    亚油酸(C18:2)* 17.06±0.01a 14.28±0.01b
    硬脂酸(C18:0) 5.54±0.00b 5.62±0.01a
    油酸(C18:1) 26.85±0.32b 28.14±0.19a
    月桂酸(C12:0) 1.20±0.01 未检出
    棕榈酸(C16:0) 21.02±0.02b 22.52±0.08a
    饱和脂肪酸 42.52±0.15b 43.49±0.06a
    单不饱和脂肪酸 31.33±0.28b 33.99±0.15a
    多不饱和脂肪酸 26.16±0.13a 22.53±0.08b
    总不饱和脂肪酸 57.49±0.15a 56.52±0.06b
    必需脂肪酸 22.29±0.06a 19.52±0.02b
    饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸:多不饱
    和脂肪酸
    1.63:1.20:1 1.93:1.51:1
    注:*为必需脂肪酸。
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    表  6   鱼肉冻结与融化过程热特性参数

    Table  6   Thermal characteristics of fish meat during freezing and melting processes

    指标 CT NT
    冻结温度(℃) −16.79±0.00b −10.35±0.08a
    冻结终止温度(℃) −19.07±0.04b −13.72±0.13a
    冻结相变焓(J/g) 194.90±0.71a 195.03±0.69a
    融化温度(℃) −3.67±0.01a −3.70±0.01a
    融化峰温(冰点)(℃) −0.81±0.01b −0.73±0.01a
    融化终止温度(℃) 2.48±0.10b 2.87±0.12a
    融化相变焓(J/g) 195.71±2.21b 201.96±2.90a
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    表  7   鱼肌肉蛋白变性过程热特性参数

    Table  7   Thermal characteristic parameters of fish meat protein denaturation processes

    指标CTNT
    变性峰Ⅰ相变峰温(℃)44.73±0.60a42.51±0.66b
    相变热焓(J/g)0.08±0.00a0.06±0.00b
    变性峰Ⅱ相变峰温(℃)53.86±0.73a53.32±0.11a
    相变热焓(J/g)1.09±0.01a0.98±0.02b
    变性峰Ⅲ相变峰温(℃)74.42±0.07a73.08±0.03b
    相变热焓(J/g)0.47±0.00a0.31±0.00b
    总计总相变热焓(J/g)1.64±0.01a1.35±0.02b
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    表  8   鱼肉在不同温度下的比热容(J/(g·K))

    Table  8   Specific heat capacity of fish meat at different temperatures (J/(g·K))

    指标 CT NT
    T1(-40 ℃) 1.83±0.03Da 1.78±0.02Cb
    T2(20 ℃) 3.60±0.01Ca 3.64±0.06Ba
    T3(65 ℃) 3.73±0.04Ba 3.72±0.06Aa
    T4(80 ℃) 3.80±0.05Aa 3.75±0.05Aa
    △Cp1(T2-T1 1.77±0.02b 1.85±0.03a
    △Cp2(T3-T2 0.13±0.04a 0.08±0.00b
    △Cp3(T4-T3 0.07±0.00a 0.03±0.01b
    注:同列大写字母不同表示差异显著,同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
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    表  9   鱼肉全质构指标

    Table  9   Texture profile analysis index of fish meat

    指标新鲜CT新鲜NT熟制CT熟制NT
    硬度(N)63.01±1.05a39.06±2.15b25.43±1.98c7.50±0.02d
    内聚性0.37±0.03ab0.30±0.00b0.43±0.03a0.33±0.03b
    弹性(mm)2.95±0.13ab2.71±0.08b3.09±0.07a1.88±0.14c
    胶粘性(N)22.98±0.94a11.91±0.62b10.88±0.26b2.55±0.14c
    咀嚼性(mJ)67.97±5.15a32.30±2.61b33.60±1.29b4.83±0.64c
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图(3)  /  表(9)
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-02-19
  • 网络出版日期:  2024-11-29
  • 刊出日期:  2025-01-31

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