鱼糜制品是以鱼糜(或冷冻鱼糜)为主要原料加工制成的凝胶类食品,是我国第三大类水产加工品,2023年年产量高达134.4万 t[1]。漂洗是鱼糜生产的重要工序,可以纯化和浓缩肌纤维蛋白,去除血红蛋白、腥味成分、脂肪及内源酶等组分,提高鱼糜凝胶品质并减缓其氧化劣变[2]。然而,漂洗也会造成鱼糜风味物质损失、水溶性蛋白质丢失及废水处理成本高昂等问题[3]。因此,原浆鱼糜制品的开发成为当下水产加工领域的研究热点之一。
本课题组前期研究[4]发现,不同漂洗程度鱼糜的化学组成存在明显差异,以新鲜原浆鱼糜为原料制备的鱼糜凝胶具有明显的鱼香味和鲜味,其风味品质明显优于以漂洗1 次和漂洗2 次鱼糜为原料制得的鱼糜凝胶,但原浆鱼糜在冻藏过程中的品质劣化明显快于漂洗2 次鱼糜。以新鲜原浆鱼糜制备的鱼糜凝胶具有良好的风味品质,而原浆鱼糜自身存在不宜贮藏的特性,且目前关于冻藏对鱼糜凝胶品质影响的研究主要着眼于外源添加物对鱼糜凝胶的冷冻保护作用[5-6],而与原浆鱼糜凝胶相关的研究较少。由此引发思考:能否以原浆鱼糜为原料制备鱼糜凝胶并进行冻藏?冻藏过程中,鱼糜凝胶的品质会呈现怎样的变化规律?该采取何种方法对品质进行调控?基于此,本研究以原浆鱼糜和漂洗2 次鱼糜为原料,采用两段式加热法制备鱼糜凝胶,测定2 种鱼糜凝胶在冻藏过程中的穿刺特性、质构特性、色度、羰基含量、脂肪氧合酶活力、过氧化值(peroxide value,POV)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值和感官特性,以明确原浆鱼糜凝胶在冻藏过程中的品质变化规律,为建立原浆鱼糜凝胶的品质保持技术提供参考。
鲜活白鲢为市购,规格2 000~3 000 g/尾,带水活体运回实验室备用;猪肥膘 湖北正大食品有限公司;食盐 湖北盐化集团有限公司。
蔗糖、山梨糖醇、硫氰酸铵、NaOH、三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)(均为分析纯)国药集团化学试剂有限公司;2,4-二硝基苯肼(2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(5,5’-dithiobis(2-nitrobenzoic acid),DTNB)(均为分析纯) 阿拉丁试剂(上海)有限公司;DL-二硫苏糖醇(DL-dithiothreitol,DTT) 美国Sigma-Aldrich公司。
TX2202L精密天平(0.01 g) 日本岛津公司;博朗FP3010斩拌搅打机 合嘉信厨具机械厂;HH-2数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司;TA.XT Plus物性测试仪 英国Stable Micro System公司;CR-400色差仪日本柯尼卡-美能达公司。
1.3.1 鱼糜的制备
将鲜活白鲢宰杀后去头、去鳞、去内脏并清洗、采肉,然后分为2 部分。第1部分:不进行漂洗,直接经离心(2 500 r/min、30 min)脱水,制成原浆鱼糜;第2部分:先将鱼糜与冰水(10 ℃以下)按质量比1∶4混匀、静置10 min,弃去上清,重复上述操作1 次,经离心(2 500 r/min、30 min)脱水,制成漂洗2 次鱼糜待用[6]。
1.3.2 鱼糜凝胶的制备
将鱼糜解冻后的水分质量分数调至80%,预斩1 min。以鱼糜总质量为基准,加入10%(m/m)冰水,斩拌2 min,加入2.5%(m/m)食盐,斩拌2 min,加入8%(m/m)淀粉和10%(m/m)猪肥膘,斩拌2 min,将肉糜灌入肠衣中封口,并在水浴锅中进行两段式加热(40 ℃加热60 min,90 ℃加热30 min),随后于流水中冷却,获得2 组鱼糜凝胶,于-18 ℃冷冻贮藏[7],并分别于1、15、30、90 d取样,测定相关指标。
1.3.3 质构特性的测定
参考杨眉等[8]的方法,将样品切成高20 mm的圆柱体,采用P/36R探头,参数设置:测前、测中、测后速率分别为2、1、2 mm/s,压缩比50%,时间间隔5 s。每个样品进行8 次平行测定。
