刘明爽 1，李婷婷 2,*，马 艳 1，陈 思 1，熊善柏 3，励建荣 1,*
（1.渤海大学食品科学与工程学院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁 锦州 121013；2.大连民族大学生命科学学院，辽宁 大连 116600；3.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070）
摘 要：以淡水鲈鱼为对象，采用真空包装方法，研究鲈鱼片在冷藏（4 ℃）和微冻（-2 ℃）条件下的新鲜度变化情况。以菌落总数、pH值、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、K值为指标，结合电子鼻对冷藏和微冻鲈鱼片的气味进行检测，并对所获得信息进行主成分分析，综合评价其新鲜度。结果表明，随着贮藏时间的延长，不同温度贮藏的鲈鱼片其菌落总数和K值均呈上升趋势，温度越低，上升越慢；贮藏初期pH值呈先下降后升高的趋势；电子鼻分析结果与菌落总数、K值结果保持一致，能有效区分不同新鲜度的鲈鱼片。综合各指标变化，与冷藏相比，真空包装鲈鱼片微冻贮藏能保持较好新鲜度，货架期更长。
关键词：鲈鱼片；冷藏；微冻；新鲜度
鱼体捕获死亡后，微生物作用、脂肪氧化及自溶酶等因素极易引起鱼体腐败变质。其中微生物生长和代谢作用会导致蛋白质、氨基酸及其他含氮物质的分解，产生氨、醇、酮、酸等代谢产物，使鱼体原有形态发生改变，并产生不良气味 [1]。保鲜技术在水产品的贮藏、加工及销售过程中发挥着重要作用，目前水产品保鲜技术主要有低温保鲜、化学保鲜、生物保鲜等。低温保鲜法使用最为广泛，能有效抑制微生物的生长及酶的活力 [2]。冷藏的鱼类货架期较短，新鲜度下降较快。而微冻保鲜是将鱼体贮藏温度降至细胞汁液的冻结点以下 [3]，使鱼体和微生物体内部分水分发生冻结，改变微生物细胞的生理生化反应，从而抑制其活动和繁殖能力。对淡水鱼类来说，微冻保鲜技术既可以延长鱼类货架期，也可以避免发生干耗、变色等现象 [4]。
鲈鱼（Lateolabrax japonicus）俗称鲈鲛，主要分布在黄海、渤海等地区，是常见的经济鱼类之一。因其味道鲜美，营养丰富，且市场销售价格适中，深受广大消费者青睐 [5]。目前，关于鲈鱼的研究大都在养殖 [6]、免疫学 [7]等方面，而关于鲈鱼片在冷藏和微冻条件下的品质变化鲜有报道。本实验以鲈鱼片为研究对象，采用真空包装方法，以冷藏和微冻贮藏作对比，通过测定贮藏过程中鲈鱼片的菌落总数、pH值、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、K值、挥发性成分含量等指标，研究真空包装鲈鱼片在不同贮藏温度条件下的新鲜度变化，以期为消费者提供高品质的保鲜鲈鱼，并为鲈鱼加工保鲜的应用推广提供理论依据。
1.1 材料
养殖活鲈鱼，购于锦州市林西路水产市场，规格大小基本一致，每条鱼的质量为（1 000±50）g。
1.2 仪器与设备
MLS-3030CH立式高压灭菌锅 三洋电机（广州）有限公司；精密pH计 美国Mettler Toledo公司；PEN3便携式电子鼻系统 德国Airsense公司；1200高效液相色谱仪 美国安捷伦科技公司；Biofuge stratos台式高速离心机 美国Thermo Fisher公司；凯氏定氮仪 丹麦福斯公司。
1.3 方法
1.3.1 样品处理
鲜活鲈鱼用碎冰猝死后，去鳞、头、刺和尾，取脊背肉，用蒸馏水冲洗干净并用无菌蒸煮袋真空包装，切成6～8 cm的鱼片，贮存于4 ℃和-2 ℃冰箱中。分别测定第0、3、6、9、12、15、18天样品的鲜度指标。
1.3.2 菌落总数测定
按GB 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》，采用平板倾注法进行菌落总数测定 [8]。
1.3.3 pH值测定
参考Arashisar等 [9]的方法，稍作修改。取10 g绞碎样品放置于烧瓶中，加入煮沸冷却的蒸馏水90 mL，均质后过滤，滤液用pH计测定。
1.3.4 TVB-N值测定
参考FOSS法 [10]进行测定。准确称取10.0 g鱼肉于到蒸馏管中，加入50 mL蒸馏水和1 g氧化镁粉末，再用凯氏定氮仪进行蒸馏、计算。
1.3.5 K值测定
参考Li等 [11]的方法略作修改。K值计算公式如下：
式中：HxR为次黄嘌呤核苷含量（湿基，下同）/（μmol/g）；Hx为次黄嘌呤含量/（μmol/g）；ATP为三磷酸腺苷含量/（μmol/g）；ADP为二磷酸腺苷含量/（μmol/g）；AMP为腺苷酸含量/（μmol/g）；IMP为肌苷酸含量/（μmol/g）。
