微酸性电解水结合迷迭香提取物对冷藏鲈鱼片品质变化的影响

吴怡，蓝蔚青,2*，刘嘉莉，官缘，张溪，谢晶,2*

1(上海海洋大学 食品学院，上海，201306)2(上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，食品科学与工程国家级实验 教学示范中心(上海海洋大学)，上海，201306)

鲈鱼(Lateolabraxjaponicus)又名赛花、四肋鱼等，广泛分布于我国渤海、黄海等沿海地区，属重要的水产养殖经济鱼类。因其肉质细嫩，味道鲜美，富含营养物质等特点而深受消费者的青睐[1]。近年来，我国的鲈鱼养殖年产量呈快速增长趋势。然而，鲈鱼同其他水产品一样，易受腐败微生物、蛋白质变性和自溶酶等因素影响，在贮运过程中极易腐败[2]。传统活鱼流通方式已难满足目前消费市场的需求，因此有必要寻求一种新的保鲜措施来保持产品品质，延长其货架期。

微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water，SAEW)作为一种新型非热杀菌技术，其主要是通过将稀盐酸溶液在无隔膜的电解装置中进行电解获得，且具有绿色安全、高效经济、制备方便的特点[3]。由于其pH值接近中性，且具有较低的有效氯浓度(available chlorine concentration，ACC)，因此不会对食品品质产生不良影响。现有研究表明，SAEW具有强而有效的抑菌效果，能抑制部分内源酶活性[4]。目前，SAEW技术在国内外食品保鲜领域得到广泛关注[3]。其中，于福田[5]研究得出SAEW可有效抑制罗非鱼冷藏期间的微生物生长，将货架期延长2～3 d。迷迭香提取物(rosemary extract，RE)是从迷迭香叶中提取出的天然抗氧化剂，含有鼠尾草酸、鼠尾草醇、迷迭香酸等成分。在目前已发现的众多天然抗氧化剂中，RE具有显著优势，如广谱、高效、安全和耐高温等，在我国被列入GB 2760—2014允许使用的食品抗氧化剂名单中[6-7]。RE可通过螯合金属离子来阻碍自由基反应，减缓脂质氧化[8]。同时，其还能有效抑制常见污染菌的生长，延缓产品腐败，改善其质构特性，且在弱酸性与中性条件时抑菌效果较强[9]，因此与SAEW结合使用时不会影响其抗氧化性能。其中，KENAR等[10]采用10 g/L的RE水溶液对沙丁鱼浸渍处理，结果得出其能有效抑制样品冷藏期间的硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid，TBA)、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)值、过氧化值(peroxide value，PV)、游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)与微生物等指标升高，延长货架期。FERNNDEZ-LPEZ等[11]研究各天然提取物在瑞典式牛肉丸中的抗氧化活性时发现RE最为有效。现有研究表明，当SAEW与抗氧化生物保鲜剂联合处理时，将能发挥“栅栏”效应，使抑菌与抗氧化作用充分结合，对食品有明显保鲜效果[12]。

目前，关于SAEW与生物保鲜剂结合用于水产品保鲜的研究还较少。因此，本文拟将SAEW与RE相结合处理鲈鱼片，通过分析其冷藏期间的微生物(菌落总数、嗜冷菌数)、理化指标(pH值、TVB-N值、TBA值、质构分析)等指标，结合感官评价，并由持水力、低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)与核磁成像(magnetic resonance image, MRI)技术综合评价其对冷藏鲈鱼片品质变化影响，以期为SAEW与生物保鲜剂相结合用于水产品保鲜提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲈鱼购于上海市临港农工商超市，样品体重为(500±20) g，体长为(28.0±2.0)cm，由泡沫箱增氧保持鲜活状态，并在30 min内运至实验室。

RE[食品级，提取物含量(22±4)%]，贵州红星发展都匀绿友有限责任公司；平板计数琼脂，青岛高科技工业园海博生物技术有限公司；硫代硫酸钠、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、氧化镁、氯化钠、盐酸等所有试剂均为国产分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FX-SWS100型SAEW生成机，烟台方心水处理设备有限公司；H-2050R型台式高速低温离心机、BIOBASE-EL10A自动酶标仪，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；FE20型pH/ORP计，上海而立环保科技有限公司；Kjeltec8400型凯氏定氮仪，丹麦FOSS集团(中国)有限公司；TA.XT Plus型质构仪，英国Stable Micro System公司；Meso MR23-060H-I型NMR分析及成像系统，上海纽迈电子科技有限公司等。

