应用挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值评价草鱼的新鲜程度

唐森 李军生 胡金鑫 阎柳娟 黄国霞

摘要：为了有效而简便地对鱼类等水产品进行新鲜度的评价，提出通过挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值对草鱼的新鲜度进行测定，验证此比值作为评价草鱼（Ctenopharyngodon idella）新鲜度指标的可行性。结果表明，单一的三甲胺（TMA）和氧化三甲胺（TMAO）含量只能了解草鱼的腐败趋势，很难真实反映出贮藏期间任意时间的新鲜度；二甲胺（DMA）和甲醛（FA）含量是草鱼冻藏阶段的腐败产物，所以其不能对各个贮藏阶段下的草鱼进行品质评价；挥发性盐基氮（TVB-N）含量在评价冷冻鱼品质时敏感度较差；菌落总数（TVC）很难反映冷冻贮藏样品的真实鲜度；挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值在贮藏过程中变化稳定，可以作为评价草鱼新鲜度的指标，参照感官评定结果，在常温和冷藏条件下TMA/TMAO摩尔比值大于1.28，在冷冻条件下（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值大于0.96时，草鱼就超出了安全食用范围。

关键词：草鱼（Ctenopharyngodon idella）；新鲜度；挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值；挥发性盐基氮；菌落总数

中图分类号：S984.1+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）13-3202-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.035

The Application of the Volatile Amine/Trimethylamine Oxide Molar Ratio to Evaluate the Freshness of Grass Carp

TANG Sen1，LI Jun-sheng1，HU Jin-xin1，2，YAN Liu-juan1，HUANG Guo-xia1

（1. College of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology/Guangxi Key Laboratory of Green Processing of Sugar Resources/Key Laboratory for Processing of Sugar Resources of Guangxi Higher Education Institutes，Liuzhou 545006，Guangxi，China；2.Tianjin Unit of China Light Industrial Food Quality Supervision and Inspection， Tianjin 300451， China）

Abstract： In order to evaluate the freshness of fish and other aquatic products effectively and easily， this paper determinated the freshness of grass carp （Ctenopharyngodon idella） through the volatile amine/trimethylamine oxide molar ratio， and verified the feasibility of this ratio as evaluation index for fish freshness. The results showed that single trimethylamine （TMA） or trimethylamine oxide （TMAO） could only reflect the trend of spoilage of fish， and it was difficult to reflect the real freshness at any time during the period of storage； dimethylamine （DMA） and formaldehyde （FA） was the corruption product of fish at frozen stage， so it was not suitable for the quality evaluation in each storage condition； moreover， volatile base nitrogen （TVB-N） was not sensitive enough to evaluate the quality of frozen fish； the total number of colonies （TVC） was also difficult to reflect the real freshness in frozen storage condition； while volatile amine/trimethylamine oxide molar ratio was proper for the quality evaluation of fish in each storage condition， and with reference to sensory evaluation results， grass carp achieved shelf life when TMA/TMAO molar ratio reached 1.28 at room temperature and refrigerated conditions， or （TMA+DMA）/TMAO reached 0.96 under freezing conditions.

Key words：Oreochromis niloticus；freshness；volatile amine/trimethylamine oxide mole ratio；volatile base nitrogen；the total number of colonies

新鲜度是鱼类贮藏过程中一个十分重要的品质指标，它决定了产品的质量、人们的可接受度和水产品的商业价值[1]。鱼类腐败变质主要是由于体内与自溶有关的酶和与腐败有关的微生物的作用，在储藏过程中会发生一系列的变化，包括蛋白质变性、脂肪氧化以及微生物的作用等[2-4]。目前，在淡水鱼的贮藏保鲜中，普遍采用低温保鲜和冻结保鲜两大类水产品保鲜技术[5]。传统评价鱼类等水产品新鲜度的方法基本沿用k值、挥发性盐基氮（TVB-N）、感官评定、电导率、细菌总数（TVC）等方法[6-8]。

在常温和冷藏条件下，微生物通常是鱼体腐败的主要因素，氧化三甲胺（TMAO）通过微生物中氧化三甲胺还原酶的作用还原为三甲胺（TMA）[9]，除此之外，鱼体中的卵磷脂也可转变为TMA[10]。低温冷冻是一种常见的保藏方法，通常用来控制或减缓鱼肉的腐败进程。冷冻条件下，除了极少部分微生物作用于鱼产品外，此时TMAO还会被TMAO酶分解为等量的二甲胺（DMA）和甲醛（FA）[11]，造成了冷冻条件下鱼产品不同于冷藏条件的腐败机制。如何有效而快速地评价水产品的新鲜度是目前迫切需要解决的问题。无论在何种贮藏条件下，鱼体中具有鲜味特征的TMAO均在鱼体死亡后转变为具有腐败特征的挥发胺。本试验在之前研究[12，13]的基础之上，进一步提出将鱼体中具有腐败特征的挥发胺与鲜味特征的TMAO构成比例来评价鱼产品的新鲜度。