1.3.4 穿刺特性的测定
参考高霞等[9]的方法,将样品切成高20 mm的圆柱体,采用P/0.25S探头测定样品凹陷距离和破断力,参数设置:压缩距离10 mm,间隔时间5 s,测前、测中、测后速率分别为2、1、1 mm/s。每个样品进行8 次平行测定。
1.3.5 色度的测定
参考马瑶兰等[10]的方法,将样品切成直径25 mm、高20 mm的圆柱体,用校正过的色差仪测定样品的亮度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*),每个样品进行8 次平行测定。白度(W)按式(1)计算:
1.3.6 感官评价
参考党美琪等[11]的方法,选取8 名经过感官培训的人员组成评鉴小组,在感官实验室中,根据感官评价标准对鱼糜凝胶进行打分。评价标准如表1所示。
表1 鱼糜凝胶感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for surimi gel
感官属性评分标准分值权重/%色泽均匀,有光泽8~10色泽色泽偏暗,略有光泽4~7色泽暗,无光泽1~3 20组织状态切面光滑,结构紧实,轻压有浅坑8~10切面略粗糙,结构稍松散,轻压有深坑4~7切面粗糙,结构松散,轻压后立刻松散1~3 20有混合香味8~10气味肉香味不足,略有腥味4~7无肉香味,腥味过重1~3 20咸淡适中,鲜香可口8~10滋味略咸或略淡,鲜香味不明显4~7口味过咸或过淡,无鲜香味1~3 20易咬碎,咀嚼无渣感8~10咀嚼性20不易咬碎,咀嚼无渣感4~7很难咬碎,咀嚼有渣感1~3
1.3.7 脂肪氧合酶活力的测定
粗酶提取:参照Jin Guofeng等[12]的方法,取约5 g样品,加入5 倍体积50 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.4,含1 mmol/L DTT、1 mmol/L EDTA),在冰水浴中均质4×10 s,再于冰水浴中匀速搅拌30 min,于冷冻离心机4 ℃、10 000×g离心20 min,得到上层清液。
底物溶液制备:将140 mg亚油酸溶于5 mL脱氧重蒸水,加入180 μL吐温-20,再用2 mol/L NaOH溶液将混合溶液pH值调至9.0,然后用脱氧重蒸水定容至50 mL。
酶活力测定:取2.9 mL 0.05 mol/L柠檬酸缓冲液(pH 5.5),加入200 μL底物溶液,于20 ℃水浴混匀,稳定后加入0.1 mL粗酶液并快速混匀,在20 ℃条件下,于234 nm处测定混合溶液1 min内吸光度的增量。将1 g干基1 min内吸光度增加1定义为1 个酶活力单位(U/g)。
1.3.8 羰基含量的测定
参考Mesquita等[13]的方法,将400 μL DNPH溶液(10 mmol/L,含0.5 mol/L H3PO4)加入400 μL肌原纤维蛋白溶液中混合均匀。混合液在室温下反应10 min,加入200 μL 6 mol/L NaOH溶液,室温下反应10 min,于450 nm处测定吸光度。羰基含量按式(2)计算:
式中:ε为摩尔消光系数(22 308 L/(mol·cm));ρ为蛋白质量浓度/(μg/mL)。
1.3.9 TBARS值的测定
参考Gao Pei等[14]的方法,取2.0 g样品,加入10 mL 10 g/100 mL TCA溶液,均质提取,4 ℃、10 000×g离心5 min,取上清液,加入3 mL 20 mmol/L硫代巴比妥酸溶液,沸水浴20 min,冷却后于532 nm处测定吸光度,TBARS值按式(3)计算:
式中:ρ1为丙二醛质量浓度/(μg/mL);V为样品溶液体积/mL;m为样品质量/g;1 000为换算系数。
1.3.10 POV的测定
