酸性電解水冰對小黃魚品質(zhì)及肌肉組織中酶活力變化的影響

姚 鑫，趙愛靜，杜蘇萍，孫曉紅,2,3，潘迎捷,2,3，趙 勇,2,3,*（.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 20306；2.上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 20306；3.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（上海），上海 20306）

酸性電解水冰對小黃魚品質(zhì)及肌肉組織中酶活力變化的影響

姚 鑫1，趙愛靜1，杜蘇萍1，孫曉紅1,2,3，潘迎捷1,2,3，趙 勇1,2,3,*
（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.農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（上海），上海 201306）

為探討酸性電解水（acidic electrolyzed water，AEW）冰對水產(chǎn)品的保鮮效果，以小黃魚為對象，研究小黃魚貯藏7 d過程中酶活力及微生物菌落總數(shù)的變化。結(jié)果表明，AEW冰抑制酸性磷酸酶、組織蛋白酶B活性的效果不明顯，但對組織蛋白酶D、脂肪酶活性有顯著的抑制效果（P＜0.05）；傳統(tǒng)平板計數(shù)以及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳結(jié)果顯示，AEW冰能抑制魚體上腐敗微生物的生長，且最大減少量可達0.34 （lg（CFU/g））。因此，AEW冰技術(shù)作為一種新型高效殺菌保鮮技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景，相比于自來水冰更加有利于水產(chǎn)品的貯藏保鮮。

酸性電解水冰；小黃魚；酶活性；聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳

目前，自來水（tap water，TW）冰是一種常用于保持食品新鮮度的手段，因其可以提供較低的溫度和較高的濕度而被廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜，尤其是水產(chǎn)品等食品的保鮮[1]。酸性電解水（acidic electrolyzed water，AEW）是一種新型的殺菌技術(shù)，已被證實對人體健康幾乎沒有不良的影響。AEW具有殺菌能力強、殺菌范圍廣，無污染、無殘留，對人體安全，制取方便、價格低廉等特點[2]?；贏EW的這些特點，改良了AEW的形態(tài)，制成AEW冰，使得AEW在水產(chǎn)品的保鮮上有進一步的功效。冷凍貯藏過程中，對產(chǎn)業(yè)和消費者來說水產(chǎn)品的新鮮度是至關(guān)重要的，而新鮮度的變化主要與微生物活動有關(guān)。近年來，有關(guān)AEW冰的研究主要涉及食品保鮮和微生物殺滅等方面。周然等[3]的研究表明AEW對河豚魚的質(zhì)構(gòu)變化有減緩的作用，能更好地維護魚肉的品質(zhì)。Wang Meng等[4]的研究發(fā)現(xiàn)AEW冰對蝦肉部分酶活的變化具有顯著的影響。Phuvasate等[5]研究報道AEW冰在魚皮貯藏期間，能夠使其表面的產(chǎn)組胺微生物失活。Feliciano[1]、Koseki[6]等的研究分別表明AEW冰可有效殺滅和抑制生菜表面的需氧微生物、單增李斯特菌和大腸桿菌及魚片中的大腸桿菌和假單胞菌。以上研究表明，AEW冰可以有效地殺滅常見食源性致病菌和腐敗微生物，并延長食品的貨架期。然而AEW冰在水產(chǎn)品保鮮方面的研究還處于萌芽狀態(tài)，尤其在保鮮基礎(chǔ)理論方面亟待深入完善。

小黃魚是我國漁業(yè)主要捕撈對象，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，旅游餐飲業(yè)的繁榮，小黃魚巨大的市場經(jīng)濟價值越來越凸顯，對開放小黃魚市場的呼聲越來越高。小黃魚肉不易貯藏，在捕撈、運輸、加工及貯藏過程中極易受細菌侵襲而腐敗變質(zhì)，導(dǎo)致其貨架期縮短，嚴重影響了產(chǎn)品的銷售和流通。根據(jù)經(jīng)驗，在生產(chǎn)上常用的冷藏條件下（4 ℃）魚類產(chǎn)品僅能有4 d左右的貨架期[1]。因此，研發(fā)一項新型殺菌保鮮技術(shù)來提高小黃魚的保鮮效果十分必要。本實驗將小黃魚作為實驗的研究對象，探究了AEW冰與TW冰對小黃魚酶活及品質(zhì)變化的影響，這將為AEW冰能更好地保鮮水產(chǎn)品提供重要的理論依據(jù)，同時也為今后研究AEW冰對其他水產(chǎn)品的保鮮效果提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮的小黃魚（約（250 ± 10） g），購自上海某農(nóng)貿(mào)市場。

1.2 儀器與設(shè)備

FW-200型酸性電解水生成器、RC-3F型高濃度有效氯測定儀（測量范圍：0～300 mg/L，分辨率：1 mg/L）日本Amano公司；TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems公司；pH/ORP測定儀 梅特勒-托利多儀器上海有限公司；BagMixer 400VW型拍打式均質(zhì)器法國Interscience公司；酶標(biāo)儀 美國BioTek公司；離心機、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）擴增儀 德國Eppendorf公司；變性梯度凝膠電泳（denatured gradient gel electrophoresis，DGGE）電泳儀、凝膠成像儀分析系統(tǒng) 美國Bio-Rad公司。

