鱼糜制品储藏特性和货架期预测研究

魏颖，袁美兰，赵利*，吴朝朝，陈丽丽，白春清，苏伟

（江西科技师范大学生命科学学院，国家淡水鱼加工研发技术分中心，江西南昌330013）

鱼糜制品储藏特性和货架期预测研究

魏颖，袁美兰，赵利*，吴朝朝，陈丽丽，白春清，苏伟

（江西科技师范大学生命科学学院，国家淡水鱼加工研发技术分中心，江西南昌330013）

将鱼糜制品（青葱虾米小天妇罗）储藏在不同温度条件下，研究其感官品质、挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸值（TBA）以及菌落总数的变化，建立了鱼糜制品的TVB-N、TBA、菌落总数与储藏温度和储藏时间的Arrhenius动力学模型，得到的货架期预测模型为SL=16.006e-0.15t（R2=0.922 6）。结果表明，随着储藏时间的延长，细菌总数增加，脂肪的氧化和腐败现象加重，并且其品质的劣化速率随着温度的增长而增快。用Arrhenius方程描述的品质变化的动力模型有很高的拟合精度。建立的鱼糜制品的货架期预测模型相对误差能达到10%之内。

鱼糜制品；货架期；温度；贮藏；动力学模型

鱼糜制品是将鱼肉绞碎，经擂溃和配料而成为稠而富有粘性的鱼肉浆（生鱼糜），再通过加热或干燥处理而制成的食品的总称。近年来，随着我国渔业和加工技术的发展，我国的鱼糜制品行业取得了长足进展，由过去只生产鱿鱼丸和虾丸等单一品种，发展到机械化生产一系列新型高档次的鱼糜制品和冷冻调理食品，如鱼香肠、模拟蟹肉、模拟虾肉、模拟贝柱、鱼糕和竹轮等鱼糜制品[1]。由于人们对食品质量安全的要求越来越高，研究鱼糜制品的货架期将对鱼糜加工产业有非常大的意义。动力学模型不仅可以用来反映食品各组分在不同温度和湿度条件下的损失率，还可为食品的优化加工和储藏的工艺提供理论基础。高志立等[2-3]为建立带鱼及白鲢鱼丸制品在不同温度储藏条件下品质变化进行了研究并建立货架期模型以预测和控制鱼糜制品的品质，赵淑娥[4]建立硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）动力学模型以期预测鱼糜制品的货架期。在国标鱼糜制品的卫生标准GB10132—2015《鱼糜制品卫生标准》，微生物是判定货架期的主要指标，但由于鱼糜制品富含蛋白质和脂肪[5]，而TBA和挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）可以反映脂肪的降解和蛋白质的氧化，因此以这些指标建立动力学模型也值得研究[6]。

本研究将鱼糜制品（青葱虾米小天妇罗）储藏在不同温度条件下，以菌落总数（total viable count，TVC）为货架期判断指标，再对感官品质、TVB-N和TBA进行测定，根据Arrhenius法进行测量鱼糜制品的理化指标的变化速率对应其温度参数和储藏时间的关系。建立鱼糜制品的感官品质、TVB-N、TBA值以及菌落总数与储藏温度和储藏时间的动力学模型，以期对鱼糜制品的品质预测和控制提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

鱼糜制品（青葱虾米小天妇罗）：购于当地超市。

高氯酸、硼酸、乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、三氯乙酸、盐酸、氢氧化钠、氯仿等（均为分析纯）：天津市大茂化学试剂有限公司。

1.2仪器与设备

V-1100D紫外分光光光度计：上海美谱达仪器有限公司；BSA224S电子分析天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；HZ-9211KB振荡仪：华利达试验设备公司；T50分散机：德国IKA有限公司；DL-5A离心机：上海菲恰尔分析仪器有限公司；HH-4数显恒温水浴锅：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司。

1.3方法

1.3.1鱼糜样品的处理

从超市购买回来的鱼糜制品立即进行无菌分装，并分别置于5℃、10℃、15℃、20℃和25℃条件下储藏，每天同一时间进行菌落总数、TVB-N和TBA值的测定并进行感官评定。以确定鱼糜的货架期终点。

1.3.2硫代巴比妥酸（TBA）值的测定[7]

