低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦（Solenocera crassicorni）菌相變化及品質(zhì)特性的影響

胡曉夢(mèng)，陳 靜,2,，鄧尚貴,2，胡嘉惠

（1.浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江 舟山 316022；2.浙江省海產(chǎn)品健康危害因素關(guān)鍵技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 舟山 316000）

中華管鞭蝦（Solenocera crassicornis）為管鞭蝦科，簡(jiǎn)稱“紅蝦”，大多分布在我國(guó)的黃海南部、東海以及海南島淺海域，目前是近海海域漁獲量較大的蝦類之一[1]。與其他種類蝦相比，它具有色澤紅潤(rùn)、味道鮮美、價(jià)格惠中的優(yōu)勢(shì)，不僅含有優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)且脂肪含量低，消費(fèi)者在滿足自身營(yíng)養(yǎng)需求的同時(shí)，完全不必?fù)?dān)心脂肪代謝問(wèn)題。因此，中華管鞭蝦作為一道食材，已成為廣大消費(fèi)者以及健身運(yùn)動(dòng)員喜愛(ài)的餐桌美食之一。隨著生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)水產(chǎn)品的品質(zhì)、新鮮度以及貨架期的要求也更為嚴(yán)苛。但是水產(chǎn)品在貯運(yùn)過(guò)程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)，在漁獲物中，每年有接近30%的水產(chǎn)品因保鮮不利而失去商品價(jià)值[2]。研究發(fā)現(xiàn)，在生物界中，微生物作為分解代謝的群體生物，在適宜的基質(zhì)環(huán)境中參與降解蛋白質(zhì)、脂肪以及碳水化合物，直至營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡，同時(shí)分解產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物將會(huì)影響整個(gè)基質(zhì)，使之出現(xiàn)品質(zhì)劣變的現(xiàn)象，諸如異味、肌肉松散無(wú)彈性、軀干分離、肢體黑變等。因此，阻斷或遏制微生物的生長(zhǎng)，使之失活或暫緩生長(zhǎng)可有效控制水產(chǎn)品的腐敗。在漁業(yè)生產(chǎn)中，水產(chǎn)品的貯藏保鮮是該產(chǎn)業(yè)的重中之重。為緩解貯運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的品質(zhì)劣變并最大程度保證水產(chǎn)企業(yè)的收益，目前常用微凍保鮮、凍藏保鮮、化學(xué)保鮮等方式對(duì)捕撈的水產(chǎn)品進(jìn)行基礎(chǔ)的保鮮貯藏，但是在冷鏈貯運(yùn)過(guò)程中，由于控溫設(shè)備受限，極易受到冰晶影響，從而形成機(jī)械損傷。因此，急需一種行之有效的保鮮技術(shù)來(lái)解決水產(chǎn)行業(yè)的這一難題，這對(duì)推動(dòng)整個(gè)水產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。

介質(zhì)阻擋放電等離子體采用非熱力學(xué)平衡系統(tǒng)，利用兩電極板之間放電氣體激活的活性帶電粒子完成多種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)[3]，代替了傳統(tǒng)固有的熱殺菌模式，有簡(jiǎn)單高效、無(wú)二次污染、無(wú)輻射的優(yōu)點(diǎn)且操作過(guò)程中不會(huì)破壞食物的營(yíng)養(yǎng)成分。孟月東[4]將等離子體低溫滅菌技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)藥物滅菌技術(shù)作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)等離子體能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到滅菌效果，同時(shí)不會(huì)改變處理對(duì)象的本質(zhì)。國(guó)內(nèi)外研究表明，低溫等離子體由電子、離子、自由基等組成的導(dǎo)電流體可以在短時(shí)間內(nèi)有效殺滅多種微生物且無(wú)任何有害殘留，目前該技術(shù)在醫(yī)療器械的殺菌、癌癥治療、汽車尾氣凈化等方面應(yīng)用居多，但在食品行業(yè)上的應(yīng)用初露頭角。迄今為止，該技術(shù)對(duì)食品行業(yè)的殺菌保鮮研究大都處于探索階段。Chen Jing等[5]發(fā)現(xiàn)低溫等離子體可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的殺菌方式，通過(guò)抑制微生物的繁殖并減少含氮有機(jī)物的產(chǎn)生，從而有效地改善貯藏期內(nèi)鮐魚的品質(zhì)。施姿鶴等[6]研究了介質(zhì)阻擋低溫等離子體對(duì)鮐魚的殺菌效果以及組胺含量的控制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低溫等離子體處理可以有效降低假單胞菌、腸桿菌及弧菌的生長(zhǎng)速率，菌落總數(shù)比對(duì)照組降低了64.02%。就目前而言，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)低溫等離子設(shè)備殺菌效果的研究較多，但對(duì)該設(shè)備處理之后貯藏期的保鮮效果鮮有研究。本實(shí)驗(yàn)選用中華管鞭蝦作為研究對(duì)象，利用低溫等離子體對(duì)其進(jìn)行處理，觀察處理后中華管鞭蝦在貯藏期的微生物多樣性變化，并通過(guò)對(duì)比低溫等離子體處理前后的品質(zhì)，進(jìn)一步探討低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦的保鮮作用，為水產(chǎn)行業(yè)低溫保鮮技術(shù)的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中華管鞭蝦采購(gòu)于舟山水產(chǎn)城，體長(zhǎng)55～60 mm，在低溫條件下40 min之內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選出肌體完整的蝦，經(jīng)洗凈瀝干后分裝到密封袋中，于－80 ℃冰箱中貯藏備用。

