罗非鱼(Oreochromis mossambicus),又称非洲鲫鱼、福寿鱼等,其适应性强、生长迅速、繁殖能力强、病害少,且其肉质鲜嫩,富含蛋白质和多种不饱脂肪酸,目前是世界主要养殖鱼类之一[1]。中国是罗非鱼养殖大国,2016年产量达到186.6万 t[2],罗非鱼已经发展成为我国最具国际竞争实力的水产养殖品种之一,但我国罗非鱼产业过分依赖国际市场,国内市场容量小、产品单一,初级产品占绝大部分,深加工产品少,加工技术落后,使罗非鱼出口、内销均受到限制[3];因此急需开发适合国内市场需求的罗非鱼加工产品。
鱼肉的水分含量较高且富含蛋白质,易发生腐败变质,因此产品的贮藏保鲜是其加工过程中的关键环节。目前,水产品的保鲜技术已有低温保鲜、高压保鲜、辐照保鲜、生物保鲜等,其中以低温保鲜应用最广泛[4]。冷藏是常用的低温保鲜方式,但在贮藏过程中其原本的鲜味下降速率快且货架期短;微冻保鲜是一种新型的低温保鲜技术,温度通常控制在-3 ℃左右,略低于产品的冰点温度,该方法可以克服冷藏保鲜时间短的缺陷,且产品色泽良好,最大限度地保持了产品原本的鲜度,避免了冻藏保鲜的干耗、冻结烧、变色等现象,因而日益受到人们欢迎[5-6]。真空包装是通过抽去包装内的空气,从而抑制需氧微生物的生长,但此包装方式会影响产品的色泽并导致汁液流失[7]。气调包装是用一种或几种混合气体代替食品包装袋内的空气,从而抑制产品的腐败、延长食品保鲜期的一种保鲜技术,研究表明气调包装与低温结合可以显著延长水产品的货架期[8]。
传统腌制工艺用盐量大、腌制周期长,易造成微生物污染。此外,传统腌制品含盐量高,饮食中摄入过多的氯化钠易导致高血压、心血管疾病等,不宜长期食用[9]。为了满足人们对降低食品中食盐含量的要求,世界各国正致力于开发低盐产品,高盐腌制品已逐渐向低盐腌制品发展[10]。为了满足罗非鱼深加工产品的需求、延长产品货架期,以本实验室开发的低盐罗非鱼片为对象,对腌制罗非鱼片分别采用普通包装(对照组)、真空包装和气调包装后,研究其在冷藏(4 ℃)和微冻(-3 ℃)条件下贮藏过程中的品质变化规律,为低盐腌制罗非鱼产品选择合适的包装方式和贮藏条件提供技术支持,以更好地促进国内罗非鱼加工业的发展。
新鲜罗非鱼片购于广州禄仕食品有限公司,冰藏运回实验室,鱼片从生产到实验室不超过3 h,每片鱼片质量为120~140 g,鱼片长度为13~18 cm。
白糖购于广州华润万家超市;粗盐购于广州市海珠区大江苑菜市场。氯化钾、苹果酸钠(均为食品级) 广州齐云试剂公司;三氯乙酸、乙二胺四乙酸二钠(ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt,EDTA-Na2)、2-硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)、三氯甲烷(trichlooacetic acid,TCA)、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、高氯酸、氢氧化钠、盐酸、硼酸、酚酞、甲基红、次甲基蓝、乙醇、氯化钠等(均为国产分析纯) 广州化学试剂厂。
DZ500/2D真空包装机 温州新泰包装机械厂;MAP-D400复合气调保鲜包装机 苏州森瑞公司;IS126实验室pH计 上海仪迈仪器科技有限公司;UV2550型紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司;3K30台式高速冷冻离心机 德国Sigma公司;THZ-D台式恒温振荡器 太仓实验设备厂;T50型均质机 德国IKA工业设备公司;IN612C低温恒温培养箱、SQ510C立式压力蒸汽灭菌锅 日本Yamato公司;SW-CJ-1FD超净工作台苏州净化设备有限公司;SPX-320生化培养箱 宁波江南仪器厂。
1.3.1 原料处理
将鲜活罗非鱼拍晕,去鳞、腮、内脏,用清水冲净鱼体,沿背脊剖开成2 片鱼片,将取出的鱼片洗净沥干水分,分成两组,一组(低盐组)采用食盐水(m(食盐)∶m(水)=13∶100)腌制,另外一组(复合低盐组)采用实验室自制复合咸味剂(m(氯化钾)∶m(苹果酸钠)∶m(氯化钠)∶m(白糖)∶m(水)=2.60∶1.30∶9.10∶0.50∶100)腌制。两组均按照料液比1∶3.4(m/V)、注射率(向鱼片内注射的盐水体积占总腌制液的百分比)4%、腌制温度(15f2)℃条件腌制2.5 h[11]。
