植酸与竹醋液对冰藏大黄鱼品质、微生物与水分迁移的影响

蓝蔚青,刘嘉莉,许巧玲,谢晶*

1(上海海洋大学 食品学院，上海,201306) 2(上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，食品科学与工程国家级实验教学示范中心(上海海洋大学)，上海,201306)

大黄鱼(Pseudosciaenacrocea)又名大王鱼、大鲜、黄瓜鱼等，为鲈形目石首鱼科东海主要海产经济鱼类[1]，其营养丰富，尤其所含的硒元素能消除人体因新陈代谢而产生的自由基，具有延缓衰老功效。大黄鱼脂肪含量较高，在带来较高营养价值的同时，也易氧化酸败[2]。因此，采用合适的处理方式延长大黄鱼的贮藏货架期值得关注。

生物保鲜剂具有天然绿色、广谱抑菌、抗氧化性强与成本低等特点，逐渐受到研究人员的普遍关注，并开始应用到水产品保鲜中[3-4]。生物保鲜剂按照来源可分为植物源、动物源、微生物源与酶类。植物源保鲜剂的有效成分主要为黄酮与多酚类等，对水产品中的微生物生长与酶的活性有较好的抑制作用，从而延长货架期[5-6]。植酸(phytic acid，PA)与竹醋液(bamboo vinegar，BV)为近年来开始使用的植物源保鲜剂。植酸又名肌醇六磷酸酯，在谷类与植物种子中广泛存在，GB 1886.237—2016[7]中将其列入食品添加剂名单。植酸可作为食品防腐剂、抗氧化剂与护色剂等广泛应用于食品行业、医药和化工行业[8-10]。侯伟峰等[9]研究得出，以0.08%植酸液处理南美白对虾，能较好保持对虾优良感官品质，延长冷藏货架期2～4 d；谢晶等[10]探究了植酸对腐败希瓦氏菌的抑菌机理，得出植酸可通过破坏细胞形态，影响细菌生长，达到抑菌效果。竹醋液是竹子在烧炭过程中高温分解的气体冷却后得到的天然液体，含有300多种天然高分子有机化合物，富含黄酮、多酚等，抑菌性与抗氧化性均较好[11]。张楠楠等[12]研究发现，竹醋液能较好抑制鲳鱼肉的蛋白质降解与脂质氧化，提高保水性能，延缓腐败进程。本文通过理化、微生物、感官分析、低场核磁共振与核磁成像技术等指标，综合评价2种植物源保鲜剂对大黄鱼冰藏期间品质、微生物与水分迁移变化的影响，为水产品保鲜加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜大黄鱼购于上海市浦东新区芦潮港海鲜批发市场，选取鳞片富有光泽，鳃丝清晰，鳃色鲜红，体表与腮内黏液清澈透明，无异味，体重(500±5)g，体长(30±5)cm的样品，冰藏下30 min内运回实验室。

植酸液(食品级)，国药集团化学试剂北京有限公司；竹醋液(食品级),宁波兴达炭业有限公司；平板计数琼脂、铁琼脂、假单胞菌CFC选择性培养基，北京陆桥技术责任有限公司；95%乙醇、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、硼酸、KOH、甘油、70%甲醇、轻质氧化镁等，国药集团化学试剂有限公司，均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

LDZM-40KCS立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗机械厂；Meso MR23-060H-I型NMR分析及成像系统，上海纽迈电子科技有限公司；DHG-9053A电热鼓风干燥箱、LHS-100CL型恒温恒湿箱，上海一恒科学仪器有限公司；Kjeltec2300凯氏定氮仪，瑞士FOSS公司；XS 225A型精密电子天平，普利赛斯国际贸易(上海)有限公司；V-5100型紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；H-2050R型台式高速冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司等。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

将新鲜大黄鱼随机分成3组，用冰水处理干净。根据前期预实验结果，分别取10 mL植酸和10 mL竹醋液原液用无菌水定容至1 000 mL制得w(植酸)和φ(竹醋)1%溶液，置于4 ℃冰箱备用。将其中2组样品以1∶2体积比分别置于1%植酸液(BV)与1% 竹醋液(PA)中浸渍处理5 min，取出沥干后冰藏处理，另一组样品以无菌水浸渍5 min，为对照组(CK)。3组样品采用层鱼层冰方式放于泡沫箱中，随后在(4±1)℃冰箱中贮藏，每2 d换冰1次。参考黎柳等[13]方法，分别在第0、2、4、6、9、12、15天测定各项指标，综合评价植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间品质变化影响。