氧化鎂、瓊脂培養(yǎng)基、胰蛋白胨、氯化鈉 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；高氯酸、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液、硼酸分析液等其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DBD-ACP介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)裝置 美國(guó)Phenix Technologies公司；SU1510掃描電子顯微鏡日本日立公司；SW-CJ-2F型雙人雙面凈化工作臺(tái)蘇州凈化設(shè)備有限公司；TMS-PRO物性測(cè)試儀美國(guó)F.T.C公司；KDN-520凱氏定氮儀 邦億精密量?jī)x（上海）有限公司；PE250高通量測(cè)序儀 美國(guó)Illumina公司；IKA T18數(shù)顯型高速勻漿機(jī) 艾卡（廣州）儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 中華管鞭蝦前處理

樣品解凍后，挑選出完整無(wú)破損且規(guī)格均等的中華管鞭蝦，并清洗機(jī)體表面的泥沙、瀝干水分后將其分組裝入密封袋中備用。

1.3.2 介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體處理

為保證中華管鞭蝦的新鮮度，處理過(guò)程全程在低溫條件下進(jìn)行。將分組的中華管鞭蝦依次放置在聚丙烯盒（146 mm×117 mm×33 mm）中，置于相隔高度30 mm的兩電極板中間（圖1）。經(jīng)營(yíng)養(yǎng)成分、感官評(píng)分、菌落總數(shù)等大量預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合對(duì)比，最終篩選出最佳的處理?xiàng)l件（電壓40 kV、時(shí)間90 s），該條件下處理對(duì)中華管鞭蝦的品質(zhì)特征無(wú)明顯影響。上述處理?xiàng)l件設(shè)為處理組，對(duì)照組不進(jìn)行任何處理。處理后放入4 ℃冰箱保存，貯藏期為10 d。隔天取樣并對(duì)比分析貯藏期內(nèi)樣品的揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N） 含量、彈性、咀嚼性以及菌落總數(shù)的變化。

圖1 低溫等離子體發(fā)生裝置示意圖Fig. 1 Schematic diagram of the atmospheric cold plasma generator

1.3.3 感官評(píng)價(jià)

新鮮的中華管鞭蝦軀體完整，頭尾結(jié)合緊密，肌肉紋理清晰，呈淡粉色，帶有蝦類特有的氣味特征（氣味、色澤、組織滿分共30 分）。輕微蝦味、色澤輕微變化、軀干微軟均為感官可接受范圍（18～24 分）。當(dāng)蝦體出現(xiàn)黑斑、頭部松弛且有硫化氫類的異味，為感官拒絕點(diǎn)（12 分）。若殼肉分離、蝦肉無(wú)彈性并伴有強(qiáng)烈的硫化氫味、氨味等，均不可接受（≤6 分）。

抽選10 名水產(chǎn)品感官評(píng)鑒專業(yè)人員組成感官小組，評(píng)價(jià)蝦的氣味、形態(tài)、組織等感官狀態(tài)，具體評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1，參考段秀霞[7]的感官評(píng)分方法，對(duì)中華管鞭蝦整體感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分結(jié)果去掉最低與最高分值，取平均分。

表1 中華管鞭蝦感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Criteria for sensory evaluation of Solenocera crassicornis

