岑劍偉，于福田,2，楊賢慶，李來好，黃 卉，魏 涯，趙永強(qiáng)，郝淑賢,*，林 織

（1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300；2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；3.廣東順欣海洋漁業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 陽江 529800）

羅非魚（Oreochromis mossambicus）是我國大宗經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚類，它具有繁殖力強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩有彈性、肌間刺少、營養(yǎng)成分均衡、市場售價適中、烹飪方法多樣等特點(diǎn)，被廣大消費(fèi)者所喜愛[1]。中國是最大的羅非魚生產(chǎn)國和貿(mào)易國[2]；但受微生物作用，水產(chǎn)品通常短時間內(nèi)就會腐敗變質(zhì)，從而導(dǎo)致貨架期縮短、經(jīng)濟(jì)價值降低[3]；因此急切需要研究一種新型高效的水產(chǎn)品貯藏保鮮方法[4]。

冰藏是水產(chǎn)品貯藏的理想方式，因?yàn)樗粌H能提供低溫而且還能提供高濕度的貯藏環(huán)境[5]；用自來水冰（tap water ice，TWI）對水產(chǎn)品進(jìn)行貯藏是一種常見的快速抑制微生物生長的方法，但是TWI不能有效殺滅菌體，水產(chǎn)品食用前一旦離開冰暴露在空氣中，附在產(chǎn)品上面的菌體就會迅速繁殖，加速水產(chǎn)品腐敗[6]。用含有殺菌物質(zhì)的冰對水產(chǎn)品進(jìn)行貯藏保鮮，不僅能抑制水產(chǎn)品表面菌體的繁殖，還能殺滅菌體，從而延長水產(chǎn)品的貨架期。

微酸性電解水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）又稱次氯酸水，是一種新型的殺菌劑，它已被證明對人類和環(huán)境無害[7-8]。微酸性電解水冰（slightly acidic electrolyzed water ice，SAEWI）近些年已開始在食品工業(yè)中應(yīng)用，它不僅具有TWI的優(yōu)點(diǎn)，而且還有殺菌的潛力。但是SAEWI在羅非魚片保鮮中的應(yīng)用還鮮有文獻(xiàn)報(bào)道，因此本研究以羅非魚片為原料，探討SAEW制備成的碎冰對羅非魚片貯藏保鮮的效果，以期為SAEWI在羅非魚片以及水產(chǎn)品加工保鮮中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮羅非魚購于廣州市海珠區(qū)華潤超市，每條魚質(zhì)量約為500～600 g。

濃鹽酸、氯化鈉等分析純 廣州化學(xué)試劑廠；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基 廣州環(huán)凱微生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SAEW實(shí)驗(yàn)機(jī) 煙臺方心水處理設(shè)備有限公司；SQ510C型立式壓力蒸汽滅菌鍋 重慶雅馬拓科技有限公司；SPX-320型生化培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠；IS128實(shí)驗(yàn)室pH計(jì) 上海儀邁儀器科技有限公司；MIR254低溫恒溫培養(yǎng)箱 日本Sanyo公司；Ultra Turrax T25D型均質(zhì)機(jī)德國IKA工業(yè)設(shè)備公司；HWS24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SW-CJ-1FD超凈工作臺蘇州凈化設(shè)備有限公司；JJ500型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠；BCD-171CH冷凍箱 博西華家用電器有限公司；1100高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀（配有二極管陣列檢測器） 美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 SAEW的制備及其指標(biāo)測定

采用SAEW實(shí)驗(yàn)機(jī)，電解體積分?jǐn)?shù)3%的稀鹽酸溶液，制備所需不同的有效氯濃度（available chlorine concentration，ACC）的SAEW，其pH值、氧化還原電位（redox potential，ORP）值采用pH計(jì)直接測定，ACC的測定用碘量法[9]，每個指標(biāo)重復(fù)測定3 次，得到SAEW的ACC、ORP、pH值見表1。

表1 SAEW的理化特性Table 1 Physicochemical properties of slightly acidic electrolyzed water (SAEW)

1.3.2 SAEW最佳ACC的確定

在室溫條件下，將羅非魚切成（10.0±0.3）g的魚片，實(shí)驗(yàn)組使用SAEW 1、SAEW 2、SAEW 3和SAEW 4 浸泡羅非魚片，浸泡時間設(shè)為2、5、10 min和15 min，以未處理組（0 min）為空白對照組，處理完畢后迅速將魚片瀝干轉(zhuǎn)移到無菌封口袋內(nèi)（每個袋內(nèi)1 片魚片），分析SAEW的ACC和浸泡時間對羅非魚片的減菌效果，得出SAEW的最佳ACC和處理時間，每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3 次平行，結(jié)果取平均值。

