金鲳鱼(Trachinotus ovatus)学名卵形鲳鯵,俗名黄腊鲳、金鲳,常生活于热带及温带海洋中,在我国主要分布于渤海、东海、南海等海域。其肉质鲜美,营养丰富,富含大量必需氨基酸和不饱和脂肪酸[1-2]。据《2020年金鲳鱼产业发展报告》数据显示,2020年金鲳鱼的养殖产量约20万t,其加工销售的主要形式是冻品、冰鲜,因此,绿色、高效的保鲜技术始终是金鲳鱼行业亟待解决的问题[3-4]。鱼死后受到内源酶、体表及外源微生物、温度滥用等多种因素影响,最终导致腐败变质。鱼体表面初始菌落影响着最终货架期,鱼捕获后进行减菌预处理联合低温贮运后再进行加工,可有效减少鱼表面微生物含量,延长货架期[5]。近年来国内外学者对金鲳鱼贮藏过程中的保鲜效果有一定研究,ZHANG等[6]对比分析了低温下空气包装(air packaging,AP)和不同气调包装(modified atmosphere packaging,MAP)贮藏的金鲳鱼微生物及品质变化,结果表明,CO2与N2气体比为3∶7时,可有效抑制微生物生长,减缓挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)及pH的增加,有效保持鱼肉色泽,比空气包装延长约4～5 d货架期。王佳媚等[7]采用低温等离子处理能够有效减少鱼肉中微生物数量,减缓鱼肉变黄,增加鱼肉亮度,改善鱼肉色泽,维持鱼肉含水量。目前研究主要侧重于金鲳鱼的贮藏保鲜研究,对减菌剂预处理在金鲳鱼后期加工贮藏品质影响的研究报道较少。
常用于水产行业的减菌技术有:微波杀菌、辐照杀菌、电解水杀菌、臭氧杀菌、超高压杀菌、次氯酸钠杀菌等。LI等[8]采用弱酸性电解水作为减菌剂作用于河豚,处理后的微生数量显著降低,并有效减缓 TVB-N、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)和三甲胺的上升,维持贮藏过程中的良好感官品质;ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)具有良好的杀菌效果,与其他天然抑菌剂复配使用具有增效协同作用,提高其抑菌效果[9]。乙醇可使蛋白质变性、破坏细菌细胞壁、破坏微生物的酶系统,因此常作为减菌剂使用[10]。乳酸的减菌机制主要体现在细胞膜蛋白的表达上,当参与细胞膜构建的蛋白发生改变时,会直接影响膜的完整性和通透性,抑制细菌鞭毛的生物合成从而降低存活率;已有研究表明,采用体积分数2%乳酸喷淋可使肉体表面菌落总数减少1.6 lg CFU/cm2[11-12]。
因此,本研究采用酸性电解水、复配天然抑菌剂、乙醇溶液、乳酸4种减菌剂对金鲳鱼原料进行处理,以菌落总数、pH、TBA、TVB-N、感官评价等指标进行分析,对比4种不同减菌剂对金鲳鱼低温冷藏品质变化的影响。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
实验样品:鲜活金鲳鱼宰杀后的新鲜鱼肉。
盐酸,国药集团化学试剂有限公司;NaCl、三氯乙酸,西陇科学股份有限公司;营养琼脂、平板计数琼脂,北京路桥技术股份有限公司;乳酸链球菌素(nisin)、ε-聚赖氨酸,上海麦克林生化科技有限公司;以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
Avanti-J-26 sxp高速冷冻离心机,美国 Beckman 公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;LH-M300 ORP检测仪,陆恒生物科技有限公司;GDYS-104SM有效氯检测仪,吉林小天鹅仪器有限公司;3nh色差仪,深圳市3nh科技公司;Cintra-1010紫外分光光度计,澳大利亚科学设备有限公司;AnyWhere-320酸性氧化电位水生成器系统,睿安德环保设备(北京)有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 减菌剂制备
复配天然抑菌剂(A组):质量分数0.1% nisin、质量分数0.2% ε-聚赖氨酸、体积分数0.2%壳聚糖加入体积分数2%乙酸完全溶解后加水定容,静置后无沉淀产生。
乙醇溶液(B组):用无菌蒸馏水配制成体积分数75%的乙醇溶液。
酸性电解水(C组):通过实验室的酸性电解水生成机电解1 mol/L的HCl溶液制备,使用前用 pH计、ORP计、有效氯测定仪测定其 pH、氧化还原电位、有效氯含量(available chlorine content,ACC),经测定可知:pH为6.32±0.27,ORP为(896.80±7.60) mV,有效氯含量为(35.00±1.20)×10-6。
