預(yù)冷溫度對冰溫羅非魚片品質(zhì)的影響

金 枝 關(guān)志強(qiáng) - 李 敏

(1. 廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東 湛江 524088；2. 廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實驗室， 廣東 湛江 524088；3. 水產(chǎn)品深加工廣東普通高等學(xué)校重點(diǎn)實驗室，廣東 湛江 524088；4. 廣東海洋大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，廣東 湛江 524088)

羅非魚亦稱非洲鯽魚，主要在中國廣東、廣西、福建等省被大規(guī)模養(yǎng)殖，其肉質(zhì)鮮美，口感頗佳，富含優(yōu)質(zhì)蛋白與多不飽和脂肪酸及鈣、磷、鋅、鐵等礦物質(zhì)，被消費(fèi)者廣泛認(rèn)可與接受[1]?，F(xiàn)中國市場上羅非魚多以活魚或鮮魚片的形式銷售，宰殺后的羅非魚因其營養(yǎng)物質(zhì)豐富且水分含量高而易受微生物侵襲，加上自身內(nèi)源酶的作用，魚肉品質(zhì)會發(fā)生劣變，導(dǎo)致營養(yǎng)價值降低[2]。傳統(tǒng)冷藏或冷凍等貯藏方法下的食品已不能滿足人們對食物新鮮、營養(yǎng)的需求，冰溫保鮮技術(shù)由此運(yùn)用而生。冰溫保鮮技術(shù)也被稱為冰溫貯藏技術(shù)，是將食品在其冰溫帶的范圍內(nèi)貯藏，融合了冷凍、冷藏技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效抑菌和維持食品鮮度，又克服了冷凍導(dǎo)致的食品蛋白質(zhì)變性、汁液流失及冷藏貨架期短的不足[3-4]。剛宰殺的魚類體溫處于常溫狀態(tài)，運(yùn)輸和貯藏過程中魚肉的糖原分解放熱，使魚體溫度升高2～10 ℃，若不能及時冷卻排除這部分熱量，酶和微生物的活動就會大大增強(qiáng)，故需要合適的方式加快魚肉到達(dá)冰點(diǎn)溫度的進(jìn)程，使其快速進(jìn)入冰溫環(huán)境以保持品質(zhì)。

預(yù)冷處理多應(yīng)用于果蔬保鮮貯藏的前處理。果蔬經(jīng)預(yù)冷處理除去了田間熱，使得水分含量和機(jī)體代謝水平降低，減小自身能量消耗，從而延長保質(zhì)期[5]。預(yù)冷處理在水產(chǎn)品保鮮方面已有報道，藍(lán)蔚青等[6]使用流化冰預(yù)冷處理鱸魚，發(fā)現(xiàn)流化冰預(yù)冷處理可以有效減緩鱸魚的腐敗進(jìn)程。郭學(xué)騫等[7]用冰水浸漬預(yù)冷與凍藏結(jié)合處理羅非魚片，發(fā)現(xiàn)經(jīng)預(yù)冷處理后的魚片貯藏品質(zhì)得到了明顯改善。黃卉等[8]研究鮮活鱸魚在不同水溫中預(yù)冷后進(jìn)行冰藏的品質(zhì)變化，結(jié)果顯示預(yù)冷處理能延緩鱸魚冰藏時色澤變化，可以較好地保持魚肉的亮度和紅度值。而將預(yù)冷處理與冰溫技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于羅非魚的保鮮貯藏研究甚少，姚志勇等[9]利用自行研制的裝置研究了真空冷誘導(dǎo)對羅非魚片冰溫貯藏時鮮度和滋味的影響，真空預(yù)冷處理可使魚片保持較好的品質(zhì)，但需要相應(yīng)的真空設(shè)備，而且耗能較大，約比冷風(fēng)冷卻高1%～2%[10]。

根據(jù)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)冷凍肉常用的凍結(jié)溫度(-18～ -38 ℃)并參考相關(guān)文獻(xiàn)[11-12]，本試驗擬設(shè)置-18，-30，-60 ℃ 3個不同預(yù)冷處理溫度，以新鮮羅非魚片為原料，采用冰溫貯藏的方式，考察經(jīng)不同預(yù)冷處理溫度(-18，-30，-60 ℃)后的羅非魚片在冰溫貯藏過程中pH、色澤、質(zhì)構(gòu)特性、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、菌落總數(shù)、硫代巴比妥酸值(TBA)、鈣離子酶活(Ca2+-ATPase)等品質(zhì)指標(biāo)的變化，為羅非魚片冰溫保鮮工藝的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅非魚：購于湛江市湖光市場；