取10g样品加入50mL7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA）在分散机中均质，振摇30 min，再在5 000 r/min条件下离心10 min，并且用滤纸过滤。取5 mL滤液加5 mL硫代巴比妥酸溶液（0.02 mol/L），在90℃水浴锅中保温40 min。然后在室温条件下冷却1 h，在5 000 r/min条件下离心5 min。取其上清液，加入5 mL氯仿，用漩涡混合器摇匀。静置分层后取上清液，分别在波长532 nm和600 nm处比色，记录吸光度值为A532nm和A600nm，按以下公式计算TBA值：

式中：A532nm和A600nm为波长532 nm和600 nm处的吸光度值；155为丙二醛的毫摩尔吸光系数；72.6为丙二醛的相对分子质量。

1.3.3挥发性盐基氮（TVB-N）值的测定

根据SC/T3032—2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》中的方法进行操作[8]。

1.3.4菌落总数（TVC）的测定

根据GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验，菌落总数测定》中的方法进行操作[9]。

1.3.5鱼糜制品的感官评定

由7个经过训练的评定小组成员根据水产行业标准SC/T3701—2003《冻鱼糜制品标准》中的感官评价标准进行评分，每12 h进行一次，以6分作为感官可接受最低标准，满分10分，评分标准见表1。

表1　鱼糜制品感官评分标准Table 1　Sensory evaluation standard of surimi products

1.3.6一级动力学模型

LABUZA认为，在食品加工和贮存过程中，大多数与食品质量有关的品质变化都遵循0级或1级模式，而微生物生长及氧化还原反应引起的食品质量变化遵循1级反应模式[10]。应用一级化学反应动力学模型：

式中：N为数据值；N0为初始值；kn为反应速率常数，d-1；t为储藏时间，d。

1.3.7Arrhenius方程

温度对反应速率常数影响的数学模型可根据Arrhenius方程进行分析[11]，Arrhenius方程的表达式为：

式中：k为一级反应速率常数，d-1，k0为指前因子，d-1；EA为反应活化能，kJ/mol；R为气体常数，8.3144 J·（mol·K）-1；T为热力学温度K；lnk对T-1作图可得到一条直线，由直线斜率可求出反应活化能E，有截距可求得指前因子k0。

2　结果与分析

2.1不同储藏温度下鱼糜制品的菌落总数的变化

图1　不同储藏温度下鱼糜制品菌落总数的变化Fig.1　Changes in total viable counts of surimi products under different storage temperature

微生物的生长繁殖会引发肉制品的腐败变质，鱼糜制品也不能例外[12]。由图1可知，微生物的生长繁殖速率随着温度的升高而加快；在单一储藏温度下鱼糜制品的菌落总数随着时间的延长而增大。GB10132—2005《鱼糜制品的卫生标准》中规定鱼糜制品中菌落总数≤50000CFU/g，因此菌落总数达到50 000 CFU/g（lgCFU/g为4.7）时货架期结束。在5℃、10℃、15℃、20℃和25℃条件下鱼糜制品的保藏期分别为7 d、3 d、2 d、1 d和0。在25℃的条件下储藏第1天就超过了微生物限制值。但是在5℃保藏条件下，第7天还在保质范围内。这说明温度越低微生物的生长速率越缓慢。

2.2不同储藏条件下鱼糜制品的TVB-N的变化

TVB-N是衡量肉制品鲜度的一个重要指标[13-15]。不同储藏温度下鱼糜制品TVB-N值的变化见图2，由图2可知，鱼糜制品的TVB-N值随着储存时间的延长而不断升高；并且TVB-N值的增长速率是随着储藏温度的升高而加快的。TVB-N的含量与细菌的繁殖所导致的蛋白质分解有关，蛋白质在微生物的生长繁殖代谢作用下被酶解并进一步分解产生氮、氨及胺类等碱性含氮物质，随着温度的升高微生物的生长繁殖代谢速率加快，因此TVB-N的变化速率也在快速上升[16]。

图2　不同储藏温度下鱼糜制品TVB-N值的变化Fig.2　Changes in TVB-N value of surimi products under different storage temperature

2.3不同储藏条件下鱼糜制品TBA值的变化

图3　不同储藏温度下鱼糜制品TBA值的变化Fig.3　Changes in TBA value of surimi products under different storage temperature

TBA是一个可以很好的反应水产品脂肪氧化腐败的重要指标，它是指不饱和脂肪酸经过氧化得到的降解产物丙二醛与TBA反应生成了稳定的红色化合物[17]。不同储藏温度下鱼糜制品TBA值的变化见图3，由图3可以看出，鱼糜制品的TBA值变化趋势和TVB-N及菌落总数变化趋势相同，都是随着储藏时间的延长和温度的升高而不断升高，说明储藏温度和储藏时间对其氧化程度有一定影响。

