不同保鲜剂结合微冻技术 对虹鳟鱼块在贮藏期间品质的影响

王汉玲,刘彩华,秦军委,吕远奇,朱新荣,张 建

(石河子大学食品学院,新疆石河子 832000)

虹鳟(Oncorhynchusmykiss)鲑科(Salmonidae)太平洋鲑属(Oncorhynchus),是一种冷水性的塘养鱼类。由于其肉多、刺软、少腥味、蛋白质含量丰富的特点深受消费者的喜爱,目前在全国虹鳟产量为1.3万吨左右[1]。但由于鱼体水分含量高达76%,易被微生物侵染;多不饱和脂肪酸种类有21类29种,因此极易发生氧化[2];同时,由于虹鳟活鱼体内酶类活性强等因素,死后极易发生品质劣变。因此寻找有效的保鲜方法已经成为目前亟待解决的问题。

目前主流的保鲜方法有冷藏保鲜、微冻保鲜及冻藏保鲜三类低温保鲜技术[3]。与冷藏保鲜及冻藏保鲜相比,微冻保鲜具有保鲜期长,无需深度解冻,降低汁液损失与可溶性蛋白流出的优点,同时结合保鲜剂能够最大限度地延长鱼肉的货架期并保证其品质。近几年国内外学者针对不同鱼肉的保鲜剂筛选做了大量的研究。鉴于虾仁宝对鱼肉pH及保水性具有明显增益作用,郑文娟等[4]采用了虾仁宝等复合保鲜剂对虾和扇贝进行工业化保鲜;邓添等[5]研究报道复合保鲜剂对鲶鱼鱼糜的水分保持,肉质保鲜及防腐等效果显著;李清秀等[6]研究了乳酸链球菌素对鸡肉保鲜的效果,证明了其具有良好的防腐保鲜效果。因此乳酸链球菌素可以作为一种无毒天然的防腐剂运用在鱼肉制品中,以期能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌的生长繁殖。同时复合保鲜剂作为一种性价比高的保鲜手段,在抑菌、减弱酶活力、提高保水性等方面有较好效果,能够全方位的保证产品品质。目前虹鳟的微冻保鲜已有报道,日本在加工和分配销售方面以虹鳟的实验为例采用微冻保鲜,放在稍低于0 ℃的温度里,细菌的活动和蛋白质的腐败都显著降低[7]。虹鳟在10 d后,仍非常新鲜。又有研究[8]称虹鳟微冻保藏温度为-3 ℃左右,保藏期可达20～30 d不等,但缺点是会造成鱼体褪色。为研究保鲜剂结合微冻保鲜技术这一保鲜方法是否更为高效，本文以感官品质、微生物指标、理化指标以及质构特性为监测指标,探究虹鳟在微冻条件下结合不同保鲜剂对其鱼块品质的影响,以期为虹鳟鱼块微冻保鲜筛选出一种较为优良的保鲜剂。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活虹鳟鱼 体重(1.5±0.05) kg，石河子市农贸市场;PE包装袋 新疆沃德生物有限公司;乳酸链球菌素 食品级,河南东东化工产品有限公司;虾仁宝(三聚磷酸钠,六偏磷酸钠,焦磷酸钠,磷酸氢二钠) 食品级,连云港康科贸易有限公司;海淡水鱼虾蟹贝通用保鲜剂(壳聚糖,焦亚硫酸钠,柠檬酸) 食品级,秦皇岛乐渔有限公司。

PHS-3C型pH计 上海雷磁仪器有限公司;X1R型高速冷冻离心机 上海仪电科学仪器股份有限公司;SPX-80型恒温培养箱 绍兴苏珀仪器有限公司;SP-752型紫外可见分光光度计 上海重逢科学仪器;T-70型中心温度计 深圳市拓尔为电子有限公司;TA.XT Plus型物性测试仪 英国Stable Micro System公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原材料预处理 将虹鳟鱼去头,去尾,去鳞,去内脏,清洗,而后切成2×2×1 cm的肉块,按不同的处理方式等量分成4份,分装于PE封口袋中。根据国家食品添加剂使用限量,查阅成品商业保鲜剂说明。将虾仁宝、海淡水鱼虾蟹贝通用保鲜剂最适实验浓度定为2.5、3 g/kg。将4份虹鳟鱼肉分别浸泡在蒸馏水(对照组)、浓度为0.5 g/kg乳酸链球菌素溶液[9]、浓度为2.5 g/kg虾仁宝、浓度为3 g/kg淡水鱼虾蟹贝通用保鲜剂(使用说明书建议使用量)中各30 min。-3 ℃贮藏30 d,每5 d取出测定一次相关指标。

