我司与华南农业大学合作发表综述：水产品肌肉质构的研究进展

近日，上海腾拔仪器科技有限公司与华南农业大学海洋学院合作在水产领域期刊《中国渔业质量与标准》发表了题为“水产品肌肉质构的研究进展"的综述论文。

水产品营养丰富、味道鲜美，且具有低脂肪、低热量、高蛋白等特点，备受消费者青睐［１］ 。然而，随着人们生活水平的不断提高，人们对水产品的需求已由数量向质量转变。《２０２３ 中国渔业统计年鉴》显示，２０２２ 年中国水产养殖产量占国内水产品总量的８０％ 以上［２］ ，水产养殖已经成为中国绝大多数区域水产品的主要来源。人们对水产品品质要求的转变，意味着水产养殖未来的发展方向也将以养殖水产品食用品质为目标。值得一提的是，近年来关于水产养殖的研究更倾向于以肌肉质构特性为代表的质量指标［３ －４］ 。肌肉质构特性是评价水产品品质的一个重要指标，其评价方法包括感官评定和仪器分析。感官评定需要丰富的评定经验，费时费力，而且人的主观差异较大，结果不稳定。相比之下，仪器分析可以通过质构仪来实现，其结果客观且时效性强。质构仪是一种能将食品、农产品和水产品等做出客观评估的物性分析仪器。其通过模拟人的触觉，结合力学特性，分析检测触觉中的物理特征，具有客观、易操作和物性指标数据易量化等特点。目前，质构仪在水产养殖研究领域也得到了越来越多的应用，但通过质构仪来分析水产品肌肉质构差别的应用研究尚缺乏系统归纳报道。另外，在水产养殖过程中，水产品品质受到品种、饲料、养殖模式、生长阶段和地区等因素的影响，使得使用质构仪比较肉质品质的应用进展缺乏系统梳理。因此，本研究将从质构仪构造、原理、应用到评估水产品肌肉品质的质构参数展开论述。

１　质构仪工作原理和质构参数测定

目前质构仪品牌主要包括英国Ｓｔａｂｌｅ ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ、美国Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ、美国Ｆｏｏｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒ⁃ｐｏｒａｔｉｏｎ、瑞典Ｐｅｒｔｅｎ、上海腾拔和上海保圣等。质构仪主要由主机、力量感应元、探头和附件等硬件以及专用软件组成。根据样品规格、软硬程度和测试指标可以选择不同规格的力量感应元（５ ｋｇ、１０ ｋｇ、２０ ｋｇ 等）、不同类型的探头（针型探头、球形探头、锥形探头和圆柱形探头等）。一般选用柱形探头进行压缩模式的测试，检测抗压效果；使用柱形、锥形探头可以进行质构剖面分析（TPA）测试；采用斜刀口探头进行剪切力测试，检测肉质的韧度；使用针状、锥状探头进行穿刺测试等。

质构仪工作原理：质构仪主机上有一个上下移动的机械臂，机械臂和测试探头连接处有一个力量感应元，能够感应样品对探头的反作用力。力量感应元将这种力学信号传输给电脑，然后通过电脑上的专用软件将其转换成相应的数据和图形，快速直观地描述样品的受力情况［５ －６］ 。

近年来质构仪在水产养殖方面应用日趋增多，且许多研究已直接采用质构参数数据来评估养殖水产品品质。质构剖面分析是zui常用的一种评价水产品肌肉质构特性的方法，目前，已有翘嘴鲌、草鱼、罗非鱼、鲤、克氏原螯虾 和泥鳅等［７ －１３］ 水产品通过TPA进行肉质分析。ＴＰＡ 法由Ｓｚｃｚｅｓｎｉａｋ 于１９６３ 年提出［１４］ ，又被称为“两次咀嚼实验"，主要通过模拟人口腔的咀嚼运动，对固体或半固体样品进行两次压缩，质构仪探头对样品第一次下压完成后回到样品的起始高度，然后间隔几秒再对样品进行第二次下压；两次下压相同的形变或者距离。质构仪测试整个过程需与计算机连接，通过计算机内的配套软件输出质构测试特征曲线，从中可以获得质构特征参数，如脆度、硬度、弹性、黏聚性（内聚性或凝聚性）、咀嚼性、胶着性（胶粘性）、黏性（黏附性）和回复性（恢复性）等指标［１５ －１６］ ，ＴＰＡ 典型曲线、参数及其定义如图２ 和表１ 所示。一般弹性指标是指经过压缩以后变形样品在去除变形力后恢复到变形前的高度比率。需要注意的是，有些品牌如美国Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ、美国Ｆｏｏｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 的质构仪将弹性指标定义为图２ 中的长度２，从而导致弹性从无单位变成长度单位，咀嚼性的数值和单位也随之发生变化。

