超高压处理对冷藏带鱼鱼丸保鲜效果的影响

罗华彬，盛珍珍，司永利，陈燕婷，林 露，高 星，杨文鸽

（宁波大学食品与药学学院，浙江省动物蛋白食品精深加工技术重点实验室，浙江 宁波 315211）

带鱼（Trichiurus haumela）是我国四大海洋经济鱼类之一，2018年我国带鱼捕获量约101万 t，居各种海洋捕捞鱼类之首，其中较大规格的带鱼一般直接鲜销或者经冻藏加工以冻带鱼的形式销售，而大量小规格带鱼因直销价值低，往往被用于冷冻鱼糜及其鱼糜制品加工[1-3]。带鱼资源丰富，加工不受鱼体大小限制，而且其营养价值高，容易被人体消化吸收，因此鱼丸、鱼豆腐、蟹肉棒等带鱼鱼糜制品众多[4]。但鱼糜制品因水分含量高、营养物质丰富，易受微生物污染而腐败，而高温杀菌又易引起鱼糜凝胶弹性下降，导致制品品质劣变。目前鱼糜制品绝大部分以冻藏形式流通，能耗大、成本高，并且冻藏会引起鱼糜蛋白冷冻变性，造成鱼糜制品持水性下降，口感变粗糙。因此寻找合适的前处理方法延长鱼糜制品冷藏货架期对实现冷藏流通的意义重大。

在鱼糜制品保鲜方面，目前主要以涂膜包装处理为主。如Chen Bingjie等[5]研究表明，在草鱼鱼丸表面涂含聚合物螯合剂的可食用玉米醇溶蛋白膜，可延长其冷藏货架期至19 d；Lin等[6]用添加Nisin、乙二胺四乙酸的可食用玉米醇溶蛋白膜包装鳕鱼鱼丸，发现其可有效抑制贮藏期间鱼丸中微生物的生长繁殖；Wei Xuqing[7]等利用ZnO/TiO2纳米粒子修饰的SiOx原位壳聚糖膜对鲢鱼鱼丸进行保鲜，发现鱼丸货架期能延长至18 d。而关于超高压保鲜带鱼鱼丸的研究鲜见报道。

作为一种“冷杀菌”技术，超高压（ultra-high pressure，UHP）处理具有不升温、无二次污染、安全等特点，通过100～1 000 MPa的压力处理食品，可起到灭活微生物和部分酶、延长食品货架期等作用，同时又能较好保持食品原有的营养成分和风味[8-9]。本实验以带鱼鱼丸为原料，在预实验基础上，对其进行250、300、350 MPa常温保压5 min的超高压前处理，从菌落总数、总挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量、pH值的变化，并结合鱼丸感官特性、色值、质构特性和凝胶强度，分析超高压前处理对带鱼鱼丸冷藏期品质及其保鲜效果的影响，旨在为超高压技术在鱼糜制品冷藏保鲜中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

带鱼鱼丸由宁波飞日水产实业有限公司提供。

琼脂培养基 杭州微生物试剂有限公司；氧化镁、氢氧化钠（分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；三氯乙酸、盐酸、硼酸（分析纯） 天津市博迪化工有限公司。

1.2 设备与仪器

CQC2L-600超高压设备 北京速原中天股份有限公司；TA.XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司；CR-400色差仪 日本柯尼卡美能达公司；MJ-54A高压蒸汽灭菌锅 美国STIK公司；SW-CJ-2FD超净工作台 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；JZQ-II拍打式均质器 天津津德实验仪器技术开发中心；DOCU-pH酸度计 德国Sartourius公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

取大小均一的带鱼鱼丸，聚乙烯袋真空分装（约150 g/袋）。分别对带鱼鱼丸进行250、300、350 MPa常温保压处理5 min（分别记为UHP-250、UHP-300、UHP-350），未经超高压处理的为对照组。每组样品各10 袋，并置于（4.0±0.5）℃冰箱中贮藏，间隔一定时间取样测定指标。

1.3.2 菌落总数测定

菌落总数参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》[10]测定。

1.3.3 TVB-N含量测定

TVB-N含量参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[11]测定。

1.3.4 pH值测定

pH值测定参考刘楠等[12]的方法，并略作修改。准确称取5.0 g剪碎鱼丸样品于离心管中，加入45 mL煮沸后冷却的蒸馏水匀浆，室温静置30 min后过滤，取其滤液，利用酸度计测定pH值。

