超高壓對冷藏帶魚段的保鮮效果*

楊茜，謝晶

(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工與貯藏工程中心，上海，201306)

帶魚(coiliaspp)又稱裙帶魚、牙帶魚、刀魚等，營養(yǎng)價值高，富含不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、卵磷脂、磷、鈣和維生素等多種營養(yǎng)成分，東海帶魚更是帶魚種類中含有營養(yǎng)物質(zhì)較多的品種，其肉質(zhì)細(xì)嫩、補血益氣，深受廣大消費者喜愛。帶魚屬深海魚種，上岸即死，由于含不飽和脂肪酸較多、身段較長易引起腐敗變質(zhì)，常用冷藏、冰藏和凍藏等方法進行保鮮貯藏，與冰藏、凍藏等貯藏方法相比，冷藏對帶魚品質(zhì)影響較小，營養(yǎng)保持較好，但其貨架期比較短，因此可以用氣調(diào)包裝、生物保鮮劑等方法處理帶魚再進行冷藏貯藏，以延長冷藏帶魚的貨架期。

超高壓技術(shù)(high hydrostatic pressure treatment)于20世紀(jì)80年代末逐漸在食品工業(yè)中流行起來，它是一種將食品真空包裝后放入傳壓介質(zhì)中，通過100～1 000 MPa靜水壓對食品進行加壓處理的純物理技術(shù)，具有破壞微生物的細(xì)胞壁、鈍化酶活性、減少細(xì)菌總數(shù)、抑制營養(yǎng)物質(zhì)流失和保持風(fēng)味等優(yōu)點［1－2］。超高壓技術(shù)在海產(chǎn)品中的應(yīng)用主要在魚糜加工［3］、快速凍結(jié)［4］、快速解凍［5］、輔助熱處理［6］、脫殼［7］、提取活性物質(zhì)［8］、保鮮［9］等方面。本文研究了帶魚經(jīng)不同壓力和保壓時間的超高壓處理后在4℃貯藏過程中的品質(zhì)變化，旨在探討超高壓技術(shù)對帶魚保鮮的效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮東海帶魚，2014年7月購于上海市蘆潮港水產(chǎn)品批發(fā)市場。選擇標(biāo)準(zhǔn)為:個體大小一致、魚體體表光滑鮮亮且無破損、眼球飽滿且黑白分明、魚腮呈鮮紅色。

包裝材料:(15×20)cm真空高溫蒸煮袋。

試劑:生理鹽水、瓊脂培養(yǎng)基、40 g/L H3BO3溶液、輕質(zhì)氧化鎂、0.09 mol/L HCl溶液、溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑、20%TCA(三氯乙酸)、40%TCA、TBA溶液、甲苯、無水 Na2SO4、K2CO3溶液(100 g K2CO3溶于100 mL水)、10%甲醛溶液、2%苦味酸甲苯、0.02%苦味酸、三甲胺氮標(biāo)準(zhǔn)液。所用試劑均為分析純，并購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要實驗儀器與設(shè)備

XS 225A電子分析天平，普利賽斯國際貿(mào)易(上海)有限公司;UDK159全自動凱氏定氮儀，意大利VELP科技有限公司;FA25高剪切分散乳化機(均質(zhì)機)，上海FLUKO弗魯克流體機械制造有限公司;TDL-40B低速臺式大容量離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠;SJH-4S數(shù)控精密恒溫水浴鍋，寧波天恒儀器廠;UV-2100紫外可見分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司;MIR554三洋冷藏箱，日本三洋公司;VS-1300L-U型超凈臺，蘇凈安泰集團;DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司;HPP.L2-600/2超高壓設(shè)備，華泰森淼儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 原料處理