除TPA法外，剪切力法也是质构检测中一种常用方法。剪切力法是采用一定钝度的刀具切断一定粗细肉样品的力来反映肉样品的嫩度［１８］ 。如在检测脆肉鲩、南美白对虾肌肉嫩度上即用到此法［１９ －２０］ 。目前，常用的刀具为Ｗａｒｎｅｒ － Ｂｒａｔｚｌｅｒ 剪切刀具［２１ －２２］ 。

２　水产动物肌肉质构的影响因素

诸多因素会影响水产品肌肉质构，如养殖品种、饲料、养殖模式、养殖对象及养殖对象生长阶段等，通过质构仪测试、量化质构参数可以分析在某一影响因素下水产品肌肉质构的差异。

２.１　肌肉质构参数与常规营养成分的相关性

当质构存在差异时，水产品肌肉营养成分也不尽相同。林婉玲等［８］ 在研究影响脆肉鲩背肌质构特性的因素时发现，鱼肉硬度与其水分含量呈负相关。Ｗｕ 等［２３］ 在对草鱼的研究中也发现了类似现象。Ｎｉｅｌｓｅｎ 等［２４］ 的研究表明青鱼的硬度与脂肪含量成反比。最新研究报道［２５］ ，当鳙肌肉粗蛋白显著降低时，运用质构仪测试出的肌肉硬度和咀嚼性也表现出一致趋势。由此推测，借助质构仪检测出的硬度、咀嚼性等质构参数与水产品水分、粗脂肪成反比，粗蛋白成正比。

２.２　不同品种对水产品肌肉质构特性的影响

质构仪在反映不同品种水产品品质上可靠性强，且普遍与鱼体其他参数结果呈现一致性关联。喻亚丽等［７］ 使用TPA法比较了粘性卵翘嘴鲌与漂浮性卵翘嘴鲌肌肉质构特性差异，发现粘性卵翘嘴鲌肌肉平均硬度、弹性和咀嚼性均低于漂浮性卵翘嘴鲌。硬度和弹性是决定鱼肉品质的主要感官指标，肌肉硬度和弹性高则口感好［８］ 。提示漂浮性卵翘嘴鲌口感优于粘性卵翘嘴鲌，这与前者肌纤维直径更小、系水力更强、肉质更多汁结果相一致。林婉玲等［９］ 使用TPA法研究了彩鲷和普通罗非鱼不同部位的质构特性，发现彩鲷背部的硬度、弹性、胶粘性、咀嚼性和回复性分别比普通罗非鱼高出３７． ８５％、１． ７３％、３７． ３９％、３５． ９７％ 和９．２７％；腹部肌肉的硬度、弹性、胶粘性和咀嚼性同样比普通罗非鱼高出１７． ２５％、６． ６９％、３０． ０１％、３３．３７％；尾部肌肉则是硬度、胶粘性、咀嚼性和回复性分别比普通罗非鱼高出４５． ９９％、４５． ４７％、４５． ２０％ 和１１．０６％，与此同时３ 个部位的水分比普通罗非鱼低，提示质构参数更好与水分更低的相关性与一致性。谢曦等［１０］ 使用ＴＰＡ 法对脆肉尼罗罗非鱼与普通尼罗罗非鱼肌肉质构特性进行了比较研究，发现脆肉尼罗罗非鱼生鲜肉和熟肉在硬度、胶黏性和咀嚼性上显著高于普通尼罗罗非鱼，同时其熟肉弹性也显著高于普通尼罗罗非鱼，从而说明ＴＰＡ 法可以显著区分脆肉尼罗罗非鱼和普通尼罗罗非鱼肌肉。吕帆等［１１］ 采用TPA法和剪切力法来对比福瑞鲤（Ｃｙｐｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ）和黄河鲤（Ｃｙｐｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ ｈａｅｍａｔｏｐｔｅｒｕｓ）、建鲤（Ｃｙｐ⁃ｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ ｖａｒ． Ｊｉａｎ）质构特性差异，发现福瑞鲤剪切力、硬度、胶黏性和咀嚼性指标分别为（３ １２８． ３１ ±４７６． ９９） ｇ、（３ ７３８． ９５ ± ５７０． ４２） ｇ、（１ ８４５． ６１ ±３９９． ７６） ｇ 和（１ ２１２． ５５ ± ３５２． １４） ｇ，低于黄河鲤的（３ ９３２． ５１ ± ３８２． ６４） ｇ、（４ ７４０． ５９ ± ５７４． ０７） ｇ、（２ ４１１． ３４ ±２３３． ０８） ｇ 和（１ ７３７． ２８ ± ３１４． ２４） ｇ 以及建鲤的（４ ０１４．９６ ±２１７．５６） ｇ、（４ ８２１．０８ ±２７０．１２） ｇ、（２ ３５６．５８ ±２３５．１８） ｇ 和（１ ５３４．２２ ±２０４．０４） ｇ，而福瑞鲤（ －１３．６７ ±１４．４２） ｇ·ｓ 和建鲤（ －９．７４ ±５．９９） ｇ·ｓ的黏附性显著高于黄河鲤（ － ２５． ４４ ± １０． ４３） ｇ·ｓ，相关性分析发现剪切力、硬度、胶黏性、咀嚼性均与粗蛋白、粗脂肪含量呈显著正相关，而黏附性与粗脂肪含量呈负相关。由上可知，不同品种养殖鱼质构参数存在明显差异，且大部分研究中质构与鱼肉营养组分存在一致性相关。

