張皖君，藍蔚青,2,3,4*，賴晴云，張菊，邱偉強,2,3,4，謝晶,2,3,4*

1(上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海，201306) 2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海，201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，上海，201306) 4(食品科學(xué)與工程國家級實驗教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海，201306)

鱸魚(Lateolabraxjaponicus)又名花鱸、四肋魚等，廣泛分布于中國沿海區(qū)域，是我國重要的海水經(jīng)濟魚類之一，其味道鮮美，魚肉中富含蛋白質(zhì)、維生素與必需氨基酸等營養(yǎng)成分，深受消費者青睞[1]。然而由于鱸魚肌肉組織脆弱，水分與蛋白質(zhì)含量豐富，其在貯運過程中易受微生物與內(nèi)源活性酶的影響，發(fā)生腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致其營養(yǎng)價值降低[2]。冰鮮法是目前應(yīng)用普遍的貯藏技術(shù)之一，其操作簡單，使用方便。但傳統(tǒng)碎冰處理通常存在密封不充分，抑菌效果差等不足，致使保鮮效果不佳，因此優(yōu)化冰鮮處理技術(shù)對延長水產(chǎn)品貨架期具有重要意義。

流化冰作為一種新型的制冷介質(zhì)逐漸受到科研人員的廣泛關(guān)注，其具有冰粒細小光滑，流動性好，潛熱值高及預(yù)冷速度快等優(yōu)點，在貯藏保鮮中流化冰可將魚體完全浸沒，達到隔絕氧氣的效果，同時還可降低魚體表面的機械損傷，延緩由氧化導(dǎo)致樣品腐敗[3]。酸性電解水冰是一種新型高效的冷殺菌保鮮技術(shù)，其不僅結(jié)合了傳統(tǒng)冰低溫貯藏的作用，還具有殺菌能力強、應(yīng)用范圍廣且安全方便的特點[4]。近年來，已有學(xué)者研究了流化冰冰藏過程中鱸魚鮮度指標和蛋白生化指標變化[5]，分析了酸性電解水冰處理對水產(chǎn)品新鮮度與色差值變化的影響[6-7]。其中，KILINC等[8]利用流化冰、碎冰對鱸魚進行預(yù)處理，結(jié)果表明流化冷卻除對感官變化的影響較小外，可延緩鱸魚嗜溫菌生長，抑制TVB-N值上升，貨架期相對碎冰預(yù)冷組延長2 d。CAKLI等[9]研究發(fā)現(xiàn)，與碎冰處理相比，流化冰處理抑制了鱸魚嗜溫菌生長，但在外觀品質(zhì)和TVB-N值控制上無明顯優(yōu)勢。

前期研究主要涉及鱸魚品質(zhì)和理化指標等方面，而從ATP關(guān)聯(lián)產(chǎn)物、微生物變化規(guī)律及相關(guān)性角度分析鱸魚在流化冰、酸性電解水冰貯藏過程中的品質(zhì)變化研究較少。因此，本文以碎冰為對照，分別采用流化冰和酸性電解水冰處理新鮮鱸魚，通過品質(zhì)(質(zhì)構(gòu)分析與TVB-N值)、ATP關(guān)聯(lián)物(K、H和Fr值)、微生物(細菌總數(shù)、假單胞菌數(shù)與希瓦氏菌數(shù))等指標，綜合表征不同冰藏處理對鱸魚鮮度變化影響，以期為水產(chǎn)品的冰藏保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 冰的制備

流化冰(slurry ice，SI)：利用RE-1000W-SP流化冰機制取流化冰，所得冰漿由80%冰與20%水組成(質(zhì)量分數(shù))，含鹽質(zhì)量分數(shù)為3.3%，流化冰體系溫度在(-1.8±1.0) ℃。根據(jù)前期實驗探究結(jié)果，由于滲透壓作用，貯藏過程中流化冰漿中的NaCl會使魚肉鹽度值升高，但其貯藏終點的鹽度值遠低于低鹽腌制水產(chǎn)品要求[10]。

