徐晨+耿勝榮+白嬋+戴坤+熊光權+鉏曉艷+李海藍+李新+廖濤

摘要：揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是反映水產品鮮度變化的重要指標之一。通過測定不同貯藏溫度下的TVB-N隨時間的變化值，并配合感官評價和汁液流失率的測定，研究其與生鮮水產品草魚（Ctenopharyngodon idellus）腐敗的相關關系，并建立TVB-N值與貯藏時間和貯藏溫度之間的動力學模型。結果表明，揮發(fā)性鹽基氮的值與貯藏溫度及時間均呈正相關，即溫度越高，時間越長，TVB-N值越大且增長趨勢越明顯，感官評分下降，汁液流失率上升，指標變化均反應水產品腐敗程度加深。不同溫度下TVB-N值隨貯藏時間變化呈顯著正相關（R2>0.987）。其一級反應動力學模型和阿倫尼烏斯方程對TVB-N值的變化有很高的模擬精度。揮發(fā)性鹽基氮變化阿倫尼烏斯方程的回歸系數(shù)為7.77×109。

關鍵詞：草魚（Ctenopharyngodon idellus）；揮發(fā)性鹽基氮；溫度；線性回歸分析；動力學模型

中圖分類號：S965.112 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）23-6204-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.23.051

Abstract： Total volatile basic nitrogen（TVB-N） is one of the important indexes to evaluate the freshness of aquatic products. To study the relationship of TVB-N and fresh grass carp fillet spoilage， changes of TVB-N，sensory qualities and juice leakage rate with time at different storage temperature were investigated by periodically determination. The kinetic model was established between TVB-N value and storage time and temperature. The results showed that TVB-N values were positively correlated with storage temperature and time，that is， the higher the temperature， the longer the time，TVB-N value will be higher and the growth trend is more obvious. Accompanied by a decline in sensory scores，drip loss rate was on the rise. Indicators of changes response to the deepening of the degree of corruption of aquatic products. The TVB-N values were significantly positively correlated with storage time in difference storage temperature（R2>0.987）. The first order reaction kinetics model and the Arrhenius equation have very high simulation precision to the change of TVB-N values with time and temperature. The regression coefficient of Arrhenius equation in TVB-N change is 7.77×109.

Key words： grass carp（Ctenopharyngodon idellus）；TVB-N；temperature；linear regression analysis；kinetics model

草魚（Ctenopharyngodon idellus）屬鯉形目鯉科雅羅魚亞科，是中國重要的淡水經濟魚類，與青魚（Mylopharyngodon piceus）、鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙魚（Aristichthys nobilis）并稱中國的“四大家魚”。其擁有高蛋白低脂肪的特點，同時鮮銷價格適中，深受消費者喜愛。草魚蛋白質含量為18.00%～26.00%，其粗脂肪含量為2.08%～4.36%[1]，但其水分含量高達80%以上，組織蛋白酶的活性較高，且魚體內微生物較多，在儲藏、加工等過程中極易腐敗變質和感染微生物，同時微生物受貯藏溫度影響顯著，因此對貯藏溫度的研究尤為重要[2]。

揮發(fā)性鹽基氮（Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N）通常用來衡量富含蛋白質食品的新鮮度。新鮮食品隨著時間的推移，貯藏過程中細菌不斷繁殖，直到其完全腐敗，這個過程中TVB-N值變化顯著，同時TVB-N值測定簡單快速，是目前國內及國際上水產、肉、蛋等食品使用較為普遍的鮮度指標[3，4]。生鮮水產品由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中促使蛋白質分解產生氨以及胺類等堿性含氮物質，這類物質可以與腐敗過程中分解產生的有機酸結合，形成一種鹽基態(tài)氮積聚在肉制品當中[5]，其含量的變化直接影響食品腐敗程度。

動力學模型是利用一些如隨貯藏時間的延長微生物在對數(shù)期生長繁殖導致水產品相關品質指標變化的參數(shù)為數(shù)據(jù)，并將其作為因變量，其變化趨勢會根據(jù)具體條件的不同而發(fā)生相應變化。目前，國內外對部分水產品品質變化動力學模型進行了研究，如戴志遠等[6]對貯藏過程中貽貝品質變化動力學模型進行了研究，Umberto等[7]研究了不同氧壓、濕度和pH等條件下鯡體中D-天冬氨酸外消旋作用的動力學模型。本試驗研究生鮮草魚片在不同貯藏溫度下，揮發(fā)性鹽基氮含量的變化，從而判斷魚肉的腐敗程度，得到溫度與魚肉腐敗隨時間的變化關系。配合感官評價指標和汁液流失率的變化，達到最佳研究結果，建立有效的TVB-N值與貯藏時間及溫度的動力學模型，以期為生鮮水產品保鮮儲藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