将低盐组腌制好的罗非鱼片分别进行普通包装(对照组)、真空包装、气调包装;将复合低盐组腌制好的罗非鱼片分别进行真空包装、气调包装;其中气调包装是采用具有气体高阻隔性能的聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)包装袋,通入的N2和CO2的体积比例为3∶7[12]。将包装好的样品在4 ℃和-3 ℃条件下分别进行贮藏。4 ℃贮藏的样品每2 d随机取3 片,-3 ℃贮藏的样品每5 d随机取3 片进行相关指标测定,每个指标重复测定3 次。
1.3.2 指标测定
1.3.2.1 汁液流失率的测定
汁液流失率是在贮藏过程中流失的汁液质量占鱼片初始质量的比例,按照下式计算。
式中:m0表示包装袋的质量/g;m1表示包装袋、汁液和鱼肉的质量/g;m2表示包装袋和汁液的质量/g。
1.3.2.2 感官评定
取样后,对罗非鱼片进行感官评定,样品随机编号,每次10 人(5男、5女)参加,评定3 次,评定人员之间不互相交换意见。评定时,评定人员对样品的外观、异味、色泽和质地4 个方面进行评分,各项分数之和为最终的评定分数,具体评分标准见表1[10]。
表1 感官评分标准
Table1 Criteria for sensory evaluation of tilapia fi llets
指标 评判标准 评分外观肌肉组织致密完整,纹理清晰 5肌肉组织致密,纹理较清晰 3~4肌肉组织不致密,纹理不清晰 1~2异味无异味 5略有异味 3~4氨臭味明显,有异味 1~2色泽腌制后鱼片色泽与鲜鱼片相似,蒸熟后色泽为正常白色 5腌制后鱼片色泽较鲜鱼片略暗淡,蒸熟后色泽为灰白色 3~4腌制后鱼片色泽比鲜鱼片暗淡,蒸熟后色泽为暗灰白色 1~2质地鱼肉结实,弹性好 5鱼肉较结实,弹性较好 3~4鱼肉较软烂,弹性较差 1~2
1.3.2.3 pH值的测定
参考He Yanfu等[13]的方法,并略作改动。称取3 g鱼肉,加入27 mL的蒸馏水,用高速离散均质机10 000 r/min均质1 min后用pH计测定。
1.3.2.4 TBARS值的测定
硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值的测定参考Chaijan等[14]的方法,并略作修改。准确称取鱼片鱼肉5.00 g,加入7.5 g/100 mL三氯乙酸溶液(含0.1 g/100 mL EDTA-Na2)25 mL,振摇30 min后用双层滤纸过滤2 次,取5 mL上清液加入TBA溶液(0.02 mol/L)5 mL,沸水浴保温40 min后冷却至室温,然后加入5 mL三氯甲烷充分振摇数分钟后静置,待溶液分层后测上清液在532 nm波长处的吸光度,以5 mL蒸馏水代替5 mL上清液作为空白对照。丙二醛含量通过1,1,3,3-四乙氧基丙烷标准曲线计算得出,用以表征TBARS值,结果表示为mg/kg。
1.3.2.5 TVB-N含量的测定
挥发性盐基氮(total volatile base-nitrogen,TVB-N)含量按照GB 5009.228ü2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[15]进行测定。
1.3.2.6 菌落总数的测定
菌落总数按照GB 4789.2ü2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》[16]进行测定。
实验数据采用Excel 2013进行整理,利用Origin 8.5软件作图,用SPSS 20软件的Duncan法进行显著性和方差分析,P<0.05表示差异显著。
图1 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中汁液流失率的变化
Fig.1 Change in drip loss of low-salinity tilapia fi llets during storage