1.3.4 微生物多樣性測(cè)序

高通量測(cè)序結(jié)果可以直觀地反映中華管鞭蝦的細(xì)菌組成以及種屬豐度。高通量測(cè)序委托上海元莘生物有限公司進(jìn)行。利用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)抽提的基因組DNA，在指定的測(cè)序區(qū)域進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）擴(kuò)增和產(chǎn)物純化，然后采用PE250高通量測(cè)序儀測(cè)序，得到低溫貯藏期內(nèi)中華管鞭蝦樣本對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)序列質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)控和過(guò)濾，區(qū)分樣本后進(jìn)行分類操作單元（operational taxonomic unit，OTU）聚類分析和物種分類學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行一系列群落結(jié)構(gòu)的可視化分析。

1.3.5 肌肉彈性、咀嚼性的測(cè)定

通過(guò)TMS-PRO物性測(cè)試儀對(duì)中華管鞭蝦肌肉的彈性和咀嚼性進(jìn)行測(cè)定。將待測(cè)樣品放置到測(cè)試臺(tái)面，設(shè)定參數(shù)條件為：上升高度15 mm、起始力0.6 N、下降速率60 mm/min、形變量30%。

1.3.6 菌落總數(shù)的測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定采用GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[8]中的平板菌落計(jì)數(shù)法。

1.3.7 總揮發(fā)性鹽基氮含量的測(cè)定

利用半微量定氮法原理，采用KDN-520凱氏定氮儀對(duì)中華管鞭蝦肌肉組織中的TVB-N含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3.8 肌肉組織微觀結(jié)構(gòu)的觀察

在1～3 min內(nèi)縱切取蝦背第二腹節(jié)的肌肉組織，規(guī)格為3 mm×3 mm×2 mm 離體后用pH 7.2、0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液漂洗樣品10～15 min，再將所測(cè)樣品置于制備好的固定液中，室溫條件下固定2 h，以不同體積比例的無(wú)水乙醇與叔丁醇分別浸洗10～15 min，純叔丁醇浸洗20 min，完成梯度脫水后進(jìn)行冷凍干燥，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 8.0軟件繪制數(shù)據(jù)曲線，用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，結(jié)果用±s表示。采用Duncan法對(duì)差異顯著性進(jìn)行多重比較，P＜0.05為顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫等離子體處理對(duì)中華管鞭蝦貯藏期間感官評(píng)分的影響

綜合分析，貯藏期處理?xiàng)l件不同，整體品質(zhì)（氣味、色澤、肌肉組織）也有較大差異。新鮮紅蝦的肌肉組織緊實(shí)富有彈性，紋理清晰且呈淺粉色。隨貯藏期延長(zhǎng)，受酶活力以及微生物的影響，蝦品質(zhì)有明顯的變化，表現(xiàn)為蝦頭與軀干有不同程度的脫落，滲出茶褐色的汁液，機(jī)體出現(xiàn)小面積黑變，同時(shí)散發(fā)出刺鼻的H2S氣味，與曹榮等[9]觀察到的現(xiàn)象一致。如圖2所示，處理組蝦的氣味、組織以及狀態(tài)的整體評(píng)分均高于未處理組。其中，未處理組在第4天已經(jīng)到達(dá)感官拒絕點(diǎn)（12 分），其主要表現(xiàn)是頭部脫落且肢體黑變。由于蝦的肝胰腺和消化系統(tǒng)均集中在頭部且含有各種酚類、酶類物質(zhì)[10]，氧化后形成黑色素聚集，并導(dǎo)致肌體腐敗。Misra等[11]報(bào)道低溫等離子釋放的活性氧（reactive oxygen species，ROS）物質(zhì)會(huì)破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)多種酶的活性均有抑制作用。Tappi等[12]發(fā)現(xiàn)經(jīng)低溫等離子體處理的蘋果，與對(duì)照組相比酶促褐變區(qū)域明顯減少，對(duì)多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活力的抑制率高達(dá)65%。Buβler等[13]研究指出低溫等離子體處理大幅度降低了馬鈴薯塊中的PPO活性，PPO殘留活力呈線性下降，下降率達(dá)77%。第10天時(shí)，未處理組綜合感官評(píng)分由0 d時(shí)的28 分下降到1 分，完全不能被接受。處理組在10 d時(shí)剛接近感官拒絕點(diǎn)?？v觀感官評(píng)分結(jié)果的不同，可以說(shuō)明低溫等離子技術(shù)能夠殺滅或鈍化微生物的活力，同時(shí)在抑制PPO活性的基礎(chǔ)上控制其黑變速度，保證了產(chǎn)品的感官品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分。

