预处理对养殖大黄鱼物流中 保鲜品质的影响

陈世达,郭美辰,杨留明,张登科,雷叶斯,杨巨鹏,张慧恩,杨 华,*

(1.浙江万里学院生物与环境学院,浙江宁波 315100; 2.宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211)

大黄鱼(Pseudosciaenacrocea)属鲈形目石首鱼科,俗称黄花鱼,繁衍于温暖的近海水域,肉质细嫩鲜美,体色金黄,富含二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等高度不饱和脂肪酸[1-4],具有高蛋白、低胆固醇的食用品质,深受人们喜爱。然而伴随着大量的捕捞,野生大黄鱼数目锐减以致形不成渔汛,甚至濒临衰竭,难以捕获到性成熟的亲鱼[5]。此后各沿海地区开始陆续进行人工养殖,并从福建闽东地区向全国推广,浙江舟山和福建福州地区也已我国重要的大黄鱼养殖场[6-7]。随着大黄鱼养殖业的大力发展,其产量不断攀升,也推动着大黄鱼销售向内陆省份发展的趋势。

水产品冷链物流采用先进的人工制冷技术提升水产品加工工艺和生产贮运等一系列环节的技术衔接,最大程度地保持水产品原有品质的一整套综合设施和管理手段[8-10]。近年来，我国的水产品冷链物流形成了以交通网络和运输工具为依托,以生产性、分配性水产冷库为主,加工基地船、渔业作业船为辅的冷藏链,各地也纷纷建设小冷库,水产冷链物流得到了快速发展[11-12]。但目前国内水产品冷链物流还处于低起点水平,与国外的智能物流相差较大[9]。

杨胜平[13]等研究发现，当水产品贮藏销售时间被延长时,其鲜度品质会下降,尤其是出现温度的波动或冷链脱节,从而导致市场销售时的货架期严重缩短。目前，水产品批发零售市场等渠道仍是我国水产品贮藏销售的重要环节,但是缺乏水产品第三方物流公司的市场运作[14]。养殖大黄鱼易腐、易变质,需要从捕捞到产品加工、贮运、销售各环节使用严格的温度控制的冷链物流。养殖大黄鱼腐败变质主要是受微生物的生长繁殖和肌肉组织蛋白酶的作用,而温度影响微生物生长和酶的活性[15-16],在大黄鱼刚捕捞上来之后采取一定的处理措施，能较好地保持水产品的鲜度。因此,采取相应措施进行水产品的前处理,延长其流通货架期就是有必要的。据赵宏强[17]报道,经超高压前处理的水产品,在合适的压力条件,压力大小与杀菌保鲜效果成正比,压力越高,杀菌保鲜效果越显著,在一定的保压温度与压力条件下,适当延长保压时间有助于杀菌。Ma等[18]研究发现,经293 MPa压力下处理120 s的太平洋牡蛎,在5 ℃条件下货架期可延长至6～8 d,冰藏货架期达16～18 d。张超[19]研究表明，臭氧水在贮藏初期能够有效地降低溢蛏的菌落数,延缓缢蛏在贮藏前期挥发性盐基氮等理化指标的变化,且浓度越高,保鲜效果越明显。据励建荣[20]研究,影响水产品货架期最主要的因素是微生物,当水产品受到污染后,微生物会在水产品上迅速大量增殖,水产品腐败过程中起主要作用的是特定腐败菌。本论文提出在冷链物流过程前,对养殖大黄鱼进行预处理的实验方案,以冷盐水浸泡、液氮冷冻、茶多酚溶液浸泡进行前处理[21-24]，研究不同前处理方式对养殖大黄鱼物流中保鲜品质的影响，以期为改善水产品冷链物流保鲜技术提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

养殖大黄鱼 购于宁波路林水产市场,活鱼每条约450 g,存放于装有碎冰的泡沫盒中,运回实验室;硫代巴比妥酸、甲基红、三氯乙酸、高氯酸、苦味酸 均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司;腺苷三磷酸、腺苷二磷酸、腺苷酸、肌苷酸、次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤 均为标准品,上海源叶生物科技有限公司;营养琼脂培养基 分析纯,杭州微生物试剂有限公司。

Forma-725超低温冰箱 艾本德中国有限公司;PL2002电子分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);5804R离心机 艾本德中国有限公司;100Conc紫外分光仪 岛津-GL消耗品销售公司;KDN凯式定氮仪 浙江托普云农科技股份有限公司;Waters高效液相色谱仪 上海瑞玢国际贸易有限公司;可调式冰箱 青岛海尔特种电冰柜有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品预处理 将养殖大黄鱼去鳞、去头、去尾、去皮、去内脏,剔除主骨后冰水洗净后,切成3 cm×3 cm块状鱼肉后，按实验方案进行前处理。

