WAEW-MAP协同作用对秘鲁鱿鱼品质保鲜及质构变化的影响

董天嘉，李桂芬，何定芬，谢 超，李 娜

(1.浙江海洋大学食品与医药学院，浙江舟山 316022；2.浙江国际海运职业技术学院，浙江舟山 316021；3.舟山市福瑞达食品有限公司，浙江舟山 316021)

秘鲁鱿鱼，头足纲、真鱿科、美洲大赤鱿属，在广阔的东太平洋资源丰富。其中，在加利福尼亚、智利和秘鲁附近的水域或岛屿最为集中。因为海洋乌贼种类有很多，而且数量最丰富，所以秘鲁鱿鱼成为我国远洋渔业利用的主要品种之一。而且秘鲁鱿鱼价格低廉，肉质鲜美，营养丰富，所以已成为水产品加工业的重要原料之一。

弱酸性电解水(WAEW)是一种新型的防腐剂，在食品、医药、微生物等领域得到了广泛的研究和应用[1]。这种新型的具有保鲜效果的防腐剂是在一定条件下通过电解稀盐酸制成的，在抗菌方面尤其是对病原菌有明显的作用。对腐败菌，能显著抑制其的生长和繁殖。与传统的一些防腐剂相比，弱酸性电解水冰衣对微生物等细菌的抑制作用有着效率高、原料更容易得到、无污染，环保，操作方便等优点[2-5]。气调包装又称改性大气包装，是一种延长食品保质期的技术[6]。在包装中加入一定比例的气体，从而防止产品变质。该包装与4-羟基-3-甲氧基肉桂酸、绿茶提取物和4-己基间苯二酚有协同作用[7]。然而，弱酸性电解水结冰与改性气体包装的协同作用还少有报道[8-9]。所以，本研究利用弱酸性电解水-气调包装技术来作为秘鲁鱿鱼的防腐剂，以期为水产品保鲜剂的开发提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

秘鲁鱿鱼由舟山福瑞达食品有限公司提供；金黄色葡萄球菌购自中科院微生物菌种保藏中心。

惠普上分751-GW分光光度计；汉谱HP-380色差仪；麦克其S3500电子鼻分析仪；科美拓水分活度测定仪；岛津EZ-X质构仪；艾美捷TBARS定量检测试剂盒；大阪府TK-7408连续式电解水生成器；芬析CSY-L5卤素水分测定仪。

1.2 实验步骤

1.2.1 弱酸性电解水的制备配置

质量分数为0.5%的氯化钠溶液，使用连续的电解水发生装置制备弱酸性电解水。根据其体积的不同，制备 pH 为 6.4～6.6 的弱酸性电解水。电解时控制有效氯的浓度(ACC)为 6.4～6.5 mg·mL-1，氧化还原电位(ORP)为 520～540 mV。

1.2.2 金黄色葡萄球菌菌悬液制备

在制备金黄色葡萄球菌悬浮液前，对金黄色葡萄球菌进行活化培养。将金黄色葡萄球菌解冻后加入培养基中。然后在37℃恒温摇床上培养并恢复活力。悬浮液的浓度如下：103CFU·mL-1。

1.2.3 弱酸性电解水冰衣

将秘鲁鱿鱼样品彻底清洗至室温干燥后，将样品完全浸入金黄色葡萄球菌悬液中接种10 min，以确保样品的整个表面被微生物充分均匀覆盖。接种处理后的样品立即存放在-18℃冷冻箱中。用弱酸性电解水(0℃)进行预处理后，取出并浸泡样品，使样品外层涂覆均匀的冰衣(8.5～9.0 W·w-1)。以蒸馏水处理样品作为空白对照组。

1.2.4 气调包装

秘鲁鱿鱼样品采用聚酰胺/聚乙烯密封包装袋包装。通过改变包装过程中的气氛对样品进行分组。对照组包装气调成分为空气。各组样品在超低温冰箱中保存100 d，温度为-18℃，在不同的存储时间对微生物活性和挥发性盐基总氮(TVBN)、三甲胺(TMA)的含量，硫代巴比妥酸反应物的(TBARS)值、颜色、结构特征及挥发性风味等进行测量。以上述各项指标评价气调包装和弱酸性电解水冰衣处理对鱿鱼样品营养价值和感官风味的影响，以及在不同贮藏时间下的产品质量的变化。实验分组如表1[10]：

