蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）是我國重要的水產養殖貝類之一。我國蝦夷扇貝年產量高達30萬 t，零售價40～50 元/kg，產值達數百億元，但活貝流通過程中運輸成本高、風味下降嚴重等問題嚴重製約行業的發展。我國雖然貝類產量居世界首位，但高端刺身級產品卻鮮有銷售，這除了與消費習慣有關之外，與基礎理論研究存在局限也有很大關聯。
目前，扇貝橫紋肌收縮機制的相關研究較多，但是關於肌肉收縮引發的肌肉微觀結構和蛋白理化性質的變化缺少深入研究。大連海洋大學食品科學與工程學院的姜明慧、田元勇*、閆麗新等人為解決蝦夷扇貝橫紋肌貯藏過程中由於肌肉收縮引發的「硬化」問題，將蝦夷扇貝橫紋肌進行冷藏，對僵直前、中、後不同階段的品質變化進行了分析。通過透射電子顯微鏡觀察橫紋肌的組織結構變化，測定ATP含量、肌原纖維蛋白的Ca2＋-ATPase及Mg2＋-ATPase活力，分析蛋白鹽溶解性的變化規律，並針對ATP含量對蛋白鹽溶解性的影響進行了深入探討。通過以上研究以期明確橫紋肌冷藏過程中肌原纖維蛋白理化性質的變化規律，為最終解決貯藏過程中的「硬化」問題提供理論依據。
1、蝦夷扇貝冷藏期間橫紋肌組織結構的變化
蝦夷扇貝外觀形態變化
如圖1所示，橫紋肌在貯藏過程中僵直明顯，質地變硬，光澤度及飽滿度變差，體積明顯縮小。貯藏5 d後其厚度減少了20%。通常魚類死後，貯藏過程中魚體在肌肉收縮力和骨骼支撐力的作用下，呈現「僵直-解僵」過程並出現裂縫。而扇貝橫紋肌離體後無骨骼支撐，貯藏過程中肌肉收縮導致宏觀呈現出逐漸「硬化」的狀態，未觀察到「解僵」過程和裂縫現象。這種宏觀變化對肌肉的微觀結構和功能性也產生了較大影響，如攀鱸魚在貯藏過程中持水能力會逐漸下降。同時，肌肉中水分含量的降低也會對其微觀結構產生影響。
蝦夷扇貝微觀結構變化
在貯藏開始時，蝦夷扇貝橫紋肌肌纖維的結構完整，Z線清晰，肌節平均長度為0.75 μm（圖2A1）；貯藏5 d後肌纖維結構仍相對完整，但Z線變得模糊，肌束間隙增大，肌節平均長度為0.62 μm，比0 d時明顯縮短約17.33%，此外，肌原纖維之間可觀察到大量空泡（圖2A2）。0 d時橫紋肌中線粒體結構完整、數量多、體積大（圖2B1）；5 d時線粒體出現明顯空泡樣變，嵴斷裂嚴重，但雙層膜結構仍完整（圖2B2）。
蝦夷扇貝橫紋肌蛋白組成的變化
利用SDS-PAGE對貯藏0、2、5 d的扇貝橫紋肌進行全蛋白組分分析，結果如圖3所示，貯藏期間肌球蛋白、副肌球蛋白、肌動蛋白等各組分的蛋白含量均未出現明顯變化，未觀察到新條帶的產生。蝦夷扇貝橫紋肌在冰藏條件下，水溶性蛋白的含量在5 d內也無顯著變化。相比之下，鱔魚肌肉在冷藏5 d內，肌球蛋白和肌動蛋白均出現了明顯的降解。可能是與魚類肌肉相比，一方面扇貝橫紋肌的蛋白性質比較穩定；另一方面，本研究在前處理過程中除去了消化腺，減少了冷藏期間蛋白酶對蛋白質的降解。因此蝦夷扇貝生鮮閉殼肌產品的貯藏優勢較大。
2、蝦夷扇貝冷藏期間橫紋肌品質變化
ATP及其關聯物含量變化
