養(yǎng)殖工船大黃魚冰漿保鮮方法研究

姜旭陽，姚琳琳，趙曉霞，張 璐

(1 國信中船(青島)海洋科技有限公司，山東青島 266200；2 山東省海洋科學(xué)研究院(青島國家海洋科學(xué)研究中心)，山東青島 266041；3 青島國信藍(lán)色硅谷發(fā)展有限責(zé)任公司，山東青島 266200)

冰漿，也稱流化冰，是由直徑0.1～1.0 mm的超細(xì)冰晶與水組成的混合物，其作為新型的蓄冷與制冷混合物被廣泛使用[1]。水產(chǎn)品保鮮中應(yīng)用冰漿預(yù)冷已成為高端工藝，可以顯著提高生產(chǎn)加工效率；冰漿預(yù)冷速度快，預(yù)冷溫度低，保鮮效果較好；魚類體表不會干化，體色外觀得以有效固定；抑菌保鮮作用也得到證實(shí)。新西蘭、日本和澳大利亞等海洋漁業(yè)大國廣泛使用海水冰漿對各種水產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)冷保鮮和冷藏運(yùn)輸保鮮[2-3]。許多研究已證實(shí)冰漿對魷魚[4]、銀鯧[5]、鰹魚[6]、南美白對蝦[7]等多種水產(chǎn)品品質(zhì)的保持有明顯促進(jìn)作用。

大黃魚(Large Yellow Croaker,Pseudosciaenacrocea)，屬硬骨魚綱(Osteicthys)，鱸形目(Perciformes)，石首魚科(Sciaenidae)，黃魚屬(Pseudosciaena)，是中國重要的海水養(yǎng)殖魚類，2021年產(chǎn)量達(dá)到25.4萬t，為海水魚之最。其營養(yǎng)豐富，肉質(zhì)細(xì)嫩，市場需求極大[8]。目前，大黃魚主要養(yǎng)殖方式為浮式框架網(wǎng)箱養(yǎng)殖，但布局不合理、養(yǎng)殖密度過大、水質(zhì)底質(zhì)惡化、病害頻繁，產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性受到較大影響[9-12]。隨著深藍(lán)漁業(yè)的發(fā)展，大黃魚因其苗種繁育和養(yǎng)殖技術(shù)相對成熟，種質(zhì)資源豐富，生物學(xué)特性適宜，產(chǎn)業(yè)體系相對健全，成為深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的優(yōu)選品種[13]。

養(yǎng)殖工船是深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的核心裝備，通過“船載艙養(yǎng)”的全新模式，實(shí)現(xiàn)了大黃魚綠色高效集約化養(yǎng)殖。然而，由于養(yǎng)殖工船常年錨泊于深遠(yuǎn)海，對保鮮貯藏的裝備和工藝提出了極高的要求。冰漿已應(yīng)用于養(yǎng)殖工船魚類低溫致死、快速預(yù)冷、冰鮮包裝、冷鏈運(yùn)輸和銷售等環(huán)節(jié)。本研究從養(yǎng)殖工船生產(chǎn)需求和作業(yè)工況出發(fā)，研究可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的大黃魚貯藏保鮮的新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用大黃魚取自“國信1號”養(yǎng)殖工船，平均體質(zhì)量475.8±20 g。試驗(yàn)開始前從工船養(yǎng)殖艙中撈取，保證試驗(yàn)用魚的新鮮度。為達(dá)到分別試驗(yàn)冰漿溶液和冰晶顆粒保鮮效果的目的，本試驗(yàn)過程中采用泡沫箱有兩種：一種底部對角打孔(孔徑約5 mm)，可將冰漿中水分排出，剩余為超細(xì)冰晶；一種為正常泡沫箱，底部未打孔。泡沫箱尺寸均為51.0 cm × 34.0 cm × 21.5 cm。