1.3.5 感官评定

由8～10 位专业人士，分别从色泽、气味、组织结构和弹性进行感官评定，评分标准见表1，其中评分低于5 分为感官上不可接受。

表1 带鱼鱼丸的感官评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of hairtail fish balls

1.3.6 色值测定

色值测定前，用标准白板校正色差仪。将鱼丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方体，用色差仪测定L*值（亮度）、a*值（红绿度）和b*值（黄蓝度），并根据下式计算白度[13]。

1.3.7 凝胶强度测定

将鱼丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方体，置于质构仪上，采用P/0.5 S探头测定其破断强度和破断距离。测试条件：测前速率1.0 mm/s、测试速率1.0 mm/s、测后速率10.0 mm/s、测试压缩比50%。凝胶强度为破断强度和破断距离的乘积。

1.3.8 质地剖面分析

参考王当丰等[14]的方法， 将鱼丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方体，置于质构仪上，采用P/5金属柱形探头进行质地剖面分析。测试条件：测前速率3.0 mm/s、测试速率0.5 mm/s、测后速率3.0 mm/s、针入距离3 mm、下压力5 g、两次压缩间隔时间5 s。通过仪器自带软件TPA.MAC运算得到鱼丸弹性、硬度。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS 21.0软件单因素方差分析中的Duncan检验对实验数据进行显著性分析，其中P＜0.05为差异显著，用Origin 9.0软件绘图。每个实验至少平行测定3 次，结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 超高压处理对带鱼鱼丸菌落总数变化的影响

图1 带鱼鱼丸冷藏期间菌落总数的变化Fig.1 Change in total bacterial count of hairtail fish balls during refrigerated storage

微生物的生长、繁殖是引起鱼丸腐败变质的最主要因素[7]。由图1可知，冷藏1 d时，对照组鱼丸菌落总数为2.80（lg（CFU/g）），显著高于各超高压组（P＜0.05），且杀菌效果随压力的增加而增强。随着冷藏时间延长，鱼丸中的微生物数量不断增加，但超高压组菌落总数一直显著低于对照组（P＜0.05）。根据GB 10136—2015《食品安全国家标准 动物性水产制品》[15]，熟制鱼丸中微生物限量为5.00（lg（CFU/g）），对照组和超高压组鱼丸分别在冷藏第21天和第56天超出限量，其中350 MPa处理5 min组杀菌效果最好，从菌落总数指标得出，经超高压处理的鱼丸冷藏货架期为49 d，可延长约35 d。

超高压处理会对鱼丸中微生物细胞的超微结构产生破坏作用，引起细胞形态的不可逆变化，导致微生物活性降低，从而起到杀菌、延长鱼丸货架期的效果[16]。此外，超高压处理还会增大微生物细胞膜的通透性，引起生物大分子、无机盐等外渗，影响微生物的生长繁殖[17]。刘远平等[18]研究超高压处理对冷藏牡蛎的保鲜效果，结果表明经350 MPa处理10 min的牡蛎在贮藏期间微生物生长速率显著放缓，冷藏货架期延长至14 d；Park等[19]发现采用400 MPa以上压力处理鲑鱼能有效抑制冷藏期间鲑鱼微生物的生长，并延长其货架期。

2.2 冷藏期间带鱼鱼丸TVB-N含量变化

图2 带鱼鱼丸冷藏期间TVB-N含量的变化Fig.2 Change in TVB-N content of hairtail fish balls during refrigerated storage