参考Grunwald等[15]的方法,取0.50 g鱼糜凝胶样品,加入10 mL甲醇-氯仿混合液(1∶1,V/V),均质15 s,加入3 mL 0.5 g/100 mL NaCl溶液,振荡15 s,4 ℃、5 000 r/min离心5 min,取2.5 mL下层氯仿于10 mL比色管,加入甲醇-氯仿混合液至5 mL。随后加入25 μL 3.94 mol/L硫氰酸铵溶液和25 μL 20 mmol/L氯化亚铁溶液(含3.5%(V/V)HCl),振荡10 s,静置20 min,于500 nm处测定吸光度。采用0~10 mg/L Fe3+标准溶液,以其质量浓度为横坐标,500 nm处的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。POV结果表示为mmol/kg。
所有实验均重复3 次,结果以平均值±标准差表示。采用Origin 2022软件绘图,SPSS 25软件进行数据分析,采用ANOVA方差分析及Duncan’s检验(P<0.05)进行统计分析。
质构特性是评估肉类品质的关键指标[16]。质地剖面分析常被用于表征肉制品的质构特性[17],主要包括硬度、弹性、咀嚼性、内聚性等,是评价鱼糜凝胶品质的重要指标。如表2所示,原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶在冻藏初期(1 d)的硬度、咀嚼性和内聚性存在显著差异(P<0.05),而两者的弹性无显著差异。冻藏期间,2 组样品的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性均呈下降趋势,冻藏超过30 d时,各指标均显著降低(P<0.05)。该结果与应晴芳等[18]在2 种鱼明胶-离子多糖复合体对冻藏期间带鱼鱼糜凝胶质构特性的影响趋势一致,这是由于鱼糜制品在冻藏过程中发生肌原纤维蛋白变性及脂肪氧化,肌纤维组织结构遭到破坏,最终使鱼糜凝胶的质地变差。与漂洗2 次鱼糜凝胶相比,原浆鱼糜凝胶弹性无显著差异,硬度、咀嚼性和内聚性在整个冻藏期均更低,说明原浆鱼糜凝胶更易因冷冻变性、蛋白质降解、脂质氧化等综合因素诱导而发生质构特性劣化,凝胶的品质与贮藏稳定性降低[19]。
表2 原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏期间质构特性的变化
Table 2 Change in texture properties of raw surimi gel and twice-washed surimi gel during frozen storage
注:同行小写字母不同表示不同冻藏时间相同样品间差异显著(P<0.05);同列大写字母不同表示相同冻藏时间不同样品间差异显著(P<0.05)。表3~6同。
组别质构特性参数冻藏时间/d 1 153090原浆鱼糜凝胶硬度/g2 179.05±133.09Ba1 876.92±150.28Bb1 722.78±283.98Bb1 257.62±127.63Bc弹性0.93±0.03Aa0.89±0.02Aab0.87±0.02Ab0.82±0.02Ac咀嚼性/g1 385.35±108.76Ba1 166.88±118.54Bb939.02±94.96Bc710.23±86.48Bd内聚性0.71±0.01Ba0.68±0.02Aab0.62±0.07Bb0.58±0.03Bc漂洗2 次鱼糜凝胶硬度/g2 919.38±259.16Aa2 746.34±114.17Ab2 657.03±332.37Abc2 236.95±246.36Ac弹性0.92±0.02Aa0.90±0.01Aab0.89±0.02Ab0.83±0.01Ac咀嚼性/g1 965.82±186.13Aa1 769.06±136.11Aa1 710.40±290.32Aa1 340.73±135.98Ab内聚性0.74±0.03Aa0.71±0.02Ab0.71±0.01Ab0.64±0.02Ac
