WAEW-MAP協(xié)同作用對(duì)秘魯魷魚品質(zhì)保鮮及質(zhì)構(gòu)變化的影響

董天嘉，李桂芬，何定芬，謝 超，李 娜

(1.浙江海洋大學(xué)食品與醫(yī)藥學(xué)院，浙江舟山 316022；2.浙江國際海運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江舟山 316021；3.舟山市福瑞達(dá)食品有限公司，浙江舟山 316021)

秘魯魷魚，頭足綱、真魷科、美洲大赤魷屬，在廣闊的東太平洋資源豐富。其中，在加利福尼亞、智利和秘魯附近的水域或島嶼最為集中。因?yàn)楹Ｑ鬄踬\種類有很多，而且數(shù)量最豐富，所以秘魯魷魚成為我國遠(yuǎn)洋漁業(yè)利用的主要品種之一。而且秘魯魷魚價(jià)格低廉，肉質(zhì)鮮美，營養(yǎng)豐富，所以已成為水產(chǎn)品加工業(yè)的重要原料之一。

弱酸性電解水(WAEW)是一種新型的防腐劑，在食品、醫(yī)藥、微生物等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用[1]。這種新型的具有保鮮效果的防腐劑是在一定條件下通過電解稀鹽酸制成的，在抗菌方面尤其是對(duì)病原菌有明顯的作用。對(duì)腐敗菌，能顯著抑制其的生長和繁殖。與傳統(tǒng)的一些防腐劑相比，弱酸性電解水冰衣對(duì)微生物等細(xì)菌的抑制作用有著效率高、原料更容易得到、無污染，環(huán)保，操作方便等優(yōu)點(diǎn)[2-5]。氣調(diào)包裝又稱改性大氣包裝，是一種延長食品保質(zhì)期的技術(shù)[6]。在包裝中加入一定比例的氣體，從而防止產(chǎn)品變質(zhì)。該包裝與4-羥基-3-甲氧基肉桂酸、綠茶提取物和4-己基間苯二酚有協(xié)同作用[7]。然而，弱酸性電解水結(jié)冰與改性氣體包裝的協(xié)同作用還少有報(bào)道[8-9]。所以，本研究利用弱酸性電解水-氣調(diào)包裝技術(shù)來作為秘魯魷魚的防腐劑，以期為水產(chǎn)品保鮮劑的開發(fā)提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

秘魯魷魚由舟山福瑞達(dá)食品有限公司提供；金黃色葡萄球菌購自中科院微生物菌種保藏中心。

惠普上分751-GW分光光度計(jì)；漢譜HP-380色差儀；麥克其S3500電子鼻分析儀；科美拓水分活度測(cè)定儀；島津EZ-X質(zhì)構(gòu)儀；艾美捷TBARS定量檢測(cè)試劑盒；大阪府TK-7408連續(xù)式電解水生成器；芬析CSY-L5鹵素水分測(cè)定儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 弱酸性電解水的制備配置

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的氯化鈉溶液，使用連續(xù)的電解水發(fā)生裝置制備弱酸性電解水。根據(jù)其體積的不同，制備 pH 為 6.4～6.6 的弱酸性電解水。電解時(shí)控制有效氯的濃度(ACC)為 6.4～6.5 mg·mL-1，氧化還原電位(ORP)為 520～540 mV。

1.2.2 金黃色葡萄球菌菌懸液制備

在制備金黃色葡萄球菌懸浮液前，對(duì)金黃色葡萄球菌進(jìn)行活化培養(yǎng)。將金黃色葡萄球菌解凍后加入培養(yǎng)基中。然后在37℃恒溫?fù)u床上培養(yǎng)并恢復(fù)活力。懸浮液的濃度如下：103CFU·mL-1。

