冰溫和冷藏對氣調包裝魚糜制品品質的影響

劉永吉，勵建榮，郭紅輝，鐘瑞敏

(1.韶關學院英東食品科學與工程學院，廣東韶關512005; 2.渤海大學食品科學研究院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧錦州121013)

氣調包裝保鮮技術 (modified atmosphere packaging，MAP)是用一種或幾種混合氣體代替食品包裝袋內的空氣，從而抑制產品的腐敗變質，延長食品貨架期的一種保鮮技術［1－2］。溫度是影響食品加工和儲藏的重要因素，也是影響水產品MAP效果和貨架期的最關鍵因素。低溫對控制食品的腐敗和抑制產品中潛在致病菌的生長都是必要的，多項研究結果表明，MAP結合低溫貯藏可以顯著地延長水產品的貨架期［3－4］。因為低溫能夠抑制微生物和酶的作用，還可能因為低溫下CO2的溶解率提高使MAP抑菌效果更好。相反，溫度升高會使MAP水產品的貨架期縮短，如:MAP鯡魚(30%CO2∶70%N2)的菌落總數在4℃下儲藏11d左右達到106CFU/g，而在10℃下儲藏4d左右就達到該數量［5］;MAP鱈魚腐敗的重要特征就是高含量的三甲胺TMA，含氧包裝條件下會出現腐爛和產生H2S氣味［6］，但在6℃條件下60%的CO2能抑制鱈魚中產H2S菌和產TMA菌的生長，提高鱈魚片的品質延長其貨架期［7］。在不同研究中溫度參數有較大差異，溫度范圍從－2℃到26℃都有研究。近些年，冰溫技術不斷在食品保鮮研究中被報道。冰溫技術與MAP技術的結合能更好地延長新鮮水產品的貨架期［8－9］。呂凱波等研究發現冰溫結合高體積濃度的CO2氣調保鮮能夠顯著延長魚丸的保鮮期［10］。如:同樣條件下，新鮮水產品在冰溫條件下的貨架期比其在冷藏條件下的貨架期長，冰溫條件下空氣包裝樣品保鮮期有40d，是5℃下保鮮期8d的5倍［11］。冰溫結合高CO2體積濃度氣調條件下，鮭魚的良好品質可保持長達3周［12］。但目前冰溫技術在市場上的應用極少，需要更多的研究。為研究冰溫和冷藏對氣調包裝魚糜制品品質的影響，實驗以魚丸為研究對象，以菌落總數、TVB－N值、pH、感官和質構等為指標，研究了氣調包裝(75% CO2+25%N2)魚丸在(3±1)、(0±1)、(－2±1)℃三種不同溫度下的品質變化，以期為冰溫氣調包裝技術在魚糜制品中的應用提供更多支撐。

表1 魚丸感官評定分值標準表Table1 List of sensory evaluation standards of fish－ball

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍紅娘魚魚糜 浙江興業集團有限公司提供，實驗前，將冷凍魚糜從－30℃冰箱中取出，置于保鮮袋中，在4℃的冰箱中過夜解凍。

氣調包裝機 蘇州森瑞保鮮設備有限公司; KJELTEC2300全自動定氮儀 瑞典福斯特卡托公司;CM－14斬拌機 西班牙MAINCA公司;冷藏箱東莞昊昕儀器設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚丸制作工藝 每100g魚丸樣品配方:冷凍魚糜67g，淀粉15g，水15g，鹽3g。

魚丸制作工藝流程:4℃解凍后的魚糜→斬拌3min→加入鹽、水、淀粉等→繼續斬拌17min→成型→水浴(45℃)凝膠化20min→沸水煮3min→冰水冷卻→待包裝。

1.2.2 氣調包裝和貯藏實驗 實驗設計:將冷卻后的魚丸在低溫環境下隨機分組進行氣調包裝。將包裝好的樣品分別在(3±1)、(0±1)、(－2±1)℃三種冷藏溫度貯藏。氣調包裝條件75%CO2+25%N2。每份樣品質量為:(150±3)g。氣調包裝氣體體積與魚丸質量比為3∶1(m L∶g)。包裝膜材料(PET/CPP)。每隔7d隨機取樣測定其菌落總數、揮發性鹽基氮(TVB－N)、pH、感官和質構等指標，以評定各組樣品的品質變化，當樣品的菌落總數和感官品質不能接受時，部分指標不再測量。

冰點的確定及冰溫的選擇:為確定魚丸的冰溫冷藏溫度，首先測試了魚丸的凍結曲線。將預冷過后的魚丸連同電子溫度計一起放入－30℃冰箱中，根據電子溫度計的自動記錄數據及其軟件分析，通過多次重復測試得到魚丸的凍結點(－2.3±0.17)℃。所以確定魚丸的冰溫冷藏溫度為－2℃。在此溫度下魚丸處于非凍結狀態。

