气调等离子体处理对罗非鱼片保鲜的研究

（夏威夷大学 马诺阿分校，美国夏威夷州檀香山市 HL96822）

0 引言

罗非鱼刺少、肉质鲜美、含有丰富的优质蛋白、氨基酸、微量元素、矿物质等［1］，因其养殖周期短，近年来已成为我国养殖、加工、出口的热销产品，有着广阔的开发前景［2］。活罗非鱼和鲜罗非鱼片在运输过程中易受温度、环境的影响，不耐贮藏，产品易变质；冻罗非鱼、冰鱼片等产品在冷冻过程中，鱼肉的蛋白质会发生改变，甚至有些产品由于运输不当，反复解冻、速冻，会对产品品质产生较大的影响。冷藏罗非鱼相对较好，既可以锁住罗非鱼原有的营养和水分，又可以使罗非鱼口感鲜美，但冷藏产品的保鲜期较短，如果不及时销售会导致产品变质［3］。罗非鱼鱼片目前保鲜方法是低温、生物保鲜剂涂抹、气调法等［4-5］，但都不太理想。文章首先研究不同气体比例对冷藏罗非鱼片品质变化的影响，选出优等的气调充气比例，然后研究不同的低温等离子体处理电压及时长对冷藏罗非鱼片品质变化的影响，找出了气调保鲜与低温等离子体处理协同作用下最优的保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜罗非鱼片（海南文昌罗非鱼加工厂生产，经过CO发色，每片重约110 g）；甲基红（AR）、氧化镁（AR）、溴甲酚绿（指示剂）、无水乙醇（AR）（国药集团化学试剂有限公司）；硼酸（AR）、盐酸（AR，广州化学试剂厂）；CO2、O2、N2食品级气罐（海口金厚特种气体有限公司）；封口薄膜（中国希悦尔有限公司）；包装托盘（上海耶伦有限公司）。

101-3SB电热恒温干燥箱（绍兴市上虞区沪越仪器设备厂）；DDS-801型电导率仪（汕头市潮南区司马浦华诚仪器厂）；HygroPalm AW1型水分活度仪（瑞士罗卓尼克公司）；K9840凯氏定氮仪（济南海能仪器有限公司）；Brookfield-CT3型质构仪（美国Brookfield公司）；Waring8010S高速组织捣碎机（美国Waring公司）；CR-10型色差仪（日本柯尼卡美能达公司）；BCD-356WJ型电冰箱（青岛海尔股份有限公司）；pHs-3C型pH计（上海伟业仪器厂）；MAP-H360复合气调包装保鲜机（苏州森瑞保鲜设备）；低温等离子体发生器（美国phenix有限公司）；FA2004B型分析天平（上海佑科仪器仪表有限公司）；HJ-4四联磁力加热搅拌器（江苏省金坛市环宇科学仪器厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 研究不同气体比例对冷藏罗非鱼片品质变化的影响

试验分4组，每隔3天随机抽样观察并测定相关指标，每个指标重复测定3次。先取26片新鲜发色罗非鱼片，两片直接测定色差、质构、电导率、pH、TVB-N、水分活度；然后开启气调保鲜机，等待大约15 min后，封膜温度升至90 ℃时即可开启氧气罐、氮气罐、二氧化碳罐，在显示屏上设置气体比例，将剩余24片装于盒中，分别把Ⅰ：50% CO2/10% O2/40% N2、Ⅱ：60% CO2/10% O2/30% N2、Ⅲ：70% CO2/10% O2/20% N2、Ⅳ：普通空气冲入盒中，每种气体比例充6盒，封膜，此过程中需要气泵机进行充气，封膜完成后即刻进行80 kV、60 s低温等离子体处理并在4 ℃冷藏3、6、9天，每隔三天每组各取两片鱼片进行测定色差、质构、电导率、pH值、TVB-N、水分活度，记录所有数据，与新鲜鱼片对照，筛选出一组品质较好的气体比例。