Ca2+-ATPase活性測試盒、考馬斯亮藍(lán)蛋白測定試劑盒：南京建成生物工程研究所；

2-硫代巴比妥酸：化學(xué)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

多路溫度巡檢儀：JK-24U型，常州市金艾聯(lián)電子科技有限公司；

電子天平：JJ600型，常熟市雙杰測試儀器廠；

分析天平：AUY220型，日本島津儀器有限公司；

真空包裝機(jī)：DZ400/2D型，瑞利包裝機(jī)械有限公司；

pH計：PHS-3C型，上海儀電科學(xué)儀器有限公司；

色差計：CR-10型，日本柯尼卡美能達(dá)公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TMS-Pro型，美國FTC公司；

凱氏定氮儀：Vap450型，德國Gerhardt公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：HPX-9082MBE型，上海博迅實業(yè)有限公司；

超凈臺：SW-CJ-2D型，蘇州凈化設(shè)備有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌器：LDZX-50KBS型，上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理 敲擊頭部使羅非魚致死，除去頭、尾、魚皮及內(nèi)臟，用無菌水沖洗潔凈，切分為12 cm×5 cm×1 cm 的魚片，重量(80±2) g。隨后將魚片分別放入-60，-30，-18 ℃冰箱中進(jìn)行預(yù)冷處理，使用溫度巡檢儀探測魚片溫度，當(dāng)羅非魚片中心溫度達(dá)到-1 ℃時停止預(yù)冷，不同預(yù)冷溫度條件下魚片中心溫度降至-1 ℃所需時間如表1所示。預(yù)冷結(jié)束后對魚片進(jìn)行真空包裝，置于-2 ℃條件下貯藏。未經(jīng)預(yù)冷處理的魚片作為對照組，真空包裝后直接進(jìn)行-2 ℃貯藏，每隔5 d測定相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)。

1.3.2 冰點(diǎn)的測定 采用凍結(jié)法[13]。

1.3.3 pH的測定 根據(jù)段偉文等[14]方法進(jìn)行測定。

1.3.4 色澤的測定 使用手持色差儀測定魚片的亮度(L*)、紅綠度(a*)、黃藍(lán)度(b*)，每片魚片重復(fù)測定10次，結(jié)果取平均值。

表1 羅非魚片預(yù)冷處理溫度及時間

1.3.5 質(zhì)構(gòu)測定 參照劉鐵玲等[15]方法并進(jìn)行修改。使用直徑平底柱探頭P/5，采用質(zhì)地剖面分析(TPA)模式對試樣進(jìn)行測定。參數(shù)條件設(shè)置為感應(yīng)力1 000 N，測試速度60 mm/min，起始力0.5 N，形變量50%，兩次下壓間隔1 s。每塊魚片測定5次，結(jié)果取平均值。

1.3.6 菌落總數(shù)的測定 參考GB/T 4789.2—2016并適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取10 g絞碎魚肉于90 mL無菌生理鹽水中，均質(zhì)充分后10倍系列稀釋，選擇數(shù)個適宜稀釋度的樣品均液1 mL傾注營養(yǎng)瓊脂平板，待平板凝固后于(30±1) ℃條件下培養(yǎng)72 h后，統(tǒng)計各平板菌落數(shù)。

1.3.7 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定 按照GB 5009.228—2016采用自動凱氏定氮儀法。

1.3.8 硫代巴比妥酸(TBAS)值的測定 參照Lan等[16]方法并稍作修改。稱取10 g絞碎魚肉與40 mL預(yù)冷的5%三氯乙酸混合，10 000 r/min均質(zhì)1 min，然后5 000 r/min 冷凍離心5 min，過濾上清液，吸取 5 mL濾液于比色管中，隨即加入0.02 mol/L硫代巴比妥酸試劑5 mL，并充分混勻，于沸水中反應(yīng)30 min取出，流動水冷卻到室溫(約15 min)。以蒸餾水為參照，532 nm處測定溶液的吸光值。按式(1)計算TBA值。

TBA=7.8×A，

(1)

式中：

TBA——硫代巴比妥酸值，mg MDA/kg；

A——溶液在532 nm處的吸光值；

7.8——常數(shù)。

1.3.9 Ca2+-ATPase酶活測定 根據(jù)南京建成公司的ATP酶測試盒說明書進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和整理，使用SPASS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，顯著水平設(shè)置為P<0.05，Origin 9.0軟件繪圖。試驗結(jié)果為3次平行試驗平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 羅非魚片冰點(diǎn)測定結(jié)果分析