1.3 測定方法

1.3.1 菌落總數 菌落總數按GB/T 4789.2－2010規定的方法進行平板計數。

1.3.2 pH的測定 按GB/T 4789.2－2003規定的方法進行測定。

1.3.3 TVB－N值 TVB－N值使用全自動定氮儀，參考《FOSS應用子報》“鮮魚和凍魚中揮發性鹽基氮的測定”［13］的方法并做改進。用無氮稱量紙稱量10.0g搗碎樣品到750m L的蒸餾管中。加入50m L蒸餾水到蒸餾管中，搖勻。然后加入1g MgO和3滴消泡劑，連接到蒸餾器上。設定儀器條件為:1%硼酸接收液30m L，蒸餾時間5m in，0.1moL/m L鹽酸標準滴定液。每批樣品做空白實驗，TVB－N值，單位為mgN/100g。

1.3.4 感官評定 通過感官評定分值確定魚丸的感官可接受度。感官評定由5名專業人員組成的感官評定小組進行，參考GB 10132－2005魚糜制品衛生標準的規定，針對魚丸的氣味、色澤、表觀特征3個方面綜合評分。每項指標分五個等級，如表1。3分以下則表示魚丸已經腐敗且感官上不可接受。

1.3.5 質構(Texture Profile Analysis，TPA)測定 用質構分析儀測定各樣品魚丸的質構特性。測定時將魚丸切成約1.5cm3的立方體，在TPA模式下測定。測定指標包括硬度(Hardness)、彈性(Springiness)和咀嚼性(Chewiness)。每個樣取不同魚丸重復測量5次，取平均值。

TPA模式測定參數為:測量前探頭下降速度: 3.0mm/s;測試速度:0.5mm/s;測量后探頭回程速度: 3.0mm/s;測試距離:4mm;觸發力值:5g;2次壓縮時間間隔:5s;探頭類型:p/5;數據采集速率: 200.00pps。

1.4 數據統計分析

實驗重復2次，所有數據至少進行3次重復測定，檢驗并剔除可疑值，用 SPSS(Statistical Product and Service Solutions)13.0進行重復測量方差分析(GLM Repeated Measures)，顯著性水平設置為p＜0.05，采用Origin7.5繪圖。

2 結果與討論

2.1 冰溫和冷藏對MAP魚丸菌落總數的影響

各組魚丸的初始菌落總數為3.1 log10CFU/g。冰溫和冷藏對魚丸中菌落總數的影響如圖1。三種不同溫度對魚丸中菌落總數的影響有顯著差異(p＜0.05)。在－2℃冰溫下，氣調包裝魚丸在28d時菌落總數為:3.39 log10CFU/g;而0和3℃冷藏條件下的魚丸在冷藏至21d時，其菌落總數分別為5.04、6.48 log10CFU/g，高于國家規定的魚糜制品衛生標準。隨菌落總數的增加，3和0℃包裝下的魚丸的感官品質(圖4)迅速下降，變得不可接受。這說明氣調包裝魚丸的溫度對魚丸的貨架期有明顯的影響，較小的溫度變化就能影響氣調包裝魚丸的菌落總數;溫度越低氣調包裝魚丸的菌落總數增長越慢，貨架期越長;而冰溫能更好地抑制細菌增長，延長MAP魚丸的貨架期。這與國內外相關研究結論一致，溫度對氣調保鮮產品的貨架期有顯著影響［14］;冰溫能顯著延長魚丸的貨架期［15］。

圖1 冰溫和冷藏對魚丸冷藏過程中菌落總數的影響Fig.1 Effect of different refrigerated temperature on aerobic plate count of fish－ball

2.2 冰溫和冷藏對MAP魚丸pH的影響

由圖2可知，各組魚丸的初始pH為7.17，冰溫和冷藏對氣調包裝魚丸pH的影響有顯著差異(p＜0.05)。各組魚丸的pH隨著其菌落總數的增加而降低;－2℃冰溫下，氣調包裝魚丸的pH降低最少;0℃次之，3℃下魚丸的pH降低最多，pH最低。這說明－2℃的冰溫條件有利于維持魚丸的pH穩定，有利于保持魚丸的新鮮度。各組魚丸的pH隨冷藏時間的延長先迅速降低，然后略有增加，之后逐漸下降。這是因為冷藏前期，氣調包裝中的CO2溶于含水量較高的魚丸中，形成弱酸，使魚丸的pH迅速降低。在低溫條件下，CO2更容易溶于水中，使水的pH降低。pH的升高和降低可能與微生物分解蛋白質產生了堿性物質和后期大量微生物的代謝發酵產生的酸性物質有關。

圖2 冰溫和冷藏對魚丸冷藏過程中pH的影響Fig.2 Effect of different refrigerated temperature on pH of fish－ball during storage

