溫度和包裝方式對茶香鳙魚片儲藏品質(zhì)的影響及其貨架期預(yù)測

摘要：以具有茶香風(fēng)味的鳙魚片為探究對象，通過測定普通包裝和真空包裝魚片在不同儲藏溫度（－3，4，25 ℃）下pH值、過氧化值、亞硝酸鹽、菌落總數(shù)等指標(biāo)的變化趨勢，結(jié)合Arrhenius方程，以亞硝酸鹽、菌落總數(shù)構(gòu)建貨架期動力學(xué)模型并預(yù)測魚片的貨架期。結(jié)果表明，采用真空包裝可顯著抑制魚片儲藏期內(nèi)微生物生長速率和油脂氧化速率，減緩亞硝酸鹽含量的增加和pH值的改變；低溫可有效減緩魚片的油脂氧化速率；亞硝酸鹽、過氧化值、菌落總數(shù)與儲藏時間和儲藏溫度呈正相關(guān)，其變化規(guī)律符合一級化學(xué)動力學(xué)方程，構(gòu)建的貨架期預(yù)測模型擬合系數(shù)均大于0.9，模型預(yù)測值誤差小于6.33%；其中，真空包裝的魚片貨架期最長，以亞硝酸鹽和菌落總數(shù)為指標(biāo)，在－3，4，25 ℃下的預(yù)測值分別為23.32 d和23.23 d，20.07 d和19.41 d，7.00 d和7.03 d。

關(guān)鍵詞：鳙魚；亞硝酸鹽；菌落總數(shù)；儲藏品質(zhì)；貨架期

中圖分類號：TS254.4""""" 文獻標(biāo)志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）10-0133-07

Effect of Temprature and Packaging Methods on Storage Quality of Tea

Flavored Bighead Carp Fillets and Prediction of Their Shelf Life

XIA Nan， LIU Xiao-yuan， XIANG Chen-xi， LIU Ming-xin

（College of Food Science and Engineering， Xinyang Agriculture and Forestry University， Xinyang 464000， China）

Abstract： In this paper， with tea flavored bighead carp fillets as the research objects， the change trend of pH value， peroxide value， nitrite， total number of colonies and other indexes of fish fillets in ordinary package and vacuum package at different storage temperatures （－3，4，25 ℃） is measured. Combined with Arrhenius equation， the shelf life kinetics model is constructed with nitrite and the total number of colonies， and the shelf life of fish fillets is predicted. The results show that vacuum packaging could significantly inhibit the growth rate of microorganisms and the oxidation rate of oil， and slow down the increase of nitrite content and the change of pH value during the storage period of fish fillets. Low temperature can effectively slow down the oxidation rate of oil in fish fillets. Nitrite， peroxide value and total number of colonies are positively correlated with storage time and storage temperature， and their change rules are consistent with the first-order chemical kinetics equation. The fitting coefficients of the established shelf life prediction models are all greater than 0.9， and the errors of the predicted values of the models are less than 6.33%. Among them， the shelf life of fish fillets in vacuum package is the longest. With nitrite and the total number of colonies as the indexes， the predicted values at －3， 4， 25 ℃ are 23.32 d and 23.23 d， 20.07 d and 19.41 d， 7.00 d and 7.03 d respectively.

Key words： bighead carp; nitrite; total number of colonies; storage quality; shelf life

南灣鳙魚作為河南省信陽市南灣水庫的重點投放魚類，富含人體必需的氨基酸、多不飽和脂肪酸、維生素、微量元素等，其中有“抗癌元素”之稱的硒含量高達0.12 mg/kg以上[1]。南灣鳙魚出肉率高，但肉質(zhì)中不飽和脂肪酸占比較大，不易儲運[2-3]，故目前信陽地區(qū)的南灣鳙魚多以原產(chǎn)地鮮活銷售為主。隨著南灣鳙魚產(chǎn)量的逐年增加，以及消費者對食品品質(zhì)的重視，開發(fā)南灣鳙魚精深加工制品迫在眉睫，故對其制品展開儲藏特性探究十分有意義[4]。南灣鳙魚及其加工制品的儲藏環(huán)境、加工方式、包裝材料等均會影響其貨架期[5]。一般而言，食品貨架期可通過開展儲藏試驗進行預(yù)測，但耗時較長且環(huán)境干擾因素較多，實際結(jié)果往往難以控制[6]。通過深入研究食品儲藏期間的品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)其多遵循零級或一級化學(xué)動力學(xué)方程，再結(jié)合Arrhenius方程構(gòu)建預(yù)測模型，可以快速預(yù)測食品的貨架期[7]。目前，關(guān)于南灣鳙魚的研究多集中于鮮食魚糜制品的加工，并未探究魚肉深加工制品在儲藏期間的品質(zhì)變化及貨架期預(yù)測。故本文以南灣鳙魚為原料，輔以信陽毛尖，制作具有茶香風(fēng)味的鳙魚片，通過改變儲藏溫度和包裝方式，探究同一儲藏周期內(nèi)茶香鳙魚片的品質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律，引入化學(xué)動力學(xué)方程和Arrhenius方程構(gòu)建魚片貨架期預(yù)測模型，為鳙魚加工制品的儲藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

