微酸性电解水对罗非鱼片保鲜效果的研究

岑剑伟，于福田，杨贤庆*，李来好，黄卉，魏涯，赵永强，林织

1(广东顺欣海洋渔业集团有限公司，广东 阳江，529800) 2(中国水产科学研究院南海水产研究所，农业农村部水产品加工重点实验室，广东省渔业生态环境重点开放实验室，广东 广州, 510300) 3(上海海洋大学 食品学院，上海, 201306)

鲜度对水产品的品质有着至关重要的作用。然而，由于微生物、化学和物理的因素的影响，水产品品质迅速劣变，导致其货架期较短，造成流通销售环节的品质控制难度较大[1-2]。因此，为满足消费者对食品安全和优质水产品日益增长的需求，开发出新的和有效的保鲜和前处理工艺一直是水产品加工的热门领域。冷藏是水产品最常用的保鲜方法之一，用其来防止鲜肉因微生物生长、化学和生化反应而变质，降低微生物活性，延长肉质保质期[3]。为了提高水产品的安全性和品质，水产品在冷藏前需要开展必要的前处理，以延长产品的货架期。

近年来，为了控制水产品冷藏过程中微生物影响和延长产品的保鲜期，人们进行了各种杀菌技术和杀菌工艺研究[4-6]。其中，水产品冷藏前通常使用洗涤水和几种化学消毒剂处理，如氯溶液[4]。但是过量使用化学消毒剂，会加速了水产品质的劣变，消毒剂的残留可能对人体健康产生不良影响，更会导致一系列环境问题[7]。因此，近年来水产品加工消毒方法主要集中于氯消毒剂的替代技术研究[8-9]。

微酸性电解水是公认的氯替代消毒剂之一，其pH为5.0～6.5，含有大约95%的次氯酸[10]。它是由稀盐酸在无膜电解室中电解而成的，与其他消毒剂相比，微酸性电解水不仅拥有高效杀菌性能，而且还有安全、环保、低成本和易制取等优点，是一种绿色环保，安全可靠的消毒剂。多项研究表明，微酸性电解水可作为一种消毒剂，用来降低水产品的微生物数量，延长水产品的货架期[11-12]。虽然国内外对微酸性电解水单独或与其他化合物联合应用的研究较多，但多集中在减少致病微生物方面，然而，对微酸性电解水对水产品处理后，实际对贮藏过程的理化性质和感官特性的影响研究较少。因此，本研究以罗非鱼片为研究对象旨在评价微酸性电解水对罗非鱼鱼片在贮藏过程中的微生物、理化(pH、总挥发性碱性氮、k值)和感官品质的影响，为微酸性电解水的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

实验原料：购自广州海珠华润超市(广州，广东省)。

试剂：浓HCl、NaCl、KI、Na2S2O3、H2SO4、可溶性淀粉、无水乙醇、高氯酸，三乙胺、乙酸、柠檬酸、NaOH、甲基红、次甲基蓝等均为分析纯，广州化学试剂厂；PCA平板计数琼脂培养基，广州环凯微生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

FX-SWS20方心牌微酸性电解水实验机，烟台方心水处理设备有限公司；SQ510C型立式压力蒸汽灭菌，重庆雅马拓科技有限公司；SPX-320 型生化培养箱，宁波江南仪器厂；IS128 实验室pH计，上海仪迈仪器科技有限公司；MIR254低温恒温培养箱，日本Sanyo公司；Ultra Turrax T25D型均质机，德国IKA工业设备公司；HWS24型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；SW-CJ-1FD超净工作台，苏州净化设备有限公司；JJ500型电子天平，常熟市双杰测试仪器厂；BCD-171CH华凌牌冷冻箱，博西华家用电器有限公司；1100高效液相色谱仪(配有二极管阵列检测器)，美国安捷伦公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品准备

鲜活罗非鱼(Oreochromismossambicus)，重(500±100)g，在1 h内从超市被运到实验室。将罗非鱼剖片、剥皮和修剪，罗非鱼鱼片切成12 cm×8 cm×3 cm， 随机分为2组，即微酸性电解水处理组和对照组，对样品进行微生物、pH、k值、TVB-N值和感官分析。

