KCl部分替代NaCl腌制对风干鲈鱼中生物胺的抑制作用

魏延玲，孟 勇，田 甜，赵见营，章建浩,*，张迎阳

（1.南京农业大学食品科技学院，国家肉品质量与安全控制工程技术研究中心，江苏 南京 210095；2.江苏淡水水产研究所，江苏 南京 210017）

KCl部分替代NaCl腌制对风干鲈鱼中生物胺的抑制作用

魏延玲1，孟 勇2，田 甜1，赵见营1，章建浩1,*，张迎阳1

（1.南京农业大学食品科技学院，国家肉品质量与安全控制工程技术研究中心，江苏 南京 210095；2.江苏淡水水产研究所，江苏 南京 210017）

用不同比例的KCl部分替代NaCl腌制，在15℃、80%～90%相对湿度条件下风干成熟84 h得风干鲈鱼产品。通过测定产品中理化指标、挥发性盐基氮、生物胺含量以及感官品质的变化，研究KCl部分替代NaCl对风干鲈鱼中生物胺的抑制作用。风干鲈鱼产品中共检测到6种生物胺，分别为：腐胺、尸胺、组胺、酪胺、精胺、亚精胺。当KCl替代比例从0%增大到50%，产品中生物胺总含量先下降后上升。当KCl替代比例为20%时，风干鲈鱼产品中生物胺总含量达到最低值192.17 mg/kg，比对照组（KCl含量为0%）降低62.90%；同时，腐胺、尸胺、组胺含量的减少量分别为76.94%、84.68%、54.46%。感官分析结果表明，当KCl替代比例不超过40%时风干鲈鱼产品的感官品质未有明显变化。以上结果表明在保持风干鲈鱼原有感官品质的基础上，用KCl部分替代NaCl腌制可以显著抑制（P＜0.05）产品中生物胺的形成。

鲈鱼；腌制风干；KCl盐替代；生物胺；抑制效应

腌制是传统畜禽水产品常用的加工方法，其特殊的风味品质深受广大消费者的青睐。氯化钠是腌制过程中最常用的腌制剂，但饮食中高含量的氯化钠是导致高血压和心血管疾病最重要的因素之一[1]。世界卫生组织建议成人每日摄入食盐量不超过6 g，而我国人均食盐摄入量已达12 g/d，为世界卫生组织建议值的两倍以上，因此减少我国人群钠的摄入量迫在眉睫。国内外关于肉制品食盐替代物的研究中，钾盐是用以代替钠盐最常用的盐类。钾盐和钠盐具有相同的化学性质，而钾盐的摄入不会给人体带来高血压和心血管疾病等问题[2-4]。Fuentes等[5]指出钾离子代替钠离子还可以减少人体对钙离子的排出量，保护人体的骨质。Armenteros[6]、Gelabert[7]与Gou[8]等研究得出50%的NaCl被KCl替代后并不会给肉制品的质地、风味、色泽、微生物特性以及可接受程度等方面带来显著性的的变化。在杨应笑[9]关于腊肉腌制剂的研究中指出在保证腊肉产品风味品质和卫生质量的情况下，氯化钾替代氯化钠的最佳替代量为40%。腌制肉制品中的生物胺主要由氨基酸在肌肉内源酶和微生物产生的外源酶催化下发生脱羧反应而产生，酪胺被认为是致突变剂的前体物，其他多聚胺类如：腐胺、尸胺、精胺、亚精胺也会与某些亚硝基化合物反应产生致癌物亚硝胺[10]。Fuentes[11]与Aliño[12]等的研究中均指出使用KCl替代或者混合盐类均能降低干腌肉制品中生物胺的含量，而国内关于KCl替代与生物胺含量关系的研究甚少。鲈鱼是我国江河地带的名贵经济鱼种，风干鲈鱼也因其独特的风味品质深受广大消费者的喜爱，但目前我国传统风干鱼制品大都存在很多问题，如：产品含盐量高、胺类物质含量高等[13]。本实验旨在通过KCl部分替代NaCl腌制来研究盐替代对风干鲈鱼样品生物胺形成的抑制效应，以此研究为基础来提高风干鲈鱼产品食用安全品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选用0.5 kg左右体型一致的新鲜鲈鱼。宰杀清洗后沥干，4℃条件下冷却。