2.3 冰溫和冷藏對MAP魚丸TVB－N值的影響

由圖3可知，各組魚丸的初始 TVB－N值為3.14mgN/100g，在貯藏過程中各組的TVB－N值均低于5mgN/100g。3℃冷藏下，氣調保鮮魚丸的TVB－N值先增加，28d后持續降低。而0℃冷藏和－2℃冰溫下，兩組氣調包裝魚丸的TVB－N值先降低后增加，之后又降低;但至冷藏結束(分別為35和42d)時，兩組魚丸的 TVB－N值分別為:3.27mgN/100g和2.18mgN/100g。但此時二者對應的菌落總數分別為7.53 log10CFU/g和6.94 log10CFU/g。這說明不同冷藏條件下，TVB－N值并不能很好的反映魚丸新鮮度的變化。此外，3組魚丸TVB－N值變化不大的原因可能與較低的pH有關，因為導致pH降低的酸性物質與導致TVB－N值升高的酸性物質可能發生了一定的中和，使TVB－N值較低。

圖3 冰溫和冷藏對魚丸冷藏過程中TVB－N值的影響Fig.3 Effect of different refrigerated temperature on TVB－N of fish－ball during storage

2.4 冰溫和冷藏對MAP魚丸感官品質的影響

冰溫和冷藏對魚丸感官品質的影響均有顯著差異(p＜0.05)，如圖4所示。在第21d，3℃冷藏下的魚丸有明顯的酸腥變質氣味，魚丸表面部分變黃。在第28d，0℃冷藏下的魚丸感官不可接受，魚丸有腥臭味，部分魚丸表面有菌斑，汁液流失呈混濁狀。在第35d，－2℃冰溫下的魚丸感官品質基本可接受。－2℃冰溫更有利于維持MAP魚丸良好的感官品質。

圖4 冰溫和冷藏對魚丸冷藏過程中感官品質的影響Fig.4 Effect of different refrigerated temperature on sensory evaluation of fish－ball

2.5 冰溫和冷藏對MAP魚丸質構的影響

質構儀被廣泛用于測定食品的質構特性，TPA分析是質構儀模擬口腔的咀嚼運動，對樣品進行測試并采集數據，通過軟件分析得出所測樣品質構特性參數。在冷藏期內，冰溫和冷藏下氣調魚丸的硬度值均呈增加趨勢，如圖5(a)。在冷藏期內，氣調魚丸的硬度值隨冷藏溫度的降低而增加，－2℃冰溫下魚丸的硬度值最高，3℃下魚丸的硬度值最低。這說明，在非冷凍條件下，冷藏魚丸硬度的增加最主要是由冷藏溫度的降低引起的，溫度越低，魚丸的硬度越高。這可能是由于溫度越低，魚丸內部的凝膠結構越致密，魚丸的硬度越大。

在冷藏期內，魚丸彈性的變化與硬度的變化趨勢相反，呈逐漸降低的趨勢，如圖5(b)。其中0和3℃冷藏下魚丸的彈性略低于－2℃冰溫下的魚丸。魚丸蛋白質在凝膠化過程中形成的是疏松的凝膠結構，溫度降低時會使這種富有彈性的網狀凝膠結構變得致密，會導致魚丸彈性的降低。

在整個冷藏期，各組魚丸的咀嚼性均呈現先增加后降低的趨勢，如圖5(c)。冷藏時間對各組魚丸的咀嚼性有顯著影響(p＜0.05)。這說明氣調魚丸在冷藏溫度變化不大的情況下，其咀嚼性受冷藏時間的影響較大，而受溫度的影響不大。

圖5 冰溫和冷藏溫度對魚丸硬度(a)、彈性(b)和咀嚼性(c)的影響Fig.5 Effect of different refrigerated temperature on hardness(a)，springiness(b)，chewiness(c)of fish－ball

根據以上各指標，參考國標(GB 10132－2005)魚糜制品衛生標準規定的菌落總數不超過5×104CFU/g，確定－2℃冰溫、0、3℃冷藏下氣調包裝魚丸的貨架期分別為35、21、14d。此外，兩次重復實驗表明，魚丸的初始菌落總數都達到103CFU/g，主要是因為在魚丸的制作和包裝過程中有較多微生物污染;較高的初始菌落可能導致實驗中各組魚丸的貨架期有所縮短。

3 結論

通過研究冰溫和冷藏對氣調包裝魚糜制品品質的影響表明:在較低的冷藏溫度下，較小的溫度變化就能明顯影響氣調包裝魚丸的菌落總數;冰溫能更好地抑制氣調包裝魚丸的菌落總數增長，延長MAP魚丸的貨架期。在－2℃冰溫條件下，氣調包裝魚丸的pH、感官品質、硬度、彈性等品質指標均優于0、3℃冷藏。－2℃冰溫、0、3℃冷藏對魚丸品質的保鮮效果優劣依次為－2℃ ＞0℃ ＞3℃，對應貨架期分別為35、21、14d。－2℃的冰溫結合氣調包裝對魚丸有較好的保鮮效果;能夠更好地維持氣調包裝魚丸的品質和較長的貨架期。

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