TVB-N含量可反映鱼丸经微生物和内源酶作用后蛋白质被分解成胺类及氨等物质的程度[20]。如图2所示，超高压组鱼丸的TVB-N含量显著低于对照组。随着贮藏时间的延长，各组样品的TVB-N含量均呈上升趋势，其中350 MPa处理5 min对延缓鱼丸TVB-N含量升高的效果最优，300 MPa处理5 min组次之，这与上述菌落总数的结果一致。在贮藏初期，超高压组TVB-N含量增长缓慢，鱼丸中的微生物适应环境后开始大量繁殖，并产生胞外蛋白酶，导致大量胺类物质的生成，从而引起贮藏后期超高压组鱼丸TVB-N含量的快速上升[21]。贮藏实验期内，各组样品的T V B-N 含量均未超出GB 10136—2015[15]规定的限量（30 mg/100 g），这可能是因为鱼丸在熟制过程中，部分内源酶已经灭活，而超高压处理又会对内源酶产生破坏作用，在一定程度上阻止了胺类物质的产生，进而抑制TVB-N含量的升高。Karim等[22]分别用200、250 MPa和300 MPa处理鳕鱼鱼片1 min和3 min，发现超高压处理样品的TVB-N含量较对照组显著降低。赵宏强等[23]研究发现，250 MPa处理9 min可明显延缓鲈鱼片贮藏期间TVB-N含量的上升。综上，超高压处理能有效控制鱼丸TVB-N含量，从而达到保鲜目的。

2.3 冷藏期间带鱼鱼丸pH值变化

图3 带鱼鱼丸冷藏期间pH值的变化Fig.3 Change in pH of hairtail fish balls during refrigerated storage

pH值通常用于评价水产品的品质[24]，由图3可知，超高压处理后的鱼丸pH值高于对照组，这可能因为高压破坏了维持鱼丸蛋白结构的化学键（氢键、疏水相互作用），使得酸性解离基团减少，引起pH值上升[25]。贮藏期间，鱼丸pH值呈现先下降后上升的趋势，其中350 MPa组鱼丸pH值变化幅度最小。贮藏前期，pH值下降可能与鱼丸中部分淀粉水解产生糖类物质，微生物利用糖类后产生乳酸等酸性物质增多有关[5]；在贮藏后期，微生物大量繁殖，分解蛋白质产生氨类等碱性化合物，引起pH值上升[26]。

2.4 冷藏期间带鱼鱼丸感官评分变化

图4 带鱼鱼丸冷藏期间感官评分的变化Fig.4 Change in sensory score of hairtail fish balls during refrigerated storage

鱼丸冷藏期间的感官评分变化如图4所示。经超高压处理后的鱼丸较对照组更有光泽，但也会引起鱼丸局部泛白，这可能是因为超高压改变了鱼丸蛋白质结构和水分分布，从而引起透光性变化。随着冷藏时间延长，对照组鱼丸感官评分下降明显，贮藏14 d后开始出现异味，表面有略微发黏的现象；贮藏21 d时，鱼丸腥味很浓，腐败味完全超过鱼丸原有的鱼香味，表面发黏严重，组织结构松软，无密实感，中指稍用力压即裂，放手后完全碎裂，不能复原，此时感官评分仅为3.03，感官上已不可接受。

超高压组鱼丸的感官评分在贮藏前35 d均无明显变化，鱼香味浓郁、无异味，色泽白色稍偏黄，断面密实，中指用力压不裂，其中250、300 MPa处理组鱼丸的感官评分显著高于350 MPa组，这是因为过高的压力会对鱼丸质地产生消极影响，并引起局部泛白现象。贮藏35 d后鱼丸感官评分下降速率增加，第56天时鱼丸表面有轻度发黏现象，色泽偏黄，有异味，断面有少量不均匀小气孔。综合气味、色泽、组织形态和弹性4 个方面考虑，300 MPa处理5 min更利于维持鱼丸贮藏期间的感官特性，至冷藏49 d感官评分值仍在5 分以上，高于其他组。周果等[27]发现过高的压力会引起三疣梭子蟹蟹肉熟化；赵菲等[28]在20 ℃条件下，采用150 MPa超高压处理牛肉15 min，发现超高压处理组感官评分在低温冷藏期间始终高于对照组，对牛肉保鲜具有积极意义；这些结果均与本实验相一致。

2.5 冷藏期间带鱼鱼丸色值变化

图5 不同冷藏时间的带鱼鱼丸色泽Fig.5 Change in color appearance of hairtail fish balls during refrigerated storage