乳酸溶液(D组):用无菌蒸馏水配制成体积分数2%的乳酸溶液。
空白对照(CK组):无菌蒸馏水。
1.3.2 样品预处理
将鲜活金鲳鱼宰杀,去除头、尾、内脏,再用无菌蒸馏水冲洗表面血渍与其他杂质,沥干表面水分,将鱼切块[(20.0±1.0) g],随机分为4组,分别在A、B、C、D 4组处理液中浸泡10 min,以无菌蒸馏水浸泡样品作为对照组(CK组)。将处理后的样品沥干水分,分装至无菌袋中密封,置于冰箱4 ℃保存,每隔一定时间取样进行品质分析。
1.3.3 感官评价
感官评价如表1所示。
表1 感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria
评价指标8.0^10.0分6.0^7.9分4.0^5.9分<4.0分色泽色泽正常,切面富有光泽色泽正常,切面有光泽色泽稍暗淡,切面稍有光泽色泽暗淡,切面稍无光泽气味本身固有的气味本身固有的气味或稍有处理液的气味轻微腐败气味或处理液的气味较明显腐败气味或处理液气味明显弹性结实有弹性,按压后凹陷随即消失结实较弹性,按压后凹陷消失减慢稍有弹性,按压后凹陷消失很慢无弹性,按压后凹陷不消失组织形态肌肉组织致密,纹理清晰,无黏性肌肉组织较致密,纹理较清晰,基本无黏性肌肉组织不致密,纹理模糊,略有黏性肌肉组织不致密,纹理模糊,有黏性
1.3.4 pH值测定
将鱼肉搅碎后称取5.0 g,加入45 mL蒸馏水,浸提30 min,采用酸度计测定滤液的pH。
1.3.5 TVB-N值测定
参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中的方法进行测定。
1.3.6 TBA值测定
称取5.0 g鱼肉加入25.0 mL三氯乙酸混合溶液振荡均匀,静置浸提30 min后10 000 r/min离心5 min,取离心后上清液10.0 mL与等量的0.02 mol/mL的TBA溶液混匀,90 ℃水浴40 min,待冷却至室温后,4 000 r/min离心10 min。分别在波长532和600 nm处测定吸光值,根据公式(1)计算TBA值[13]。
(1)
式中:A532nm,波长532 nm的吸光度;A600nm,波长600 nm的吸光度。
1.3.7 持水力测定
称取5 g(M)鱼肉,用滤纸包裹后置离心管中,6 000 r/min离心15 min,沥干表面水分称质量(m),根据公式(2)计算持水力[14]。
持水力
(2)
1.3.8 色差测定
采用色差计测定样品表面的亮度值(L*)、红度值(a*)及黄度值(b*),计算色差值 ΔE,分析色泽变化。
1.3.9 菌落总数测定
菌落总数参照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定。
1.4 数据处理与分析
利用 SPSS 17.0软件对数据进行方差分析,采用 Duncan’s 法进行显著性分析和多重比较,差异显著水平 P<0.05;用 Origin 2021软件作图。
2 结果与分析
2.1 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中感官品质的影响
在贮藏过程中,通过感官可以直观的感受到冷藏过程中金鲳鱼的品质变化[4],由图1可知,随着贮藏时间延长,5个处理组的感官色泽、气味、弹性、组织形态的感官评分均呈下降趋势(P<0.05),图1-b表明各处理组的气味差异较为明显,新鲜的金鲳鱼肉质紧实、颜色明亮不灰白、无异味。贮藏第6天时,CK 组和 C 组的气味已不可接受,B 组中乙醇本身的刺激性气味混合鱼肉腥味及腐败气味,故导致不可接受。就色泽、组织、弹性而言,各处理组间的差异不明显。Nisin、ε-聚赖氨酸、壳聚糖及乳酸可明显抑制鱼体表面微生物的生长[15-16],综上,A、D 处理组维持金鲳鱼在贮藏过程中的品质有良好的效果。
a-色泽得分;b-气味得分;c-弹性得分;d-组织形态得分;e-总得分
图1 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中感官评价的影响
Fig.1 Effects of different sterilization pretreatments on sensory evaluation during frozen storage of T. ovatus
注:小写字母表示同一处理组的不同贮藏时间差异显著(P<0.05);大写字母表示同一贮藏时间的不同处理组差异显著(P<0.05)(下同)。
2.2 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中pH的影响
