模擬物流條件下溫度變化對大菱鲆品質(zhì)的影響

尚菲菲，李婷婷*，楊亞茹，于海鳳，王當(dāng)豐，謝 晶，勵建榮,*

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013；2.大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116600；3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

大菱鲆（Scophthatmus maximus）屬于硬骨魚綱、鰈形目鲆科，俗稱歐洲比目魚，在中國稱“多寶魚”。原產(chǎn)于歐洲大西洋海域，是世界公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)比目魚之一，也是名貴的食用魚。大菱鲆作為優(yōu)質(zhì)的海水經(jīng)濟魚類，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，魚肉質(zhì)地細(xì)嫩、蛋白質(zhì)含量高、氨基酸種類齊全且人體必需氨基酸含量較高，含有大量不飽和脂肪酸，風(fēng)味獨特，已成為人們喜愛的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品，有較高的開發(fā)價值和廣闊的市場前景[1-2]。但是魚體內(nèi)微生物的生長繁殖、脂質(zhì)氧化及蛋白質(zhì)的自溶和降解反應(yīng)極易導(dǎo)致大菱鲆魚肉腐敗變質(zhì)[3]。

目前，常用的包裝方式有真空包裝和空氣包裝。真空包裝可以有效延緩魚肉的腐敗變質(zhì)[4]。相對于空氣包裝，真空包裝能夠提供低氧環(huán)境，抑制微生物的生長繁殖，減弱內(nèi)源酶的活性，避免蛋白質(zhì)的分解，防止水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)并保持其營養(yǎng)價值[5]。Alak等[6]研究表明真空包裝對鰹魚中生物胺的形成有一定程度的抑制作用，可以延長魚肉的貨架期。Sofra等[7]發(fā)現(xiàn)真空包裝在冷藏過程中對金槍魚的品質(zhì)穩(wěn)定性有明顯的改善作用。

冷鏈物流泛指冷藏冷凍類食品在生產(chǎn)、貯藏運輸、銷售到消費前的各個環(huán)節(jié)中始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證食品質(zhì)量、減少食品損耗的一項系統(tǒng)工程[8]。目前我國的水產(chǎn)品物流系統(tǒng)還不完善，達(dá)不到運輸過程所要求的超低溫環(huán)境，而且極易發(fā)生溫度波動[9]。水產(chǎn)品的易腐特性是威脅水產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵因素，而冷鏈物流中溫度的控制是保證水產(chǎn)品質(zhì)量安全、延長水產(chǎn)品貨架期的重要手段[10]。冷鏈物流的低溫條件會減緩微生物的生命活動、抑制酶的活性、防止脂質(zhì)氧化及蛋白質(zhì)分解，從而可以有效地保證水產(chǎn)品在流通過程中的品質(zhì)[11-12]。

本實驗通過模擬冷鏈物流過程，從白度、持水率、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、感官評分以及質(zhì)構(gòu)等方面進行分析，以期探究真空和空氣兩種包裝方式及模擬生鮮產(chǎn)品電子商務(wù)（business to customer，B2C）和市場銷售（business to business，B2B）兩種冷鏈物流模型對大菱鲆魚肉新鮮度的影響，為大菱鲆冷鏈物流保鮮方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

養(yǎng)殖大菱鲆活魚購于錦州市林西路水產(chǎn)市場，每條魚體質(zhì)量為（700±50）g。

高溫蒸煮袋 江蘇省連云港市偉希鋁塑包裝公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MLS-3030CH立式高壓滅菌鍋 三洋電機（廣州）有限公司；UV-2550紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；DK-S24電熱恒溫水浴鍋 上海森信實驗儀器有限公司；CR-400色彩色差計 日本Konica Minolta公司；AF-10制冰機 美國Scotsman公司；MS105DU電子分析天平 瑞士梅特勒-托利多公司；KJELTEC2300全自動定氮儀 瑞典福斯特卡托公司；DZD-400/2S真空包裝機 江蘇騰通包裝機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將鮮活大菱鲆用碎冰凍死后，用解剖刀取魚肉，裝入無菌蒸煮袋中，每袋質(zhì)量約150 g，同時進行空氣（普通封口機封口）和真空包裝（真空包裝條件：抽氣時間15 s、熱封時間為3 s）后根據(jù)實驗要求貯藏。

