羅非魚片真空微凍保鮮研究

張 強，李媛媛，林向東,*

羅非魚片真空微凍保鮮研究

張 強1，李媛媛2，林向東2,*

(1.海南大學海洋學院，海南 海口 570228；2.海南大學食品學院，海南 海口 570228 )

為探索羅非魚片的保鮮方法，采用真空包裝和微凍處理羅非魚片，對其在貯藏過程中的感官特性、水分散失率、僵硬期、肌肉硬度、揮發性鹽基氮(TVB-N)和水分活度等進行比較分析，評價羅非魚片在真空包裝和微凍條件下的保鮮效果。結果表明：羅非魚在3℃水中經30min即可致死，魚片比自然死亡的僵硬時間可延長約100min；先真空包裝再微凍處理比先微凍再真空包裝的水分散失率減少約2.6%。經-7℃和-4℃條件貯藏15d，魚片的TVB-N≤15mg/100g；-7℃條件貯藏的魚片TVB-N比-4℃的低約25%。

羅非魚片；微凍；真空包裝；新鮮度

羅非魚類(Oreochromis)，原產非洲，鱸形目，鱺魚科，羅非魚屬。由于羅非魚具有生長快、繁殖力強、生產成本低等特點，現已成為海南省大宗優勢水產加工品的重要資源之一。凍羅非魚片的加工以出口為主，其工藝是將羅非魚片在-30～-40℃的低溫條件下冷凍后進行貯運。但由于經低溫冷凍的羅非魚片在解凍后魚體色澤和質構品質上均有所下降，汁液流失和組織纖維化現象較嚴重，導致商品價值降低。而據報道，美國市場上冰鮮羅非魚片的價格高出凍羅非魚近一倍，但我國在這一產品市場的占有率卻很低。

微凍是指將一定含水量的物料溫度降至低于其組織液凍結點1～3℃，并在此溫度下進行保鮮貯藏的方法。

在微凍狀態下，羅非魚片內的部分水分被凍結，水分活度和酶的活性降低，可抑制微生物的生長繁殖、減緩脂肪氧化，解凍時魚體汁液流失少、魚體表面色澤較好。利用真空包裝控制氧氣小于袋內空氣體積的1%，使微生物的生長和繁殖速度急劇下降。因此，采用真空包裝和微凍相結合的方法對于保持羅非魚片的新鮮度和風味品質，改進現有凍羅非魚片的加工工藝具有實用意義和經濟價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅非魚，購于海口市三西路農貿市場，鮮活，平均每尾質量350g。

氧化鎂混懸液、硼酸吸收液、鹽酸標準滴定溶液、甲基紅-乙醇指示劑和溴甲酚綠-乙醇指示劑 天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

LG微凍冰箱 德國西門子公司；BS124型電子天平 德國Sartorius公司；HygroPalm便攜式水分活度儀瑞士Rotronic公司；精密pH計；最低標記溫度計；半微量凱氏定氮器；微量滴定管；硬度計等。

1.3 羅非魚片凍結物性的測定

凍結曲線[1]：將魚致死，取魚片，將溫度計插入魚肌肉中，置于-21℃條件下降溫，記錄溫度隨時間的變化過程，得到凍結曲線。

凍結點[1-2]：觀察凍結曲線，當溫度降至0℃后在一段時間內保持相對穩定，這一溫度即為羅非魚片的最大冰晶生成帶，魚肉內的大部分水分已形成冰晶，此溫度即為羅非魚片的凍結點。

1.4 羅非魚致死方式的選擇[3]

自然死亡：捕撈后置于盛水容器等待其死亡。

用冷水迅速致死：先將水溫降至3～5℃，加入冰塊，使水溫降到0～2℃，按魚水質量比1:3放入活魚，經20～30mim將魚致死。

1.5 羅非魚片僵硬期的變化

實驗表明，從新致死的羅非魚體上取下的魚片也具有僵硬期變化的現象。參照魚體僵硬指數測定法[2-3]，取自然死亡和冰水致死的魚片樣本各一組，長10cm、寬3cm、厚度1cm。在平板上將魚片的前半部分固定，后半部分自然下垂。每隔30min測量后端點下垂的高度，取平均值，觀察各組下垂高度變化，得出魚片進入僵硬期的時間和僵硬期持續的時間。