穿刺特性包括破断力、凹陷距离和凝胶强度,是评价凝胶类食品质量重要指标之一,可以反映鱼糜凝胶内部结构的牢固性[20-21]。由表3可知,在整个冻藏期间,2 组样品的穿刺特性指标总体呈下降趋势,冻藏90 d时,凝胶的破断力、凹陷距离和凝胶强度均显著低于冻藏1 d(P<0.05),这与何羽茜等[22]对于未漂洗鲢鱼糜凝胶冻藏期间穿刺特性变化的研究结果一致,冻藏过程中形成的冰晶破坏了鱼糜凝胶中的蛋白质网络结构,使凝胶强度下降。与原浆鱼糜凝胶相比,漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏1、15、30、90 d的凝胶强度分别提高21.81%、24.28%、56.22%和74.13%,表明原浆鱼糜凝胶冻藏期间的品质劣化更快,这是由于原浆鱼糜水溶性蛋白、脂肪、内源酶、无机盐等含量更高,肌原纤维蛋白占比更低,不利于鱼糜凝胶的形成且会加速对内部结构的破坏[23]。
表3 原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏期间穿刺特性的变化
Table 3 Change in puncture characteristics of raw surimi gel and twice-washed surimi gel during frozen storage
组别穿刺特性冻藏时间/d 1 153090原浆鱼糜凝胶破断力/g280.30±9.54Ba261.70±22.14Bab212.13±17.49Bb173.46±29.65Bc凹陷距离/cm0.85±0.17Aa0.81±0.10Aab0.77±0.07Ab0.73±0.06Ab凝胶强度/(g·cm)238.66±19.88Ba210.98±22.84Bab163.90±13.81Bb126.10±23.57Bc漂洗2 次鱼糜凝胶破断力/g347.49±19.86Aa335.98±11.19Aa325.88±16.44Aab296.64±17.68Ab凹陷距离/cm0.86±0.03Aa0.83±0.05Aab0.79±0.08Ab0.74±0.05Ac凝胶强度/(g·cm)290.70±22.77Aa278.65±21.89Aab256.05±27.03Ab219.58±24.68Ac
色泽是肉制品最直观的评价指标,能在一定程度上反映肉制品的新鲜程度和其内部凝胶网络结构的改变[24]。由表4可知,2 组样品的色度具有显著差异(P<0.05),随着冻藏时间延长,L*、a*、b*、W均呈下降趋势,说明凝胶在冻藏期间的色泽逐渐变暗。这是由于冻藏使凝胶内部发生脂肪、蛋白质氧化,同时脂肪氧化会诱导肌原纤维蛋白与色素蛋白交联,产生有色物质,最终使样品色泽发生变化[25]。与漂洗2 次鱼糜凝胶相比,原浆鱼糜凝胶冻藏1、15、30、90 d时的L*和W更低,而a*和b*更高,表明原浆鱼糜凝胶的亮度及白度较低,红度及黄度较高。原浆鱼糜中肌红蛋白、血红蛋白等有色物质含量更高,且原浆鱼糜凝胶网络结构更疏松,可反射的光更少,从而使凝胶的a*和b*提高,L*和W降低[26-27]。
表4 原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏期间色度的变化
Table 4 Change in color of raw surimi gel and twice-washed surimi gel during frozen storage
组别色度冻藏时间/d 1 153090原浆鱼糜凝胶L*73.90±0.91Ba71.16±1.01Bb70.44±1.34Ab69.18±0.94Ac a*0.81±0.07Aa0.74±0.08Ab0.59±0.19Ac0.34±0.09Ad b*6.88±0.21Aa6.25±0.21Ac6.10±0.30Ac6.55±0.28Ab W73.00±0.87Ba70.55±0.97Bb69.81±1.23Ab68.43±1.13Bc漂洗2 次鱼糜凝胶L*75.91±1.72Aa73.81±0.85Ab71.56±0.83Bc70.04±0.88Ac a*-1.48±0.11Ba-1.61±0.05Bb-1.99±0.08Bc-2.49±0.13Bd b*2.99±0.68Ba3.16±0.12Ba2.43±0.43Bb3.10±0.11Ba W75.67±1.72Aa73.59±0.84Ab71.42±0.77Bc69.70±0.89Ad