生物胺标准品：色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺、精胺和3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）-Cl 美国Sigma公司；乙腈和丙酮（均为色谱纯）、硝酸银、乙酸锌、碳酸氢钠、氧化镁等（分析纯） 上海试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Waters Alliance 2695液相色谱系统 美国Waters公司Agilent ZORBAX SB-C18（4.6 mm×250 mm，2.5 μm） 美国Agilent公司；FOSS Kjeltec TM2300型凯式定氮仪 瑞士FOSS公司；Allegra 64 R型高速冷冻离心机 美国Beckman公司；IKAT18basic型高速分散机 德国IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

将鲈鱼随机分成6组，每组5条。腌制温度4℃、相对湿度85%～90%，用盐量3%，亚硝酸盐添加量150 mg/kg，按照表1设计的盐分替代组合进行替代，腌制时间2 d。腌制后在控温控湿培养箱中进行风干成熟，风干工艺参数参考刘昌华等[13]方法，即在15℃、80%～90%相对湿度条件下风干成熟84 h，得风干成熟样品，取肌肉将其切碎、混匀、用不透光真空袋真空包装，－20℃条件下冷藏备用。

表1 不同腌制组合盐分构成Table 1 Salt formulation for perch salting

1.3.2 理化指标测定

1.3.2.1 水分含量测定

按GB/T9695.15—2008《肉与肉制品水分含量测定》方法进行。

1.3.2.2 食盐含量测定

按GB/T9695.8—2008《肉与肉制品氯化物含量测定》方法进行，所测风鱼中盐分为氯化钠与氯化钾总量占试样的质量百分数计，所测总盐分为将氯化钾质量等摩尔转换为氯化钠质量与风干鲈鱼样品中氯化钠质量之和。

1.3.2.3 pH值测定

精确称取10 g鱼肉样于80 mL离心管中，然后加10 mL蒸馏水用高速分散机匀浆1 min，匀浆结束后立即用pH计测定匀浆物的pH值，重复测定3次。

1.3.3 挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）测定

参照陈莎莎等[14]的方法并稍作修改。具体如下：称取10.0 g样品于250 mL具塞锥形瓶中，加入90 mL 0.6 mol/L高氯酸溶液，漩涡振荡2 min，于4 000 r/min离心10 min，取上清液并记录体积。取5 mL样液与5 mL 10 g/L的氧化镁悬浊液一并加入消化管中，进行测定。

1.3.4 生物胺检测

1.3.4.1 标准溶液配制与柱前衍生

参照卢士玲[15]方法并稍作修改。配制终质量浓度为0.5、1.0、2.5、5.0、10、20 μg/mL的混合标准溶液。取1 mL标准品混合溶液，加入200 μL 2 mol/L NaOH使之呈碱性，再加入300 μL饱和NaHCO3溶液进行缓冲，然后加入2 mL 10 mg/mL DNS-Cl溶液（溶于丙酮），在40℃条件下黑暗中反应45 min，反应结束后加入100 μL 25%的氨水以中止反应，静置30 min后用乙腈定容至5 mL。经0.22 μm的滤膜过滤后用于高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）分析。

1.3.4.2 样品处理

取5 g绞碎后的鱼肉加入20 mL 0.4 mol/L的高氯酸（HClO4），匀浆机上彻底匀浆，然后于超声波提取仪中超生提取30 min，4℃、3 000 r/min冷冻离心10 min，沉淀部分如前述的方法再提取一遍。取两次的上清液用0.4 mol/L的高氯酸定容至50 mL。取1 mL的样液如标准溶液方法进行柱前衍生。

1.3.4.3 色谱条件

色 谱 柱 A g i l e n t Z O R B A X S B-C18（4.6 mm×250 mm，2.5 μm），流速1 mL/min，紫外检测波长254 nm，进样量20 μL，柱温30℃，流动相A为水，B为乙腈，采用梯度洗脱，洗脱程序见表2。