1.3.3 SAEWI的制備

用無菌封口袋分別裝取3 L SAEW 3（最佳ACC）和自來水，放置于-20 ℃冰箱保存48 h分別制成SAEWI和TWI，然后用經(jīng)過乙醇消毒的鐵錘把制取的SAEWI和TWI敲碎，制成大約2.0 cm×1.5 cm×1.0 cm的碎冰，用無菌封口袋裝取部分SAEWI和TWI，在70 ℃水浴條件下融化，之后測其ACC、ORP及pH值，對以上每個指標(biāo)重復(fù)測定3 次，得到SAEWI和TWI的ACC、ORP、pH值（表2）。

表2 SAEWI和TWI的理化特性Table 2 Physicochemical properties of SAEWI and TWI

1.3.4 羅非魚片的覆冰保鮮實(shí)驗(yàn)

將羅非魚片修剪為5.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的大小，隨機(jī)分成SAEWI組和TWI組，按照層魚層冰的方式分別放置于50 cm×30 cm×20 cm的泡沫箱內(nèi)，將泡沫箱封口置于1 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，每隔1 d換1 次冰，每隔4 d從兩組魚片中隨機(jī)抽取3 片進(jìn)行感官評價并測定其pH值、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、K值和菌落總數(shù)。

1.3.5 羅非魚片的感官評價

感官評定參考文獻(xiàn)[10]并略加改動，對魚片的色澤、組織形態(tài)、氣味和肌肉彈性4 方面進(jìn)行評定，具體評分規(guī)則見表3。每片魚片經(jīng)6 名接受過評估訓(xùn)練的人員進(jìn)行感官評價，魚片的綜合分值16～20 分為新鮮，9～15 分為品質(zhì)良好，8 分以下為品質(zhì)發(fā)生明顯劣變。

表3 羅非魚片感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Criteria for sensory evaluation of tilapia fillets

1.3.6 羅非魚片的pH值測定

參考吳燕燕等[11]的方法，略有改動。稱取碎魚肉10.00 g，加入10 mL 0.15 mol/L氯化鉀溶液，用均質(zhì)器13 000 r/min均質(zhì)30 s，獲得勻漿，使用pH計(jì)測定勻漿的pH值，每個處理做3 個平行。

1.3.7 羅非魚片的TVB-N含量測定

TVB-N含量的測定參考GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮》中的半微量定氮法[12]，單位為mg/100 g。每個處理做3 個平行。

1.3.8 羅非魚片的K值測定

參考李莎等[13]的方法進(jìn)行HPLC檢測。HPLC條件：色譜柱Capcettpak C18（4.6 mm×150 mm），檸檬酸8.4 g、醋酸2 mL和12 mL三乙胺混和后，用超純水定容至1 L，得到流動相進(jìn)行洗脫；上樣量10 μL，流速0.8 mL/min，柱溫40 ℃，采用紫外檢測器在260 nm波長處檢測。每個樣品平行測定3 次，取平均值。魚肉中腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）按ATP→腺苷二磷酸（adenosine diphosphate，ADP）→腺苷酸（adenosine monophosphate，AMP）→肌苷酸（inosinemonphosphate，IMP）→次黃嘌呤核苷（hypoxanthine riboside，HxR）→次黃嘌呤（hypoxanthine，Hx）的途徑降解，其K值按公式（1）計(jì)算。

式中：ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx表示相應(yīng)物質(zhì)的含量/（μmol/g）。

1.3.9 羅非魚片菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)的測定參考GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[14]，并適當(dāng)修改。無菌條件下每份樣品取5 g魚肉，剪碎于無菌錐形瓶中，加入45 mL無菌生理鹽水，梯度稀釋制備10 倍系列梯度的菌懸液，取兩個合適稀釋度的稀釋液，吸取1 mL樣品勻液于無菌平皿內(nèi)，每個稀釋度做3 個平皿，及時將15～20 mL冷卻至46 ℃的平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基傾注平皿，并轉(zhuǎn)動平皿使其混合均勻，待瓊脂凝固后將平板翻轉(zhuǎn)，于（30±1）℃培養(yǎng)72 h后計(jì)數(shù)。殺菌率按公式（2）計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2016軟件整理，利用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 SAEW最佳ACC的確定

圖1 不同ACC的SAEW對羅非魚片殺菌效果的影響Fig. 1 Effect of ACC of SAEW on sanitization of tilapia fillets