1.3.6 电子鼻检测
样品准备：称量鲈鱼肉3.0 g，切碎后移入气味采集瓶中，加盖密封，静置30 min，用电子鼻检测。每组样品重复测定3 次。
设定参数：顶空温度：25 ℃；电子鼻测定时间：100 s；传感器清洗时间：100 s；采样间隔时间：5 s；内部流量：300 mL/min；进样流量：300 mL/min；样品测定时间：150 s。
实验采用设备自带软件进行数据采集及处理，分析方法：主成分分析（principal component analysis，PCA）。电子鼻传感器性能描述见表1。
表1 PEN3型电子鼻传感器性能描述
Table 1 Properties of sensors used in PEN3 electronic nose
传感器序号传感器名称传感器相应特性R（1）W1S Aromatic对芳香成分灵敏R（2）W5S Broad range对氮氧化合物灵敏度大R（3）W3C Aromatic对芳香成分、氨水灵敏R（4）W6S Hydrogen对氢气有选择性R（5）W5C Arom-aliph对烷烃、芳香成分灵敏R（6）W1C Broad-meth对甲烷灵敏R（7）W1W Sulpher-or对无机硫化物灵敏R（8）W2S Broad-olco对乙醇灵敏R（9）W2W Sulph-chlo对芳香成分、硫化物灵敏R（10）W3S Methane-al对烷烃灵敏
1.4 数据处理
采用Origin 8.0绘图，使用电子鼻Win Muster软件对鲈鱼片挥发性气味进行PCA分析。
2.1 菌落总数的变化
图1 鲈鱼片在冷藏和微冻贮藏过程中菌落总数变化趋势
Fig.1 Changes in total viable count (TVC) of perch fillets during refrigeration and partial-freezing storage
由图1可知，菌落总数的初始值为3.2（lg（CFU/g））。贮藏过程中，鲈鱼片在冷藏和微冻过程中的菌落总数均呈上升趋势。与微冻贮藏相比，冷藏条件下的菌落总数上升较快。鲈鱼片在冷藏条件下初期增长较快，第9天的菌落总数为6.22（lg（CFU/g）），已超过无公害水产品安全要求的限定值6 （lg（CFU/g）） [12]。微冻贮藏的鱼片菌落总数上升较缓慢，贮藏15 d时菌落总数达到5.72 （lg（CFU/g）），未超过可接受上限。因此，微冻贮藏能有效抑制微生物生长繁殖，这可能是由于微冻状态会使微生物的细胞膜流动性减弱和物质代谢率降低 [13]，从而使其生长速率减慢。
2.2 pH值的变化
图2 鲈鱼片在冷藏和微冻贮藏过程中pH值的变化趋势
Fig.2 Changes in pH value of perch fillets during refrigeration and partial-freezing
由图2可知，鲜活的鲈鱼肌肉pH值为6.84，接近中性。在贮藏初期的pH值均呈现先下降后上升的趋势。这可能是在鱼体死后的僵直期内，体内的糖原降解产生大量ATP、乳酸和磷酸肌酸等酸性物质，从而导致鱼肌肉pH值呈下降趋势；僵直现象消失后，由于自身酶和微生物的作用使蛋白质等物质分解，产生三甲胺及其他含氮化合物，最终碱性含氮物含量增加，导致pH值再次升高 [14]。冷藏鲈鱼片pH值在第3天达到最小值6.60，微冻贮藏鲈鱼片的pH值在第6天达到最小值6.36，这说明微冻贮藏能够有效延长鲈鱼片僵直期时间。贮藏期内，冷藏鲈鱼片pH值高于微冻贮藏，且15 d时pH值已达到7.82，超过限定值7.70 [15]。18 d时pH值略有下降可能是由于产酸菌成为冷藏鲈鱼片的优势腐败菌。微冻贮藏有效抑制了微生物内源蛋白酶的活性，降低蛋白质分解，从而延缓鲈鱼片品质下降。
图3 鲈鱼片在冷藏和微冻贮藏过程中TVB-N值的变化趋势
Fig.3 Changes in TVB-N of perch fillets during refrigeration and partial-freezing storage
2.3 TVB-N值的变化
新鲜水产品中可溶性蛋白质含量丰富，在微生物和内源酶的作用下将蛋白质分解产生三甲胺、二甲胺及其他氨类化合物，这些物质统称为TVB-N [16]。如图3所示，鲈鱼贮藏初期TVB-N值为9.045 mg/100 g，随着贮藏期的延长，冷藏和微冻条件的TVB-N值均呈上升趋势。冷藏初期曲线较为平缓，后期上升幅度变大。微冻条件下变化的速率缓慢。根据GB 2733—2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》 [17]中规定，淡水鱼中挥发性盐基氮的含量应不大于13 mg/100 g，为一级鲜度；超过30 mg/100 g即不可食用。冷藏组在18 d时，TVB-N值为34.11 mg/100 g