感官品质一般由人工感官评价进行评定,对样品的气味、色泽和组织状态等感官属性进行评价和打分,是一种是直观且快速的食品质量检测方法[28]。由表5可知,原浆鱼糜凝胶在冻藏初期的组织状态、咀嚼性评分与漂洗2 次鱼糜凝胶无显著差异,滋味评分明显高于漂洗2 次鱼糜凝胶,而其色泽和气味评分明显较低,说明新鲜鱼糜凝胶的滋味较好,但色泽和气味较差。随着冻藏时间的延长,2 组鱼糜凝胶的各感官属性均呈显著下降趋势(P<0.05)。与漂洗2 次鱼糜凝胶相比,原浆鱼糜凝胶的色泽、组织状态、气味和咀嚼性评分较低,而滋味评分较高,冻藏90 d时,2 种鱼糜凝胶的滋味评分趋于一致。原浆鱼糜中游离氨基酸、核苷酸、血红蛋白、脂肪及游离脂肪酸及脂肪氧合酶等物质含量较高,因此具有较高的滋味评分,而其色泽、气味和咀嚼性等评分较低[29-30]。
表5 原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏期间感官评分的变化
Table 5 Change in sensory scores of raw surimi gel and twice-washed surimi gel during frozen storage
组别感官属性冻藏时间/d 1 153090原浆鱼糜凝胶色泽7.80±0.84Ba7.20±0.84Bb6.60±0.84Bc6.00±0.55Bd组织状态7.60±0.55Aa6.80±0.45Bb6.60±0.55Ab5.60±0.45Bc气味6.20±0.45Ba5.60±0.45Bb5.40±0.45Bbc5.00±0.45Bc滋味7.80±0.45Aa7.00±0.71Ab6.80±0.84Ab6.00±0.55Ac咀嚼性7.60±0.55Aa6.60±0.55Bb6.40±0.55Ab5.60±0.71Bc漂洗2 次鱼糜凝胶色泽9.00±0.71Aa8.40±0.84Ab7.80±0.84Ac7.00±0.45Ad组织状态7.80±0.71Aa7.40±0.45Aab6.80±0.45Ab6.20±0.55Ac气味7.20±0.55Aa6.80±0.55Aab6.40±0.55Ab5.80±0.55Ac滋味7.00±0.71Ba6.60±0.89Aab6.40±0.55Bb5.80±0.84Ac咀嚼性8.00±0.45Aa7.20±0.45Ab6.80±0.45Ab6.00±0.45Ac
鱼糜及其凝胶在冻藏过程中常因内源酶作用、蛋白质和脂肪氧化而导致鱼糜凝胶特性和风味品质变差[31]。如表6所示,在冻藏初期(1 d),原浆鱼糜凝胶中脂肪氧合酶活力、羰基含量、POV和TBARS值均显著高于漂洗2 次鱼糜凝胶(P<0.05)。冻藏15 d时,2 种鱼糜凝胶中脂肪氧合酶活力明显提高,分别达2.43、2.26 U/g,这可能是由于在鱼糜凝胶冻藏初期,酶的构象发生变化,使其活性中心进一步暴露,从而更易与底物结合并发挥催化作用,脂肪氧合酶被激活,导致酶活力提高。随着冻藏时间的延长,2 种鱼糜凝胶中脂肪氧合酶活力明显降低。冻藏90 d时,2 种鱼糜凝胶中脂肪氧合酶活力分别为0.28、0.32 U/g,无显著差异。曹琼琚[32]在对草鱼冷藏过程中脂肪氧合酶活性的研究中也发现类似变化趋势。脂肪氧合酶是一类含非血红素铁的蛋白质,具有较高的耐热性,在冻藏过程中,其能通过催化降解含有1,4-顺,顺-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸和脂质产生各种醛类物质,造成鱼糜凝胶腥味增加[33]。
表6 原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶冻藏期间脂肪氧合酶活力、羰基含量、TBARS值和POV的变化