1.2.2 研究不同低温等离子处理电压及时长对冷藏罗非鱼片品质变化的影响

试验分9组，每隔3天随机抽样观察并测定相关指标，每个指标重复测定3次。取56片新鲜发色罗非鱼片，两片直接测定色差、质构、电导率、pH值、TVB-N、水分活度。通过上面的试验得到Ⅰ：50% CO2/10% O2/40% N2的充气比例最好，因此按照50% CO2/10% O2/40% N2的比例充54盒鱼片，封膜完成后即刻分别进行不同电压与时间的低温等离子体处理，具体试验安排见表1，在斯兴开，杨惠琳，韦翔等［6］的方法上进行改动，在4 ℃下冷藏3、6、9天，每隔3天每组各取两片鱼片进行测定，记录所有数据，与新鲜鱼片对照，选出最佳组合。

表1 试验安排Tab.1 Experimental arrangement

1.2.3 品质测定方法

（1）色差测定。使用CR-10型色差仪，将探头置于罗非鱼片色泽最鲜艳处，一般为鱼片中心脊柱部位，平行测定3次取平均值。通过标准数据（L*＝ 100、a*＝ 0、b*＝ 0），根据公式 ΔE*ab＝（ΔL2＋ Δa2＋ Δb2）1/2计算色差值。其中 L*表示亮度，数值0～100表示从黑度值到白度值；a*表示红绿值，＋a*为红度值，－a*为绿度值；b*表示黄蓝值，＋b*为黄度值，－b*为蓝度值。数值越大，样品颜色越偏向相对应的颜色。需要注意的是，测定时应将色差仪探头紧贴鱼片，避免其内部自带光源漏光而干扰测定结果，确保每次测定都是在相同光照条件下进行的［7］。

（2）质构测定。试验选择测定及分析的质构参数为硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。参数设定：探头选取直径为6 mm的圆柱形TA41探头测试速率2 mm/s，触发点负载7 g，压缩距离2 mm。选取鱼片中心贴近脊柱部位最厚处测量3个点，结果取平均值［8］。

（3）电导率测定。把电导率仪的平板电极完全插入罗非鱼片内，待其示数稳定后读数（精确到0.01 ms/cm）。每片鱼重复测量至少3次，所得数据取平均值即为电导率值［9］。

（4）pH值测定。先打开pH计预热5～10 min，然后用校准液进行校准。用高速组织捣碎机捣碎鱼肉，称取10 g放入烧杯中并加入100 mL蒸馏水，再用磁力搅拌器搅拌30 min，静置30 min，过滤后取滤液10 mL用pH计重复测定3次，取平均值记为最终值。

（5）TVB-N值测定。根据GB5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》进行测定。将鱼肉样品用高速组织捣碎机捣碎后称取10.0 g（精确至0.001 g），放入烧杯中，并加75 mL蒸馏水，磁力搅拌30 min，静置30 min后将滤液转移至蒸馏管内，加入1 g氧化镁，并连接至凯氏定氮仪。凯氏定氮仪参数设置：加碱及加水体积均设置为0 mL，20 g/L硼酸溶液体积设置为30 mL，淋洗水量设置为10 mL，蒸馏时间设置为5 min。每一次试验之前必须先进行空白试验，即加75 mL蒸馏水于消化管内进行蒸馏。样品液蒸馏结束后，向其中加入10滴甲基红-溴钾酚绿比例为1：5的混合指示液，用0.01 mol/L盐酸标准滴定溶液进行滴定，当蒸馏液由蓝紫色变成微红色时即为滴定终点，每组平行测定2次，取平均值。计算式为：

式中 X —— 试样中挥发性盐基氮的含量，mg/100 g或 mg/100 mL；

V —— 试液消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；

V0—— 试剂空白消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL；

c ——盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；

14 —— 滴定 1.0 mL 盐酸［C（HCl）=1.000 mol/L］标准滴定溶液相当的氮的质量，g/mol；

m ——试样质量，g或试样体积，mL；

100 —— 计算结果换算为 mg/100 g 或mg/100 mL的换算系数。

判断标准：一级鲜度10 mg/100 g；二级鲜度10～20 mg/100 g；三级鲜度 20～30 mg/100 g

（6）水分活度测定。参考GB 5009.238—2016《食品安全国家标准 食品水分活度的测定》中的水分活度仪扩散法，从每片鱼肉上同一部位切下两块1 cm3的小块，各平行测定2次，最后取平均值即为结果［10］。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2010软件进行数据整理，经SPSS17.0统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同气体比例对冷藏罗非鱼片品质变化的影响