表1 实验分组Tab.1 Experiment grouping

1.3 评价指标

1.3.1 微生物指标

在无菌条件下将在室温下解冻后的鱿鱼与0.85%弱酸性电解水(90 mL)混合，匀浆2 min。均质液用10倍梯度稀释，每组溶液取0.1 mL，接种并在37℃平板琼脂培养基和Baird-Parker琼脂培养基中培养48 h，计算金黄色葡萄球菌菌落数和好氧菌落数[11]。随着菌落总数在100 d内的变化，样品的菌落抑制率为K=(A-A0)/A0×100%，其中A0为贮藏前的菌落总数。A是贮藏后的菌落数。

1.3.2 TVBN值

用半微量凯氏定氮法测定各组样品冷冻保存过程中TVBN的总含量[12]。

1.3.3 TMA总量

实验中样品的TMA总量的测定根据标准方法AOAC进行。

1.3.4 TBARS值

用TBARS比色法测定了产物在532 nm和600 nm处的吸收率，并计算各组样品TBARS随贮藏时间的变化[13]。

1.3.5 质构特性

分析根据秘鲁鱿鱼的肌肉结构，选择硬度、弹性和咀嚼度作为样本分析的参数。实验过程中使用仪器模拟咀嚼过程，采用二次挤压法进行测量。选择直径为50 mm的P/50平底圆柱形探头进行试验，试样压缩形状变量为30，试验速率为1.0 mm·s-1，压缩保留时间为3 s，每个样品平行测量3次。

1.3.6 颜色分析

通过使用色差仪来测定秘鲁鱿鱼的明度(L*)和红度(a*)从而进行样品颜色的分析，对不同贮藏时间下的样品平行测定3次并取其平均值。

1.3.7 挥发性风味分析

在进行电子鼻分析时，首先将样品在70℃下顶空采样30 min，设置分析仪基线校准时间5 min，泵流速 600 mL·min-1；采样时间 65 s，采样泵流速 200 mL·min-1；清洗时间 50 s，清洗泵流速 600 mL·min-1。测定完成后绘制主成分分析和线性判别分析图。

1.3.8 数据处理

利用SPSS19.0进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 微生物测定

表2显示了不同保鲜技术在冷冻贮藏过程中金黄色葡萄球菌的数量和好氧细菌的总数的变化情况。结果表明，各组样品在0～100 d其好氧菌总数和金黄色葡萄球菌数呈现先减少，后增加的变化趋势。其中对照组A在0～40 d内，好氧菌总数和金黄色葡萄球菌数有不显著降低 (P>0.05)，分别减少了0.08×104CFU·g-1，0.20×102cfu/g。在0～100 d内A组样品中两项指标数量显著上升，细菌增长率分别为KA需=34.53%、KA金=24.44%，说明原料样品中的微生物含量达到了预期水平，表明传统蒸馏水冰衣不能有效地抗菌，特别是在经过长时间的冷冻贮藏处理之后，传统技术对产品的抗菌效果不明显。

冷冻保存100 d后，B组、C组和D组处理对好氧菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果优于B组。此外，冷冻保存20 d后，C组的金黄色葡萄球菌的数量明显高于D组。当细菌生长速率为负值时，KD需>KC需、KD金>KC金。结果表明，当同样使用弱酸性电解水作为冰衣材料的处理条件下，抗菌效果最显著的气调条件为：40%的二氧化碳，10%的氧气，50%的氮气[14]。

表2 不同保鲜技术的抑菌效果Tab.2 Sterilization effect of different preservation techniques

2.2 TVBN值

对新鲜的鱿鱼使用不同的保鲜技术，并在相同环境下保存100 d，在这过程中测定不同保鲜技术处理下样品的TVBN随贮藏时间的变化情况，如图1。

图1 不同保鲜技术对样品TVBN值的影响Fig.1 Effect of different preservation techniques on sample TVBN values