1.3.2 微酸性电解水的制备

本研究采用无隔膜微酸性电解水装置电解3%HCl溶液，制备pH值为6.05±0.19，氧化还原电位(ORP)为(900.63±14.3)mV，有效氯浓度(ACC)为(31.39±1.48)mg/L的微酸性电解水。采用双标pH/ORP测定仪测定微酸性电解水的pH值和ORP值，碘量法测定其有效氯浓度[13]。

1.3.3 样品处理

将处理组罗非鱼鱼片样品在微酸性电解水中浸泡10 min，对照组鱼片浸泡在无菌蒸馏水中10 min，将处理后的样品用聚乙烯袋包装，在冰箱中4 ℃保存。在贮藏过程中，每天从各组中随机抽取3袋样品，待测。将处理后即刻采集的样品视为第0天样品，实验进行3次重复。

1.3.4 微生物总数的测定

菌落总数的测定参考GB 4789.2—2016 食品微生物学检验—菌落总数测定[14]，并适当修改[15]。

1.3.5 pH的测定

称取碎鱼肉10.00 g，加入10 mL的0.15 mol/L KCl溶液，用均质器13 000 r/min均质30 s，采用数字式pH计测其pH。每组做3个平行[16-17]。

1.3.6 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定

TVB-N的测定参考GB5009.228—2016 食品中挥发性盐基氮的测定[18]。采用半微量定氮法，含量用mg/100 g表示。每组做3个平行。

1.3.7k值的测定

ATP及其分解产物(ADP、AMP、IMP、HxR和Hx)的测定采用反相高效液相色谱法[19]。用保留时间和标准样品对化合物进行了鉴定。k值以HxR和Hx之和除以ATP及其降解产物之和的百分比计算[20]，如公式(1)所示：

(1)

1.3.8 感官评定

感官评定参考文献[21]并略加改动，对鱼片的色泽，组织形态，气味和肌肉弹性4方面进行评定，具体评分规则见表1。每片鱼片经6名受评估训练的人员进行感官打分，鱼片的综合分值16～20分为新鲜，9～15分为品质良好，8分以下为品质发生明显劣变。

表1 罗非鱼片感官评定标准表Table 1 Criteria of sensory evaluation for tilapia fillets

1.3.9 统计分析

实验数据利用Microsoft Excel 2016软件整理，方差及显著性利用SPSS 20软件分析，显著性水平设置为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间罗非鱼鱼片菌落总数的变化

罗非鱼片的菌落总数的变化结果如图1所示。由图可知对照组罗非鱼片的初始菌落总数为4.25 lg CFU/g，经微酸性电解水处理后，罗非鱼片的初始菌落总数为(3.42±0.02) lg CFU/g，说明微酸性电解水具有较好杀菌效果。在贮藏期间，两组样品的菌落总数均随保存时间的延长而明显增加，但速度不同，对照组样品的菌落总数保持快速增长，而微酸性电解水处理组样品0～3 d菌落总数增加速度较为缓慢，后期增加速度逐渐增加。对照组的罗非鱼片样品在第3～4天的菌落总数超过6.00 lg CFU/g，这被认为是鱼肉的菌落总数不能接受的限度[22]，而经微酸性电解水处理的罗非鱼片样品菌落总数在第6天刚刚超过6.00 lg CFU/g。

图1 罗非鱼鱼片在4 ℃贮藏过程中菌落总数的变化Fig.1 Total viable count changes of tilapia fillets during storage at 4 ℃

2.2 贮藏期间罗非鱼鱼片pH的变化

罗非鱼片在4 ℃下冷藏过程中的pH为5.4～6.42，结果如图2所示，所有样品的初始pH都较低，在5.4～5.5，反映了罗非鱼鱼片品质较好。罗非鱼鱼片的pH随贮藏时间的延长而增加，pH的升高与食品变质有一定的关系，这是因为鱼肉受微生物作用，鱼肉蛋白质随着贮藏时间延长而逐渐降解以及碱性菌的繁殖产生了氨化合物以及三甲胺等碱性物质[23]；样品的pH呈上升趋势，说明样品随时间延长逐渐恶变，电解水处理组样品pH在0～3 d增大速度较慢，后期变化速度逐渐变快，而对照组样品pH一直以较高的速度增加。表明微酸性电解水对腐败微生物具有抑制作用，减缓了pH的升高，延缓了碱性氨化合物的生成。

