金 枝 關志強 - 李 敏

(1. 廣東海洋大學食品科技學院，廣東 湛江 524088；2. 廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點實驗室， 廣東 湛江 524088；3. 水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學校重點實驗室，廣東 湛江 524088；4. 廣東海洋大學機械與動力工程學院，廣東 湛江 524088)

羅非魚亦稱非洲鯽魚，主要在中國廣東、廣西、福建等省被大規(guī)模養(yǎng)殖，其肉質(zhì)鮮美，口感頗佳，富含優(yōu)質(zhì)蛋白與多不飽和脂肪酸及鈣、磷、鋅、鐵等礦物質(zhì)，被消費者廣泛認可與接受[1]。現(xiàn)中國市場上羅非魚多以活魚或鮮魚片的形式銷售，宰殺后的羅非魚因其營養(yǎng)物質(zhì)豐富且水分含量高而易受微生物侵襲，加上自身內(nèi)源酶的作用，魚肉品質(zhì)會發(fā)生劣變，導致營養(yǎng)價值降低[2]。傳統(tǒng)冷藏或冷凍等貯藏方法下的食品已不能滿足人們對食物新鮮、營養(yǎng)的需求，冰溫保鮮技術由此運用而生。冰溫保鮮技術也被稱為冰溫貯藏技術，是將食品在其冰溫帶的范圍內(nèi)貯藏，融合了冷凍、冷藏技術的優(yōu)點，可以有效抑菌和維持食品鮮度，又克服了冷凍導致的食品蛋白質(zhì)變性、汁液流失及冷藏貨架期短的不足[3-4]。剛宰殺的魚類體溫處于常溫狀態(tài)，運輸和貯藏過程中魚肉的糖原分解放熱，使魚體溫度升高2～10 ℃，若不能及時冷卻排除這部分熱量，酶和微生物的活動就會大大增強，故需要合適的方式加快魚肉到達冰點溫度的進程，使其快速進入冰溫環(huán)境以保持品質(zhì)。

預冷處理多應用于果蔬保鮮貯藏的前處理。果蔬經(jīng)預冷處理除去了田間熱，使得水分含量和機體代謝水平降低，減小自身能量消耗，從而延長保質(zhì)期[5]。預冷處理在水產(chǎn)品保鮮方面已有報道，藍蔚青等[6]使用流化冰預冷處理鱸魚，發(fā)現(xiàn)流化冰預冷處理可以有效減緩鱸魚的腐敗進程。郭學騫等[7]用冰水浸漬預冷與凍藏結合處理羅非魚片，發(fā)現(xiàn)經(jīng)預冷處理后的魚片貯藏品質(zhì)得到了明顯改善。黃卉等[8]研究鮮活鱸魚在不同水溫中預冷后進行冰藏的品質(zhì)變化，結果顯示預冷處理能延緩鱸魚冰藏時色澤變化，可以較好地保持魚肉的亮度和紅度值。而將預冷處理與冰溫技術結合應用于羅非魚的保鮮貯藏研究甚少，姚志勇等[9]利用自行研制的裝置研究了真空冷誘導對羅非魚片冰溫貯藏時鮮度和滋味的影響，真空預冷處理可使魚片保持較好的品質(zhì)，但需要相應的真空設備，而且耗能較大，約比冷風冷卻高1%～2%[10]。

根據(jù)當前工業(yè)生產(chǎn)冷凍肉常用的凍結溫度(-18～ -38 ℃)并參考相關文獻[11-12]，本試驗擬設置-18，-30，-60 ℃ 3個不同預冷處理溫度，以新鮮羅非魚片為原料，采用冰溫貯藏的方式，考察經(jīng)不同預冷處理溫度(-18，-30，-60 ℃)后的羅非魚片在冰溫貯藏過程中pH、色澤、質(zhì)構特性、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、菌落總數(shù)、硫代巴比妥酸值(TBA)、鈣離子酶活(Ca2+-ATPase)等品質(zhì)指標的變化，為羅非魚片冰溫保鮮工藝的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅非魚：購于湛江市湖光市場；