1.3 方法

1.3.1 AEW冰的制備

AEW的制備方法參照Wang Meng等[4]的方法，運用二槽隔膜（離子交換膜，陰離子如Cl－、OH－，陽離子如Na＋、H＋等均可通過）式電解水制備儀電解0.15% NaCl溶液15 min，在陽極獲得酸性電解水（2Cl－→Cl2＋2e－；Cl2＋H2O→HCl＋HClO；2H2O→4H＋＋O2＋4e－），在陰極獲得堿性電解水（2H2O＋2e－→H2＋2OH－）同時測定pH值、氧化還原電位（oxidation-reduction potential，ORP）和有效氯質(zhì)量濃度（available chlorine concentration，ACC）3 項指標(biāo)。將制備好的10 L AEW立即裝入密封袋中并于－20 ℃條件下冷凍24 h制成冰。實驗前測定AEW冰、TW冰融化液的pH值、ORP、ACC三項理化指標(biāo)，見表1。

表1 AEW冰和TW冰的理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of AEW ice and TW ice

1.3.2 小黃魚處理及貯藏條件

小黃魚由密閉箱（裝有冰袋）運至實驗室后立即用自來水沖洗干凈備用。AEW冰和TW冰分別鋪在一個無菌的不銹鋼托盤上（兩格72 cm×48 cm×9.5 cm/格）。將魚隨機擺放至AEW冰和TW冰中進行貯藏，在室溫（18±2）℃放置7 d，每12 h換冰一次。每2 d隨機取樣進行各項指標(biāo)測定，共進行3 次平行實驗，如圖1所示。

圖1 在AEW冰（A）和TW冰（B）中冷藏的小黃魚保鮮圖Fig. 1 Photographs of fish stored in AEW ice (A) and TW ice (B)

1.3.3 小黃魚貯藏過程中感官品質(zhì)的變化

每次各隨機抽選3條不同處理的小黃魚，水平鋪放在干凈的白紙上，拍攝照片，觀察其色澤、肉質(zhì)等感官的變化。

1.3.4 小黃魚貯藏過程中質(zhì)構(gòu)的測定

采用TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)分析儀測定小黃魚肉的質(zhì)構(gòu)。將小黃魚水平擱置在桌上，用醫(yī)用小刀對著小黃魚魚體脊背處進行切割，然后橫向取得切片，厚度為1.5 cm。采用直徑為6 mm 的P6探頭，利用TPA模式，測試速率為1 mm/s，壓縮程度為30%，0.049 N自動觸發(fā)力。每種處理測定重復(fù)12 次。本研究選硬度、彈性和回復(fù)性等與魚肉品質(zhì)關(guān)系較大的質(zhì)構(gòu)結(jié)果進行研究。采用的質(zhì)構(gòu)參數(shù)定義為：硬度是第1次壓縮時的最大峰值；彈性為2次壓縮過程中，壓縮到第2次峰值與壓縮到第1次峰值的時間比值；回復(fù)性表示樣品在第1次壓縮過程中回彈的能力，為第1次壓縮循環(huán)過程中最大峰值兩側(cè)的面積比[7]。

1.3.5 小黃魚貯藏過程中肌肉pH值的測定

利用pH計測定小黃魚在貯藏過程中pH值的變化情況。隨機取10 g魚樣，加90 mL 0.85% 無菌生理鹽水均質(zhì)2 min，然后在室溫（18 ± 2） ℃條件下靜置30 min，測定pH值。每次測定3 個平行。

1.3.6 小黃魚貯藏過程中肌肉酶活力測定

1.3.6.1 待測粗酶液的提取

待測粗酶液提取的方法參照Teixeira等[8]的研究方法。10 g魚樣與40 mL冷水（4 ℃）進行混合均質(zhì)（2 min，8 000 r/m），均質(zhì)液置于冰上30 min，靜置期間振動2～3 次，然后進行離心（14 600×g，4 ℃，20 min），對離心獲得的上清液進行過濾，濾液用于酶活力的測定。

1.3.6.2 酸性磷酸酶活力的測定

1 mL上述提取物與反應(yīng)底物（0.9 mL、4 mmol/L對硝基苯基磷酸酯，pH 5.5。配制溶劑為0.1 mmol/L醋酸鈉緩沖液和1 mmol/L乙二胺四乙酸）混合，于37 ℃放置15 min。用4 mL KOH（0.1 mol/L）溶液終止反應(yīng)，于400 nm波長處測定可見光吸光度。酸性磷酸酶活力表示為每分鐘每克肌肉吸光度（AU）的變化[8]。共進行3 次平行實驗。