蝦夷扇貝橫紋肌冷藏期間ATP及其關聯物含量變化如圖4所示，0 d時的ATP含量為4.39 μmol/g。2 d時中ATP含量為1.98 μmol/g，未檢測到HxR和Hx，K值為0。K值是評價水產品鮮度的常用指標，一般認為水產品K值小於20%時為非常新鮮。貯藏5 d時仍檢測到ATP含量為1.07 μmol/g，雖然檢測到了HxR及Hx，但K值僅為11.6%。相比之下，活品扇貝在離水幹露3 d時出現死亡，ATP耗盡；大菱鮃和帶魚在冷藏5 d時K值升高至40%左右，處於輕微腐敗初期。表明扇貝橫紋肌在冷藏期間新鮮度較好、品質下降慢。
肌原纖維蛋白的Ca2＋-ATPase及Mg2＋-ATPase活力變化
肌肉蛋白的功能特性及質地特性與肌原纖維蛋白的性質密切相關，通過測定肌原纖維蛋白中肌球蛋白的Ca2＋-ATPase活力可較好地反映肌肉品質。0 d時蝦夷扇貝橫紋肌中提取的肌原纖維蛋白的Ca2＋-ATPase活力為0.41 μmol/（mg·min），冷藏5 d後其活力為0.50 μmol/（mg·min），Ca2＋-ATPase活力取決於肌原纖維蛋白中的肌球蛋白，而不受肌動蛋白的影響，因此推測冷藏過程中肌球蛋白並未發生變性。
橫紋肌冷藏期間蛋白鹽溶解度變化
由圖6A可知，貯藏相同的時間，蝦夷扇貝橫紋肌的蛋白溶解度隨著NaCl濃度的增加均呈線性上升趨勢，貯藏時間對蛋白的鹽溶解度影響不大。通常，隨NaCl濃度的增加，魚類肌肉蛋白溶解度呈S型上升，在NaCl濃度為0.3 mol/L左右時其蛋白的溶解度迅速升高，在0.5 mol/L附近幾乎全部溶出，溶解度可達到80%左右，且肌肉鮮度越高溶解度越高。
ATP對橫紋肌蛋白鹽溶解度的影響
如圖7所示，對照組的均質過程導致肌肉中ATP完全被消耗，而EDTA處理組和EGTA處理組中仍能檢測到少量的ATP，分別為1.17 μmol/g和0.34 μmol/g。同時，EGTA添加組中，由於肌肉中依然有ATP和Mg2＋殘餘，促進了肌球和肌動蛋白解離，因此，在0.4 mol/L NaCl濃度下，溶解度由對照組的25%上升到了70%（圖7B），並且和對照組相比在上清液中可檢測到大量的肌球蛋白（圖7C、D）。
結 論
蝦夷扇貝橫紋肌在冷藏5 d後處於完全「硬化」的狀態。此時，肌肉中線粒體出現空泡樣變，嵴斷裂嚴重，但肌纖維的微觀結構仍比較完整、肌肉中仍有ATP殘留、K值在5 d?時僅為11.6%，鮮度較高。「硬化」狀態下，ATP的降解促使肌動蛋白和肌球蛋白緊密結合，激活了肌球蛋白的Mg2＋-ATPase，並形成了肌動球蛋白超沉澱，導致肌肉蛋白鹽溶解性降低，但是通過外源添加ATP後蛋白溶解度明顯升高，表明這種結合作用是可逆的，橫紋肌肌肉蛋白仍具有較好的功能性。探討控制蝦夷扇貝橫紋肌「硬化」的方法，對於提高產品的品質和延長貨架期非常重要，有必要繼續深入研究。
本文《冷藏過程中蝦夷扇貝橫紋肌微觀結構變化與肌原纖維蛋白穩定性》來源於《食品科學》2020年41卷21期175-181頁，作者：姜明慧，田元勇，閆麗新，王選飛，袁春紅，劉俊榮。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191016-159。
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修改/編輯：袁藝；責任編輯：張睿梅
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