表2 色谱柱梯度洗脱程序Table 2 Gradient elution program

1.3.5 感官评定

由20名有食品感官评定经验的人员组成评定小组，以咸味、鲜味、腊香味、苦味、异味、回味和色泽为指标对鲈鱼的风味品质进行评定，总分100分，评定标准见表3。

表3 鲈鱼风味品质评定标准Table 3 Sensory evaluation standard for flavor quality of dry-cured perch

1.4 数据统计分析

利用Origin 8.0作图，SAS 8.2（SAS Institute Inc., Cary, North Carolina, USA）统计软件进行方差分析，不同平均值之间利用Fisher’s最小显著差异法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品理化指标的影响

2.1.1 总盐分含量变化

表4 不同比例KCl替代对风干鲈鱼理化指标Table 4 Changes in physico-chemical indices in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replaceme

表4 不同比例KCl替代对风干鲈鱼理化指标Table 4 Changes in physico-chemical indices in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replaceme

注：以肌肉为基质；同行上标字母不同表示差异显著（P＜0.05）。表6、7同。

理化指标 Ⅰ组 Ⅱ组 Ⅲ组 Ⅳ组 Ⅴ组 Ⅵ组盐分含量/% pH水分含量/% 3.39±0.01d6.49±0.02b53.74±0.17a3.41±0.29c6.46±0.05b53.48±0.90b3.51±0.04a6.37±0.15c52.58±0.19e3.43±0.29b6.47±0.02b52.92±0.18d3.41±0.01cd6.55±0.38a53.22±0.68c3.40±0.01cd6.55±0.01a53.69±0.23a

由表4可知，使用KCl替代对样品总盐分含量具有显著性的影响（P＜0.05），随着KCl替代比例从0%到50%增大的过程，样品盐分总含量先升高后降低。当KCl替代比例为20%时样品总盐分含量最高，为3.51 g/100 g，KCl替代比例为40%、50%时样品总盐分含量与100% NaCl组无显著性差异（P＞0.05）。Ruiz等[17]在干腌火腿的研究中指出腌制所用NaCl量越高，NaCl充分扩散到肉基质中所需时间越长，从Ⅰ组样品含盐量3.39 g/100 g可知，腌制所用NaCl没有完全扩散到鱼肉中。使用较少量KCl替代（Ⅱ、Ⅲ组）减少了腌制未充分进入鱼肉中NaCl量同时又有一部分KCl扩散到鱼肉中，使鱼肉中含盐量整体升高。Aliño等[16-17]在猪腰肉K+、Na+扩散动力学的研究中指出Na+由固体溶解到卤水中的速率较快，在肌肉中的扩散速率较慢，而K+恰好相反，从固体溶解到卤水中的速率较慢，但在肌肉中的扩散速率较快，这种规律与K+为胞内盐而Na+为胞外盐有一定的相关性。当KCl替代比例为30%、40%、50%时，在2 d的腌制时间内K+不能完全被鱼肉吸收，即：随着KCl替代比例从30%到50%上升的过程中，样品含盐量整体呈现下降的趋势，这与Aliño等[18]的研究结果一致。

2.1.2 水分含量变化

由表4可知，KCl替代对风干鲈鱼样品水分含量具有显著性的影响（P＜0.05），随着KCl替代比例从0%到50%升高的过程中，鲈鱼样品水分含量呈现先降低后升高的趋势。样品水分含量受盐含量的影响，鱼肉腌渍时盐分逐渐渗入鱼肉，导致肉中水分向外迁移，随着鱼肉中含盐量继续增大，蛋白质变性，鱼肉质地发生变化，肉的持水力下降。在Armenteros等[19]关于干腌腰肉的研究中表明，随着KCl替代比例从0%到50%上升的过程中，Na+与Cl－的离子当量有一个先上升后下降的过程，总离子当量越高，渗透压相应的也就越高，表现为水分含量越高。

2.1.3 pH值变化

由表4可知，KCl比例从0%到50%升高的过程中，样品pH值先下降后上升，第Ⅲ组的pH值最低为6.37，与第Ⅰ组pH值存在显著性差异（P＜0.05），第Ⅱ和Ⅳ组的pH值与第Ⅰ组pH值差异不显著（P＞0.05）。实验所得pH值均在6.37～6.55之间，符合腌腊鱼食用安全要求。样品盐含量高，水分活度就会相应变低，腐败微生物的生长代谢就会比较弱，产生的外源蛋白酶、脱羧酶等就会减少，因此蛋白的水解减缓，同时产生的氨基酸、胺类等碱性物质的含量就比较低，表现为pH值越低。

