金鲳鱼软罐头货架期预测

闫哲，曾少葵, *，欧莉蓉，吴文龙, ，章超桦,

1. 广东海洋大学食品科技学院，广东省水产品加工与安全重点实验室，广东省海洋生物制品工程实验室，广东省海洋食品工程技术研究中心，水产品深加工广东普通高等学校重点实验室（湛江 524088）；2. 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，大连工业大学（大连 116034）

金鲳鱼（Trachinotus blochii）分布于印度洋、印度尼西亚、澳洲、日本、美洲的热带及温带的大西洋海岸及中国黄海、渤海、东海、南海。金鲳鱼肉味道鲜美，蛋白质含量高，而备受喜爱。广东、福建、海南、广西等网箱养殖的金鲳鱼产量不断攀升，仅广西铁山港区2018年产量4.4万 t[1]。2019年6—7月金鲳鱼鲜鱼集中上市，加工为冷冻制品占70%～80%，而销售价格却持续下跌[2-3]，生产企业对其的加工形式单一，流通成本高。熊添等[4]开展多口味即食金鲳鱼加工工艺的研究。曾少葵等[5]探讨金鲳鱼皮明胶的流变性质。贾凌云等[6]研究基于Arrhenius模型的超高温乳的货架期的预测。崔跃慧等[7]预测不同贮藏温度下的调理猪肉饼的货架期。然而有关将金鲳鱼加工为罐头，并对其货架期预测方面的研究却鲜有报道。为此，试验通过腌制、干燥脱水、高温灭菌等工序制备出金鲳鱼软罐头，探讨其贮藏在不同温度下的菌落总数（TVC）、挥发性盐基氮（TVB-N）、丙二醛（MDA）含量的随时间的变化规律，分别从微生物增殖、蛋白质降解及脂肪氧化等方面的变化，结合一级反应动力学模型和阿伦尼乌斯方程，构建该软罐头的货架期预测模型[8]，预测该软罐头在不同贮藏条件下的货架期，旨在为金鲳鱼软罐头的开发及流通提供依据，为金鲳鱼高值化加工利用提供有效途径，进而促进其养殖业持续发展。

1 材料与方法

1.1 原料

鲜活金鲳鱼（每条1 500～3 000 g，湛江市东风市场）。

1.2 仪器与设备

ZM-100全自动不锈钢反压高温蒸煮锅（广州标际包装设备有限公司）；HPX-9162 MBE数显不锈钢电热培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；VAPODEST 50S自动凯氏定氮仪（德国格哈特分析仪器有限公司）；UV-756MC紫外分光光度计（日本岛津公司）。

1.3 方法

1.3.1 金鲳鱼软罐头的制备

1.3.1.1 工艺流程

原料处理→腌渍→热风干燥→装袋→真空密封→反压杀菌→成品

1.3.1.2 操作要点

（1）腌渍。采用混合腌制法，按鱼质量添加5 g/100 g食盐、室温腌制50 min后，浸于香料水中，在4 ℃腌制36 h。

（2）热风干燥。梯度升温进行干燥，于70～90℃每隔1 h升温10 ℃，直至脱去其中25%水分。

（3）反压杀菌。每袋500 g，于115 ℃杀菌50 min，保温试验证实杀菌充分，且色泽、风味及质地未受影响。

1.3.2 丙二醛含量测定

采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量[9]，结果以硫代巴比妥酸（TBA）值每百克样品中含MDA的毫克数表示。按式（1）计算。

式中：A为532 nm处测得的吸光度。

1.3.3 挥发性盐基氮的测定采用凯氏定氮法测定鱼肉中的挥发性盐基氮（TVB-N）含量[10]。

1.3.4 菌落总数测定

参照GB 4789.2—2016[11]的方法测定。

1.3.5 大肠菌群的测定

参照GB 4789.3—2016[12]中的大肠菌群MPN计数法测定。

1.3.6 货架期预测模型建立

参照朱由珍等[13]的方法，通过测定菌落总数、挥发性盐基氮及丙二醛含量，金鲳鱼软罐头组织内的生化反应速率，结合一级反应动力方程和阿伦尼乌斯公式，建立货架期预测模型。一级反应动力方程表示见式（2）。