試驗(yàn)所用冰漿由“國信1號”養(yǎng)殖工船搭載的冰漿生產(chǎn)系統(tǒng)制取，冰漿機(jī)的型號是SIGF-100H。制取原料為33 ‰鹽度的海水，制取方法為刮削法[14]。冰漿發(fā)生器中生產(chǎn)冰晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %的冰漿，經(jīng)過提純裝置濃縮后，產(chǎn)出65%的冰漿，冰晶顆粒直徑約0.2～0.5 mm，用于本試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

1.2.1 試驗(yàn)分組

本試驗(yàn)共分3個處理組，分別為冰漿組、冰晶組和碎冰組。每組設(shè)置3個平行。冰漿組用冰形式為冰晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%的冰漿，其體系溫度約為-1 ℃；冰晶組使用底部打孔的泡沫箱，加注65 %冰漿后，所含35 %水分從底部孔洞排出，即用冰形式為超細(xì)冰晶顆粒，體系溫度約為-1.8 ℃；碎冰組采用傳統(tǒng)碎冰進(jìn)行保鮮，體系溫度約為0.3 ℃。體系溫度為冰漿或碎冰固體中心溫度，通過電子溫度計測量。

1.2.2 試驗(yàn)處理

取鮮活大黃魚置于65 %冰漿中低溫致死并將魚體中心溫度降至0 ℃以下。分別裝入各處理組泡沫箱中，每箱15尾，每個處理組設(shè)置3個平行。后分別加注冰漿、冰晶和碎冰，至魚體完全包裹并與泡沫箱高度持平。待冰晶組靜置5 min后，水分排干后，各泡沫箱加蓋密封，并轉(zhuǎn)移至冷藏集裝箱中保存。冷藏集裝箱內(nèi)部溫度控制在-3～-1 ℃。

1.2.3 樣品采集

低溫致死并中心溫度降至0℃以下時，留存初始樣品。在轉(zhuǎn)入冷藏集裝箱后的第24小時開始，每24 h取樣。樣品用于后續(xù)各項(xiàng)指標(biāo)的測定，每個時間點(diǎn)樣品包含3個平行。

1.3 樣品檢測

1.3.1 感官品質(zhì)評定

感官品質(zhì)評定方法參照GB/T 18108—2019[15]的評定方法，并根據(jù)大黃魚的魚體特性，設(shè)定本試驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)。由評價員組成感官評價小組，從黏液豐富度、體色、體表光澤度、鱗片緊密度、鰓絲新鮮度、魚體硬度、魚體氣味、魚肉新鮮度、魚體變形程度9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化評價，每項(xiàng)滿分10分。9項(xiàng)指標(biāo)評分的總和作為感官品質(zhì)評分。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 大黃魚感官評分表

1.3.2 微生物指標(biāo)檢測

魚肉樣品經(jīng)稀釋后選擇適宜稀釋度的樣品，根據(jù)GB 4789.2—2016[16]進(jìn)行菌落總數(shù)的測定，參考 GB4789.3—2016[17]中的MPN法進(jìn)行大腸菌群數(shù)量測定。

1.3.3 化學(xué)指標(biāo)檢測

酸價參照GB/T 5009.229—2016[18]測定。硫代巴比妥酸(TBA)參照GB/T 5009.181—2016[19]測定。揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)參照GB/T 5009.228—2016[20]中的微量擴(kuò)散法測定。K值是指次黃嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解產(chǎn)物的百分比，參考趙思敏等[21]的方法測定。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用GraphPad Prism 6.0繪圖。數(shù)據(jù)處理和方差分析采用SPSS 17.0單因素方差分析進(jìn)行，測試方法為Duncan檢驗(yàn)。P<0.05表示存在顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 感官評價

