近日，上海騰拔儀器科技有限公司與華南農業大學海洋學院合作在水產領域期刊《中國漁業質量與標準》發表了題為“水產品肌肉質構的研究進展"的綜述論文。

水產品營養豐富、味道鮮美，且具有低脂肪、低熱量、高蛋白等特點，備受消費者青睞［１］ 。然而，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對水產品的需求已由數量向質量轉變。《２０２３ 中國漁業統計年鑒》顯示，２０２２ 年中國水產養殖產量占國內水產品總量的８０％ 以上［２］ ，水產養殖已經成為中國絕大多數區域水產品的主要來源。人們對水產品品質要求的轉變，意味著水產養殖未來的發展方向也將以養殖水產品食用品質為目標。值得一提的是，近年來關于水產養殖的研究更傾向于以肌肉質構特性為代表的質量指標［３ －４］ 。肌肉質構特性是評價水產品品質的一個重要指標，其評價方法包括感官評定和儀器分析。感官評定需要豐富的評定經驗，費時費力，而且人的主觀差異較大，結果不穩定。相比之下，儀器分析可以通過質構儀來實現，其結果客觀且時效性強。質構儀是一種能將食品、農產品和水產品等做出客觀評估的物性分析儀器。其通過模擬人的觸覺，結合力學特性，分析檢測觸覺中的物理特征，具有客觀、易操作和物性指標數據易量化等特點。目前，質構儀在水產養殖研究領域也得到了越來越多的應用，但通過質構儀來分析水產品肌肉質構差別的應用研究尚缺乏系統歸納報道。另外，在水產養殖過程中，水產品品質受到品種、飼料、養殖模式、生長階段和地區等因素的影響，使得使用質構儀比較肉質品質的應用進展缺乏系統梳理。因此，本研究將從質構儀構造、原理、應用到評估水產品肌肉品質的質構參數展開論述。

１　質構儀工作原理和質構參數測定

目前質構儀品牌主要包括英國Ｓｔａｂｌｅ ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ、美國Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ、美國Ｆｏｏｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒ?ｐｏｒａｔｉｏｎ、瑞典Ｐｅｒｔｅｎ、上海騰拔和上海保圣等。質構儀主要由主機、力量感應元、探頭和附件等硬件以及專用軟件組成。根據樣品規格、軟硬程度和測試指標可以選擇不同規格的力量感應元（５ ｋｇ、１０ ｋｇ、２０ ｋｇ 等）、不同類型的探頭（針型探頭、球形探頭、錐形探頭和圓柱形探頭等）。一般選用柱形探頭進行壓縮模式的測試，檢測抗壓效果；使用柱形、錐形探頭可以進行質構剖面分析（TPA）測試；采用斜刀口探頭進行剪切力測試，檢測肉質的韌度；使用針狀、錐狀探頭進行穿刺測試等。

質構儀工作原理：質構儀主機上有一個上下移動的機械臂，機械臂和測試探頭連接處有一個力量感應元，能夠感應樣品對探頭的反作用力。力量感應元將這種力學信號傳輸給電腦，然后通過電腦上的專用軟件將其轉換成相應的數據和圖形，快速直觀地描述樣品的受力情況［５ －６］ 。

近年來質構儀在水產養殖方面應用日趨增多，且許多研究已直接采用質構參數數據來評估養殖水產品品質。質構剖面分析是zui常用的一種評價水產品肌肉質構特性的方法，目前，已有翹嘴鲌、草魚、羅非魚、鯉、克氏原螯蝦 和泥鰍等［７ －１３］ 水產品通過TPA進行肉質分析。ＴＰＡ 法由Ｓｚｃｚｅｓｎｉａｋ 于１９６３ 年提出［１４］ ，又被稱為“兩次咀嚼實驗"，主要通過模擬人口腔的咀嚼運動，對固體或半固體樣品進行兩次壓縮，質構儀探頭對樣品第一次下壓完成后回到樣品的起始高度，然后間隔幾秒再對樣品進行第二次下壓；兩次下壓相同的形變或者距離。質構儀測試整個過程需與計算機連接，通過計算機內的配套軟件輸出質構測試特征曲線，從中可以獲得質構特征參數，如脆度、硬度、彈性、黏聚性（內聚性或凝聚性）、咀嚼性、膠著性（膠粘性）、黏性（黏附性）和回復性（恢復性）等指標［１５ －１６］ ，ＴＰＡ 典型曲線、參數及其定義如圖２ 和表１ 所示。一般彈性指標是指經過壓縮以后變形樣品在去除變形力后恢復到變形前的高度比率。需要注意的是，有些品牌如美國Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ、美國Ｆｏｏｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 的質構儀將彈性指標定義為圖２ 中的長度２，從而導致彈性從無單位變成長度單位，咀嚼性的數值和單位也隨之發生變化。