1.3.2 pH值

参照刘善智等[14]的方法。取5 g碎鱼肉于烧杯中，加入45 mL蒸馏水并搅拌均匀，静置30 min，测定各组样品在不同贮藏时间的pH值。

1.3.3 总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)值

采用半微量凯式定氮法测定不同贮藏时间冰鲜大黄鱼的TVB-N值，平行3次，结果以mg N/100 g表示。

1.3.4 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid, TBA)值

参考SAHIN等[15]方法进行测定，略作修改。取5 g剁碎的鱼肉，加入质量分数20%三氯乙酸溶液25 mL和蒸馏水20 mL，匀浆60 s后静置1 h，冷冻离心10 min后过滤，取上清液定容至50 mL，摇匀后取5 mL液体于试管中，与等体积0.02 mol/L TBA混合摇匀，放入水浴锅中进行沸水浴20 min，室温下冷却后测定532 nm处吸光度值。平行测定3次，结果以mg MDA/100 g表示。

1.3.5 微生物指标

根据国标GB 4789.2—2016[16]进行不同组别样品贮藏期间的菌落总数分析；参考丁婷等[17]方法分析其假单胞菌数与希瓦氏菌数。

1.3.6 持水力

取3 g样品，记录其初始质量为m1，放在吸水滤纸中包裹，8 000 r/min离心10 min，表面水分沥干后质量为m2，平行3次。持水力计算按公式(1)所示：

(1)

1.3.7 低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance, LF-NMP)与核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)

LF-NMR横向弛豫时间T2用CPMG序列测定。测定温度为32 ℃，质子共振频率为21 MHz[18]。参考廖媛媛等[19]方法进行核磁共振分析。由核磁共振成像仪测定鱼肉的质子密度图谱，样品包保鲜膜后放入60 mm核磁管中，随后在核磁共振成像仪中成像分析。由苏州纽迈电子科技有限公司软件统一映射、伪彩成质子密度图。

1.3.8 感官分析

参考HUI等[20]方法，并结合GB/T 18108—2019鲜海水鱼通则[21]和SC/T 3101—2010鲜大黄鱼、冻大黄鱼、鲜小黄鱼、冻小黄鱼[22]进行新鲜大黄鱼鱼肉的感官指标评价。由8名经过专业培训人员对大黄鱼鱼肉的黏液、色泽、气味与弹性等方面进行综合评分，对样品予以感官分析。评价标准采取4分制，去掉最高和最低评分后，计算得平均值作为样品的最终感官分值。

1.4 数据处理

数据为3次平行实验所得均值，曲线采用软件Origin(Pro)9.2绘图，通过SPSS 17.5中的Duncan方差分析，结果以平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 pH值

鱼体死亡后通常会发生初期生化变化、僵硬解僵、自溶腐败等阶段。在停止呼吸和缺少氧气的条件下，鱼体肌肉中的糖原会产生酵解反应生成ATP和乳酸等酸性物质，使其pH值发生变化[23]。植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间pH值影响如图1所示。

图1 植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间pH值变化的影响

由图1可知，大黄鱼在第0天时，其pH值为(6.68±0.02)，到第2天时，经植酸与竹醋液处理后pH值呈下降趋势，分别达(6.56±0.03)与(6.41±0.05)。该变化与上述鱼体死亡初期的生理变化相符，同时可能由于植酸液和竹醋液呈酸性，使样品在贮藏初期的pH值有所下降。其中，对照组贮藏第2天时，其酵解过程基本完成。随着贮藏时间的延长，鱼肉体内的蛋白质开始降解生成一些碱性含氮类物质，使得pH值在后期逐渐升高[13]。在鱼肉自溶腐败阶段，对照组样品在第12天时pH值超过7.5，达到(7.65±0.03)，表明此时鱼肉已腐败，而PA液与BV液处理样品的pH值直到第15天后才达到限值。这与蓝蔚青等[24]得出H+通过抑制微生物的作用，延缓蛋白质分解而抑制pH值升高的结论一致。

2.2 TVB-N值

TVB-N指标是反映鱼肉新鲜度的直接指标，也是国标用于评价肉质鲜度的重要理化标准。据农牧渔业部标准[22]规定，TVB-N值<13(mg N/100 g)时定义为一级品，13(mg N/100 g)