圖1顯示，3個處理組大黃魚感官評價結(jié)果隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。

圖1 大黃魚感官評價結(jié)果

3個處理組中，同一取樣點(diǎn)碎冰組評價結(jié)果最低，在3 d時顯著低于其余兩組；除后3個取樣點(diǎn)外，冰晶組與冰漿組無顯著差異(P>0.05)。冰漿組在13 d時，評價結(jié)果低于及格線54且魚體色澤灰暗、黃度減弱、硬度較差，體表黏液大面積脫落，鱗片松散并存在局部脫落，鮮魚固有腥味消失；冰晶組和碎冰組分別在14 d和9 d出現(xiàn)上述現(xiàn)象。冰漿組在前6 d內(nèi)感官評價結(jié)果好于冰晶組，后8 d冰晶組好于冰漿組，其中12 d～14 d差異顯著。從感官評價結(jié)果分析，在本試驗(yàn)儲存條件下，冰漿組貨架期約13 d，冰晶組貨架期14 d以上，碎冰組貨架期約9 d。

2.2 微生物

2.2.1 菌落總數(shù)

由圖2可以看出，3個處理組菌落總數(shù)在整個試驗(yàn)周期內(nèi)呈逐漸上升趨勢，碎冰組升高速率較快，冰晶組和冰漿組升高速度較慢。

圖2 不同處理對大黃魚魚肉菌落總數(shù)的影響

碎冰組在2 d出現(xiàn)顯著升高(P<0.05)，在5 d和8 d升高速率逐漸增大。冰漿組在前11 d菌落總數(shù)均小于4 lg cfu/g，為一級鮮度，12 d時菌落總數(shù)為4.02 lg cfu/g，14 d為5.09 lg cfu/g，為二級鮮度。冰晶組在整個試驗(yàn)周期內(nèi)均為一級鮮度。碎冰組在7 d菌落總數(shù)升高至4.23 lg cfu/g，10 d時超過5 lg cfu/g，為二級鮮度，12 d超過6 lg cfu/g，表明逐漸出現(xiàn)腐敗。總的來看，在11 d內(nèi)冰晶組和冰漿組菌落總數(shù)水平基本相當(dāng)且差異不顯著(P>0.05)，之后冰晶組顯著低于冰漿組(P<0.05)，表明冰晶具有比冰漿更長效的抑菌效果，碎冰抑菌效果最差。

2.2.1 大腸菌群

大腸菌群數(shù)量變化趨勢如圖3所示。3組大腸菌群數(shù)量總體呈上升趨勢，試驗(yàn)周期內(nèi)碎冰組升高速率最大，冰晶組和冰漿組升高速率較小，且前者略低于后者。除6 d外，冰漿組與冰漿組大腸菌群數(shù)量均顯著低于碎冰組(P<0.05)。在2 d時各組數(shù)值相比于1 d均有顯著升高(P<0.05)，碎冰組升高幅度最大，為1 d的1.60倍。碎冰組8 d時大腸菌群數(shù)量為3.04 lg cfu/g，冰漿組在13 d時才達(dá)到此水平，而冰晶組始終未達(dá)到。前9 d內(nèi)冰晶組與冰漿組差異不顯著(P>0.05)，10 d及之后冰漿組顯著高于冰晶組(P<0.05)。試驗(yàn)?zāi)┢诒ЫM大腸菌群數(shù)量最小，為2.75 lg cfu/g，冰漿組為3.21 lg cfu/g，碎冰組為5.95 lg cfu/g。從大腸菌群數(shù)量變化可以看出，冰漿和冰晶抑菌效果明顯優(yōu)于碎冰。

圖3 不同處理對大黃魚魚肉大腸菌群的影響

2.3 酸價

大黃魚魚肉中酸價的結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同處理對大黃魚魚肉酸價的影響

碎冰組酸價在2 d時即出現(xiàn)顯著升高，整個試驗(yàn)過程中呈持續(xù)上升趨勢。冰漿組與冰晶組酸價水平相當(dāng)，前10 d數(shù)值相對穩(wěn)定，相比初始狀態(tài)無明顯差異，且組間差異不顯著(P>0.05)。11 d時冰晶組和冰漿組酸價呈上升趨勢，11 d、13 d和14 d冰漿組酸價顯著高于冰晶組(P<0.05)?？偟膩砜矗鶟{和冰晶對于大黃魚魚體脂肪的新鮮度保持具有較好的效果，10 d內(nèi)幾乎無明顯變化，碎冰的對于脂肪新鮮度的保持效果較差。