根据实验结果可知，在冷冻贮存100 d后，对照组样品的TVBN 值提高到 16.61 mg·100-1·g-1。可见空气、蒸馏水处理的样品在冷冻保存100 d的过程中，TVBN上升较为显著，样品质量产生了明显的劣化。与对照组相比，实验组处理对样品TVBN的升高均产生了明显的抑制作用(P<0.05)。横向比较B、C、D三组可见，C组与D组对TVBN生长的抑制作用明显优于B组，且C组与D组实验结果之间无显着性差异(P>0.05)，由此可证明：弱酸性电解水冰衣和气调包装联合保鲜技术对样品TVBN的增长有显著的抑制作用。

2.3 TMA总量

TMA值随鱿鱼原料贮存时间的变化如图2所示。由图可见，在冷冻贮藏100 d的过程中，不同处理组秘鲁鱿鱼样品的TMA值均随储存天数的增加呈上升趋势。样品冷冻贮藏0～20 d内，各组样品TMA变化均较为缓慢。实验组之间样品的TMA含量无显着性差异(P>0.05)。当样品冷冻贮藏40～100 d后，A组 TMA含量由最初的0.92 mg·100-1·g-1增加到 8.16 mg·100-1·g-1，可见传统的水冰衣处理方法对产品的TMA含量的上升不能起到很好的抑制作用；弱酸性电解水冰衣-空气处理的B组样品的TMA含量在冷冻贮藏80 d后开始产生较大幅度的增长，说明仅使用弱酸性电解水冰衣处理对样品TMA含量上升的抑制作用一般；相比之下，采用WAEW-MAP复合保鲜技术处理组在冷冻贮藏100 d的全过程中，样品TMA含量的变化均较为缓慢，说明复合保鲜技术对样品TMA含量的上升起到了显著地抑制作用。横向比较贮藏100 d后C、D两组样品的TMA含量，发现C组略优于D组，说明在40%二氧化碳、10%氧气和50%氮的气调条件下，冷冻贮藏后产品的品质变化最小。

图2 不同保鲜技术对样品TMA含量的影响Fig.2 Effect of different preservation technology on TMA content of samples

2.4 TBARS值

通过不同的保鲜技术处理新鲜鱿鱼，并在相同环境下保存100 d，在此过程中测定不同保鲜技术下各组样品TVBN含量随贮藏时间的变化情况。实验结果如图3。

图3 不同保鲜技术对样品TBARS含量的影响Fig.3 Effect of different preservation technology on TBARS content of samples

分析图3可知，各组样品的TBARS值在100 d贮藏过程中均有不同程度的增加，与其他三组相比，A组样品TBARS值的增加最大。这表明在贮藏过程中，传统水冰衣处理对样品脂质氧化的抑制效果不明显。相比之下，样品TBARS值的增长在B、C、D组处理下受到了明显的抑制作用(P<0.05)，且C、D两组抑制作用更强。同时，C组对TMA含量的抑制作用好于D组。结果表明，随着混合气体中氧气的浓度降低，TMA的含量也发生了一定程度的降低[15]。当气调成分为10%氧气、40%二氧化碳和50%氮气时，利用弱酸性电解水冰衣对样品进行处理，其TMA含量上升能够得到有效抑制，样品脂肪氧化的控制效果最好。

2.5 质构特性

对样品在不同条件下冷藏100 d过程中的质地特征进行了评价，并选取硬度、弹性和咀嚼性的变化作为主要分析参数，结果如图4。结果表明，鱿鱼在冷冻过程中其硬度、弹性和咀嚼性都在下降。从样品的硬度来看，开始贮藏前各组鱿鱼样品硬度均为 23.31N。冷藏 100 d后，A组降至 12.7N，B组降至18.17N，C组降至21N，D组为20.81N。据此可得，弱酸性电解水冰衣和气调包装联合保鲜技术处理与只使用弱酸性电解水冰衣处理的对照组相比，对样品硬度的降低有明显的抑制作用(P<0.05)。弹性的变化与硬度变化趋势相似。贮藏100 d后不同处理方式下各组样品弹性由大到小依次为：C组>D组>B组>A组。同时，样品的咀嚼性能分析结果与硬度和弹性变化程度相似，由此可得，WAEW-MAP可显著降低样品贮藏过程中弹性和咀嚼性下降的趋势(P<0.05)。