图2 植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间TVB-N值变化的影响

如图2所示，贮藏第0天时，样品的TVB-N值为(8.84±0.70)mg N/100 g。随着贮藏时间的延长，各组样品的TVB-N值均呈上升趋势，主要是由于鱼肉贮藏过程中在酶的作用下，蛋白质分解成氨及胺类等碱性物质。对照组在第12天时，TVB-N值已高于(34.68±1.30)mg N/100 g，达到腐败阶段。而2个处理组样品在整个实验阶段内均未超过二级标准。可见，植酸与竹醋液处理能显著抑制鱼肉中蛋白质降解，延缓TVB-N值上升，有效延长其货架期。这与黎柳等[13]研究结果一致。

2.3 TBA值

TBA值是基于鱼肉中占比较大的不饱和脂肪酸过氧化过程中会产生二级氧化产物——丙二醛，通过测定丙二醛的含量来反映鱼体脂质氧化程度。其变化情况见图3。

如图3所示，随着贮藏时间的延长，经竹醋液和植酸处理过的鱼样的TBA值均呈现上升趋势，但其增长速率明显低于对照组，新鲜大黄鱼的TBA值为(0.243±0.1)mg MDA/100 g。在第6天前，各组别样品的TBA值上升均较缓慢。从第9天起，对照组样品的TBA值增幅加快，而处理组样品的上升速率相对缓慢，这与崔宇等[25]使用竹醋液处理冷藏草鱼后TBA变化趋势一致。表明植酸与竹醋液可明显延缓鱼肉在贮藏期间的脂肪氧化速率。可能由于植酸对金属离子具有螯合作用，从而抑制活性氧的形成，保护细胞免受氧化的损伤，且每个植酸分子可提供6对氢原子使得自由基的电子形成稳定结构，可代替作为供氧分子，从而有效延缓鱼肉氧化变质[8]；同时，竹醋中具有抗氧化活性的黄酮、多酚等物质，可有效清除自由基，减缓脂肪氧化的速率[26]。

图3 植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间TBA值变化的影响

2.4 微生物指标

鱼体本身是营养丰富的培养基，有利于微生物的繁殖生长[27]。水产品的腐败变质一般均由腐败微生物的新陈代谢所致，菌落总数则成为判定水产品新鲜度的重要指标。通过对鱼体菌落总数分析，可直观显示鱼体微生物生长繁殖状况，对其新鲜度作出评判。根据水产行业对新鲜大黄鱼的标准，当菌落总数<104时，表示一级鲜度；104<菌落总数≤106时，表示二级鲜度；菌落总数>106时，表示腐败变质[22]。

由图4可知，新鲜大黄鱼的菌落总数对数值为(2.91±0.12)，为一级鲜度。各组样品在贮藏前期的微生物指标增速较快。第4天后，处理组样品微生物指标的上升趋势较对照组缓慢。对照组在第9天时，已超过其食用限值，达到(6.63±0.13)，这与LI等[28]研究结果一致。PA组样品在第12天时达到(6.04±0.14)，BV组样品在第15天时为(6.23±0.14)，刚超过鲜度限值。因此，PA与BV处理能明显抑制微生物的生长繁殖，使大黄鱼的冰藏货架期至少延长3 d；假单胞菌与希瓦氏菌为海水鱼的特定腐败菌[29-30]。由图4可见，经过PA与BV处理后，样品的2种菌数始终保持在较低水平，趋势基本一致。因此，植酸与竹醋液除具有良好的抗氧化作用外，对菌落总数、假单胞菌与希瓦氏菌作用效果也较明显。

图4 植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间微生物指标变化的影响

2.5 持水力

持水力是反映鱼肉持水性能的最直接指标，表示鱼肉在经过10 min离心后所含水分比例，即通过物理方式截留水分，而阻止水分析出的特性[31]。由于鱼肉在腐败过程中，蛋白质开始分解变性，无法锁住细胞中的水分，表现为持水力下降。因此，持水力可反映水产品的腐败程度[32]。

从图5可见，新鲜大黄鱼的持水力在(85.1±3.4)%，表明鱼肉还能较好保持其水分，在贮藏第9天时，植酸与竹醋液处理组的持水力保持在(71.9±2.1)%与(73.4±1.3)%，而此时对照组的持水力为(62.3±3.6)%，到了第12天，对照组的持水力降至(58.7±1.5)%，此时鱼肉持水力明显下降，主要由于鱼肉中的部分蛋白质发生冷冻变性以及细胞受到冰晶损伤所致。沙如意等[8]提出植酸有其独特的金属螯合作用与抗氧化能力，可有效延缓鱼肉蛋白质的降解，保持其持水性；而竹醋液中的黄酮、多酚等活性成分能使鱼肉蛋白质降解程度低，肌原纤维破坏小，能较好维持其持水力[26]。同时，张楠楠等[33]研究得出酚类物质可与蛋白质形成氢键，影响水的状态。说明经植酸与竹醋液处理能有效减缓大黄鱼持水力降幅，延缓品质劣变。

