TVB—N与生鲜草鱼片储藏时间和温度的关系

徐晨+耿胜荣+白婵+戴坤+熊光权+鉏晓艳+李海蓝+李新+廖涛

摘要：挥发性盐基氮（TVB-N）是反映水产品鲜度变化的重要指标之一。通过测定不同贮藏温度下的TVB-N随时间的变化值，并配合感官评价和汁液流失率的测定，研究其与生鲜水产品草鱼（Ctenopharyngodon idellus）腐败的相关关系，并建立TVB-N值与贮藏时间和贮藏温度之间的动力学模型。结果表明，挥发性盐基氮的值与贮藏温度及时间均呈正相关，即温度越高，时间越长，TVB-N值越大且增长趋势越明显，感官评分下降，汁液流失率上升，指标变化均反应水产品腐败程度加深。不同温度下TVB-N值随贮藏时间变化呈显著正相关（R2>0.987）。其一级反应动力学模型和阿伦尼乌斯方程对TVB-N值的变化有很高的模拟精度。挥发性盐基氮变化阿伦尼乌斯方程的回归系数为7.77×109。

关键词：草鱼（Ctenopharyngodon idellus）；挥发性盐基氮；温度；线性回归分析；动力学模型

中图分类号：S965.112 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）23-6204-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.23.051

Abstract： Total volatile basic nitrogen（TVB-N） is one of the important indexes to evaluate the freshness of aquatic products. To study the relationship of TVB-N and fresh grass carp fillet spoilage， changes of TVB-N，sensory qualities and juice leakage rate with time at different storage temperature were investigated by periodically determination. The kinetic model was established between TVB-N value and storage time and temperature. The results showed that TVB-N values were positively correlated with storage temperature and time，that is， the higher the temperature， the longer the time，TVB-N value will be higher and the growth trend is more obvious. Accompanied by a decline in sensory scores，drip loss rate was on the rise. Indicators of changes response to the deepening of the degree of corruption of aquatic products. The TVB-N values were significantly positively correlated with storage time in difference storage temperature（R2>0.987）. The first order reaction kinetics model and the Arrhenius equation have very high simulation precision to the change of TVB-N values with time and temperature. The regression coefficient of Arrhenius equation in TVB-N change is 7.77×109.

Key words： grass carp（Ctenopharyngodon idellus）；TVB-N；temperature；linear regression analysis；kinetics model

草魚（Ctenopharyngodon idellus）属鲤形目鲤科雅罗鱼亚科，是中国重要的淡水经济鱼类，与青鱼（Mylopharyngodon piceus）、鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙鱼（Aristichthys nobilis）并称中国的“四大家鱼”。其拥有高蛋白低脂肪的特点，同时鲜销价格适中，深受消费者喜爱。草鱼蛋白质含量为18.00%～26.00%，其粗脂肪含量为2.08%～4.36%[1]，但其水分含量高达80%以上，组织蛋白酶的活性较高，且鱼体内微生物较多，在储藏、加工等过程中极易腐败变质和感染微生物，同时微生物受贮藏温度影响显著，因此对贮藏温度的研究尤为重要[2]。

挥发性盐基氮（Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N）通常用来衡量富含蛋白质食品的新鲜度。新鲜食品随着时间的推移，贮藏过程中细菌不断繁殖，直到其完全腐败，这个过程中TVB-N值变化显著，同时TVB-N值测定简单快速，是目前国内及国际上水产、肉、蛋等食品使用较为普遍的鲜度指标[3，4]。生鲜水产品由于酶和细菌的作用，在腐败过程中促使蛋白质分解产生氨以及胺类等碱性含氮物质，这类物质可以与腐败过程中分解产生的有机酸结合，形成一种盐基态氮积聚在肉制品当中[5]，其含量的变化直接影响食品腐败程度。

