水分活度降低剂对半干武昌鱼品质的影响

摘 要：以半干武昌鱼为研究对象，通过测定水分活度（water activity，aw）、水分状态、菌落总数（total viable counts，TVC）、酵母菌总数、总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值及感官评分，研究不同aw降低剂对半干武昌鱼水分状态及品质的影响。结果表明：aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼的aw、水分状态及理化指标有显著影响，且添加量的影响大于种类；海藻糖、山梨糖醇和丙三醇对半干武昌鱼的aw均有一定的降低作用，丙三醇对aw的降低效果最好，添加6%丙三醇时，可将半干武昌鱼的aw从0.917降低至0.873；随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌鱼肉的T22显著减小（P＜0.05），T23无显著差异（P＞0.05），其不易流动水比例显著增加（P＜0.05），而自由水比例显著降低（P＜0.05）；相对于对照组，随着aw降低剂添加量的增加，半干武昌鱼的TVC、酵母菌总数、TVB-N含量、TBARS值均显著降低（P＜0.05），其中6%丙三醇组的各项指标最优。aw降低剂的添加可有效降低水分自由度和流动性，减缓半干武昌鱼品质劣变。

关键词：半干武昌鱼；水分活度降低剂；水分状态；不易流动水；品质

Effect of Water Activity-Lowering Agents on the Quality of Semi-Dried Blunt Snout Bream

FANG Xiaoyu1， XUE Yike1， XIONG Shanbai1，2， YIN Tao1，2， LIU Ru1，2， YOU Juan1，2，*

（1. College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China;

2. National Ramp;D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing （Wuhan）， Wuhan 430070， China）

Abstract： The effect of different water activity （aw）-lowering agents on the water state and quality of semi-dried blunt snout bream was studied by measuring its aw， water state， total viable counts （TVC）， yeast count， total volatile basic nitrogen （TVB-N） content， thiobarbituric acid reactive substances （TBARS） value， and sensory scores. The results showed that the type and amount of aw-lowering agents had a significant impact on the aw， water state and physicochemical indicators of semi-dried blunt snout bream， the latter effect being more pronounced than the former one. Trehalose， sorbitol and glycerol reduced the aw， glycerol being the most effective among the aw-lowering agents. When 6% glycerol was added， the aw was reduced from 0.917 to 0.873. With increasing amounts of added trehalose， sorbitol and glycerol， the T22 significantly decreased （P lt; 0.05）， but the T23 did not significantly change. The proportion of immobilized water increased significantly

（P lt; 0.05）， whereas the proportion of free water decreased significantly （P lt; 0.05）. Relative to the control group， the TVC， yeast count， TVB-N content， and TBARS value were significantly reduced （P lt; 0.05） with increasing addition of aw-lowering agents， and the optimal values of these parameters were obtained with the addition of 6% glycerol. To sum up， the addition of

aw-lowering agents could effectively reduce water freedom and fluidity and slowed down the quality deterioration of semi-dried blunt snout bream.

Keywords： semi-dried blunt snout bream; water activity-lowering agents; water state; immobilized water; quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129

中图分类号：TS254.4" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2024）08-0048-08

引文格式：

房晓宇， 薛祎珂， 熊善柏， 等. 水分活度降低剂对半干武昌鱼品质的影响[J]. 肉类研究， 2024， 38（8）： 48-55. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129." "http：//www.rlyj.net.cn

FANG Xiaoyu， XUE Yike， XIONG Shanbai， et al. Effect of water activity-lowering agents on the quality of semi-dried blunt snout bream[J]. Meat Research， 2024， 38（8）： 48-55. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129." "http：//www.rlyj.net.cn

武昌鱼（Megalobrama amblycephala），学名团头鲂，原产于湖北省鄂州市梁子湖，是我国优良淡水鱼养殖品种之一，因毛主席的诗句“才饮长沙水，又食武昌鱼”遐迩闻名[1-2]。2022年我国鳊鲂养殖总产量为76.73万 t[3]，同大多数淡水鱼一样，捕捞后的武昌鱼仍以鲜活零售为主，由于其较高的水分含量和丰富的营养物质使其极易腐败变质，这在一定程度上限制了武昌鱼的销售[4]。半干鱼制品是水分含量介于鲜鱼和全干鱼制品之间的一类深加工产品，能较好保持生鲜鱼原有的品质，且干燥时间短、加工效率高，受到生产者和消费者的欢迎[5]。将武昌鱼通过腌制和干燥加工成为半干武昌鱼一方面可以延长其货架期，另一方面其在腌制和干燥过程中蛋白质和脂肪等的化学反应会产生醛类、酮类和醇类等挥发性化学物[6]，赋予其半干鱼特征风味，有助于提高产品特色，满足市场需求[7]。