Ca2+-ATPase活性測試盒、考馬斯亮藍蛋白測定試劑盒：南京建成生物工程研究所；

2-硫代巴比妥酸：化學純，國藥集團化學試劑有限公司；

平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：北京陸橋技術有限責任公司。

1.2 儀器與設備

多路溫度巡檢儀：JK-24U型，常州市金艾聯(lián)電子科技有限公司；

電子天平：JJ600型，常熟市雙杰測試儀器廠；

分析天平：AUY220型，日本島津儀器有限公司；

真空包裝機：DZ400/2D型，瑞利包裝機械有限公司；

pH計：PHS-3C型，上海儀電科學儀器有限公司；

色差計：CR-10型，日本柯尼卡美能達公司；

質(zhì)構儀：TMS-Pro型，美國FTC公司；

凱氏定氮儀：Vap450型，德國Gerhardt公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：HPX-9082MBE型，上海博迅實業(yè)有限公司；

超凈臺：SW-CJ-2D型，蘇州凈化設備有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌器：LDZX-50KBS型，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理 敲擊頭部使羅非魚致死，除去頭、尾、魚皮及內(nèi)臟，用無菌水沖洗潔凈，切分為12 cm×5 cm×1 cm 的魚片，重量(80±2) g。隨后將魚片分別放入-60，-30，-18 ℃冰箱中進行預冷處理，使用溫度巡檢儀探測魚片溫度，當羅非魚片中心溫度達到-1 ℃時停止預冷，不同預冷溫度條件下魚片中心溫度降至-1 ℃所需時間如表1所示。預冷結束后對魚片進行真空包裝，置于-2 ℃條件下貯藏。未經(jīng)預冷處理的魚片作為對照組，真空包裝后直接進行-2 ℃貯藏，每隔5 d測定相關品質(zhì)指標。

1.3.2 冰點的測定 采用凍結法[13]。

1.3.3 pH的測定 根據(jù)段偉文等[14]方法進行測定。

1.3.4 色澤的測定 使用手持色差儀測定魚片的亮度(L*)、紅綠度(a*)、黃藍度(b*)，每片魚片重復測定10次，結果取平均值。

表1 羅非魚片預冷處理溫度及時間

1.3.5 質(zhì)構測定 參照劉鐵玲等[15]方法并進行修改。使用直徑平底柱探頭P/5，采用質(zhì)地剖面分析(TPA)模式對試樣進行測定。參數(shù)條件設置為感應力1 000 N，測試速度60 mm/min，起始力0.5 N，形變量50%，兩次下壓間隔1 s。每塊魚片測定5次，結果取平均值。

1.3.6 菌落總數(shù)的測定 參考GB/T 4789.2—2016并適當修改。準確稱取10 g絞碎魚肉于90 mL無菌生理鹽水中，均質(zhì)充分后10倍系列稀釋，選擇數(shù)個適宜稀釋度的樣品均液1 mL傾注營養(yǎng)瓊脂平板，待平板凝固后于(30±1) ℃條件下培養(yǎng)72 h后，統(tǒng)計各平板菌落數(shù)。

1.3.7 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定 按照GB 5009.228—2016采用自動凱氏定氮儀法。

1.3.8 硫代巴比妥酸(TBAS)值的測定 參照Lan等[16]方法并稍作修改。稱取10 g絞碎魚肉與40 mL預冷的5%三氯乙酸混合，10 000 r/min均質(zhì)1 min，然后5 000 r/min 冷凍離心5 min，過濾上清液，吸取 5 mL濾液于比色管中，隨即加入0.02 mol/L硫代巴比妥酸試劑5 mL，并充分混勻，于沸水中反應30 min取出，流動水冷卻到室溫(約15 min)。以蒸餾水為參照，532 nm處測定溶液的吸光值。按式(1)計算TBA值。

TBA=7.8×A，

(1)

式中：

TBA——硫代巴比妥酸值，mg MDA/kg；

A——溶液在532 nm處的吸光值；

7.8——常數(shù)。

1.3.9 Ca2+-ATPase酶活測定 根據(jù)南京建成公司的ATP酶測試盒說明書進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)記錄和整理，使用SPASS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析，顯著水平設置為P<0.05，Origin 9.0軟件繪圖。試驗結果為3次平行試驗平均值。