1.2.2 冰点的测定 结合实际实验条件参照张强等[10]的方法,将清洗干净的虹鳟放入-24 ℃的冰箱中,使用中心温度计监测鱼体温度,每隔3 min读数一次。

1.2.3 TBARS的测定 根据李学英等[11]的方法稍加修改,称取2.5 g肉样于锥形瓶中,加入13 mL 7.5%的三氯乙酸(TCA)溶液,磁力搅拌器搅拌30 min后6500 r/min离心,取3 mL上清液并加入3 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,90 ℃水浴40 min,室温冷却,分别在532 nm和600 nm处进行比色测定,结果以每千克鱼肉中丙二醛的毫克数来表示(mg MDA/kg)。

1.2.4 TVB-N的测定 参考国标GB5009.228-2016中的半微量定氮法[12]。

1.2.5 菌落总数的测定 参考国标GB 4789.2-2016[13]。

1.2.6 pH的测定 参考国标GB 5009.237-2016[14]。

1.2.7 解冻汁液损失率的测定 样品置于室温下(25 ℃)解冻后,分别称量样品解冻前的质量(W1)和解冻后的质量(W2),然后按照下面的公式计算:

式中,W1为解冻前样品的质量,W2为解冻后样品的质量。

1.2.8 质构的测定 根据任范伟等[15]的方法稍加修改,对鱼肉进行质地多面剖析(TPA)模式测试,使用探头P36(直径36 mm),TPA 模式设定参数为:测试前速度:1 mm/s;测试中速度:2 mm/s:测试后速度:2 mm/s;距离5 mm;最小压力:10 g;两次压缩时间间隔:5 s;数据采集速率:200 pps。

1.3 数据处理

使用Origin 9.0 软件进行数据处理及绘图。采用SPSS 19软件进行ANOVA(Analysis of Variance)分析,基于Duncan法进行组间多重分析比较。

2 结果与分析

2.1 虹鳟的冻结曲线

如图1所示虹鳟的冻结曲线可大致分为三个阶段。第一阶段(0～200 min),鱼体温度快速下降,但表面并未形成冰晶。第二阶段(200～305 min),鱼体温度下降缓慢,保持相对稳定,持续时间较长,鱼体表面已有少量冰晶形成,这一阶段为释放潜热的过程,此时的温度为-1.4 ℃,判断为虹鳟的冰点。第三阶段(305～500 min)为释放显热的过程,此时鱼体内的大部分水已冻结,故温度再次迅速下降。微冻温度大约在冰点以下1～2 ℃[16],因此,将微冻温度设置为-3 ℃。

图1 -24 ℃下的时间与中心温度曲线Fig.1 Time and central temperature curve at -24 ℃

2.2 不同保鲜剂对TBARS的影响

虹鳟鱼脂肪含量较高,且富含多不饱和脂肪酸,鱼体在贮藏期间极易因外界贮藏条件和微生物代谢发生脂肪氧化降解。经不同保鲜剂处理后,TBARS的测定结果如图2所示,各组样品的初始值均为6.87 mg MAD/kg,贮藏期为20 d时,添加保鲜剂的样品组的TBARS值均显著小于对照样品(p<0.05),使用通用保鲜剂的样品TBARS值最低,效果最优。但20 d后,除乳酸链球菌素组外,各组均有较快的增长趋势,最终乳酸链球菌素组TBARS值最低。且所有实验组在第30 d TBARS值最高时,鱼肉未发生腐败产生异味等变质情况。范凯等[17]发现LDPE(Nisin)包装能有效地抑制微生物生长从而减缓脂肪氧化。结果表明在0～20 d内各保鲜剂均对抑制脂肪氧化有显著效果,贮藏20 d以上,乳酸链球菌素的效果更好,25～30 d虾仁宝组的TBARS值上升速率明显增高,最终高于蒸馏水对照组,这可能是由于后期虾仁宝随着贮藏时间的增加,保鲜功能的迅速降低使得微生物增长更为迅速,导致了虾仁宝组的脂肪氧化程度在30 d时更为明显。

图2 不同保鲜剂处理对TBARS的影响Fig.2 Effects of different preservative treatments on TBARS注:a～c表示组间的差异显著性水平(p<0.05),图3同。

2.3 不同保鲜剂对TVB-N的影响

TVB-N是指动物性食品由于酶和细菌的作用,在腐败过程中,使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质。不同保鲜剂处理对TVB-N的影响如图3所示,0～15 d时通用保鲜剂组和虾仁宝组的TVB-N含量显著低于对照组(p<0.05),5～10 d时乳酸链球菌素组与对照组之间的差异并不显著(p>0.05)。15～20 d时,对照组有较大增量,其余处理组间差异并不显著(p>0.05)。对照组、乳酸链球菌素组、通用保鲜剂组和虾仁宝组在贮藏30 d时的含量分别为10.62、12.7、10.19、11.89 mg/100 g,处理组除通用保鲜剂外均高于对照组。根据GB2733-2015食品安全国家标准鲜、冻动物性水产品规定淡水鱼虾中的TVB-N含量上限为20 mg/100 g,但所有处理组均未达到上限。李东萍等[18]发现在冷藏(3 ℃)条件下,虹鳟鱼TVB-N含量在第9 d时就已超过20 mg/100 g。通用保鲜剂中的壳聚糖成分具有成膜性减缓了腐败及氧化的作用,同时柠檬酸成分具有抑制微生物生长的作用,结合微冻技术从而达到货架期内保持高品质鱼肉的目的。