水分活度（water activity，aw）是衡量食品稳定性的重要指标，干燥是最常见和最直接的降低aw的方式[8]。然而，若干燥程度太大，得到的产品口感较硬，品质差[9]，因此，在不降低水分含量的情况下降低aw有利于保持产品品质，同时增强其贮藏性。aw降低剂是一类具有极性基团、亲水性较强的物质[10]。aw降低剂在肉制品中已被证明有良好的降低aw能力。研究较多的应用于肉制品中的aw降低剂包括氯化钠、丙二醇、丙三醇、复合磷酸盐、海藻糖等。例如，Giannakourou等[11]的研究结果显示，用30%、40%和45%的丙三醇预处理鳗鱼片，可以显著降低鳗鱼片的aw。蔡一芥等[12]在即食鱼糜片的配方中添加不同含量的山梨糖醇和海藻糖，发现山梨糖醇和海藻糖均可以降低鱼糜片的aw，且添加量越大，鱼糜片aw降低程度越大。刘世永[13]研究发现，添加4%海藻糖、0.3%柠檬酸、2%丙三醇可以使半干鱿鱼制品aw最低，且半干鱿鱼制品的感官品质和口感均未受到影响。然而在半干鱼制品中，aw降低剂的研究多集中于其降低aw能力及最佳aw降低剂组合[13-14]，添加aw降低剂对半干武昌鱼水分状态和品质的影响鲜有报道。

因此，本研究以武昌鱼为对象，在腌制过程中添加海藻糖（糖类）、山梨糖醇（糖醇类）和丙三醇（醇类）3 种aw降低剂，通过测定半干武昌鱼的aw、水分状态、菌落总数（total viable counts，TVC）、酵母菌总数、总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值及感官评分，研究不同aw降低剂对半干武昌鱼水分状态及品质的影响，旨在为半干鱼制品加工和品质控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活武昌鱼（（400±25）g/尾，共30 尾）购于湖北荆门掇刀欣辉农贸市场。

丙三醇 广州康本生物科技有限公司；海藻糖" "德州汇洋生物科技有限公司；山梨糖醇 石家庄瑞雪制药有限公司；平板计数琼脂、孟加拉红琼脂 青岛海博生物技术有限公司；氯化钠、三氯乙酸、硼酸、氧化镁、盐酸、亚甲基蓝、乙二胺四乙酸二钠、2-硫代巴比妥酸、1，1，3，3-四乙氧基丙烷 国药集团化学试剂有限公司；甲基红指示剂 永华化学股份有限公司。

1.2 仪器与设备

ZGR-C真空滚揉机 诸城市新三禾机械厂；YCFZD-2HP冷风干燥箱 杭州欧易电器有限公司；HVC-610S/4C真空包装机 华联机械集团；HD-1360超净工作台 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；SHP-350生化培养箱 上海精宏实验设备有限公司；UV2600A紫外-可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；HBD5-MS2100Wa aw测试仪 北斗星工业化学研究所；NMI20-025V-I核磁共振成像分析仪 苏州纽迈分析仪器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 半干武昌鱼加工工艺流程

参考李慧兰[15]的方法并稍做修改。工艺流程包括原料预处理→腌制→干燥→包装→成品。操作要点如下：1）原料预处理：取鲜活武昌鱼宰杀，开背，去鳞、鳃、内脏及腹部黑膜，从背部沿主骨部位一分为二，分成2 片，洗净后沥干表面水分，将30 尾武昌鱼随机分为10 组，每组3 尾；2）腌制：将洗好的鱼按照料液比1∶1（g/mL）置于食盐添加量4%（按鱼体质量计，下同）的溶液中腌制，加入不同种类、不同添加量的aw降低剂，真空度0.08 MPa，先真空滚揉10 min后，再真空静置20 min；3）干燥：将腌制好的鱼沥干后，放入冷风干燥箱，温度设置为10 ℃、相对湿度设置为40%，干燥至水分质量分数60%停止干燥；4）包装：真空包装。

1.3.2 实验设计

参考文献[10，13，16]，最终选择在4%食盐腌制基础上，在腌制工艺中分别添加2%、4%、6%（按鱼体质量计）的海藻糖、山梨糖醇和丙三醇3 种aw降低剂，aw降低剂添加量为0%作为对照组。样品于20 ℃恒温贮藏24 h后测定相关指标。