图2 罗非鱼鱼片在4 ℃贮藏过程中pH的变化Fig.2 Changes in pH of tilapia fillets during storage at 4 ℃

2.3 贮藏期间罗非鱼鱼片挥发性盐基氮含量的变化

挥发性盐基氮值(TVB-N)主要由氨和伯胺、仲胺和叔胺组成[24]。TVB-N是蛋白质和非蛋白质含氮化合物降解的产物，其产生主要是由于微生物的活性所致，它被认为是衡量肉类贮藏新鲜度的一个重要而敏感的指标[25]。冷藏过程中罗非鱼片鱼肉的TVB-N值变化结果如图3所示。对照组和电解水处理组的初始TVB-N分别为(10.65±0.09)和(8.76±0.1)mg/100 g；2组鱼片均随着贮藏时间的延长，TVB-N含量逐渐增加，0～2 d电解水处理的样品TVB-N值的增加速度明显慢于对照样品(P<0.05)，后期两组样品TVB-N含量变化速度均快速增加，这可能是由于电解水处理组鱼片表面前2 d还残留部分微酸性电解水，限制了微生物的生长，而随着电解水消耗分解，后期电解水处理组鱼片TVB-N值变化速度也逐渐增大。对照组样品的TVB-N值在3～4 d迅速升高到(23.3±2.1)mg/100 g，而电解水处理组样品TVB-N值在第6天刚刚超过20 mg/100 g，达到(21.8±1.5)mg/100 g。在贮藏过程中鱼片TVB-N值不断增加是由于附着在鱼体表面的腐败微生物不断繁殖产生的脱羧酶、脱氨酶等酶类以及鱼体内源性蛋白酶分解的肽类、氨基酸类等发生脱羧脱氨反应，生成氨和胺类等物质，另外微生物本身能产生大量胞外蛋白酶，作用于蛋白质，也能产生大量含氮物质[26]。该结果表明微酸性电解水具有高效的杀菌性能，能抑制微生物的生长[27]。研究表明，TVB-N在水产品中的不可接受限量为20 mg/100 g，基于这一可接受性限制，微酸性电解水可延长鱼片2～3 d的货架期。

图3 罗非鱼鱼片在4 ℃贮藏过程中TVB-N值的变化Fig.3 Changes in TVB-N values of tilapia fillets during storage at 4 ℃

2.4 贮藏期间罗非鱼鱼片k值的变化

k值通常作为反映鱼肉新鲜度的一个重要指标，其大小反映鱼肉的腐败程度，因此，它已被广泛应用于评估鱼肉的的品质[28]。通常鱼肉k值<20%时，处于一级鲜度，在20%～40%时为二级鲜度，40%～60%时鱼肉已发生早期腐败，为三级鲜度，一般认为60%是鱼肉可食用的极限值，而>60%表示鱼肉已腐败不能再食用[21,29]。冷藏过程中罗非鱼片的k值变化结果如图4所示。2组鱼肉的k值在贮藏0～6 d均随时间延长而逐渐增加，电解水处理组样品k值增加速度明显低于对照组(P<0.05)，特别是0～2 d电解水处理组样品k值变化速度较缓慢，说明微酸性电解水在一定程度上可以抑制ATP降解。在3～4 d，对照组k值超过60%，而电解水处理的样品k值在第5～6天超过到60%。ALASALVAR等[30]研究发现在贮藏1～2 d，ATP转化为IMP是一个完全自溶的过程，而随后IMP分解为HX则是由鱼类和微生物细胞内酶共同引起的。在本研究中，电解水处理组ATP降解为IMP的减少可能是由于微酸性电解水由微生物失活所致。