1.3.2 物流過程模擬

參考目前的水產(chǎn)品貯運保鮮方案建立2 個模型，模型I模擬生鮮產(chǎn)品電子商務(wù)（B2C），是指用電商的手段在互聯(lián)網(wǎng)上直接銷售生鮮類產(chǎn)品，模型II模擬市場銷售（B2B）。根據(jù)冷鏈物流溫度檢測要求規(guī)范及超市銷售生鮮農(nóng)產(chǎn)品基本要求，確定貯藏冷庫溫度為－20 ℃，模擬冷凍運輸箱體內(nèi)溫度為－14 ℃，銷售溫度為0 ℃，消費終端家用保鮮冰箱為4 ℃。

模型I：貯運過程均處于普通冷鏈20 d（－20 ℃）→銷售3 d（－4 ℃）→家庭暫存1 d（4 ℃），共經(jīng)歷24 d。

模型II：貯藏4 d（－20 ℃）→運輸2 d（－14 ℃）→貯藏7 d（－20 ℃）→運輸2 d（－14 ℃）→貯藏5 d（－20 ℃）→銷售3 d（－4 ℃）→家庭暫存1 d（4 ℃），共經(jīng)歷24 d。

測定時間：0、4、6、13、15、20、23、24 d。

1.3.3 TBA值的測定

參考Siu等[13]的方法略作修改。稱取10 g絞碎魚肉于燒杯中，加入蒸餾水和75 g/L三氯乙酸各25 mL，均質(zhì)，靜置30 min后過濾。取5 mL上清液于比色管中，加入5 mL TBA溶液（0.02 mol/L），將上述混合液在（80±1）℃的恒溫水浴加熱40 min，之后冷卻至室溫，在532 nm波長處測定吸光度。TBA值以樣品中丙二醛質(zhì)量表示，單位為mg/kg。

1.3.4 TVB-N含量的測定

使用微量擴散法測定TVB-N含量，具體步驟參照GB/T 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》進行。

1.3.5 色差的測定

使用色差計測定L*（亮度）、a*（紅綠度）、b*（黃藍(lán)度）值，白度通過公式（1）[14]計算。

1.3.6 持水率的測定

參考?zogul等[15]的方法進行測定，稱取5 g魚肉，雙層濾紙包裹后放入離心管，4 000 r/min離心15 min，對離心后魚肉質(zhì)量，持水率通過公式（2）計算。

式中：m0為原樣品質(zhì)量/g；m1為離心后樣品質(zhì)量/g。

1.3.7 感官評價

參考丁婷等[16]的方法，以大菱鲆魚肉的色澤、氣味、肌肉彈性、組織狀態(tài)作為感官評價的指標(biāo)，具體見表1。為使實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確，邀請20 名經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生對貯藏期間大菱鲆魚肉進行評價，32 分以上認(rèn)為新鮮度良好，得分為每項分?jǐn)?shù)之和，實驗結(jié)果取平均值。

表1 大菱鲆魚肉感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of turbot

1.3.8 質(zhì)構(gòu)分析

參考李婷婷等[17]的方法，取魚肉切成邊長為1.5～2.0 cm的立方體，使用質(zhì)構(gòu)分析儀在質(zhì)地剖面分析TPA模式下測定。設(shè)定參數(shù)為：測量前下降速率3.0 mm/s；測試速率0.5 mm/s；測量后回程速率3.0 mm/s；壓縮比為40%；觸發(fā)力5.0 g；探頭類型p/5；數(shù)據(jù)采集速率為200.00 points/s。測定指標(biāo)包括硬度、彈性、黏聚性、膠著度、咀嚼性和回復(fù)性。取2～3 片魚片測定，且每片取不同部位重復(fù)測量5 次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

除特殊說明外，所有數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。采用SPSS 19.0軟件單因素方差分析方法對數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗和相關(guān)性分析，P＜0.05表示差異顯著。采用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 大菱鲆魚肉貯藏期間TBA值的變化

圖1 大菱鲆魚肉貯藏期間TBA值的變化Fig. 1 Changes in TBA value of turbot during storage

大菱鲆魚肉中不飽和脂肪酸含量較高，而不飽和脂肪酸會氧化產(chǎn)生醛類，其中最主要的是丙二醛，因此丙二醛含量可衡量大菱鲆魚肉脂肪的氧化程度[18]。TBA值越大，脂肪氧化程度越高，大菱鲆魚肉腐敗變質(zhì)的程度越大。從圖1可以看出，各魚肉樣品的TBA值隨貯藏時間延長而增加。新鮮大菱鲆魚肉的TBA值為0.396 mg/kg。模型I真空包裝的TBA值上升得最慢，模型II中空氣包裝的TBA值上升得最快，在第24天達(dá)到了1.399 mg/kg。整個模擬冷鏈物流過程中，真空包裝組的TBA值始終低于同一模型的空氣包裝組，這可能是因為真空包裝的低氧環(huán)境抑制了脂肪的氧化[19]。而模型II的TBA值均比模型I高，這可能是因為在物流過程中模型II的溫度變化頻繁，重結(jié)晶現(xiàn)象加劇，魚肉細(xì)胞破裂并將內(nèi)源酶釋放到肌漿中，導(dǎo)致脂肪氧化速度加快[20]。