2.4不同储藏条件鱼糜制品的感官品质变化

图4　不同储藏条件下鱼糜制品的感官评分的变化Fig.4　Changes in sensory score of surimi products under different storage temperature

不同储藏条件下鱼糜制品的感官评分变化见图4。由图4可知，储藏温度和储藏时间对其感官品质有着重要的影响。随着储藏时间的延长，鱼糜制品的感官品质逐渐下降，随着储藏温度的升高，鱼糜制品感官品质的下降速率逐渐加快。对鱼糜制品的感官评分储藏期间进行感官评分，以6分作为可接受的标准。25℃储藏时，保藏的样品在第1天就已经感官不可接受。但随着温度的降低，鱼糜制品的感官可接受期逐渐延长。在5℃的时候，其感官可接受货架期已达到7 d。在20℃、15℃和10℃时的货架期分别为3 d、2 d、1.5 d。

2.5鱼糜制品的品质动力学研究

2.5.1油炸鱼糜制品品质动力学模型

可以用一级动力学模型描述鱼糜制品储藏过程中品质的变化，反应速率常数kn是关于温度的函数，因此温度对反应速率常数影响的数学模型可根据Arrhenius方程进行分析。回归得到的鱼糜制品在不同储藏温度条件下新鲜度变化的指标（菌落总数、TVB-N、TBA）结果见表2。

表2　油炸鱼糜制品品质动力学模型参数Table 2　Dynamic model parameters of the fried surimi products

由表2可知，TVB-N、TBA和菌落总数的生化反应速率都随着储藏温度的升高而升高。温度对反应速率常数影响的数学模型可根据Arrhenius方程进行分析，由式（2）求得菌落总数Arrhenius方程为lnk=-1695×T-1+2.489，R2=0.969，计算得出的活化能EA=14.1 kJ/mol，k0=12.05。TVB-N的Arrhenius方程为lnk=-4 629×T-1+14.15，R2=0.962，计算得出的活化能EA=38.5kJ/mol，k0=1.4×106。TBA的Arrhenius方程为lnk=-1 695×T-1+2.489，R2=0.969，计算得出的活化能EA= 14.1 kJ/mol，k0=12.05。所有方程的复相关系数均＞0.9，表明方程比较显著。该动力学模型很好模拟了鱼糜品质下降的过程。所有方程式中的活化能E均＞0，说明鱼糜制品在储藏过程中的细菌的生长、脂肪的氧化等腐败形式均伴随着一个放热的过程。

2.5.2鱼糜制品货架期预测模型

以菌落总数和感官评价为主要参考指标，并结合TVB-N和TBA这两个指标得到不同储藏温度下鱼糜制品的平均货架期。在5℃、10℃、15℃、20℃和25℃保藏条件下的平均货架期分别为7d、3d、2d、1.25d和0.25d。计算得到的货架期预测模型，结果见图5。货架期预测模型的回归结果：

SL=16.006e-0.15t（R2=0.9226）

式中：SL为鱼糜制品的预测货架期，d；t为鱼糜制品的储藏温度，℃。

图5　鱼糜制品货架期预测模型Fig.5　Shelf life predict model of surimi product

2.5.3货架期力学模型的验证与预测

将鱼糜制品储藏在8℃和16℃条件下，用货架期的实测值来验证货架期的预测值，菌落总数超过50 000 CFU/g即为货架期寿命的终止。在货架期预测模型中货架期实测值与货架期的预测值得比较，结果见表3。

表3　鱼糜制品在在8℃和16℃储藏下货架期指标的预测值和实测值Table 3　Predicted and measured shelf life of surimi products stored at 8℃and16℃

由表3可知，在8℃和16℃的条件下能够较为准确的预测样品的货架期，且相对误差均控制在10%之内。在8℃条件下货架期的终点时的TBA和TVB值分别为1.72mg/100g和15.3mg/100g。在16℃条件下货架期的终点时的TBA和TVB-N值分别为1.53mg/100g和12.8mg/100g。在货架期的末期TBA和TVB-N的值较低且均在可接受的范围内。

3　结论

通过对鱼糜制品在不同储藏条件下菌落总数以及其他理化指标进行测定，所有样品随着储藏时间的延长，细菌总数升高，脂肪的氧化和腐败现象加重，感官可接受度下降。鱼糜制品的货架期寿命随着温度的升高而变短，并且各项理化指标的增长速率随着温度的升高变化的越快，且符合1级反应变化规律。鱼糜制品菌落总数、TVB-N值、TBA指标用Arrhenius方程描述，有很高的拟和精度。建立货架期预测模型，可以较为准确的预测鱼糜制品的货架期。

[1]任宏伟，胡柳.我国鱼糜制品现状及发展态势[J].中国水产，2010（8）：25-26.