草鱼（Ctenopharyngodon idella）属鲤形目鲤科雅罗鱼亚科草鱼属，多生长在平原地区的淡水水域，应用挥发胺/氧化三甲胺对草鱼进行新鲜度检测还未见报道。以草鱼作为试验对象，分别将0、5 ℃作为冷藏条件，30 ℃作为常温条件，-18 ℃作为冷冻条件，分别模拟冷藏、常温和冷冻贮藏过程，将挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值分成TMA/TMAO摩尔比值和（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值两种形式分别对冷藏、常温贮藏条件下的样品和冷冻保藏的样品进行品质评价，研究鱼肉中TMA/TMAO摩尔比值和（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值在贮藏过程中的变化规律；同时对样品中的TMAO、TMA、DMA、FA、TVB-N和TVC进行检测，分析各指标作为草鱼新鲜度评价指标的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

草鱼采购于广西壮族自治区柳州市潭中农贸市场，尾重为（1.5±0.2） kg。

1.2 保藏试验

将样品活鱼用冰水致休克后，再击头致死。根据贮藏条件的不同将样品鱼分成4组，第一组将样品鱼放入带有漏水孔的泡沫箱中，泡沫箱中为层鱼层冰结构，再将泡沫箱放入3 ℃的培养箱中，适时换冰，此为0 ℃；第二组放入5 ℃冰箱冷藏室中；第三组放置在温度为30 ℃的恒温培养箱内，作为常温条件；最后一组将样品放入-18 ℃的冰箱冷冻室中保藏，作为冷冻环境。

1.3 样品处理

按照SC/T 3016-2004方法取样，除去鱼鳞、鱼皮，取背部和腹部肌肉，将鱼肉绞碎后，称量并分装进经灭菌后的自封袋中，定时取出，对样品中的各项指标进行测定。留出整鱼进行感官评定，每次检测做3个平行试验，取其平均值。

1.4 试验仪器

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器公司；LD4-2型低速离心机，北京医用离心机厂；PHS-25CW微机型pH/mV；UV-2012PC型紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器有限公司；SPX-250B-Z型生化培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；LRH-250A生化培养箱，广东省医疗器械厂；ZFD-A5040A型全自动新型鼓风干燥箱，上海智城分析仪器制造有限公司；JJ200型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；半微量凯氏定氮蒸馏器；冰箱。

1.5 测定方法

1.5.1 感官评价 由7名感官评定人员进行感官评价试验，冷藏和常温条件下的感官评价方法参照崔正翠等[14]的感官评定标准并稍作修改，具体评定标准见表1。冷冻条件下，样品从-18 ℃冷冻环境内取出，立即放入5 ℃的冷藏环境内解冻后，再进行感官评定，感官评定标准[14]见表2。

1.5.2 TVB-N含量的测定 参照水产行业标准ST/T 3032-2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》对TVB-N含量进行测定。

1.5.3 TVC的测定 参照GB 4789.2-2010进行测定。

1.5.4 TMA/TMAO摩尔比值的测定 应用苦味酸比色法对草鱼中的TMA和TMAO同时测定，此方法主要依靠TiCl3将样品中的TMAO全部还原成TMA，此时被还原的样品中包含固有的TMA和TMAO还原的TMA两部分，样品中TMAO含量是由TMA总量与样品中原有的TMA的量的差值换算所得出。所以，此方法在测定样品TMAO的同时也将TMA含量同时测出。具体方法参照李丰[15]所用方法并稍作修改，具体的TMA/TMAO摩尔比值计算公式如下：

TMA/TMAO摩尔比值=■×■

式中，mTMA为样品中三甲胺含量，单位为mg/100 g；mTMAO为样品中氧化三甲胺含量，单位为mg/100 g；MTMAO为TMAO的相对分子质量；MTMA为TMA的相对分子质量。

1.5.5 （TMA+DMA）/TMAO摩尔比值的测定 采用比色法对草鱼鱼肉中的DMA含量进行测定。（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值计算公式为：

（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值=■

式中，nTMA为每克样品中所含三甲胺物质的量，单位为mol/g；nDMA为每克样品中所含二甲胺物质的量，单位为mol/g；nTMAO为每克样品中所含氧化三甲胺物质的量，单位为mol/g。