2.2 大菱鲆魚肉貯藏期間TVB-N含量的變化

圖2 大菱鲆魚肉貯藏期間TVB-N含量的變化Fig. 2 Changes in TVB-N content of turbot during storage

TVB-N含量是衡量水產(chǎn)品新鮮度的常用指標(biāo)。水產(chǎn)品在貯藏過程中，肌肉中內(nèi)源酶和微生物的共同作用使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，即TVB-N。此類物質(zhì)具有揮發(fā)性，其含量越高，表明魚肉腐敗程度越大[21]。從圖2可知，新鮮大菱鲆魚肉的TVB-N含量為4.51 mg/100 g，在貯藏期間TVB-N含量一直呈上升趨勢，這與韓洋[22]的研究結(jié)果相似。模型I真空包裝的大菱鲆魚肉TVB-N含量上升得最慢，模型II空氣包裝的大菱鲆魚肉TVB-N含量上升得最快，魚肉劣變程度最大，在第24天時TVB-N含量為9.63 mg/100 g，但仍處于一級新鮮度范圍內(nèi)[23]。真空包裝能抑制微生物的生長繁殖，防止蛋白質(zhì)分解，使TVB-N含量上升緩慢。在物流過程中模型II比模型I組的魚肉TVB-N含量上升更快，原因是模型II貯藏溫度波動頻繁，導(dǎo)致魚肉組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，蛋白質(zhì)分解[24]，這與黃文博等[25]對美國紅魚的相關(guān)研究結(jié)果一致，表明溫度波動對TVB-N含量有較大的影響。

2.3 大菱鲆魚肉貯藏期間白度的變化

魚肉顏色是魚體內(nèi)微生物、生理學(xué)以及生物化學(xué)變化的外部表現(xiàn)，也是衡量魚肉衛(wèi)生程度和食用品質(zhì)的重要指標(biāo)，是影響消費者購買魚肉的直觀因素[26]。在貯藏后期，大菱鲆魚肉顏色變?yōu)榛野咨夜鉂砂档?，這可能是魚肉蛋白質(zhì)發(fā)生變性，肉中的血紅蛋白和血紅素含量減少所造成的[27]。從圖3可以看出，新鮮大菱鲆的白度為53.61，在初期4 個實驗組之間差異不明顯，隨著貯藏時間的延長，白度的變化整體呈降低的趨勢，在第24天，模型II空氣包裝、模型II真空包裝、模型I空氣包裝、模型I真空包裝白度分別為49.71、49.31、49.79、51.02。4 個實驗組白度下降的快慢順序為：模型II空氣包裝＞模型II真空包裝＞模型I空氣包裝＞模型I真空包裝。其原因可能是穩(wěn)定的低溫環(huán)境能減弱酶的活性，抑制魚肉中色素的分解；真空包裝也可延緩蛋白質(zhì)變性，防止肉中血紅蛋白和血紅素含量減少[28-29]。

圖3 大菱鲆魚肉貯藏期間白度的變化Fig. 3 Changes in whiteness of turbot during storage

2.4 大菱鲆魚肉貯藏期間持水率的變化

圖4 大菱鲆魚肉貯藏期間持水率的變化Fig. 4 Changes in water-holding capacity of turbot during storage

魚死后肌肉保持自身水分的能力被稱為持水性。魚肉的持水性不僅影響肉的滋味、香氣、多汁性、營養(yǎng)成分、嫩度、顏色等食用品質(zhì)，而且還直接影響魚肉制品的成品率，具有重要的經(jīng)濟價值[30]。如圖4所示，新鮮大菱鲆魚肉持水率最高，可達(dá)74%，隨著貯藏時間的延長，持水率呈不斷下降的趨勢[30]。是因為魚肉自身發(fā)生的生化反應(yīng)等會導(dǎo)致魚肉蛋白質(zhì)分解，肌肉組織結(jié)構(gòu)破壞，致使其持水率降低[31]。4 個實驗組持水率下降的快慢順序依次為：模型II空氣包裝＞模型II真空包裝＞模型I空氣包裝＞模型I真空包裝。在物流過程中真空包裝抑制了蛋白質(zhì)的分解，持水率下降得較慢。模型II溫度波動頻繁，魚肉細(xì)胞內(nèi)肌原纖維蛋白變性，組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)合水的能力降低[32]。

