图1 EVOH-丁香精油包装制作工艺
Fig.1 EVOH-clove essential oil packaging process
青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼是重要的淡水鱼，被称为中国“四大家鱼”。青鱼，又称为青鲩、乌青、螺蛳青、黑鲩等，多存在于水体中下层，属肉食性鱼类，以螺蛳、蚌等底栖动物为食[1]。青鱼肉质鲜嫩、味美、刺大而少、营养价值较高，深受大众喜爱。但因其水分和蛋白质含量较高，且内源蛋白酶活跃，容易腐败变质，制约了其产业的发展。因此往往通过干燥等加工方法，以延长青鱼贮藏期。
半干青鱼水分含量介于新鲜青鱼与传统干制品之间，含水量一般控制在40%～55%[2]。相比较传统全干制品，保留青鱼一定的水分含量可保留其独特的口感和风味[3]。但在贮藏过程中，半干青鱼易受水分含量[2]、贮藏温度[4-5]、干燥方式[6]、包装[7-8]、贮藏条件[9-10]等因素的影响而发生品质劣变。其中包装作为食品保藏重要的环节之一，良好的包装不仅可以避免微生物对食品的污染，还可以保留食品的风味。
乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene-vinyl alcohol copolymer，EVOH)作为一类链式分子结构的结晶体，是将聚乙烯的加工性能与聚乙烯醇的气体阻隔作用相结合形成的机械强度、表面硬度、耐磨性、高度透明、弹性和耐气候性等性能杰出的塑料材料[11]。吴甜[12]通过射频加热EVOH薄膜包装实验，证实EVOH薄膜包装的性能优势。与此同时，EVOH及其制品可以有效阻止O2等低分子质量气体的渗透，并提高食品风味和口感的保留率。因此，EVOH及其制品近年来已成为食品包装领域的研究热点[13-15]。
丁香精油是一种天然植物提取物，与化学保鲜剂相比更具有安全性，且具有很强的抑菌效果[16-17]。但丁香精油具有一定的刺激性气味，单独作用在食品上会影响产品风味。此外，丁香精油性质不稳定，易受到光、氧和温度的影响，限制了其在保鲜方面的发展。所以有研究者将丁香精油与其他材料复配进行保鲜[18-19]。
目前，EVOH活性包装对半干水产品的常温贮藏研究尚无相关报道。本文以EVOH和丁香精油为基材制备食品包装，并应用于半干青鱼的常温[(25±1)℃]贮藏中，以普通包装[聚乙烯(polyethene，PE)]为对照组，探究丁香精油-EVOH活性包装对半干青鱼常温贮藏的品质变化，以期为半干水产品在常温中的贮藏保鲜以及EVOH活性包装的应用提供理论基础。
新鲜青鱼[体重(2.5±0.5) kg，体长(60±5) cm]，上海市浦东新区南汇新城古棕路超市；丁香精油，广州汉佰斯日化科技发展有限公司；EVOH，日本可乐丽公司。
三氯乙酸、硼酸、甲基红、轻质氧化镁、2-硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)、氯化钠(以上试剂均为分析纯)、溴甲酚绿(试剂纯)，国药集团化学试剂有限公司；氯化钠、蔗糖(均为食品级)。
H2050R高速冷冻离心机，长沙湘仪有限公司；UV-1800PC紫外-可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；FE20 pH计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；Kjeltec2300凯氏定氮仪，丹麦FOSS公司；超净工作台，美国Labconco公司；BGZ-140电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司；LSSL-20双螺杆挤出机、LSC-20吹膜机、XSS-300转矩流变仪，上海科创橡塑机械设备有限公司。
1.3.1 EVOH-丁香精油包装的制备
制备过程如图1所示：
图1 EVOH-丁香精油包装制作工艺
Fig.1 EVOH-clove essential oil packaging process
1.3.2 样品制备