除TPA法外，剪切力法也是質構檢測中一種常用方法。剪切力法是采用一定鈍度的刀具切斷一定粗細肉樣品的力來反映肉樣品的嫩度［１８］ 。如在檢測脆肉鯇、南美白對蝦肌肉嫩度上即用到此法［１９ －２０］ 。目前，常用的刀具為Ｗａｒｎｅｒ － Ｂｒａｔｚｌｅｒ 剪切刀具［２１ －２２］ 。

２　水產動物肌肉質構的影響因素

諸多因素會影響水產品肌肉質構，如養殖品種、飼料、養殖模式、養殖對象及養殖對象生長階段等，通過質構儀測試、量化質構參數可以分析在某一影響因素下水產品肌肉質構的差異。

２.１　肌肉質構參數與常規營養成分的相關性

當質構存在差異時，水產品肌肉營養成分也不盡相同。林婉玲等［８］ 在研究影響脆肉鯇背肌質構特性的因素時發現，魚肉硬度與其水分含量呈負相關。Ｗｕ 等［２３］ 在對草魚的研究中也發現了類似現象。Ｎｉｅｌｓｅｎ 等［２４］ 的研究表明青魚的硬度與脂肪含量成反比。最新研究報道［２５］ ，當鳙肌肉粗蛋白顯著降低時，運用質構儀測試出的肌肉硬度和咀嚼性也表現出一致趨勢。由此推測，借助質構儀檢測出的硬度、咀嚼性等質構參數與水產品水分、粗脂肪成反比，粗蛋白成正比。

２.２　不同品種對水產品肌肉質構特性的影響

質構儀在反映不同品種水產品品質上可靠性強，且普遍與魚體其他參數結果呈現一致性關聯。喻亞麗等［７］ 使用TPA法比較了粘性卵翹嘴鲌與漂浮性卵翹嘴鲌肌肉質構特性差異，發現粘性卵翹嘴鲌肌肉平均硬度、彈性和咀嚼性均低于漂浮性卵翹嘴鲌。硬度和彈性是決定魚肉品質的主要感官指標，肌肉硬度和彈性高則口感好［８］ 。提示漂浮性卵翹嘴鲌口感優于粘性卵翹嘴鲌，這與前者肌纖維直徑更小、系水力更強、肉質更多汁結果相一致。林婉玲等［９］ 使用TPA法研究了彩鯛和普通羅非魚不同部位的質構特性，發現彩鯛背部的硬度、彈性、膠粘性、咀嚼性和回復性分別比普通羅非魚高出３７． ８５％、１． ７３％、３７． ３９％、３５． ９７％ 和９．２７％；腹部肌肉的硬度、彈性、膠粘性和咀嚼性同樣比普通羅非魚高出１７． ２５％、６． ６９％、３０． ０１％、３３．３７％；尾部肌肉則是硬度、膠粘性、咀嚼性和回復性分別比普通羅非魚高出４５． ９９％、４５． ４７％、４５． ２０％ 和１１．０６％，與此同時３ 個部位的水分比普通羅非魚低，提示質構參數更好與水分更低的相關性與一致性。謝曦等［１０］ 使用ＴＰＡ 法對脆肉尼羅羅非魚與普通尼羅羅非魚肌肉質構特性進行了比較研究，發現脆肉尼羅羅非魚生鮮肉和熟肉在硬度、膠黏性和咀嚼性上顯著高于普通尼羅羅非魚，同時其熟肉彈性也顯著高于普通尼羅羅非魚，從而說明ＴＰＡ 法可以顯著區分脆肉尼羅羅非魚和普通尼羅羅非魚肌肉。呂帆等［１１］ 采用TPA法和剪切力法來對比福瑞鯉（Ｃｙｐｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ）和黃河鯉（Ｃｙｐｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ ｈａｅｍａｔｏｐｔｅｒｕｓ）、建鯉（Ｃｙｐ?ｒｉｎｕｓ ｃａｒｐｉｏ ｖａｒ． Ｊｉａｎ）質構特性差異，發現福瑞鯉剪切力、硬度、膠黏性和咀嚼性指標分別為（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，低于黃河鯉的（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 以及建鯉的（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，而福瑞鯉（ －１３．６７ ±１４．４２） ｇ·ｓ 和建鯉（ －９．７４ ±５．９９） ｇ·ｓ的黏附性顯著高于黃河鯉（ － ２５． ４４ ± １０． ４３） ｇ·ｓ，相關性分析發現剪切力、硬度、膠黏性、咀嚼性均與粗蛋白、粗脂肪含量呈顯著正相關，而黏附性與粗脂肪含量呈負相關。由上可知，不同品種養殖魚質構參數存在明顯差異，且大部分研究中質構與魚肉營養組分存在一致性相關。