如圖1所示，4 種不同ACC的SAEW對羅非魚片均有明顯的殺菌效果，在0～10 min范圍內(nèi)，同一ACC的電解水對羅非魚片的殺菌效果均隨浸泡時間延長而顯著增大（P＜0.05），其中浸泡2 min時，SAEW 1、SAEW 2、SAEW 3和SAEW 4對羅非魚片的殺菌率分別為42.25%、56.54%、64.29%和68.33%，而浸泡10 min時，它們的殺菌率已分別達(dá)到63.56%、74.77%、82.14%和86.67%，但10～15 min時，同一ACC的電解水殺菌效果隨浸泡時間延長變化不顯著（P＞0.05）；同一浸泡時間時，SAEW的殺菌效果隨ACC增加顯著增大（P＜0.05），而ACC大于31.98 mg/L（SAEW 3）時，其殺菌效果增加不顯著（P＞0.05），因此后續(xù)選取SAEW 3制取SAEWI進(jìn)行電解水冰保鮮實(shí)驗(yàn)。

2.2 貯藏期間羅非魚片感官評分

圖2 羅非魚片在不同條件下貯藏過程中感官評分的變化Fig. 2 Sensory scores of tilapia fillets during storage in TWI or SAEWI

如圖2所示，前4 d兩組魚片的感官評分均隨貯藏時間延長變化不顯著（P＞0.05），4 d后兩組魚片的感官評分均隨貯藏時間延長而顯著降低（P＜0.05）；貯藏周期內(nèi)SAEWI組的感官評分始終高于TWI組，前4 d兩組之間感官評分無顯著性差異（P＞0.05），8 d后兩者之間差異顯著（P＜0.05）。TWI組魚片感官評分第12天開始低于8 分，此時魚片已明顯劣變，而SAEWI組第16天低于8 分。但僅以感官評分無法判斷魚片的貨架期，需結(jié)合其他品質(zhì)指標(biāo)綜合判斷SAEWI和TWI對魚片貨架期的影響。

2.3 貯藏期間羅非魚片pH值的變化

圖3 羅非魚片在不同條件下貯藏過程中pH值的變化Fig. 3 pH changes of tilapia fillets during storage in TWI or SAEWI

由圖3可知，SAEWI、TWI組魚片的pH值均隨貯藏時間的延長先減小后增大，pH值減小是由于魚肉中的糖原糖酵解產(chǎn)生了乳酸[15]；而隨著貯藏時間的延長pH值又開始增加，這是由于蛋白質(zhì)的降解以及堿性菌的繁殖產(chǎn)生了氨化合物以及三甲胺等堿性物質(zhì)[16]。兩組魚片前4 d pH值隨著時間延長均變化緩慢，推測可能因?yàn)轸~片轉(zhuǎn)入低溫環(huán)境，魚肉中酶的活性受到抑制，糖原酵解產(chǎn)乳酸較緩慢，而且魚片表面微生物暫時不適應(yīng)低溫環(huán)境，生長繁殖較緩慢，因此前期pH值變化緩慢。SAEWI組與TWI組在前8 d的pH值不存在顯著性差異（P＞0.05），而12 d后，SAEWI組魚片的pH值顯著低于TWI組，說明SAEWI能有效地抑制魚肉中微生物的生長，進(jìn)而抑制魚肉中pH值的增大。

2.4 貯藏期間羅非魚片TVB-N含量的變化

圖4 羅非魚片不同條件下貯藏過程中TVB-N含量的變化Fig. 4 TVB-N content changes of tilapia fillets during storage in TWI or SAEWI

TVB-N含量作為魚肉新鮮度的一個重要指標(biāo)，與魚肉中的內(nèi)源性酶和微生物活動有著緊密的關(guān)聯(lián)[17-18]。由圖4可知，SAEWI和TWI組羅非魚片的TVB-N含量隨著貯藏時間延長顯著增加（P＜0.05），TWI組從初始的9.3 mg/100 g增加到16 d的27.17 mg/100 g，其中第12天時TVB-N含量達(dá)到18.68 mg/100 g，接近淡水魚TVB-N含量可接受值（20 mg/100 g），而SAEWI組從初始的9.2 mg/100 g增加到16 d的20.17 mg/100 g。在16 d貯藏期間SAEWI組的TVB-N含量始終低于TWI組，而前4 d兩組之間的TVB-N含量不存在顯著性差異（P＞0.05），8 d以后差異顯著（P＜0.05）。在貯藏過程中魚片TVB-N含量不斷增加是由于附著在魚體表面的腐敗微生物不斷繁殖產(chǎn)生的脫羧酶、脫氨酶等酶類以及魚體內(nèi)源性蛋白酶分解的肽類、氨基酸類等發(fā)生脫羧脫氨反應(yīng)，生成氨和胺類等物質(zhì)，另外微生物本身能產(chǎn)生大量胞外蛋白酶，其作用于蛋白質(zhì)也能產(chǎn)生大量含氮物質(zhì)[19]。與TWI組相比，SAEWI能有效抑制TVB-N含量的增加，表明SAEW具有高效的殺菌性能，能抑制微生物的生長進(jìn)而抑制氨和胺化物的產(chǎn)生[20]。

