电商物流过程中温度波动对鮰鱼片冷藏品质的变化

王雪莉，张婉，徐云强，汪兰，丁安子，石柳，吴文锦，陈胜，孙卫青，熊光权*

（1.长江大学生命科学学院，湖北荆州 434025）（2.农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室，湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉 430064）

斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）是一种重要的淡水养殖鱼类，具有适应性广、生长快、产量高、营养丰富、肉质鲜嫩和价格低廉等诸多优势[1,2]。鮰鱼富含维生素、不饱和脂肪酸和必需氨基酸，且胆固醇含量低，结缔组织含量低，易于消化，适合所有年龄段的人群[3,4]。

电子商务已成为中国网民的主要购物方式，生鲜水产品也成为新的网购产品[5]，但生鲜水产品由于特有的生理特性容易发生腐败。而且在运输过程中受到运输距离、环境温度、包装材料、带冰量等因素的影响，降低了鱼类产品的营养价值、外观品质，影响新鲜度甚至消费者的健康，延缓了水产品产业的发展进程[6]。

温度是影响肉制品保鲜的重要环境因素，环境温度的变化容易引起肉制品在冷链物流中的变质[7]。因此研究者们为生鲜农产品提供便捷、高效的电商物流运输展开了一系列的研究。蓝蔚青等[8]通过模拟大目金枪鱼在不同条件下的低温流通过程，发现随着流通时间的延长，温度波动越大，大目金枪鱼品质劣变越严重。王硕等[9]研究在模拟冷链物流过程中三文鱼肉腐败变质时水分性质及肌肉结构的变化，发现物流期间温度变化越大，三文鱼品质劣变越迅速，并且贮藏及销售过程中始终处于0 ℃的鱼肉品质更好。

目前，针对电商物流过程的温度波动以及淡水鱼贮藏过程中品质变化的研究较少，本文以斑点叉尾鮰为研究对象，探究电商物流过程中的温度波动以及不同终止温度（0、4、8 ℃）对鮰鱼片冷藏品质的影响，期望获得在电商物流结束后冷藏时鮰鱼片的品质劣变情况和可食用期限。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：斑点叉尾鮰，鲜活，尾重（1.5±0.25）kg，购买于湖北省武汉市白沙洲农副产品大市场。

主要试剂：平板计数琼脂，青岛海博生物技术有限公司；甲苯，天津市广成化学试剂有限公司；苦味酸，山东西亚化学工业有限公司；甲醇（液相级纯），腺苷三磷酸（ATP），腺苷酸（AMP），德国Sigma公司；腺苷二磷酸（ADP），肌苷酸（IMP），次黄嘌呤核苷（HxR），次黄嘌呤（Hx），上海源叶科技有限公司。

1.2 主要仪器设备

比色计CR-400色度计，日本Konica Minolta公司；海豪多功能全自动交流直流两用增氧机，南通海豪科技有限公司；梅特勒LE427 pH计，梅特勒托利多（上海）有限公司；722N可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；Sigma 3K15离心机，德国Sigma公司；TA.XTplus物性测定仪，英国Stable Micro System公司；核磁共振分析仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司；月旭Ultimate AQ-C18色谱柱，月旭科技（上海）股份有限公司；赛默飞高效液相色谱仪UltiMate 3000，美国Thermo Fisher公司；SPX-150B5H-Ⅱ生化培养箱，上海新苗医疗器械制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

购买的斑点叉尾鮰在16～20 ℃条件下增氧机供氧暂养24 h，在低温环境中将鱼击晕、宰杀、去头、去尾、放血和去内脏，采用冰水进行清洗。然后取背部肉，分割成50 g左右的鱼片，用聚乙烯袋真空包装，包装好的鮰鱼片放入-40 ℃冰箱冻藏24 h后，样品分为三组分别放入隔热的白色聚苯乙烯泡沫盒中。保温用的冰袋在-18 ℃冰箱冻藏超过24 h。

1.3.2 物流中鮰鱼片的温度变化

1.3.2.1 电商物流中不同运输距离鮰鱼片温度变化

将冷冻鮰鱼片分为三组和冰袋按照1:1（m/m）放入隔热的白色聚苯乙烯泡沫盒中（内径42.5 cm×26.5 cm×21.5 cm），温度记录仪的探头附在包装鱼片上放入隔热箱中央，根据冷链物流技术和管理规范放入隔热箱内[10,11]，然后装入瓦楞纸箱中打包，用顺丰速运将打包好的鮰鱼片分别从武汉运输到宜昌（300 km），绍兴（600 km）和佛山（800 km），期间温度记录仪每隔10 min记录样品温度。当鮰鱼片运输到目的地后，将温度计取出，并停止记录。