动力学模型是利用一些如随贮藏时间的延长微生物在对数期生长繁殖导致水产品相关品质指标变化的参数为数据，并将其作为因变量，其变化趋势会根据具体条件的不同而发生相应变化。目前，国内外对部分水产品品质变化动力学模型进行了研究，如戴志远等[6]对贮藏过程中贻贝品质变化动力学模型进行了研究，Umberto等[7]研究了不同氧压、湿度和pH等条件下鲱体中D-天冬氨酸外消旋作用的动力学模型。本试验研究生鲜草鱼片在不同贮藏温度下，挥发性盐基氮含量的变化，从而判断鱼肉的腐败程度，得到温度与鱼肉腐败随时间的变化关系。配合感官评价指标和汁液流失率的变化，达到最佳研究结果，建立有效的TVB-N值与贮藏时间及温度的动力学模型，以期为生鲜水产品保鲜储藏提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

原料：新鲜草鱼（4～5 kg）购于武商量贩农科城店。

试剂：氧化镁、硼酸、甲基红指示液、溴甲酚绿指示液、盐酸等。

仪器：LDPE型真空包装袋购于江县滨海包装材料有限公司；凯氏定氮仪购于天长市旭立玻璃仪器有限公司；HITACHI CF-15R型高速微量离心机购于天美（中国）科学仪器有限公司；GB-1000型全自动真空包装机购于康贝特食品包装器械有限公司；12-065型均质机购于宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 将鲜活草鱼进行“三去”（去头尾、去鳞、去内脏）处理。取脊背部鱼肉洗净、沥干、去骨切成鱼段（50 g/段），用LDPE真空包装袋进行真空包装，每袋装50 g鲜草鱼肉，分成3个组，分别标号为A、B、C，贮藏温度分别是-3、0、4 ℃，贮藏0、2、4、6、8、10、12、14、16 d取样测试。测定时，称取10 g鱼样，切碎搅匀，置于烧杯中，加100 mL水均质，6 000 r/min 4 ℃离心5 min，取清液过滤，滤液置于冰箱中备用，待测。

1.2.2 挥发性盐基氮的测定 挥发性盐基氮（TVB-N）含量参照GB/T 5009.44-2003微量扩散法测定，稍作修改，测试3个平行，取平均值。按照GB 2733-2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》的规定，一级鲜度淡水鱼TVB-N≤13 mg/100 g，二级鲜度淡水鱼为TVB-N≤20 mg/100 g，判断各样品的新鲜度[8]。

1.2.3 感官评价 以草鱼的色泽、气味、质地和外观作为指标进行感官评定，评定人员由8名人员组成，感官评定采用 Brady等[9]的方法进行打分，评分项目和标准见表1。

1.2.4 汁液流失率的测定 按照AOAC的方法测定[10]：汁液流失率=（贮藏前鱼片质量-贮藏后鱼片质量）/贮藏前鱼片质量×100%。

1.2.5 TVB-N随贮藏温度变化动力学模型的建立 采用一级化学反应动力学模型对生鲜草鱼片在贮藏过程中不同温度下TVB-N值的变化规律建立模型。

2 结果与分析

2.1 温度、保藏时间与TVB-N的关系

从表2可以看出，在不同温度下，生鲜草鱼片TVB-N的值均随贮藏时间的增加呈增长的趋势，并且随着温度的升高，增长趋势越明显。4 ℃下生鲜草鱼片贮藏8 d已经超过二级鲜度，0 ℃下贮藏12 d达到二级鲜度，-3 ℃下贮藏8 d TVB-N值为12.77 mg/100 g≤13 mg/100 g仍处在一级鲜度，16 d后为22.37 mg/100 g超过二级鲜度，腐败程度不可接受。

水产品由于微生物和酶的作用，随着贮藏时间的延长，微生物不断繁殖，产生大量三甲胺、有机酸、硫化物等具有腐败臭味和异味的代谢产物，TVB-N值快速上升[11]。同时低温能有效地抑制微生物的生长代谢，因此能减缓TVB-N的增加。所得结果与杨华等[12]的试验结果相近，同时国内外学者也都研究得到鱼类在储藏期内TVB-N不断上升[13，14]。