图3 不同保鲜剂处理对TVB-N的影响Fig.3 Effects of different preservative treatments on TVB-N

2.4 不同保鲜剂对菌落总数的影响

菌落总数常用来判定食品被细菌污染的程度,水产品的腐败变质在一定程度上是由于微生物的作用所造成的,通过测定水产品的菌落总数可以反映其新鲜程度[19]。使用不同保鲜剂处理后,各组的菌落总数对数值如图4所示,在贮藏过程中,乳酸链球菌素组在贮藏期30 d内与各组间均有显著差异(p<0.05)。对照组、乳酸链球菌素组、通用保鲜剂组、虾仁宝组的菌落总数初始值分别为1.40、1.25、1.40、1.38 log(CFU/g),在贮藏前15 d乳酸链球菌素的抑菌效果极为显著,仅增高到1.65 log(CFU/g),而其余三组增加到2.43、2.9、3.24 log(CFU/g)。当贮藏时间达到30 d时各组的菌落总数十分接近,分别为5.00、4.95、4.92、4.66 log(CFU/g),均未达到食品中菌落总数上限106CFU/g。相较于李东萍等[18]在冷藏(3 ℃)条件下,虹鳟鱼贮藏5 d时便达到106CFU/g的结果相比,说明微冻温度对抑制微生物生长有显著效果。实验结果表明乳酸链球菌素组、通用保鲜剂组、虾仁宝组在前23 d的贮藏期内对虹鳟的抑菌效果优于对照,第25 d时通用保鲜剂表现最优,30 d时保鲜剂与对照组菌落总数相近,因此保鲜剂对于25 d内的保鲜有明显抑菌作用。

图4 不同保鲜剂处理对菌落总数的影响Fig.4 Effect of different preservative treatments on colony counts注:a～d表示组间的差异 显著性水平(p<0.05);图5～图7同。

2.5 不同保鲜剂对pH的影响

由图5可知在贮藏过程中,各处理组pH的整体变化趋势为先下降后上升的趋势,这是由于鱼体死后,肌肉糖原开始无氧呼吸,生成大量的乳酸及其他酸性物质,导致pH下降,后期逐渐上升可能是由于蛋白质在降解过程中所产生的碱性物质以及微生物的代谢产物增多[20]。然而处理条件的差异会导致最终pH的变化规律有所不同,如Ayala等[21]探究pH在贮藏期间的变化时发现,pH先上升,第3 d时下降;Li等[22]发现鲤鱼贮藏4 h后,其pH出现了下降趋势。对照组、乳酸链球菌素组、虾仁宝组、通用保鲜剂组分别在第5、10、10、15 d时达到最低点,其中虾仁宝与通用保鲜剂主要成分中有部分的磷酸盐类及亚硫酸盐类物质,这也是使得pH能够延缓上升的一个主要因素,而乳酸链球菌素的抑菌效果,使得微生物的代谢产物减少也可能对pH改变有一定积极作用。实验说明各保鲜剂处理组均能延长pH上升的时间,通用保鲜剂组对pH升高有显著抑制作用,最大限度地在货架期期内保持较高鱼肉肉质。

图5 不同保鲜剂处理对pH的影响Fig.5 Effect of different preservative treatments on pH

2.6 不同保鲜剂对解冻汁液损失率的影响

如图6所示,贮藏30 d鱼体的解冻汁液损失率逐渐升高,各处理组的初始值均为0,贮藏末期对照组、乳酸链球菌素组、通用保鲜剂组、虾仁宝组的解冻汁液损失率分别为54.78%±0.01%、40%±0.20%、38%±1.00%、44%±2.00%。可能是由于过程中鱼肉细胞内的冰晶逐渐增大,产生内压,细胞壁破裂,导致肌肉持水力下降。通用保鲜剂组的解冻汁液损失率显著低于对照组(p<0.05)。根据郑钧等[23]的研究发现当鱼肉的解冻汁液损失率达到15%时,鱼肉组织的脱水程度逐渐上升,干耗程度增加。由实验数据可知,对照组在贮藏10 d时便达到15%。虾仁宝处理组中的复合磷酸盐能使其在0～15 d时处于较低水平。乳酸链球菌素组在贮藏20 d时达到15%。通用保鲜剂中的亚硫酸盐等成分,能够保持细胞间的水分,使其在0～20 d时汁液损失率较低,间接防止其脱水氧化,能有效推迟干耗时间。

