氣調(diào)包裝對(duì)冷藏過程中秋刀魚品質(zhì)變化的影響

楊震　貢慧　劉夢(mèng)　田穎　史智佳　王守偉

摘 要：研究N2和CO2不同比例混合對(duì)氣調(diào)包裝秋刀魚在冷藏條件下pH值、菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值等理化指標(biāo)和感官評(píng)價(jià)的影響。結(jié)果表明：40% CO2+60% N2混合氣體氣調(diào)包裝秋刀魚各項(xiàng)指標(biāo)的變化速率明顯低于其他各組（P<0.05），其他各組秋刀魚在第9天時(shí)菌落總數(shù)已超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

4.0 （lg（CFU/g）），發(fā)生腐敗變質(zhì)，生成不良?xì)馕?，?0% CO2+60% N2組則將這一現(xiàn)象推遲3 d，延長(zhǎng)至12 d，CO2氣體比例過高或過低均會(huì)加速氣調(diào)包裝秋刀魚的腐敗變質(zhì)。

關(guān)鍵詞：氣調(diào)包裝；秋刀魚；食用品質(zhì)

秋刀魚（Pacific saury）又名竹刀魚，是一種生活在中上層海洋的魚類品種，廣泛分布于日本海流域、加利福尼亞州流域、白令海峽流域、墨西哥流域和阿拉斯加流域等海域，是一種分布極為廣泛的經(jīng)濟(jì)魚類[1]。我國(guó)秋刀魚主要分布在黃海海域和山東東岸海域，其他海域也少量分布，秋刀魚是我國(guó)主要的遠(yuǎn)洋捕撈魚類品種之一，平均每年度的捕撈量大概在8 萬(wàn)t左右[2]。秋刀魚以其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、味道鮮美、肉厚無刺、皮滑肉嫩、肥美味濃等特點(diǎn)聞名遐邇，秋刀魚是一種典型的高蛋白、高油脂的魚類品種，富含二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（docosahexenoic acid，DHA）等人體不可缺少的不飽和脂肪酸，隨著國(guó)民對(duì)其認(rèn)知的不斷深入，日益受到國(guó)內(nèi)消費(fèi)者的青睞[3-5]。但是目前，我國(guó)有關(guān)秋刀魚的研究主要集中在秋刀魚的海洋資源分布[6]、秋刀魚的生物學(xué)特征和習(xí)性[7-8]、種群變動(dòng)以及秋刀魚捕撈方面[9-10]，而對(duì)秋刀魚捕撈后的貯藏及秋刀魚貯藏期間品質(zhì)變化及包裝形式對(duì)其品質(zhì)的影響的相關(guān)研究報(bào)道少之甚少。

氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）作為一種新型的包裝技術(shù)，其主要原理是以CO2、O2、N2等氣體作為替代氣體，利用人工調(diào)控技術(shù)，改變食品包裝中的氣體組分，通過延緩微生物的新陳代謝過程，抑制微生物的生長(zhǎng)發(fā)育，使微生物基本處于休眠或半休眠狀態(tài)，從而達(dá)到延長(zhǎng)被包裝食品貨架期的目的[11-13]。目前氣調(diào)包裝技術(shù)已廣泛用于豬肉[14]、牛肉[15-18]、羊肉[19]、禽[20-23]、魚[24-28]、蝦[29-30]以及果蔬等新鮮食品[31-32]的包裝運(yùn)輸中，經(jīng)過氣調(diào)包裝的食品，因其能夠很好地保持食品的原有品質(zhì)，延長(zhǎng)食品的保藏周期，已經(jīng)被食品生產(chǎn)者和消費(fèi)者廣泛認(rèn)可。已有研究報(bào)道表明，MAP與低溫結(jié)合可以顯著地延長(zhǎng)水產(chǎn)品的貨架期，且MAP對(duì)水產(chǎn)品的保鮮效果優(yōu)于相同條件下的空氣包裝和真空包裝[24]。但是針對(duì)秋刀魚這一特定品種的氣調(diào)保鮮技術(shù)研究還較少，更缺乏系統(tǒng)的研究。為此，本實(shí)驗(yàn)開展秋刀魚氣調(diào)保鮮應(yīng)用研究，旨在優(yōu)化氣體比例，開發(fā)秋刀魚氣調(diào)保鮮包裝技術(shù)，在保證生鮮秋刀魚衛(wèi)生安全的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料

秋刀魚由北京北水食品工業(yè)有限公司提供。

包裝材料：所用包裝膜材料（線型低密度聚乙烯（linear low density polyethylene，LLDPE）+乙烯/乙烯醇共聚物（ethylene vinyl alcohol，EVOH））的滲透參數(shù)：透氧率20 mL/（m2·24 h·atm），4 ℃、相對(duì)濕度100%；透水蒸氣率：15 g/（m2·24 h），4 ℃、相對(duì)濕度100%。