在鱼肉贮藏过程中,汁液流失率是衡量鱼肉蛋白持水性的重要指标之一,可以直观反映出在贮藏过程中鱼肉的汁液流失状况,汁液流失会降低产品的经济价值,而且会为微生物的生长繁殖提供良好的环境,加快鱼肉的腐败[17]。由图1可以看出,在不同的贮藏条件下,罗非鱼片的汁液流失率均随贮藏时间的延长而增加,在贮藏前期,鱼肉的汁液流失率均增长较快。在相同的温度下,真空包装的低盐腌制罗非鱼片比普通包装和气调包装的汁液流失率高,这是因为鱼片经盐腌制之后,组织细胞结构已轻微受损,在真空压力的作用下,鱼片汁液更易流失。普通包装的汁液流失率高于气调包装,主要是因为普通包装组腐败变质程度较严重,蛋白质持水能力下降,汁液流失较多。在相同的包装、贮藏时间和腌制剂条件下,-3 ℃的低盐腌制罗非鱼片均比4 ℃的汁液流失率高,这是因为罗非鱼片经盐腌制之后,组织细胞结构已轻微受到破坏,所以在微冻条件下鱼肉组织中部分水分冻结,细胞膜结构进一步被破坏,从而导致鱼肉蛋白变性,持水力下降,鱼片的汁液流失率升高[18],这与Simpson等[19]发现-3 ℃下大西洋鳕的汁液流失率显著高于0 ℃下的结果类似。在相同的温度和包装条件下,复合低盐组罗非鱼片比低盐组罗非鱼的汁液流失率低,这可能是复合低盐组中的苹果酸钠具有保水效果,可以减少水分的损失[20-21]。
图2 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中感官评分的变化
Fig.2 Change in sensory score of low-salinity tilapia fi llets during storage
贮藏过程中罗非鱼片在微生物和内源酶的作用下,鱼肉中蛋白质、氨基酸等含氮物质被分解为硫化氧、氨、三甲胺、吲哚等产物,造成鱼肉出现具有腐败特征的氨臭味;因此鱼肉的外观、气味、色泽、质地等可以直观反映在贮藏过程中鱼肉品质的变化[22]。低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中感官评分的变化见图2,在低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中,鱼片的感官评分均随贮藏时间的延长而降低。复合低盐组的感官评分略高于低盐组,但无显著性差异(P>0.05)。在4 ℃和-3 ℃条件下,两种低盐腌制罗非鱼片感官评分的变化趋势有着明显的差异,对照组分别在2 d和15 d时低于16 分,真空包装组分别在6 d和20 d低于16 分;气调包装组分别在8 d和25 d低于16 分。按照感官评分接受极限12 分[23]分析,4 ℃条件下,对照组、真空包装组和气调包装组的低盐组鱼片分别在第6、10天和14天出现氨臭味,感官评分均低于12 分;而在-3 ℃条件下,对照组、真空包装组和气调包装组的低盐组鱼片分别在第20、35、45天略有异味,感官评分均略低于12 分,但是为可以接受的程度。这与气调包装调理鲈鱼的研究结果[24]一致,表明低盐腌制罗非鱼片采用-3 ℃贮藏较4 ℃贮藏的感官品质保持较好;气调包装组较真空包装组的货架期延长,说明气调包装通入的N2和CO2能有效抑制微生物繁殖,减缓蛋白质的降解、脂肪氧化[24-25]。感官评分是判断货架期的主要指标,根据以上的结果可以初步预测,4 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片的货架期分别可达4、8、12 d;-3 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片的货架期分别可达18、33、43 d。
图3 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中pH值的变化
Fig.3 Change in pH during storage of low-salinity tilapia fi llets during storage
鱼片的pH值变化与其新鲜度密切相关,pH值可以作为判断鱼片品质的重要指标之一[25]。罗非鱼片贮藏过程中pH值的变化见图3,低盐腌制罗非鱼片的初始pH值为6.70,复合低盐腌制罗非鱼片的初始pH值为6.75,随着贮藏时间的延长,鱼片的pH值均呈现先下降后升高的趋势。一般鱼类死后由于体内糖原发生无氧酵解生成乳酸等酸类物质,造成鱼片的pH值下降,随着贮藏时间的延长,由于内源酶和微生物的作用,蛋白质分解产生含氮类碱性物质导致鱼片的pH值升高[11]。低盐腌制罗非鱼片的pH值均低于7,Ruiz-Capillas等[26]认为pH值的可接受限为7,因此,所有的鱼片均在可接受范围内。