２.３　不同飼料對水產品肌肉質構特性的影響

質構參數可以反映出不同飼料喂養的水產品肌肉質構差別，不少研究已直接采用質構參數來評估養殖水產品品質。劉永濤等［１２］ 研究了稻田養蝦模式下飼喂５ 種飼料（飼喂玉米粉、飼喂大豆粉、飼喂添加復方黃芪多糖的商品飼料Ａ、飼喂商品飼料Ａ 和飼喂商品飼料Ｂ）和不飼喂飼料自由采食的養殖克氏原螯蝦的質構特性，結果發現飼喂大豆粉克氏原螯蝦（Ｐｒｏｃａｍｂａｒｕｓ ｃｌａｒｋｉａ）肌肉彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性和回復性分別為（０． ４６ ± ０． ０６） ｍｍ、（０． ５２ ±０． ０８）、（４８． ５１ ± ３５． ３４） ｇ、（２４． ０１ ± ２２． ２７） ｇ 和（０． ２３ ±０． １５），均優于其他組，以此判斷其口感優于其他組。戴璐怡等［１３］ 研究了不同脂肪源飼料（含有６％魚油、大豆油、花生油、玉米油或棕櫚油的等氮等能飼料）對中國臺灣泥鰍質構的影響。研究發現不同脂肪源飼料對中國臺灣泥鰍肌肉硬度、膠著性基本沒有顯著影響，棕櫚油組中國臺灣泥鰍彈性和咀嚼性最高，也因此認為棕櫚油對中國臺灣泥鰍肌肉品質具有改善作用。牛樹輝等［２６］ 比較分析了飼喂鮮活餌料和人工配合飼料鱖（Ｓｉｎｉｐｅｒｃａ ｃｈｕａｔｓｉ）肌肉質構特性，發現攝食人工飼料組鱖肌肉的硬度、咀嚼性、膠著性及回復性分別為（３１０．１０ ±２６．６４） Ｎ、（１４７． １７ ±２０． ４１） ｍＪ、（２２１．８０ ±２２． ３１） Ｎ 和（０． ６５ ± ０． ０３），均極顯著高于鮮活餌料組，從而判斷人工飼料組肉質口感優于鮮活餌料組。Ｐｅｎｇ 等［２７］ 用蠶豆粉替代大豆粕和菜籽粕對羅非魚肌肉品質的影響發現，５０％ 蠶豆粉替代組和１００％ 蠶豆粉替代組硬度顯著高于對照組，同時２５％、５０％、１００％ 蠶豆替代組咀嚼性、膠著性和粘附性顯著高于對照組，由此判斷蠶豆粉替代大豆粕和菜籽粕可改善羅非魚肌肉品質。Ｃａｓｔｒｏ 等［２８］ 研究了２０％ 魚粉被植物蛋白分別替代０％、５０％、７５％ 對歐洲鱸魚肌肉品質的影響發現，在冰凍儲存０ 天和２ 天時，０％替代組全魚硬度最高；類似地，生魚片則在冰凍２ 天時，０％和５０％ 替代組硬度顯著高于７５％ 替代組，因此判斷飼喂含２０％魚粉飼料的歐洲鱸（Ｄｉｃｅｎｔｒａｒｃｈｕｓ ｌａｂｒａｘ）肌肉品質更好。Ｙａｎｇ 等［２９］ 探究飼料中補充Ｌ － 亮氨酸（０、４． ０、８． ０、１２． ０、１６． ０ 和２０． ０ ｇ／ ｋｇ）對大口黑鱸（Ｍｉｃｒｏｐｔｅｒｕｓ ｓａｌｍｏｉｄｅｓ）背部肌肉品質影響時發現，飼喂５６ 天后，隨著亮氨酸補充量從０ 增加到８． ０ ｇ／ ｋｇ，大口黑鱸肌肉剪切力、硬度和咀嚼性隨之增加。其中，飼喂補充８． ０ ｇ／ ｋｇ 飼料的大口黑鱸具有最高的肌肉硬度、回復性、咀嚼性和剪切力，同時測定該組蒸發損失和汁液流失也zuidi（在６ ｈ 和２４ ｈ），這說明質構參數在反映水產品肌肉品質上與其他參數結果相一致且可靠性高。