2 結果與分析

2.1 羅非魚片冰點測定結果分析

由圖1可知，凍結曲線主要分為降溫、結晶、凍結3個階段。降溫階段魚片溫度由室溫快速下降至自由水凍結溫度0 ℃附近，并有大量熱量放出；50～120 min為第二區(qū)間結晶階段，溫度不斷下降至凍結點，魚肉中的水分開始凍結，溫度下降速度變慢，曲線呈現(xiàn)較為平緩狀態(tài)，此溫度范圍即羅非魚片冰點溫度范圍。凍結階段魚片溫度從凍結點附近繼續(xù)下降至外界介質(zhì)溫度，根據(jù)冰點測定原理，確定本試驗羅非魚的冰點溫度范圍為-1.3～-1.8 ℃。根據(jù)羅非魚片凍結曲線選擇-2 ℃進行冰溫貯藏研究。

圖1 羅非魚片的凍結曲線

2.2 對羅非魚片pH的影響

由圖2可知，羅非魚片的pH值總體呈現(xiàn)貯藏前期下降后期回升的趨勢。貯藏前10 d，由于魚片自身的生化反應，作為能量源儲存的糖原被快速分解成乳酸及ATP分解磷酸根離子導致pH值下降。隨后pH值出現(xiàn)回升，可能是微生物大量繁殖產(chǎn)生代謝物質(zhì)，同時微生物將魚肉中的蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生了堿性物質(zhì)[17]。剛宰殺的新鮮羅非魚pH值接近中性為6.92，貯藏末期各預冷處理組魚片pH值分別為6.64(-18 ℃)，6.70(-30 ℃)，6.67(-60 ℃)，對照組魚片的pH值上升至6.76，較預冷處理組回升顯著(P<0.05)，表明預冷處理可以減緩魚片pH值的回升。

2.3 對羅非魚片色澤的影響

試驗表明，不同預冷處理組和對照組的魚片在貯藏過程中L*值整體呈上升趨勢。貯藏前10 d，預冷處理組魚片L*值分別上升至44.18，44.12，43.73，處理組間L*值相差不大。貯藏第20天，對照組魚片的L*值與預冷處理組相比明顯偏大，經(jīng)過-30，-60 ℃預冷處理魚片的L*顯著低于對照組，表明較低溫度預冷處理可以延緩魚片亮度的增加。

圖2 預冷條件對羅非魚片pH的影響

Figure 2 Effects of different pre-cooling temperature on pH value oftilapiafillets during storage

由表2可知，不同預冷處理組和對照組魚片在貯藏過程中a*值整體呈下降趨勢。貯藏前5 d，預冷處理組魚片a*值下降幅度顯著高于對照組魚片，可能是對照組魚片的脂肪氧化程度大于預冷處理組，產(chǎn)生了更多的脂質(zhì)過氧化物，使得更多高鐵肌紅蛋白的產(chǎn)生和積累，從而對照組魚片a*值下降更明顯。在貯藏第20天時，預冷處理組魚片與對照組魚片相比，彼此間紅度值并無顯著差異(P>0.05)，可能是末期各組魚片微生物大量繁殖，蛋白質(zhì)變性程度增大，各魚片的高鐵肌紅蛋白積累量相近，因此差異不顯著。對照組魚片a*值與鮮魚片相比下降了54%，表明肉色已發(fā)暗褐變。