2.2 感官分析

试验结果表明，生鲜草鱼片贮藏在-3、0、4 ℃下时，分别于8、4、2 d进行调查，生鲜草鱼片符合国家一级鲜度淡水鱼的标准（TVB-N值≤13 mg/l00 g）。此时，鱼体肌肉色泽明亮，有鱼香味，随着储藏时间的延长，光泽度变暗，伴有魚腥味产生；肌肉纤维清晰有弹性和坚韧性，指压后恢复能力较好，肉体不黏手。3组样品达到变质（TVB-N值>20 mg/100 g）的时间也不同。对3组样品分别在14、12、8 d时进行评价，感官评分为一般。温度越高，变质越快，变质后，肉体变白伴随淡黄色汁液流出，按压后的凹陷恢复能力差，有刺鼻恶臭，肌肉用手易捏碎。试验结果与挥发性盐基氮值的趋势基本一致。

2.3 汁液流失率

从图1可以看出，不同贮藏温度下，生鲜草鱼片的汁液流失率随时间的延长均呈增长的趋势，且在0～4 d增长趋势较为明显，至6 d增长趋势均开始减缓。4 ℃冷藏和0 ℃冰藏下的生鲜草鱼片鱼肉失水率差别不大，而在-3 ℃微冻保存下鱼肉汁液流失率相对明显，可能是由于微冻保存下鱼肉组织结构破坏程度相对较大，导致鱼体失水程度大。

2.4 线性回归方程

由表3可知，生鲜草鱼片TVB-N值与贮藏温度有着密切关系，因此利用线性回归分析的方法描述2个变量间的关系，从而确定统计学模型，以预测和控制生鲜水产品贮藏过程中挥发性盐基氮的变化[15，16]。决定系数R2均接近1，说明温度对TVB-N值的影响程度较高，拟合程度接近直线。其中模型C的拟合优度最高。拟合优度越大，自变量对因变量的解释程度越高，自变量引起的变动占总变动的百分比高，观察点在回归直线附近越密集。因此，线性回归方程有很强的代表性。

表4的方差分析结果显示，相伴概率值<0.001，证明自变量与因变量之间线性关系成立。同时得到其组间均方去除组内均方的商，即F远大于1，说明各组均值间的差异有统计学意义。不同贮藏温度下线性方程为-3 ℃时，y=5.240+1.002x；0 ℃时，y=6.597+1.230x；4 ℃时，y=6.312+1.775x。

2.5 贮藏过程中挥发性盐基氮（TVB-N）变化的动力学模型

水产品在贮藏过程中的鲜度变化特点与其化学反应速率常数和活化能等动力学特性密切相关[17]。因此，选用一级化学反应动力学模型对储存过程中TVB-N值的变化与贮藏温度和时间的关系进行描述，该动力学模型为：

T=T0eKot

式中，T为挥发性盐基氮（TVB-N）（mg/100 g）；T0为挥发性盐基氮（TVB-N）最初的量（mg/100 g）； K0为TVB-N变化速率常数；t为贮藏时间（d）。

表5中Kt常数是线性方程结合阿伦尼乌斯方程计算所得。方程相关系数>0.987，相关性良好。同时根据感官评价及表3综合得出，温度对生鲜鱼肉腐败程度影响显著。温度直接影响TVB-N速率常数。TVB-N速率常数Kt是温度的函数，采用阿伦乌斯方程得到Kt=Kt0e-E/RT，式中Kt0为回归系数；E为活化能（J/mol）；R为通常气体常数，R=8.314 J/mol； T为K氏温度。

拟合所得数据随贮藏温度的变化曲线（图2），对所得数据进行分析，其相关指数>0.993，表明TVB-N值变化速率常数随贮藏温度变化的拟和精度很高。得到TVB-N速率常数Kt0=7.77×109。通过以上分析和计算得出生鲜草鱼片在贮藏过程中TVB-N值变化的数学模型，其模型为T=T0eKtt，其中Kt=7.77×109e-51 183/RT。