２.４　不同養殖模式對水產品肌肉質構特性的影響

水產養殖模式是指某一特定條件下，使養殖生產達到一定產量而采用的經濟與技術相結合的規范化養殖方式［３０］ 。在不同養殖模式下，水產品肌肉品質的質構參數也呈現出不同的變化，從而一定程度反映養殖模式的優劣。熊銘等［３１］ 研究了網箱養殖和工廠化池塘養殖模式下斑石鯛（Ｏｐｌｅｇｎａｔｈｕｓ ｐｕｎｃｔａｔｕｓ）肌肉質構特性的差異時發現，網箱養殖模式下斑石鯛魚片硬度、彈性、內聚性及回復性指標（２０６． ７１ ｇ、０．６９４、０．４４６ 和０．３７１）均大于池塘養殖模式（１５１．０８ ｇ、０． ６８９、０． ４４２ 和０． ３０６），且在硬度和回復性上存在顯著差異。另外，相比網箱養殖，池塘養殖斑石鯛魚片的咀嚼性更好，客觀表明網箱養殖斑石鯛魚肉質更優。溫利等［３２］ 研究普通池塘養殖和種植青草養殖對草魚肌肉質構的影響時發現，種植青草養殖下草魚硬度、咀嚼性和回復性分別為（２ ０８９． ２１ ± ３６６． ０１） ｇ、（３７４． １３ ±６２． ２５） ｇ 和（０． １７ ±０． ０２），均顯著高于普通池塘養殖的（１ １７６． １１ ± ３３３． ００） ｇ、（２０２． ３０ ±６５． ０３） ｇ 和（０． １４ ± ０． ０１），從而表明種植青草養殖模式更佳，這與種植青草養殖下草魚運動能力增強，消耗更多的能量用以競爭和生存，從而使得草魚肉的肌纖維更致密的推測相一致。周聃等［３３］ 分析了同一飼料喂養的循環水養殖和池塘養殖下加州鱸魚肉質質構特性，發現循環水養殖組鱸魚魚肉硬度（１６２．２５ ±２３．９０） ｇ、膠著性（１０６．７５ ±２１．４６） ｇ 和咀嚼性（２．３０ ±０． ６６） ｍＪ 均顯著高于池塘養殖組鱸魚魚肉硬度（１２３． ２０ ±３２． ３０）、膠著性（８０． ００ ±１４． ５６）和咀嚼性（１． ７０ ± ０． ２９） ｍＪ；而彈性和內聚性之間差異不顯著，客觀說明循環水養殖加州鱸魚肉質更好。沈敏等［３４］ 研究了高鹽（５８％）與低鹽（２２％）水體養殖的凡納濱對蝦肌肉質構差異， 發現高鹽生蝦硬度（６１８． ５０ ±５７． ２６） ｇ、咀嚼性（４． ４２ ± ０． １９） ｍＪ 和內聚性（０． ３６ ± ０． ０７）均顯著高于低鹽生蝦，客觀表明高鹽養殖模式對蝦品質更佳。Ｅｋａｓａｒｉ 等［３５］ 比較了帶有沉淀池的生物絮團養殖系統和不帶沉淀池的生物絮團養殖系統中紅羅非魚肌肉品質發現，不帶沉淀池的生物絮團養殖系統中紅羅非魚肌肉硬度、膠著性和咀嚼性顯著高于帶有沉淀池的生物絮團養殖系統，客觀表明不帶沉淀池的生物絮團養殖系統中紅羅非魚肌肉品質可能更好。