新鲜青鱼击杀致死后，洗净，取背肉，切成大小一致(3 cm×2 cm×1.5 cm)的鱼块。将鱼块放置于腌制液(12%食盐+ 6%蔗糖)中静置腌制2 h后沥干。经预实验表明，半干青鱼[含水率为(40±1)%]的最佳干燥工艺为50 ℃条件下热风干燥9 h。将干燥后的半干青鱼随机分装至PE包装袋和EVOH-丁香精油包袋中。常温贮藏5 d，贮藏期分别于0、12、24、36、48、60、72、96、120 h取样测定。
1.3.3 感官评定
感官评定由10名有感官评定经验的人员组成，按照肌肉组织、色泽、气味进行评定，综合3项指标打分，满分10分，最后取平均值。分值6分以下表示半干青鱼已腐败变质。半干青鱼的感官评分见表1。
表1 半干青鱼感官评分表 单位：分
Table 1 Sensory evaluation criteria of semi-dried black carp
项目0～23～4 5～6 7～8 9～10 肌肉组织松散,软烂略松散,略软略结实,无弹性较结实,较有弹性结实,有弹性色泽 色泽暗淡,无光泽色泽较暗,无光泽色泽略暗,略有光泽色泽明亮,有光泽色泽明亮,富有光泽气味 无香味,有异臭味无香味,油脂酸败味较重香味较淡,有油脂酸败味香味较浓郁,无异味香味浓郁,无异味
1.3.4 水分含量测定
水分含量按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》的方法进行测定。
1.3.5 肌肉pH测定
参考FAN等[20]的方法略作修改。准确称取搅碎的鱼肉2.00 g于离心管中，加入18 mL蒸馏水，均质后放入高速离心机中离心10 min(10 000 r/min)，过滤。用pH计对滤液进行测定，平行测定3次。
1.3.6 TBA值测定
参考FAUSTMAN等[21]的方法略作修改。准确称取搅碎的鱼肉1.00 g于离心管中，分别加入4 mL蒸馏水和5 mL预冷的200 g/L三氯乙酸溶液，均质后，于冰浴中静置1 h，冷冻离心10 min(8 000 r/min，4 ℃)。过滤，取其上清液转移至10 mL 容量瓶，定容。取5 mL样液加入试管中，加入5 mL TBA溶液(0.02 mol/L)，振荡后置于沸水中加热20 min 后，进行流水冷却至室温。以蒸馏水作空白，用紫外分光光度计在532 nm下测其吸光度A。每组样品平行测定3次。TBA值=A×7.8，以mg/100g 表示。
1.3.7 挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen content，TVB-N)测定
TVB-N按照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》的方法进行测定。
1.3.8 菌落总数测定
菌落总数根据 GB/T 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 菌落总数测定》的方法进行测定。
数据均采用 SPSS 26.0软件进行分析。数据结果以平均数±标准差表示，采用Origin 8.5软件绘图。
由图2可知，2种包装材料在贮藏过程中感官评分皆呈现下降的趋势，但下降速率有明显差异。PE包装在贮藏前12 h无显著性变化，贮藏24 h后呈现快速下降的趋势。EVOH-丁香精油包装在贮藏48 h后下降较快。同时，在贮藏24 h内，PE包装的感官评分高于EVOH-丁香精油包装。这可能是因为丁香精油具有一定的气味，在贮藏过程中扩散至鱼体中掩盖了鱼肉本身的鲜香味[22]。李维正等[23]在使用果胶-迷迭香精油对牛肉进行贮藏时也得到了类似的结论。当PE包装贮藏60 h，EVOH-丁香精油包装贮藏72 h时，半干青鱼的感官评分已经低于6分，此时，鱼肉的品质较差，无弹性，色泽差，有腐败气味，较难接受。通过感官实验表明，EVOH-丁香精油可以延长半干青鱼的贮藏期。
图2 不同包装材料半干青鱼25 ℃贮藏过程中感官评分的变化
Fig.2 Changes in sensory evaluation of semi-dried black carp
during storage using different packaging materials at 25 ℃
注：图中同一组别的不同贮藏时间上标小写字母不同者为差异显著
(P<0.05)(下同)