2.2 不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品TVB-N含量的影响

图1 不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品TVB-N含量的影响Fig.1 Changes in volatile base nitrogen in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replacement

由图1可知，使用KCl替代能显著（P＜0.05）降低风干鲈鱼样品挥发性盐基氮的含量，第Ⅳ组样品挥发性盐基氮含量最低，即：15.61 mg/100 g，为第Ⅰ组挥发性盐基氮含量（32.42 mg/kg）的48.15%。当KCl替代比例超过30%时样品挥发性盐基氮含量又出现上升的趋势。Ⅴ、Ⅵ两组为使用KCl替代组中TVB-N含量最高的两组，且两组TVB-N含量差异不显著（P＞0.05）。水分含量、盐分含量、pH值均会影响样品TVB-N含量。水分含量高，微生物的生理代谢旺盛，而盐分含量高会抑制微生物的新陈代谢。Aliñoa[12]研究指出使用混合盐类更有利于抑制耐盐菌的繁殖且微生物的总量也得到了一定的抑制，而且K+比Na+更能抑制产气荚膜杆菌的生长，而这些可能是造成Ⅰ组（100% NaCl）挥发性盐基氮含量明显高于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组的原因。

2.3 不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品生物胺含量的影响

2.3.1 线性实验

生物胺混合标准溶液做线性实验，各单组分生物胺标准品质量浓度分别为0.5、1.0、2.5、5.0、10、20 μg/mL，按照1.3.4.1节所述方法进行柱前衍生，图2为生物胺混合标准溶液HPLC图。以生物胺混合标准溶液质量浓度为横坐标、所得峰面积为纵坐标做标准曲线，得标准曲线回归方程及相关系数见表5。

图2 生物胺混合标准溶液的HPLC色谱图Fig.2 HPLC chromatogram for a standard mixture of biogenic amines

表5 生物胺标准曲线回归方程及其相关系数Table 5 Regression equations and correlation coefficients of the standard curves of biogenic amines

2.3.2 样品测定

图3 100% NaCl腌制组样品生物胺HPLC色谱图Fig.3 HPLC chromatogram of biogenic amines in 100% NaCl dry-cured perch

图4 不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品中总生物胺含量的影响Fig.4 Changes in total biogenic amines in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replacement

图3为100% NaCl腌制组样品生物胺HPLC色谱图，可以看出，风干鲈鱼样品中共检测到6种生物胺，分别为：腐胺、尸胺、组胺、酪胺、精胺、亚精胺。图4为不同比例KCl替代对风干鲈鱼样品总生物胺含量的影响，可以看出，使用KCl替代能有效控制风干鲈鱼样品中总生物胺含量。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组与Ⅰ组总生物胺含量存在显著性差异（P＜0.05），Ⅲ组总生物胺含量为192.17 mg/kg，相对于零替代组降低62.90%，为6组中生物胺含量最低的一组。由表6可知，使用20%的KCl替代对腐胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺的抑制率最高，此时腐胺、尸胺、组胺、酪胺、亚精胺含量与100% NaCl组相比分别下降了76.94%、84.68%、54.46%、33.48%、24.27%，而使用30%的KCl替代对精胺的抑制率最高为22.55%。

Hu Yongjin等[20]在发酵香肠的研究中指出，较高的pH值表现为较高生物胺总量的产生，较低的pH值抑制了产生物胺脱羧酶阳性菌的活性，尤其是肠杆菌科的菌类，这与本实验结果相一致，当使用20% KCl替代时样品pH值最低为6.37，而此时的生物胺总量也最低。使用混合盐类腌制时，一部分耐盐菌的生理活性受到抑制，减少了脱羧酶的产生，此外由于水分活度的降低导致了微生物的新陈代谢减缓，也会导致脱羧酶含量的降低。当KCl替代比例为50%时，盐分含量降低，水分活度上升，故微生物的生理活动加强，生物胺含量上升[21-24]。