酸性電解水冰(acid electrolyzed water ice，AEWI)：使用質(zhì)量濃度為1 g/L的NaCl溶液電解5 min后取酸性電解水，將其立即密封置于-20 ℃低溫箱中冷凍24 h成冰，制成的酸性電解水冰有效氯含量(available chlorine concentration, ACC)、pH值、氧化還原電位(oxidative redox potential, ORP)分別為(25±1) mg/kg, 3.64±0.03, (1 124±0.8) mV。碎冰(CK)：由碎冰制冰機制備，體系溫度為0 ℃左右。

1.2 原料處理

鮮活鱸魚：生長在沿海海水養(yǎng)殖池中，捕撈期一般在春、秋兩季，均重為(500±20) g，體長(27.5±1.2) cm， 購自上海市浦東新區(qū)水產(chǎn)品批發(fā)市場，置于盛有水的聚乙烯泡沫箱中，30 min內(nèi)運往實驗室立即進行處理。鱸魚用冰水洗凈后隨機分為3組，分別置于盛有流化冰、酸性電解水冰和碎冰的泡沫箱中，層冰層魚放置，樣品處理好后置于4 ℃冰箱保存，隔天換冰。分別在0、3、6、9、12、15、18、21、23 d取樣，鱸魚去頭去尾，去內(nèi)臟，固定取背部魚肉進行各項指標測定。

1.3 主要藥品試劑

ATP關(guān)聯(lián)物標準品,均由Sigma公司生產(chǎn)；NaOH、MgCl2、Na2HPO4、NaH2PO4、平板計數(shù)瓊脂(PCA)、假單胞選擇性培養(yǎng)基(CFC)、含鐵瓊脂(IA)、甘油(丙三醇)等，均購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.4 儀器與設(shè)備

RE-1000W-SP流化冰機，江蘇南通瑞友工貿(mào)有限公司；AF-103 AS制冰機，意大利Scotsman公司；FW-200強酸性電解水生成器，日本Amano公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；Kjeltec 8400型凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司；Alliance 2695型高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)系統(tǒng)，美國Waters公司；ZORBAXSB-C18柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，美國Agilent公司。

1.5 實驗方法

1.5.1 質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis,TPA)

參照LI等[11]方法并稍作改動，取背部魚肉切成(15×15×10) mm的方塊，采用TPA分析模式測試，選用型號為TA39的探頭，測試條件：測前速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，探頭觸發(fā)力20 g，剪切距離 20 mm。 每組樣品平行測定6次。

1.5.2 總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)

參考SC/T 3032—2007《水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮測定方法》[12]進行操作，平行測定3次。

1.5.3 ATP關(guān)聯(lián)物含量

1.5.3.1 ATP關(guān)聯(lián)物提取

參考齊亮等[13]法并稍作修改，準確稱取魚背部肌肉4.0 g，加入20 mL、4 ℃預(yù)冷的10%高氯酸溶液，均質(zhì)1 min，經(jīng)10 000 r/min，4 ℃冷凍離心15 min，取上清液。沉淀用5%(質(zhì)量分數(shù))高氯酸溶液20 mL洗滌，離心取上清液，合并上清液，用10 mol/L KOH溶液調(diào)節(jié)pH值為6.8，靜置30 min后離心，將上清液轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用雙蒸水定容后經(jīng)0.22 μm濾膜過濾待測。

1.5.3.2 ATP關(guān)聯(lián)物測定

色譜條件：色譜柱C18柱，4.6 mm×250 mm，粒度5 μm。流動相：0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液。色譜柱溫：35 ℃。流速：1.0 mL/min。檢測波長：260 nm。進樣量：10 μL。

1.5.3.3 鮮度指標計算

魚肌肉中ATP按ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx的途徑依次降解，其計算公式(1)、(2)和(3)如下：

