真空包装低盐发酵酒糟鱿鱼货架期预测的研究

谢佳妮，何炯灵，方旭波，2*

（1.浙江海洋学院 食品与医药学院，浙江 舟山 316022；2.浙江省水产品加工技术研究联合重点实验室，浙江 舟山 316022）

酒糟鱼作为一种我国传统水产制品，风味独特，深受消费者喜爱，但传统的酒糟鱼加工方法由于含盐量大，不符合人们对健康生活的需要，因此酒糟鱼制品的低盐化是行业的发展趋势[1]。近来，由于受世界性的经济危机影响，国外订单明显减少，加上鱿鱼加工制品品种老化、单一等原因导致鱿鱼的内需市场没有很好开发，舟山地区的远洋鱿鱼原料出现了滞销现象。鉴于此，许多厂家呼吁尽快进行鱿鱼的高附加值化技术研究，开发出适合中国人口味的、形式多样的产品，满足市场的需要。因此本课题组在前期研究了低盐发酵酒糟鱿鱼加工工艺的基础上，着重对其保藏性进行了研究。

低盐发酵酒糟鱿鱼为一种新型的鱿鱼加工方法[2]，不仅有利于人们对鱿鱼食用量的增加，缓解舟山现在鱿鱼滞销的现状，而且可以使鱿鱼被更多人们所喜爱，能更好的利用海洋资源，同时也满足了人们对于健康生活的需要，但是酒糟鱿鱼制作过程中需经过盐渍过程，其盐浓度也很大程度上决定了酒糟鱿鱼的保藏性。低盐发酵酒糟鱿鱼在制作过程中降低了其盐分，这将使其保藏性大大降低，从而不利于储藏、运输和销售。因此，对低盐发酵酒糟鱿鱼的货架寿命进行准确地预测，对产品开发很有必要。

食品的货架期是指从感官和食用安全的角度分析，食品品质保持在消费者可接受程度下的贮藏时间。目前已有学者利用不同的动力学模型对不同的鱿鱼加工食品的品质变化做过了一些研究工作[3-11]，但对酒糟鱿鱼在贮藏过程中品质变化的动力学特性及食品货架期预测方面的研究却少有报道。本实验通过对酒糟鱿鱼不同温度贮藏条件下，菌落总数、挥发性盐基总氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值变化规律的研究[12]，应用动力学模型建立相关鲜度指标随贮藏温度和时间变化的货架期预测模型，为建立酒糟鱿鱼在流通过程中品质变化及剩余货架期的预测评估的时间-温度指示系统提供基础理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

秘鲁鱿鱼：浙江富振旺食品有限公司；食盐、糖、黄酒（食品级）：市购；多聚磷酸盐（分析纯）：浙江省远洋渔业集团股份有限公司；硫酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、氢氧化钠、盐酸：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

GZX-9240 MBE电热恒温鼓风干燥箱：上海博迅实业有限公司；EL303电子天平：梅特勒-托利多仪器上海有限公司；SPX-250B智能生化培养箱：宁波江南仪器厂；BS110电子分析天平：北京赛多利斯天平有限公司；YXQ-SG46-280压力蒸气灭菌锅：上海博迅实业有限公司；D-8941型真空包装机：德国Multivac公司；KDN-9140MBE自动定氮仪：上海纤检仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酒糟鱿鱼加工工艺流程

1.3.2 感官评定方法

由10名经过训练的评定员组成感官评价小组，按“咸味、鲜味、酒味、回味、异味、嚼劲、色泽”的顺序对样品进感官评定，评分结果以样品平均分显示（样品平均分=总评分/评价员数）。总体接收性的评分是由咸味、鲜味、酒味、回味、异味、嚼劲、色泽评分相加得到。感官评定方法采用100分制评分试验法。以分数的高低从感官上反映酒糟鱿鱼的质量评定结果，当半数或以上评价员评价结果为0分时，即为感官拒绝点。具体评定标准见表1。