２.３　不同饲料对水产品肌肉质构特性的影响

质构参数可以反映出不同饲料喂养的水产品肌肉质构差别，不少研究已直接采用质构参数来评估养殖水产品品质。刘永涛等［１２］ 研究了稻田养虾模式下饲喂５ 种饲料（饲喂玉米粉、饲喂大豆粉、饲喂添加复方黄芪多糖的商品饲料Ａ、饲喂商品饲料Ａ 和饲喂商品饲料Ｂ）和不饲喂饲料自由采食的养殖克氏原螯虾的质构特性，结果发现饲喂大豆粉克氏原螯虾（Ｐｒｏｃａｍｂａｒｕｓ ｃｌａｒｋｉａ）肌肉弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性和回复性分别为（０． ４６ ± ０． ０６） ｍｍ、（０． ５２ ±０． ０８）、（４８． ５１ ± ３５． ３４） ｇ、（２４． ０１ ± ２２． ２７） ｇ 和（０． ２３ ±０． １５），均优于其他组，以此判断其口感优于其他组。戴璐怡等［１３］ 研究了不同脂肪源饲料（含有６％鱼油、大豆油、花生油、玉米油或棕榈油的等氮等能饲料）对中国台湾泥鳅质构的影响。研究发现不同脂肪源饲料对中国台湾泥鳅肌肉硬度、胶着性基本没有显著影响，棕榈油组中国台湾泥鳅弹性和咀嚼性最高，也因此认为棕榈油对中国台湾泥鳅肌肉品质具有改善作用。牛树辉等［２６］ 比较分析了饲喂鲜活饵料和人工配合饲料鳜（Ｓｉｎｉｐｅｒｃａ ｃｈｕａｔｓｉ）肌肉质构特性，发现摄食人工饲料组鳜肌肉的硬度、咀嚼性、胶着性及回复性分别为（３１０．１０ ±２６．６４） Ｎ、（１４７． １７ ±２０． ４１） ｍＪ、（２２１．８０ ±２２． ３１） Ｎ 和（０． ６５ ± ０． ０３），均极显著高于鲜活饵料组，从而判断人工饲料组肉质口感优于鲜活饵料组。Ｐｅｎｇ 等［２７］ 用蚕豆粉替代大豆粕和菜籽粕对罗非鱼肌肉品质的影响发现，５０％ 蚕豆粉替代组和１００％ 蚕豆粉替代组硬度显著高于对照组，同时２５％、５０％、１００％ 蚕豆替代组咀嚼性、胶着性和粘附性显著高于对照组，由此判断蚕豆粉替代大豆粕和菜籽粕可改善罗非鱼肌肉品质。Ｃａｓｔｒｏ 等［２８］ 研究了２０％ 鱼粉被植物蛋白分别替代０％、５０％、７５％ 对欧洲鲈鱼肌肉品质的影响发现，在冰冻储存０ 天和２ 天时，０％替代组全鱼硬度最高；类似地，生鱼片则在冰冻２ 天时，０％和５０％ 替代组硬度显著高于７５％ 替代组，因此判断饲喂含２０％鱼粉饲料的欧洲鲈（Ｄｉｃｅｎｔｒａｒｃｈｕｓ ｌａｂｒａｘ）肌肉品质更好。Ｙａｎｇ 等［２９］ 探究饲料中补充Ｌ － 亮氨酸（０、４． ０、８． ０、１２． ０、１６． ０ 和２０． ０ ｇ／ ｋｇ）对大口黑鲈（Ｍｉｃｒｏｐｔｅｒｕｓ ｓａｌｍｏｉｄｅｓ）背部肌肉品质影响时发现，饲喂５６ 天后，随着亮氨酸补充量从０ 增加到８． ０ ｇ／ ｋｇ，大口黑鲈肌肉剪切力、硬度和咀嚼性随之增加。其中，饲喂补充８． ０ ｇ／ ｋｇ 饲料的大口黑鲈具有最高的肌肉硬度、回复性、咀嚼性和剪切力，同时测定该组蒸发损失和汁液流失也zuidi（在６ ｈ 和２４ ｈ），这说明质构参数在反映水产品肌肉品质上与其他参数结果相一致且可靠性高。