1.6 羅非魚片的真空微凍處理

將鮮活的羅非魚致死、放血、去皮、取片，用自然微凍、冰鹽混合微凍與低溫鹽水微凍并結合真空處理。

自然微凍：將魚片置于-4℃微凍冰箱內；冰鹽混合微凍：配制質量分數1.6%氯化鈉溶液，在-4℃冰箱內凍結，制成碎冰，將魚片包埋其中，適時添冰；低溫鹽水微凍：配制-5℃質量分數10%的鹽水，將取好的魚片放入鹽水中冷卻至中心溫度達-4～-5℃后，將魚片取出，置于微凍冰箱內保藏；真空處理[4-5]：羅非魚取片后，制成5、10、15mm三種厚度，真空度采取-0.09、-0.095、-0.1MPa，具體見表1。各組經處理后分別在-4℃和-7℃條件下貯藏20d，對魚片性狀進行測定、分析和比較。

表1 不同魚片厚度與真空度的試驗組合Table 1 Combinations of different fish fillet thicknesses and vacuum degrees

1.7 真空包裝與微凍的順序選擇

對比先真空后微凍和先微凍再真空處理方式下解凍后的水分散失率。取魚片兩組，A組：先真空包裝再微凍加工；B組：先微凍加工再真空包裝

1.8 魚片新鮮度的測定

1.8.1 魚片肌肉的硬度

分別取不同貯藏時期和不同條件下的羅非魚片，用硬度計測其硬度，以硬度計測頭壓迫魚肌肉出現5mm凹痕時的讀數計為硬度，取5次測定的平均值。

1.8.2 水分散失率[6-11]

在不同貯藏期分別取不同貯藏條件的羅非魚片，對其稱質量、記錄。質量差值即為魚片散失的水分。

1.8.3 揮發性鹽基氮(total volatitle base-nitrogen，TVBN)[11-12]

水產品在腐敗過程中產生的氨以及胺類等堿性含氮物質的沸點很低，具有揮發性，能在弱堿性氧化鎂溶液中被蒸餾出來，用硼酸溶液吸收，使吸收液由酸性變為堿性，用標準鹽酸溶液滴定，根據標準鹽酸溶液的消耗量計算含量[6]。

1.8.4 pH值測定[12]

稱取研磨后的碎魚肉10g，加入100mL蒸餾水，用磁力攪拌器攪拌30min后過濾，取濾液用酸度計測定。

1.8.5 水分活度(aw)測定[13-15]

水分活度可表示物料中自由態水分揮發逸出能力的大小，當物料中水分凍結時，其水分活度將受到一定影響。本實驗水分活度的測試參照GB/T 23490-2009《食品水分活度的測定》規定的方法[13]并加以改動，用水分活度儀進行測定。先將傳感器探頭與測量倉置于魚片待測環境中預熱10min，再將魚片樣品放入測量艙內，用探頭蓋封住測量艙，到2min時讀數。

2 結果與分析

2.1 羅非魚片的凍結曲線

羅非魚片冷凍時間與溫度的關系如圖1所示，與其他食品凍結的規律類似，曲線的形態呈3個具有一定特征的階段。第1階段，在較短的時間內魚片溫度下降迅速；第2階段，當魚片溫度下降到某一值后，在一段時間內保持相對穩定，此溫度下羅非魚肌肉組織中水分大量凍結，放出大量潛熱，此即是羅非魚的凍結點溫度；第3階段，隨著冷凍時間延長魚片的溫度又迅速下降，此時魚體內的大部分水分已凍結成冰晶，主要是放出顯熱。羅非魚凍結過程中，大部分熱量是在第2階段放出，由圖1亦可看出第2階段持續的時間比其他兩個階段的都要長。

圖1 -21℃的時間溫度曲線Fig.1 Freezing curve of fish fillets at -21℃

2.2 羅非魚兩種致死方式魚片僵硬變化的比較

魚片在進入僵硬期的過程中，下垂高度逐漸減小，僵硬期結束后下垂高度又逐漸增加。

圖2 羅非魚片冷水致死和自然死亡情況下僵硬度的變化Fig.2 Effect of manner of death on stiffness of tilapia fillets

由圖2可知，冷水致死比自然死亡進入僵硬期晚，僵硬速度慢，僵硬期維持時間也較長。因為冷水致死是將魚采用低溫迅速致死，魚掙扎較少，消耗ATP較少，而僵硬過程又是伴隨著ATP不斷分解減少進行的，因此將魚用冷水致死的方法可使魚體較晚進入僵硬期，且使整個僵硬的過程持續時間延長，從而推遲了發生自溶和腐敗期的時間。因此認為冷水致死羅非魚能更好的從原料階段保持羅非魚片的新鮮度和品質，這對延長魚片的保鮮期具有一定意義，而自然死亡在此方面處于劣勢。