南灣鳙魚：購自信陽市華聯(lián)超市；食鹽、白糖、花椒、辣椒、料酒：購自信陽農(nóng)林學(xué)院好又多超市；信陽毛尖：信陽市文新茶葉有限責(zé)任公司；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；四硼酸鈉（分析純）：上海德榜化工有限公司；亞硝酸鈉、氯化鈉（均為分析純）：天津市登峰化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

RS-FS1213多功能粉碎機 合肥榮事達小家電有限公司；VYJG-9920電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 杭州億捷科技有限公司；SM2-523H電烤爐、SCD2-C4四門冷凍冷藏冰箱 新麥機械（中國）股份有限公司；XT-500真空包裝機 安溪軒騰機械設(shè)備有限公司；BCD-506WSEBU1無霜冷藏冷凍冰箱 海爾智家股份有限公司；CP214電子天平 奧豪斯儀器（上海）有限公司；LE438 pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LDZM-80L-Ⅲ高壓蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；150G數(shù)顯振蕩培養(yǎng)箱 常州金壇精達儀器制造有限公司；A390雙光束紫外可見分光光度計 翱藝儀器（上海）有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

參考劉晶晶等[8]的方法并略作改動，制作茶香鳙魚片，工藝流程如下：

南灣鳙魚→去頭、去鱗、去內(nèi)臟→漂洗→切片→鹽漬→腌制→攤片→烘干→揭片→烘烤→冷卻→包裝→成品。

1.3.2 儲藏試驗

將1.3.1制備的茶香鳙魚片轉(zhuǎn)移至無菌操作臺上，用保鮮膜覆蓋進行自然降溫，待其中心溫度降至（25±0.5） ℃，平均分成兩組，一組采用厚度為1 mm的透明自封袋進行普通包裝，另一組采用厚度為2 mm的鋁塑復(fù)合袋進行真空包裝（真空度設(shè)置為0.065 MPa），分裝于標(biāo)明儲藏方式、溫度及取樣時間的小包裝袋內(nèi)，分別置于－3，4，25 ℃的環(huán)境中進行儲藏試驗。儲藏期樣品取樣時間間隔為2 d，每次測定樣品的品質(zhì)指標(biāo)及菌落總數(shù)，每組重復(fù)測定3次，取平均值，直至被測樣品的理化指標(biāo)及菌落總數(shù)中出現(xiàn)一項不符合SC/T 3302—2010《烤魚片》要求為止。

1.3.3 感官評分

選取10位經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員從色澤、氣味、口感和組織狀態(tài)4個方面（滿分100分）進行評分，取平均值作為結(jié)果。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.4 理化指標(biāo)

1.4.1 pH值

參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測定》測定茶香鳙魚片的pH值。

1.4.2 亞硝酸鹽

參照GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的分光光度法測定茶香鳙魚片的亞硝酸鹽含量。

1.4.3 過氧化值

參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中的第一法測定茶香鳙魚片的過氧化值（peroxide value，POV）。

1.4.4 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》進行茶香鳙魚片菌落總數(shù)的測定。

1.5 茶香鳙魚片貨架期預(yù)測模型的建立

1.5.1 動力學(xué)方程

食品儲藏過程中的品質(zhì)變化主要遵循零級或一級化學(xué)動力學(xué)方程[9]，通過對品質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢進行擬合，利用回歸系數(shù)R2確定化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程[10]，從而建立擬合程度較高的方程。零級方程見公式（1），一級方程見公式（2）。