1.3.6.3 組織蛋白酶B活力的測定

根據(jù)Barrett等[9]的實驗方法來進行組織蛋白酶B活力測定，按照0.1 mL提取物與反應(yīng)底物（0.1 mL Z-精氨酸-精氨酸-7-酰氨基-4-甲基香豆素鹽酸鹽，pH 6.5。配制溶劑為100 mmol/L Bis-Tris，20 mmol/L 乙二胺四乙酸，4 mmol/L二硫蘇糖醇）進行混合，置于37 ℃條件下5 min，反應(yīng)通過添加十二烷基硫酸鈉進行終止（1 mL，30 mg/mL含50 mmol/L Bis-Tris，pH 7.0）。釋放出的7-氨基-4 -甲基香豆素在熒光下（λEx= 360 nm、λEm= 460 nm）進行測量。組織蛋白酶B的活力表示為每分鐘每克肌肉熒光度值（FU）的變化[10-12]。共進行3 次平行實驗。

1.3.6.4 組織蛋白酶D活力的測定

組織蛋白酶D活力測定實驗過程是根據(jù)Anson[13]描述的實驗方法，0.5 mL提取物與反應(yīng)底物（1.5 mL，20 mg/mL變性血紅蛋白，pH 3.7，配制溶劑為0.2 mol/L檸檬酸緩沖溶液）進行混合，37 ℃條件下培養(yǎng)3 h，添加1.5 mL三氯乙酸（0.1 g/mL）終止反應(yīng)。劇烈搖蕩，離心（18 000×g，15 min）除去沉淀物，可溶肽含量于280 nm波長處分光光度計測量。組織蛋白酶D的活力表示為每小時每克肌肉AU的變化[12-13]。共進行3 次平行實驗。

1.3.6.5 脂肪酶活力的測定

脂肪酶活力的測定底物為欖油，測定方法為滴定法[14]。1 mL提取物與底物（1.5 mL橄欖油、1.25 mL去離子水和0.5 mL 200 mmol/L Tris-HCl 緩沖液，pH 7.7）進行混合，37 ℃條件下靜置24 h，通過添加乙醇（2 mL，體積分數(shù)95%）終止反應(yīng)。釋放的脂肪酸量通過NaOH滴定獲得，百里酚酞作為指示劑。酶活力表示為U/g，即一個單位指1 h水解脂肪酸甘油三酯為一個微當(dāng)量脂肪酸所需酶的量。共進行3 次平行實驗。

1.3.7 小黃魚貯藏過程中微生物指標(biāo)的測定

1.3.7.1 傳統(tǒng)菌落計數(shù)

通過傳統(tǒng)平板涂布方法獲得小黃魚中總菌落數(shù)。無菌操作條件下，取魚肉（10±1） g加90 mL 0.85%生理鹽水，均質(zhì)2 min，然后將均質(zhì)液進行10 倍梯度稀釋，取0.1 mL稀釋液涂布于TSA平板上，平板于37 ℃培養(yǎng)24 h后進行菌落計數(shù)。共進行3 次平行實驗。

1.3.7.2 PCR-DGGE分析微生物多樣性變化

參考Lin等[2]方法提取菌體，菌體于－80 ℃保存用于提取DNA。DNA提取按照天根細菌基因組DNA提取試劑盒說明書進行操作。選取細菌16S rDNA的V3可變區(qū)引物V3-2：5’-ATTACCGCGGCTGCTGG-3’和帶GC夾板的V3-3：5’-GCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGCGGGGG CA CGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG-3’進行擴增[2]。采用20 μL PCR反應(yīng)體系：ddH2O 8 μL，引物V3-2和V3-3各0.5 μL，Taq酶10 μL，模板DNA 1 μL。PCR擴增程序為：95 ℃預(yù)變性3 min；95 ℃變性1 min，55 ℃退火1 min，72 ℃延伸30 s，25 個循環(huán)；72 ℃延伸5 min。產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測，并用凝膠成像系統(tǒng)拍照，用微量紫外分光光度計檢測PCR產(chǎn)物的濃度。將200 bp PCR產(chǎn)物用DGGE分離，凝膠的配制采用8%聚丙烯酰胺凝膠，其中變性劑濃度梯度為40%～60%（100%的變性膠包含7 mol/L尿素和40%甲酰胺）。電泳緩沖液為1 × TAE，在60 ℃條件下60 V電壓電泳16 h左右，電泳完畢后用染色液SYBR Green（1×TAE，1∶10000）染色，在紫外燈下用凝膠成像儀拍照。用Image Lab軟件分析DGGE凝膠圖，計算多樣性采用Quantity One軟件進行多樣性分析。微生物多樣性指數(shù)（Shannon index）計算表達式[15]如下所示：

式中：H’為多樣性指數(shù)；Pi為第i條 帶的光密度與該泳道所有條帶光密度總和的比值；Pt為貯藏時間t的樣品光密度與該泳道所有條帶光密度總和的比值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

圖2 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚感官品質(zhì)的變化Fig. 2 Sensory changes of fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