2 结果与分析

2.1 冷藏和常温条件下草鱼各项指标在贮藏期间的变化

2.1.1 感官变化 由表3可知，在0 ℃和5 ℃贮藏条件下，草鱼分别在贮藏144 h和96 h时，肉质紧实度下降，鱼鳃颜色变暗，此时感官评定达到二级新鲜；分别在贮藏240 h和120 h开始腐败，开始腐败的草鱼出现腥臭味，体表和肌肉均渗出较多黏液，肌肉的颜色发黄并且肌肉弹性变差，此时感官评定草鱼到达货架期；分别在贮藏288 h和144 h时，感官评定结果为腐败中期。

由表4可以看出，常温条件下草鱼贮藏4 h到达二级新鲜；随着贮藏时间的延长，鱼体所产生腐败气味逐渐加重，在贮藏10 h时到达货架期，此时感官评定最大的特征是鱼体表面产生浑浊的黏液，肌肉的颜色发黄，肌肉弹性变差，并伴有氨臭味产生。

2.1.2 TMA和TMAO含量的变化 在0、5和30 ℃贮藏条件下，TMA随着贮藏时间的延长总体都呈持续积累状态（图1）。草鱼在冷藏和常温条件下，TMAO容易被腐败微生物分解产生TMA，使得TMA含量在鱼肉中积累。TMA含量的这一变化趋势可以对草鱼的腐败程度进行评价，但是仅凭单一的TMA含量指标只能了解到草鱼的腐败趋势，而不能确切地知道草鱼在任意时刻的新鲜度。冷藏和常温条件下草鱼处于货架期时测得的TMA含量的变化范围较大，例如在0 ℃时所测得草鱼货架期时的TMA含量水平处于5 ℃时二级新鲜状态，由此可以看出TMA含量作为草鱼新鲜度评定指标不灵敏。

TMAO含量在下降的过程中出现了回升的状态，不同温度条件下草鱼到达货架期时测得的TMAO含量的变化范围较大，例如在常温条件下所测得草鱼货架期时的TMAO含量水平却处于冷藏条件一级新鲜状态（图2），由此可以看出，仅凭鲜味成分TMAO含量很难对草鱼进行新鲜度评价。

2.1.3 TMA/TMAO摩尔比值的变化 在0、5和30 ℃贮藏条件下，TMA/TMAO摩尔比值分别在1.42、1.34和1.28处出现拐点（图3），此时的鱼肉已由最初的白色变成微黄色，鱼体开始散发出难闻的氨臭味，鱼体产生浑浊的黏液，感官评定为货架期，不同贮藏温度下草鱼的TMA/TMAO摩尔比值随贮藏时间逐渐增大，在货架期所测得的数值均大于1.28，由此可以看出在常温和冷藏条件下，当草鱼中TMA/TMAO摩尔比值小于1.28的时候为安全食用范围，并且在安全食用范围之内比值越小，样品的新鲜度就越高。

2.1.4 TVB-N含量的变化 从图4可以看出，处于不同贮藏条件下草鱼的TVB-N含量随贮藏时间的延长均呈上升趋势，并且贮藏温度越高，TVB-N含量的增长速度会越快，这是因为低温会抑制一些微生物的生长。在0、5和30 ℃贮藏条件下，草鱼二级新鲜时的TVB-N含量分别为13.20、14.68、15.63 mg/100 g。根据鲜、冻动物性水产品卫生标准GB 2733-2005，淡水鱼类的TVB-N含量不得超过20 mg/100 g。3个贮藏条件下的TVB-N含量分别为16.80、19.30和18.89 mg/100 g时鱼体进入货架期。因此，试验所得结果未超出限值，并且此判定结果与感官评定结果相一致。

2.1.5 TVC的变化 由图5可知，随着贮藏温度的增加，3个贮藏温度下的菌落总数逐渐增加，且随着贮藏温度的升高，微生物增加的速度变快。从图5还可以看出，冷藏条件下，贮藏初期存在滞缓期，而常温条件下，微生物的生长直接进入了对数期。由冷藏和常温条件下TVC的这一变化趋势可知，TVC可以表征该条件下草鱼被微生物污染的程度。

2.2 冷冻条件下草鱼各项指标在贮藏期间的变化

2.2.1 感官变化 冷冻条件下保存的样品的腐败中期状态与冷藏条件下有很大的不同，冷冻条件下不会出现难闻的酸腐味道，当草鱼贮藏到21 d时，感官评定为二级新鲜；贮藏时间达到135 d时，感官评定为货架期；当草鱼贮藏到195 d时，感官评定为腐败中期（表5）。