1.3 实验方法

1.3.1 处理液制备

以9.0% HCl溶液为原料，通过SAEW生成机电解制得SAEW。采用pH/ORP计和高浓度有效氯测定仪测定其pH值、氧化还原电位(oxidative redox potential，ORP)和ACC。其pH值为(6.35±0.04)，ORP为(861.60±12.35)mV，ACC为(30.00±1.54)mg/L。通过LINHARTOV等[13]法结合前期预实验，用无菌蒸馏水将其配制成5.0 g/L的RE溶液。

1.3.2 原料处理

将鲜活鲈鱼放入盛满碎冰的泡沫箱中使其窒息死亡，经去头、去尾、去内脏后洗净滤干，随机分为4组。分别使用SAEW、5.0 g/L RE、SAEW联合RE(SAEW+RE，SAEW处理5 min后置于5.0 g/L RE溶液中浸渍处理5 min)处理10 min，以无菌水浸渍处理10 min样品为空白组(control，CK)。将处理好的样品沥干至表面无水滴，装入无菌聚乙烯保鲜袋中，置于4 ℃冰箱中贮藏，每隔2 d测定各项指标。

1.3.3 微生物分析[菌落总数(total viable count, TVC)与嗜冷菌数(psychrophilic bacteria count, PBC)]

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》[14]，取5 g鲈鱼背部鱼肉置于无菌聚乙烯袋中，加入45 mL生理盐水后均质机拍打2 min，以10倍梯度稀释，采用平板计数琼脂培养。TVC在30 ℃恒温培养72 h；PBC在7 ℃恒温培养240 h。取3个合适的稀释度进行培养，每个稀释度作3个平行。

1.3.4 理化指标

1.3.4.1 pH与TVB-N值

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[15]，准确称取剁碎的鱼样5 g，加入45 mL蒸馏水并混匀，静置30 min，利用pH计进行测定，平行测定3次；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》[16]，采用半微量定氮法，利用FOSS凯氏定氮仪测定不同贮藏时期鲈鱼片的TVB-N值，平行测定3次。

1.3.4.2 TBA值

参考SUN等[17]法进行。最终混合液经冷却后测定其在532 nm处的吸光度值。同一处理组平行测定3次，计算方法如公式(1)所示：

TBA/[mg MDA·(100g)-1]=7.8×A

(1)

式中：A为样品在532 nm处的吸光度值。TBA单位以100g待测物质中丙二醇(malondialdehyde, MDA)含量表示，mg MDA/100g。

1.3.4.3 质构分析(texture profile analysis，TPA)

将样品切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的方块。采用质构仪的TPA模式分别测定鲈鱼鱼肉的硬度、咀嚼性和弹性。设定参数为：测量前探头下降速率2 mm/s，测试速度1.5 mm/s，返回速率1.5 mm/s，触发力5 g，2次下压间隔时间5 s。探头型号为P/50平底柱状探头，测试类型设置为压缩模式。每组样品平行测定6次。

1.3.4.4 感官分析

参照李颖畅等[1]的方法稍作修改。由6名经过专业训练人员组成感官评定小组，对黏液、色泽、气味与质地4个方面进行综合评分。其中，3分为最佳，0分为不可接受，各项评分相加为最终感官分值。具体如表1所示。

表1 鲈鱼片的感官评定标准Table 1 Sensory evalution standard of Lateolabrax japonicas fillets

1.3.5 水分特性

1.3.5.1 持水力

称取3.0 g鱼肉置于带滤纸筒的离心管中，4 ℃、8 000 r/min离心10 min后称重，平行测定3次。计算方法如公式(2)所示：

(2)

式中：m1为离心前样品质量,g；m2为离心后样品质量,g。

1.3.5.2 LF-NMR与MRI分析

参照汪经邦等[18]的方法稍作修改，进行鲈鱼片样品的LF-NMR分析。将10 g样品包上保鲜膜后放入直径60 mm磁体线圈管中，置于32 ℃永磁场的射频线圈中心，用CPMG序列测量横向弛豫时间T2。采用MRI测定鱼肉的质子密度图谱，采用MR-60核磁共振成像仪进行成像分析，得到的成像图谱由8次扫描重复累加而成。