零級方程：dCdt=k0 （即C=C0+k0t）。（1）

一級方程：dCdt=k1C（即C=C0ek1t）。（2）

式中：C為儲藏第t天的實際指標(biāo)值；C0為初始指標(biāo)值；k0為零級速率常數(shù)；k1為一級速率常數(shù)；t為儲藏時間，d;dC為對儲藏第t天的實際指標(biāo)值求導(dǎo)的一階導(dǎo)數(shù)；dt為對儲藏時間求導(dǎo)的一階導(dǎo)數(shù)。

1.5.2 Arrhenius方程

化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)描述的是食品品質(zhì)隨時間延長的變化，反應(yīng)速率常數(shù)k既是食品品質(zhì)指標(biāo)的函數(shù)又是儲藏溫度T的函數(shù)，因此運用Arrhenius方程可以預(yù)測茶香鳙魚片在不同儲藏溫度和包裝方式下的貨架期[11-12]。以1/T為橫坐標(biāo)，以lnk為縱坐標(biāo)，進行線性擬合，得出不同儲藏條件下的Arrhenius方程，將擬合程度較好的模型與Arrhenius方程結(jié)合，即可得到貨架期預(yù)測模型。

1.5.3 貨架期預(yù)測模型的驗證

用貨架期實測值與預(yù)測值的相對誤差對所建立的貨架期預(yù)測模型進行驗證，相對誤差計算公式見公式（3）。

相對誤差=預(yù)測值（d）－實測值（d）實測值（d）×100%。（3）

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS 19.0軟件進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，并用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片理化指標(biāo)的影響

2.1.1 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片pH值的影響

魚肉的pH值與蛋白質(zhì)、脂肪的分解以及微生物的生長有關(guān)，常被用來判定水產(chǎn)品在儲藏過程中品質(zhì)的變化。兩種包裝方式的茶香鳙魚片分別在－3，4，25 ℃條件下儲藏，其pH值的變化見圖1。

由圖1可知，茶香鳙魚片的初始pH值為6.58，隨著儲藏時間的延長，除25 ℃真空包裝魚片pH值呈下降趨勢外，兩種包裝方式的魚片在不同儲藏溫度下pH值均呈先下降后上升的趨勢。這主要是由于儲藏時間＜13 d時，魚肉所含糖原經(jīng)糖酵解作用產(chǎn)生乳酸，促使pH值降低[13]；儲藏時間＞13 d時，隨著魚肉內(nèi)大分子物質(zhì)的分解，堿性含氮化合物的積累促使樣品的pH值升高[14]。而同一儲藏溫度下，真空包裝魚片的pH值上升或下降的速率均低于普通包裝，就儲藏溫度－3 ℃而言，儲藏時間＞3 d時，真空包裝的pH值變化速率明顯低于普通包裝，表明真空包裝可有效延緩魚片的腐敗變質(zhì)。

2.1.2 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片亞硝酸鹽含量的影響

由于亞硝酸鹽與蛋白質(zhì)在一定條件下可結(jié)合生成具有強致癌性的亞硝胺，故亞硝酸鹽含量是衡量肉類加工制品儲藏品質(zhì)的重要指標(biāo)，并且亞硝酸鹽在食品中的殘留量與其儲藏環(huán)境密切相關(guān)[15]。不同儲藏溫度及包裝方式下茶香鳙魚片的亞硝酸鹽含量變化趨勢見圖2。

由圖2可知，兩種包裝方式的魚片初始亞硝酸鹽含量為2.5 mg/kg。隨著儲藏時間的延長，同一儲藏溫度下，兩種包裝的魚片亞硝酸鹽含量均呈上升趨勢，可能是在腌制加工過程中，魚體本身含有少量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝酸鹽在硝基還原菌的作用下還原為亞硝酸鹽，使得亞硝酸鹽含量增加[16]；但由于硝基還原菌為兼性厭氧菌，故普通包裝魚片內(nèi)亞硝酸鹽含量的上升速率遠(yuǎn)高于真空包裝。而隨著儲藏時間的延長，包裝方式相同時，魚片的亞硝酸鹽含量與儲藏溫度成正比，這可能是由于低溫抑制了硝基還原菌的生長繁殖[17]，使還原作用降低，從而導(dǎo)致在4 ℃和－3 ℃時亞硝酸鹽含量增加緩慢。

