养殖工船大黄鱼冰浆保鲜方法研究

姜旭阳，姚琳琳，赵晓霞，张 璐

(1 国信中船(青岛)海洋科技有限公司，山东青岛 266200；2 山东省海洋科学研究院(青岛国家海洋科学研究中心)，山东青岛 266041；3 青岛国信蓝色硅谷发展有限责任公司，山东青岛 266200)

冰浆，也称流化冰，是由直径0.1～1.0 mm的超细冰晶与水组成的混合物，其作为新型的蓄冷与制冷混合物被广泛使用[1]。水产品保鲜中应用冰浆预冷已成为高端工艺，可以显著提高生产加工效率；冰浆预冷速度快，预冷温度低，保鲜效果较好；鱼类体表不会干化，体色外观得以有效固定；抑菌保鲜作用也得到证实。新西兰、日本和澳大利亚等海洋渔业大国广泛使用海水冰浆对各种水产品进行预冷保鲜和冷藏运输保鲜[2-3]。许多研究已证实冰浆对鱿鱼[4]、银鲳[5]、鲣鱼[6]、南美白对虾[7]等多种水产品品质的保持有明显促进作用。

大黄鱼(Large Yellow Croaker,Pseudosciaenacrocea)，属硬骨鱼纲(Osteicthys)，鲈形目(Perciformes)，石首鱼科(Sciaenidae)，黄鱼属(Pseudosciaena)，是中国重要的海水养殖鱼类，2021年产量达到25.4万t，为海水鱼之最。其营养丰富，肉质细嫩，市场需求极大[8]。目前，大黄鱼主要养殖方式为浮式框架网箱养殖，但布局不合理、养殖密度过大、水质底质恶化、病害频繁，产业可持续性受到较大影响[9-12]。随着深蓝渔业的发展，大黄鱼因其苗种繁育和养殖技术相对成熟，种质资源丰富，生物学特性适宜，产业体系相对健全，成为深远海养殖的优选品种[13]。

养殖工船是深远海养殖的核心装备，通过“船载舱养”的全新模式，实现了大黄鱼绿色高效集约化养殖。然而，由于养殖工船常年锚泊于深远海，对保鲜贮藏的装备和工艺提出了极高的要求。冰浆已应用于养殖工船鱼类低温致死、快速预冷、冰鲜包装、冷链运输和销售等环节。本研究从养殖工船生产需求和作业工况出发，研究可产业化应用的大黄鱼贮藏保鲜的新方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用大黄鱼取自“国信1号”养殖工船，平均体质量475.8±20 g。试验开始前从工船养殖舱中捞取，保证试验用鱼的新鲜度。为达到分别试验冰浆溶液和冰晶颗粒保鲜效果的目的，本试验过程中采用泡沫箱有两种：一种底部对角打孔(孔径约5 mm)，可将冰浆中水分排出，剩余为超细冰晶；一种为正常泡沫箱，底部未打孔。泡沫箱尺寸均为51.0 cm × 34.0 cm × 21.5 cm。

试验所用冰浆由“国信1号”养殖工船搭载的冰浆生产系统制取，冰浆机的型号是SIGF-100H。制取原料为33 ‰盐度的海水，制取方法为刮削法[14]。冰浆发生器中生产冰晶质量分数为30 %的冰浆，经过提纯装置浓缩后，产出65%的冰浆，冰晶颗粒直径约0.2～0.5 mm，用于本试验。

1.2 试验设置

1.2.1 试验分组

本试验共分3个处理组，分别为冰浆组、冰晶组和碎冰组。每组设置3个平行。冰浆组用冰形式为冰晶质量分数65%的冰浆，其体系温度约为-1 ℃；冰晶组使用底部打孔的泡沫箱，加注65 %冰浆后，所含35 %水分从底部孔洞排出，即用冰形式为超细冰晶颗粒，体系温度约为-1.8 ℃；碎冰组采用传统碎冰进行保鲜，体系温度约为0.3 ℃。体系温度为冰浆或碎冰固体中心温度，通过电子温度计测量。