原料：新鮮草魚（4～5 kg）購于武商量販農科城店。

試劑：氧化鎂、硼酸、甲基紅指示液、溴甲酚綠指示液、鹽酸等。

儀器：LDPE型真空包裝袋購于江縣濱海包裝材料有限公司；凱氏定氮儀購于天長市旭立玻璃儀器有限公司；HITACHI CF-15R型高速微量離心機購于天美（中國）科學儀器有限公司；GB-1000型全自動真空包裝機購于康貝特食品包裝器械有限公司；12-065型均質機購于寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 將鮮活草魚進行“三去”（去頭尾、去鱗、去內臟）處理。取脊背部魚肉洗凈、瀝干、去骨切成魚段（50 g/段），用LDPE真空包裝袋進行真空包裝，每袋裝50 g鮮草魚肉，分成3個組，分別標號為A、B、C，貯藏溫度分別是-3、0、4 ℃，貯藏0、2、4、6、8、10、12、14、16 d取樣測試。測定時，稱取10 g魚樣，切碎攪勻，置于燒杯中，加100 mL水均質，6 000 r/min 4 ℃離心5 min，取清液過濾，濾液置于冰箱中備用，待測。

1.2.2 揮發(fā)性鹽基氮的測定 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）含量參照GB/T 5009.44-2003微量擴散法測定，稍作修改，測試3個平行，取平均值。按照GB 2733-2005《鮮、凍動物性水產品衛(wèi)生標準》的規(guī)定，一級鮮度淡水魚TVB-N≤13 mg/100 g，二級鮮度淡水魚為TVB-N≤20 mg/100 g，判斷各樣品的新鮮度[8]。

1.2.3 感官評價 以草魚的色澤、氣味、質地和外觀作為指標進行感官評定，評定人員由8名人員組成，感官評定采用 Brady等[9]的方法進行打分，評分項目和標準見表1。

1.2.4 汁液流失率的測定 按照AOAC的方法測定[10]：汁液流失率=（貯藏前魚片質量-貯藏后魚片質量）/貯藏前魚片質量×100%。

1.2.5 TVB-N隨貯藏溫度變化動力學模型的建立 采用一級化學反應動力學模型對生鮮草魚片在貯藏過程中不同溫度下TVB-N值的變化規(guī)律建立模型。

2 結果與分析

2.1 溫度、保藏時間與TVB-N的關系

從表2可以看出，在不同溫度下，生鮮草魚片TVB-N的值均隨貯藏時間的增加呈增長的趨勢，并且隨著溫度的升高，增長趨勢越明顯。4 ℃下生鮮草魚片貯藏8 d已經超過二級鮮度，0 ℃下貯藏12 d達到二級鮮度，-3 ℃下貯藏8 d TVB-N值為12.77 mg/100 g≤13 mg/100 g仍處在一級鮮度，16 d后為22.37 mg/100 g超過二級鮮度，腐敗程度不可接受。

水產品由于微生物和酶的作用，隨著貯藏時間的延長，微生物不斷繁殖，產生大量三甲胺、有機酸、硫化物等具有腐敗臭味和異味的代謝產物，TVB-N值快速上升[11]。同時低溫能有效地抑制微生物的生長代謝，因此能減緩TVB-N的增加。所得結果與楊華等[12]的試驗結果相近，同時國內外學者也都研究得到魚類在儲藏期內TVB-N不斷上升[13，14]。

2.2 感官分析

試驗結果表明，生鮮草魚片貯藏在-3、0、4 ℃下時，分別于8、4、2 d進行調查，生鮮草魚片符合國家一級鮮度淡水魚的標準（TVB-N值≤13 mg/l00 g）。此時，魚體肌肉色澤明亮，有魚香味，隨著儲藏時間的延長，光澤度變暗，伴有魚腥味產生；肌肉纖維清晰有彈性和堅韌性，指壓后恢復能力較好，肉體不黏手。3組樣品達到變質（TVB-N值>20 mg/100 g）的時間也不同。對3組樣品分別在14、12、8 d時進行評價，感官評分為一般。溫度越高，變質越快，變質后，肉體變白伴隨淡黃色汁液流出，按壓后的凹陷恢復能力差，有刺鼻惡臭，肌肉用手易捏碎。試驗結果與揮發(fā)性鹽基氮值的趨勢基本一致。