1.3.2.2 模拟电商物流在不同带冰量、包装材料和温度环境下鮰鱼片的温度变化

不同带冰量采用白色聚苯乙烯泡沫盒，冻藏的鮰鱼片和冰袋1:1（m/m）和1:2（m/m）打包，放入25 ℃恒温箱中。不同包装材料采用白色聚苯乙烯泡沫盒，保温箱和铝箔贴合无纺布保温袋，冻藏的鮰鱼片和冰袋1:1（m/m）打包，放入25 ℃恒温箱中。不同温度环境采用白色聚苯乙烯泡沫盒，冻藏的鮰鱼片和冰袋1:1（m/m）打包，打包好的鮰鱼片分别放放在实验室内角落、实验室外阳台和37 ℃恒温箱中。每隔10 min利用温度记录仪对环境温度和样品温度进行监测，当样品温度到达8 ℃时停止温度计记录并读取数据。

1.3.3 理化指标

将冻藏的鮰鱼片放入隔热的白色聚苯乙烯泡沫盒在实验室中模拟电商物流过程，环境温度约为25 ℃，待其24 h后到达终止温度再放回4 ℃冰箱中分别冷藏0、2、4、6 d，然后取出进行指标测定。根据前期实验结果，将终止温度分别确定为0、4、8 ℃。

1.3.3.1 汁液损失率的测定

汁液损失率表示解冻后鱼的汁液和水分损失。其计算为冷冻储存前和解冻后鱼的质量差。

式中：

X——汁液流失率，%；

W1——解冻前鱼片和袋子的总质量，g；

W2——解冻后鱼片的质量，g；

W3——真空袋的质量，g。

1.3.3.2 pH的测定

pH值的测定参考黄涵等[3]，用便携式pH计测量鱼肉的pH值。

1.3.3.3 色泽的测定

使用色度计测量样品的色泽。样品在测试台上平放，将比色计探头紧密附着到样品上进行测量，每个样品测定三次。

1.3.3.4 嫩度的测定

嫩度的测定参考Utrera等[12]的方法，将鱼肉切成2 cm×2 cm×2 cm的鱼块，置于装有手术刀片质构探头下进行嫩度的测定分析。测定参数设置：力臂25 kg，测前速度5 mm/s，测中速度1 mm/s，测后速度5 mm/s，测试距离5 mm，每组样品平行测定6次。

1.3.3.5 水分分布的测定

将10 g样品放入直径为25 mm的核磁管，而后将核磁管插入分析仪中。Multi-slicespin Echo序列质子密度成像实验具体参数如下；Slices 3，Slice Width 3 mm，Slices Gap 2.0 mm。将得到的图像通过图像处理软件统一映射，然后采用Jet伪彩。

1.3.3.6 三甲胺的测定

三甲胺参考Yi等[13]的方法用苦味酸法测定。

1.3.3.7 TVB-N的测定

TVB-N的测定参考GB 5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》[14]。

1.3.3.8 TBA的测定

TBA含量参考石钢鹏等[15]的方法用蒸馏法进行测定。

1.3.3.9 新鲜度K值的测定

新鲜度的测定采用SCT 3048-2014，鱼类鲜度指标K值的测定高效液相色谱法[16]。

1.3.3.10 菌落总数的测定

菌落总数的测定采用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[17]。

1.4 数据分析

数据采用Excel 2010进行计算，用RC-4&5_Conventional（V3.2）读取温度记录仪里面的数据，采用SPSS 19.0软件进行显著性差异分析，Origin 9.0和GraphPad Prism 5软件作图，试验结果用平均数±标准差表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与讨论

2.1 电商物流中鮰鱼片温度变化

2.1.1 实际电商物流中不同运输距离鮰鱼片温度变化曲线

如图1，测定了鮰鱼片从武汉到宜昌、绍兴和佛山期间产品的温度变化，总用时长分别为1 890、2 710和2 440 min。在第一阶段，鮰鱼片温度急剧上升，第二阶段从255 min开始分别在4、6和0 ℃左右保持相对稳定，期间温度波动，可能是与外界环境温度变化有关。第三阶段鮰鱼片分别在从1 120、1 370和1 750 min温度上升，较第二阶段上升速率低，可能因为冰袋全部融化。