图6 不同保鲜处理对解冻汁液损失率的影响Fig.6 Effect of different preservation treatments on the loss rate of thawed juice

2.7 不同保鲜剂对质构特性的影响

质构是一个重要的品质参数,可能会因物种、肌肉区域、贮藏和加工过程而变化,而且也是影响鱼肉感官特性和功能特性的重要因素。硬度、弹性、咀嚼性等指标可以反应鱼肉肌原纤维蛋白及感官特性的变化。

鱼肉经不同的保鲜剂处理后在贮藏期间的硬度变化如图7所示,随着贮藏时间的增长,总体呈下降趋势,但在贮藏0～5 d时,硬度逐渐增加,这可能是由于这一段时间正处于鱼的僵直期,从而影响了硬度的变化。各处理组间,通用保鲜剂组在贮藏期间的硬度显著高于对照组(p<0.05),乳酸链球菌素组在25 d后并无显著差异(p>0.05)。说明添加保鲜剂可以起到减小微生物对蛋白质的降解作用,保护蛋白质结构不受破坏。这一结果与Liu等[24]的研究结果相类似,他们发现在-3 ℃的条件下使用过冷保护剂的硬度的减少量显著低于未使用过冷保护剂的处理组。刘楠等[22]也发现使用葡萄籽和迷迭香提取物的保鲜剂可以减缓硬度下降。

图7 不同保鲜剂处理对质构特性的影响Fig.7 Effect of different preservatives on texture

弹性是压缩过程中鱼肉的弹性或恢复性质。经不同处理后鱼肉弹性在贮藏期的变化如图7所示,随着贮藏时间的增加,鱼肉的弹性不断下降。对照组、乳酸链球菌素组、通用保鲜剂组、虾仁宝组在贮藏30 d时相对于初始值分别降低了 26%、19%、15%、13%。影响弹性的因素较为复杂,硬度、解僵都是其中的一部分原因。但添加保鲜剂对减慢弹性的下降有一定作用。

咀嚼性表示咀嚼吞咽一个具有弹性的样品所需的能量,通常咀嚼性越大所带来的口感体验越佳[25]。图7显示各处理组在贮藏过程中随着时间的增长咀嚼性不断降低,与硬度值、弹性值有相似的趋势。Viji等[26]发现鲶鱼在贮藏过程中咀嚼性不断下降。徐永霞等[27]发现微冻可以抑制微生物对蛋白质的降解作用,提高了鱼肉的质构品质。通用保鲜剂组显著高于对照组(p<0.05),其余处理组在第15 d时与对照组无显著差异(p>0.05)。Robb等[28]曾发现咀嚼性与脂肪含量有明显的相关性,鱼肉脂肪越多其咀嚼性越大。虹鳟粗脂肪含量高达3.34%,然而较高的脂肪含量带来的是更加容易发生脂肪氧化降解等问题。通过咀嚼性与脂肪间的正向相关性,可以采用检测咀嚼性验证不同保鲜剂对脂肪氧化降解的抑制作用。通用保鲜剂组与其余两组保鲜剂相比,使用通用保鲜剂能使咀嚼性在0～25 d内都处于相对较高的水平,在保证了口感的同时,使TBARS值在0～20 d内都低于其余处理组,降低了脂肪含量下降速率,说明通用保鲜剂对脂肪氧化有抑制效果,保证了鱼肉口感品质。

3 结论

在-24 ℃时,测得虹鳟鱼的冰点为-1.4 ℃。将加入不同保鲜剂与蒸馏水对照组的新鲜虹鳟鱼鱼块,贮藏于温度为-3 ℃微冻条件下贮藏30 d,通过定期测定虹鳟鱼的TBARS、TVB-N、pH、菌落总数、汁液损失率、质构指标等,得出了贮藏时间在0～20 d时通用保鲜剂相较于其它保鲜剂组与对照组在对微生物生长有明显抑制作用,同时能够显著地降低汁液损失率,抑制脂肪氧化降解,在货架期内最大程度的保持了虹鳟鱼鱼肉的质构特性与口感体验,可以作为微冻保鲜虹鳟鱼肉的保鲜剂。乳酸链球菌素在0～23 d微冻条件贮藏中抑菌效果最优,可作为抑菌剂使用,虾仁宝在对虹鳟鱼各项保鲜指标上作用相较于其余两种保鲜剂效果较差,对虹鳟鱼保鲜作用甚微。因此,通用保鲜剂在对虹鳟鱼微冻保鲜中,明显地提高了抑菌作用及抑制脂肪氧化,降低损失率,保持质构特性等作用,在微冻货架期内最大程度的保持了虹鳟鱼肉品质。

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