1.2.3 弱酸性電解水冰衣

將秘魯魷魚樣品徹底清洗至室溫干燥后，將樣品完全浸入金黃色葡萄球菌懸液中接種10 min，以確保樣品的整個(gè)表面被微生物充分均勻覆蓋。接種處理后的樣品立即存放在-18℃冷凍箱中。用弱酸性電解水(0℃)進(jìn)行預(yù)處理后，取出并浸泡樣品，使樣品外層涂覆均勻的冰衣(8.5～9.0 W·w-1)。以蒸餾水處理樣品作為空白對(duì)照組。

1.2.4 氣調(diào)包裝

秘魯魷魚樣品采用聚酰胺/聚乙烯密封包裝袋包裝。通過改變包裝過程中的氣氛對(duì)樣品進(jìn)行分組。對(duì)照組包裝氣調(diào)成分為空氣。各組樣品在超低溫冰箱中保存100 d，溫度為-18℃，在不同的存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)微生物活性和揮發(fā)性鹽基總氮(TVBN)、三甲胺(TMA)的含量，硫代巴比妥酸反應(yīng)物的(TBARS)值、顏色、結(jié)構(gòu)特征及揮發(fā)性風(fēng)味等進(jìn)行測(cè)量。以上述各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)氣調(diào)包裝和弱酸性電解水冰衣處理對(duì)魷魚樣品營養(yǎng)價(jià)值和感官風(fēng)味的影響，以及在不同貯藏時(shí)間下的產(chǎn)品質(zhì)量的變化。實(shí)驗(yàn)分組如表1[10]：

表1 實(shí)驗(yàn)分組Tab.1 Experiment grouping

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3.1 微生物指標(biāo)

在無菌條件下將在室溫下解凍后的魷魚與0.85%弱酸性電解水(90 mL)混合，勻漿2 min。均質(zhì)液用10倍梯度稀釋，每組溶液取0.1 mL，接種并在37℃平板瓊脂培養(yǎng)基和Baird-Parker瓊脂培養(yǎng)基中培養(yǎng)48 h，計(jì)算金黃色葡萄球菌菌落數(shù)和好氧菌落數(shù)[11]。隨著菌落總數(shù)在100 d內(nèi)的變化，樣品的菌落抑制率為K=(A-A0)/A0×100%，其中A0為貯藏前的菌落總數(shù)。A是貯藏后的菌落數(shù)。

1.3.2 TVBN值

用半微量凱氏定氮法測(cè)定各組樣品冷凍保存過程中TVBN的總含量[12]。

1.3.3 TMA總量

實(shí)驗(yàn)中樣品的TMA總量的測(cè)定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法AOAC進(jìn)行。

1.3.4 TBARS值

用TBARS比色法測(cè)定了產(chǎn)物在532 nm和600 nm處的吸收率，并計(jì)算各組樣品TBARS隨貯藏時(shí)間的變化[13]。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)特性

分析根據(jù)秘魯魷魚的肌肉結(jié)構(gòu)，選擇硬度、彈性和咀嚼度作為樣本分析的參數(shù)。實(shí)驗(yàn)過程中使用儀器模擬咀嚼過程，采用二次擠壓法進(jìn)行測(cè)量。選擇直徑為50 mm的P/50平底圓柱形探頭進(jìn)行試驗(yàn)，試樣壓縮形狀變量為30，試驗(yàn)速率為1.0 mm·s-1，壓縮保留時(shí)間為3 s，每個(gè)樣品平行測(cè)量3次。

1.3.6 顏色分析

通過使用色差儀來測(cè)定秘魯魷魚的明度(L*)和紅度(a*)從而進(jìn)行樣品顏色的分析，對(duì)不同貯藏時(shí)間下的樣品平行測(cè)定3次并取其平均值。

1.3.7 揮發(fā)性風(fēng)味分析

在進(jìn)行電子鼻分析時(shí)，首先將樣品在70℃下頂空采樣30 min，設(shè)置分析儀基線校準(zhǔn)時(shí)間5 min，泵流速 600 mL·min-1；采樣時(shí)間 65 s，采樣泵流速 200 mL·min-1；清洗時(shí)間 50 s，清洗泵流速 600 mL·min-1。測(cè)定完成后繪制主成分分析和線性判別分析圖。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物測(cè)定