已不可食用。微冻组在贮藏期内TVB-N值变化缓慢，始终处于可接受范围内。这可能是因为低温抑制微生物的生长代谢以及蛋白质发生冷冻变性，使蛋白质中的含氮物质无法释放出来 [18]。微冻条件下可以保持鱼肉的新鲜度，延长货架期。
2.4 K值的变化
图4 鲈鱼片在冷藏和微冻贮藏过程中K值的变化趋势
Fig.4 Changes in K value of perch fillets during refrigeration and partial-freezing storage
鱼体死后，ATP降解为ADP、AMP、Hx及HxR。K值是指Hx和HxR占ATP及其相关物质百分含量的参数 [19]。K值能够较好的反应鱼体品质。K值越大，产品新鲜度越差。一般认为，K值小于20%，为一级鲜度，适合作为鱼类产品加工的原料；K值在20%～40%范围内，为二级鲜度；超过60%时达到腐败，不可食用 [20-21]。由图4可知，冷藏和微冻状态下鲈鱼片的K值随贮藏时间的延长均呈上升趋势，冷藏9 d时已经达到64.30%，为初期腐败。而微冻状态下在初期上升较快，后期速率趋缓，第18天时K值达到55.33%，仍未达到腐败，说明微冻能够降低ATP的降解。
2.5 电子鼻分析
图5 冷藏（A）和微冻（B）条件下鲈鱼鱼片电子鼻响应值PCA分析
Fig.5 Principal component analysis (PCA) of volatile odor in perch fillets during refrigeration (A) and partial-freezing storage (B)
电子鼻由气体传感器、信号处理系统和模式识别系统等器件组成，是分析和识别复杂气味电化学传感系统 [22-23]。运用PCA法对所提取的多个指标的传感器信息进行转换和降维，并对降维后具有代表性的特征向量进行线性分类 [24]。由图5可知，采用PCA法分析冷藏、微冻鲈鱼片的电子鼻响应值是不同的。由图5A可知，冷藏条件下PC1贡献率达到91.96%，PC1与PC2贡献率之和达到了98.38%，贡献率越大说明这两个主成分能够较好地代表原始数据的信息，即可以代表鲈鱼的整体信息，且鱼片气味的响应值没有重叠区域，区分度较好。随着贮藏时间延长，鲈鱼片的挥发性气味发生变化，PC1响应值呈一定的分布趋势，PC2响应值呈先上升后下降的变化趋势。如图5B所示，微冻条件下，PC1贡献率为79.49%，PC2贡献率为18.09%，总贡献率为97.58%。综合图5所示，采用PCA法可以区分不同贮藏温度的鲈鱼片，并且微冻条件下鱼片的区分度略低于冷藏条件，这主要由于微冻条件下，鱼片腐败速率较低挥发性气味的物质产生的较少。
本实验研究了在冷藏（4 ℃）和微冻（-2 ℃）贮藏过程中鲈鱼片品质的变化。相对于冷藏，虽然温度相差不大，但微冻能明显延缓鲈鱼片在贮藏过程中菌落总数、TVB-N值、K值的增长，延迟贮藏初期pH值下降的时间。与冷藏相比，微冻贮藏能明显延长鲈鱼的货架期，具有更好的保鲜效果。
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Freshness Evaluation of Vacuum Packaged Perch Fillets during Refrigeration and Partial Freezing
LIU Mingshuang
1, LI Tingting
2,*, MA Yan
1, CHEN Si
1, XIONG Shanbai
3, LI Jianrong
1,*
(1. College of Food Science and Engineering, Liaoning Province Key Lab for Food Safety, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2. College of Life Science, Dalian Nationality of University, Dalian 116600, China; 3. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
