复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片品质的影响

聂小宝，杜明溪，陈东杰，林丽珍，徐新光，许振琨，张长峰，*

（1.山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室，山东济南250103；2.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南250103；3.山东商业职业技术学院，山东济南250103）

大菱鲆（Scophthalmus maximus）属于硬骨鱼纲，鲽形目鲆科，俗称多宝鱼，原产于欧洲大西洋海域，是世界公认的优质比目鱼之一[1]。1992年，由雷霁霖院士引进我国，并养殖成功[2]。大菱鲆肉质丰厚白嫩，胶质蛋白含量高，可滋补健身，提高人体免疫力，深受消费者喜爱。目前，大菱鲆是我国重要的海水养殖鱼类，年产量达8.5万吨，销售产值超过40亿元人民币，具有较高的经济效益。

新时代，新消费群体的出现，促使消费观念发生改变，水产品的消费已逐渐从鲜活升级为冰鲜。温度是影响鱼肉腐败变质的主要因素，而冰温正是保持鱼肉新鲜度的最佳温度，处在冰温带的鱼肉自由水含量较低，对微生物的生长繁殖有着明显的抑制作用[3]。杨宏旭等[4]研究表明，冰点以上的贮藏温度，不利于鱼肉质地保持，而冰点以下贮藏温度，不利于鱼肉持水力的保持。有研究表明，冰温贮藏保鲜可明显延长鱼肉货架期[5-6]。此外，生物保鲜剂也是目前研究的热点之一，其具有安全、天然的特点。将不同生物保鲜剂复合，使其充分发挥各自的协同效应，可以增强其保鲜效果。研究认为，乳酸链球菌素[7]、溶菌酶[8]、茶多酚[9]、纳他霉素[10]、壳聚糖[11]和海藻酸钠[12]对不同食品有保鲜作用，但对上述天然保鲜剂任意3种进行复合并贮存在冰温条件下的保鲜手段尚未见报道。故本试验选取任意3种保鲜剂，并调整其最佳比例，制成4种复合天然保鲜剂。通过分析冰温贮藏期间大菱鲆鱼片各项指标变化，得到最佳复合保鲜剂，为大菱鲆鱼片贮藏保鲜技术研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

大菱鲆：购于济南海鲜大市场，挑选体型较大，同一年龄、新鲜、健康、活跃的大菱鲆15尾，平均每尾质量（1 250±50）g，体长（40±5）cm。保活至国家农产品现代物流工程技术研究中心水产品温控畜养室，停食暂养48 h。

乳酸链球菌素：郑州万博化工产品有限公司；溶菌酶：福州飞净科技有限公司；水溶性茶多酚：江西富之源生物科技有限公司；水溶性壳聚糖：山东百龙创园生物科技有限公司；纳他霉素、海藻酸钠：柘城县耕道贸易有限公司；氯化钠、氧化镁、硼酸：分析纯，上海国药集团；PCA平板计数琼脂：青岛海博生物技术有限公司；亚甲基蓝：天津市福晨化学试剂厂。

1.1.2 主要仪器与设备

JJG98-90分析天平：上海九津电子衡器有限公司；K980自动凯式定氮仪：海能仪器-中西仪器试剂有限公司；PHOK笔式pH计：深圳欧克仪表科技有限公司；QTS-2525质构仪：美国FTC公司；testo720高效实验室温度仪：德国testo集团；FOX4000电子鼻：德国airsense公司；LW-08拍打式均质仪：上海利闻科学仪器有限公司；SHP-250生化培养箱：上海达平仪器有限公司；YXQ-LS-50SI高压蒸汽灭菌器：上海康路仪器设备有限公司；KBF P240-德国宾得恒温恒湿箱：德国宾得公司；101-3BA电热恒温鼓风干燥箱：圣科仪器有限公司；MDF-382E（CN）超低温冰箱：日本SANYO公司。

1.2 试验方法

1.2.1 复合天然保鲜剂

参照前人研究[7-12]所获得的单一生物保鲜剂的最佳比例，调整并复配，如表1所示。

表1 复合保鲜剂的配比Table 1 Ratio of compound preservative

1.2.2 样品处理

暂养结束后，取鲜活大菱鲆，去除头、尾、内脏，用蒸馏水冲洗后分割为大小相近、厚薄均匀的鱼片共分为5组，按表1分别浸泡15 min，取出沥干，用保鲜袋分装，编号，分组，置于-0.7℃下进行贮藏。每隔3天取样测定其感官品质、汁液流失率、pH值、质构、挥发性盐基氮值（total volatile basic nitrogen，TVB-N值）、菌落总数及电子鼻指标。