图4 不同保鲜技术对样品质构特性的影响Fig.4 Effect of different preservation techniques on the texture characteristics of samples

2.6 颜色变化

不同方式处理下，秘鲁鱿鱼样品在冷冻保存100 d后的颜色变化见表3。从表3的结果可以得出样品的明度L*和红度a*随冷冻储存时间的延长出现不同情况的改变。A组样品在储存期间明度L*产生了明显的下降趋势(P<0.05)。红度a*则增加了，此过程中样品变暗，整体颜色略发红。而其他三组明度L*值增加和红度a*值的下降程度都很小，样品贮藏过程中颜色的变化是受到明显抑制的(P<0.05)。其中CD组抑制程度明显高于B组(P<0.05)。横向比较C、D组结果可见，C组样品颜色变化程度略低于D组。从结果中可以看出，鱼体色素的变化可能是由于鱼肉脂肪的氧化导致的[16]。C组使用的是二氧化碳浓度较高的气调保鲜技术，这种技术在一定程度上使样品色素变化速度降低。因此可以得出结论：结合WAEW-MAP技术，可以保持产品的颜色稳定性，保证产品的感官质量。

2.7 挥发性风味评价

在冷冻贮藏100 d后，以水冰衣处理组A为对照，对弱酸性电解水冰衣处理组B、不同气调成分的弱酸性电解水-气调包装联合处理组C、D的样品进行解冻，通过电子鼻实验对解冻后样品和蒸煮熟制样品的挥发性风味进行评价，结果如图5。其中，各分析簇分别对应各处理组鱿鱼样品。

表3 不同保鲜技术对样品颜色的影响Tab.3 Effect of different preservation technologies on sample color

图5 不同保鲜技术对样品挥发性风味的影响Fig.5 Effect of different preservation techniques on volatile flavor of samples

通过主成分分析和线性判别分析可知，A组样品与B、C、D组样品在解冻后挥发性风味物质差异明显。导致这个结果的原因可能是弱酸性电解水冰衣处理下挥发性氯、二氧化氯等挥发性组分对样品的影响。B、C、D组的挥发性风味在每个簇中均有重叠，表示B、C、D三组的电子鼻反应相似，挥发性风味物质差异不明显。针对熟制后的样品，各组不同簇均有重叠，表示四组之间电子鼻反应相似，挥发性风味物质差异不明显。综上所述，对于解冻样品，弱酸性电解水处理会对其挥发性风味物质产生影响，而对于熟制样品并未观察到明显影响。

3 结论

秘鲁鱿鱼新鲜原料通过WAEW-MAP联合保鲜技术处理，在-18℃冷冻保存100 d后，展现了良好的抗菌效果。其中，对好氧菌的抑制率为49.80%。金黄色葡萄球菌的抑制率为59.16%。其次，联合保鲜技术在秘鲁鱿鱼样品贮藏100 d过程中，对样品的TVBN值、TMA值和TBARS值的上升有显著的抑制作用，其中TMA总量仅上升0.45 mg·100-1·g-1。同时，联合处理可减缓样品质构变化和L*、a*变化程度。另外，弱酸性电解水处理对解冻样品的挥发性物质产生了一些影响，但通过蒸煮熟制，这种影响可以被消除。综上所述，在鱿鱼的冻藏过程中WAEW-MAP联合技术可以作为一种新型的保水保鲜技术，这种技术对样品的理化性质和感官指标的变化均有着一定程度的抑制作用，能够在一定程度上保持产品的鲜度和风味，证明弱酸性电解水冰衣-气调包装处理技术是一种科学、有效的保鲜方法，具有广阔的发展前景。