２.５　不同生長階段對水產品肌肉質構特性的影響

質構參數在不同生長階段呈現不同變化，已有不少研究利用這些參數來評判養殖水產品肌肉品質變化。崔雁娜等［３６］ 分析了不同生長階段采樣（３０、４５、６０、７５、９０ 天）羅氏沼蝦質構特性。發現羅氏沼蝦shouci采樣（生長初期）肌肉硬度最小，１５ 天后硬度快速增加，隨后硬度趨于平穩。客觀說明生長初期羅氏沼蝦生長快，肉質變化大，導致硬度和彈性增加。郁二蒙等［３７］ 研究了不同脆化階段草魚肌肉的質構特性變化。研究分為對照組和蠶豆組，對照組草魚１５０ 天均攝食人工配合飼料；蠶豆組草魚前１２０ 天飼喂蠶豆，后３０ 天結合生產實踐轉投人工配合飼料。每隔３０ 天采取草魚背部肌肉樣品１ 次，共采樣６ 次。研究發現，脆化第３０ 天時，蠶豆組草魚肌肉彈性、咀嚼性和內聚性顯著高于對照組，且硬度高于對照組，但無顯著性差異。隨著脆化時間的延長，蠶豆組草魚肌肉硬度、彈性、內聚性和咀嚼性顯著增加。但９０ 天和１２０ 天蠶豆組草魚肌肉質構無顯著性差異，通過參數說明飼喂９０ 天蠶豆即可達到脆化目的。

２.６　不同地區養殖對水產品肌肉質構特性的影響

不同地區由于地理環境或水質差異也會對水產品質構參數產生影響。徐晨等［３８］ 比較研究了南京浦口、蘇州太湖和宿遷泗洪地區小龍蝦肌肉的質構特性。將３ 個地區的小龍蝦經過沸水熱燙５ ｍｉｎ 后冷卻，剝殼取尾部肌肉，取用尾部第３ 節肌肉進行質構測定。結果表明，相比南京浦口和蘇州太湖地區小龍蝦，宿遷泗洪小龍蝦尾肉硬度和咀嚼性較高。在剪切力指標上，宿遷泗洪小龍蝦尾部肌肉的剪切力均高于南京浦口和蘇州太湖小龍蝦，且蘇州太湖小龍蝦尾部肌肉剪切力最小，說明小龍蝦質構品質受不同地區因素影響。張素珍等［３９］ 探究了青海省龍羊峽、拉西瓦和公伯峽３ 個水域地區網箱養殖虹鱒的肌肉品質。結果表明龍羊峽地區網箱養殖三倍體虹鱒的硬度、咀嚼性和彈性高于其他兩個地區，且在彈性和咀嚼性上與其他兩個地區呈顯著性差異，通過參數說明網箱養殖三倍體虹鱒肌肉品質也受地區影響。謝婳等［４０］ 在研究浙江省慈溪市、江蘇省鹽城市、山東省東營市３ 個不同地理居群泥螺肌肉質構時發現，慈溪居群泥螺肌肉的硬度、內聚性、膠粘性、咀嚼性和回復性均顯著高于鹽城居群泥螺和東營居群泥螺，但鹽城居群泥螺和東營居群泥螺之間差異很小。

３　結語

質構儀可以量化水產品質構指標，提供客觀數據，為水產品品質評價提供了一種有力工具。本研究從質構儀的構造及原理入手，通過質構參數分析水產品肌肉質構差異并進行歸納整理，對利用質構分析儀分析五種因素對水產品肌肉品質的進展進行系統梳理，同時還探討了質構參數的可信度及其與其他參數的關聯性，旨在為養殖水產品品質研究提供參考借鑒。當前，質構儀在水產養殖中的應用已經越來越普及，相關研究也已不斷深入。不過，仍然存在一些不足，如：（１）水產品的質構指標除了受到品種、養殖模式、飼料、生長階段和地區因素的影響，還受到質構儀精密度、質構儀探頭、測試條件、樣品制備方法等的影響，因此，在研究不同品種、養殖模式、飼料、生長階段和地區對水產品肌肉質構特性的影響時，我們需要考慮消除其他因素對水產品肌肉質構特性的影響；（２）質構儀探頭和測試條件（例如測試速度、形變量）對不同水產品肌肉質構特性的影響研究較少，需在今后進行深入研究來確定不同水產品肌肉質構特性所需探頭和zuiyou測試條件；（３）質構儀用于水產品的相關國家標準和行業標準較少，目前只有冷凍魚糜國家標準ＧＢ／ Ｔ ３６１８７—２０１８ 和冷凍魚糜中國水產行業標準ＳＣ／ Ｔ ３７０２—２０１４，未來需要更多高校、科研院所、企業和質構儀廠家多方合作共同制定更多相關標準，從而推動水產品質構測試的標準化，促進水產品質量的等級分級和水產養殖的發展。補足諸方面不足，不僅為水產品品質評價提供更精確的依據，也為質構儀在水產養殖及其相關研究領域提供更廣闊的應用空間。

參考文獻：楊佳雯，游水平，寧麗軍. 水產品肌肉質構的研究進展. 《中國漁業質量與標準》，2024年