1.2.2 样品前处理 前处理一:茶多酚溶液浸泡:采用王玉婷等[23]的方案,经4 ℃ 0.2 g/L茶多酚溶液以1∶10 g/L的料液比浸泡4 h。前处理二:液氮冻结:将真空包装后鱼肉置于大量液氮的泡沫盒浸泡5 min[24]。前处理三:盐水浸泡:经4 ℃ 10 g/L NaCl 溶液以1∶10 g/L的料液比浸泡7 h。浸泡后脱脂棉吸干表面水分,采用5 cm×8 cm PE袋封装,每个样设置三个平行,并标上1、4、6、13、15、19、22、23、25 d,并设立对照组,对照组不处理,包装时样品至于冰桶中。按模拟物流过程(表1)的方式贮藏,并在取样日取出样品后进行测定。

表1 物流过程Table 1 Logistics process

1.2.3 物流过程建模 通过对目前水产贮运保鲜方案参考并建立模型,主要模拟B2B(市外销售)。

1.2.4 pH的测定 参考施建兵等[16]的方法,称取(5±0.01) g鱼肉,绞碎,加45 mL蒸馏水(pH7.0),匀浆机匀浆1 min,静置30 min,测定pH,蒸馏水为空白,实验重复三次。

1.2.5 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 根据GB 5009.228-2016[25],并略做修改。称取(5±0.01) g鱼肉,绞碎,加45 mL 0.6 mol/L HClO4溶液,静置1 h后过滤备用,滤液于2～6 ℃下贮存。准确吸取5.0 mL样品滤液注入凯氏定氮仪消化管内,加入10 g氢氧化钠固体,装紧消化管,以防漏气,同时,在锥形瓶中加入20 g/L硼酸溶液作为吸收液。通入蒸汽,蒸馏5 min。用0.01 mol/L HCl标准溶液滴定锥形瓶中的吸收液,至溶液显浅黑红色为终点,同时用5 mL HClO4代替样品滤液进行空白实验。按照公式计算TVB-N值。

式中,V1:测定用样液消耗盐酸标准溶液体积,mL;V2:试剂空白消耗盐酸标准溶液体积,mL;C:盐酸标准溶液的试剂浓度,mol/L;14:与1.00 mL盐酸标准滴定溶液[C(HCl)=1.00 mol/L]相当的氮的质量,mg;m:样品质量,g。

1.2.6 细菌总数的测定 根据GB 4789.2-2010[26]中的平板计数法测定菌落总数。取(5±0.01)g鱼肉按国标要求进行处理。根据预实验,选择10-3、10-4稀释梯度的样品,每个稀释度做3个平皿,同时以生理盐水作空白对照,(30±1) ℃培养(72±3) h。

1.2.7 K值的测定 参考邱伟强等[27]和SC/T3048-2014[28]的方法。鱼类新鲜度指标K值的测定采用高效液相色谱法并略做修改。称取绞碎的鱼肉样品(1±0.01) g置于50 mL离心管中,加入20 mL 0.06 mol/L高氯酸,振荡1 min,在4 ℃下,8000 r/min离心10 min,取出上清液,重复操作一次,合并上清液,调pH至6.0～6.4,定容至50 mL,用0.22 μm微孔滤膜过滤,滤液4 ℃保存,待测。

色谱分析条件为:C18柱,150 mm×4.6 mm,粒径5 μm;流动相:0.002 mol/L KH2PO4混合C2H3N,用2 mol/L磷酸调节pH;流速1.0 mL/min;柱温:35 ℃;检测波长:254 nm;进样量:20 μL。

K值计算公式:

式中:CATP:样品中腺苷三磷酸的含量,μmol/g;CADP:样品中腺苷二磷酸的含量,μmol/g;CAMP:样品中腺苷酸的含量,μmol/g;CIMP:样品中肌苷酸的含量,μmol/g;CHxR:样品中次黄嘌呤核苷的含量,μmol/g;CHx:样品中次黄嘌呤的含量,μmol/g。