2.4 對羅非魚片質(zhì)構的影響

由圖3可知，各項指標的數(shù)值均隨貯藏時間的延長不斷下降。各魚片硬度在貯藏前期下降幅度較大，后期趨于平緩，貯藏末期，對照組魚片硬度由起始的6.50 N下降至2.06 N，硬度呈顯著性下降。不同溫度預冷處理的魚片硬度未體現(xiàn)出顯著差異(P>0.05)。膠黏性和咀嚼性的變化趨勢與硬度基本相同。對照組與各預冷處理組魚片膠黏性在貯藏末期無顯著差異(P>0.05)，但各預冷處理組魚片咀嚼性顯著高于對照組(P<0.05)，且-30，-60 ℃預冷處理魚片的咀嚼性高于-18 ℃預冷處理的。彈性隨貯藏時間的增加持續(xù)下降。貯藏前10 d，預冷處理組魚片彈性略優(yōu)于對照組，但之后對照組魚片彈性下降速率有所減緩。貯藏第20天，對照組魚片彈性大于預冷處理組(P<0.05)，說明預冷處理會對彈性造成一定影響。有文獻[18]指出，水產(chǎn)品在貯藏過程中肌原纖維間的空隙增大，蛋白質(zhì)降解變性，肌肉細胞間結合力減弱，是導致肌肉質(zhì)構不斷劣化的根本原因。

表2 不同預冷條件對羅非魚片色澤的影響?

? 同列大寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)；同行小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

圖3 預冷條件對羅非魚片質(zhì)構的影響

2.5 對羅非魚片菌落總數(shù)的影響

由圖4可知，預冷處理組和對照組魚片細菌總數(shù)始終呈現(xiàn)出持續(xù)上升的變化，但預冷處理組魚片微生物的增長速率較慢。貯藏第10天，對照組細菌增長到5.89 lg(CFU/g)，接近生鮮水產(chǎn)品菌落總數(shù)限量規(guī)定(限值106CFU/g)[19]。對照組魚肉已接近次鮮肉，而預冷處理組魚肉細菌總數(shù)<<106CFU/g。貯藏第20天，對照組和各預冷處理組魚肉均已腐敗變質(zhì)不具可食性。通過菌落總數(shù)限量標準判定對照組魚片貨架期為11 d，預冷處理組魚片貨架期分別為15 (-18 ℃)，17 (-30，-60 ℃) d，低溫預處理后可大大提高冰溫羅非魚片貨架期。低溫可以降低微生物體內(nèi)代謝酶活力和各種生化反應速率，并導致微生物細胞內(nèi)原生質(zhì)體濃度和黏度增加，從而影響其新陳代謝[20-21]，但低溫貯藏過程中仍會有許多嗜冷性細菌繁殖，同樣會影響魚肉品質(zhì)[22]，因此-2 ℃溫度貯藏條件下微生物仍會大量繁殖。而極低溫度預冷處理組魚片，表面微生物生長代謝遭破壞，生長速率有所減慢，因此，-30，-60 ℃預冷處理組與對照組相比，細菌總數(shù)增長趨勢稍顯緩和。不同的預冷速率導致魚片的水分含量及水分活度不同，預冷溫度越低魚片的水分活度越小[23]，因此，-30，-60 ℃預冷處理組抑制微生物生長的效果優(yōu)于-18 ℃預冷處理組。

2.6 對羅非魚片TVB-N值的影響

由圖5可知，TVB-N值整體呈連續(xù)增長趨勢，但不同溫度預冷處理組魚片TVB-N值上升幅度較對照組小。貯藏第15天，對照組羅非魚片TVB-N值由初始值的9.88 mg/100 g 升至19.97 mg/100 g(GB 2733—2015規(guī)定限值為20 mg/100 g)，即將進入腐敗狀態(tài)，而于-18，-30，-60 ℃預冷處理組分別為18.44，17.82，16.79 mg/100 g，對照組魚肉腐敗程度明顯高于預冷處理組(P<0.05)。貯藏第20天，對照組魚片已完全腐敗變質(zhì)，TVB-N值達23.55 mg/100 g，而-30 ℃ 預冷處理組為19.84 mg/100 g，-60 ℃預冷處理組為18.82 mg/100 g，仍在安全標準范圍內(nèi)?？赡苁遣煌念A冷速率導致魚片水分含量及水分活度不同，預冷溫度越低魚片的水分活度越小[23]，因而-60 ℃預冷處理組抑制微生物的生長效果優(yōu)于其余兩個預冷處理組，由此減慢了魚片的腐敗速度，抑制了TVB-N的增長，與菌落總數(shù)的增長趨勢一致。

圖4 不同預冷條件下羅非魚片菌落總數(shù)的變化

Figure 4 Effects of different pre-cooling temperature on total bacterial count oftilapiafillets during storage