案板和刀具消毒(體積分?jǐn)?shù)75%乙醇噴灑消毒待干)后，將新鮮東海帶魚去頭去尾去內(nèi)臟，并用滅菌蒸餾水洗干凈，瀝干后隨機分成150 g帶魚段，共49份，分別裝入(15×20)cm真空高溫蒸煮袋中，真空封口后進行超高壓處理(經(jīng)預(yù)實驗得出150 MPa壓力雖然能抑制微生物生長，延緩TVB-N增加，但效果不顯著;300 MPa以上壓力對帶魚的感官品質(zhì)影響較大;保壓時間越長，蒸煮化越嚴(yán)重、肉質(zhì)松弛無彈性。過高壓力還會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，從而對其他指標(biāo)有不利影響，因此不利于帶魚保鮮，所以試驗壓力設(shè)為300 MPa以下、保壓時間為10 min以內(nèi))。具體實驗組設(shè)計如表1所示。所有組別處理后標(biāo)記并置于4 ℃貯藏。試驗組分別在第 0、2、4、6、8、10、12 天分別進行采樣，測定感官評定、菌落總數(shù)、持水力、揮發(fā)性鹽基氮、三甲胺氮、硫代巴比妥酸。

表1 試驗組設(shè)計Table 1 Design for experimentation

1.3.2 感官評定

感官評定采用《GB/T 18108－2008鮮海水魚》方法［10］，由4個評定項目組成，分別是色澤、氣味、組織形態(tài)、組織彈性。每個評定項目的滿分均為5分，2分及2分以下為不可接受。評定人員由固定5人組成。

1.3.3 菌落總數(shù)

按照GB 4789.2－2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》操作進行檢測［11］。

1.3.4 持水力(water holding capacity，WHC)

取3 g(m1)樣品(非碎肉)放在濾紙中包裹，置于離心管中，在3 000 r/min下離心10 min，瀝干表面的水分稱重 m2，重復(fù)3 次，取平均值［12］。

式中:m1，開始樣品質(zhì)量，g;m2，離心后樣品質(zhì)量，g。

1.3.5 揮發(fā)性鹽基氮

使用自動凱氏定氮儀進行TVB-N測定。準(zhǔn)確稱取2 g魚肉放于消化管，加入0.5 g MgO，以0.09 mol/L HCl滴定，40 g/L H3BO3為吸收液，上機測定，測定空白值為 0.019 6 mg/100 g［13］。

1.3.6 三甲胺氮

參考火腿中三甲胺氮測定方法［14］，取1 g帶魚碎肉進行測定。A為吸光度，Y為TMA-N含量(μg)，測定標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=54.596x+0.575 7，R2=0.990 7。

式中:Y為測定管TMA-N的質(zhì)量，μg。

1.3.7 硫代巴比妥酸

參考Salih等［15］方法，TBA含量計算。

式中:A為TBA的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用Excel整理后，通過SPSS 17.0進行方差分析并用單因素ANOVA中Duncan法進行多重比較，用Origin 8.0制圖。(P＜0.05，表示差異顯著;P＞0.05，表示差異不顯著)。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評定

感官評定是評價海產(chǎn)品保鮮最直觀的評判指標(biāo)，決定著消費者是否愿意購買食用海產(chǎn)品。帶魚在貯藏期間的感官評分變化如表2所示。

表2 不同超高壓處理條件對綜合感官評定的變化Table 2 Changes of sensory quality during storage time under different HHP conditions