1.2.8 硫代巴比妥酸(TBA)的测定 根据杨胜平等[13]和范文教[29]的方法,并略做修改。准确称取鱼肉(5±0.01) g剪碎，置于50 mL离心管中,按杨的方法进行处理后,过滤,滤液定容至50 mL,取8 mL滤液于小烧杯中,加入8 mL 0.02 mol/L TBA溶液,用保鲜膜封口,阻止水汽交换,沸水浴20 min,取出,流动水冷却5 min后，用分光光度计在532 nm处测吸光度(A)。以双蒸水为空白样,每组平行3次。

TBA计算:TBA(mg/100 g)=A×7.8

式中,A为532 nm处吸光度。

1.3 数据处理

实验重复3次,采用Excel进行统计分析,并计算标准偏差。

2 结果与分析

2.1 处理方式对物流过程中鱼肉pH的影响

不同前处理条件下,鱼肉pH呈现先降低后升高的趋势。在贮藏初期时,养殖大黄鱼呼吸作用停止,但肌肉仍旧需进行新陈代谢。糖原在缺氧条件下,产生乳酸,同时ATP分解产生游离磷酸基团使得pH逐渐下降[30]。至贮藏后期时,氨基酸等含氮物质分解成氨及胺类等碱性化合物,使得pH开始回升[30]。由图1可以看出,13 d前pH下降的程度不大,到了第15 d开始迅速下降,根据物流过程来看,-35 ℃的低温对鱼肉pH的控制有着不错的表现,而-18 ℃的保藏效果较差。对比第13、15 d时,可以发现从-35 ℃转移到-18 ℃后,pH出现了较大的降低，第25 d时，茶多酚组pH为6.48，液氮组pH为6.57，最高的为对照组,pH为6.71。经茶多酚和液氮处理的样品的pH变化幅度较其他两种平稳,且回升的天数稍滞后于冷盐水处理和对照组。据鞠健[31]报道,鱼肉的pH易受季节等诸多因素影响,所以,pH可以作为评判鱼肉品质好坏的参考指标[30]。

图1 不同前处理对物流过程中的养殖大黄鱼pH的影响Fig.1 Effects of different pre-treatments of cultured large yellow croaker on pH during logistic process

2.2 处理方式对物流过程中大黄鱼TVB-N值的影响

TVB-N值是判断蛋白类食品新鲜度的一个重要指标,水产品在运输、贮藏过程中,由于微生物生长繁殖和肌肉组织蛋白酶的作用,蛋白质会逐渐分解并产生胺类及氨等挥发性的碱性含氮化合物[32-33]。由图2可知,物流保藏的第1～6 d,冷盐水组的TVB-N值较明显低于其他处理方式,可能是由于低盐浓度降低了微生物繁殖生长速率,减缓了蛋白质降解,从而抑制了TVB-N值的增加。在物流保藏的第25 d时,茶多酚组比冷盐水组低了7 mg/100 g,这是由于茶多酚在物流保藏中能有效延缓微生物生长和鱼肉理化性状改变,保证大黄鱼的感官品质[34]。第19、22 d时,茶多酚的抑菌保鲜作用优势才开始体现出来,此时茶多酚组的TVB-N值为30.07 mg/100 g,比冷盐水组低了7.73 mg/100 g。液氮组的TVB-N值比较高,效果并不理想,可能跟液氮速冻后温度又有所回升,使部分嗜冷菌活跃,生长繁殖,从而使蛋白质分解有关[23]。就整个物流过程来看,茶多酚组较为理想。

图2 不同前处理对物流过程中的 养殖大黄鱼TVB-N的影响Fig.2 Effects of different pre-treatments on TVB-N value of cultured large yellow croaker during logistic process

2.3 处理方式对物流过程中大黄鱼菌落总数的影响

活体鱼因为鱼体表等组织携带细菌以及外部环境感染使细菌繁殖,引起鱼肉腐败变质。一般-18 ℃条件下,大多数微生物停止生长繁殖,但某些嗜冷菌仍然存活,当样品解冻升温时,又会恢复生命力[23]。

由图3可见,随着贮藏时间的增加,鱼肉的菌落总数逐渐增长。到第15 d时,微生物数量明显增多,而第20 d后,菌落总数也渐增,而对照组在第22、23 d时出现部分样品菌落总数不可记的情况。对比全物流过程,从第13 d往后来看,茶多酚组菌落总体是低于其他组的,从第15 d时起,茶多酚组菌落总数增长都低于其他组,至第25 d时，茶多酚组的菌落总数达到3.48 log(cfu/g),比液氮组低了0.19 log(cfu/g),可能是茶多酚的抗菌抗氧化作用减缓了蛋白质、糖类、脂类的分解氧化,使细菌生长繁殖所需的小分子物质有所减少,而减缓细菌的繁殖[15]。而且,液氮冻结对细菌生长的抑制效果明显。