式中：t为贮藏时间，d；m0和m分别为贮藏0和td的指标测定值；k为指标值的变化速率。

根据式（3）阿伦尼乌斯公式变形，见式（4）。

式中：k为指标值的变化速率；k0为频率因子；Ea为活化能，J/moL；R为气体常数，J/（moL·K）；T为绝对温度，K。

将式（2）和（4）整合，得到货架期（TSL）预测方程，见式（5）。

2 结果与讨论

2.1 软罐头的初始品质

根据GB/T 4789.26—2013[14]对制备得的金鲳鱼软罐头进行商业无菌检验，其菌落总数（TVC）、大肠菌群数量、挥发性盐基氮（TVB-N）含量、硫代巴比妥酸（TBA）含量见表1。

由表1可知，金鲳鱼软罐头中的TVB-N值、TVC值及TBA值分别低于国家标准或企业标准中规定的指标限值30 mg/100 g[15]，4.7 lg CFU/g[15]及1 mg MDA/100 g[16]。Correia等[17]认为产品最初的微生物数量对其货架期的影响极其显著。由此可知，所制备的金鲳鱼软罐头产品的品质合格，可作为货架期模型构建的试验样品。

表1 金鲳鱼软罐头的品质参数

2.2 贮藏时间与温度对脂质的影响

将制备的金鲳鱼软罐头分别于20，37和50 ℃贮藏不同时间，测定其丙二醛（MDA）含量，结果如图1所示。

丙二醛（MDA）为动物脂肪氧化分解后的产物，鱼肉中的MDA含量可反映脂肪氧化酸败的程度。由图1可知，金鲳鱼软罐头鱼肉中的TBA值随着贮藏温度升高和时间延长而升高。由此可见，金鲳鱼肉的脂肪氧化分解速率随着时间的增长而增大，反应速率与贮藏温度成正相关关系。这与赵淑娥[18]对鱼糜制品TBA值的研究结果相符。金鲳鱼是一类多脂鱼，鱼肉中含在丰富的不饱和脂肪酸，其中的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量高。据报道，金鲳鱼皮的粗脂肪含量为7.35%[5]，鱼骨中的粗脂肪含量达30%[19]，脂肪的酸败及氧化程度会影响该软罐头的品质。

图1 贮藏时间与温度对TBA值的影响

2.3 贮藏时间与温度对蛋白质的影响

贮藏温度与时间对金鲳鱼软罐头鱼肉中蛋白质降解的影响结果如图2所示。

图2 贮藏时间与温度对TVB-N值的影响

TVB-N值受贮藏温度高低的影响。20 ℃贮藏时，TVB-N值变化不显著，50 ℃贮藏的鱼肉TVB-N值变化显著。贮藏初期TVB-N值增长速率较小，随着贮藏时间延长而逐渐增大。这可能与微生物的生长繁殖有关。软罐头贮藏初期由于经过高温灭菌，鱼肉中的微生物数量较少，贮藏一段时间后，微生物数量增加，分解蛋白质的速率迅速上升，含氮产物的累积越来越多。这一结果与Giannoglou等[20]对即食冷藏烟熏鱼产品货架期预测结果一致。

2.4 贮藏时间与温度对菌落总数的影响

金鲳鱼软罐头的菌落总数随贮藏温度与时间的变化规律如图3所示。

金鲳鱼软罐头的菌落总数随着贮藏温度升高及时间延长而增多，其中受温度的影响最为显著，50 ℃时贮藏25 d后，TVC值增长至2.056 9 lg CFU/g。由此可见，高温灭菌后软罐头存活的主要是嗜热微生物，贮藏温度低于20 ℃，低温可抑制酶的活性[21]，致使其生长繁殖速度减缓，而50 ℃是嗜热微生物的最适生长温度，因而生长速率高，菌落总数随着贮藏时间延长而迅速增加。

图3 贮藏时间与温度对TVC值的影响

2.5 贮藏时间与温度对大肠菌群的影响

对贮藏于20，37和50 ℃的金鲳鱼软罐头进行大肠菌群检测，结果如表2所示。

所有贮藏温度下的金鲳鱼软罐头均未检出大肠菌群。大肠菌群为革兰氏阴性细菌，不耐热，制备罐头采用的高温灭菌足以杀死可能存在于生鱼肉中的大肠菌群。由于大肠菌群贮藏过程中无增减，故此指标值不适合作为该软罐头的货架期预测模型参数。