2.2.2 TMA含量的变化 由图6可知，冷冻条件下TMA含量变化缓慢，以至于冷冻草鱼到达货架期时的TMA含量小于冷藏和常温条件一级新鲜时的TMA含量，并且冷冻条件下肌肉品质等其他因素主导着草鱼的品质，所以在冷冻条件下TMA含量很难对草鱼的品质做出评价。

2.2.3 TMAO、DMA和FA含量的变化 冷冻过程中草鱼的TMAO含量水平整体呈下降趋势（图7），与常温和冷藏条件相同，草鱼在冷冻条件下TMAO含量在下降的过程中也出现了回升现象。试验在冷冻条件和常温条件选择了两个批次的草鱼，不同批次的草鱼初始时刻TMAO的含量有一定差别，并且又由于贮藏条件的不同，以至于冷冻条件下初始状态所测得的TMAO含量水平处于常温条件货架期状态。冷冻条件下，草鱼中的DMA含量贮藏前期的变化较不稳定，参照感官评定结果，DMA含量很难对冷冻草鱼进行新鲜度评价，并且FA和DMA含量是冷冻条件下的腐败成分，这就决定了应用FA和DMA含量评价草鱼新鲜度的局限性。

2.2.4 （TMA+DMA）/TMAO摩尔比值的变化 与常温和冷藏贮藏条件相比，冷冻条件下草鱼的（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值没有在腐败中期之前出现拐点，这是由于低温条件下样品的腐败过程变得更加缓慢。（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值在前20 d内增长较为快速（图8），冷冻条件下，草鱼在储藏21 d时由一级新鲜转为二级新鲜，此时（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值为0.65；比值为0.96时，感观评定为货架期；比值为1.25时，感官评定为腐败中期。由此可知，冷冻草鱼的（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值随贮藏时间延长逐渐增大，并且当它大于0.96时，由感官评定可得样品超出了安全食用范围。

2.2.5 TVB-N含量的变化 由于冷冻条件下，草鱼中的TVB-N含量随时间变化先快速增加而后变化趋于平稳（图9）。与较高温度条件下贮藏样品产生恶臭而达到腐败中期不同，冷冻条件下的腐败中期并不是以出现恶臭为主要标志的，鱼肉肉质的变化最为明显，试验在感官拒绝时所测得的草鱼中的TVB-N含量为19.77 mg/100 g，其仍然在鲜、冻动物性水产品卫生标准GB 2733-2005所划定的20 mg/100 g安全范围之内，由此可看出应用TVB-N含量对于冷冻草鱼的新鲜度评价有一定的局限性。

2.2.6 TVC的变化 由于在冷冻条件下大量微生物的活性受到抑制，甚至超过最低生长温度而死亡，所以测得的TVC整体呈下降趋势（图10），贮藏前期样品TVC有升高的趋势，这是因为贮存温度的不稳定导致微生物物理化学性质发生变化所造成的。经过长时间的冷冻不能使样品达到完全灭菌，只是抑制微生物的生理机能，草鱼冷冻前的菌落总数要高于冷冻之后的，说明只应用TVC对冷冻草鱼进行品质评价不可行。

3 结论

应用TMA和TMAO含量对草鱼进行品质评价时，会由于草鱼的个体差异和贮藏条件的不同，而导致同种新鲜等级下所测得的TMA和TMAO含量产生较大差异。在冷冻条件下，草鱼中的DMA含量在贮藏前期变化较为不稳定，参照感官评定结果，DMA含量很难对冷冻草鱼进行新鲜度评价。草鱼中挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值在贮藏过程中变化稳定，参照感官评定结果，综合3个贮藏条件下货架期时的挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值，得出在常温和冷藏条件下，TMA/TMAO摩尔比值为1.28，在冷冻条件下（TMA+DMA）/TMAO摩尔比值为0.96时，样品到达货架期。在冷藏和常温条件下，草鱼的TVB-N含量和TVC变化趋势稳定，所以TVB-N含量和TVC适用于该条件下草鱼的品质评价，但是在冷冻条件下TVB-N含量的变化较为缓慢，以至于TVB-N含量在评价冷冻草鱼品质时敏感度变差，同时TVC在贮藏过程中逐渐减少，导致TVC很难反映冷冻贮藏样品的真实鲜度。

通过分析以上结果可知，挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值可以作为判定草鱼新鲜度的指标。但是由于受到多种因素的影响如饲养方式、捕捞方式与致死方式的不同，会导致应用挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值来评定草鱼新鲜度时可能会出现误差，还需要大批量的、多种温度条件下的试验才能使挥发胺/氧化三甲胺摩尔比值成为水产品规范化的指标，为中国的水产品加工、贮藏与贸易提供参考依据。

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