２.４　不同养殖模式对水产品肌肉质构特性的影响

水产养殖模式是指某一特定条件下，使养殖生产达到一定产量而采用的经济与技术相结合的规范化养殖方式［３０］ 。在不同养殖模式下，水产品肌肉品质的质构参数也呈现出不同的变化，从而一定程度反映养殖模式的优劣。熊铭等［３１］ 研究了网箱养殖和工厂化池塘养殖模式下斑石鲷（Ｏｐｌｅｇｎａｔｈｕｓ ｐｕｎｃｔａｔｕｓ）肌肉质构特性的差异时发现，网箱养殖模式下斑石鲷鱼片硬度、弹性、内聚性及回复性指标（２０６． ７１ ｇ、０．６９４、０．４４６ 和０．３７１）均大于池塘养殖模式（１５１．０８ ｇ、０． ６８９、０． ４４２ 和０． ３０６），且在硬度和回复性上存在显著差异。另外，相比网箱养殖，池塘养殖斑石鲷鱼片的咀嚼性更好，客观表明网箱养殖斑石鲷鱼肉质更优。温利等［３２］ 研究普通池塘养殖和种植青草养殖对草鱼肌肉质构的影响时发现，种植青草养殖下草鱼硬度、咀嚼性和回复性分别为（２ ０８９． ２１ ± ３６６． ０１） ｇ、（３７４． １３ ±６２． ２５） ｇ 和（０． １７ ±０． ０２），均显著高于普通池塘养殖的（１ １７６． １１ ± ３３３． ００） ｇ、（２０２． ３０ ±６５． ０３） ｇ 和（０． １４ ± ０． ０１），从而表明种植青草养殖模式更佳，这与种植青草养殖下草鱼运动能力增强，消耗更多的能量用以竞争和生存，从而使得草鱼肉的肌纤维更致密的推测相一致。周聃等［３３］ 分析了同一饲料喂养的循环水养殖和池塘养殖下加州鲈鱼肉质质构特性，发现循环水养殖组鲈鱼鱼肉硬度（１６２．２５ ±２３．９０） ｇ、胶着性（１０６．７５ ±２１．４６） ｇ 和咀嚼性（２．３０ ±０． ６６） ｍＪ 均显著高于池塘养殖组鲈鱼鱼肉硬度（１２３． ２０ ±３２． ３０）、胶着性（８０． ００ ±１４． ５６）和咀嚼性（１． ７０ ± ０． ２９） ｍＪ；而弹性和内聚性之间差异不显著，客观说明循环水养殖加州鲈鱼肉质更好。沈敏等［３４］ 研究了高盐（５８％）与低盐（２２％）水体养殖的凡纳滨对虾肌肉质构差异， 发现高盐生虾硬度（６１８． ５０ ±５７． ２６） ｇ、咀嚼性（４． ４２ ± ０． １９） ｍＪ 和内聚性（０． ３６ ± ０． ０７）均显著高于低盐生虾，客观表明高盐养殖模式对虾品质更佳。Ｅｋａｓａｒｉ 等［３５］ 比较了带有沉淀池的生物絮团养殖系统和不带沉淀池的生物絮团养殖系统中红罗非鱼肌肉品质发现，不带沉淀池的生物絮团养殖系统中红罗非鱼肌肉硬度、胶着性和咀嚼性显著高于带有沉淀池的生物絮团养殖系统，客观表明不带沉淀池的生物絮团养殖系统中红罗非鱼肌肉品质可能更好。