1.3 指标测定

1.3.1 冰点

参照Erdogdu等[13]的冰点测定法。

1.3.2 感官评定

参照刘丽荣[14]对鲤鱼设置的评分标准，具体评分标准见表2，将此4项的分值相加。将12人评价结果的平均值作为最终试验结果，得分16分以上表示一级新鲜，12分以上表示二级新鲜，5分表示已经完全腐败，失去食用价值。

表2 大菱鲆鱼片感官评价的方法Table 2 Sensory evaluation of Scophthalmus maximus fish slices

1.3.3 汁液流失率

参照Duu等[15]的研究方法，取出带包装袋的样品称质量（M1），打开包装将包装内和样品表面的汁液用滤纸吸干后，称量包装和样品的质量（M2），包装单独称质量（M3），做3次平行，结果取其平均值。汁液流失率按下式计算：

汁液流失率/%=[（M1-M2）/（M1-M3）]×100

1.3.4 质构

参照王垚等[16]的研究方法，将鱼肉剪成1 cm×1 cm×1.5 cm的小块，采用模式质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）测定。探头为 TA39，测试速度为 1 mm/s，测试终点为形变量的50%，测定指标为弹性、粘性和咀嚼性。

1.3.5 pH值

参照GB/T 5009.237-2016《食品安全国家标准食品中pH的测定》[17]。

1.3.6 挥发性盐基氮

参照GB/T 5009.228-2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》[18]。

1.3.7 菌落总数

参照GB/T 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[19]。

1.3.8 电子鼻

准确称量4.00 g均质样品，将其装入规格为20 mL顶空瓶中，室温平衡30 min后进行测定。测定参数为：数据采集时间120 s，数据采集周期1.0 s，数据采集延迟 600 s，气体流速 150 mL/min，进样量 2 000 μL，注射速度25 000 μL/s，每个样品重复测3次。

1.4 数据处理

采用origin 7.5绘图、SPSS19.0进行方差分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 冰点

大菱鲆冰点测定曲线见图1。

冰温是指在零度以下冻结点以上的未冻结温度带，又称冰温带。在冰温带贮藏食品时，组织会自发地分泌大量葡萄糖和游离氨基酸等不冻液来阻止冰晶的生成，从而维持食品细胞的原有形态，保持食品的特有品质[5]。如图1，在-1℃之后，大菱鲆鱼片的温度骤降，说明鱼肉的原有结构遭到破坏，持水力降低，鱼肉开始形成冰晶。大菱鲆鱼肉的冰温带为-0.7℃～1.0℃，根据Erdogdu等[13]的数学建模研究，曲线慢慢变平稳的那一段所记录的温度即为鱼体的冰点，即大菱鲆的冰点为-0.7℃。

图1 大菱鲆冰点测定曲线Fig.1 Freezing point determination curve of Scophthalmus maximus fish slices

2.2 复合保鲜剂对大菱鲆鱼片的保鲜效果

2.2.1 感官品质的变化

保鲜后大菱鲆感官品质曲线见图2。

图2 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片感官品质的影响Fig.2 Effect of composite preservative combined with ice temperature on sensory quality of Scophthalmus maximus fish slices

感官评价是反映鱼类品质变化最直观的参数[20]。由图2可知，整个贮藏期间大菱鲆的感官评分呈逐渐下降趋势。在整个趋势中，试验组2下降速率最慢。第15天～21天时，试验组2分数分别为16、14和8分，显著低于其他各组（P＜0.05）。第24天时，除试验组2外，其余各组的评分值都低于5分，已全部腐败。

2.2.2 汁液流失率

复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片汁液流失率的影响见图3。

汁液流失率是衡量水产品蛋白质持水性的主要指标之一，汁液渗出会影响产品的风味，同时会对产品形态的维持产生影响，进而影响产品品质[15]。随着贮藏时间的增长，鱼肉本身的水分、无机盐、蛋白质等成分的流失，会使鱼肉重量减少，丧失其原有风味及营养价值[21]。如图3所示，各组的汁液流失率随着时间的增长呈现上升趋势，其中试验组2上升速率最缓慢。第18天～第24天时，各组的汁液流失率上升趋势增大，试验组2显著低于其他各组（P＜0.05）。第24天时，对照组的汁液流失率最大，为10.89%，试验组2的汁液流失率最小，为4.35%。