由图2可知,新鲜金鲳的pH为6.76±0.02,随贮藏时间的延长,各处理组的pH均呈先降低后上升的趋势。pH值下降可能是由于此刻为鱼体僵直阶段,酵母和乳酸菌发酵产生的乳酸或糖原的糖酵解导致[15];后期鱼体进入自溶阶段,pH值随着组织中蛋白酶和碱化细菌分解鱼体内蛋白质产生碱性化合物而增加[16]。除 D 组外,其余组最初的pH都在6.70左右,差异不大,D 组由于乳酸本身呈酸性,故在贮藏过程中,pH低于其他组。在贮藏末期,对照组pH大于其他处理组,且各处理组的pH差异显著(P<0.05),表明处理组均可一定程度抑制pH的上升,与不同减菌处理对暗纹东方鲀pH变化的研究结果相似[5]。
图2 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中pH的影响
Fig.2 Effects of different sterilization pretreatments on pH during frozen storage of T. ovatus
2.3 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中TVB-N的影响
TVB-N是鱼体内源酶和外源微生物共同作用,使肌肉蛋白质分解产生氨以及胺类等碱性含氮物质的总称[17-18],是表征鱼类新鲜度和品质的重要指标[16,19]。由图3可知新鲜金鲳鱼的TVB-N值为(5.23±0.35) mg/100 g,随着贮藏时间的延长,各处理组TVB-N的变化与时间呈正相关,且各组在不同时间点的TVB-N值差异显著(P<0.05)。在贮藏0～4 d,各组的变化趋势趋于平缓,是由于鱼肉僵直收缩释放的蛋白酶使蛋白质分解为胺类物质;贮藏4～12 d时,由于微生物大量生长繁殖,产生胞外蛋白酶,使氨基酸分解速率加快,所以TVB-N值随之增大;B组变化趋势小于其他组,乙醇会导致蛋白质变性,因此产生氨以及胺类等碱性含氮物质的含量随之降低[20-21]。GB/T 18108—2019《鲜海水鱼通则》中规定海水鱼类TVB-N值≤15 mg/100 g为优级品,15～30 mg/100 g为合格品,以15 mg/100 g为界限,A、B、C、D 4组可延长样品货架期分别为2、6、2、4 d。
图3 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中TVB-N值的影响
Fig.3 Effects of different sterilization pretreatments on TVB-N during frozen storage of T. ovatus
2.4 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中TBA的影响
TBA值反映了脂肪的氧化进程,是衡量鱼肉氧化酸败的重要指标[22]。由图4可知,在贮藏前期(0～4 d),CK 组和 B 组的增长趋势较大,表明乙醇会促进脂肪氧化,产生醛类物质[23];在贮藏中期(4～8 d),A、C、D 3组的变化趋势趋于一致,CK 组和 B 组依旧处于上升趋势,且在不同贮藏时间对应的 TBA 值差异显著(P<0.05);在贮藏末期(8～12 d),CK 组变化趋于平稳,此时 CK 组和 B 组均已腐败,脂肪氧化严重。经对比,A、C、D 3组均可抑制 TBA 值增加,有效延缓脂肪氧化酸败进程。与采用酸性电解水[24]、天然减菌剂[25]及乳酸[26]用于家禽及海鲈鱼减菌处理的研究结果相似。
图4 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中TBA值的影响
Fig.4 Effects of different sterilization pretreatments on TBA during frozen storage of T. ovatus
2.5 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中持水力的影响
持水力是指机体通过物理方式截留大量水而阻止水渗出的能力[27]。由图5可知,新鲜金鲳鱼的持水力在80%以上,随着贮藏时间的增加,微生物使蛋白质分解,从而影响水分子与蛋白降解产物的水合作用,故各组样品的持水力均呈下降趋势[28]。在贮藏初期,除 A 组外,其余各组的持水力均在85.00%左右,A 组的持水力高于其余组是因为减菌剂中壳聚糖形成的一层水凝膜,具有一定的保水性;在贮藏末期,A、C可抑制微生物的生长繁殖,减缓蛋白质被分解的速度,防止水分流失,两组的持水力分别为77.66%、77.64%,比CK组高了约1.00%;而B组中乙醇加速了蛋白质变性,从而使细胞膜和肌肉组织发生改变,促进了胞外水分子的释放,故B组的持水力最低;结果表明 D 组对鱼肉的持水力无明显影响。