1.2 儀器與設(shè)備

HX-300H型氣調(diào)包裝機(jī) 北京恒鮮科技有限公司；MAP-Mix-9001ME型氣體混配器、CheckMate-3型頂空分析儀 丹麥Dansensor公司；DRP-9052型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ESCO-Airstream? B2型二級(jí)生物安全柜（AB2-6S1） 新加坡藝思高科技有限公司；GI-54DWS自動(dòng)壓力蒸汽滅菌鍋 美國(guó)致微公司；Sorvall LYNX-6000型離心機(jī) 美國(guó)賽默飛世爾科技公司；DW-50W255型冰箱 海爾集團(tuán)；

UV-2800型紫外-可見分光光度計(jì) 美國(guó)尤尼柯儀器有限公司；SG-8型便攜式pH計(jì)瑞士 梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易有限公司；BSA822-CW型電子天平 德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；YGH-9245A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 中國(guó)上海姚氏儀器設(shè)備廠；UDK-139型自動(dòng)凱氏定氮儀 意大利Velp公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

將秋刀魚用消毒刀具去掉魚鰓及內(nèi)臟，分割為質(zhì)量約為100 g魚塊，隨機(jī)分為6 組，每組15 塊，包裝后的各組樣品在（4±1）℃條件下貯藏。樣品包裝當(dāng)天記為第0天，測(cè)定其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分，在隨后的第3、6、9、12、15天分別取樣測(cè)定其菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、pH值等指標(biāo)，以此來評(píng)定各組樣品的品質(zhì)變化情況。每組氣調(diào)包裝氣體比例設(shè)計(jì)如表1所示。本實(shí)驗(yàn)氣體比例設(shè)計(jì)中未加O2的主要原因：一是秋刀魚魚肉顏色不是紅色，不需要添加O2進(jìn)行護(hù)色處理，二是秋刀魚油脂含量較高，O2會(huì)加速油脂的氧化，導(dǎo)致秋刀魚品質(zhì)劣化。

1.3.2 常規(guī)成分測(cè)定

秋刀魚蛋白質(zhì)含量按照GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[33]規(guī)定的凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定；脂肪含量按照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測(cè)定》[34]規(guī)定的索氏抽提法進(jìn)行測(cè)定；水分含量按GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》[35]規(guī)定的直接干燥法進(jìn)行測(cè)定；灰分按GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》[36]規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 pH值測(cè)定

采用SG-8便攜式pH計(jì)測(cè)定，每個(gè)樣品不同部位測(cè)定5 次，取其平均值為該樣品的pH值。

1.3.4 TVB-N值的測(cè)定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》半微量擴(kuò)散法測(cè)定[37]。

1.3.5 菌落總數(shù)的測(cè)定

按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學(xué) 檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[38]規(guī)定的方法進(jìn)行稀釋平板計(jì)數(shù)測(cè)定。檢測(cè)結(jié)果以對(duì)數(shù)表示，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：新鮮肉對(duì)數(shù)值小于4；次鮮肉4～6；變質(zhì)大于6。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

參考GB/T 18108—2008《鮮海水魚》[39]，并稍作修改。感官評(píng)定由7 名專業(yè)人員組成的感官評(píng)定小組進(jìn)行，針對(duì)秋刀魚的氣味、色澤、表觀特征三方面分別評(píng)分。每項(xiàng)指標(biāo)分5 個(gè)等級(jí)，4 分以下則表示秋刀魚已經(jīng)腐敗且感官上不可接受，如表2所示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM Statistics SPSS 19.0和Excel 2013進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋刀魚常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表3可知，通過分析秋刀魚常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)現(xiàn)，秋刀魚蛋白質(zhì)含量為17.20%，脂肪含量為20.70%，屬于典型的高蛋白、高脂肪海水魚類。葉彬清等[3]研究還發(fā)現(xiàn)秋刀魚必需氨基酸總量為2 786.44 mg/g N，高于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）標(biāo)準(zhǔn)的2 250 mg/g N，必需氨基酸指數(shù)（essential amino acid index，EAAI）高達(dá)到83.65，氨基酸組成十分均衡；同時(shí)秋刀魚含有豐富的脂肪，尤其是單不飽和脂肪酸約占總脂肪酸含量的58.7%，符合FAO/WHO推薦優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸模式，各種組分均衡，是補(bǔ)充人體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的理想食品來源，具有廣闊的市場(chǎng)開發(fā)潛力。

2.2 不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚pH值的變化規(guī)律

氣調(diào)包裝各組樣品的初始pH值為6.13，不同氣體比例氣調(diào)包裝秋刀魚的pH值變化情況，如圖1所示。

由圖1可知，不同氣體比例氣調(diào)包裝對(duì)秋刀魚的pH值影響不顯著（P>0.05），實(shí)驗(yàn)期間pH值變化不大，整體呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，但總體來看，隨著CO2所占比例的升高，魚肉pH值逐漸降低，究其原因可能是由于氣態(tài)的CO2與秋刀魚中的自由水結(jié)合，轉(zhuǎn)化成液態(tài)的CO2，液態(tài)的CO2與水結(jié)合生成碳酸，碳酸穩(wěn)定性很差，分解產(chǎn)生H+，H+含量的增加會(huì)降低魚肉的pH值，因此氣調(diào)包裝混合氣體中CO2所占比例越高，pH值越低。