圖2 中華管鞭蝦在貯藏期間感官品質(zhì)的變化Fig. 2 Change in sensory quality of Solenocera crassicornis during storage

2.2 中華管鞭蝦貯藏期間微生物多樣性結(jié)果分析

水產(chǎn)品中的菌群種類及數(shù)量直接決定了品質(zhì)的好壞。因未處理組在4 d的感官狀態(tài)已低于可接受范圍，軀干脫落、肢體發(fā)黑等現(xiàn)象明顯，分析可能是微生物引起，因此，為確定具體菌相分布及菌種類別，將鑒定微生物多樣性的貯藏時(shí)間定為6 d，探索中華管鞭蝦在貯藏期0～6 d內(nèi)的菌相分布，對(duì)低溫等離子體處理前后特定腐敗菌的交替變化進(jìn)行分析，可以進(jìn)一步揭示中華管鞭蝦的腐敗機(jī)理。

由圖3可以看出，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，菌群的聚類組成有明顯變化，中華管鞭蝦的細(xì)菌種類減少。由此說(shuō)明，在貯藏期間僅有少量菌群在初始污染細(xì)菌群落中存活并繁殖，這些即為優(yōu)勢(shì)腐敗菌，也稱瞬時(shí)腐敗菌[14]。菌屬分類水平上，0 d時(shí)菌群更為豐富，而2、4、6 d的菌群豐富度降低。初期（即0 d），中華管鞭蝦的菌相組成呈多樣性，僅有阿克曼菌（Akkermansia）較為突出，而阿克曼菌為有益菌之一，隨著腐敗菌數(shù)增多，有益菌也已趨于消失。貯藏第2天逐漸分離出占比較高的菌屬，分別是假單胞菌屬（Pseudomonas）、氣單胞菌屬（Aeromonas）和弧菌屬（Vibrio）。通過(guò)觀察4 d和6 d的細(xì)菌菌相，可得出貯藏后期的優(yōu)勢(shì)腐敗菌為假單胞菌與腐敗希瓦氏菌（Shewanella），在6 d時(shí)分別占比49.01%、28.6%。兩者相互協(xié)同、共同生長(zhǎng)，從而促進(jìn)氧化三甲胺（trimetlylamine oxide，TMAO）的分解，加速蝦的腐敗。整體分析，革蘭氏陰性菌所占比例逐漸增多，且由2 d的42.71%增加到6 d的84.98%。分析原因，在肉類腐敗機(jī)制中，具有消耗分解脂肪和氨基酸作用的并非是單一的微生物，而是由多種微生物共同作用并相互制約形成的，且均為革蘭氏陰性腐敗菌。

圖3 對(duì)照組中華管鞭蝦屬水平的OTU聚類和物種注釋Fig. 3 Operational taxonomic unit (OTU) clustering and species annotations at the genus level of microflora of Solenocera crassicornis

由圖4可知，假單胞菌（Pseudomonas）比例受到大幅度抑制，希瓦氏菌屬（Shewanella）水平也有少許波動(dòng)。相對(duì)而言，氣單胞菌（Aeromonas）相對(duì)豐度有明顯增長(zhǎng)，由初期的4.68%提高到6 d時(shí)的43.16%。第6天的菌相中弧菌屬相對(duì)豐度較4 d有減少的趨勢(shì)，這與艾春梅等[15]的研究結(jié)果一致。Gram等[16-17]報(bào)道微生物是導(dǎo)致大多數(shù)水產(chǎn)品變質(zhì)的主要原因，特定腐敗菌可導(dǎo)致水產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中產(chǎn)生不良?xì)馕?，特定條件下的貯藏過(guò)程中，僅有部分細(xì)菌得以大量繁殖，進(jìn)而成為導(dǎo)致水產(chǎn)品品質(zhì)劣變的優(yōu)勢(shì)腐敗菌。經(jīng)分析，低溫等離子體對(duì)不同微生物生長(zhǎng)有不同程度的影響。在細(xì)菌菌相組成中所分離得到的腐敗菌大多為革蘭氏陰性菌，低溫等離子體所釋放的活性粒子經(jīng)由空氣激發(fā)，大量的活性成分附著在菌體表面。當(dāng)粗糙、無(wú)規(guī)則的細(xì)菌外表面累積的帶電粒子通過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成羥自由基，且同性電荷產(chǎn)生的靜電斥力超出了細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的拉伸強(qiáng)度，從而改變了細(xì)胞表面的蛋白結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜壁破裂，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡，從而改變了中華管鞭蝦體內(nèi)的腐敗菌菌相組成。