由圖1可知，凍結(jié)曲線主要分為降溫、結(jié)晶、凍結(jié)3個階段。降溫階段魚片溫度由室溫快速下降至自由水凍結(jié)溫度0 ℃附近，并有大量熱量放出；50～120 min為第二區(qū)間結(jié)晶階段，溫度不斷下降至凍結(jié)點(diǎn)，魚肉中的水分開始凍結(jié)，溫度下降速度變慢，曲線呈現(xiàn)較為平緩狀態(tài)，此溫度范圍即羅非魚片冰點(diǎn)溫度范圍。凍結(jié)階段魚片溫度從凍結(jié)點(diǎn)附近繼續(xù)下降至外界介質(zhì)溫度，根據(jù)冰點(diǎn)測定原理，確定本試驗羅非魚的冰點(diǎn)溫度范圍為-1.3～-1.8 ℃。根據(jù)羅非魚片凍結(jié)曲線選擇-2 ℃進(jìn)行冰溫貯藏研究。

圖1 羅非魚片的凍結(jié)曲線

2.2 對羅非魚片pH的影響

由圖2可知，羅非魚片的pH值總體呈現(xiàn)貯藏前期下降后期回升的趨勢。貯藏前10 d，由于魚片自身的生化反應(yīng)，作為能量源儲存的糖原被快速分解成乳酸及ATP分解磷酸根離子導(dǎo)致pH值下降。隨后pH值出現(xiàn)回升，可能是微生物大量繁殖產(chǎn)生代謝物質(zhì)，同時微生物將魚肉中的蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生了堿性物質(zhì)[17]。剛宰殺的新鮮羅非魚pH值接近中性為6.92，貯藏末期各預(yù)冷處理組魚片pH值分別為6.64(-18 ℃)，6.70(-30 ℃)，6.67(-60 ℃)，對照組魚片的pH值上升至6.76，較預(yù)冷處理組回升顯著(P<0.05)，表明預(yù)冷處理可以減緩魚片pH值的回升。

2.3 對羅非魚片色澤的影響

試驗表明，不同預(yù)冷處理組和對照組的魚片在貯藏過程中L*值整體呈上升趨勢。貯藏前10 d，預(yù)冷處理組魚片L*值分別上升至44.18，44.12，43.73，處理組間L*值相差不大。貯藏第20天，對照組魚片的L*值與預(yù)冷處理組相比明顯偏大，經(jīng)過-30，-60 ℃預(yù)冷處理魚片的L*顯著低于對照組，表明較低溫度預(yù)冷處理可以延緩魚片亮度的增加。

圖2 預(yù)冷條件對羅非魚片pH的影響

Figure 2 Effects of different pre-cooling temperature on pH value oftilapiafillets during storage

由表2可知，不同預(yù)冷處理組和對照組魚片在貯藏過程中a*值整體呈下降趨勢。貯藏前5 d，預(yù)冷處理組魚片a*值下降幅度顯著高于對照組魚片，可能是對照組魚片的脂肪氧化程度大于預(yù)冷處理組，產(chǎn)生了更多的脂質(zhì)過氧化物，使得更多高鐵肌紅蛋白的產(chǎn)生和積累，從而對照組魚片a*值下降更明顯。在貯藏第20天時，預(yù)冷處理組魚片與對照組魚片相比，彼此間紅度值并無顯著差異(P>0.05)，可能是末期各組魚片微生物大量繁殖，蛋白質(zhì)變性程度增大，各魚片的高鐵肌紅蛋白積累量相近，因此差異不顯著。對照組魚片a*值與鮮魚片相比下降了54%，表明肉色已發(fā)暗褐變。