2.3 汁液流失率

從圖1可以看出，不同貯藏溫度下，生鮮草魚片的汁液流失率隨時間的延長均呈增長的趨勢，且在0～4 d增長趨勢較為明顯，至6 d增長趨勢均開始減緩。4 ℃冷藏和0 ℃冰藏下的生鮮草魚片魚肉失水率差別不大，而在-3 ℃微凍保存下魚肉汁液流失率相對明顯，可能是由于微凍保存下魚肉組織結構破壞程度相對較大，導致魚體失水程度大。

2.4 線性回歸方程

由表3可知，生鮮草魚片TVB-N值與貯藏溫度有著密切關系，因此利用線性回歸分析的方法描述2個變量間的關系，從而確定統(tǒng)計學模型，以預測和控制生鮮水產品貯藏過程中揮發(fā)性鹽基氮的變化[15，16]。決定系數(shù)R2均接近1，說明溫度對TVB-N值的影響程度較高，擬合程度接近直線。其中模型C的擬合優(yōu)度最高。擬合優(yōu)度越大，自變量對因變量的解釋程度越高，自變量引起的變動占總變動的百分比高，觀察點在回歸直線附近越密集。因此，線性回歸方程有很強的代表性。

表4的方差分析結果顯示，相伴概率值<0.001，證明自變量與因變量之間線性關系成立。同時得到其組間均方去除組內均方的商，即F遠大于1，說明各組均值間的差異有統(tǒng)計學意義。不同貯藏溫度下線性方程為-3 ℃時，y=5.240+1.002x；0 ℃時，y=6.597+1.230x；4 ℃時，y=6.312+1.775x。

2.5 貯藏過程中揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）變化的動力學模型

水產品在貯藏過程中的鮮度變化特點與其化學反應速率常數(shù)和活化能等動力學特性密切相關[17]。因此，選用一級化學反應動力學模型對儲存過程中TVB-N值的變化與貯藏溫度和時間的關系進行描述，該動力學模型為：

T=T0eKot

式中，T為揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）（mg/100 g）；T0為揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）最初的量（mg/100 g）； K0為TVB-N變化速率常數(shù)；t為貯藏時間（d）。

表5中Kt常數(shù)是線性方程結合阿倫尼烏斯方程計算所得。方程相關系數(shù)>0.987，相關性良好。同時根據(jù)感官評價及表3綜合得出，溫度對生鮮魚肉腐敗程度影響顯著。溫度直接影響TVB-N速率常數(shù)。TVB-N速率常數(shù)Kt是溫度的函數(shù)，采用阿倫烏斯方程得到Kt=Kt0e-E/RT，式中Kt0為回歸系數(shù)；E為活化能（J/mol）；R為通常氣體常數(shù)，R=8.314 J/mol； T為K氏溫度。

擬合所得數(shù)據(jù)隨貯藏溫度的變化曲線（圖2），對所得數(shù)據(jù)進行分析，其相關指數(shù)>0.993，表明TVB-N值變化速率常數(shù)隨貯藏溫度變化的擬和精度很高。得到TVB-N速率常數(shù)Kt0=7.77×109。通過以上分析和計算得出生鮮草魚片在貯藏過程中TVB-N值變化的數(shù)學模型，其模型為T=T0eKtt，其中Kt=7.77×109e-51 183/RT。

3 小結

揮發(fā)性鹽基氮是公認的描述生鮮水產新鮮度的重要指標之一。本研究表明，溫度的改變顯著影響TVB-N值，且隨著貯藏時間的改變表現(xiàn)出顯著相關性。隨著貯藏時間的延長，TVB-N值與儲存溫度變化呈正比，表現(xiàn)為溫度越高，TVB-N值越大，且其增長趨勢越明顯，同時伴隨著感官評價得分越低，汁液流失率越大，進一步證明魚肉品質顯著下降，表現(xiàn)為生鮮魚肉腐敗程度越快。同時通過回歸分析的方法得到不同溫度下TVB-N值隨時間變化的線性方程，-3、0、4 ℃下線性方程分別為y=5.240+1.002x，y=6.597+1.230x，y=6.312+1.775x。最終得到TVB-N值變化的數(shù)學模型，其模型T=T0eKtt，其中Kt=7.77×109e-51 183/RT。

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