表2顯示了不同保鮮技術(shù)在冷凍貯藏過程中金黃色葡萄球菌的數(shù)量和好氧細(xì)菌的總數(shù)的變化情況。結(jié)果表明，各組樣品在0～100 d其好氧菌總數(shù)和金黃色葡萄球菌數(shù)呈現(xiàn)先減少，后增加的變化趨勢(shì)。其中對(duì)照組A在0～40 d內(nèi)，好氧菌總數(shù)和金黃色葡萄球菌數(shù)有不顯著降低 (P>0.05)，分別減少了0.08×104CFU·g-1，0.20×102cfu/g。在0～100 d內(nèi)A組樣品中兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)量顯著上升，細(xì)菌增長率分別為KA需=34.53%、KA金=24.44%，說明原料樣品中的微生物含量達(dá)到了預(yù)期水平，表明傳統(tǒng)蒸餾水冰衣不能有效地抗菌，特別是在經(jīng)過長時(shí)間的冷凍貯藏處理之后，傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的抗菌效果不明顯。

冷凍保存100 d后，B組、C組和D組處理對(duì)好氧菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果優(yōu)于B組。此外，冷凍保存20 d后，C組的金黃色葡萄球菌的數(shù)量明顯高于D組。當(dāng)細(xì)菌生長速率為負(fù)值時(shí)，KD需>KC需、KD金>KC金。結(jié)果表明，當(dāng)同樣使用弱酸性電解水作為冰衣材料的處理?xiàng)l件下，抗菌效果最顯著的氣調(diào)條件為：40%的二氧化碳，10%的氧氣，50%的氮?dú)鈁14]。

表2 不同保鮮技術(shù)的抑菌效果Tab.2 Sterilization effect of different preservation techniques

2.2 TVBN值

對(duì)新鮮的魷魚使用不同的保鮮技術(shù)，并在相同環(huán)境下保存100 d，在這過程中測(cè)定不同保鮮技術(shù)處理下樣品的TVBN隨貯藏時(shí)間的變化情況，如圖1。

圖1 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品TVBN值的影響Fig.1 Effect of different preservation techniques on sample TVBN values

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在冷凍貯存100 d后，對(duì)照組樣品的TVBN 值提高到 16.61 mg·100-1·g-1?？梢娍諝?、蒸餾水處理的樣品在冷凍保存100 d的過程中，TVBN上升較為顯著，樣品質(zhì)量產(chǎn)生了明顯的劣化。與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組處理對(duì)樣品TVBN的升高均產(chǎn)生了明顯的抑制作用(P<0.05)。橫向比較B、C、D三組可見，C組與D組對(duì)TVBN生長的抑制作用明顯優(yōu)于B組，且C組與D組實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間無顯著性差異(P>0.05)，由此可證明：弱酸性電解水冰衣和氣調(diào)包裝聯(lián)合保鮮技術(shù)對(duì)樣品TVBN的增長有顯著的抑制作用。

2.3 TMA總量

TMA值隨魷魚原料貯存時(shí)間的變化如圖2所示。由圖可見，在冷凍貯藏100 d的過程中，不同處理組秘魯魷魚樣品的TMA值均隨儲(chǔ)存天數(shù)的增加呈上升趨勢(shì)。樣品冷凍貯藏0～20 d內(nèi)，各組樣品TMA變化均較為緩慢。實(shí)驗(yàn)組之間樣品的TMA含量無顯著性差異(P>0.05)。當(dāng)樣品冷凍貯藏40～100 d后，A組 TMA含量由最初的0.92 mg·100-1·g-1增加到 8.16 mg·100-1·g-1，可見傳統(tǒng)的水冰衣處理方法對(duì)產(chǎn)品的TMA含量的上升不能起到很好的抑制作用；弱酸性電解水冰衣-空氣處理的B組樣品的TMA含量在冷凍貯藏80 d后開始產(chǎn)生較大幅度的增長，說明僅使用弱酸性電解水冰衣處理對(duì)樣品TMA含量上升的抑制作用一般；相比之下，采用WAEW-MAP復(fù)合保鮮技術(shù)處理組在冷凍貯藏100 d的全過程中，樣品TMA含量的變化均較為緩慢，說明復(fù)合保鮮技術(shù)對(duì)樣品TMA含量的上升起到了顯著地抑制作用。橫向比較貯藏100 d后C、D兩組樣品的TMA含量，發(fā)現(xiàn)C組略優(yōu)于D組，說明在40%二氧化碳、10%氧氣和50%氮的氣調(diào)條件下，冷凍貯藏后產(chǎn)品的品質(zhì)變化最小。