表1 酒糟鱿鱼感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standards of fermented-grain squid

1.3.3 TVB-N值的检测

采用半微量凯氏定氮法，隔一段时间测定不同温度条件下酒糟鱿鱼的TVB-N值[13]。样品鱿鱼除去脂肪，切碎搅匀，称取约10.0 g，置于锥形瓶中，加100 mL水，不时振摇，浸渍30 min后过滤，滤液置冰箱备用。

消化：加2.5 mL浓硫酸，3.0×10-4mol/L硫酸铜溶液0.4 mL，1.2 g硫酸钾和数粒玻璃珠，混匀。置通风柜内，加热煮沸至冒三氧化硫白烟，并使溶液变清，调节热源使继续保持煮沸30 min，放冷。用少量水使消解后溶液定量移入半微量定氮蒸馏装置，其总量不超过30 mL。

蒸馏：加入0.050 mol/L氢氧化钠溶液10 mL，通入水蒸气蒸馏，用2%硼酸溶液20 mL吸收蒸出的氨，接取馏出液至50 mL。

吸收液用0.01 mol/L盐酸标准溶液滴定，以0.2%甲基红乙醇液和0.1%亚甲蓝水溶液临用时等量混合指示液作指示，终点呈蓝紫色，同时做空白试验。挥发性盐基总氮值计算公式如下：

式中：X为样品中挥发性盐基氮的含量，mg/100g；v1为测定用样液消耗盐酸或硫酸标准溶液体积，mL；v2为试剂空白消耗盐酸或硫酸标准溶液体积，mL；N1为盐酸标准溶液的物质的量浓度，mol/L；m1为样品质量，g；14为1 mol/L盐酸标准溶液1 mL相当氮的毫克数。

1.3.4 细菌总数的测定

依照国标GB/T 4789.2—2003《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》方法进行。

1.3.5 货架寿命实验

（1）一级动力学模型

食品品质改变一般指生产过程中化学物理和微生物的变化，这些变化可用化学反应动力学模型进行描述，大多数与食品有关的品质变化都遵循零级或一级反应模式，其中一级反应动力学模型[14]应用广泛。

式中：t为食品的贮藏时间，d；B0为食品的初始品质指标值（测定菌落总数时为CFU/g；测定挥发性盐基氮时为mg/100g）；B为食品贮藏第t 天时的品质指标值，d；k B为食品品质变化速率常数。

（2）Arrhenius方程

在0 ℃、4 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃贮藏条件下可分别得到鱿鱼的总挥发性盐基氮值、微生物菌落总数值。利用得到的数据作图，确定反应级数，计算反应常数，得到该反应的Arrhenius 方程[15]。

式中：k0为指前因子；kB为食品品质变化速率常数；EA为活化能，J/mol；T为绝对温度，K；R为气体常数，8.314 4 J/（mol·K）；k0和EA都是与反应系统物质本性有关的经验常数。

对式（2）取对数后，上式可转化为：

式中：k0为指前因子；kB为食品品质变化速率常数；EA为活化能，J/mol；T为绝对温度，K；R为气体常数，8.314 4 J/（mol·K）；k0和EA都是与反应系统物质本性有关的经验常数。

在求得不同温度下的速率常数后，用lnk B（1/T）作图可得一直线，由直线斜率（-EA/R）可求得反应活化能EA，由截距可求得指前因子k0。Arrhenius关系式的主要价值在于可以在高温（1/T）条件下借助货架期加速试验获得数据，然后用外推法求得在较低温度条件下的货架寿命。

（3）鱿鱼货架期预测模型建立

用一级化学反应动力学模型对不同贮藏温度下鱿鱼的TVB-N值、菌落总数进行回归分析，即可获得鱿鱼在不同贮藏温度条件下不同鲜度指标的货架期。

式中：B0为食品的初始品质指标值（测定菌落总数时为CFU/g；测定挥发性盐基氮时为mg/100g）；B为食品贮藏第t天时的品质指标值，d；k0为指前因子；EA为活化能，J/mol；T为绝对温度，K；R为气体常数，8.314 4 J/（mol·K）；k0和EA都是与反应系统物质本性有关的经验常数。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度下酒糟鱿鱼TVB-N贮藏时间关系分析