3 小结

挥发性盐基氮是公认的描述生鲜水产新鲜度的重要指标之一。本研究表明，温度的改变显著影响TVB-N值，且随着贮藏时间的改变表现出显著相关性。随着贮藏时间的延长，TVB-N值与储存温度变化呈正比，表现为温度越高，TVB-N值越大，且其增长趋势越明显，同时伴随着感官评价得分越低，汁液流失率越大，进一步证明鱼肉品质显著下降，表現为生鲜鱼肉腐败程度越快。同时通过回归分析的方法得到不同温度下TVB-N值随时间变化的线性方程，-3、0、4 ℃下线性方程分别为y=5.240+1.002x，y=6.597+1.230x，y=6.312+1.775x。最终得到TVB-N值变化的数学模型，其模型T=T0eKtt，其中Kt=7.77×109e-51 183/RT。

参考文献：

[1] 徐文杰，李俊杰，贾 丹，等.近红外光谱技术分析草鱼营养成分[J].食品科学，2013，20：161-164.

[2] 王建辉，刘永乐，刘冬敏，等.冷藏期间草鱼鱼片脂肪氧化变化规律研究[J].食品科学，2013（6）：243-246.

[3] 冯志哲.食品冷藏学[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[4] 沈月新.水产食品学[M].北京：中国农业出版社，2001.

[5] 蒋立凤，叶扣贯.猪肉在冷藏中挥发性盐基氮含量的变化[J].肉类工业，2001（12）：17-18.

[6] 戴志远，宋广磊，王宏海，等.熟贻贝贮藏过程中品质变化的动力学模型[J].食品与发酵，2004，30（9）：44-47.

[7] UMBERTO L，TIZIANA M，JOHNNES O，et al.Racemization kinetics of aspartic acid in fish material under different conditions of moisture，pH，and oxygen pressure[J].Agric Food Chem，1999，47（7）：2879-2884.

[8] GB/T5009 44-2003，肉与肉制品卫生标准的分析方法[S].北京：中国标准出版社，2004.

[9] BRADY P L，HUNECKE M E.Correlations of sensory and instrumental evaluations of roast beef texture[J].Journal of Food Science，2009，50（2）：300-303.

[10] BOONSUMREJ S， CHAIWANICHSIRI S， TANTRATIAN S， et al. Effects of freezing and thawing on the quality changes of tiger shrimp（Penaeus monodon） frozen by air-blast and cryogenic freezing[J].J Food Eng，2007，80（1）：292-299.

[11] 吴奇子，陈 雪，刘 欢，等.不同贮藏温度条件下鲐鱼货架期预测模型的构建[J].食品科学，2015（22）：232-236.

[12] 杨 华，李 敏，揭 珍，等.美国红鱼贮藏过程中品质变化动力学模型研究[J].食品科技，2012（11）：136-140.

[13] 朱思潮，洪 惠，罗永康，等.冷藏条件下鳙鱼阻抗特性与鲜度的关系[J].中国农业大学学报，2012，17（2）：130-133.

[14] CAKLI S，KILINC B，CADUN A，et al.Quality differences of whole ungutted sea bream（S.aurata） and sea bass（D. labrax） while stored in ice[J].Food Control，2007，18（5）：391-397.

[15] 柴春祥，杜利农.动力学模型在鱼肉品质变化中的应用[J].食品工业技，2006（1）：75-76.

[16] 赵雪峰.基于SPSS回归分析对发电厂燃煤特性的试验研究[J].长春工程学院学报，2009（4）：40-42.

[17] HOLLINGWORTH T A，WEKELL J M M，SULLIVAN J J， et al. Chemical indicators of decomposition for row surimi and flaked artificial crab[J].J of Food Sci，1990，55（2）：349-352.