(1)

(2)

(3)

式中: ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx分別代表腺苷三磷酸、腺苷二磷酸、腺苷酸、肌苷酸、次黃嘌呤核苷、次黃嘌呤濃度(μmol/g，濕基)。

1.5.4 微生物指標

微生物指標采用GB/T 4789.2—2016[14]平板傾注計數(shù)測定。鱸魚去皮去內(nèi)臟后，稱取10 g背部魚肉于滅菌袋中，加入90 mL 0.85%(質(zhì)量分數(shù))無菌生理鹽水，以10倍梯度稀釋，取3個合適的稀釋度進行培養(yǎng)，每個稀釋度作3個平行。不同微生物的選擇性培養(yǎng)基與培養(yǎng)條件如表1所示。

1.5.5 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均采用3次平行實驗的平均值，數(shù)據(jù)用軟件Origin (Pro) 8.0繪制曲線，數(shù)據(jù)間的差異通過統(tǒng)計軟件SPSS 13.0中的Duncan新復(fù)極差法進行方差分析與多重比較，結(jié)果以平均值±標準偏差表示。鮮度指標的綜合分析由AlphaSoft V11.0軟件完成。

表1 不同微生物的選擇性培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件Table 1 Culture media and conditions of different bacteria

2 結(jié)果與分析

2.1 多面剖析法(TPA)

質(zhì)構(gòu)與魚肉組織中的脂肪與膠原蛋白含量、貯藏溫度與時間等相關(guān)，其易受魚體死后產(chǎn)生的微生物與自溶酶影響[15]。

如圖1所示，CK組鱸魚樣品的硬度值與彈性值降幅最明顯，AEWI組樣品次之，SI組樣品下降速度最慢。在第9～23 天時，AEWI和CK組樣品的硬度值和彈性值無顯著差異(P>0.05)。因此，與CK組樣品相比，酸性電解水冰不能顯著抑制鱸魚纖維組織的劣變，但對質(zhì)構(gòu)特性的變化也無不利影響。姚鑫等[16]研究酸性電解水冰對小黃魚質(zhì)構(gòu)特性的影響中也有相似結(jié)論。第12天時CK、SI與AEWI組樣品的咀嚼性值，分別從0 d時的793.89 N降至185.04、393.69、302.62 N，此時CK組樣品已腐敗，而AEWI和SI組樣品仍保持一定的咀嚼性質(zhì)。周然等[17]發(fā)現(xiàn)AEW保鮮河豚魚時，可能是通過減緩貯藏過程中魚肉中的肌原纖維分解作用，避免魚肉硬度、彈性和回復(fù)性等質(zhì)構(gòu)變化。因此，采用AEWI保鮮鱸魚，其作用機制是可能通過冰中緩釋的有效氯成分，協(xié)同其高氧化還原作用[18]，延緩了微生物產(chǎn)生的酶類對肌肉纖維分解，有效保持魚肉彈性等特性。綜上所述，流化冰與酸性電解水冰處理均可在一定程度上維持鱸魚的質(zhì)構(gòu)特性。

a-硬度；b-彈性；c-咀嚼型圖1 不同冰藏處理對鱸魚硬度值、彈性與咀嚼性變化影響Fig.1 Effects of different ice storage on the change of hardness, springiness andchewness in Lateolabrax japonicas

2.2 總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)