圖5 不同預冷條件下羅非魚片TVB-N值的變化

Figure 5 Effects of different pre-cooling temperature on TVB-N oftilapiafillets during storage

2.7 對羅非魚片TBA值的影響

由圖6可知，新鮮羅非魚片脂肪氧化程度極低，TBA值僅為0.229 mg MDA/kg。隨著貯藏的進行，魚片的TBA值逐漸上升，貯藏末期稍微有所下降。貯藏15 d時，魚片的TBA值上升至0.684(-2 ℃)，0.556(-18 ℃)，0.504(-30 ℃)，0.494(-60 ℃) mg MDA/kg，其中對照組魚肉的TBA值增加了0.455 mg MDA/kg，而-60 ℃預冷組魚片的TBA值增加了0.265 mg MDA/kg，預冷處理組魚片氧化程度遠小于對照組。貯藏末期魚片TBA值出現(xiàn)下降，可能是脂肪氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)與魚肉中的蛋白質(zhì)發(fā)生了作用[24]，丙二醛與蛋白質(zhì)的結合速率大于其產(chǎn)生速率，因此出現(xiàn)了下降趨勢。但預冷處理組魚片脂肪氧化的程度始終低于對照組且差異明顯，表明預冷處理可以減緩魚肉脂肪氧化的速率。

2.8 對羅非魚片Ca2+-ATPase的影響

由圖7可知，冰溫貯藏過程中預冷處理組與對照組魚片Ca2+-ATPase均呈下降趨勢。在低溫貯藏過程中，魚肉pH下降、微生物繁殖、脂肪氧化等因素變化打破了蛋白質(zhì)相對的穩(wěn)定體系，引起肌球蛋白頭部區(qū)域的構象發(fā)生改變，從而使肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性下降[25]。貯藏第20天，對照組魚片Ca2+-ATPase為0.252，與初始值相比下降了80.4%，而預冷處理組魚片降幅分別為77.9%，74.36%，71.32%，說明魚肉在貯藏過程中蛋白質(zhì)發(fā)生了明顯的變性。試驗中預冷處理能對魚肉Ca2+-ATPase活性的下降起一定延緩作用，可能是較低預冷溫度減緩了蛋白質(zhì)分子的二級結構由緊密向松散發(fā)展的進程，降低了蛋白變性速率[26]。其中-60 ℃預冷處理顯著優(yōu)于-18 ℃，而-30，-60 ℃兩組間無顯著差異。

圖6 不同預冷條件下羅非魚片TBA值的變化

Figure 6 Effects of different pre-cooling temperature on TBA oftilapiafillets during storage

圖7 不同預冷條件下羅非魚片Ca2+-ATPase的變化

Figure 7 Effects of different pre-cooling temperature on Ca2+-ATPase oftilapiafillets during storage

3 結論

試驗探究了不同溫度預冷處理的羅非魚片在冰溫貯藏過程中的品質(zhì)變化。通過分析發(fā)現(xiàn)，相比單純冰溫貯藏，預冷處理可以保護魚片色澤，延緩魚片亮度的增加，抑制pH值的回升。預冷溫度越低，抑制微生物繁殖作用越明顯，揮發(fā)性鹽基氮及脂肪氧化上升趨勢越緩慢，鈣離子酶活的下降速率也相對較緩和。-18 ℃與-60 ℃ 預冷處理相比，菌落總數(shù)、TVB-N、TBA值、Ca2+-ATPase差異顯著，后者處理的魚片有更好的貯藏品質(zhì)，-30 ℃預冷處理的魚片品質(zhì)介于兩者之間，但溫度過低會造成魚片彈性變差，在考慮成本的情況下，建議將預冷處理溫度設在-30 ℃左右，可使魚片保持較好的質(zhì)地。綜上，在冰溫羅非魚生產(chǎn)前進行預冷處理，可為羅非魚片冰溫保鮮工藝的改善提供技術支持?；诋斍暗难芯?，后續(xù)還可探討預冷處理的羅非魚片在冰溫貯藏過程中各種營養(yǎng)成分、微觀結構的變化以及優(yōu)勢腐敗菌的情況。