[2]高志立，谢晶，施建兵.不同贮藏条件下带鱼品质的变化[J].食品科学，2013，34（16）：311-315.

[3]田秋实，谢晶，励建荣.白鲢鱼糜制品货架期模型的建立[J].食品工业科技，2009，30（4）：70-73.

[4]赵淑娥.硫代巴比妥酸法（TBA模型）预测鱼糜制品保藏货架期研究[J].江西食品工业，2012（2）：26-27.

[5]张泓.日本鱼糜制品的加工现状概述[J].渔业现代化，2006（5）：45-47.

[6]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.

[7]叶萍萍.微冻鳙鱼保鲜技术研究[D].扬州：扬州大学，2011.

[8]中华人民共和国农业部SC/T 3032—2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》[S].北京：中国标准出版社，2008.

[9]中华人民共和国卫生部.GB/T 4789.2—2010食品微生物学检验，菌落总数测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[10]谢程炜，诸永志，王道营.动力学模型预测药膳型老鸭煲货架期[J].食品科学，2014，35（6）：204-208.

[11]谢佳妮，何炯灵，方旭波.真空包装低盐发酵酒糟鱿鱼货架期预测的研究[J].中国酿造，2014，33（8）：99-103.

[12]项方守.复合保鲜技术应用于鱼糜制品产业化的研究[D].杭州：浙江工商大学，2012.

[13]BOTTA J,LAUDER J,JEWER M.Effect of methodology on total volatile basic nitrogen(TVB-N)determination as an index of quality of fresh atlantic cod(Gadus morhua)[J].J Food Sci,1984,49(3):734-736.

[14]FRAQUEZA M,FERREIRA M C,BARRETO A S.Spoilage of light (PSE-like)and dark turkey meat under aerobic or modified atmosphere package:microbial indicators and their relationship with total volatile basic nitrogen[J].Brit poult Sci,2008,49(1):12-20.

[15]CAI J,CHEN Q,WAN X,et al.Determination of total volatile basic nitrogen(TVB-N)contentand Warner-Bratzler shear force(WBSF)in pork using Fourier transform near infrared(FT-NIR)spectroscopy[J].Food Chem,2011,126(3):1354-1360.

[16]何其，王晶，曹雪涛.基于质构变化的罗非鱼片冻藏保质期预测[J].食品科学，2014，35（10）：241-245.

[17]孙灵霞，任二芳，赵改名.油炸过程中煎炸油和鸡肉串的品质变化及其相关性研究[J].食品工业科技，2014，35（3）：86-88.

Storage properties and shelf life prediction of surimi products

WEI Ying,YUAN Meilan,ZHAO Li*,WU Zhaozhao,CHEN Lili,BAI Chunqing,SU Wei
(National R&D Branch Center for Freshwater Fish Processing,School of Life Science,Jiangxi Science and Technology Normal University,Nanchang 330013,China)

The surimi product was stored at different temperature,and the sensory quality,total volatile basic nitrogen(TVB-N)value,thiobarbituric acid(TBA)value and total viable counts were measured to evaluate the changes in each index of surimi products.The Arrhenius kinetics models of TVB-N value,TBA value and total viable counts with storage time and temperature were developed,and the shelf-life prediction model was determined as SL=16.006e-0.15t(R2=0.922 6).The results showed that the viable counts,TBA value and TVB-N value increased with storage time and quality deterioration rate increased with temperature increase.The shelf life prediction model established in this study could predict the shelf-life with the relative error within 10%.

surimi product;shelf life;temperature;storage;kinetics model

S983

0254-5071（2016）10-0000-00

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.10.022

2016-04-12

江西省高等学校科技落地计划项目（KJLD12009）

魏颖（1991-），女，硕士研究生，研究方向为水产品质量与安全。

赵利（1967-），女，教授，博士，研究方向为水产品质量与安全。