不同冷藏天数的带鱼鱼丸如图5所示。L*值为明亮指数，从0到100表示从黑色到白色；a*、b*值为彩度指数，由大到小分别代表从红色到绿色和从黄色到蓝色。由表2可知，超高压处理引起鱼丸L*值和b*值降低、a*值上升。超高压组鱼丸白度的变化趋势与其L*值一致，随着压力的增加而略有降低，这与马亚萍等[29]研究超高压处理对添加卡拉胶鸡肉糜制品色泽的影响结果一致。贮藏期间，对照组和超高压组鱼丸L*值、白度均出现不同程度下降，且对照组下降幅度高于超高压组；各组a*值整体上无显著性变化（P＞0.05）；对照组b*值下降显著（P＜0.05），而超高压组整体上无显著性变化（P＞0.05）。可见，超高压处理会引起鱼丸白度略降低，但是降幅不明显，肉眼不容易辨别，认为超高压处理对带鱼鱼丸的色泽无负面影响。

表2 带鱼鱼丸冷藏期间色值的变化Table 2 Change in color values of hairtail fish balls during refrigerated storage

2.6 冷藏期间带鱼鱼丸凝胶强度变化

图6 带鱼鱼丸冷藏期间凝胶强度的变化Fig.6 Change in gel strength of hairtail fish balls during refrigerated storage

如图6所示，贮藏期内对照组鱼丸凝胶强度不断下降，这可能是因为未经超高压处理鱼丸的蛋白酶还存在一定活性，在贮藏过程中会降解蛋白质、解体网络结构；而超高压组鱼丸凝胶强度在波动中略有上升，估计与高压促进蛋白质变性，使其暴露出更多的—SH有关，而—SH含量的增加又会促进二硫键的交联或交换，从而形成更加致密的网状结构，使得蛋白不易被降解，进而较好地维持破断强度[30]，其中350 MPa超高压处理对鱼丸凝胶强度的影响最大，所得到的鱼丸凝胶强度最低。因此，从鱼丸质地角度考虑，较低压力的超高压处理更有利于维持鱼丸凝胶强度。

2.7 冷藏期间带鱼鱼丸弹性、硬度变化

弹性和硬度是衡量鱼丸质地的重要指标。由表3可知，与对照组相比，经超高压处理后，鱼丸弹性显著增加（P＜0.05），硬度显著下降（P＜0.05），这说明超高压处理能较好地保持鱼丸原有的质地，并在一定程度上改善鱼丸弹性，原因在于高压处理引起蛋白构象改变，暴露出更多的巯基，同时促进内部化学键重组，使内部键强度增强，从而显著增加鱼糜凝胶的弹性[31]。

鱼丸在贮藏过程中，其质地也会发生变化，这与蛋白酶和其他理化因素导致肌原纤维蛋白变化有关[32]。随着冷藏时间的延长，对照组鱼丸硬度、弹性均显著下降，并低于超高压组（表3），鱼丸弹性的降低是因为贮藏过程中微生物大量繁殖，降解了鱼丸中的肌球蛋白，使其结合水的能力下降，从而引起鱼丸弹性降低。超高压组鱼丸在贮藏期内硬度略有上升，弹性先增加，贮藏后期略有下降，其中350 MPa处理5 min对鱼丸硬度的影响最大，这与凝胶强度结果一致。综上，超高压处理能改善鱼丸弹性，并且250 MPa或300 MPa的超高压处理更有利于维持贮存期鱼丸良好的硬度。

表3 带鱼鱼丸冷藏期间弹性、硬度的变化Table 3 Change in springiness and hardness of hairtail fish balls during refrigerated storage

3 结 论

超高压处理能有效降低带鱼鱼丸的微生物数量，其杀菌效果随处理压力的增加而增强，同时超高压处理能明显降低冷藏期间TVB-N含量的增长速率，延缓pH值上升，并较好保持鱼丸的感官特性。超高压处理后鱼丸弹性增加、凝胶强度和硬度有所下降，但随着冷藏时间的延长，超高压组鱼丸凝胶强度、硬度、弹性的下降速率均低于对照组，说明超高压处理有利于鱼丸保持良好质地；超高压处理对鱼丸色值有一定影响，处理后鱼丸白度略有降低，但颜色的变化感官上可以接受。总体上，超高压处理能改善带鱼鱼丸品质，延长鱼丸冷藏货架期。综合保鲜效果和质地指标，带鱼鱼丸经300 MPa超高压处理5 min后于4 ℃冷藏的货架期可达49 d，比对照组鱼丸货架期延长35 d，实验结果可为鱼丸制品实现冷藏保鲜和流通提供依据。