图1 不同贮藏温度下鱿鱼的T-VBN 含量变化Fig.1 Effect of storage temperature on T-VBN content of fermented-grain squid

总挥发性盐基氮（TVB-N）包括的主要化合物有氨类、胺类等碱性含氮物质，在许多的鱼类中TVB-N水平与鲜度感官评价之间有相当高的相关性，因此被广泛用作鱼类新鲜度指标[16]。

由于鱿鱼的生理习性关系，鱿鱼的体内存在着大量的氯化铵（NH4Cl）。鱿鱼体内没有类似气泡的结构，即鱿鱼不是控制气泡来控制上浮还是下沉的。由于NH4Cl的密度比海水小，鱿鱼将NH4+浓缩于体内，就可以悬浮在水里而无需消耗大量的能量。如果没有大量的NH4Cl在体内，鱿鱼在游动的时候就会沉入水底。这就是鱿鱼体内的挥发性盐基总氮含量远高于一般鱼类的原因[17]。酒糟鱿鱼在不同贮藏温度下TVB-N值的变化如图1所示。

由图1可知，整个贮藏期间鱿鱼TVB-N值随着时间的增加不断上升。同时，在不同贮藏温度下鱿鱼的TVB-N 值随着贮藏温度的升高而升高，这主要是由于较高的温度会加快微生物繁殖速度和内源蛋白酶的活性，从而使得肉蛋白质分解速率加快，因此表现为较高的TVB-N值。

2.2 不同贮藏温度下酒糟鱿鱼总菌落数-贮藏时间关系分析

微生物是影响水产品品质的一个重要因素，如图2所示，可见在不同的贮藏温度下，酒糟鱿鱼的菌落总数有着明显的变化，并且变化趋势与不同贮藏温度下的酒糟鱿鱼的TVB-N值相同。由实验数据得，微生物的生长速率与贮藏温度呈正比，贮藏温度越高，微生物生长越快。并且，随着贮藏时间的延长，不同贮藏温度下酒糟鱿鱼的菌落总数都迅速增加。国标[18]要求鱿鱼的菌落总数＜30 000 CFU/g，即菌落总数对数值＜4.48。

图2 不同贮藏温度下鱿鱼菌落总数变化Fig.2 Effect of storage temperature on total bacterial count of fermented-grain squid

由图2可知，贮藏温度为40 ℃时，酒糟鱿鱼的菌落总数变化最明显，贮藏36 d后，其菌落总数已达6.200×106CFU/g，超过国家标准。然而，随着贮藏温度的下降，酒糟鱿鱼菌落总数的涨幅也逐渐趋向缓慢。贮藏温度为0 ℃时，酒糟鱿鱼在第108天时，菌落总数为650.0 CFU/g，其增值为初始值的5 倍。而在30 ℃条件下的鱿鱼贮藏54 d 后，其总菌落数为1.010×107CFU/g，其增值为初始值的8.780×104倍。

2.3 不同贮藏温度下酒糟鱿鱼感官品质-贮藏时间关系分析

感官评价是描述酒糟鱿鱼品质变化的一项综合性评估。贮藏初期的酒糟鱿鱼，表面肉质紧致、色泽均一、香气浓郁、咀嚼性好，此时感官表现为良好。随着贮藏时间的边长，肌浆中的内源蛋白酶分解鱼肉蛋白产生氨气、胺类等碱性含氮物质，使TVB-N值上升，并且微生物以蛋白质为营养物质生长繁殖，进一步产生胞外蛋白酶，促使蛋白质分解，进一步促使TVB-N值上升。在此过程中，鱼肉组织呈酸性，组织软化，色泽暗淡，呈现强烈的腥味和氨味，原有的香味消失，感官品质逐渐变差。不同贮藏温度条件下酒糟鱿鱼感官品质变化如图3所示。