图1 实际电商物流武汉到宜昌、绍兴和佛山的温度变化Fig.1 Temperature changes of actual e-commerce logistics from Wuhan to Yichang, Shaoxing and Foshan

从实际电商物流鮰鱼片温度变化曲线可以看出，运输过程中，鮰鱼片的温度变化曲线可以分为上升、平缓和上升三个阶段，这一结论与East等[18]报道的保温盒暴露于约29 ℃的恒定外部温度下温度曲线相似，运输距离同运输时间有关，运输距离越远，所需时间越长。三组样品中第三阶段保持相对平衡的温度和保持时间有差别，因为热交换原理，可能同外界环境温度变化密切相关。

2.1.2 模拟电商物流不同带冰量、包装材料和不同环境温度下鮰鱼片温度变化

模拟电商物流鮰鱼片温度变化，当温度上升到8 ℃左右停止记录。如图2a所示，模拟电商物流温度变化与图1实际电商物流温度变化趋势基本一致。T1、T2达到终点分别用时2 370、3 560 min。结果表明，2倍带冰量的鮰鱼片温度升至8 ℃的时间更长。

图2 模拟电商物流不同带冰量(a)、包装材料(b)和温度环境(室内环境(c)、室外环境(d)和环境温度为37 ℃(e))下鮰鱼片温度变化曲线Fig.2 Simulates the temperature change of catfish slices in e-commerce logistics with different ice content (a), packaging material (b) and temperature environment (indoor environment (c), outdoor environment (d) and environmental temperature of 37 ℃ (e)

如图2b所示，环境温度为（26±2.2）℃，三种包装材料鮰鱼片的温度也与实际电商物流温度变化趋势基本一致。保温袋、泡沫箱和保温箱中的冰袋分别在830、1 760和2 220 min时完全融化，样品温度从0 ℃开始上升，升至8 ℃左右时所需时间：泡沫保温箱（2 670 min）＞保温箱（2 010 min）＞保温袋（1 350 min）。

如图2c所示，当室内温度在（28.5±1.4）℃时，鮰鱼片的温度在1 800 min时从0 ℃开始上升，第2 260 min上升到8 ℃。如图2d所示，室外温度为（38.6±7.2）℃，环境温度昼夜温差较大，鮰鱼片温度在340到1 390 min之间，温度在-1.3 ℃左右保持相对稳定，1 760 min上升到8.4 ℃。如图2e所示，在37 ℃温度条件下，环境温度为（31.3±4.8）℃，在1 490 min鮰鱼片温度从-1.4 ℃上升，在第1 940 min到达终点。与其他条件相比，在室内环境温度下，鮰鱼片温度升至8 ℃所需时间更长。

根据实验，2倍带冰量的鮰鱼片，用泡沫保温箱包装，在室内温度28.5 ℃时，到达8 ℃的时间更长，保证鮰鱼片的品质。

2.2 理化指标

2.2.1 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间色泽的影响

色度的结果如表1所示，在冷藏期间，0、4和8 ℃组的色度无显著性变化，但a*、b*值有略微的下降和升高，a*值下降可能是由于冷藏过程中血红蛋白氧化和棕色血红蛋白的积累，以及汁液流失造成血红蛋白的丧失[19]。b*值升高可能是正常生物体内氧化和抗氧化之间保持着动态平衡，然而鱼体死后体内的抗氧化剂被快速消耗，造成大量的自由基积累，促使脂质氧化的发生[20]，而脂肪氧化产生羰基化合物与游离氨基酸或者肽发生非酶促褐变使b*值升高。

表1 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片色泽变化Table 1 The color of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

表2 模拟电商物流的鮰鱼片不同终止温度和冷藏时间的双因素方差分析结果Table 2 Results of two-factor analysis of variance for the different termination temperatures and cold storage times of catfish slices simulating e-commerce logistics