图3 不同前处理对物流过程中的 养殖大黄鱼菌落总数的影响Fig.3 Effects of different pre-treatments on the total colony number of cultured large yellow croaker during logistic process

2.4 处理方式对物流过程中大黄鱼K值的影响

活体鱼在死后初期细胞内ATP停止产生,并且易分解成AMP、ADP、HxR、IMP、Hx等,最后变成尿酸[3]。K值是ATP及其分解产物的相对值,从而反映ATP降解反应进行的程度[35]。K值能反应鱼体初期新鲜度变化和品质风味有关的生化质量指标,并作为评价鱼种前期鲜度的指标。行业标准规定即杀鱼时的K值在10%以下,一级鲜度标准是K值在20%以下,20%～40%为二级鲜度,60%以下为可供一般食用与加工,60%～80%为初期腐败[36]。

由图4可以看出,对照组的K值在物流过程中呈现先增加后逐步减少的趋势,这也表明了K值是一个表现初期鲜度的指标,这与ATP的分解速率不无关系,ATP分解后进一步得到AMP、ADP、HxR、IMP、Hx。HxR、Hx会在保藏初期逐渐聚积,之后大量聚积的HxR、Hx开始降解,K值会逐渐升高然后降低。冷盐水组K值在第4 d之后基本趋于稳定,可能是盐水减缓了HxR、Hx的分解进程。液氮组K值第1 d超过30%,而茶多酚组K值从第1 d的23%一直到第13 d的36%,都是各时段的较低值。第15 d时，茶多酚组K值为25.2%，比对照组低3.2%。总体来看,茶多酚组对大黄鱼初期鲜度保鲜较为良好。

图4 不同前处理对物流过程中的养殖大黄鱼K值的影响Fig.4 Effects of different pre-treatments on K value of cultured large yellow croaker K value during cogistic process

2.5 处理方式对物流过程中大黄鱼TBA值的影响

不饱和脂肪酸氧化分解产物丙二醛与硫代巴比妥酸反应会生成具有共轭结构的红色化合物[31],TBA值与多不饱和脂肪酸和磷脂的氧化有关,因为多不饱和脂肪酸易氧化,所以以此来表示贮藏早期脂肪的氧化程度[37]。

由图5可见,随着冻藏天数的增加,物流过程中TBA值呈现先增加后下降的趋势。但每组各时间段的变化规律并不明显,这也与何木等[38]和张旭光等[39]的测定结果相似。在第1、4 d时,冷盐水组TBA值比较高,之后冷盐水组和对照组TBA值则保持了一个较低的水平。而液氮组TBA值在第1、4、19、22、25 d时较高,可能是因为冻结使鱼肉中的自由水含量减少,但同时增加了剩余溶液的浓度,反而加重了鱼肉脂质的氧化程度[40]。而在全物流过程中,茶多酚组TBA值的变化规律并不明显,第25 d时，TBA值为0.68 mg/100 g,比液氮组低0.23 mg/100 g,其TBA值增长也是最为缓慢的,说明用茶多酚处理能够更好地抑制脂类氧化和抑菌作用[41]。付兆辉等[42]实验表明,虽然羰基类化合物是与TBA反应的主要参与物质,但还有酮、酸、酯、糖、吡啶、维生素等也会参与此类反应,所以也比较难形成统一的判断标准,需要与其它指标结合共同判断样品新鲜度[43]。

图5 不同前处理对物流过程中的 养殖大黄鱼TBA值的影响Fig.5 Effects of different pre-treatments on TBA value of cultured large yellow croaker during logistic process

3 结论

本文对养殖大黄鱼进行了不同的前处理,并研究其在模拟物流过程中品质的变化。结果表明,所有处理方式的养殖大黄鱼均表现出pH升高、鲜度降低、保鲜品质下降的现象,而茶多酚组的菌落总数、TBA值、TVB-N值均明显低于其他前处理组。因此,在全物流过程中,较为理想的前处理方式是采用茶多酚进行处理;同时,从模拟过程可以看出，温度越高,对养殖大黄鱼各项品质的影响越大,由此可见,在物流过程中,应尽量降低温度以保证养殖大黄鱼肉的品质。养殖大黄鱼的品质保鲜可以采用茶多酚浸泡进行前处理,再依托物流冷链进行运输,并尽可能将物流温度保持在-35 ℃以下,而把-18 ℃作为中短期物流的温度。