图3 鱿鱼在不同贮藏温度下的感官评分Fig.3 Sensory evaluation score at different temperatures

由图3可知，随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长，感官评分下降趋势明显。贮藏在0 ℃条件下的酒糟鱿鱼，在第108 天时，鱿鱼的感官品质仍为“较好”，而贮藏在40 ℃条件下的酒糟鱿鱼在第36 天感官品质已经为“差”。贮藏在20 ℃、30 ℃、40 ℃条件下贮藏的酒糟鱿鱼感官变化的速率依次减慢。感官品质与酒糟鱿鱼在不同贮藏温度下的理化值的变化趋势相同。

2.4 低盐发酵酒糟鱿鱼贮藏过程中品质变化的动力学模型

酒糟鱿鱼在贮藏过程中品质的变化可以用一级化学反应动力学模型来描述[19]，而反应速率常数k B是温度的函数，因此酒糟鱿鱼在不同贮藏温度下的货架寿命可以运用Arrhenius 方程预测[20]。由回归得到的反映酒糟鱿鱼贮藏过程中新鲜度变化的指标见表2。由表2可知，所有方程的R2值均＞0.9，说明总体线性关系较好，因此该方程相关性显著[21]。生化反应速率与贮藏温度呈正比，贮藏温度越高，生化反应速度越快。因此，随着贮藏时间的延长TVB-N值、菌落总数值急剧上升，感官值下降。由式（2）得到贮藏于不同温度条件下酒糟鱿鱼的菌落总数、TVB-N值变化的活化能（EA）分别为71.26 kJ/mol、68.86 kJ/mol。指前因子（k0）分别为3.987×103、2.159×103。由此根据式（4）得到酒糟鱿鱼的菌落总数，TVB-N值的货架期预测模型。

菌落总数货架期预测模型：

式中：BTVC为贮藏一定时间后酒糟鱿鱼的菌落总数测定值，CFU/g；BTVC0为酒糟鱿鱼的菌落总数初始测定值，CFU/g；T为绝对温度，K；R为气体常数，8.314 4 J/（mol·K）。

总挥发性盐基氮货架期预测模型：

式中：BTVB-N为贮藏一定时间后TVB-N测定值，mg/100g；BTVB-N0为酒糟鱿鱼的TVB-N的初始测定值，mg/100g；T为绝对温度，K；R为气体常数，8.314 4 J/（mol·K）。

表2 酒糟鱿鱼在不同贮藏温度下品质变化的动力学模型参数Table 2 Kinetic model parameters of fermented squid at different storage temperature

由表2可知，根据所得到的酒糟鱿鱼货架期预测模型，当酒糟鱿鱼的贮藏温度、初始鲜度品质值及终点鲜度品质控制值被确定后，即可获得的贮藏时间。另外，也可以通过确定酒糟鱿鱼的贮藏温度、鱿鱼初始鲜度品质值及贮藏时间，获得在贮藏一定时间后的鲜度品质。

2.5 货架寿命的动力学模型验证和预测

将鱿鱼在4 ℃和20 ℃进行贮藏时，用货架期实测值验证货架期预测模型的准确度，将鲜度指标品质（菌落总数、TVB-N 值）超过鲜度指标时作为货架寿命的终点。表3为4 ℃和20 ℃贮藏条件下，酒糟鱿鱼的菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、货架期实测值与货架期预测模型得到的预测值的比较。

表3 酒糟鱿鱼在4 ℃和20 ℃贮藏下货架期指标的预测值和实测值Table 3 Predict value and measured value of fermented-grain squid shelf life indicators at 4°C and 20°C