2.4TBA

TBA結(jié)果如圖5所示。試驗(yàn)過程中各組TBA值總體呈上升趨勢。碎冰組水平整體高于其余二組，2 d時即出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，4 d升高幅度增大，7 d達(dá)到較高水平。冰晶組TBA水平為三組最低，1～10 d緩慢升高，后略有下降，14 d升至最高水平。冰漿組TBA水平介于其余二組之間，11～14 d期間冰漿組顯著高于冰晶組(P<0.05)。作為衡量魚肉脂肪氧化程度的指標(biāo)，本試驗(yàn)中TBA值的變化反映出碎冰組脂肪氧化程度最大，且7 d后達(dá)到高水平；冰漿和冰晶具有抑制脂肪氧化的作用，冰晶的效果更佳。

圖5 不同處理對大黃魚魚肉TBA的影響

2.5TVB-N

TVB-N可以指示微生物分解魚肉中蛋白質(zhì)、脂肪產(chǎn)生的氨及胺類物質(zhì)的多少[22-23]。GB/T 18108—2019中規(guī)定TVB-N小于等于15 mg/100 g 為優(yōu)級品，小于等于30 mg/100 g為合格品。據(jù)此分析圖6中TVB-N結(jié)果。

圖6 不同處理對大黃魚魚肉TVB-N的影響

整個試驗(yàn)周期內(nèi)冰漿組與冰晶組TVB-N上升緩慢，前10 d內(nèi)無顯著升高(P>0.05)，14 d兩組TVB-N分別為14.73 mg/100 g和12.39 mg/100 g，均為優(yōu)級品水平。碎冰組TVB-N結(jié)果全程呈上升趨勢，1～7 d上升速率較小，11～14 d上升較快；1～9 d為優(yōu)級品水平，14 d為不合格品。同一時間點(diǎn)碎冰組TVB-N水平均高于其余二組，10～14 d冰漿組高于冰晶組且有逐漸增大的趨勢。因此，冰晶和冰漿均具有較為長效的保鮮效果，冰晶的作用略優(yōu)于冰漿，而碎冰的效果較差。

2.6 K值

普遍認(rèn)為即殺魚K值小于10 %，新鮮魚K值小于20 %，20 %～40 %為二級鮮度[24]。K值檢測結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同處理對大黃魚魚肉K值的影響

初始狀態(tài)各組K值平均值為7.28 %，滿足即殺魚標(biāo)準(zhǔn)。4 d內(nèi)冰漿K值無明顯變化(P>0.05)，冰晶組和冰漿組均有顯著升高(P<0.05)，碎冰組升高速率大于冰晶組。5 d碎冰組K值達(dá)到20.53 %，達(dá)到二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)，之后繼續(xù)升高，試驗(yàn)結(jié)束時達(dá)到42.91%，超出二級鮮度范圍。7 d時冰漿組K值升高幅度較大，12 d達(dá)到22.24 %，進(jìn)入二級鮮度范圍，試驗(yàn)?zāi)┢谶_(dá)到28.43 %。整個試驗(yàn)周期內(nèi)冰晶組K值變化幅度最小，升高趨勢較為平穩(wěn)，試驗(yàn)?zāi)┢贙值仍處于新鮮魚范圍。因此，從大黃魚K值水平變化來看，碎冰保存的效果不及冰漿和冰晶，而冰晶保存效果的持續(xù)性優(yōu)于冰漿。