水分含量是影响食品品质的一个重要因素，较低水分含量有利于维持食品品质，但是水分含量过低会使干制品硬化，从而影响口感。同时微生物新陈代谢、吸收营养物质、渗透、分泌和排泄皆以水为媒介，水分含量过高或过低都会影响微生物的生长。水分含量越高，食品中的微生物更容易生长繁殖，食品也更容易腐败变质，降低水分含量可以影响微生物的代谢，抑制微生物生长。图3所示为2种包装材料对半干青鱼贮藏过程中的水分含量变化。干燥之后，鱼肉的水分含量为41.16%。在贮藏过程中，EVOH-丁香精油包装下鱼肉的水分含量无显著性差异。顾赛麒等[24]在研究食品改良剂对丁香鱼干常温贮藏中品质变化时也得出了类似的结论。在此水分含量条件下，微生物的生长繁殖将受到抑制，上升缓慢，随着贮藏时间的延长，水分含量未发生显著性变化使微生物逐渐适应该水分环境，在其他营养物质作用下，微生物含量会显著上升。PE包装下在贮藏12和60 h时存在显著性差异，这可能是因为材料来源等因素的差异导致水分含量的不同。
图3 不同包装材料半干青鱼25 ℃贮藏过程中
水分含量的变化
Fig.3 Changes in moisture content of semi-dried black carp
during storage using different packaging materials at 25 ℃
肌肉pH可以直观反映出鱼肉的酸碱度，与鱼肉新鲜度密切相关[25]。相同的贮藏条件下，不同包装材料下青鱼肉的pH随贮藏时间的变化如图4所示。2种不同包装的样品组在贮藏过程中pH的变化趋势相近，基本呈现先下降后上升的趋势，这与裴志胜等[26]在微胶囊化高良姜精油对金鲳鱼鱼糜保鲜过程中pH的变化一致。这可能是因为在贮藏过程中，鱼肉中的糖原在糖酵解的作用下分解产生乳酸，导致pH下降，随后微生物大量繁殖，使TVB-N和三甲胺等碱性物质在体内积累，导致pH的上升[27]。在贮藏中期36～72 h，pH上升较快，间接反映出此时微生物生长繁殖较快。在整个贮藏过程中，PE包装的pH由6.52增长至7.78，EVOH-丁香精油包装的pH由6.52增长至7.50，EVOH-丁香精油包装pH始终低于PE包装，这可能是因为丁香精油的抑菌作用抑制了微生物的生长导致碱性物质生成量较少。
图4 不同包装材料下半干青鱼25 ℃贮藏过程中
pH的变化
Fig.4 Changes in pH of semi-dried black carp during
storage using different packaging materials at 25 ℃
微生物的生长繁殖是造成食品腐败变质、货架期缩短的主要因素之一，菌落总数作为鱼类鲜度评价的指标之一，一般认为，菌落总数在5.11 lgCFU/g以内为一级品，菌落总数在6 lgCFU/g以内为二级品，对于淡水鱼而言，当菌落总数超过7.00 lgCFU/g时为可接受性的极限[22]。不同包装材料下青鱼肉的菌落总数随贮藏时间的变化如图5所示。由图5可知，在贮藏过程中，2种包装材料的鱼肉菌落总数皆呈上升趋势，普通包装的菌落总数从5.23 lgCFU/g上升至9.25 lgCFU/g，EVOH-丁香精油包装的菌落总数从5.23 lgCFU/g上升至9.00 lgCFU/g。这与胡云峰等[28]在肉桂精油气调包装对大鲵分割肉保鲜研究中结论类似。在贮藏过程中，EVOH-丁香精油包装的菌落总数始终低于PE包装，这是因为EVOH可以减少O2的渗透[29]，在低氧的环境中微生物的生长繁殖受到抑制。此外，丁香精油中的酚类物质可以抑制微生物的生长。当贮藏时间到达48 h时，PE包装的菌落总数已经达到7.58 lgCFU/g，已经超过最大限值，此时EVOH-丁香精油包装的菌落总数为6.54 lgCFU/g，仍在限值范围内。对比研究，EV0H-丁香精油包装的菌落总数比PE包装减少了13%。当贮藏时间达到60 h时EVOH-丁香精油包装的菌落总数超过最大限值7.00 lgCFU/g。在贮藏中期36～72 h，2种包装材料的菌落总数均上升较快，其余时期较为平缓，曾文武[30]在半干态秋刀鱼贮藏过程中的菌落总数的变化中也得到相同的结论。这可能是因为开始贮藏时，较低的水分含量不利于微生物的生长繁殖，在贮藏一定时间后，微生物适应环境变化，同时鱼肉为微生物提供了丰富的营养物质，导致微生物数量上升较快，到达贮藏后期，营养物质消耗殆尽，微生物竞争激烈，使微生物数量上升缓慢。