2.1.3 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片POV的影響

由圖3可知，不同儲藏溫度下兩種包裝方式的茶香鳙魚片的POV均隨著儲藏時間的延長而增加，其中真空包裝條件下，魚片于25 ℃儲藏7 d的POV為2.313 mmol/kg，與國標(biāo)限量值接近（動物食品的過氧化值不得高于2.375 mmol/kg），而相同條件下的普通包裝魚片僅儲藏5 d，其POV已達2.710 mmol/kg；當(dāng)儲藏溫度為4 ℃時，真空包裝魚片可儲藏19 d，對應(yīng)的POV為1.900 mmol/kg，因普通包裝內(nèi)殘存的氧氣一定程度上加速了魚片內(nèi)油脂的氧化，普通包裝魚片僅可儲藏9 d，對應(yīng)的POV已達2.175 mmol/kg；降低儲藏溫度一定程度上可減緩茶香魚片的油脂氧化進程，當(dāng)儲藏溫度為－3 ℃時，普通包裝魚片在儲藏17 d時，其POV為2.020 mmol/kg，真空包裝茶香魚片儲藏23 d時，對應(yīng)的POV僅為1.024 mmol/kg。

2.1.4 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)是評價魚肉制品貨架期的重要指標(biāo)之一。由圖4可知，茶香鳙魚片的菌落總數(shù)隨著儲藏時間的增加而上升。在同一儲藏時間下，普通包裝的魚片在25 ℃儲藏時菌落總數(shù)明顯高于4 ℃和－3 ℃，且僅儲藏5 d其菌落總數(shù)就超過了國標(biāo)規(guī)定（熟肉制品菌落總數(shù)不得高于5 lg CFU/g），而儲藏于4 ℃和－3 ℃的普通包裝魚片分別可放置13 d和17 d，表明低溫儲藏可以抑制包裝和原料內(nèi)的微生物生長。同一儲藏時間下，在25，4，－3 ℃下儲藏的真空包裝魚片菌落總數(shù)均低于普通包裝，且在25，4，－3 ℃儲藏溫度下，真空包裝魚片的菌落總數(shù)分別在第7，19，23天超過國標(biāo)規(guī)定，這可能與真空包裝內(nèi)的氧氣含量相關(guān)[18]。與普通包裝相比，真空包裝抑制了儲藏前期大多數(shù)需氧微生物的生長繁殖，從而有效延緩了魚肉制品的腐敗變質(zhì)[19]。

2.1.5 不同儲藏溫度及包裝方式對茶香鳙魚片感官評分的影響

通過對茶香鳙魚片的色澤、氣味和口感等感官的綜合評定來直接判斷其品質(zhì)好壞，感官評分低于60分時達到不可接受程度。不同儲藏條件下茶香鳙魚片的感官評分變化趨勢見圖5。

由圖5可知，不同儲藏溫度及包裝方式下魚片的感官評分均隨著儲藏時間的延長而逐漸降低。其中普通包裝魚片在25 ℃儲藏時感官評分下降最快，在第5天時魚片明顯褐變，色澤暗黃，有酸臭味，感官評分為56.7分，在4 ℃和－3 ℃條件下分別在第13，17天時降至60分以下。儲藏初期，魚片茶香味濃郁，肉質(zhì)緊實，而儲藏溫度越高，魚片的脂肪氧化和微生物繁殖速度越快，從而在色澤和氣味上劣變明顯。與普通包裝魚片相比，真空包裝魚片的感官評分下降速率慢，表明去除氧氣有助于延緩魚片褐變和保持其感官品質(zhì)。

2.2 茶香鳙魚片貨架期預(yù)測

2.2.1 儲藏動力學(xué)模型篩選

在食品加工和儲藏過程中，大多數(shù)的品質(zhì)指標(biāo)變化都遵循零級或一級化學(xué)動力學(xué)方程[20]?，F(xiàn)用零級反應(yīng)式和一級反應(yīng)式對茶香鳙魚片的亞硝酸鹽含量及菌落總數(shù)變化趨勢進行擬合。不同儲藏條件下茶香鳙魚片的亞硝酸鹽含量、菌落總數(shù)反應(yīng)動力學(xué)模型參數(shù)見表2和表3。