2.5 貯藏期間羅非魚片K值的變化

圖5 羅非魚片不同條件下貯藏過程中K值的變化Fig. 5 K value changes of tilapia fillets during storage in TWI or SAEWI

魚死亡后，其體內(nèi)的ATP會依次降解成ADP、AMP、IMP、HxR和Hx。K值為反映魚肉新鮮度的一個重要指標(biāo)，其大小能反映魚肉的腐敗程度，通常魚肉K值小于20%時，處于一級鮮度，在20%～40%時為二級鮮度，40%～60%時魚肉已發(fā)生早期腐敗，為三級鮮度；一般認(rèn)為K值60%是魚肉可食用的極限值，而大于60%表示魚肉已腐敗不能再食用[21]。由圖5可知，在貯藏的前4 d，SAEWI和TWI組魚片的K值均隨貯藏時間的延長而緩慢增加（P＞0.05），4 d后兩組魚片的K值均隨貯藏時間延長而顯著增加（P＜0.05），其中TWI組的K值由初始的10.22%增加到第12天的60.42%，而SAEWI的K值由初始的9.56%增加到第16天的61.56%；在貯藏期內(nèi)，SAEWI組魚片的K值均低于TWI組，其中前4 d兩組之間不存在顯著性差異（P＞0.05），8 d后，SAEWI組的K值顯著低于TWI組（P＜0.05）。

2.6 貯藏期間羅非魚片菌落總數(shù)的變化

如圖6所示，兩組魚片在前4 d貯藏期間，菌落總數(shù)均緩慢下降（P＞0.05），這可能是部分微生物不適應(yīng)低溫環(huán)境而不能生長[22]，4 d后兩組魚片的菌落總數(shù)均隨貯藏時間的延長顯著增加（P＜0.05），TWI組魚片的菌落總數(shù)從初始值3.45（lg（CFU/g））增加到第12 天的6.10（lg（CFU/g）），此時已達(dá)到水產(chǎn)品中微生物數(shù)量可接受的極限值（6.00（lg（CFU/g））），而SAEWI組到第16天達(dá)到6.02（lg（CFU/g））；在整個貯藏期間內(nèi)，SAEWI處理組的菌落總數(shù)始終低于TWI組，且貯藏8 d之后兩者之間存在顯著性差異（P＜0.05）；推測SAEWI和TWI在短期貯藏期間對魚片貯藏效果一致，而長期貯藏SAEWI可顯著延長魚片貨架期，這是因?yàn)镾AEWI溶解后產(chǎn)生SAEW，進(jìn)而達(dá)到抑菌殺菌的作用[23-24]。

圖6 羅非魚片不同條件下貯藏過程中菌落總數(shù)的變化Fig. 6 Changes in total viable count of tilapia fillets during storage in TWI or SAEWI