1.4 数据处理

采用SPSS 17.0软件对数据进行单因素方差分析，采用Duncan′s法进行差异分析，差异显著水平P<0.05，结果以平均值±标准偏差表示,用Origin 8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 微生物指标

微生物生长繁殖是导致鱼类腐败的主因，微生物生长代谢可造成氨基酸与蛋白质的分解[1]，其中7.00 lgCFU/g被认为是水产品的可食用菌落总数上限值[19]。

如图1-a所示，新鲜鲈鱼片的TVC与PBC对数值分别为(3.60±0.16)lgCFU/g与(2.90±0.12) lgCFU/g。随着贮藏时间的延长，CK组的TVC值较处理组样品上升显著(P<0.05)。贮藏第10天，CK组样品的TVC对数值已达(7.68±0.16)lgCFU/g，而SAEW组和RE组在第14天才接近和超过鲜度范围，表明SAEW和RE均具有一定的抑菌活性，其通过对菌体的细胞壁、细胞膜和细胞质造成损伤，有效抑制微生物的代谢，从而发挥较强的抑菌作用[3, 20]。在贮藏中后期，SAEW+RE组的TVC值显著低于同期的SAEW组和RE组样品(P<0.05)，直到第16天才接近鲜度限值。可见，SAEW+RE联合处理能有效延长冷藏鲈鱼片货架期。由图1-b可知，样品在冷藏期间PBC值的变化趋势与TVC值基本一致，也以SAEW+RE组效果较好，这与YAN等[12]研究结果相似。结果表明3种处理方式均能抑制微生物生长，其中以SAEW+RE效果最佳。

2.2 pH值与TVB-N值

pH值是评价水产品品质的重要指标之一。如图2-a所示，不同处理组的pH值在冷藏期间呈先降后升的趋势。最初pH值下降可能由于鲈鱼死后，体内糖原酵解和ATP分解，使乳酸、磷酸等不断累积。贮藏后期，蛋白质在碱化细菌和酶的作用下被分解成氨基酸和三甲胺等碱性物质，导致样品pH值相应升高[21]。在第4天后，CK组样品pH值增长速度快于处理组。贮藏末期(14 d)SAEW+RE处理组样品的pH值显著低于SAEW与RE处理组(P<0.05)。可能由于RE中的酚类物质含有酚羟基，可游离出H+[20]，同时SAEW能抑制微生物生长，降低氨等碱性氨化合物的积累，延缓样品pH值上升，达到较好的保鲜效果。

TVB-N是指在腐败微生物和内源酶的作用下，动物性食品中的蛋白质分解产生的氨与胺类等碱性含氮物质。参照GB 2733—2015的《鲜、冻动物性水产品》[22]，TVB-N值<15 mg N/100g为一级鲜度，TVB-N值>30 mg N/100g为不可食用。新鲜鲈鱼片的TVB-N值为(11.14±0.42) mg N/100g(图2-b)。贮藏初期，各组样品的TVB-N值增长缓慢且差异不显著(P>0.05)。可能由于微生物在初期未适应环境，繁殖较慢。第8天时，CK组样品的TVB-N值迅速升至(20.13±0.35)mg N/100g，这是因为微生物代谢与酶促反应导致鱼肉中的蛋白质降解，生成大量胺类物质，导致其TVB-N值急剧升高[21]。而SAEW组、RE组与SAEW+RE组样品的TVB-N值仍保持在较低水平。可见，SAEW的抑菌性[4]和RE对内源酶活性的抑制作用导致非蛋白化合物的氧化脱氨基速度减慢，有效抑制细菌生长和酶活性，延缓鱼肉的腐败变质[23]。在贮藏后期，SAEW+RE组样品TVB-N值的增长速率显著低于单处理组(P<0.05)，其中，SAEW组和RE组在第14天时其TVB-N值超过腐败限值，而SAEW+RE组直到16 d才达到不可食用范围，这与微生物变化结果一致。结果表明，SAEW+RE处理能明显延缓鲈鱼片冷藏期间TVB-N值的上升。