2.2.2 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间pH值的影响

图3表示模拟电商物流结束后不同终止温度后期4 ℃储藏期间鮰鱼片pH值的变化，不同终止温度鮰鱼样品的pH值在储藏期间均无显著性差异。在模拟运输过程中鮰鱼片的pH值发生波动，pH值降低可能是因为蛋白质变性[19]、微生物代谢生成有机酸[21]和肌肉无氧糖酵解产生乳酸等原因[22]。pH值的升高可能是鱼肉中的酶或者腐败菌的作用下，使得鱼肉中一些含氮化合物分解产生胺类等挥发性碱性化合物[21]。

图3 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片pH变化Fig.3 The pH of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.3 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间汁液损失率的影响

电商物流过程中不同终止温度对4 ℃储藏期间鮰鱼片汁液损失率的影响见图4。图中显示了鮰鱼片的汁液损失随着储存时间的延长而增加。0、4和8 ℃组的汁液损失分别由第0天的14.05%、15.40%和16.64%上升至第6天的21.24%、23.57%和26.35%。8 ℃组的汁液损失率显著增加，鱼片温度升高，肌肉微结构的变化和肌肉液粘度的降低会导致更高的汁液损失[23]。储藏期间三组有较显著变化，第6天时微生物数量激增，对蛋白质、糖类等的分解作用增大，对鱼肉组织的破坏的程度变大[24]，导致汁液损失率增加。

图4 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片汁液损失率的变化Fig.4 The drip loss of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.4 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间嫩度的影响

从图5a和5b可以看出，3组样品在储藏期间有显著性差异，最大剪切力和韧性在储藏期间整体降低。这种现象主要受两个因素的影响:冰晶的形成和蛋白质的变性[25]。可能是多种内源性蛋白酶的协同作用对肌原纤维蛋白的水解。还有可能是模拟运输过程中的温度波动会导致鱼肉发生重结晶现象冰晶结合蛋白质中的水分，导致蛋白质结合系统的破坏和削弱，冰晶长大导致肌肉纤维断裂，蛋白质结构发生变化，降低了鱼肉肌原纤维蛋白盐溶性和亲水性。

图5 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片剪切力(a)和韧性(b)的变化Fig.5 The Shear force(a) and toughness(b) of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.5 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间水分分布的影响

电商物流结束后不同终止温度后期4 ℃储藏期间鮰鱼片水分分布的变化如图6所示，从图中可以看出，在储藏前期，样品伪彩图中绿色部分分布较为均匀，但是随着储藏时间的延长，样品伪彩图出现了红色，黄色和绿色，表明样品内水分分布不均匀，并且样品内水分由内部向外部转移。水分向外转移的原因可能是由于肌肉中对水分具有束缚能力的肌原纤维蛋白质的功能丧失，随着储藏时间的延长，鮰鱼片中微生物累积并破坏鱼肉的组织结构，导致鱼肉对汁液的束缚能力降低[26,27]。

图6 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片水分分布Fig.6 The moisture distribution of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.6 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间三甲胺的影响

从图7中可以看出，3组鮰鱼样品的三甲胺均随着储藏时间的增加而显著增多。至储藏末期（6 d），三组样品的三甲胺含量显著升高，分别为3.99、4.40和4.80 mg/100 g，这一趋势与李学英等[28]大黄鱼冷藏过程中的鲜度变化相似，初期TMA含量基本为0，温度越高，贮藏过程中的TMA上升速率越快。这可能是随着储藏时间的延长，在储藏后期0、4和8 ℃组的微生物总量增多，其中希瓦氏菌等微生物将氧化三甲胺还原成三甲胺以及分解代谢胆碱和甜菜碱[13]，导致使不同样品三甲胺出现显著性差异。

图7 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片三甲胺的变化Fig.7 The trimethylamine content of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.7 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间TVB-N的影响

从图8中可以看出，在储藏前期，0、4和8 ℃组的TVB-N值分别为9.59、10.78和11.76 mg/100 g，3组鮰鱼样品的TVB-N均随着储藏时间的增加而增多，8 ℃组在储藏期间TVB-N值显著增加。微生物可能是主要原因，腐败菌群最初主要由好氧菌组成，逐渐被厌氧菌所取代，厌氧菌可以分解蛋白质和氨基酸，使TVB-N化合物上升[29]。其次，鱼体内源酶降解非蛋白质氮化合物后，产生胺类物质，TVB-N化合物也会累积[30,31]。

图8 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片TVB-N的变化Fig.8 The TVB-N content of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.8 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间TBA的影响

