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 食品學院，上海，201306) 2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術研究中心，上海，201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價專業(yè)技術服務平臺，上海，201306) 4(食品科學與工程國家級實驗教學示范中心(上海海洋大學)，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)，導致其營養(yǎng)價值降低[2]。冰鮮法是目前應用普遍的貯藏技術之一，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注，其具有冰粒細小光滑，流動性好，潛熱值高及預冷速度快等優(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，其不僅結合了傳統(tǒng)冰低溫貯藏的作用，還具有殺菌能力強、應用范圍廣且安全方便的特點[4]。近年來，已有學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、碎冰對鱸魚進行預處理，結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關聯(lián)產(chǎn)物、微生物變化規(guī)律及相關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)構分析與TVB-N值)、ATP關聯(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試劑有限公司。

1.4 儀器與設備

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關聯(lián)物含量

1.5.3.1 ATP關聯(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新復極差法進行方差分析與多重比較，結果以平均值±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 結果與分析

2.1 多面剖析法(TPA)

質(zhì)構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，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)構特性的影響中也有相似結論。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、彈性和回復性等質(zhì)構變化。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。這與本文研究結果類似。結果表明，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 相關性分析

將鱸魚貯藏期間的微生物指標、質(zhì)構與ATP關聯(lián)物測定結果通過皮爾森相關系數(shù)分析，以明確各類指標間的相關性，結果如表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(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(P<0.05)。其中微生物變化與HxR值、Hx值正相關，但與ATP值、ADP值和AMP值指標相關性不顯著(P>0.05)。同時，硬度值與彈性值、咀嚼性值、IMP值呈顯著正相關(P<0.05)，相關系數(shù)分別為0.942、0.983、0.820，與HxR值、Hx值顯著負相關，相關系數(shù)為-0.931、-0.881，與微生物指標呈顯著負相關(P<0.05)。ATP值與ADP值極顯著正相關，相關系數(shù)為0.981，IMP值與Hx值呈負相關，相關系數(shù)為-0.941。

表2 鱸魚貯藏期間的微生物指標、質(zhì)構與ATP關聯(lián)物的皮爾森相關系數(shù)分析

注：*表示在0.05水平上顯著相關；**表示在0.01水平上顯著相關。

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)構和IMP值、HxR值、Hx值相關性明顯，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。

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，其通常可通過正交變換將一組可能存在相關性的變量轉(zhuǎn)換為一組線性不相關的變量，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領域的研究中。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，呈180°分布的指標呈現(xiàn)負相關，而距離遠且呈90°分布指標不相關[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性分析結果相符。

3 結論

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。相關性與主成分分析結果表明，微生物數(shù)、質(zhì)構和IMP、HxR、Hx顯著相關，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性。流化冰的高潛熱能力與密封隔絕空氣效應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用于水產(chǎn)品的保鮮加工上具有潛在的發(fā)展前景。