圖2 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品TMA含量的影響Fig.2 Effect of different preservation technology on TMA content of samples

2.4 TBARS值

通過不同的保鮮技術(shù)處理新鮮魷魚，并在相同環(huán)境下保存100 d，在此過程中測(cè)定不同保鮮技術(shù)下各組樣品TVBN含量隨貯藏時(shí)間的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。

圖3 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品TBARS含量的影響Fig.3 Effect of different preservation technology on TBARS content of samples

分析圖3可知，各組樣品的TBARS值在100 d貯藏過程中均有不同程度的增加，與其他三組相比，A組樣品TBARS值的增加最大。這表明在貯藏過程中，傳統(tǒng)水冰衣處理對(duì)樣品脂質(zhì)氧化的抑制效果不明顯。相比之下，樣品TBARS值的增長在B、C、D組處理下受到了明顯的抑制作用(P<0.05)，且C、D兩組抑制作用更強(qiáng)。同時(shí)，C組對(duì)TMA含量的抑制作用好于D組。結(jié)果表明，隨著混合氣體中氧氣的濃度降低，TMA的含量也發(fā)生了一定程度的降低[15]。當(dāng)氣調(diào)成分為10%氧氣、40%二氧化碳和50%氮?dú)鈺r(shí)，利用弱酸性電解水冰衣對(duì)樣品進(jìn)行處理，其TMA含量上升能夠得到有效抑制，樣品脂肪氧化的控制效果最好。

2.5 質(zhì)構(gòu)特性

對(duì)樣品在不同條件下冷藏100 d過程中的質(zhì)地特征進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并選取硬度、彈性和咀嚼性的變化作為主要分析參數(shù)，結(jié)果如圖4。結(jié)果表明，魷魚在冷凍過程中其硬度、彈性和咀嚼性都在下降。從樣品的硬度來看，開始貯藏前各組魷魚樣品硬度均為 23.31N。冷藏 100 d后，A組降至 12.7N，B組降至18.17N，C組降至21N，D組為20.81N。據(jù)此可得，弱酸性電解水冰衣和氣調(diào)包裝聯(lián)合保鮮技術(shù)處理與只使用弱酸性電解水冰衣處理的對(duì)照組相比，對(duì)樣品硬度的降低有明顯的抑制作用(P<0.05)。彈性的變化與硬度變化趨勢(shì)相似。貯藏100 d后不同處理方式下各組樣品彈性由大到小依次為：C組>D組>B組>A組。同時(shí)，樣品的咀嚼性能分析結(jié)果與硬度和彈性變化程度相似，由此可得，WAEW-MAP可顯著降低樣品貯藏過程中彈性和咀嚼性下降的趨勢(shì)(P<0.05)。

圖4 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.4 Effect of different preservation techniques on the texture characteristics of samples