鱸魚肉的TVB-N值<13 mgN/100 g為一級鮮度，TVB-N值>30 mgN/100 g即不可食用[19]。由圖2可知，貯藏前期，樣品的TVB-N值出現(xiàn)下降趨勢，可能由于貯藏前期魚肉產(chǎn)生的乳酸與氨及胺類物質(zhì)發(fā)生中和所致[5]。CK組樣品的TVB-N值上升趨勢明顯，在第12天時超過一級鮮度，貯藏18 d時已超過限量標準，而AEWI組和SI組在前12、15 d的TVB-N值都處于一級鮮度標準內(nèi)。從12 d開始，CK組和AEWI組的TVB-N上升趨勢明顯，由于酸性電解水仍具有一定的抑菌和殺菌效果，故其TVB-N值顯著低于CK組(P<0.05)。SI組TVB-N值上升平緩，貯藏后期時其TVB-N值在初始值附近，SCAR等[20]、林雪等[21]利用流化冰對鲹魚、鮐魚保鮮，在貯藏第15天時的TVB-N值與初始值相比基本無變化。這與本文研究結(jié)果類似。結(jié)果表明，流化冰和酸性電解水冰對鱸魚均有一定的保鮮作用。

圖2 不同冰藏處理對鱸魚TVB-N值變化影響Fig.2 Effects of different ice storage on the change of TVB-N value in Lateolabrax japonicas

2.3 ATP關(guān)聯(lián)物含量變化

一般認為魚體死后，ATP在內(nèi)源酶的作用下依次降解為ADP、AMP、IMP、HxR和Hx，其中IMP是魚肉中重要的鮮味物質(zhì)，HxR和Hx則是魚肉中不可接受氣味的主要來源[22]。

由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，不同冰藏組的ATP、ADP含量快速下降并在第3天后趨于穩(wěn)定，這與劉壽春等[23]研究結(jié)果一致。與CK組樣品相比，SI和AEWI組樣品的ATP、ADP含量較高。AMP具有苦味抑制功能，3組樣品在前3 d的AMP含量顯著降低，隨后上升并維持在較低水平。ATP及其關(guān)聯(lián)物的降解水平主要受魚類的品種、肌肉類型和貯藏條件的影響[5]。3組鱸魚的IMP在0～3 d均呈現(xiàn)上升趨勢，而后快速下降，這是由于前期ATP、AMP在內(nèi)源酶作用下降解為IMP，使IMP出現(xiàn)一定累積，隨后磷酸水解酶的作用使IMP分解為HxR和Hx，史策[24]對鰱魚的研究也有相似結(jié)論。HxR呈先升后降的趨勢，AEWI和CK組在18 d達到最大值8.69和8.29 mg/100 g，SI組在15 d達到最大值7.51 mg/100 g。冰藏期間Hx含量持續(xù)增加，其中CK組的Hx含量最高，AEWI冰次之，SI組在12 d后顯著低于另2組。隨著HxR和Hx含量的增加，魚肉品質(zhì)不斷下降，由此可知，酸性電解水冰中的次氯酸(HOCl)能在一定程度上抑制或殺滅魚體表面的微生物，延緩ATP降解速度。流化冰也可抑制微生物和內(nèi)源酶活性，延緩樣品中的ATP和IMP降解為HxR和Hx的速度，具有更好的保鮮效果。

a-ATP；b-ADP；c-AMP；d-IMP；e-HxR；f-Hx圖3 不同冰藏處理對鱸魚關(guān)聯(lián)物含量變化影響Fig.3 Effects of different ice storage on the change of ATP related compounds contents in Lateolabrax japonicas

2.4K值與相關(guān)鮮度指標變化

K值是評價大多數(shù)魚類鮮度的重要指標，一般認為作為生魚片新鮮魚的K值在20%以下，20%～50%為二級鮮度，高于60%為不可食用[25]。除K值外，F(xiàn)r和H值也被認為是客觀評價魚肉腐敗程度的鮮度指標[26]。

如圖4所示，鱸魚的初始K值為3.95%，表明其新鮮度較高。貯藏第18天時，CK和AEWI處理后樣品的K值分別達到62.81%、63.56%，SI組樣品為47.47%，低于其余2組。這與前期得到的HxR與Hx值結(jié)果趨勢相近。3組樣品的H值呈上升趨勢，而Fr值逐漸下降。CK組樣品的Fr值顯著低于SI和AEWI處理組，這些鮮度值的變化準確體現(xiàn)了Hx與HxR的整體含量，其主要原因是貯藏期間樣品中的微生物增殖促進IMP向HxR、Hx轉(zhuǎn)化。因此，流化冰和酸性電解水冰處理能抑制樣品核苷酸的降解速度。

a-K值；b-Fr值；c-H值圖4 不同冰藏處理對鱸魚鮮度指標值變化影響Fig.4 Effects of different ice storage on the change of fish freshness index in Lateolabrax japonicas