图3 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片汁液流失率的影响Fig.3 Effect of composite preservative combined with ice temperature on the loss of sap of Scophthalmus maximus fish slices

2.2.3 质构

复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片质构的影响检表3。质构是由食品成分和组织结构决定的物理性质，与其外观、风味、营养一起构成食品的四大品质要素[22]。弹性、粘性和咀嚼性是质构指标的重要组成部分，能较好的体现大菱鲆肌肉组织的变化。

表3 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片质构的影响Table 3 Effect of composite preservative combined with ice temperature on the texture of Scophthalmus maximus fish slices

续表3 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片质构的影响Continue table 3 Effect of composite preservative combined with ice temperature on the texture of Scophthalmus maximus fish slices

由表3可知，整个贮藏期间各组的弹性、粘性和咀嚼性均呈下降趋势，与大西洋鲑研究结果一致[15，23]。

弹性反映了肌肉在外力作用下产生形变及失去力后的恢复情况。当鱼肉放置一段时间后，其机体内的自溶机制会分解肌原纤维与胶原蛋白，外来微生物也会分解鱼体蛋白质，导致鱼肉逐渐变软，弹性降低。第15天～第24天时，试验组2显著高于其他各组（P＜0.05），对照组的弹性下降速率最快，第24天弹性基本为0，组织松散，肌肉间结合强度最低。粘性上升的速率越小，鱼肉保鲜效果越好。随着贮藏时间的延长，第15天时，鱼肉粘性的上升速率增加，表明大菱鲆产生了很多胺类物质或是其他微生物，导致鱼肉的粘性小幅度上升，试验组2上升速率最小。第18天～第24天时，各组粘性上升速率增加，其中试验组2上升速率显著低于其他各组（P＜0.05）。咀嚼性越高，说明保鲜效果越好。随着贮藏时间的延长，各组咀嚼性均呈下降趋势，试验组2下降趋势缓慢。第0～3天各组咀嚼性下降速率最快，之后趋于缓慢下降趋势。第15天～第24天时试验组2咀嚼性显著性高于其他各组（P＜0.05）。第24天时，咀嚼性出现负值，说明肌肉组织松散，鱼肉内部结构被破坏。

2.2.4 pH值

保鲜后大菱鲆pH值曲线见图4。

图4 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片pH值的影响Fig.4 Effect of composite preservative combined with ice temperature on pH value of Scophthalmus maximus fish slice

pH值是反映鱼肉酸碱度的指标，贮藏后期随着鱼肉体内蛋白酶分解释放出氨及胺类物质，大菱鲆pH值逐渐上升[24]。如图4所示，大菱鲆鱼片在贮藏期间的pH值均呈现先下降后升高趋势，总体呈现“V”型。这是由于鱼类死后，呼吸停止导致体内三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）和糖原降解，生成乳酸、磷酸、乙酸等酸性物质，产生H+，使得pH下降，随着贮藏时间增加，在微生物和酶的共同作用下，蛋白质、多肽降解生成碱性物质，pH值开始升高[25]。第3天时对照组pH值达到最低值6.32，随后迅速升高，并且一直呈现快速增长趋势。第0～9天试验组2 pH值下降缓慢，第9天时pH值开始上升，第18天～第24天时显著低于其他各组（P＜0.05）。试验组pH值回升较晚并且上升速率小于对照组，说明复合保鲜剂可以延缓大菱鲆鱼片的自溶作用，保持优良的新鲜度，实现延长贮藏期限的作用。

2.2.5 TVB-N值

保鲜后大菱鲆TVB-N值曲线见图5。

如图5所示，随着贮藏时间的延长，各组TVB-N值呈缓慢上升趋势。第0～9天时，各组均为一级鲜度（TVB-N值≤15 mg/100 g）。第15天时，对照组和试验组4达到二级鲜度（TVB-N值≤20 mg/100 g），其余各组为一级鲜度，各组的TVB-N值显著高于试验组2（P＜0.05）。第18天时，除试验组2外其余各试验组均为二级鲜度，对照组为三级鲜度（TVB-N值≤30mg/100g）为24.6 mg/100 g，各组TVB-N值显著高于试验组2（P＜0.05），第24天时，除试验组2外，其余各组TVBN值均已超标。

图5 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片TVB-N值的影响Fig.5 Effect of composite preservative combined with ice temperature on TVB-N value of Scophthalmus maximus fish slices