2.3 TBA值

鱼肉中所富含的不饱和脂肪酸氧化时会产生MDA，TBA值可用来测定以MDA为代表的二级氧化产物量，是反映脂肪氧化酸败程度的常用指标[24]。

如图3所示，各处理组样品的TBA值均保持上升趋势，其中CK组样品的上升幅度最大，在贮藏10 d时TBA值达(0.80±0.03)mg MDA/100g，而SAEW组、RE组与SAEW+RE组样品的TBA值分别为(0.63±0.02)、(0.59±0.01)与(0.49±0.02) mg MDA/100g，均保持在较低水平。由此表明，SAEW和RE处理能明显延缓样品的脂肪氧化速率，该变化趋势与菌落总数一致。其中，SAEW+RE组样品在第1天时的TBA值显著低于SAEW组(P<0.05)，可能由于RE中的抗氧化活性物质能替代自由基与氧化的脂肪酸结合，达到抑制脂肪氧化效果。该结果与KENAR等[10]结果相似。

a-pH值；b-TVB-N值图2 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中pH值、TVB-N值变化影响Fig.2 Changes in pH and TVB-N value in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

图3 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中TBA值变化影响Fig.3 Changes in TBA value in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

2.4 TPA值

水产品死后在微生物和内源酶的作用下，使其肌肉质构发生变化，引起肌肉软化、硬度下降、口感变差，继而发生腐败变质[2]。因此，TPA可用于表征水产品的肌肉品质变化。

如表2所示，各组样品在贮藏过程中的硬度、弹性和咀嚼性均呈下降趋势。水产品在死后僵直期硬度会有所上升，随着微生物繁殖和肌原纤维蛋白降解，鱼肉质地发生变化。新鲜鲈鱼片样品的初始硬度、弹性与咀嚼性值分别为(3 294.01±547.27) g、0.53±0.03与1 174.64±222.07，第10天时，CK组样品的硬度、弹性与咀嚼性值分别降至(2 355.38±292.25) g、0.42±0.02与678.37±42.11。与RE和SAEW+RE处理组样品相比，其降幅明显，而SAEW组样品的弹性与CK组无显著差异(P<0.05)，冯豪杰等[25]用SAEW处理暗纹东方鲀也得到类似结果。SAEW+RE组样品在贮藏期间的TPA值保持在较低水平，可能由于SAEW和RE溶液结合处理能更好抑制细菌增殖与组织蛋白酶、内源酶活性，使鱼肉的蛋白质成分维持相对稳定，较好保持其食用品质[4, 23]。这与YAN等[12]研究结果一致。

表2 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中质构变化影响Table 2 Changes in TPA in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

2.5 感官评价

感官品质是衡量水产品鲜度的重要评价指标。通常可由样品体表、气味与质地变化反映其品质。如图4所示，随着贮藏时间的延长，各处理组的感官分值均明显下降，CK组样品的感官分值显著低于其他处理组(P<0.05)，处理组样品的感官品质变化速率低于CK组，可能由于SAEW和RE的抑菌性与抗氧化作用有关。此外，由于SAEW的pH值接近中性，不会对食品的感官品质造成不良影响[3]。CK组样品在贮藏第10天时，产生强烈异味，发生色变，感官评分达到不可接受水平；而处理组样品稍有异味，体表光泽度较好，尤其是SAEW+RE组样品的气味与质地较优，说明两者对改善鱼肉感官品质可能存在协同效应。结果表明，SAEW+RE结合处理能有效改善鲈鱼片的感官性状，延长其贮藏品质。

图4 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中感官分值变化影响Fig.4 Sensory scores of Lateolabrax japonicas fiilets with different treatments during refrigerated storage

2.6 持水力

持水力是衡量肌肉组织持水性能的重要指标，其反映样品以物理方式截留水的能力，持水力可表征肌肉组织的受损程度[26]。肌肉组织受损越严重，持水力越小，水产品腐败速度越快。