圖4 低溫等離子體處理后中華管鞭蝦屬水平的OTU聚類和物種注釋Fig. 4 OTU clustering and species annotations at the genus level of microflora of Solenocera crassicornis treated by cold plasma

2.3 低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦貯藏期間彈性和咀嚼性的影響

彈性的強(qiáng)弱代表在外力的作用下使食品發(fā)生形變，去掉外力后形變恢復(fù)的能力，而咀嚼性可以反映肉質(zhì)的口感。從圖5及圖6中可以看出，4 ℃貯藏過(guò)程中，蝦肉彈性、咀嚼性均呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，經(jīng)低溫等離子體處理的蝦體彈性、咀嚼性均高于未處理組，這是由于在貯存過(guò)程中，水分、脂肪、蛋白質(zhì)的變化均會(huì)改變蝦肉的質(zhì)構(gòu)特性，低溫等離子體在控制樣品微生物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，也能更好地保持蝦的質(zhì)地與口感。

圖5 中華管鞭蝦在貯藏期間彈性的變化Fig. 5 Change in elasticity of Solenocera crassicornis during storage

圖6 中華管鞭蝦在貯藏期間咀嚼性的變化Fig. 6 Change in chewiness of Solenocera crassicornis during storage

2.4 低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦貯藏期間菌落總數(shù)的影響

由圖7可知，兩組中華管鞭蝦在貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，處理組菌落總數(shù)增長(zhǎng)緩慢且明顯低于未處理組，說(shuō)明低溫等離子體處理有明顯抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的效果[18]。GB 2733—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》[19]中明確指出水產(chǎn)品中菌落總數(shù)≤105CFU/g為一級(jí)鮮度，菌落總數(shù)≤5×105CFU/g為二級(jí)鮮度，當(dāng)菌落總數(shù)在106～107CFU/g時(shí)蝦已經(jīng)腐敗。兩組趨勢(shì)線經(jīng)對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)處理組抑菌明顯且在40 kV、90 s的處理?xiàng)l件下可達(dá)到瞬時(shí)殺菌的效果。未處理組第4天菌落總數(shù)急劇增加，該趨勢(shì)與感官評(píng)分一致。未處理組在貯藏第6天和第10天時(shí)，菌落總數(shù)分別為（6.49±0.13）、（7.19±0.13）（lg（CFU/g）），而處理組在第10天的菌落總數(shù)為（6.14±0.09）（lg（CFU/g）），圖7所呈現(xiàn)的增長(zhǎng)趨勢(shì)與Laroussi等[20]的研究結(jié)果一致。Lacombe等[21]發(fā)現(xiàn)低溫等離子體處理45 s可以有效抑制表面微生物的活性。大量研究表明，低溫等離子體發(fā)生裝置所釋放的多種活性帶電粒子及活性基團(tuán)能夠有效破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，起到殺死或鈍化細(xì)菌活性的作用。

圖7 中華管鞭蝦在貯藏期間菌落總數(shù)的變化Fig. 7 Change in total bacterial count of Solenocera crassicornisduring storage

2.5 低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦貯藏期間TVB-N含量的影響

在水產(chǎn)品中，TVB-N含量常作為評(píng)估其腐敗與否的質(zhì)量參數(shù)[22]。中華管鞭蝦是極易腐敗變質(zhì)的蝦類之一，在微生物和酶的協(xié)同作用下，蛋白質(zhì)被逐步分解，進(jìn)而產(chǎn)生大量的氨以及胺類等堿性含氮化合物[23-24]，同時(shí)蝦的鮮度也隨之下降[25]。由圖8可知，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，中華管鞭蝦TVB-N含量逐漸增加。第4天時(shí)，未處理組與處理組TVB-N含量分別為（28.03±1.98）、（15.36±0.64）mg/100g。在第6天，未處理與處理后的中華管鞭蝦TVB-N含量分別為（32.69±1.09）、（23.25±0.94）mg/100 g。GB 2733—2015規(guī)定海蝦TVB-N含量標(biāo)準(zhǔn)限值為30 mg/100 g[19]。由此表明4 ℃貯藏條件下，未處理組貯藏4 d時(shí)TVB-N含量已接近限值，加之產(chǎn)H2S細(xì)菌的作用，此時(shí)已有明顯臭味，而低溫等離子體處理組蝦肉的TVB-N含量在第10天時(shí)為（31.16±1.95）mg/100 g，才超過(guò)限值。因此，與未處理組相比，低溫等離子體可較好地控制TVB-N含量的升高，使蝦的保鮮期限得以延長(zhǎng)。