3 討論

依托大型養(yǎng)殖工船開展的深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖，是海洋漁業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要發(fā)力點(diǎn)，是維護(hù)國家海洋權(quán)益、爭取發(fā)展空間的重要戰(zhàn)略手段[25]。水產(chǎn)品加工和物流是深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖綜合生產(chǎn)體系中的關(guān)鍵一環(huán)[26]。養(yǎng)殖工船作為超大型遠(yuǎn)海生產(chǎn)作業(yè)平臺，具有充足的設(shè)備搭載空間，同時，其作業(yè)海區(qū)離岸遠(yuǎn)、加工生產(chǎn)強(qiáng)度大、電力供應(yīng)耗能多，需要更為長效、高效和節(jié)能的加工保鮮技術(shù)。冰漿保鮮技術(shù)因其制備成本低、使用方便、保鮮效果優(yōu)異，與養(yǎng)殖工船的需求完美契合[13]，已在養(yǎng)殖工船進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本試驗(yàn)通過比較冰漿、冰漿濾水后所剩冰晶以及碎冰3種形式的保鮮效果，研究適合于養(yǎng)殖工船魚貨物保鮮的新方法。

(1)3種保鮮方法對大黃魚感官評價的影響

感官評定通過人的視覺、嗅覺、味覺和觸覺來評價產(chǎn)品品質(zhì)。本試驗(yàn)采用的評價標(biāo)準(zhǔn)以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，根據(jù)大黃魚的生物學(xué)特性以及消費(fèi)者對大黃魚品質(zhì)的喜好進(jìn)行重新設(shè)計，其評價結(jié)果更能反映不同用冰形式對大黃魚的真實(shí)保鮮效果。感官評價結(jié)果顯示，大黃魚使用冰漿的保鮮效果明顯優(yōu)于碎冰，與郭儒岳等[27]和趙思敏等[21]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)結(jié)果顯示冰漿相比于碎冰可延緩變質(zhì)、延長貨架期約4 d，與先前報道的6 d和3 d略有差異，冰漿濃度和保存溫度的不同可能導(dǎo)致此類差異的出現(xiàn)。12～14 d冰晶組感官評價結(jié)果顯著優(yōu)于冰漿組，表明冰漿濾水后所剩的超細(xì)冰晶對大黃魚的保鮮效果更佳，分析其原因可能為魚體被超細(xì)冰晶包裹后體系溫度更低且不受水分浸泡，減緩含氮有機(jī)物的降解。

(2)用冰形式對大黃魚微生物指標(biāo)的影響

腐敗微生物的繁殖和代謝是魚體腐敗的主要原因[28]。微生物指標(biāo)已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮過程中品質(zhì)變化特性研究。本研究結(jié)果顯示，冰漿組和冰晶組菌落總數(shù)、大腸菌群9 d內(nèi)無顯著升高，表明其具有良好的抑菌效果，且比碎冰組同等水平值的出現(xiàn)晚4～5 d，類似的結(jié)論在鱸魚[29]、鮐魚[30]和歐洲無須鱈[31]中也有報道。冰漿體系溫度較低，微生物生長速率減緩，微生物分解產(chǎn)物的生成得到抑制，保鮮效果更為持久。同感官評價結(jié)果相似，12～14 d冰晶組菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)量明顯低于冰漿組，其原因主要在于冰晶保存有更低的體系溫度，微生物受到更為有效的抑制。