如图5所示，新鲜鲈鱼片的持水力为(76.68±0.89)%。各组样品的持水力随贮藏时间的延长呈下降趋势，其中CK组降幅最明显。可能由于肌肉组织的分解反应导致鱼肉蛋白质的分解变性，使其不能与回渗的水分进行水合作用，导致鱼肉的持水性能相应减弱[27]。CK组、SAEW组、RE组和SAEW+RE组样品在贮藏第10天时的持水力较初始值分别降低了30.63%、20.86%、19.45%和16.19%，各处理组的持水力均高于CK组。SAEW可较好保持其肌肉纤维的完整性，延缓肌肉的水分流失[28]。RE中含有存在酚羟基结构的酚类物质，在与水、蛋白质形成氢键后使凝胶结构增强，组织间隙的汁液不易流失[27]。其中，SAEW+RE组样品持水力在整个贮藏期间均保持最高水平，表明SAEW与RE协同处理能延缓鲈鱼片的持水力的下降，保持其良好品质。

2.7 LF-NMR与MRI

LF-NMR技术主要通过分析横向弛豫时间T2来反映样品中的水分状态。T2图谱显示的3个峰分别代表鲈鱼肌肉中的结合水T21、不易流动水T22和自由水T233种不同水分流动状态[29]。其中，自由水T23存在于肌原纤维外的间隙中，其含量升高会促进微生物滋生、可溶性溶质溶解和酶的活性，是影响食品品质的重要因素[30]。

图5 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中持水力变化影响Fig.5 Changes in water holding capacity in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

由表3可知，第0天样品的T22占总水分含量的96.84 %，而T21与T23含量较少，表明新鲜鱼样中的主要水分状态为不易移动水。随着贮藏时间的延长，各处理组样品的T21变化趋势不明显，可能由于这部分结合水不太受机械压力和微观结构的影响，能与蛋白质大分子结合牢固[25]。各处理样品的T22随贮藏时间逐渐降低，T23逐渐增加。这是由于鱼体在僵直过程中，酶和微生物使鱼肉的蛋白质、肌原纤维的结构受到破坏，使细胞内的不易流动水游离出来转化为自由水，以保持细胞内部水分平衡[31]。同时，肌肉中的水分状态会影响水产品的硬度、弹性、嫩度与口感等质量指标[32]。在第10天时，CK组的T22含量低至67.41%，T23含量高达30.36%，水分的流动性升高，加速微生物的生长繁殖，品质随之下降。而处理组的T22含量均保持在70%以上，且在贮藏期间T23含量始终低于CK，表明SAEW和RE处理能抑制微生物生长代谢，保持肌肉组织结构的完整性，从而提高样品贮藏期间的保水性能。

表3 不同处理方式对鲈鱼片冷藏过程中各组分水分比例 单位：%

MRI可通过图像的亮暗反映样品的水分含量及分布；该图像采用的是1H质子密度加权伪彩图。一般而言，MRI图像中的红色代表高质子密度区域，即该部分的水含量较高[29]。

由图6可知，在贮藏过程中，不同组别样品的MRI图像逐渐由鲜红色转变为暗黄色，CK组样品成像亮度的衰减程度较处理组快，表明鱼肉肌肉失水，导致鱼肉腐败。张溪等[24]在用SAEW对南美白对虾进行保鲜的研究中发现，SAEW可减缓不易流动水转移为自由水的速率。其中，实验结果与LF-NMR的变化一致，表明SAEW、RE及SAEW+RE处理均能延缓细胞中水分移动及自由水生成速率，其中以SAEW+RE处理的作用效果最为显著，说明SAEW+RE能有效延长鲈鱼的贮藏期。

图6 不同处理方式鲈鱼片冷藏期间的核磁共振成像图Fig.6 Pseudo color of 1H-MRI of Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

3 结论

与CK组样品相比，SAEW+RE联合处理可有效延缓鲈鱼片在冷藏期间的微生物、pH、TVB-N、TPA等指标升高，减缓TBA值的上升，抑制其脂肪氧化，改善产品的感官品质。同时，还能减缓其贮藏期间的水分流失。其中，CK、SAEW、RE与SAEW+RE组样品的冷藏货架期分别为10、14、14和16 d。与CK相比，SAEW与5.0 g/L RE联合处理使鲈鱼片的冷藏货架期延长6 d。因此，SAEW与RE结合，可充分发挥其抑菌和抗氧化作用，使SAEW保鲜技术在鲈鱼流通中得到有效应用，在水产品保鲜中具有一定应用前景。