２.５　不同生长阶段对水产品肌肉质构特性的影响

质构参数在不同生长阶段呈现不同变化，已有不少研究利用这些参数来评判养殖水产品肌肉品质变化。崔雁娜等［３６］ 分析了不同生长阶段采样（３０、４５、６０、７５、９０ 天）罗氏沼虾质构特性。发现罗氏沼虾shouci采样（生长初期）肌肉硬度最小，１５ 天后硬度快速增加，随后硬度趋于平稳。客观说明生长初期罗氏沼虾生长快，肉质变化大，导致硬度和弹性增加。郁二蒙等［３７］ 研究了不同脆化阶段草鱼肌肉的质构特性变化。研究分为对照组和蚕豆组，对照组草鱼１５０ 天均摄食人工配合饲料；蚕豆组草鱼前１２０ 天饲喂蚕豆，后３０ 天结合生产实践转投人工配合饲料。每隔３０ 天采取草鱼背部肌肉样品１ 次，共采样６ 次。研究发现，脆化第３０ 天时，蚕豆组草鱼肌肉弹性、咀嚼性和内聚性显著高于对照组，且硬度高于对照组，但无显著性差异。随着脆化时间的延长，蚕豆组草鱼肌肉硬度、弹性、内聚性和咀嚼性显著增加。但９０ 天和１２０ 天蚕豆组草鱼肌肉质构无显著性差异，通过参数说明饲喂９０ 天蚕豆即可达到脆化目的。

２.６　不同地区养殖对水产品肌肉质构特性的影响

不同地区由于地理环境或水质差异也会对水产品质构参数产生影响。徐晨等［３８］ 比较研究了南京浦口、苏州太湖和宿迁泗洪地区小龙虾肌肉的质构特性。将３ 个地区的小龙虾经过沸水热烫５ ｍｉｎ 后冷却，剥壳取尾部肌肉，取用尾部第３ 节肌肉进行质构测定。结果表明，相比南京浦口和苏州太湖地区小龙虾，宿迁泗洪小龙虾尾肉硬度和咀嚼性较高。在剪切力指标上，宿迁泗洪小龙虾尾部肌肉的剪切力均高于南京浦口和苏州太湖小龙虾，且苏州太湖小龙虾尾部肌肉剪切力最小，说明小龙虾质构品质受不同地区因素影响。张素珍等［３９］ 探究了青海省龙羊峡、拉西瓦和公伯峡３ 个水域地区网箱养殖虹鳟的肌肉品质。结果表明龙羊峡地区网箱养殖三倍体虹鳟的硬度、咀嚼性和弹性高于其他两个地区，且在弹性和咀嚼性上与其他两个地区呈显著性差异，通过参数说明网箱养殖三倍体虹鳟肌肉品质也受地区影响。谢婳等［４０］ 在研究浙江省慈溪市、江苏省盐城市、山东省东营市３ 个不同地理居群泥螺肌肉质构时发现，慈溪居群泥螺肌肉的硬度、内聚性、胶粘性、咀嚼性和回复性均显著高于盐城居群泥螺和东营居群泥螺，但盐城居群泥螺和东营居群泥螺之间差异很小。

３　结语

质构仪可以量化水产品质构指标，提供客观数据，为水产品品质评价提供了一种有力工具。本研究从质构仪的构造及原理入手，通过质构参数分析水产品肌肉质构差异并进行归纳整理，对利用质构分析仪分析五种因素对水产品肌肉品质的进展进行系统梳理，同时还探讨了质构参数的可信度及其与其他参数的关联性，旨在为养殖水产品品质研究提供参考借鉴。当前，质构仪在水产养殖中的应用已经越来越普及，相关研究也已不断深入。不过，仍然存在一些不足，如：（１）水产品的质构指标除了受到品种、养殖模式、饲料、生长阶段和地区因素的影响，还受到质构仪精密度、质构仪探头、测试条件、样品制备方法等的影响，因此，在研究不同品种、养殖模式、饲料、生长阶段和地区对水产品肌肉质构特性的影响时，我们需要考虑消除其他因素对水产品肌肉质构特性的影响；（２）质构仪探头和测试条件（例如测试速度、形变量）对不同水产品肌肉质构特性的影响研究较少，需在今后进行深入研究来确定不同水产品肌肉质构特性所需探头和zuiyou测试条件；（３）质构仪用于水产品的相关国家标准和行业标准较少，目前只有冷冻鱼糜国家标准ＧＢ／ Ｔ ３６１８７—２０１８ 和冷冻鱼糜中国水产行业标准ＳＣ／ Ｔ ３７０２—２０１４，未来需要更多高校、科研院所、企业和质构仪厂家多方合作共同制定更多相关标准，从而推动水产品质构测试的标准化，促进水产品质量的等级分级和水产养殖的发展。补足诸方面不足，不仅为水产品品质评价提供更精确的依据，也为质构仪在水产养殖及其相关研究领域提供更广阔的应用空间。

参考文献：杨佳雯，游水平，宁丽军. 水产品肌肉质构的研究进展. 《中国渔业质量与标准》，2024年