表2 大肠菌群最可能数检测结果

2.6 货架期预测方程的构建

根据图1～图3中TVB-N值、TVC值、TBA值与贮藏时间的关系曲线，结合表1结果，得到回归方程与回归系数，结合回归方程与一级反应动力方程（2），计算出速率常数k值，如表3所示。

TVB-N值、TVC值、TBA值，各指标与贮藏时间关系的回归系数均大于0.90，表明各指标与贮藏时间相关性密切，且满足一级反应动力方程，可预测金鲳鱼软罐头的货架期。

根据各指标在不同温度的k值，结合式（2），以1/T为自变量，lnk为因变量作图，得到线性回归方程和回归系数R2，各指标的频率因子k0与活化能Ea如表4所示。

表3 各指标在不同温度下的变化速率常数

将各指标值所对应的活化能（Ea）与频率因子（k0）代入式（5），求得货架期预测方程，如式（6）～（8）所示。

TVB-N值货架期预测方程：

TVC值货架期预测方程：

TBA值货架期预测方程：

式中：TSL为货架期；M为贮藏某天后的指标测定值；18.05，0.301 0和0.16分别为TVB-N值、TVC值、TBA值的初始值；R为气体常数，8.314 J/（mol·K）；T为贮藏温度，K。

表4 预测方程中的活化能（Ea）与频率因子（k0）

2.7 预测货架期及验证

2.7.1 预测货架期

根据预测式（6）～（8）及表1的初始值M0、限定值M，即TVB-N值30 mg/100 g、TVC值4.70 lg CFU/g、TBA值1 mg MDA/100 g[15-16]，预测贮藏温度为4，10，20，37和50 ℃的货架期，结果见表5。

表5 金鲳鱼软罐头货架期预测值

由此可知，反映金鲳鱼软罐头的3个品质指标的预测货架期均随着贮藏温度的上升而减小，其中以反映蛋白质降解的TVB-N值的货架期预测模型对贮藏温度最为敏感，软罐头4 ℃和50 ℃的货架期分别为181 d及22 d。综合考察3个品质指标，以同一贮藏温度的最小预测值为准。4，10，20，37和50 ℃贮藏的货架期分别为108，100，81，37和22 d。金鲳鱼软罐头的货架期随着贮藏温度降低而延长。这与Giannoglou等[20]对即食冷藏烟熏鱼货架期限预测结果一致。试验预测的金鲳鱼软罐头在低温下的货架期明显长于即食冷藏烟熏鱼。

2.7.2 货架期预测模型的验证

任选一个贮藏时间代入货架期预测方程式（6）～（8），得到3个指标的预测值，与实际贮藏时间的检测值进行对比，计算出相对误差，以此验证各品质指标货架期预测方程的准确性。选用贮藏时间为20 d的软罐头进行校验，结果如表6所示。

表6 货架期预测模型的验证

验证试验结果表明，金鲳鱼软罐头的TVB-N值与TBA值的预测值与实测值相对误差小于8%，TVC的相对误差略高，这与表6中的TVC实测指标值数量级小及终点值与初始值的数量级差别大有关。从生物学统计角度看影响并不显著[22]。此外，孙鲁浩等[23]的研究结果也证实加热后凡纳滨对虾在贮藏期的质量与生虾鲜度有密切关联。

由此可见，构建的金鲳鱼软罐头货架期预测方程（6）～（8）可以准确地推算出金鲳鱼软罐头在不同贮藏温度下的货架期。

3 结论

金鲳鱼软罐头食品的品质指标TVC值、TVB-N值、TBA值随贮藏时间延长而逐渐增大，贮藏温度高，软罐头鱼肉的蛋白质分解快，脂肪氧化速率高。以品质变化为指标建立的预测模型很好地预测出不同贮藏条件下的金鲳鱼软罐头的货架期。该罐头可在常温下流通，而低温运输销售品质保持更好。试验为高值化开发利用养殖产量日益增加的金鲳鱼资源提供理论依据，为其加工为方便食用的罐头食品提供途径。