2.5 大菱鲆魚肉貯藏期間感官評分的變化

圖5 大菱鲆魚肉貯藏期間感官評分的變化Fig. 5 Changes in sensory evaluation score of turbot during storage

感官評價直觀、快速、簡便，是消費者判斷水產(chǎn)品的主要方法，通過視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺5 個方面對水產(chǎn)品的各項指標(biāo)及可接受程度進行評價，但由于主觀因素會影響感官評價的結(jié)果，所以一般結(jié)合其他理化檢測來綜合評價[33]。本實驗在色澤、氣味、肌肉彈性、組織狀態(tài)4 個方面對大菱鲆魚肉進行評價。由圖5可知，在模擬物流條件下，大菱鲆魚肉樣品的感官評分隨貯藏時間的延長而下降，其原因可能是大菱鲆魚肉蛋白質(zhì)的分解使魚肉產(chǎn)生不良?xì)馕?，組織結(jié)構(gòu)破壞，肉質(zhì)變軟，汁液流失，黏彈性和硬度也發(fā)生變化，脂肪氧化會導(dǎo)致魚肉中某些色素分解，使大菱鲆魚肉顏色發(fā)生變化，使得感官評分下降[34]。其中模型I真空包裝的魚肉樣品感官評分最高，模型I空氣包裝魚肉樣品次之，最差的是模型II空氣包裝的魚肉樣品。

2.6 大菱鲆魚肉貯藏期間質(zhì)構(gòu)的變化

水產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性是衡量其品質(zhì)的重要指標(biāo)，包括魚肉的硬度、彈性、黏聚性、膠著度、咀嚼性、回復(fù)性等。魚肉中微生物的生長繁殖及魚體本身發(fā)生的一些生化反應(yīng)均會導(dǎo)致魚肉質(zhì)地發(fā)生變化，使其品質(zhì)劣變，影響食用價值[35]。從表2可知，4 個實驗組的硬度、咀嚼度、膠著度與貯藏時間呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）負(fù)相關(guān)，而黏聚性與貯藏時間相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。對于彈性和回復(fù)性，空氣包裝組與貯藏時間分別呈極顯著（P＜0.01）和顯著相關(guān)（P＜0.05），而真空包裝組不顯著（P＞0.05）。新鮮魚肉的硬度、膠著度、咀嚼度具體分別為8 257.24 g、1 474.09 g·mm、753.88 g，隨著貯藏時間的延長，魚肉組織中肌原纖維蛋白變性及降解引起魚體自溶，蛋白質(zhì)形成凝膠能力下降，導(dǎo)致魚肉硬度下降。物流過程中溫度變化導(dǎo)致魚肉重結(jié)晶現(xiàn)象嚴(yán)重，對魚肉組織結(jié)構(gòu)造成機械損害，從而降低其品質(zhì)[36]。

表2 大菱鲆魚肉貯藏期間質(zhì)構(gòu)的變化Table 2 Changes in TPA parameters of turbot during storage

3 結(jié) 論

本實驗從白度、持水性、TBA值、TVB-N含量、感官評分和質(zhì)構(gòu)等方面進行分析，探究模擬生鮮產(chǎn)品電子商務(wù)（B2C）和市場銷售（B2B）兩種冷鏈物流過程以及真空包裝和空氣包裝兩種包裝方式對大菱鲆魚肉新鮮度的影響。4 個實驗組品質(zhì)變化的大小順序均為：模型II空氣包裝＞模型II真空包裝＞模型I空氣包裝＞模型I真空包裝。冷鏈物流過程中包裝方式和溫度波動對大菱鲆魚肉品質(zhì)的影響顯著，物流過程中經(jīng)多次溫度變化會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分解速率加快，堿性揮發(fā)性物質(zhì)含量增多，肌肉組織遭到破壞，與水結(jié)合能力降低，汁液大量流失，而流失的汁液富含很多營養(yǎng)物質(zhì)，極易加速腐敗，進一步使魚肉品質(zhì)降低，表現(xiàn)為TVB-N含量、TBA值的上升以及白度、持水率、感官評分及硬度、彈性等的下降。因此，物流過程中應(yīng)采用生鮮產(chǎn)品電子商務(wù)模式，即貯運過程均處于普通冷鏈20 d（－20 ℃）→銷售3 d（－4 ℃）→家庭暫存1 d（4 ℃），同時采用真空包裝方式，可使大菱鲆保持良好的肉質(zhì)特性。