圖8 中華管鞭蝦在貯藏期間TVB-N含量的變化Fig. 8 Change in TVB-N content of Solenocera crassicornis during storage

2.6 低溫等離子體對(duì)中華管鞭蝦肌肉組織微觀結(jié)構(gòu)的影響

掃描電子顯微鏡下觀察到，中華管鞭蝦的蝦仁肌肉為橫紋肌，大量的肌原纖維有序排列在同一平面上，每條纖維之間有明暗相間的條帶，紋路清晰且呈現(xiàn)出交替分布的布局，使得肌肉組織更加緊密富有彈性[26]。由圖9可知，相同貯藏時(shí)間下對(duì)比經(jīng)低溫等離子體處理與未經(jīng)處理的中華管鞭蝦，肌肉組織狀態(tài)上有明顯差異。在電子顯微鏡下放大3 000 倍可觀察到處理組貯藏4 d后肌肉微觀組織與新鮮樣品差別不大，能清晰地看到條紋的纖維結(jié)構(gòu)，肌肉組織依舊保持致密結(jié)構(gòu)，而未處理組（圖9B）的肌原纖維組織更為松散、粗糙，整體呈現(xiàn)出絮狀且接近糜爛狀態(tài)，肌纖維間的空隙變得模糊，纖維已經(jīng)變得渾濁，呈絮狀、樹突狀無(wú)規(guī)則分布。分析原因，可能是低溫等離子體釋放的大量激發(fā)態(tài)粒子及ROS誘導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞膜過(guò)氧化，導(dǎo)致形態(tài)飽滿的DNA鏈氧化斷裂，形態(tài)皺縮，胞質(zhì)外溢，失去原有的形態(tài)。Fatemeh等[27]利用等離子發(fā)生器可有效地殺滅Escherichiacoli，同時(shí)發(fā)現(xiàn)等離子體含有大量的ROS成分，在整個(gè)殺菌機(jī)制中有著主要作用。LiuChaozong等[28]描述了介質(zhì)放電低溫等離子體對(duì)物體表面的影響，通過(guò)中性粒子和離子的聚合反應(yīng)，作用于物體表面從而實(shí)現(xiàn)快速活化并影響微觀結(jié)構(gòu)。Kwon等[29]研究了等離子體處理對(duì)聚丙烯薄膜表面疏水性能的影響，借助非彈性碰撞引起的物理濺射反應(yīng)，致化學(xué)鍵斷裂，最終導(dǎo)致微觀形態(tài)的改變。由此判斷低溫等離子體放電處理可有效延緩肌纖維蛋白的降解，同時(shí)增強(qiáng)纖維組織的穩(wěn)定性，從根本上抑制了肌肉腐敗速度。

圖9 不同條件下中華管鞭蝦的微觀組織對(duì)比（× 3 000）Fig. 9 Comparison of microstructure of Solenocera crassicornis treated and not treated by cold plasma and stored for four days (× 3 000)

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)以中華管鞭蝦為研究對(duì)象，探究了在冷藏條件（4±1）℃下，低溫等離子設(shè)備處理對(duì)其品質(zhì)特性的影響。研究表明，處理?xiàng)l件為40 kV、90 s對(duì)中華管鞭蝦有顯著的保鮮效果。低溫等離子體中的活性成分和帶電粒子對(duì)貯藏期間的腐敗菌均有不同程度的抑制。通過(guò)對(duì)中華管鞭蝦貯藏期內(nèi)感官評(píng)分、菌落總數(shù)、彈性、咀嚼性、TVB-N含量等綜合分析發(fā)現(xiàn)，處理組在貯藏末期的各指標(biāo)測(cè)定結(jié)果均優(yōu)于未處理組。且對(duì)比處理前后的微觀組織發(fā)現(xiàn)，未處理組貯藏4 d時(shí)肌纖維呈現(xiàn)出明顯的絮狀，而處理組肌纖維狀態(tài)與新鮮蝦相差不大。綜上，低溫等離子體處理能抑制微生物生長(zhǎng)，抑制水產(chǎn)品品質(zhì)劣變，從而保證樣品的新鮮度，將其作為一種無(wú)損冷殺菌技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)保鮮中，將有助于改善水產(chǎn)品貯運(yùn)過(guò)程中的品質(zhì)劣化問(wèn)題。