Abstract：This study aimed to evaluate the freshness of fillets processed from live perch stored at refrigeration (4 ℃) and partial freezing (-2 ℃) with vacuum packaging. Changes in total viable counts (TVC), pH value, total volatile basic nitrogen (TVB-N) value, K value and sensory evaluation were measured. The volatile odor was determined by electronic nose (E-nose) and analyzed using principal component analysis (PCA). The results showed that the TVC and K value of perch fillets increased during storage, more slowly at the lower storage temperature. pH value appeared to have an ascending trend after an initial decline during the early storage stage. Meanwhile, the results of E-nose were consistent with TVC and K value, and therefore could be used to identify the freshness of perch fillets. Taking all these indicators into account, compared with refrigeration, storage of vacuum packaged perch fillets at partial freezing (-2 ℃) was an effective method to keep the freshness.
Key words：perch fillets; refrigeration; partial freezing; freshness
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201602037
中图分类号：S984.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）02-0210-04
引文格式：
刘明爽, 李婷婷, 马艳, 等. 真空包装鲈鱼片在冷藏与微冻贮藏过程中的新鲜度评价[J]. 食品科学, 2016, 37(2): 210-213. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602037. http://www.spkx.net.cn
LIU Mingshuang, LI Tingting, MA Yan, et al. Freshness evaluation of vacuum packaged perch fillets during refrigeration and partial freezing[J]. Food Science, 2016, 37(2): 210-213. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602037. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2015-05-06
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（31301572）；“十二五”国家科技支撑计划项目 （2012BAD29B06）；中国博士后科学基金项目（2014M552302）；高等学校博士学科点专项科研基金项目（优先发展领域）（20113326130001）；重庆市项目博士后资助项目（Xm2014041）
作者简介：刘明爽（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：liums0916@163.com
*通信作者：李婷婷（1978—），女，副教授，博士，研究方向为水产品贮藏加工与质量安全控制。E-mail：tingting780612@163.com
励建荣（1964—），男，教授，博士，研究方向为水产品和果蔬贮藏加工与质量安全控制。E-mail：lijr6491@163.com