2.3 羅非魚片的微凍

采用3種微凍方法處理的羅非魚片水分散失率、TVB-N和pH值的變化如圖3～5所示。

由圖3可知，3種微凍方法處理的魚片水分散失率沒有顯著差別，但在低溫鹽水微凍條件下，水分散失率在15d后較其他兩種條件下的有顯著上升，這是由于魚片中組織內的水分在鹽水的滲透作用下向外遷移量增加，魚片表面蒸發作用加大所致。

圖3 羅非魚片在3種微凍條件下的水分損失率變化Fig.3 Change in water loss rates of tilapia fillets with three kinds of partial freezing treatments

圖4 羅非魚片在3種微凍條件下的TVB-N值變化Fig.4 Change in TVB-N values in tilapia fillets with three kinds of partial freezing treatments

圖5 羅非魚片在3種微凍條件下pH值的變化Fig.5 pH change of tilapia fillets with three kinds of partial freezing treatments

由圖4、5可知，采用以上3種微凍方法處理的魚片，TVB-N值和pH值變化差別均不顯著。總體看15d之內新鮮度很好，仍可做生魚片。

2.4 真空包裝與微凍的順序選擇

表2 水分散失率隨時間的變化Table 2 Change in water loss rates of tilapia fillets with the extension of time %

由表2數據可知，魚片經過先真空包裝再微凍加工解凍后水分散失率較小。微凍工藝對整個加工環境溫度的穩定要求很高，實驗環境很難達到理想條件。由于在先微凍加工再真空包裝，實驗環境的變化容易產生溫度的波動，包裝好的魚片再放入微凍環境保藏，會出現二次凍結，對魚細胞肌肉組織破壞較嚴重，導致解凍后失水率增高。

2.5 羅非魚片的真空微凍

魚片的真空包裝會造成魚肉組織的水分向外遷移，魚片厚度和包裝真空度不同時，水分遷移的量占魚片總體比例有所不同。此外，在對魚片進行微凍加工時，魚片的厚度不同，微凍時魚片降溫的速度也有差異。這些差異都會體現在魚片的保鮮效果上。以下是以不同厚度及真空度加工的魚片，在-4℃和-7℃條件下保藏20d，觀察各組樣本TVB-N值和pH值的變化。新鮮樣本初始TVB-N值為4.5mg/100g，pH7.32 。

2.5.1 魚片TVB-N值的變化

不同真空度包裝的魚片在-4℃和-7℃貯藏條件下20d后TVB-N值的變化如圖6所示。

圖6 羅非魚片在-7℃(A)和-4℃(B)真空微凍下的TVB-N值變化Fig.6 Change in TVB-N values of tilapia fillets with different vacuumdegree packaging at -7 ℃(A) and -4 ℃(B)

由圖6可知，在-0.09MPa和-0.095MPa時，TVBN值隨魚片厚度的增加而減小，在最高真空度下，呈現另一種變化態勢，10mm魚片的TVB-N值出現最低點。厚度為10mm魚片的保藏效果較好。并且在真空度和厚度相同時，經過相同時間，-7℃較-4℃的貯藏環境TVB-N值增加小。

2.5.2 魚片pH值的變化

不同真空度包裝的魚片在-4℃和-7℃貯藏條件下20d后pH值的變化如圖7所示。

圖7 羅非魚片在-7℃(A)和-4℃(B)真空微凍下pH值的變化Fig.7 pH change of tilapia fillets with different vacuum-degree packaging at-7 ℃(A) and-4 ℃(B)

由圖7可知，在不同的真空度下，隨著魚片厚度的增加，pH值的變化一致。-0.09MPa呈下降趨勢，-0.095MPa出現最低拐點，-0.1MPa呈上升趨勢。并且真空度對厚度為5mm的魚片影響較大。

2.5.3 魚片aw的變化

不同真空度包裝的魚片在-4℃和-7℃貯藏條件下20d后aw的變化如圖8所示。

圖8 羅非魚片在-4℃(A)和-7℃(B)真空微凍下aw的變化Fig.8 Change of awin tilapia fillets with different vacuum-degree packaging at -4 ℃(A) and -7 ℃(B)