图5 不同包装材料下半干青鱼25 ℃贮藏过程中
菌落总数的变化
Fig.5 Changes in total bacterial counts of semi-dried black
carp during storage using different packaging materials at 25 ℃
脂肪氧化程度是衡量肉制品品质的重要指标之一[31]。鱼肉脂肪在贮藏期间，在温度和O2的作用下发生水解和自动氧化，其反应产生的丙二醛与TBA可以生成稳定的复合物，因此TBA值可作为衡量水产品脂肪氧化程度的指标[32]。不同包装材料下青鱼肉的TBA值随贮藏时间的变化如图6所示。在贮藏过程中，TBA值呈现明显的上升趋势，PE包装下鱼肉的TBA值由0.36 mg/100g增长至1.00 mg/100g，EVOH-丁香精油包装下鱼肉TBA值由0.34 mg/100g增长至0.87 mg/100g。在相同的贮藏时间内，不同的包装材料对鱼肉的TBA值有显著的影响，EVOH-丁香精油包装下鱼肉的TBA值明显低于PE包装，说明精油包装可以更好地控制鱼肉劣变。这可能是因为脂肪在光、温度和O2的作用下发生氧化，而EVOH能够在贮藏过程中有效减少O2的进入，同时，植物精油具有良好的抗氧化活性，所以能显著抑制脂肪氧化。
图6 不同包装材料下半干青鱼25 ℃贮藏过程中TBA值的变化
Fig.6 Changes in thiobarbituric acid of semi-dried black carp
during storage using different packaging materials at 25 ℃
TVB-N的增加是因为微生物繁殖和内源酶作用使蛋白质分解，产生氨及胺类等碱性含氮物质，其是评价肉制品鲜度的主要卫生指标[33]。TVB-N数值越高，表明氨基酸被破坏的越多，肉制品的腐败程度高。李慧兰等[2]认为TVB-N为25 mg/100g时是不可食用的标准限量值。不同包装材料下青鱼肉的TVB-N随贮藏时间的变化如图7所示。2种包装材料的TVB-N都呈现上升的趋势，PE包装材料下青鱼肉TVB-N由19.91 mg/100g增长至31.09 mg/100g，PE包装显著高于EVOH-丁香精油包装，这与杨胜平等[34]在牛至精油对冷藏三文鱼研究中结果一致。这是因为EVOH-丁香精油包装可以减少微生物的增长，使蛋白质的分解受到抑制，从而减少了含氮类物质的积累。PE包装下青鱼肉在贮藏48 h时TVB-N达到24.72 mg/100g，已经接近于不可食用的上限，EVOH-丁香精油包装下贮藏72 h时达到25.28 mg/100g，超过标准限值25 mg/100g。EVOH-丁香精油包装可延长常温贮藏期约24 h。在贮藏过程中，贮藏前期鱼肉的TVB-N值增长速率低于贮藏中期，可能因为半干青鱼的水分含量相对较低，一定程度上抑制了酶和微生物的活性，较少的蛋白质发生分解，所以TVB-N值增长缓慢，贮藏后期微生物大量繁殖，大量蛋白质被分解，使含氮物质大量积累，使得鱼肉的TVB-N值上升较快。
图7 不同包装材料下半干青鱼25 ℃贮藏过程中
TVB-N的变化
Fig.7 Changes in total volatile basic nitrogen content of
semi-dried black carp during storage using different
packaging materials at 25 ℃
实验结果表明，在25 ℃常温贮藏过程中，EVOH-丁香精油包装可以有效延长半干青鱼的贮藏期。综合感官评定、水分含量、pH、菌落总数、TBA值、TVB-N这6个指标发现，与PE包装相比，EVOH-丁香精油包装可以抑制微生物的生长，减少蛋白质分解，抑制脂肪氧化，延缓半干青鱼在常温贮藏过程中的品质劣化速率，从而更好地保持半干青鱼的品质。
以TVB-N为参考标准，PE包装下的半干青鱼在25 ℃贮藏48 h时已经近乎不可食用，而EVOH-丁香精油包装的半干青鱼在贮藏72 h时才达到不可食用的标准限量值，EVOH-丁香精油可以将半干青鱼常温贮藏期延长20～24 h。研究为水产品贮藏过程中的品质控制提供了较好的技术支持。
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