1.2.2 试验处理

取鲜活大黄鱼置于65 %冰浆中低温致死并将鱼体中心温度降至0 ℃以下。分别装入各处理组泡沫箱中，每箱15尾，每个处理组设置3个平行。后分别加注冰浆、冰晶和碎冰，至鱼体完全包裹并与泡沫箱高度持平。待冰晶组静置5 min后，水分排干后，各泡沫箱加盖密封，并转移至冷藏集装箱中保存。冷藏集装箱内部温度控制在-3～-1 ℃。

1.2.3 样品采集

低温致死并中心温度降至0℃以下时，留存初始样品。在转入冷藏集装箱后的第24小时开始，每24 h取样。样品用于后续各项指标的测定，每个时间点样品包含3个平行。

1.3 样品检测

1.3.1 感官品质评定

感官品质评定方法参照GB/T 18108—2019[15]的评定方法，并根据大黄鱼的鱼体特性，设定本试验评定标准。由评价员组成感官评价小组，从黏液丰富度、体色、体表光泽度、鳞片紧密度、鳃丝新鲜度、鱼体硬度、鱼体气味、鱼肉新鲜度、鱼体变形程度9项指标进行量化评价，每项满分10分。9项指标评分的总和作为感官品质评分。具体评分标准如表1所示。

表1 大黄鱼感官评分表

1.3.2 微生物指标检测

鱼肉样品经稀释后选择适宜稀释度的样品，根据GB 4789.2—2016[16]进行菌落总数的测定，参考 GB4789.3—2016[17]中的MPN法进行大肠菌群数量测定。

1.3.3 化学指标检测

酸价参照GB/T 5009.229—2016[18]测定。硫代巴比妥酸(TBA)参照GB/T 5009.181—2016[19]测定。挥发性盐基氮(TVB-N)参照GB/T 5009.228—2016[20]中的微量扩散法测定。K值是指次黄嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解产物的百分比，参考赵思敏等[21]的方法测定。

1.3.3 数据分析

采用GraphPad Prism 6.0绘图。数据处理和方差分析采用SPSS 17.0单因素方差分析进行，测试方法为Duncan检验。P<0.05表示存在显著差异。

2 结果

2.1 感官评价

图1显示，3个处理组大黄鱼感官评价结果随贮藏时间的延长呈下降趋势。

图1 大黄鱼感官评价结果

3个处理组中，同一取样点碎冰组评价结果最低，在3 d时显著低于其余两组；除后3个取样点外，冰晶组与冰浆组无显著差异(P>0.05)。冰浆组在13 d时，评价结果低于及格线54且鱼体色泽灰暗、黄度减弱、硬度较差，体表黏液大面积脱落，鳞片松散并存在局部脱落，鲜鱼固有腥味消失；冰晶组和碎冰组分别在14 d和9 d出现上述现象。冰浆组在前6 d内感官评价结果好于冰晶组，后8 d冰晶组好于冰浆组，其中12 d～14 d差异显著。从感官评价结果分析，在本试验储存条件下，冰浆组货架期约13 d，冰晶组货架期14 d以上，碎冰组货架期约9 d。

2.2 微生物

2.2.1 菌落总数

由图2可以看出，3个处理组菌落总数在整个试验周期内呈逐渐上升趋势，碎冰组升高速率较快，冰晶组和冰浆组升高速度较慢。

图2 不同处理对大黄鱼鱼肉菌落总数的影响

碎冰组在2 d出现显著升高(P<0.05)，在5 d和8 d升高速率逐渐增大。冰浆组在前11 d菌落总数均小于4 lg cfu/g，为一级鲜度，12 d时菌落总数为4.02 lg cfu/g，14 d为5.09 lg cfu/g，为二级鲜度。冰晶组在整个试验周期内均为一级鲜度。碎冰组在7 d菌落总数升高至4.23 lg cfu/g，10 d时超过5 lg cfu/g，为二级鲜度，12 d超过6 lg cfu/g，表明逐渐出现腐败。总的来看，在11 d内冰晶组和冰浆组菌落总数水平基本相当且差异不显著(P>0.05)，之后冰晶组显著低于冰浆组(P<0.05)，表明冰晶具有比冰浆更长效的抑菌效果，碎冰抑菌效果最差。