然而，隨著鱸魚新鮮度的降低，貯藏期間H值的增長速度仍較緩慢，可推測除H值外，K和Fr值在評價冰藏鱸魚的新鮮度上方法可行，這與SONG等[26]研究結(jié)論一致。

2.5 微生物分析

微生物是引起水產(chǎn)品蛋白質(zhì)和氨基酸分解代謝的主要因素之一，腐敗微生物的生長狀況反映水產(chǎn)品的腐敗程度[27]。

由圖5-a可知，鱸魚貯藏初期的菌落總數(shù)為3.92 lgCFU/g，表明樣品新鮮度較高，這與邵穎[2]研究結(jié)果相似。隨著貯藏時間的延長，CK組樣品的菌落總數(shù)上升趨勢明顯，顯著高于其余2組。在第12天時，CK組樣品的菌落總數(shù)達6.21 lgCFU/g，超出限量標準，不可食用，而AEWI與SI組樣品的菌落總數(shù)仍處于水產(chǎn)品可食用鮮度范圍[28]。其中，以流化冰處理對菌落總數(shù)的影響最顯著。

冷藏過程中，水產(chǎn)品中耐冷優(yōu)勢腐敗菌——假單胞菌和腐敗希瓦式菌更能表征其鮮度[29-30]。由圖5-b與5-c可見，與CK組樣品相比，酸性電解水冰緩慢釋放的ClO-、ClO2-、O3、H2O2及[O]等活性物質(zhì)，可有效抑制細菌的細胞質(zhì)酶活性，損壞細菌外層細胞膜進而導(dǎo)致菌體死亡，表現(xiàn)出良好的抑菌活性，使腐敗菌數(shù)有所減少[31]。有研究發(fā)現(xiàn)AEW碎冰同樣能表現(xiàn)出良好殺菌活性[18]。此外，SI組樣品的假單胞菌與希瓦氏菌數(shù)上升緩慢。因此，在無交叉污染情況下，流化冰的強熱交換能力與NaCl的抑菌作用可有效抑制魚肉中微生物生長。林雪[19]在鮐魚保鮮中因流化冰與魚發(fā)生交感染，得出流化冰對于微生物的抑制作用并不比碎冰突出。

a-菌落總數(shù);b-假單胞菌數(shù);c-希瓦氏菌數(shù)圖5 不同冰藏處理對鱸魚微生物變化影響Fig.5 Effects of different ice storage on the change of microorganisms in Lateolabrax japonicas

2.6 相關(guān)性分析

將鱸魚貯藏期間的微生物指標、質(zhì)構(gòu)與ATP關(guān)聯(lián)物測定結(jié)果通過皮爾森相關(guān)系數(shù)分析，以明確各類指標間的相關(guān)性，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，冰藏過程中鱸魚肉的TVC、假單胞菌與希瓦氏菌間彼此極顯著相關(guān)(P<0.01)，且3個微生物指標均與硬度值、彈性值、咀嚼性值、IMP值、HxR值、Hx值顯著相關(guān)(P<0.05)。其中微生物變化與HxR值、Hx值正相關(guān)，但與ATP值、ADP值和AMP值指標相關(guān)性不顯著(P>0.05)。同時，硬度值與彈性值、咀嚼性值、IMP值呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為0.942、0.983、0.820，與HxR值、Hx值顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.931、-0.881，與微生物指標呈顯著負相關(guān)(P<0.05)。ATP值與ADP值極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.981，IMP值與Hx值呈負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.941。