2.2.6 菌落总数

保鲜后大菱鲆的菌落总数曲线见图6。

图6 复合保鲜剂结合冰温对大菱鲆鱼片菌落总数的影响Fig.6 Effect of composite preservative combined with ice temperature on total number of colonies of Scophthalmus maximus fish slices

菌落总数指在一定条件下，每克（每毫升）检样所生长出来的细菌菌落总数[26]。在贮藏过程中，鱼体内细菌的繁殖和代谢是导致鱼肉腐败的主要因素[27]。由图6可知，随着贮藏时间的延长，鱼肉体内的细菌增长和繁殖，导致菌落总数增加。第0～3天菌落总数增长缓慢，第3天后，各组的菌落总数增长速率升高，其中试验组2增长速率最低。第0～9天，各组菌落总数均未超过 4 lg（CFU/g）[19]，为一级鲜度，与感官评价、TVB-N值的测定结果基本相符。

2.2.7 电子鼻

电子鼻是模仿人和动物的鼻子，用于分析、识别、检测复杂气味和挥发性成分的新型仪器，产生于二十世纪八十年代。Natale等[28]采用电子鼻技术检测了毛鳞鱼腐败过程中的挥发性化合物的变化；Connell等[29]运用电子鼻来区分不同贮藏时间的阿根廷鳕鱼肉的新鲜度。结果均表明，用电子鼻可有效区分不同新鲜度的鱼肉。电子鼻响应值的分析主要有主成分分析、判别式分析、载荷分析等方法，本试验采用主成分分析和判别式分析，综合评价大菱鲆气味信息。

2.2.7.1 主成分分析（principalcomponentanalysis，PCA）结果

保鲜15天时大菱鲆各组的主成分分析见图7。

图7 大菱鲆挥发性气味的主成分分析Fig.7 PCA for volatile aroma of Scophthalmus maximus fish slices

主成分分析是将所提取的传感器多指标信息进行数据转换和降维，并对降维后的特征向量进行线性分析，最后在PCA的散点图上显示主要的两维散点图[30]。由图7可知第15天时各组主成分分析，区分度明显。图中每个椭圆区域代表同一组的3次平行采集点。横轴和纵轴分别代表第一主成分和第二主成分的贡献率，贡献率越大，说明PC可以较好地反映指标信息[31]。PC1贡献率96.58%，PC2的贡献率2.99%，总贡献率99.57%，表明提取的信息能够反映原始数据的大部分信息。

2.2.7.2 线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）结果

保鲜15天时大菱鲆各组的线性判别分析见图8。

LDA更加注重样品在空间中的分布状态及彼此之间的距离分析，将样品信号数据通过运算法则投影到某一方向，使得组与组之间的投影尽可能分开[32]。由图8可知，LD1和LD2的贡献率分别为91.87%和6.24%，总贡献率98.11%，表明提取的信息能够反映原始数据的大部分信息。第15天时，大菱鲆鱼肉的响应信息没有重叠部分，区分度良好。

图8 大菱鲆挥发性气味的LD分析Fig.8 LDA for volatile aroma of Scophthalmus maximus fish slices

3 结论

本文参考了乳酸链球菌素、茶多酚、溶菌酶、纳他霉素、壳聚糖和海藻酸钠保鲜剂在食品保鲜中的最佳单一配比，进行复配得到复合保鲜剂处理大菱鲆鱼片，将其放在-0.7℃冰温下贮藏，探讨对大菱鲆鱼片品质的影响。结果表明：试验组2（0.03%乳酸链球菌素+0.60%纳他霉素+1.00%壳聚糖）保鲜效果最佳。试验组2的鱼肉感官品质、弹性值、咀嚼性值和汁液流失率下降最缓慢，第15天～第24天时显著低于其他各处理组（P＜0.05）；pH值、粘性和菌落总数上升最缓慢，第15天～第24天时显著低于其他各组（P＜0.05）。电子鼻气味信息在第15天时出现骤变，说明在第15天时鱼肉气味发生明显的变化，与其他各组有明显的区分度。试验组2可延长货架期6 d～9 d，能有效抑制微生物浸染，延缓腐败变质；减缓持水力的下降，保持汁液，使鱼肉的弹性，粘性下降缓慢；减缓糖原降解的速度，使pH值下降缓慢，增加保鲜时间。本试验探究了复合生物保鲜剂结合冰温（-0.7℃）对大菱鲆鱼肉品质的影响，为大菱鲆保鲜加工提供参考价值。