由圖8可知，水分活度aw在-7℃時明顯較小，而水產品在較低水分活度時能更好的抑制微生物的繁殖[8-9]。由于水活度測試受實驗環境影響較大，造成誤差較大，圖8B中點的變化跳躍比較明顯，但當環境差異較大時誤差對整體結果的分析判斷并不產生影響。本實驗的-4℃和-7℃在整個工藝中屬于環境差異較大的環節，可以消除實驗誤差對分析判斷的干擾。

2.5.4 魚片汁液流失的變化

不同真空度包裝的魚片在-4℃和-7℃貯藏條件下20d后解凍汁液流失的變化如圖9所示。

圖9 羅非魚片在-7℃(A)和-4℃(B)真空微凍下的汁液流失率變化Fig.9 Change of water loss rates in tilapia fillets with different vacuum-degree packaging at -7 ℃(A) and -4 ℃(B)

由圖9可知，在-0.095MPa時，解凍后汁液流失率隨著魚片的厚度的增加而增大，其他兩個真空度下卻呈現相反趨勢。魚片厚度為10mm時，在3個真空度下，魚片的汁液流失均較小。圖9A、B對比發現，-7℃條件貯藏微凍的魚片汁液流失較少，說明-7℃貯藏條件下微凍形成的冰晶較小，對魚片肌肉組織的損傷較小。另外整體上看，汁液流失率隨魚片厚度的增加而增加的趨勢，這是由于魚片厚度增加，魚片降溫與凍結的速度變慢，微凍形成的冰晶大小不同，并且魚片內部凍結的不均勻程度增加，對魚細胞及其組織破壞較嚴重，造成汁液流失率增加。

3 結 論

3.1 微凍羅非魚片在加工前，必須進行羅非魚片凍結點的測定。在魚片凍結的時間-溫度曲線上，可以找出最大冰晶生成帶的溫度范圍，此即羅非魚片的凍結點溫度，一般為(-2.5 ± 0.2)℃。

3.2 在羅非魚片真空微凍加工工藝中，保證原料有較好的新鮮度和品質是至關重要的。本研究表明，將羅非魚用冰水致死，比其在自然死亡時進入僵硬期的時間有所推遲，僵硬期維持的時間也較長，因此，選擇冰水致死法對從源頭保證魚片原料的質量具有積極的作用，可在實際生產中加以推廣。

3.3 冰鹽混合微凍保鮮能保持魚片較好的感官品質，經20d貯藏的TVB-N值仍符合國家水產品一級新鮮標準，雖其失水率略高，但不影響外觀品質；在對魚片進行的真空與微凍先后順序的實驗得知，將魚片先真空包裝再進行微凍后貯藏，其解凍后失水率較小；在真空微凍條件下，-7℃條件下環境溫度的波動較小，魚體的各項指標均較好，對魚片的保藏較為有利，因此可選擇-7℃作為微凍保鮮貯藏的溫度。

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Fresh-keeping Technology for Tilapia Fillets by Vacuum Packaging Followed by Partial Freezing

ZHANG Qiang1，LI Yuan-yuan2，LIN Xiang-dong2,*
(1. College of Marine Science, Hainan University, Haikou 570228, China；2. College of Food Science, Hainan University, Haikou 570228, China )

Changes in physical and chemical properties such as sensory quality, water-loss rate, stiffness period, hardness degree, total volatitle base-nitrogen (TVB-N) value and water activity during the storage of tilapia fillets subjected to both partial freezing and vacuum packaging at -4 ℃ or -7 ℃ were analyzed to evaluate the fresh-keeping effect of vacuum package and partial freezing storage. Results indicated that tilapia lived in 3 ℃ water for 30 min would die. Its stiffness period was extended to 100 min compared with that of the normally dead tilapia. Initial vacuuming treatment followed by partial freezing treatment could reduce water loss rate by 2.6%, when compared with partial freezing first and then vacuum packaging. After 15 days of storage at -4 ℃ or -7 ℃, (TVB-N) values of tilapia fillets were less than 15 mg/100 g, and the values after the storage period at -7 ℃ were approximately 25% lower than those at -4 ℃.

tilapia fillet；partial freezing；vacuum packaging；freshness

TS254.4

A

1002-6630(2011)04-0232-05

2010-04-17

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2007BAD27B06)；海南省重點科技項目(090110)

張強(1977—)，男，碩士研究生，研究方向為海洋生物資源深加工。E-mail：hafu5@sina.com

*通信作者：林向東(1957—)，男，教授，本科，研究方向為水產品加工與貯藏技術。E-mail：lxdzqlh@sina.com