通过研究不同气体比例对冷藏罗非鱼片品质变化的影响，发现气调处理罗非鱼片有显著的保鲜效果，主要体现在色差、硬度、咀嚼性、电导率以及TVB-N值上，综合所有测得指标分析，充气Ⅰ组即气体组成为50% CO2/10% O2/40% N2在4 ℃下能够最好地保持罗非鱼片的品质。

2.2 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片品质变化的影响

2.2.1 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片色差的影响

色差值的大小可以用来判断鱼肉的色泽、新鲜度。发色方式是鱼通过呼吸吸收的CO与肌肉中肌红蛋白形成稳定的碳氧肌红蛋白而颜色鲜亮，所以肉的颜色主要与肉中的肌红蛋白有关［11］。当肌肉中氧气含量较少时，肌红蛋白总量减少，肉色呈暗红色；当肌肉中氧气含量较多时，肌红蛋白总量增大，肉色呈鲜红色，会大大增强消费者的购买欲望。但是鱼肉不能长时间接触氧气，否则，会因为生成大量高铁肌红蛋白，肉色发暗、甚至变质，大大降低消费者的购买欲望［12］。

由图1可知，经过处理后的9组样品色差值随时间都呈下降趋势，互相之间的差异逐渐增大；其中3号和7号贮藏后期忽然上升，应该是测定时的误差导致，分析结果时不予考虑。整个贮藏期间，6号下降最少，2号下降最多，所以6号处理对鱼肉色泽改变最小，2号鱼肉色泽改变最大。

图1 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片色差的影响Fig.1 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on color difference of frozen tilapia fillets

2.2.2 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片质构的影响

质构参数是鱼肉重要的鲜度指标之一，是评价食品品质和口感的理论根据［13］。它的影响因素很多，如肉的水分含量、肌原纤维状态、宰杀方式、贮藏时间、贮藏条件等。它通过结合人体多种感官的感知来传递罗非鱼片的质构信息，提高了广大消费者的认可度［14］。本试验中，主要用质构仪测定罗非鱼片的硬度、内聚性、弹性和咀嚼性参数。

（1）硬度。硬度反映的是使鱼片产生一定形变所需的力，决定了肉的商业价值［15］，同时反映人体触觉，它的大小与肌肉纤维排列的紧密程度有关。由图2可知，所有经过处理的样品都呈下降的趋势且有较大差异（P＜0.05），其中7号和8号硬度变化主要出现在前三天，之后硬度值基本稳定；2号和9号贮藏三天之内的硬度变化较小，然后下降幅度显著变大；其余组基本呈均匀下降趋势，6号和3号硬度变化最小，4号下降最严重。所以3号和6号处理对鱼肉硬度保持较好，4号最差。

利用AntConc3.2.3的Concordance功能检索《漫》剧英语文本中的well，一共有91个(图1)，以冉永平文章中列出话语标记语特点为标准[18]，其中可做话语标记语的well共有52个。分析所选的译文分别摘自“生活·读书·新知三联书店”的《奥尼尔集》[19]和“人民文学出版社”出版的《奥尼尔文集》[11]。将含有well的毗邻对从剧本中挑选出来后，制作成平行语料库，以利于总结其翻译规律。平行语料库制作的主要软件是Olifant和梁茂成老师编写的text2tmx程序。

图2 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片硬度的影响Fig.2 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on hardness of frozen tilapia fillets

（2）内聚性。由图3可知，所有样品都呈下降趋势，因为随着鱼肉新鲜度的下降，肉会逐渐变得松散。可以看到1号曲线前六天下降较多，之后变平缓；4号三天后下降趋势开始变陡；其余组基本前三天下降较多，然后下降稍变平缓。最后测得6号内聚性最高，9号内聚性最低。因此6号鱼肉口感优于其他组。

图3 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片内聚性的影响Fig.3 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on cohesion of frozen tilapia fillets