2.1 AEW冰對小黃魚感官品質(zhì)的影響理的小黃魚彈性逐漸下降。除了第4天AEW冰處理的小黃魚彈性高于TW冰處理外，AEW冰處理的小黃魚彈性在第2、7天都要低于TW冰處理組，但兩者沒有顯著性差異（P＞0.05）。圖3C結(jié)果顯示，AEW冰和TW冰處理組的回復(fù)性在初始的2 d內(nèi)都是上升的，這是由于魚在冷凍條件下代謝減弱，肌肉組織更好地受到了保護。在貯藏第2天后，AEW冰和TW冰處理小黃魚的回復(fù)性逐漸下降。在這期間AEW冰處理小黃魚的回復(fù)性都要低于TW冰處理組（第7天除外），但兩者并無顯著性差異（P＞0.05）。由此可知，與TW冰相比，AEW冰雖不能展現(xiàn)出延緩小黃魚纖維組織變化較好的效果，它對小黃魚質(zhì)構(gòu)的變化也沒有不利影響。

圖3 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚的質(zhì)構(gòu)變化Fig. 3 Changes in texture of fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

2.3 AEW冰處理后小黃魚pH值的變化

圖4 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚pH值的變化Fig. 4 Change in pH of fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

經(jīng)AEW冰和TW冰冷藏處理后小黃魚的感官品質(zhì)保鮮結(jié)果如圖2所示。隨著貯藏時間的延長，不論是AEW冰和TW冰貯藏的小黃魚其色澤品質(zhì)都有所下降，特別是第4天小黃魚的色澤明顯變得灰暗，到第7天時表皮色澤變得更灰暗，魚肉開始喪失新鮮氣味，說明魚體已經(jīng)進入了腐敗階段。相較于TW冰，AEW冰保鮮2 d的小黃魚其色澤品質(zhì)沒有明顯差別，4 d后的其色澤要稍亮一些，而7 d后要稍暗一點，但整體來說沒有明顯差異，表明AEW冰對小黃魚的感官品質(zhì)保鮮效果與TW冰的相當(dāng)。趙愛靜等[16]探究了AEW冰對南美白對蝦感官品質(zhì)的影響時，獲得了與本研究相似的結(jié)果。

2.2 AEW冰對小黃魚質(zhì)構(gòu)的影響

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時間的延長，小黃魚的硬度、彈性和回復(fù)性在貯藏第2天后都逐漸降低，表明魚肉逐漸失去新鮮的質(zhì)構(gòu)特征，逐漸變軟。類似的研究在周然等[3]用AEW對冷藏河豚魚肉質(zhì)構(gòu)變化的影響也有報道。魚肌肉的質(zhì)構(gòu)特征主要與魚體的肌原纖維、脂肪和膠原蛋白含量有關(guān)。魚死亡后，由于自溶和微生物分解導(dǎo)致的肌原纖維蛋白的變化，是肌肉變軟和失去彈性的重要原因。

圖3A結(jié)果顯示，隨著貯藏時間的延長，小黃魚肉的硬度在逐漸降低，除了第2天AEW冰處理的小黃魚硬度高于TW冰處理外，AEW冰處理的小黃魚硬度在第4、7天都要低于TW冰處理組，但兩者沒有顯著性差異（P＞0.05）。圖3B結(jié)果顯示，在初始的2 d內(nèi)AEW冰和TW冰處理組的彈性均上升。在貯藏第2天后，AEW冰處

圖4顯示了AEW冰和TW冰貯藏條件下小黃魚的pH值變化情況。AEW冰處理組pH值的變化范圍為6.63～6.81，TW冰處理組為6.63～7.01。所有處理組的小黃魚pH值總體上均呈現(xiàn)出了逐漸上升的趨勢。小黃魚貯藏過程中pH值上升主要是由于魚肉組織內(nèi)的蛋白質(zhì)分解為基本的堿性含氮小分子物質(zhì)（如氨類化合物、三甲胺等），而這些物質(zhì)主要由水產(chǎn)品（魚、蝦等）中堿化微生物的作用而產(chǎn)生的[17-18]。在貯藏期間，AEW冰處理組小黃魚pH值要顯著低于TW冰對照組（P＜0.05）。謝軍等[19]研究表明冬季南美白對蝦貯藏過程中，pH值在總體上呈逐漸上升趨勢。因此本研究表明AEW冰能夠抑制小黃魚中堿性化合物的產(chǎn)生，這種現(xiàn)象的原因可以歸結(jié)為AEW冰具有較強的殺菌作用。

2.4 AEW冰對小黃魚酶活力的影響

圖5 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚的酶活力變化Fig. 5 Changes in enzyme activities of fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