表6 不同比例KCl替代组对风干鲈鱼生物胺含量的影响Table 6 Change in biogenic amine contents in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replacement

2.4 不同比例KCl替代对风干鲈鱼感官评定得分的影响

由表7可知，当KCl替代比例从0%～50%升高的过程中样品咸味、鲜味、腊香味、异味、回味、色泽均不会产生显著性差异（P＞0.05）。当KCl替代比例为40%时样品会产生淡淡苦味，当替代比例为50%时苦味加重，但与40% KCl替代组苦味差异不显著（P＞0.05）。当KCl替代比例为10%时样品感官评分为所有组中最高，但与Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ组感官得分差异不显著（P＞0.05）。当KCl替代比例低于40%时，风干鲈鱼样品风味品质不会产生变化。

表7 不同比例KCl替代组对风干鲈鱼感官品质的影响Table 7 Changes in flavor quality in dry-cured perch among different proportions of KCl for NaCl replacement

3 结 论

KCl部分替代NaCl腌制对风干鲈鱼样品中理化指标（水分含量、盐分含量、pH值）具有一定的影响，且理化指标的变化显著影响了样品中生物胺的含量，但各理化指标的变化均在可接受范围之内。样品中共检测出6种生物胺，使用KCl替代能显著降低样品中总生物胺的含量，当KCl替代比例为20%时对样品中总生物胺含量的抑制率最高，抑制率为62.90%，且此替代比例时腐胺、尸胺、组胺也得到了较好的抑制。感官评价得出KCl替代比例不超过40%时产品风味品质不会产生变化。使用KCl替代能显著降低样品中挥发性盐基氮的含量，这些结果说明使用KCl部分替代NaCl腌制在不影响风干鲈鱼风味品质的前提下能显著抑制风干鲈鱼产品中生物胺的形成，降低风干鲈鱼产品的腐败程度，提高了肉品食用安全水平。

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Inhibitory Effect of Potassium Chloride as a Sodium Chloride Substitute on Biogenic Amines in Dry-Cured Perch

WEI Yan-ling1, MENG Yong2, TIAN Tian1, ZHAO Jian-ying1, ZHANG Jian-hao1,*, ZHANG Ying-yang1
(1. National Center of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210017, China)

Dry-cured perch was salted with sodium chloride (NaCl), which was substituted by different amounts of potassium chloride (KCl), and dry-ripened at 15 ℃, and 80%—90% relative humidity for 84 h. Through analyzing the physical and chemical properties, total volatile base nitrogen (TVB-N), biogenic amine content and sensory quality, the inhibitory effect of partial replacement of KCl by NaCl on biogenic amine were studied in ripened samples. A total of six biogenic amines,putrescine, cadaverine, histamine, tyramine, spermine and spermidine, were detected in ripened perch samples. As substitution of NaCl with KCl was increased from 0 to 50%, the total content of biogenic amine in ripened samples decreased first and then increased. When the percentage of subst itution was 20%, the total content of biogenic amine was lowest with a value of 192.17 mg/kg, which was reduced by 62.90% as compared with that of the control (without KCl substitution), while the contents of putrescine, cadaverine and histamine were reduced by 76.94%, 84.68% and 54.46%, respectively. Sensory analysis results indicated that the sensory quality was not significantly altered when the percentage of KCl substitute was equal to or lower than 40%. These results suggest that partial substitution of NaCl with KCl can significantly (P ＜ 0.05) inhibit the formation of biogenic amines, while maintainingthe original sensory quality of air drycured perch.

perch; dry curing; replacement with KCl; biogenic amines; inhibitory effect

TS254.1

A

1002-6630（2014）03-0090-06

10.7506/spkx1002-6630-201403019

2012-11-12

江苏高校优势学科建设工程资助项目；“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD28B01）；

国家公益性行业（农业）科研专项（200902012）

魏延玲（1988—），女，硕士研究生，研究方向为水产品加工与质量安全控制。E-mail：2011108052@njau.edu.cn

*通信作者：章建浩（1961—），男，教授，博士，研究方向为肉制品加工和质量控制及食品包装保鲜技术。E-mail：nau_zjh@njau.edu.cn