（3）弹性。由图4可知，9组图线均下降，因为随着鱼肉新鲜度的下降，肉的弹性与嫩度会逐渐下降。可以看到，贮藏期间各组差异先逐渐变大，后又逐渐趋于一致；1、4、9号在9天里持续匀速下降，其余组曲线从贮藏三天后开始变缓；在第九天测得 2、3、5、6号的弹性值非常接近（P＞0.05）且高于其他组，4号弹性值最低。

图4 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片弹性的影响Fig.4 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on elasticity of frozen tilapia fillets

（4）咀嚼性。由图5可知，经过处理后的九组样品咀嚼性均下降，属正常情况。各组差异随着贮藏时间越来越大，9号在三天后下降趋势更陡，3号在六天后下降更快，其他组则是前三天变化较大。最终测得6号咀嚼性最好，4号最差。

图5 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片咀嚼性的影响Fig.5 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on chewiness of frozen tilapia fillets

2.2.3 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片电导率的影响

电导率主要描述物体中电荷流动的难易程度，可作为快速判定鱼肉新鲜度的指标。罗非鱼在贮藏过程中，受温度、环境、微生物的影响，使鱼肉中蛋白质分解流失，电导率增加，导电能力越强，说明鱼肉的新鲜度越差［16］。

由图6可知，所有组的电导率都逐渐升高，1号升高最多，5号贮藏三天后升高较快，4号从第六天开始加快升高速度，其他组上升速度都较均匀平缓。最后测得1号电导率最高，6号电导率最低。因此6号鱼片分解出的电解质较少，新鲜度维持较好。

图6 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片电导率的影响Fig.6 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on conductivity of frozen tilapia fillets

2.2.4 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片pH值的影响

由图7可知，经过处理的样品趋势均不同，但均低于新鲜值，可能是因为冷藏前期发生糖原降解反应产生酸类物质降低其pH值；贮藏后期，蛋白质分解产生的游离氨基酸、肽、蛋白胨等物质，使pH值升高。但各组样品pH值变化不稳定，0～3天所有组均下降，3～6天除 4、5号外均开始上升，6～9 天 4 号持续下降但速度变慢，1、2、3、6号有轻微下降，5号开始上升，7、8、9号上升趋势变缓。由于pH值可能受多种原因影响，亦不排除有试验误差的存在，因此难以用其判断鱼片新鲜程度。

图7 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片pH值的影响Fig.7 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on pH value of frozen tilapia fillets

2.2.5 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片TVB-N值的影响

低温贮藏可有效的抑制TVB-N值的增长，表现为贮藏前期该值增长缓慢，但随着贮藏时间的加长，TVB-N值快速增加［17］。根据GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》规定，淡水鱼中TVB-N的含量应不大于20 mg/100 g。

由图8可知，各组均呈上升趋势。4号上升最快，尤其体现在贮藏前六天，6号最慢，说明6号处理使鱼片内含氮量降解最少，比较其它组更有利于鱼肉保鲜。

图8 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片TVB-N值的影响Fig.8 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on TVB-N value of frozen tilapia fillets

2.2.6 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片水分活度的影响

由图9可知，所有鱼肉的水分活度均下降，通过与新鲜值比较可以得到6号鱼片水分损失最少，3号鱼片损失最多的结论。

图9 气调等离子处理对冷藏罗非鱼片水分活度的影响Fig.9 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on water activity of frozen tilapia fillets

3 结论

研究发现不同气体比例的气调处理罗非鱼片，对罗非鱼片保鲜有一定的效果，特别是充气Ⅰ组即气体组成为50% CO2/10% O2/40% N2可以在4 ℃下较好地保持罗非鱼肉的品质，主要体现在色差、硬度、咀嚼性、电导率以及TVB-N值上，但对内聚性、弹性、水分活度影响不明显，而采用50% CO2/10% O2/40% N2的气调处理与60 kV、60 s低温等离子体处理相结合可以达到最佳保鲜效果，虽然气调等离子体处理鱼片水分损失最少，但对色差、硬度、咀嚼性、电导率、TVB-N值、内聚性、弹性等指标的保鲜效果显著，这对罗非鱼的冷藏保鲜方法研究有一定的参考价值。