2.2.1 大肠菌群

大肠菌群数量变化趋势如图3所示。3组大肠菌群数量总体呈上升趋势，试验周期内碎冰组升高速率最大，冰晶组和冰浆组升高速率较小，且前者略低于后者。除6 d外，冰浆组与冰浆组大肠菌群数量均显著低于碎冰组(P<0.05)。在2 d时各组数值相比于1 d均有显著升高(P<0.05)，碎冰组升高幅度最大，为1 d的1.60倍。碎冰组8 d时大肠菌群数量为3.04 lg cfu/g，冰浆组在13 d时才达到此水平，而冰晶组始终未达到。前9 d内冰晶组与冰浆组差异不显著(P>0.05)，10 d及之后冰浆组显著高于冰晶组(P<0.05)。试验末期冰晶组大肠菌群数量最小，为2.75 lg cfu/g，冰浆组为3.21 lg cfu/g，碎冰组为5.95 lg cfu/g。从大肠菌群数量变化可以看出，冰浆和冰晶抑菌效果明显优于碎冰。

图3 不同处理对大黄鱼鱼肉大肠菌群的影响

2.3 酸价

大黄鱼鱼肉中酸价的结果如图4所示。

图4 不同处理对大黄鱼鱼肉酸价的影响

碎冰组酸价在2 d时即出现显著升高，整个试验过程中呈持续上升趋势。冰浆组与冰晶组酸价水平相当，前10 d数值相对稳定，相比初始状态无明显差异，且组间差异不显著(P>0.05)。11 d时冰晶组和冰浆组酸价呈上升趋势，11 d、13 d和14 d冰浆组酸价显著高于冰晶组(P<0.05)。总的来看，冰浆和冰晶对于大黄鱼鱼体脂肪的新鲜度保持具有较好的效果，10 d内几乎无明显变化，碎冰的对于脂肪新鲜度的保持效果较差。

2.4TBA

TBA结果如图5所示。试验过程中各组TBA值总体呈上升趋势。碎冰组水平整体高于其余二组，2 d时即出现显著差异(P<0.05)，4 d升高幅度增大，7 d达到较高水平。冰晶组TBA水平为三组最低，1～10 d缓慢升高，后略有下降，14 d升至最高水平。冰浆组TBA水平介于其余二组之间，11～14 d期间冰浆组显著高于冰晶组(P<0.05)。作为衡量鱼肉脂肪氧化程度的指标，本试验中TBA值的变化反映出碎冰组脂肪氧化程度最大，且7 d后达到高水平；冰浆和冰晶具有抑制脂肪氧化的作用，冰晶的效果更佳。

图5 不同处理对大黄鱼鱼肉TBA的影响

2.5TVB-N

TVB-N可以指示微生物分解鱼肉中蛋白质、脂肪产生的氨及胺类物质的多少[22-23]。GB/T 18108—2019中规定TVB-N小于等于15 mg/100 g 为优级品，小于等于30 mg/100 g为合格品。据此分析图6中TVB-N结果。

图6 不同处理对大黄鱼鱼肉TVB-N的影响

整个试验周期内冰浆组与冰晶组TVB-N上升缓慢，前10 d内无显著升高(P>0.05)，14 d两组TVB-N分别为14.73 mg/100 g和12.39 mg/100 g，均为优级品水平。碎冰组TVB-N结果全程呈上升趋势，1～7 d上升速率较小，11～14 d上升较快；1～9 d为优级品水平，14 d为不合格品。同一时间点碎冰组TVB-N水平均高于其余二组，10～14 d冰浆组高于冰晶组且有逐渐增大的趋势。因此，冰晶和冰浆均具有较为长效的保鲜效果，冰晶的作用略优于冰浆，而碎冰的效果较差。