由表3可知，应用本研究建立的酒糟鱿鱼货架期预测模型所获得货架期预测值准确率在±10%以内，根据此模型可以对酒糟鱿鱼的货架期进行反推，即可快速可靠地实时预测0～40 ℃贮藏条件下酒糟鱿鱼的货架寿命。

3 结论

货架寿命对于消费者的健康和安全，对于食品生产厂商的信誉至关重要。本实验用挥发性盐基氮（TVB-N）作为低盐发酵酒糟鱿鱼品质变化和货架寿命的指示指标，建立TVB-N与贮藏时间之间的一级动力学方程、TVB-N变化速率常数k与贮藏温度之间的Arrhenius方程，从而能够预测某一贮藏温度下低盐发酵酒糟鱿鱼食品的货架寿命和保藏性，预测结果与真实值之间能较好地符合。

[1]章银良，夏文水.腌鱼产品加工技术与原理研究进展[J].食品科技，2007，23（3）：116-120.

[2]郑 捷，王 莹，曹东旭，等.响应曲面法对烟熏香糟鱼腌制条件的优化[J].食品工业，2011（3）：69-72.

[3]叶 青，涂宗来，刘戎梅，等.酒糟鱼工业化生产技术[J].食品与机械，2001（3）：25-28.

[4]李改燕.糟鱼发酵过程中微生物菌群和风味变化的研究[D].宁波：宁波大学硕士论文，2009.

[5]陈 勇.柴家糟鱼现代工艺的应用[J].肉类工业，2002（11）：1-5.

[6]柴春祥，杜利农.动力学模型在鱼肉品质变化中的应用[J].食品工业科技，2006，27（1）：75-76.

[7]戴志远，宋广磊，王宏海，等.熟贻贝贮藏过程中品质变化的动力学模型[J].食品与发酵工业，2004，30（9）：44-47.

[8]任爱清，张 慜.鱿鱼干贮藏期间品质变化规律[J].食品与生物技术学报，2010，2（29）：183-188.

[9]佟 懿，谢 晶.鲜带鱼不同贮藏温度的货架期预测模型[J].农业工程学报，2009，25（6）：301-305.

[10]范文教，易宇文，贾洪锋，等.动力学模型预测川味发酵香肠货架期的研究[J].食品科学，2013（20）：334-337.

[11]SALLAM K I.Chemical sensory and shelf life evaluation of sliced salmon treated with salts of organic acids[J].Food Chem,2007,101(2):592-600.

[12]夏天龙，易 阳，王宏勋，等.低温下鲜切莲藕菌相分析及货架期评价[J].中国酿造，2014，33（1）：86-90.

[13]韩雅珊.食品化学实验指导[M].北京：北京农业大学出版社，1992.

[14]LABUZA T P,SHAPERO M.Prediction of nutrient losses[J].J Food Proc Pre s,1978,2(2):91-99.

[15]RATKOWSKY D A,OLLEY J,MCMEEKIN T A,et al.Relationship between temperature and growth rate of bacterial cultures[J].J Bacteriol,1982,149(1):1-5.

[16]鸿巢章二，桥本周久.水产利用化学[M].北京：中国农业出版社，1994.

[17]NIGMATULLIN C,NESIS K,ARKHIPKIN A,et al.A review of the biology of the jumbo squidDosidicus gigas(Cephalopods ommastrephidae)[J].Fish Res,2001,54(1):9-19.

[18]国家质量监督技术局.GB10136—2005 腌制生食动物性水产品卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2005.

[19]赵思明，李红霞.鱼丸贮藏过程中品质变化动力学模型研究[J].食品科学，2002，23（8）：80-82.

[20]LABUZA T P,FU B.Growth kinetics for shelf-life prediction:theory and practice[J].J Ind Microbiol,1993(12):309-323.

[21]NIAMNUY C,DEVAHASTIN S,SOPONRONNARIT S,et al.Kinetics of astaxanthin degradation and color changes of dried shrimp during storage[J].J Food Eng,2008,87(4):591-600.