2.4 對羅非魚片質(zhì)構(gòu)的影響

由圖3可知，各項指標(biāo)的數(shù)值均隨貯藏時間的延長不斷下降。各魚片硬度在貯藏前期下降幅度較大，后期趨于平緩，貯藏末期，對照組魚片硬度由起始的6.50 N下降至2.06 N，硬度呈顯著性下降。不同溫度預(yù)冷處理的魚片硬度未體現(xiàn)出顯著差異(P>0.05)。膠黏性和咀嚼性的變化趨勢與硬度基本相同。對照組與各預(yù)冷處理組魚片膠黏性在貯藏末期無顯著差異(P>0.05)，但各預(yù)冷處理組魚片咀嚼性顯著高于對照組(P<0.05)，且-30，-60 ℃預(yù)冷處理魚片的咀嚼性高于-18 ℃預(yù)冷處理的。彈性隨貯藏時間的增加持續(xù)下降。貯藏前10 d，預(yù)冷處理組魚片彈性略優(yōu)于對照組，但之后對照組魚片彈性下降速率有所減緩。貯藏第20天，對照組魚片彈性大于預(yù)冷處理組(P<0.05)，說明預(yù)冷處理會對彈性造成一定影響。有文獻(xiàn)[18]指出，水產(chǎn)品在貯藏過程中肌原纖維間的空隙增大，蛋白質(zhì)降解變性，肌肉細(xì)胞間結(jié)合力減弱，是導(dǎo)致肌肉質(zhì)構(gòu)不斷劣化的根本原因。

表2 不同預(yù)冷條件對羅非魚片色澤的影響?

? 同列大寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)；同行小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

圖3 預(yù)冷條件對羅非魚片質(zhì)構(gòu)的影響

2.5 對羅非魚片菌落總數(shù)的影響

由圖4可知，預(yù)冷處理組和對照組魚片細(xì)菌總數(shù)始終呈現(xiàn)出持續(xù)上升的變化，但預(yù)冷處理組魚片微生物的增長速率較慢。貯藏第10天，對照組細(xì)菌增長到5.89 lg(CFU/g)，接近生鮮水產(chǎn)品菌落總數(shù)限量規(guī)定(限值106CFU/g)[19]。對照組魚肉已接近次鮮肉，而預(yù)冷處理組魚肉細(xì)菌總數(shù)<<106CFU/g。貯藏第20天，對照組和各預(yù)冷處理組魚肉均已腐敗變質(zhì)不具可食性。通過菌落總數(shù)限量標(biāo)準(zhǔn)判定對照組魚片貨架期為11 d，預(yù)冷處理組魚片貨架期分別為15 (-18 ℃)，17 (-30，-60 ℃) d，低溫預(yù)處理后可大大提高冰溫羅非魚片貨架期。低溫可以降低微生物體內(nèi)代謝酶活力和各種生化反應(yīng)速率，并導(dǎo)致微生物細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)體濃度和黏度增加，從而影響其新陳代謝[20-21]，但低溫貯藏過程中仍會有許多嗜冷性細(xì)菌繁殖，同樣會影響魚肉品質(zhì)[22]，因此-2 ℃溫度貯藏條件下微生物仍會大量繁殖。而極低溫度預(yù)冷處理組魚片，表面微生物生長代謝遭破壞，生長速率有所減慢，因此，-30，-60 ℃預(yù)冷處理組與對照組相比，細(xì)菌總數(shù)增長趨勢稍顯緩和。不同的預(yù)冷速率導(dǎo)致魚片的水分含量及水分活度不同，預(yù)冷溫度越低魚片的水分活度越小[23]，因此，-30，-60 ℃預(yù)冷處理組抑制微生物生長的效果優(yōu)于-18 ℃預(yù)冷處理組。

2.6 對羅非魚片TVB-N值的影響

由圖5可知，TVB-N值整體呈連續(xù)增長趨勢，但不同溫度預(yù)冷處理組魚片TVB-N值上升幅度較對照組小。貯藏第15天，對照組羅非魚片TVB-N值由初始值的9.88 mg/100 g 升至19.97 mg/100 g(GB 2733—2015規(guī)定限值為20 mg/100 g)，即將進(jìn)入腐敗狀態(tài)，而于-18，-30，-60 ℃預(yù)冷處理組分別為18.44，17.82，16.79 mg/100 g，對照組魚肉腐敗程度明顯高于預(yù)冷處理組(P<0.05)。貯藏第20天，對照組魚片已完全腐敗變質(zhì)，TVB-N值達(dá)23.55 mg/100 g，而-30 ℃ 預(yù)冷處理組為19.84 mg/100 g，-60 ℃預(yù)冷處理組為18.82 mg/100 g，仍在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)?？赡苁遣煌念A(yù)冷速率導(dǎo)致魚片水分含量及水分活度不同，預(yù)冷溫度越低魚片的水分活度越小[23]，因而-60 ℃預(yù)冷處理組抑制微生物的生長效果優(yōu)于其余兩個預(yù)冷處理組，由此減慢了魚片的腐敗速度，抑制了TVB-N的增長，與菌落總數(shù)的增長趨勢一致。

圖4 不同預(yù)冷條件下羅非魚片菌落總數(shù)的變化

Figure 4 Effects of different pre-cooling temperature on total bacterial count oftilapiafillets during storage