Table 6 Changes in lipoxygenase activity, carbonyl content,TBARS value, and POV of raw surimi gel and twice-washed surimi gel during frozen storage
指标组别冻藏时间/d 1 153090脂肪氧合酶活力/(U/g)原浆鱼糜凝胶1.58±0.14Ab2.43±0.03Aa1.42±0.02Bc0.28±0.02Ad漂洗2 次鱼糜凝胶0.51±0.05Bc2.26±0.01Ba1.78±0.03Ab0.32±0.03Ad羰基含量/(nmol/mg)原浆鱼糜凝胶10.19±0.34Ad20.48±1.00Ac36.44±0.80Ab56.88±0.86Aa漂洗2 次鱼糜凝胶7.18±0.50Bd12.32±1.00Bc21.37±0.72Bb43.97±0.43Ba TBARS值/(mg/kg)原浆鱼糜凝胶0.53±0.01Ad 0.68±0.02Ac 1.04±0.01Ab 1.26±0.03Aa漂洗2 次鱼糜凝胶0.15±0.01Bd 0.25±0.01Bc 0.45±0.00Bb 0.52±0.02Ba POV/(mmol/kg)原浆鱼糜凝胶2.30±0.09Ad7.55±0.34Ac21.28±0.78Ab25.06±0.55Aa漂洗2 次鱼糜凝胶1.39±0.49Bd5.51±0.50Bc13.95±0.80Bb16.34±0.67Ba
肉制品中蛋白质的氧化通常会导致羰基含量上升,且羰基含量与蛋白质氧化程度呈正相关[34],因此羰基含量可作为评估蛋白质氧化程度的指标[35]。由表6可知,随着冻藏时间延长,原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶中羰基含量显著增加(P<0.05),冻藏90 d时,其含量分别达到56.88、43.97 nmol/mg。其原因是原浆鱼糜中含有较多的血红蛋白和水溶性含氮化合物[6],导致其凝胶中蛋白质氧化程度更高[36]。
TBARS值是指脂质氧化所产生的次级氧化产物丙二醛的含量,而POV是食品中不饱和脂肪酸发生氧化产生的过氧化物含量,TBARS值和POV常被用于描述水产品中脂肪氧化程度[37]。由表6可知,原浆鱼糜凝胶的TBARS值和POV在冻藏过程中始终显著高于漂洗2 次鱼糜凝胶(P<0.05)。随着冻藏时间延长,2 种鱼糜凝胶TBARS值和POV均显著增加(P<0.05),且TBARS值和POV的上升速率在冻藏前期较快,冻藏后期则减慢。冻藏前期,鱼糜凝胶中氢过氧化物的生成速率大于其分解速率,而冻藏后期,不饱和脂肪酸含量因氧化损失减少,氢过氧化物分解速率升高,POV上升速率降低[38]。原浆鱼糜凝胶中含有较多脂肪,在金属离子和血红素的催化下发生自动氧化,导致其具有更高的TBARS值和POV[39]。在冻藏90 d时,原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶的TBARS值分别为1.26、0.52 mg/kg。研究[40]表明,当肉制品的TBARS值不超过2.0 mg/kg时,产品的食用品质不会受到明显影响,2 种鱼糜凝胶的食用品质仍处于较好状态。
在整个冻藏期间,随着冻藏时间延长,原浆鱼糜凝胶和漂洗2 次鱼糜凝胶的硬度和凝胶强度逐渐下降,质地明显变差;L*、W逐渐降低,色泽变暗;而羰基含量、POV和TBARS值逐渐提高,蛋白质和脂肪氧化加剧;脂肪氧合酶活力呈先上升后下降的变化趋势;各感官评分逐渐降低,食用品质下降。与漂洗2 次鱼糜凝胶相比,原浆鱼糜凝胶的各项指标变化幅度较大、品质劣变较快、质构特性较差,但其滋味评分优于漂洗2 次鱼糜凝胶。综上所述,原浆鱼糜凝胶在新鲜状态下风味较好、鲜香可口,但不适合长时间冻藏,该结果表明,原浆鱼糜制品在工业化生产和销售方面可采用现加工现售卖方式,这对降低鱼糜制品生产成本、开发原浆鱼糜制品工业化生产技术具有指导意义。
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