低盐组和复合低盐组的罗非鱼片在4 ℃条件下,对照组、真空包装组、气调包装组的pH值分别在第4、4、6天达到最低;在-3 ℃条件下,对照组、低盐真空包装组、复合低盐真空包装组pH值分别在第15、15、20天达到最低值,低盐组和复合低盐组的气调包装罗非鱼片pH值均在第20天达到最低。这说明微冻可以延缓pH值最小值出现的时间,因为在微冻条件下鱼肉中糖原酵解、ATP分解均被抑制,减缓了pH值的下降,微生物繁殖以及内源酶活性也被抑制,影响了pH值的上升[25]。气调包装的鱼片比真空包装的pH值均略低,这可能是由于充入气调包装中的CO2溶解于鱼肉,致使其pH值偏低[27]。复合低盐组鱼片的pH值均略高于低盐组,在4 ℃和-3 ℃贮藏条件下,低盐气调包装组分别在第6、20天的pH值最低,分别为6.31和6.26,分别比复合低盐组最低值降低2.78%、1.89%,这是因为复合低盐组含有苹果酸钠,苹果酸钠作为一种酸度调节剂,具有一定的缓冲作用。
图4 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中TBARS值的变化
Fig.4 Change in TBARS value of low-salinity tilapia fi llets during storage
TBARS是鱼肉中不饱和脂肪酸氧化降解产生的丙二醛与TBA反应生成稳定的红色化合物,因此贮藏过程中TBARS值可以间接反映脂肪氧化程度[28]。如图4所示,低盐组罗非鱼片的初始TBARS值为0.14 mg/kg,复合低盐组罗非鱼片的初始TBARS值为0.12 mg/kg,随着贮藏时间的延长,鱼片的TBARS值均逐渐升高,对照组的TBARS值高于气调包装组和真空包装组,这是由于普通包装与氧气接触,为氧化反应提供了条件;复合低盐组的TBARS值略低于低盐组,但无显著性差异(P>0.05)。与4 ℃的鱼片相比,-3 ℃鱼片的TBARS值增长较缓慢,这可能是由于贮藏前期为脂肪酸氧化酸败诱导期,此时TBARS值增长缓慢或不增长,微冻延长了此诱导期[29]。采用气调包装的低盐组罗非鱼片和复合低盐组罗非鱼片在4 ℃和-3 ℃贮藏过程中,TBARS值均较真空包装低,这与吴燕燕[24]、Thiansilakul[30]等的研究结论不一致,而且无论采用哪种贮藏方式,复合低盐组罗非鱼片均较低盐组罗非鱼片的TBARS值低,这可能是低盐腌制抑制了脂肪氧化酶活性及相关微生物的生长,特别是复合盐中的氯化钾及苹果酸钠对微生物抑制作用更明显,从而延缓了鱼片贮藏过程的氧化,而气调包装中充入了CO2和N2,也进一步阻隔了鱼片的氧化,但具体机理有待进一步深入研究。两种低盐腌制罗非鱼片无论采用真空包装还是气调包装,在4 ℃或-3 ℃贮藏过程的TBARS值均低于1 mg/kg,未超过其他鱼肉贮藏期的TBARS值[24-28]。
TVB-N含量是判断鱼肉腐败变质程度的重要指标之一,肌肉中的内源酶及微生物的作用使得蛋白质降解产生碱性含氮挥发性物质,因此其可以间接反映鱼肉贮藏过程中蛋白质的变化[31]。由图5可知,两种低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中TVB-N含量均随贮藏时间的延长而逐渐升高,且-3 ℃比4 ℃贮藏过程上升缓慢,气调包装组较真空包装组上升缓慢。低盐组的初始TVB-N含量为7.58 mg/100 g,复合低盐组的初始TVB-N含量为7.43 mg/100 g。根据GB 2733ü2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》的要求,淡水鱼的TVB-N含量不得超过20 mg/100 g,在4 ℃和-3 ℃贮藏条件下,对照组分别在第6、20天超过限定值;4 ℃条件下,两种低盐腌制的真空包装组和气调包装组分别约在第10、14天达到限定值;而-3 ℃贮藏35 d,真空包装的低盐组和复合低盐组的TVB-N含量分别为18.24、17.58 mg/100 g,第45天气调包装的低盐组和复合低盐组的TVB-N含量分别为19.25、17.02 mg/100 g;均未超过限定值。