圖5 不同預(yù)冷條件下羅非魚片TVB-N值的變化

Figure 5 Effects of different pre-cooling temperature on TVB-N oftilapiafillets during storage

2.7 對羅非魚片TBA值的影響

由圖6可知，新鮮羅非魚片脂肪氧化程度極低，TBA值僅為0.229 mg MDA/kg。隨著貯藏的進(jìn)行，魚片的TBA值逐漸上升，貯藏末期稍微有所下降。貯藏15 d時，魚片的TBA值上升至0.684(-2 ℃)，0.556(-18 ℃)，0.504(-30 ℃)，0.494(-60 ℃) mg MDA/kg，其中對照組魚肉的TBA值增加了0.455 mg MDA/kg，而-60 ℃預(yù)冷組魚片的TBA值增加了0.265 mg MDA/kg，預(yù)冷處理組魚片氧化程度遠(yuǎn)小于對照組。貯藏末期魚片TBA值出現(xiàn)下降，可能是脂肪氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)與魚肉中的蛋白質(zhì)發(fā)生了作用[24]，丙二醛與蛋白質(zhì)的結(jié)合速率大于其產(chǎn)生速率，因此出現(xiàn)了下降趨勢。但預(yù)冷處理組魚片脂肪氧化的程度始終低于對照組且差異明顯，表明預(yù)冷處理可以減緩魚肉脂肪氧化的速率。

2.8 對羅非魚片Ca2+-ATPase的影響

由圖7可知，冰溫貯藏過程中預(yù)冷處理組與對照組魚片Ca2+-ATPase均呈下降趨勢。在低溫貯藏過程中，魚肉pH下降、微生物繁殖、脂肪氧化等因素變化打破了蛋白質(zhì)相對的穩(wěn)定體系，引起肌球蛋白頭部區(qū)域的構(gòu)象發(fā)生改變，從而使肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性下降[25]。貯藏第20天，對照組魚片Ca2+-ATPase為0.252，與初始值相比下降了80.4%，而預(yù)冷處理組魚片降幅分別為77.9%，74.36%，71.32%，說明魚肉在貯藏過程中蛋白質(zhì)發(fā)生了明顯的變性。試驗中預(yù)冷處理能對魚肉Ca2+-ATPase活性的下降起一定延緩作用，可能是較低預(yù)冷溫度減緩了蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)由緊密向松散發(fā)展的進(jìn)程，降低了蛋白變性速率[26]。其中-60 ℃預(yù)冷處理顯著優(yōu)于-18 ℃，而-30，-60 ℃兩組間無顯著差異。

圖6 不同預(yù)冷條件下羅非魚片TBA值的變化

Figure 6 Effects of different pre-cooling temperature on TBA oftilapiafillets during storage

圖7 不同預(yù)冷條件下羅非魚片Ca2+-ATPase的變化

Figure 7 Effects of different pre-cooling temperature on Ca2+-ATPase oftilapiafillets during storage

3 結(jié)論

試驗探究了不同溫度預(yù)冷處理的羅非魚片在冰溫貯藏過程中的品質(zhì)變化。通過分析發(fā)現(xiàn)，相比單純冰溫貯藏，預(yù)冷處理可以保護(hù)魚片色澤，延緩魚片亮度的增加，抑制pH值的回升。預(yù)冷溫度越低，抑制微生物繁殖作用越明顯，揮發(fā)性鹽基氮及脂肪氧化上升趨勢越緩慢，鈣離子酶活的下降速率也相對較緩和。-18 ℃與-60 ℃ 預(yù)冷處理相比，菌落總數(shù)、TVB-N、TBA值、Ca2+-ATPase差異顯著，后者處理的魚片有更好的貯藏品質(zhì)，-30 ℃預(yù)冷處理的魚片品質(zhì)介于兩者之間，但溫度過低會造成魚片彈性變差，在考慮成本的情況下，建議將預(yù)冷處理溫度設(shè)在-30 ℃左右，可使魚片保持較好的質(zhì)地。綜上，在冰溫羅非魚生產(chǎn)前進(jìn)行預(yù)冷處理，可為羅非魚片冰溫保鮮工藝的改善提供技術(shù)支持?；诋?dāng)前的研究，后續(xù)還可探討預(yù)冷處理的羅非魚片在冰溫貯藏過程中各種營養(yǎng)成分、微觀結(jié)構(gòu)的變化以及優(yōu)勢腐敗菌的情況。