磷酸酶在脫磷酸化作用方面起著重要的作用，尤其在ATP-、ADP-及IMP-脫磷酸化過程中，同時在肌肉組織中的磷酸酶活力與肉制品的新鮮度指標(biāo)密切相關(guān)[20]。圖5A結(jié)果顯示了經(jīng)AEW冰和TW冰處理后小黃魚中的酸性磷酸酶的活力變化情況。用AEW冰和TW冰貯藏的小黃魚酸性磷酸酶活力具有相同的變化趨勢。0 d小黃魚酸性磷酸酶活力為0.15 AU/（min·g），隨后在AEW冰和TW冰貯藏的第4天出現(xiàn)了顯著性上升（P＜0.05），分別達到了0.21、0.20 AU/（min·g）。在貯藏第4～7天，AEW冰處理的小黃魚酸性磷酸酶活力一直比TW冰處理組高，但幾乎都保持在一個定值不變，這與Ohmori等[21]運用超高壓探究其對牛肝臟中酸性磷酸酶活力影響效果的研究是相似的。在相同貯藏時間內(nèi)AEW冰和TW冰貯藏并沒有引起酸性磷酸酶活力變化的顯著性差異（P＞0.05），這表明AEW冰在抑制酸性磷酸酶活力方面沒有展現(xiàn)出較好的抑制效果。

組織蛋白酶B是一類能夠軟化肌肉組織的活性酶類，這種活性酶經(jīng)常存在于溶酶體中，并且當(dāng)溶酶體破裂時其能夠被釋放到細胞質(zhì)中，以上這種情況往往發(fā)生在動物死后貯存過程中[18]。其中，組織蛋白酶B是一種半胱氨酸蛋白酶，主要被廣泛地在脊椎動物（人、老鼠等）中研究，在無脊椎動物（蝦、線蟲類等）中的研究報道較少。圖5B結(jié)果顯示了經(jīng)AEW冰和TW冰處理后小黃魚中組織蛋白酶B的活力變化情況。在小黃魚貯藏時間內(nèi)，經(jīng)AEW冰與TW冰處理小黃魚的組織蛋白酶B活力都在逐漸下降。且在貯藏的第4～7天內(nèi)，TW冰處理的小黃魚組織蛋白酶B的活力都要比AEW冰處理的小黃魚組織蛋白酶B的活力略低，且兩者無顯著差異（P＞0.05）。

組織蛋白酶D是一種天冬氨酸蛋白酶，存在于溶酶體系統(tǒng)中，其被認為是在肌肉死后蛋白降解過程中，起著重要作用的蛋白降解酶類之一[22]。圖5C結(jié)果顯示，經(jīng)AEW冰和TW冰處理的小黃魚中組織蛋白酶D的活力變化情況。AEW冰和TW冰處理組小黃魚的組織蛋白酶D活力在貯藏第2天后都逐漸升高，但AEW冰處理組組織蛋白酶D的活力顯著低于TW冰處理組（P＜0.05）。這說明AEW冰對組織蛋白酶D活力的抑制具有更好的效果。

脂肪酶是三酰甘油乙酰水解酶，其能夠降解磷脂，催化三酰甘油中的脂肪酸酯鍵水解，從而將其水解為游離脂肪酸和甘油。游離脂肪酸的積累與食品品質(zhì)的腐敗變質(zhì)有著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在激發(fā)蛋白降解引起的相關(guān)組織的變性，脂肪氧化產(chǎn)生的食品風(fēng)味的變化等[23]。圖5D結(jié)果顯示了經(jīng)AEW冰和TW冰處理后小黃魚中脂肪酶的活力變化情況。AEW冰和TW冰處理組小黃魚的脂肪酶活力在初始的2 d內(nèi)都是上升的，小黃魚空白樣品中（第0天）脂肪酶活力為2.45×10－2U/g，當(dāng)貯藏時間達到第2天時分別上升了1.76×10－2（AEW冰）、

04×10－2U/g（TW冰）。在貯藏第2～7天過程中，AEW冰與TW冰處理的小黃魚中脂肪酶活力逐漸降低，且AEW冰處理組脂肪酶的活力極顯著地低于TW冰處理組（P＜0.01），這表明AEW冰對脂肪酶活力的抑制具有更好的效果?？偟膩碚f，AEW冰貯藏能夠在一定時間范圍內(nèi)顯著抑制了小黃魚中組織蛋白酶D、脂肪酶活力（P＜0.05），從而延長了小黃魚貯藏過程中的貨架期。2.5 AEW冰對小黃魚菌落總數(shù)的影響

圖6 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚的菌落總數(shù)變化Fig. 6 Change in total viable counts of bacteria in fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