3 討 論

3.1 SAEWI對羅非魚片的保鮮作用

貨架期是指當(dāng)食品在一定的貯藏條件下，能夠保持其理想的感官、理化和微生物特性的一段時間[25]。微生物的活動是引起魚肉腐敗變質(zhì)的關(guān)鍵因素[26]，SAEWI的保鮮機(jī)理為：SAEWI具有低溫、高濕度的特點(diǎn)，且含有有效殺菌成分次氯酸分子，因此貯藏過程中，一方面低溫和高濕度的條件能抑制微生物生長繁殖；另一方面，SAEWI隨貯藏時間延長不斷溶解成SAEW，而SAEW中的有效殺菌成分次氯酸分子可作用于菌體細(xì)胞，不僅可與細(xì)胞壁發(fā)生作用，而且因其分子質(zhì)量小、呈電中性，因而易于進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶的活性，使糖代謝失調(diào)而致死細(xì)胞，進(jìn)而達(dá)到保鮮的效果[27]。綜合本研究的各項(xiàng)鮮度指標(biāo)結(jié)果可知，1 ℃貯藏條件下，SAEWI組魚片的菌落總數(shù)、TVB-N含量、K值和感官評分均在15～16 d達(dá)到或超過可接受值，可知SAEWI可保存羅非魚片15～16 d；而TWI組魚片的菌落總數(shù)、TVB-N含量、K值和感官評分在11～12 d超過可接受值，可知TWI可保存羅非魚片11～12 d，SAEWI可有效延長羅非魚片貨架期3～4 d。Lin Ting等[28]研究在常溫且敞口條件下酸性電解水冰和TWI對對蝦的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)電解水冰組對蝦貨架期為6 d，比TWI組貨架期長1 d，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果略有不同，推測可能是本研究中的冰溫貯藏及封閉條件延緩了冰的融化，換冰頻率降低，降低了外界污染的幾率，因此本研究中魚片貨架期相對較長。黎柳等[19]研究了電解水冰（pH值為2.49±0.01、ORP為（1 115.0±0.5）mV、ACC為（28±1）mg/kg）鯧魚在1 ℃條件下的冷藏保鮮效果，發(fā)現(xiàn)TWI組的鯧魚貨架期為10 d，而電解水冰組的鯧魚貨架期可延長至19 d，該結(jié)果與本研究類似，但優(yōu)于本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測是強(qiáng)酸性的電解水對微生物的抑制作用優(yōu)于SAEW。Jung等[29]研究0～1 ℃條件下SAEWI（ACC＝45 mg/L，pH 5.07）對棕色鰨目魚貨架期的影響，發(fā)現(xiàn)TWI可保存鰨目魚9～10 d，而SAEWI可保存11～12 d，與本研究結(jié)果一致。由上述文獻(xiàn)結(jié)果可知，SAEWI結(jié)合低溫可有效抑制微生物的生長繁殖，維持產(chǎn)品良好品質(zhì)，延長產(chǎn)品貨架期，同時得知電解水在一定條件下，酸性越強(qiáng)，SAEWI的效果越好；因此在水產(chǎn)品加工保鮮過程中，適當(dāng)降低貯藏溫度和SAEWI的pH值，有助于水產(chǎn)品的保鮮。

3.2 SAEWI對羅非魚片品質(zhì)的影響

魚肉鮮度影響其制品品質(zhì)，直接決定產(chǎn)品的最終價值[30]。評價魚肉鮮度常用的指標(biāo)有感官評分、pH值、TVB-N含量、K值及菌落總數(shù)等[31]。在本研究中，魚片貯藏初期，在相同貯藏時間內(nèi)SAEWI組與TWI組的羅非魚片各品質(zhì)指標(biāo)均緩慢變化且兩者之間不存在差異性，而隨著貯藏時間的延長，兩組之間的品質(zhì)指標(biāo)差異逐漸顯著；推測貯藏前期低溫的作用相比電解水的作用更顯著，電解水的影響作用在貯藏后期更加顯著。Lin Ting等[28]研究酸性電解水冰和TWI對對蝦的保鮮效果，結(jié)果為兩組對蝦的TVB-N含量均隨貯藏時間延長而增加，且前3 d兩組之間不存在顯著性差異（P＞0.05），3 d之后兩組之間存在顯著性差異（P＜0.05）；Kim等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在秋刀魚4 ℃貯藏過程中，前13 d電解水冰組和TWI組pH值不存在顯著性差異（P＞0.05），從第14天開始，兩者之間存在顯著性差異（P＜0.05）；Wang Jingjing等[18]用電解水冰和TWI處理對蝦，18 ℃黑暗貯藏6 d，發(fā)現(xiàn)電解水冰組和TWI組pH值在前5 d不存在顯著性差異（P＞0.05），而5 d后兩組之間差異顯著（P＜0.05）；與本研究結(jié)果變化趨勢一致，皆為前期兩組指標(biāo)之間差異不顯著，后期差異顯著。綜上，采用SAEWI低溫條件下保存水產(chǎn)品貯藏后期效果較顯著，但前期與TWI比較效果差異不明顯，因此需要更深入地研究SAEWI對水產(chǎn)品的影響，以擴(kuò)大其在各類水產(chǎn)品中的應(yīng)用。

相比TWI，SAEWI能抑制貯藏期間魚片菌落總數(shù)、TVB-N含量、K值和貯藏后期pH值的增加，且魚片感官評分也相對較好，可將羅非魚片貨架期有效延長3～4 d。因此SAEWI可作為一種新的保鮮技術(shù)，未來具有良好的應(yīng)用前景。