1.3.3 aw测定

aw测试仪预热20 min，取约0.5 g剪碎的鱼肉样品平铺于测量皿中，将测量皿放入样品池内，扣紧盖子进行测量，测量结束后，记录读数。

1.3.4 水分状态测定

参考朱烨[17]的方法，使用核磁共振成像分析仪，选择分析应用软件，测定弛豫时间后可分析水分状态。测试前先装入标准水膜，用Q-FID序列校准，样品的T2（自旋-自旋驰豫时间）信号由CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脉冲序列采集，设定的参数为：共振频率20 MHz，磁体温度32 ℃，采样频率100 kHz，模拟增益20.0 db，90°脉宽8.52 μs，数字增益3，采样点数240 028，重复采样间隔时间2 000 ms，回波时间1 ms，前放档位次数2，180°脉宽16.48 μs，累计次数8，回波个数2 400。所得的图为指数衰减曲线，将T2衰减曲线代入弛豫模型，进行Bi-指数拟合并反演，反演结果作归一化处理。取鱼肉背部肌肉进行测定，每组样品3 个平行。

1.3.5 TVC测定

参照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》的方法进行微生物计数。

1.3.6 酵母菌、霉菌总数测定

参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》进行霉菌和酵母菌计数。

1.3.7 TVB-N含量测定

参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》，采用半微量定氮法测定样品TVB-N含量。

1.3.8 TBARS值测定

参照GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》中第二法分光光度法测定样品中丙二醛的含量。

1.3.9 感官评价

参考于美娟等[18]的方法对半干武昌鱼进行感官评价。挑选经过培训的12 名食品科学专业硕士生进行感官评定实验，对半干武昌鱼的色泽、气味、滋味、组织形态和咀嚼性进行评分，每项总分为100。感官评价标准如表1所示，感官总分=色泽评分×0.2＋气味评分×0.2＋滋味评分×0.2＋组织形态评分×0.2＋咀嚼性评分×0.2。

总分为100被认为感官品质最优，低于40被认为感官品质不可接受。样品熟制方法：置于沸水中蒸制10 min。

1.4 数据处理

实验数据平行测定3 次。所有指标均采用Excel 2010进行数据处理，结果均以平均值±标准差表示。采用IBM SPSS 22.0进行显著性分析，P＜0.05时认为差异显著，并用GraphPad Prism9作图。采用Origin 2021绘制低场核磁共振图谱。

2 结果与分析

2.1 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼aw的影响

aw不仅是微生物活动的重要影响因素，还会影响食品中酶促反应及非酶促反应等，进而影响食品品质[19-20]。

此外，aw与食品贮藏稳定性也有密切联系，因此，控制食品的aw对食品保藏具有重要意义[21]。由表2可知，aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼aw均有极显著影响（P＜0.01），aw降低剂添加量对aw的影响大于aw降低剂种类对aw的影响。由图1可知，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇对半干武昌鱼的aw均有一定的降低作用，且随着添加量的增加，半干武昌鱼的aw不断降低。其中，丙三醇对aw的降低效果最好，添加6%丙三醇时，半干武昌鱼的aw从0.917降低至0.873，其次是山梨糖醇，降低效果最弱的是海藻糖。Liu Chunli等[22]在火腿中也发现了丙三醇良好的降低aw能力，与本研究结果相符。此外，在大菱鲆即食食品[16]、半干猪肉干[10]、半干罗非鱼[23]、即食半干鸭肉粒[24]、半干即食海蜇[25]、猪肉糜脯[26]、鸡肉干[27]、即食虾仁[28]中也报道过海藻糖、山梨糖醇、丙三醇的添加可以降低肉制品的aw。

小写字母不同表示同种aw降低剂不同添加量间差异显著（P＜0.05）；大写字母不同表示相同添加量下不同aw降低剂差异显著（P＜0.05）。图4～7同。

2.2 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼水分状态的影响

利用低场核磁共振技术研究半干武昌鱼中水分的分布状态和迁移规律，通常用T2表征食品中水分存在状态，T2越大，水分子与物料结合越松散，水分自由度越大，反之，T2越小，水分子与物料结合越紧密，水分自由度越小[29]。根据弛豫时间不同可将水分状态分为结合水（T21，0～10 ms）、不易流动水（T22，10～100 ms）和自由水（T23，100～1 000 ms）[30]。如图2所示，对照组样品及大部分实验组样品中包括T22和T23 2 个峰，即半干武昌鱼中水分主要以不易流动水和自由水存在，其中，不易流动水是半干武昌鱼中占比最多的水分。该结果与半干河鲀鱼片水分状态结果相似[31]。此外，在添加4%山梨糖醇、6%山梨糖醇、4%丙三醇和6%丙三醇的样品中检测出少量结合水，这表明添加一定量的山梨糖醇和丙三醇可以改变半干武昌鱼的水分状态，这会一定程度影响半干武昌鱼aw。