在相同贮藏时间,气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片比普通包装和真空包装的TVB-N含量略低,这可能是由于TVB-N含量与微生物腐败有关,低温(-3 ℃)结合气调包装协同作用,共同抑制了微生物的繁殖,降低了蛋白质分解速率,从而减少碱性挥发性物质的产生[32-33]。因此以TVB-N含量确定4 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片的货架期分别可达4、8、12 d;-3 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片的货架期分别可达18、35、45 d。
图5 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中TNB-N含量的变化
Fig.5 Change in TVB-N content of low-salinity tilapia fi llets during storage
在鱼类贮存过程中,微生物生长繁殖是导致其腐败变质的主要因素之一。菌落总数可以作为鱼类被微生物污染的指标,直接预测食品的货架期[34]。由图6可知,两种低盐腌制罗非鱼片在不同包装和贮藏条件下,贮藏过程中菌落总数均随贮藏时间的延长而呈现逐渐上升的趋势,复合低盐组的菌落总数低于低盐组,但无显著性差异(P>0.05);4 ℃和-3 ℃下菌落总数差异显著(P<0.05);气调包装组较真空包装组菌落总数增长缓慢。4 ℃和-3 ℃贮藏条件下,对照组分别在第6、20天菌落总数超过不可食用值(6(lg(CFU/g)))。4 ℃贮藏条件下,真空包装的低盐组和复合低盐组的菌落总数在第10天分别为6.78、6.52(lg(CFU/g)),超过不可食用值,而气调包装的低盐组和复合低盐组的菌落总数在第14天才超过不可食用值。-3 ℃贮藏条件下,真空包装的低盐组和复合低盐组的菌落总数在第35天分别为6.43、6.28(lg(CFU/g)),超过不可食用值;而气调包装的低盐组和复合低盐组的菌落总数在第45天才超过不可食用值,两种低盐腌制并采用气调包装的罗非鱼片在-3 ℃贮藏的货架期只有43 d,比3 ℃下贮藏的气调包装调理啤酒鲈鱼片的货架期(50 d)略短[24],这应该是与调理啤酒鲈鱼片的工艺更有利于抑制微生物的生长有关。Thiansilakul等[30]研究发现气调包装能够有效地抑制微生物繁殖、脂肪氧化及高铁肌红蛋白生成,延长金枪鱼的货架期的研究结论与本研究结果相一致。所以,采用低盐腌制罗非鱼片能更有效地抑制微生物的生长,延长产品的货架期,保持产品品质;应该考虑采用气调包装结合-3 ℃贮藏的包装贮藏方式。以菌落总数确定的货架期:4 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片分别可达4、8、12 d;-3 ℃条件下,普通包装、真空包装、气调包装的两种低盐腌制罗非鱼片分别可达18、33、43 d。
图6 低盐腌制罗非鱼片贮藏过程中菌落总数的变化
Fig.6 Change in total bacterial count of low-salinity tilapia fi llets during storage
综合考虑各项指标的变化结果,复合低盐组罗非鱼片略优于低盐组罗非鱼片,其在贮藏过程中能更好地减缓汁液流失,减缓TBARS值、TVB-N含量、菌落总数的增长,感官评分高于低盐组罗非鱼片。采用气调包装的鱼片品质优于普通包装和真空包装,在4 ℃下,气调包装的低盐组和复合低盐组货架期均约为12 d,比普通包装组和真空包装组分别延长8、4 d;在-3 ℃下,气调包装组的货架期可达到约43 d,比普通包装组和真空包装组分别延长25、10 d。与4 ℃贮藏条件下普通包装组和真空包装组相比,-3 ℃贮藏和气调包装结合可以起到协同作用,既可以维持产品的品质又可以延长货架期。本研究可为罗非鱼低盐深加工产品的开发生产提供技术支持。
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