表2 鱸魚貯藏期間的微生物指標、質(zhì)構(gòu)與ATP關(guān)聯(lián)物的皮爾森相關(guān)系數(shù)分析

注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)；**表示在0.01水平上顯著相關(guān)。

綜上分析，在反映冰藏鱸魚鮮度的指標方面，微生物指標、質(zhì)構(gòu)和IMP值、HxR值、Hx值相關(guān)性明顯，說明這些指標均能很好反映鱸魚冰藏期間的新鮮度變化。其中，LI等[32]研究表明鯉魚在冷鏈貯藏中腐敗菌是HxR向Hx轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵因素。吳依蒙等[33]實驗得出，牙鲆在保藏過程中微生物生長與IMP降解緊密相關(guān)。

2.7 鮮度指標的主成分分析

主成分分析(principal component analysis，PCA)為統(tǒng)計方法之一，其通?？赏ㄟ^正交變換將一組可能存在相關(guān)性的變量轉(zhuǎn)換為一組線性不相關(guān)的變量，轉(zhuǎn)換后的這組變量叫主成分。近年來，PCA分析已逐漸用于食品相關(guān)領(lǐng)域的研究中。圖6直觀顯示了各主成分主要提取的信息和各指標之間的相關(guān)性。其中，距離象限分界線較遠的指標對主成分的貢獻更大，與每個主成分中位置相近的指標正相關(guān)，呈180°分布的指標呈現(xiàn)負相關(guān)，而距離遠且呈90°分布指標不相關(guān)[34]。

由圖6所示，通過對不同冰藏處理下鱸魚的鮮度指標進行主成分分析，得到特征值>1的2個主成分，累積方差貢獻率為92.87%，說明2個主成分反映了原始變量的絕大部分信息，滿足主成分分析的降維目的。同時，鱸魚的鮮度指標主要分布在第一、四象限內(nèi)，在第一主成分提取的指標主要位于圖的左右兩側(cè)。

圖6 鱸魚冰藏期間品質(zhì)指標的主成分分析圖Fig.6 Principal component analysis of quality indexes of Lateolabrax japonicas during ice storage

其中，TVC、希瓦氏菌、假單胞菌、HxR與Hx距離較近，咀嚼性、硬度、彈性與IMP也有同樣變化，這2組指標呈180°分布。這與前面的皮爾森相關(guān)性分析結(jié)果相符。

3 結(jié)論

貯藏期間，經(jīng)流化冰和酸性電解水冰保鮮處理的鱸魚肌肉質(zhì)構(gòu)特性保持效果較好，且其TVB-N值、微生物數(shù)、K值及主要鮮度指標值均顯著低于碎冰處理組樣品。與酸性電解水冰處理組相比，流化冰能在無交叉污染情況下顯著延緩鱸魚TVB-N、HxR、Hx的生成速率，抑制K值的升高與假單胞菌、希瓦氏菌增殖，較好保持其鮮味成分。相關(guān)性與主成分分析結(jié)果表明，微生物數(shù)、質(zhì)構(gòu)和IMP、HxR、Hx顯著相關(guān)，說明這些指標均能很好反映鱸魚冰藏期間的鮮度變化。綜合各指標得出，與碎冰組樣品相比，流化冰和酸性電解水冰處理可延緩鱸魚品質(zhì)劣變，延長貨架期?？梢?，酸性電解水冰在鱸魚貯藏過程中起到積極作用，在鱸魚貯藏中還有待進一步探究酸性電解水冰的最佳制冰濃度、電解時間與鱸魚保鮮間相關(guān)性。流化冰的高潛熱能力與密封隔絕空氣效應(yīng)能有效抑制微生物的生長與酶的活性，在鱸魚貯藏保鮮中有明顯的效果。因此，將流化冰和酸性電解水冰技術(shù)用于水產(chǎn)品的保鮮加工上具有潛在的發(fā)展前景。