图5 植酸与竹醋液对大黄鱼冰藏期间持水力变化的影响

2.6 水分迁移状况

2.6.1 LF-NMR

低场核磁共振主要是在核磁脉冲的作用下使H质子产生共振，产生不同的核磁共振信号[34]。不同物质的弛豫时间差异很大，同一物质处于不同相态，弛豫时间也存在明显差异。因此，可根据弛豫时间的不同来判定各组分水分的百分含量变化。

鱼肉中的水分可分为不可移动水、结合水与自由水等3种，其中以不可移动水所占较多，pT22代表着鱼肉中不可移动水含量。由表1可知，随着贮藏时间的不断延长，样品的肌纤维结构被破坏，鱼体内的不可移动水含量逐渐降低。随着鱼体腐败进程的加速，鱼肉中的蛋白质会逐渐溶解，导致其结合水含量(pT21)随之下降。表中鱼肉自由水含量(pT23)逐渐升高，这主要是由于结合水与不易流动水游离而转变成自由水。综合来看，植酸与竹醋液处理后，可防止鱼肉中肌纤维结构破坏，延缓蛋白质降解，这与SHAO等[35]得出水分迁移与蛋白质结构关系相符，可在一定程度上延长其贮藏货架期。

表1 植酸和竹醋液对大黄鱼冰藏期间pT2i变化影响 单位：%

注：pT21、pT22、pT23分别表示鱼肉中的结合水、不可移动水与自由水，空白表示未测定值

2.6.2 MRI

核磁成像主要是通过信号的颜色亮暗程度来反映鱼肉中的水分含量与分布状况。质子密度图中信号越强，即图像中的颜色越趋向于红色，表明该处水分含量越高。

由图6可见，贮藏初期各组基本均呈红色，表明此时鱼肉中的水分含量较高。随着贮藏时间的延长，伪彩图的亮度在3组样品中依次减弱。其中对照组样品的亮度衰减程度快于处理组，表明其腐败速率快于处理组[19]。

图6 植酸和竹醋液对大黄鱼冰藏期间核磁成像的影响

2.7 感官分析

感官评价是食品检测中的常用方法，尽管各类新型检测方法层出不穷，但感官评价方法不可替代。其主要通过人体的感觉器官对食品质量进行直观判断[36]。经植酸与竹醋液处理大黄鱼其感官分值变化如图7所示。

图7 植酸和竹醋液对大黄鱼冰藏期间感官变化的影响

如图7所示，贮藏前期鱼体富有光泽、眼球清晰、黏液透明无黏腻感,感官评分较高，随着贮藏时间的延长，样品体表逐渐失去光泽、黏液增多且产生黏腻感、眼球逐渐浑浊，感官分值随之下降。其中，对照组样品的感官分值降幅明显快于处理组，在第9天时，对照组的分值为(1.24±0.14)，表现为不可接受。而处理组的感官分值分别为(2.21±0.12)与(2.36±0.14)，仍在可接受范围。植酸处理组样品在第15天时的感官分值为(0.83±0.13)，为不可接受，竹醋液处理组样品此时的感官分值为(1.37±0.13)。SUN等[37]研究得出植酸与溶菌酶相比，能更好保持4 ℃下草鱼的感官品质。由此表明，植酸和竹醋液能有效抑制微生物滋生，延缓样品冰藏期间的品质劣变。

3 结论

综合各项指标分析得出，对照组样品在第9天时，已超过其食用限值，而w(植酸)为1%与φ(竹醋液)1%处理组能延缓大黄鱼冰藏期间pH值、TVB-N值与TBA值的升高，保持其良好的感官品质，有效抑制细菌的生长繁殖，延缓样品贮藏期间的脂肪氧化与蛋白质分解，明显提高鱼肉的保水性能，延长其贮藏货架期。其中，植酸与竹醋液处理组样品的菌落总数(对数值)分别在第12天和第15天达到(6.04±0.14)和(6.23±0.14)，超过鲜度限值，较对照组相比，植酸与竹醋液处理后大黄鱼的冰藏货架期能延至12～13 d和15～16 d。