對于水產(chǎn)品來說，細菌總數(shù)是評價品質(zhì)和貨架期的一個非常有效的參數(shù)[3]。圖6顯示了小黃魚在AEW冰和TW冰貯藏過程中小黃魚中菌落總數(shù)的變化情況。貯藏的第0天時，小黃魚的微生物總量為5.32（lg（CFU/g）），在第2天時AEW冰和TW冰處理的小黃魚中菌落總數(shù)分別降低了0.72（lg（CFU/g））和0.30 （lg（CFU/g）），AEW冰顯著抑制了小黃魚中微生物的生長（P＜0.05）。從貯藏第2天開始，在后續(xù)的整個貯藏過程中菌落總數(shù)雖呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，但AEW冰處理組菌落總數(shù)均顯著低于TW冰對照組（P＜0.05）。這說明AEW冰對小黃魚菌落變化有明顯的抑制作用，可能因為AEW冰中的含次氯酸（HOCl）可以產(chǎn)生羥基（—OH）和氯基團（—Cl），這些分子可以抑制細胞質(zhì)酶，并損壞細菌的外層細胞膜[24]。同時，AEW冰具有正的氧化還原電位，可以吸收細菌細胞膜中的電子，導(dǎo)致細胞膜的不穩(wěn)定，進而使得抗菌物質(zhì)更容易進入細菌內(nèi)部而影響細菌的代謝，從而導(dǎo)致細菌死亡[25]。在本研究中，AEW冰處理延緩了小黃魚中的菌落總數(shù)的升高，進而更好地保持了貯藏過程中小黃魚的品質(zhì)。

2.6 AEW冰對小黃魚微生物菌落多樣性的影響

AEW冰對小黃魚貯藏保鮮過程中微生物菌群多樣性的影響如圖7和表2所示。由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，AEW冰處理組微生物菌群DGGE條帶數(shù)量整體上要少于TW冰處理組，直觀地表明AEW冰能夠減少小黃魚中微生物群落的多樣性，與圖6所得結(jié)論相符。表2中，通過DGGE條帶計算獲得的微生物菌落多樣性指數(shù)H’從客觀的角度進一步證明上述結(jié)論。對于AEW冰處理組，小黃魚中微生物多樣性指數(shù)（H’）隨著貯藏時間的延長總體上呈現(xiàn)降低的趨勢，且最大差值可達到0.34（空白與第7天的差值）。在TW冰貯藏過程中，小黃魚中微生物群落多樣性并沒有呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢，且其多樣性指數(shù)（H’）均在2.30以上，且最大差值為0.10（空白與第7 d差值），低于AEW冰處理組。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，與TW冰相比，AEW冰（第4天和第7天）可顯著減少微生物多樣性（P＜0.05）。研究表明[6,26-29]隨著AEW冰融化后釋放出Cl2含量的增加及融化后產(chǎn)生的AEW依然能夠顯著地（P＜0.05）降低微生物的數(shù)量?；谝陨戏治?，小黃魚貯藏過程中微生物數(shù)量的減少主要歸納為，AEW冰釋放出的Cl2含量以及融化獲得的AEW對微生物的共同作用。綜上所述，AEW冰顯著抑制了小黃魚貯藏過程中微生物的菌落多樣性，進而有效抑制了魚肉的腐敗，延長其貨架期。

圖7 AEW冰和TW冰貯藏條件下小黃魚中微生物菌落PCR-DGGE圖譜Fig. 7 PCR-DGGE fingerprints of microbial communities of fish under AEW ice and TW ice treatment

表2 AEW冰和TW冰貯藏7 d條件下小黃魚中微生物菌落的多樣性指數(shù)Table 2 Shannon index of bacterial diversity in fish treated with AEW ice and TW ice for 7 days

3 結(jié) 論

本實驗以小黃魚為研究對象，通過比較傳統(tǒng)TW冰與AEW冰處理，研究其貯藏過程中其物理、化學(xué)及微生物指標(biāo)的變化情況。結(jié)果表明，在7 d的貯藏中，AEW冰對小黃魚的感官品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)變化不會產(chǎn)生不利影響（P＞0.05）；AEW冰顯著降低了小黃魚pH值的變化（P＜0.05）；經(jīng)AEW冰處理的小黃魚中的脂肪酶、組織蛋白酶D的活力顯著低于TW冰對照組（P＜0.05），更有利于小黃魚的貯藏保鮮；AEW冰有效減少了小黃魚冰藏過程中微生物總數(shù)及菌落的多樣性，利于新鮮度的保持及食用的安全性。因此，AEW冰對魚類產(chǎn)品的保鮮效果更佳，今后可考慮替代TW冰應(yīng)用于小黃魚的貯藏保鮮。

參考文獻：

[1] FELICIANO L, LEE J, LOPES J A, et al. Efficacy of sanitized ice in reducing bacterial load on fish fillet and in the water collected from the melted ice[J]. Journal of Food Science, 2010, 75(4): M231-M238. DOI:10.1111/j.1750-3841.2010.01583.

[2] LIN T, WANG J J, LI J B, et al. Use of acidic electrolyzed water ice for preserving the quality of shrimp[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(36): 8695-8702. DOI:10.1016/ j.foodcont.2013.07.005.

[3] 周然, 劉源, 謝晶, 等. 電解水對冷藏河豚魚肉質(zhì)構(gòu)及品質(zhì)變化的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2011, 27(10): 365-369. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2011.10.064.