(3)用冰形式對大黃魚TBA的影響

TBA因其可以與魚肉中多種不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物丙二醛相互作用生成穩(wěn)定的復(fù)合物而被廣泛應(yīng)用于指示魚肉脂肪氧化程度[32-34]。林雪[30]研究顯示使用冰漿保鮮可使保存于-2 ℃下的鮐魚14 d內(nèi)TBA處于較低水平。本研究中也發(fā)現(xiàn)冰漿和冰晶保鮮相比碎冰有更低的TBA水平，表明其對魚肉脂肪氧化的抑制作用強(qiáng)于碎冰。TBA數(shù)值與魚肉中脂肪含量密切關(guān)聯(lián)[35]，趙巧靈等[22]發(fā)現(xiàn)藍(lán)鰭金槍魚脂肪含量越高的部位TBA值越高，越容易引起褐變。趙思敏等[21]報道了使用流化冰對養(yǎng)殖大黃魚進(jìn)行保鮮時TBA值先升高后降低，且幅度較大。本研究中各組TBA值總體呈緩慢上升趨勢，在幾個時間點(diǎn)同樣也出現(xiàn)停滯和降低的現(xiàn)象，但幅度較小。分析原因或?yàn)樵囼?yàn)用魚脂肪含量的差異以及本試驗(yàn)儲存溫度較低。

(4)用冰形式對大黃魚TVB-N的影響

TVB-N是評價水產(chǎn)品新鮮度的重要指標(biāo)之一，其數(shù)值變化與水產(chǎn)品腐敗程度之間存在明顯對應(yīng)關(guān)系[36-37]。本研究中冰漿組和冰晶組TVB-N在14 d內(nèi)均處于優(yōu)級品水平，說明氨及胺類物質(zhì)的生成較少，可能的原因是降氮微生物的生長和內(nèi)源酶的活性受到低溫抑制[27]。碎冰組10 d即降為合格品水平，表明碎冰對腐敗降解的抑制作用較差。張皖君等[38]通過高通量測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)碎冰組鱸魚樣品細(xì)菌具有更高豐度的參與氨基酸、脂質(zhì)和碳水化合物代謝的相關(guān)基因。同一時間點(diǎn)冰漿組和冰晶組TVB-N無顯著差異，但9～14 d冰晶組低于冰漿組，說明超細(xì)冰晶保鮮效果略優(yōu)于冰漿。K值是指次黃嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解產(chǎn)物的百分比，可客觀指示魚類貯藏過程中的鮮度變化情況[39]。本研究中碎冰組K值上升速度明顯快于冰晶組和冰漿組，與郭儒岳等[40]的研究結(jié)果一致。冰晶組和冰漿組魚肉ATP降解速率減緩，可能由于體系溫度低于碎冰，且將超細(xì)冰晶粒子填充到魚體縫隙內(nèi)，隔絕氧氣，抑制魚肉中的ATP降解[21]。

本試驗(yàn)重點(diǎn)對比了冰漿、冰漿濾水后所剩的超細(xì)冰晶粒子對于大黃魚保鮮效果的影響。綜合分析發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)后期冰晶組各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于冰漿組，部分指標(biāo)也證明冰晶組貨架期長于冰漿組，超細(xì)冰晶粒子的保鮮效果或優(yōu)于冰漿。冰晶保存相比冰漿有更低的體系溫度(-1.8 ℃)，更好地抑制有害微生物的增殖，是這一現(xiàn)象的重要原因。同時，冰晶保鮮可防止魚體被水浸泡，利于大黃魚體表狀態(tài)和金黃體色的保持，并可避免冰漿所含海水浸泡導(dǎo)致魚體NaCl含量的升高。

4 結(jié)論

冰漿保鮮技術(shù)已成功應(yīng)用于全球首艘10萬噸級智慧漁業(yè)大型養(yǎng)殖工船“國信1號”。本試驗(yàn)應(yīng)用船載冰漿生產(chǎn)系統(tǒng)，模擬養(yǎng)殖工船實(shí)際冰藏工藝，研究冰漿、超細(xì)冰晶和碎冰對于大黃魚保鮮的效果。分析感官品質(zhì)、微生物指標(biāo)、酸價、TBA、TVB-N和K值的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)條件下碎冰的保鮮效果僅能維持約4～8 d，超細(xì)冰晶的保鮮效果較冰漿可延長2～3 d，貨架期可延長至13～14 d。本試驗(yàn)初步探究了使用超細(xì)冰晶保鮮的可行性，為冰漿保鮮技術(shù)在養(yǎng)殖工船產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面提供了新的思路。