由表2可知，aw降低剂种类及添加量对T22均有极显著影响（P＜0.01），对T23均无显著影响（P＞0.05），且aw降低剂添加量对T22和T23的影响大于aw降低剂种类对其的影响。进一步分析表3数据可知，随着海藻糖和山梨糖醇添加量的增加，T22显著减小（P＜0.05），T23无显著差异（P＞0.05）。弛豫时间减小表明添加海藻糖和山梨糖醇的半干武昌鱼中水分与物料结合更紧密，水分自由度和流动性降低，这与aw降低的结果相一致。有研究发现在发酵香肠[32]和咸肉[33]中添加山梨糖醇可以使弛豫时间T2减小。丙三醇和山梨糖醇属于多羟基醇类物质，多羟基结构能使其与水分子以氢键的形式结合[34]，从而降低水分的流动性，减小弛豫时间T2，降低aw。随着丙三醇添加量的增加，T22总体上不断减小，但变化不显著，T23无显著差异（P＞0.05），值得注意的是，当丙三醇添加量大于4%时，样品中可以检测出T21，这表明丙三醇的添加可以促进水分子与鱼肉蛋白等结合更加紧密。

峰面积比例是指每部分水的峰面积与总峰面积的比值[35]。由表2可知，aw降低剂种类及添加量对P22、P23均有极显著影响（P＜0.01），且aw降低剂添加量对P22、P23的影响大于aw降低剂种类对P22、P23的影响。由图3可知，随着海藻糖、山梨糖醇及丙三醇添加量的增加，不易流动水的峰面积占比P22明显增加，而自由水峰面积比例P23明显降低。在一项糖醇代替蔗糖对猪肉脯水分分布的影响分析中发现，与对照组相比，糖醇类物质代替组自由水峰面积比例降低，结合水和不易流动水的峰面积比例增加[36]。

综上，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇的添加改变了半干武昌鱼的水分状态，降低了其自由水比例，增加了不易流动水比例，显著降低半干武昌鱼的aw。海藻糖、山梨糖醇和丙三醇是较为常见的应用于肉制品中的多羟基类aw降低剂，其分子结构中含有的羟基能够通过氢键与水分子相互作用，有效束缚自由水，降低水分流动性。此外，丙三醇可以与肉制品中的蛋白质和脂肪结合，增加极性基团[16]，促进半干武昌鱼鱼肉中自由水转变为不易流动水和结合水，从而有效降低aw。

2.3 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼TVC的影响

微生物的生长代谢是引起食品腐败变质的重要因素之一，TVC是衡量水产品新鲜度的常用指标[37]。将aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼TVC的影响结果进行双因素方差分析，由表2可知，aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼TVC均有极显著影响（P＜0.01），aw降低剂添加量对TVC的影响大于aw降低剂种类对其的影响。由图4可知，随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不断增加，TVC均显著减少（P＜0.05），这表明aw降低剂的添加可以减缓细菌的生长。未添加aw降低剂的半干武昌鱼TVC为7.49（lg（CFU/g）），添加6%丙三醇的半干武昌鱼TVC为6.02（lg（CFU/g）），比对照组降低1.47（lg（CFU/g））。丙三醇对半干武昌鱼中细菌生长的抑制作用最强，其次是山梨糖醇和海藻糖。Giannakourou等[11]研究发现，45%丙三醇渗透处理可以降低鳗鱼片中微生物初始负荷，显著延缓低温贮藏期间鳗鱼片中微生物生长。此外，在猪肉糜脯[26]、鸡肉干[27]、即食鱼糜片[12]中添加山梨糖醇也可以有效降低TVC。这些结果与本研究结果较为一致。aw降低剂的添加降低了微生物数量，这主要是因为aw降低后，微生物可以利用的水减少，从而生长受到限制。