2.6 K值

普遍认为即杀鱼K值小于10 %，新鲜鱼K值小于20 %，20 %～40 %为二级鲜度[24]。K值检测结果如图7所示。

图7 不同处理对大黄鱼鱼肉K值的影响

初始状态各组K值平均值为7.28 %，满足即杀鱼标准。4 d内冰浆K值无明显变化(P>0.05)，冰晶组和冰浆组均有显著升高(P<0.05)，碎冰组升高速率大于冰晶组。5 d碎冰组K值达到20.53 %，达到二级鲜度标准，之后继续升高，试验结束时达到42.91%，超出二级鲜度范围。7 d时冰浆组K值升高幅度较大，12 d达到22.24 %，进入二级鲜度范围，试验末期达到28.43 %。整个试验周期内冰晶组K值变化幅度最小，升高趋势较为平稳，试验末期K值仍处于新鲜鱼范围。因此，从大黄鱼K值水平变化来看，碎冰保存的效果不及冰浆和冰晶，而冰晶保存效果的持续性优于冰浆。

3 讨论

依托大型养殖工船开展的深远海养殖，是海洋渔业现代化建设和水产养殖业转型升级的重要发力点，是维护国家海洋权益、争取发展空间的重要战略手段[25]。水产品加工和物流是深远海养殖综合生产体系中的关键一环[26]。养殖工船作为超大型远海生产作业平台，具有充足的设备搭载空间，同时，其作业海区离岸远、加工生产强度大、电力供应耗能多，需要更为长效、高效和节能的加工保鲜技术。冰浆保鲜技术因其制备成本低、使用方便、保鲜效果优异，与养殖工船的需求完美契合[13]，已在养殖工船进行产业化应用。本试验通过比较冰浆、冰浆滤水后所剩冰晶以及碎冰3种形式的保鲜效果，研究适合于养殖工船鱼货物保鲜的新方法。

(1)3种保鲜方法对大黄鱼感官评价的影响

感官评定通过人的视觉、嗅觉、味觉和触觉来评价产品品质。本试验采用的评价标准以国家标准为基础，根据大黄鱼的生物学特性以及消费者对大黄鱼品质的喜好进行重新设计，其评价结果更能反映不同用冰形式对大黄鱼的真实保鲜效果。感官评价结果显示，大黄鱼使用冰浆的保鲜效果明显优于碎冰，与郭儒岳等[27]和赵思敏等[21]的研究结果一致。本试验结果显示冰浆相比于碎冰可延缓变质、延长货架期约4 d，与先前报道的6 d和3 d略有差异，冰浆浓度和保存温度的不同可能导致此类差异的出现。12～14 d冰晶组感官评价结果显著优于冰浆组，表明冰浆滤水后所剩的超细冰晶对大黄鱼的保鲜效果更佳，分析其原因可能为鱼体被超细冰晶包裹后体系温度更低且不受水分浸泡，减缓含氮有机物的降解。

(2)用冰形式对大黄鱼微生物指标的影响

腐败微生物的繁殖和代谢是鱼体腐败的主要原因[28]。微生物指标已广泛应用于水产品保鲜过程中品质变化特性研究。本研究结果显示，冰浆组和冰晶组菌落总数、大肠菌群9 d内无显著升高，表明其具有良好的抑菌效果，且比碎冰组同等水平值的出现晚4～5 d，类似的结论在鲈鱼[29]、鲐鱼[30]和欧洲无须鳕[31]中也有报道。冰浆体系温度较低，微生物生长速率减缓，微生物分解产物的生成得到抑制，保鲜效果更为持久。同感官评价结果相似，12～14 d冰晶组菌落总数、大肠菌群数量明显低于冰浆组，其原因主要在于冰晶保存有更低的体系温度，微生物受到更为有效的抑制。