图5 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中持水力的影响
Fig.5 Effects of different sterilization pretreatments on water holding capacity during frozen storage of T. ovatus
2.6 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中色泽的影响
在贮藏过程中,由于脂质氧化和色素降解,水产品的肌肉颜色会随之发生变化,鱼肌肉颜色的变化与蛋白质变性、凝胶组成、聚合和交联程度以及光学特性等因素密切相关[29-30]。如图6所示,ΔE值随着贮藏时间的增加而降低,表明亮度下降,与感官评价鱼肉颜色逐渐暗淡的结果一致,颜色发暗可能是鱼肌肉组织中的高铁肌红蛋白和高铁血红蛋白在肌肉表面累积导致[31]。在贮藏期间,各处理组的ΔE均有明显的上升趋势,同时可观察到 A、B、C、D 组均可减缓色泽变暗的趋势,A 组的效果优于其他组。结果表明,与 CK 组相比,A、C、D 各处理组均对鱼肉色泽变化影响较大,B 组对ΔE的变化影响效果不明显。
图6 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中ΔE的影响
Fig.6 Effects of different sterilization pretreatments on ΔE during frozen storage of T. ovatus
2.7 不同减菌预处理对金鲳鱼冷藏过程中微生物的影响
微生物的生长繁殖是导致水产品腐败的主要因素,菌落总数是衡量食品腐败变质的卫生指标[32]。新鲜金鲳鱼的初始菌落总数为2.40 lg CFU/g,由图7可知,菌落总数随着贮藏时间的延长而增加,且在贮藏过程中各处理之间菌落总数与对照组均差异显著(P<0.05)。贮藏第6天时,CK 组的菌落总数为(6.90±0.16) lg CFU/g,接近腐败值7.00 lg CFU/g,A、B、C、D 4个处理组与 CK 组相比,菌落总数分别低了15.92%、32.16%、4.20%、12.89%,抑菌效果为B组>A组>D组>C组,其中A、B、D处理组均可延长货架期约4 d,C组可延长货架期约2 d,结果与ANNAMALAI等[32]关于大黄鱼贮藏过程中品质变化的研究结果相似。
图7 不同减菌处理对金鲳鱼冷藏过程中菌落总数的影响
Fig.7 Effects of different sterilization pretreatments on the total number of colonies during the refrigeration of T. ovatus
2.8 相关性分析结果
由图8可知,不同的减菌处理方式与各项指标的相关性基本一致,结果表明各组的菌落总数与TBA、TVB-N、色差、贮藏天数呈正相关,且相关系数r均大于0.8;与感官呈负相关且相关系数r均大于0.9,均表现为高度相关,具有统计学意义。金鲳鱼贮藏过程中,在微生物及内源酶的作用下,蛋白质和脂肪进行分解氧化,产生小分子的胺类、醛类物质,使TBA、TVB-N上升,同时使得金鲳鱼的感官品质降低。结果与蓝蔚青等[33]和WANG等[34]对金鲳鱼品质变化的相关研究结果一致。
a-CK组;b-A组;c-B组;d-C组;e-D组
图8 五组金鲳鱼样品在冷藏期间各指标相关性分析
Fig.8 Correlation analysis of the five T. ovatus samples during frozen storage
注:*表示在0.05水平上显著相关。
3 结论
本实验研究了酸性电解水、复配天然抑菌剂、75%乙醇溶液和2%乳酸4种不同减菌预处理方式对金鲳鱼冷藏期间品质变化的影响。结果表明,4组处理组均可有效抑制金鲳鱼贮藏过程中的TVB-N、菌落总数、ΔE、TBA的上升,同时减缓金鲳鱼感官品质的劣变速率;酸性电解水的综合效果与其他组相比较差,75%乙醇溶液虽然有明显的抑菌效果,但其气味降低了综合效果。各组指标间相关性分析表明,各组菌落总数与感官呈显著负相关(P<0.05),与TVB-N、TBA值、ΔE显著正相关(P<0.05)。综上所述,复配天然抑菌剂、2%乳酸这2种减菌剂可用于金鲳鱼的原料减菌预处理,有利于后续冷藏保鲜,延长其货架期。
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