2.6 顏色變化

不同方式處理下，秘魯魷魚樣品在冷凍保存100 d后的顏色變化見表3。從表3的結(jié)果可以得出樣品的明度L*和紅度a*隨冷凍儲(chǔ)存時(shí)間的延長出現(xiàn)不同情況的改變。A組樣品在儲(chǔ)存期間明度L*產(chǎn)生了明顯的下降趨勢(shì)(P<0.05)。紅度a*則增加了，此過程中樣品變暗，整體顏色略發(fā)紅。而其他三組明度L*值增加和紅度a*值的下降程度都很小，樣品貯藏過程中顏色的變化是受到明顯抑制的(P<0.05)。其中CD組抑制程度明顯高于B組(P<0.05)。橫向比較C、D組結(jié)果可見，C組樣品顏色變化程度略低于D組。從結(jié)果中可以看出，魚體色素的變化可能是由于魚肉脂肪的氧化導(dǎo)致的[16]。C組使用的是二氧化碳濃度較高的氣調(diào)保鮮技術(shù)，這種技術(shù)在一定程度上使樣品色素變化速度降低。因此可以得出結(jié)論：結(jié)合WAEW-MAP技術(shù)，可以保持產(chǎn)品的顏色穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品的感官質(zhì)量。

2.7 揮發(fā)性風(fēng)味評(píng)價(jià)

在冷凍貯藏100 d后，以水冰衣處理組A為對(duì)照，對(duì)弱酸性電解水冰衣處理組B、不同氣調(diào)成分的弱酸性電解水-氣調(diào)包裝聯(lián)合處理組C、D的樣品進(jìn)行解凍，通過電子鼻實(shí)驗(yàn)對(duì)解凍后樣品和蒸煮熟制樣品的揮發(fā)性風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖5。其中，各分析簇分別對(duì)應(yīng)各處理組魷魚樣品。

表3 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品顏色的影響Tab.3 Effect of different preservation technologies on sample color

圖5 不同保鮮技術(shù)對(duì)樣品揮發(fā)性風(fēng)味的影響Fig.5 Effect of different preservation techniques on volatile flavor of samples

通過主成分分析和線性判別分析可知，A組樣品與B、C、D組樣品在解凍后揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異明顯。導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的原因可能是弱酸性電解水冰衣處理下?lián)]發(fā)性氯、二氧化氯等揮發(fā)性組分對(duì)樣品的影響。B、C、D組的揮發(fā)性風(fēng)味在每個(gè)簇中均有重疊，表示B、C、D三組的電子鼻反應(yīng)相似，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異不明顯。針對(duì)熟制后的樣品，各組不同簇均有重疊，表示四組之間電子鼻反應(yīng)相似，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異不明顯。綜上所述，對(duì)于解凍樣品，弱酸性電解水處理會(huì)對(duì)其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生影響，而對(duì)于熟制樣品并未觀察到明顯影響。

3 結(jié)論

秘魯魷魚新鮮原料通過WAEW-MAP聯(lián)合保鮮技術(shù)處理，在-18℃冷凍保存100 d后，展現(xiàn)了良好的抗菌效果。其中，對(duì)好氧菌的抑制率為49.80%。金黃色葡萄球菌的抑制率為59.16%。其次，聯(lián)合保鮮技術(shù)在秘魯魷魚樣品貯藏100 d過程中，對(duì)樣品的TVBN值、TMA值和TBARS值的上升有顯著的抑制作用，其中TMA總量僅上升0.45 mg·100-1·g-1。同時(shí)，聯(lián)合處理可減緩樣品質(zhì)構(gòu)變化和L*、a*變化程度。另外，弱酸性電解水處理對(duì)解凍樣品的揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生了一些影響，但通過蒸煮熟制，這種影響可以被消除。綜上所述，在魷魚的凍藏過程中WAEW-MAP聯(lián)合技術(shù)可以作為一種新型的保水保鮮技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)樣品的理化性質(zhì)和感官指標(biāo)的變化均有著一定程度的抑制作用，能夠在一定程度上保持產(chǎn)品的鮮度和風(fēng)味，證明弱酸性電解水冰衣-氣調(diào)包裝處理技術(shù)是一種科學(xué)、有效的保鮮方法，具有廣闊的發(fā)展前景。