由表2可知，低溫（－3 ℃與4 ℃）普通包裝魚片的亞硝酸鹽含量一級反應(yīng)式回歸系數(shù)低于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)，25 ℃儲藏的一級反應(yīng)式回歸系數(shù)則高于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)；真空包裝魚片反之，低溫（－3 ℃與4 ℃）時一級反應(yīng)式回歸系數(shù)高于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)，25 ℃儲藏的一級反應(yīng)式回歸系數(shù)則低于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)；由表3可知，除低溫（－3 ℃與4 ℃）普通包裝魚片的菌落總數(shù)一級反應(yīng)式回歸系數(shù)低于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)外，25 ℃儲藏普通包裝魚片和各儲藏溫度下真空包裝魚片菌落總數(shù)的一級反應(yīng)式回歸系數(shù)均高于零級反應(yīng)式回歸系數(shù)。綜合考慮，一級反應(yīng)式可較全面地解釋包裝方式和儲藏溫度對茶香鳙魚片亞硝酸鹽含量及菌落總數(shù)變化趨勢的影響，故選擇一級反應(yīng)式構(gòu)建儲藏動力學(xué)模型。

2.2.2 茶香鳙魚片貨架期模型構(gòu)建

由于反應(yīng)動力學(xué)模型描述的是食品品質(zhì)隨儲藏時間延長的變化趨勢，忽略了溫度變化對儲藏指標(biāo)的影響，從而引入Arrhenius方程，采用一級反應(yīng)式的反應(yīng)速率常數(shù)k1與儲藏溫度T構(gòu)建函數(shù)，兩者關(guān)系見公式（4）。

k1=Ae－EaRT。（4）

式中：k1為溫度為T時的反應(yīng)速率常數(shù)；A為指前因子；Ea為活化能（J/mol）；T為反應(yīng)時的絕對溫度（K）；R為氣體常數(shù)8.314 4 J/（mol·K）。

兩側(cè)取對數(shù)得：

lnk1=lnA－EaRT。（5）

首先計算出不同溫度下的k1值，用lnk1對1/T作圖，得到斜率為－Ea/R、截距為lnA的線性方程，見表4。

將公式（2）代入公式（5），可得到不同儲藏條件下茶香鳙魚片以亞硝酸鹽和菌落總數(shù)為品質(zhì)指標(biāo)的貨架期預(yù)測模型，見公式（6）。

t=lnC－lnC0A×e－EaRT。（6）

2.3 茶香鳙魚片的貨架期模型驗證

分別將不同儲藏條件下測得的茶香鳙魚片亞硝酸鹽和菌落總數(shù)的初始值與終點值代入相應(yīng)的貨架期預(yù)測模型，即得到魚片的貨架期預(yù)測值。

由表5可知，預(yù)測值與實測值之間的相對誤差均在10％以下，表明建立的貨架期預(yù)測模型較準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

本試驗以茶香鳙魚片為考察對象，探究魚片在不同儲藏溫度和包裝方式下的品質(zhì)變化。隨著儲藏時間的延長，不同儲藏溫度下兩種包裝方式的魚片的POV均呈上升趨勢；除25 ℃真空包裝魚片的pH值呈下降趨勢外，其余各儲藏溫度下兩種包裝方式魚片的pH值總體均呈先下降后上升的趨勢，且相同儲藏時間和儲藏溫度下，真空包裝魚片的pH值均高于普通包裝；而儲藏于－3，4，25 ℃的真空和普通包裝魚片的菌落總數(shù)和亞硝酸鹽與儲藏時間呈正相關(guān)；在此基礎(chǔ)上，選擇一級化學(xué)反應(yīng)方程式對魚片的亞硝酸鹽和菌落總數(shù)變化趨勢進行擬合，發(fā)現(xiàn)均遵循一級化學(xué)反應(yīng)方程式，再結(jié)合Arrhenius方程構(gòu)建貨架期預(yù)測模型，4組模型的回歸系數(shù)均大于0.9。在此模型下，以亞硝酸鹽為評價指標(biāo)，普通包裝魚片在－3，4，25 ℃的貨架期預(yù)測值為17.54，13.02，5.01 d，真空包裝魚片在－3，4，25 ℃的貨架期預(yù)測值為23.32，20.07，7.00 d；以菌落總數(shù)為評價指標(biāo)，普通包裝魚片在－3，4，25 ℃的貨架期預(yù)測值為17.79，13.82，5.00 d，真空包裝魚片在－3，4，25 ℃的貨架期預(yù)測值為23.23，19.41，7.03 d。

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收稿日期：2024-04-22

基金項目：河南省高等學(xué)校重點科研項目（22B550016）；信陽農(nóng)林學(xué)院科技創(chuàng)新團隊項目（XNKJTD-002）

作者簡介：夏南（1988—），男，副教授，博士，研究方向：食品加工與資源利用。