(3)用冰形式对大黄鱼TBA的影响

TBA因其可以与鱼肉中多种不饱和脂肪酸的氧化产物丙二醛相互作用生成稳定的复合物而被广泛应用于指示鱼肉脂肪氧化程度[32-34]。林雪[30]研究显示使用冰浆保鲜可使保存于-2 ℃下的鲐鱼14 d内TBA处于较低水平。本研究中也发现冰浆和冰晶保鲜相比碎冰有更低的TBA水平，表明其对鱼肉脂肪氧化的抑制作用强于碎冰。TBA数值与鱼肉中脂肪含量密切关联[35]，赵巧灵等[22]发现蓝鳍金枪鱼脂肪含量越高的部位TBA值越高，越容易引起褐变。赵思敏等[21]报道了使用流化冰对养殖大黄鱼进行保鲜时TBA值先升高后降低，且幅度较大。本研究中各组TBA值总体呈缓慢上升趋势，在几个时间点同样也出现停滞和降低的现象，但幅度较小。分析原因或为试验用鱼脂肪含量的差异以及本试验储存温度较低。

(4)用冰形式对大黄鱼TVB-N的影响

TVB-N是评价水产品新鲜度的重要指标之一，其数值变化与水产品腐败程度之间存在明显对应关系[36-37]。本研究中冰浆组和冰晶组TVB-N在14 d内均处于优级品水平，说明氨及胺类物质的生成较少，可能的原因是降氮微生物的生长和内源酶的活性受到低温抑制[27]。碎冰组10 d即降为合格品水平，表明碎冰对腐败降解的抑制作用较差。张皖君等[38]通过高通量测序技术发现碎冰组鲈鱼样品细菌具有更高丰度的参与氨基酸、脂质和碳水化合物代谢的相关基因。同一时间点冰浆组和冰晶组TVB-N无显著差异，但9～14 d冰晶组低于冰浆组，说明超细冰晶保鲜效果略优于冰浆。K值是指次黄嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解产物的百分比，可客观指示鱼类贮藏过程中的鲜度变化情况[39]。本研究中碎冰组K值上升速度明显快于冰晶组和冰浆组，与郭儒岳等[40]的研究结果一致。冰晶组和冰浆组鱼肉ATP降解速率减缓，可能由于体系温度低于碎冰，且将超细冰晶粒子填充到鱼体缝隙内，隔绝氧气，抑制鱼肉中的ATP降解[21]。

本试验重点对比了冰浆、冰浆滤水后所剩的超细冰晶粒子对于大黄鱼保鲜效果的影响。综合分析发现，在试验后期冰晶组各项指标均优于冰浆组，部分指标也证明冰晶组货架期长于冰浆组，超细冰晶粒子的保鲜效果或优于冰浆。冰晶保存相比冰浆有更低的体系温度(-1.8 ℃)，更好地抑制有害微生物的增殖，是这一现象的重要原因。同时，冰晶保鲜可防止鱼体被水浸泡，利于大黄鱼体表状态和金黄体色的保持，并可避免冰浆所含海水浸泡导致鱼体NaCl含量的升高。

4 结论

冰浆保鲜技术已成功应用于全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信1号”。本试验应用船载冰浆生产系统，模拟养殖工船实际冰藏工艺，研究冰浆、超细冰晶和碎冰对于大黄鱼保鲜的效果。分析感官品质、微生物指标、酸价、TBA、TVB-N和K值的结果发现，试验条件下碎冰的保鲜效果仅能维持约4～8 d，超细冰晶的保鲜效果较冰浆可延长2～3 d，货架期可延长至13～14 d。本试验初步探究了使用超细冰晶保鲜的可行性，为冰浆保鲜技术在养殖工船产业化应用方面提供了新的思路。