[4] WANG Meng, WANG J J, SUN X H, et al. Preliminary mechanism of acidic electrolyzed water ice on improving the quality and safety of shrimp[J]. Food Chemistry, 2015, 176: 333-341. DOI:10.1016/ j.foodchem.2014.12.089.

[5] PHUVASATE S, SU Y C. Effects of electrolyzed oxidizing water and ice treatments on reducing histamine-producing bacteria on fish skin and food contact surface[J]. Food Control, 2010, 21(3): 286-291. DOI:10.1016/j.foodcont.2009.06.007.

[6] KOSEKI S, ISOBE S, ITOH K. Efficacy of acidic electrolyzed water ice for pathogen control on lettuce[J]. Journal of Food Protection, 2004, 67(11): 2544-2549. DOI:10.6791/j.foodchem.2004.08.025.

[7] 潘秀娟, 屠康. 質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析(TPA)方法對蘋果采后質(zhì)地變化的檢測[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2005, 21(3): 166-170. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.2005.03.038.

[8] TEIXEIRA B, FIDALGO L, MENDES R, et al. Changes of enzymes activity and protein profiles caused by high-pressure processing in sea bass (Dicentrarchus labrax) fillets[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61: 2851-2860. DOI:10.1016/j.ifset.2013.07.002.

[9] BARRETT A J, KIRSCHKE H, CATHEPSIN B, et al. In methods in enzymology[M]//LORAND L. Proteolytic enzymes. New York: Academic Press, 1981: 535-561. DOI:10.21341/dcss.186964-12613.1981.081231.

[10] STEPHENS A, ROJO L, ARAUJO-BERNAL S, et al. Cathepsin B from the white shrimp Litopenaeus vannamei: cDNA sequence analysis, tissues-specific expression and biological activity[J]. Comparative Biochemistry and Physiology, Part B, 2012, 161: 32-40. DOI:10.1875/j.foodcont.2012.09.004.

[11] AHMED Z, DONKOR O, STREET W A, et al. Proteolytic activities in fillets of selected underutilized Australian fish species[J]. Food Chemistry, 2013, 140: 238-244. DOI:10.1016/ j.foodchem.2013.02.042.

[12] BUCKOW R, TRUONG B Q, VERSTEEG C. Bovine cathepsin D activity under high pressure[J]. Food Chemistry, 2010, 120: 474-481. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.10.040.

[13] ANSON M L. The estimation of pepsin, trypsin, papain, and cathepsin with hemoglobin[J]. Journal of General Physiology, 1938, 22: 78-89. DOI:10.5387/j.foodchem.2006.03.013.

[14] Enzymatic assay of lipase (EC 3.1.1.3) (olive oilas substrate) [EB/OL]. (2016-04-26) http://www.sigmaaldrich. DOI:10.7641/ j.foodchem.2009.08.032.

[15] 劉曉飛, 王志中, 王勇, 等. 早期類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者腸道微生物群落的分析[J]. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報, 2012, 34(23): 2411-2415. DOI:10.8428/j.khlf.5480-5292.2012.975327.

[16] 趙愛靜, 王萌, 趙飛, 等. 酸性電解水冰,對南美白對蝦殺菌保鮮效果的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2016, 32(3): 67-78. DOI:10.9842/ j.tyna.7628-9852.2016.097637.

[17] KIM W T, LIM Y S, SHIN I S, et al. Use of electrolyzed water ice for preserving freshness of pacific saury (Cololabis saira)[J]. Journal of Food Protection, 2006, 69: 2199-2204. DOI:10.8752/ j.foodchem.2006.09.006.

[18] CAMPOS C A, LOSADA V, RODRíGUEZ ó, et al. Evaluation of an ozone-slurry ice combined refrigeration system for the storage of farmed turbot (Psetta maxima)[J]. Food Chemistry, 2006, 97: 223-230. DOI:10.2552/j.foodcont.2006.11.039.

[19] 謝軍, 孫曉紅, 潘迎捷, 等. 電解水和有機酸對蝦的殺菌效果及感官品質(zhì)影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2010, 36(5): 57-63. DOI:10.3576/ j.piok.6713-9092.2010.103237.

[20] LOPEZ-AMAYA C, MARANGONI A G. Lipases in seafood enzymes[M]// HAARD N F, SIMPSON B K. Utilization and influence on postharvest seafood quality. Switzerland: Marcel Dekker Inc Basel, 2000: 121-146. DOI:10.6513/j.foodchem.2000.08.025.

[21] OHMORI T, SHIGEHISA T, TAGI S, et al. Biochemicaleffects of high hydrostatic pressure on the lysosome and proteasesinvolved in it[J]. Bioscience Biotechnology & Biochemistry, 1992, 56: 1285-1288. DOI:10.2986/j.foodchem.1992.06.027.

[22] CHéRET R, DELBARRE-LADRAT C, LAMBALLERIE-ANTON M D, et al. High-pressure effects on the proteolytic enzymes of sea bass (Dicentrarchus labrax L.) fillets[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53: 3969-3973. DOI:10.6098/ j.foodchem.2005.07.128.