从图9中可以看出，第0天到第6天，0 ℃和8 ℃组在储藏时间相同时具有显著性差异（P＜0.05）。3组鮰鱼样品的TBA均随着储藏时间的延长而显著性增加（P＜0.05），储藏到第6天时，0、4和8 ℃组的TBA值分别为0.19、0.22和0.26 mg/100 g。终止温度越高，导致鱼肉汁液流失越多，加速了鱼片的脂质氧化[32]。研究发现，鮰鱼鱼片含有较多不饱和脂肪酸，易发生脂肪氧化酸败反应[33]使TBA值升高。

图9 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片TBA的变化Fig.9 The TBA content of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.9 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间K值的影响

从图10中可以看出，3组鮰鱼样品的K值均随着储藏时间的延长而升高，在第6天时，0、4和8组的K值分别为29.97%、30.03%和31.68%，均超过了一级鲜度限制值20%。在储藏期间，3组鮰鱼样品间均无显著性差异（P＞0.05），这和菌落总数趋势不一致，可能是内源性酶的作用远大于嗜冷微生物生长繁殖的作用，造成K值的升高[34]。

图10 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片K值的变化Fig.10 The K value of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.10 不同终止温度对鮰鱼片冷藏期间菌落总数的影响

从图11中可以看出，终止温度越高，鮰鱼片菌落总数增长越快，而且冷藏过程中鮰鱼片菌落总数随着贮藏时间的延长而逐渐增加，冷藏前4 d菌落总数增长缓慢，三组鮰鱼样品的菌落总数变化不明显，没有超出鲜鱼菌落总数的最高安全限量值（107CFU/g），可能由于鮰鱼片真空包装，袋内残留空气少，微生物很难生长。但是在第6天，三组的菌落总数急剧增加，分别增长了30.29%、42.04%和65.23%。8 ℃组为7.12 lg CFU/g，超出限制值，可能是鱼肉的汁液流失增加，流失汁液中主要是水溶性蛋白和肌浆蛋白，为微生物的繁殖提供了营养条件，导致微生物大量繁殖[24]，鱼片TVB-N值升高，鱼肉劣变程度加剧。

图11 电商物流过程中不同终止温度4 ℃储藏期间鮰鱼片菌落总数的变化Fig.11 The total viable count of catfish slices during storage at different end temperature 4 ℃

2.2.11 双因素方差分析与指标之间相关性分析

双因素方差分析结果表明：不同终止温度对鮰鱼片的L值、a*值和K值无显著性影响（P＞0.05），不同冷藏时间对鮰鱼片的色度和汁液流失率无显著性影响（P＞0.05），对其他指标均有显著性影响。终止温度越高，冷藏时间越长，鮰鱼片的品质劣变程度越大，鱼片汁液流失严重，韧性下降，加速鱼片脂质氧化，导致三甲胺含量升高以及菌落总数上升。不同终止温度和冷藏时间的交互作用对汁液流失率、最大剪切力、韧性、三甲胺、TBA和菌落总数有显著性影响。不同终止温度和冷藏时间均是影响鮰鱼片品质的主要因素。

3 结论

电商物流运输冷冻鮰鱼片过程中，温度波动同带冰量、包装材料，环境温度密切相关。带冰量更高、包装材料更保温、环境温度更低时电商物流运输的冷冻鮰鱼片温度升至8 ℃所需时间更长。运输条件不同，导致电商物流运输结束后产品温度不同，在1～2 d内收货的鮰鱼片温度在0～8 ℃之间。

电商物流不同终止温度（0、4、8 ℃）鮰鱼片在4 ℃冷藏过程中，随着冷藏时间的延长，鱼肉汁液损失率上升了6%～10%，鲜度下降，加工品质显著降低。前4天鮰鱼片的品质较好，第4天以后品质迅速降低，储藏6 d时，菌落总数为7.12 lg CFU/g超出鲜鱼的最高安全限量值，K值超过了一级鲜度限制值20%，鮰鱼片失去食用价值，因此，在网上购买冷冻淡水鱼产品时，应尽快食用，在4 ℃冷藏超过4 d后不推荐食用。另外，电商物流终止温度为0 ℃的鮰鱼片在冷藏过程中，嫩度、三甲胺含量、TBA、TVB-N、K值最低，其次是终止温度为4 ℃的鮰鱼片。由此可见，电商物流结束时终止温度对后期产品冷藏品质影响较大，终止温度越低，后期冷藏时品质劣变越慢。