2.4 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼酵母菌、霉菌总数的影响

由表2可知，aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼酵母菌总数均有极显著影响（P＜0.01），aw降低剂种类对酵母菌总数的影响大于aw降低剂添加量对其的影响。由图5可知，随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不断增加，酵母菌总数均显著减少（P＜0.05），这表明aw降低剂的添加对半干武昌鱼中酵母菌的生长有一定的抑制作用。添加6%丙三醇的半干武昌鱼酵母菌总数最小，为3.95（lg（CFU/g）），比对照组降低1.14（lg（CFU/g））。

张雪青[38]的研究结果表明，醇类物质的添加可以抑制半干面中酵母菌和霉菌的生长，与本研究结果较为一致。本研究所有被测试样品中均无霉菌检出，这可能是由于霉菌属于好氧微生物，真空包装可有效抑制好氧微生物的生长繁殖[39]。

2.5 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼TVB-N含量的影响

TVB-N是指蛋白质在微生物和内源酶的作用下分解产生的氨及胺类等碱性含氮物质，是评价水产品新鲜度的主要指标[40]。由表2可知，aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼TVB-N含量均有极显著影响（P＜0.01），aw降低剂添加量对TVB-N含量的影响大于aw降低剂种类对其的影响。由图6可知，随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不断增加，TVB-N含量均显著降低（P＜0.05），这表明aw降低剂的添加可以减缓半干武昌鱼贮藏期间TVB-N含量的增加，其中丙三醇抑制TVB-N含量增加的效果最好。这可能是由于aw降低剂有效降低了半干武昌鱼aw，抑制了微生物生长繁殖，从而减少鱼肉蛋白质的降解，减缓TVB-N含量的增加。

2.6 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼TBARS值的影响

鱼肉中的不饱和脂肪酸氧化分解得到的丙二醛和TBARS可以生成稳定的复合物，因此TBARS值表示的是脂肪氧化产生的丙二醛含量。TBARS值常被广泛用作衡量水产品中脂肪氧化程度的指标[41]。由表2可知，aw降低剂种类和添加量对半干武昌鱼TBARS值均有极显著影响（P＜0.01），aw降低剂添加量对TBARS值的影响大于aw降低剂种类对其的影响。由图7可知，随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不断增加，TBARS值均显著降低（P＜0.05），这表明aw降低剂的添加可以减缓半干武昌鱼贮藏期间脂肪氧化，相似的aw降低剂可以减缓TBARS值增加的研究结果在猪肉糜脯[26]、混合肉糜脯[42]和冷藏鸡柳[43]中也有报道。相对来说，丙三醇减缓半干武昌鱼脂肪氧化的能力优于海藻糖和山梨糖醇。这可能是因为aw降低，脂肪酶活性降低，从而脂肪氧化程度降低。

2.7 aw降低剂种类及添加量对半干武昌鱼感官评分的影响

由表4可知，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇的添加量对半干武昌鱼的色泽、气味、组织形态和咀嚼性评分无显著影响（P＞0.05），对滋味评分和总分有显著影响（P＜0.05）。随着海藻糖添加量的增加，半干武昌鱼滋味评分和总分均呈现先增加后减小的趋势。当海藻糖添加量为6%时，半干武昌鱼的滋味评分显著降低（P＜0.05），这主要是因为海藻糖添加量增加至6%时，半干武昌鱼的滋味变差，咸味几乎没有。其中，添加4%海藻糖的半干武昌鱼滋味评分（85.83）和总分（84.83）最高。随着山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌鱼滋味评分和总分均呈现显著增加的趋势（P＜0.05），这是由于山梨糖醇和丙三醇本身略带甜味，在一定的添加量范围内，对半干武昌鱼的滋味有增进作用。添加6%山梨糖醇和6%丙三醇的半干武昌鱼感官评分总分最高，分别为85.73和86.23。综上，添加6%丙三醇最有利于半干武昌鱼的感官评分。

3 结 论

aw降低剂的种类和添加量对半干武昌鱼的aw、水分状态和理化指标均有显著影响，且添加量的影响大于种类。随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌鱼aw均逐渐降低，降低aw的能力为丙三醇＞山梨糖醇＞海藻糖。水分状态结果显示，随着海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌鱼T22不断减小，T23无显著差异（P＞0.05），不易流动水比例显著增加（P＜0.05），而自由水比例显著降低（P＜0.05）。相对于对照组，添加aw降低剂的处理组样品中TVC和酵母菌总数、TVB-N含量、TBARS值均随着添加量的增加而显著降低（P＜0.05）。aw降低剂的添加可有效降低水分自由度和流动性，减缓半干武昌鱼品质劣变。

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