[23] HASAN F, SHAH A A, HAMEED A. Methods for detection and characterization of lipases: a comprehensive review[J]. Biotechnology Advances, 2009, 27: 782-798. DOI:10.1016/j.biotechadv.2009.06.001. [24] MBARKI R, SADOK S, BARKALLAH I. Quality changes of the Mediterranean horse mackerel (Trachurus mediterraneus) during chilled storage: the effect of low-dose gamma irradiation[J]. Radiation Physics and Chemistry, 2009, 78(4): 288-292. DOI:10.3568/ j.foodcont.2009.06.125.

[25] MAHMOUD B S M, YAMAZAKI K, MIYASHITA K, et al. Preservative effect of combined treatment with electrolyzed NaCl solutions and essential oil compounds on carp fillets during convectional air-drying[J]. International Journal of Food Microbiology, 2006, 106(3): 331-337. DOI:10.1169/j.ijfoodmicro.2005.09.010.

[26] HAN Y Q, XU X L, JIANG Y, et al. Inactivation of food spoilage bacteria by high pressure processing: evaluation with conventional media and PCR-DGGE analysis[J]. Food Research International, 2010, 43: 1719-1724. DOI:10.1016/j.foodchem.2006.08.011.

[27] LIU C C, DUAN J Y, SU Y C. Effects of electrolyzed oxidizing water on reducing Listeria monocytogenes contamination on seafood processing surfaces[J]. International Journal of Food Microbiology, 2006, 106: 248-253. DOI:10.3218/j.food microbiology.2002.03.016.

[28] XIE J, SUN X H, PAN Y J, et al. Combining basic electrolyzed water pretreatment and mild heat greatly enhanced the efficacy of acidic electrolyzed water against Vibrio parahaemolyticus on shrimp[J]. Food Control, 2012, 23: 320-324. DOI:10.2198/j.food control.2009.09.006. [29] ZHOU R, LI Y, YAN L, et al. Effect of edible coatings on enzymes, cellmembrane integrity, and cell-wall constituents in relation to brittleness and firmness of Huanghua pears (Pyrus pyrifolia Nakai, cv. Huanghua) during storage[J]. Food Chemistry, 2011, 124: 569-575. DOI:10.1128/j.food chem.2003.05.003.

Effect of Acidic Electrolyzed Water Ice on Quality and Enzyme Activities in Muscular Tissue of Small Yellow Croaker (Larimichthys polyactis)

YAO Xin1, ZHAO Aijing1, DU Suping1, SUN Xiaohong1,2,3, PAN Yingjie1,2,3, ZHAO Yong1,2,3,*
(1. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing & Preservation, Shanghai 201306, China; 3. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Aquatic Product on Storage and Preservation (Shanghai), Ministry of Agriculture, Shanghai 201306, China)

Acidic electrolyzed water (AEW) ice has been developed in recent years as a new food preservation technology. To investigate the effect of electrolyzed water ice on preserving the quality of small yellow croaker, changes in enzyme activities and total viable bacterial counts were assayed periodically during seven days of storage. The results showed that compared with traditional tap water (TW) ice, AEW ice displayed inhibitory activity (P ＜ 0.05) toward cathepsin D and lipase, although it did not present positive effects on inhibiting acid phosphatase and cathepsin B. Conventional plate count enumeration and polymerase chain reaction-denatured gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) indicated that AEW ice had the capability of inhibiting the growth of bacteria on raw fish, and the maximum reduction in bacterial population reached 0.34 (lg(CFU/g)) on the 7thday. Therefore, AEW ice has a broad application prospect and can be more useful than TW ice for preserving seafood.

acidic electrolyzed water (AEW) ice; small yellow croaker; enzyme activity; polymerase chain reactiondenatured gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE)

10.7506/spkx1002-6630-201713040

TS254.4

A

1002-6630（2017）13-0244-07

姚鑫, 趙愛靜, 杜蘇萍, 等. 酸性電解水冰對小黃魚品質(zhì)及肌肉組織中酶活力變化的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(13): 244-250. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713040. http://www.spkx.net.cn

YAO Xin, ZHAO Aijing, DU Suping, et al. Effect of acidic electrolyzed water ice on quality and enzyme activities in muscular tissue of small yellow croaker (Larimichthys polyactis)[J]. Food Science, 2017, 38(13): 244-250. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201713040. http://www.spkx.net.cn

2016-05-11

國家自然科學(xué)基金面上項目（31271870）；上海市科委科研計劃項目（14DZ1205100；14320502100）；上海市科技興農(nóng)重點攻關(guān)項目（滬農(nóng)科攻字2014第3-5號、2015第4-8號）；上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心項目（11DZ2280300）

姚鑫（1990—），男，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品貯運保鮮與安全風(fēng)險評估。E-mail：526772041@qq.com

*通信作者：趙勇（1975—），男，教授，博士，研究方向為食品安全風(fēng)險評估。E-mail：yzhao@shou.edu.cn