2.3 不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚菌落總數(shù)的變化規(guī)律

氣調(diào)包裝各組樣品的初始細(xì)菌總數(shù)為2.48

（lg（CFU/g）），不同氣體比例氣調(diào)包裝秋刀魚菌落總數(shù)變化情況如圖2所示。

由圖2可知，不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚在相同溫度條件下對(duì)其細(xì)菌總數(shù)影響顯著（P<0.05），MAP3秋刀魚的菌落總數(shù)增長(zhǎng)最慢，貯藏9 d時(shí)除MAP3組外，其他5 組菌落總數(shù)均超過4.0 （lg（CFU/g））；貯藏12 d后MAP3組菌落總數(shù)也達(dá)到4.1（lg（CFU/g））。

在4 ℃冷藏條件下，不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚的菌落總數(shù)均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)增加，但各組菌落總數(shù)的增長(zhǎng)速率各不相同，MAP3組增長(zhǎng)速率最慢，MAP1組增長(zhǎng)最快，MAP2組在初始幾天增長(zhǎng)速率較慢，貯藏6 d后增長(zhǎng)速率急劇上升，其原因可能是因?yàn)榈蜐舛鹊腃O2溶解于水中生成弱酸性物質(zhì)，在魚表面及肉中形成的酸性環(huán)境無法起到抑制微生物生長(zhǎng)的作用或影響較弱[41]；MAP4、MAP5、MAP6這3 組中CO2含量依次升高，但增長(zhǎng)速率仍較高是因?yàn)檫^高的CO2含量打破了魚肉自身的酸堿平衡，從而引發(fā)秋刀魚體內(nèi)微生物大量繁殖，最終導(dǎo)致秋刀魚的腐敗變質(zhì)；而MAP3組的CO2含量介于MAP2組和MAP4、MAP5、MAP6組之間，即能抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)又不會(huì)破壞秋刀魚自身酸堿平衡，從而達(dá)到延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。Debevere等[42]研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，氣調(diào)包裝中CO2含量越高其抑菌效果越好，CO2濃度在25%～100%時(shí)，可以有效地抑制被包裝食品中微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)被包裝食品的保質(zhì)期，本研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了其研究。

2.4 不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚TVB-N值變化規(guī)律

4 ℃條件下，不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚在貯藏期間TVB-N值變化，如圖3所示。

由圖3可知，不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚在相同條件下對(duì)其TVB-N值影響顯著（P<0.05），各組樣品的TVB-N值均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，但程度有所不同，MAP1組在貯藏12 d時(shí)TVB-N值達(dá)到31.79 mg/100 g，超過國(guó)家規(guī)定新鮮魚TVB-N值低于30 mg/100 g的標(biāo)準(zhǔn)；MAP3組在貯藏15 d時(shí)TVB-N值達(dá)到28.17 mg/100 g，這一結(jié)果表明MAP3組氣調(diào)包裝能夠有效地減緩秋刀魚的TVB-N值的增長(zhǎng)速率，延長(zhǎng)秋刀魚的保質(zhì)期。

2.5 不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚感官評(píng)分

由圖4可知，秋刀魚的感官評(píng)分隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，同時(shí)不同氣體比例氣調(diào)包裝的秋刀魚下降速率各不相同。綜合來看，MAP3組秋刀魚的感官評(píng)分下降速率最低，其他各組在貯藏9 d時(shí)感官評(píng)分已低于6 分，秋刀魚魚肉顏色發(fā)暗、肉質(zhì)松軟、無彈性，同時(shí)由于微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生很多不良?xì)馕叮瑖?yán)重影響秋刀魚的感官評(píng)分，此時(shí)的秋刀魚已不適于食用，而MAP3組則將這一現(xiàn)象推遲了3 d，延長(zhǎng)了秋刀魚的貯藏時(shí)間，這一結(jié)果與秋刀魚TVB-N值和菌落總數(shù)檢測(cè)結(jié)果基本一致。

3 結(jié) 論

通過本次實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)包裝技術(shù)可以有效地延長(zhǎng)秋刀魚的保藏時(shí)間，且不同氣體比例的氣調(diào)包裝對(duì)秋刀魚的影響各不相同。本實(shí)驗(yàn)中40% CO2+60% N2混合氣體氣調(diào)包裝的秋刀魚可明顯降低微生物的繁殖速率，延長(zhǎng)其貨架期，拓寬了新鮮秋刀魚的銷售半徑，提升附加值，增加經(jīng)濟(jì)收入。本研究成果為推廣冷藏秋刀魚氣調(diào)包裝保鮮貯運(yùn)技術(shù)、提高產(chǎn)品附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提理論依據(jù)和重要技術(shù)支撐，對(duì)指導(dǎo)秋刀魚加工企業(yè)制定科學(xué)合理的生產(chǎn)、貯運(yùn)和銷售計(jì)劃具有積極意義。

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