图4 罗非鱼鱼片在4 ℃贮藏过程中K值的变化Fig.4 Changes inK-values of tilapia fillets during storage at 4 ℃

2.5 贮藏期间罗非鱼鱼片感官评定的变化

感官评定在任何食品品质评价程序中都是重要的，因为食品品质的优劣最终取决于消费者的判断。在这项研究中，感官评定是建立在颜色、质地、气味和弹性的基础上，可供人类食用的鱼类样本最低得分为8分[17]。罗非鱼片经贮藏过程中感官评定的变化结果如图5所示。由图5可知，随着贮藏时间的增加，对照组样品和微酸性电解水处理组样品的感官评分均显著降低(P<0.05)，且前2 d变化缓慢，2 d后变化迅速。然而，与对照样品相比，电解水处理组鱼片得到的评分更高；对照组样品在3～4 d得到“不可接受”的分数，而电解水组样品在第6天感官评分仍大于8分。

图5 罗非鱼鱼片在4 ℃贮藏过程中感官评分的变化Fig.5 Sensory scores changes of tilapia fillets during storage at 4 ℃

3 讨论

货架期是指当食品在一定的贮藏条件下，能够保持其理想的感官、理化和微生物特性的一段时间[31]。本研究以感官评分、pH、TVB-N值、k值及菌落总数等鲜度指标，研究4 ℃冷藏条件下微酸性电解水对罗非鱼片的保鲜作用，结果表明，采用该微酸性电解水处理后的罗非鱼片，其冷藏货架期为5～6 d，而对照组鱼片冷藏货架期为3～4 d，鱼片经电解水处理后，比对照组货架期延长2～3 d，因为贮藏条件为模拟家庭购买新鲜水产品，通常更愿意放置在4 ℃贮藏室，这样鱼肉没有经过冻结，能够保持原有的鲜味，不用解冻即可烹饪，所以，2组产品的贮藏周期都相对比较短也是预料之中。周然等[32]研究微酸性电解水对河豚鱼冷藏品质的影响，结果表明微酸性电解水处理可减缓河豚鱼肉的肌原纤维分解，并延缓质构品质的变化，并且电解水能够抑制其鲜度指标的变化，可延长冷藏条件下(4 ℃)河豚鱼货架期时间2 d，延长时间达原货架期时间的一半时间。蓝蔚青等[33]研究了酸性电解水处理带鱼，对其冷藏条件下品质指标的影响，结果表明，冷藏期间相比对照组，电解水处理组带鱼各品质指标均低于对照组，可延长其货架期2～3 d。上述文献结果与本文结果基本一致，这可能是因为这些水产品表面粗糙程度基本一致，而且它们肌肉组成基本相似，微酸性电解水与样品接触对其进行减菌处理，可以有效减少样品表面的微生物，但随着少量残留减菌剂的挥发，冷藏后期实验组样品各鲜度指标也将快速变化，故而冷藏期间水产品货架期基本维持在2～3 d。说明微酸性电解水对罗非鱼鱼片具有积极的保鲜效果，冷藏前期微酸性电解水对鱼片表面微生物具有较好的抑制效果，但是后期随着微酸性电解水的消耗和分解，鱼片表面残留微生物还是可以快速繁殖，因此，在4 ℃贮藏条件下，微酸性电解水对罗非鱼片货架期的影响并不是特别突出，但是微酸性电解水对罗非鱼片前处理具有较高的杀菌效果，可以应用于鱼片的前处理，在冰温或者冷冻条件下，延长罗非鱼片的货架期作用更为明显，另外，将微酸性电解水作为冰衣包裹罗非鱼片也是一种具较好应用前景的保鲜技术。

4 结论

微酸性电解水可有效延长罗非鱼片货架期，冷藏期间鱼片菌落总数增加较慢，TVB-N,k值和pH均以较慢的速度增加，而鱼片感官评分也相对较好，微酸性电解水可作为一种新的保鲜技术，未来具有良好的应用前景。微酸性电解水在样品预处理方面具有更加明显的效果，在保鲜方面微酸性电解水可结合其他减菌剂使用，会发挥出更好的保鲜效果。