從表2中可見，在冷藏過程中，帶魚總體感官評價分?jǐn)?shù)逐漸降低，CK組下降較快。貯藏2 d時，CK組與其他超高壓組已出現(xiàn)明顯差異(P＜0.05)，有臭味、帶魚段橫切面透明稍發(fā)黃，其他處理組感官良好。貯藏6d時，CK組肉質(zhì)發(fā)黏、臭味嚴(yán)重，感官評分為1.5，達到感官不可接受限值。剛超高壓處理完時，220 MPa各組的帶魚段橫切面呈半透明、肉質(zhì)緊密、組織彈性稍變硬、仍保持帶魚特有鮮味;290 MPa各組的帶魚段橫切面透明度稍低于220 MPa各組、組織彈性較CK組硬、風(fēng)味保持較佳。隨著貯藏時間延長，各超高壓組逐漸失去特有鮮味，略帶臭味，肉質(zhì)稍疏松，組織開始變軟，表面色澤變化較小。其中，HP1、HP2組在第10天感官評分小于 2，HP3、HP4、HP5、HP6 組仍在可接受范圍，表明相同壓力下，保壓時間越長，感官評分越好，290 MPa超高壓下綜合感官品質(zhì)保持最好。由此說明超高壓處理后帶魚在冷藏過程中硬度增大，透明度降低，但能較好地維持帶魚原有形態(tài)、保持其特有鮮味、抑制臭味，延長感官可接受期限。

2.2 菌落總數(shù)(TPC)

微生物的生長繁殖會導(dǎo)致帶魚品質(zhì)的下降，因此TPC是評定帶魚腐敗變質(zhì)的主要指標(biāo)之一。帶魚在貯藏期間菌落總數(shù)的變化如圖1所示。

圖1 帶魚段冷藏期間220 MPa(A)和290 MPa(B)超高壓前處理組的菌落總數(shù)變化Fig.1 Changes of TPC during cold storage time under 220MPa(A)and 290MPa(B)HHP conditions

剛超高壓完的各組帶魚的菌落總數(shù)之間無顯著差異(P＞0.05)，說明超高壓對新鮮帶魚的菌落總數(shù)影響不大。隨貯藏時間的增加，CK組的細(xì)菌總數(shù)增加最快，第2天時與其他組比較出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)，第4天時已達到6.42 lg(CFU/g)，超過帶魚二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)(6 lg(CFU/g))。220 MPa的各處理組菌落總數(shù)均相對CK組較低。貯藏8d時，HP1、HP2、HP3組細(xì)菌總數(shù)分別為 5.83、5.60、5.49 lg(CFU/g)，表明同一壓力、不同保壓時間下，保壓時間越長，細(xì)菌總數(shù)在一定程度上增加越緩慢。290 MPa的各處理組上升最慢，貯藏第10天時細(xì)菌總數(shù)僅為5 lg(CFU/g)左右，第12天時超過二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)。290 MPa各處理組與CK組相比貨架期延長8 d左右，與220 MPa組相比貨架期延長3 d左右。由此可見，保壓時間一定條件下，不同壓力比較可見，壓力越大，菌落總數(shù)上升越緩慢。

經(jīng)過超高壓前處理的冷藏組較常規(guī)冷藏組能更有效地抑制細(xì)菌的生長繁殖，且隨著壓力增加，保壓時間增加，抑菌效果更顯著。這是因為超高壓能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，影響細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，改變酶特性，從而抑制細(xì)菌總數(shù)的增加［16］，超高壓能有效抑制細(xì)菌總數(shù)的生長繁殖已廣泛被報道［17－18］。

2.3 持水力

持水力是海產(chǎn)品保留自帶水分和滯留外界水分的能力。持水力的降低反映了蛋白質(zhì)的延展和降解情況，水分子鑲嵌在蛋白質(zhì)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，當(dāng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，水分子被釋放，導(dǎo)致持水力的降低［1］。試驗持水力數(shù)值越高，說明保水性越好，帶魚在冷藏過程中持水力的變化如表3所示。

表3 不同超高壓處理條件對持水力的變化Table 3 Changes of water holding capacity during storage time under different HHP conditions

貯藏初期，所有試驗組無顯著差異(P＞0.05)，隨著時間的延長，試驗組總體趨勢有所下降。貯藏4 d開始，從數(shù)值上看，各超高壓組數(shù)值均低于CK組，說明超高壓處理會使持水力降低。這個結(jié)果與Lakshmanan［19］等研究超高壓過程與鮭魚持水力的關(guān)系相似，該研究表明超高壓試驗組的持水力低于常規(guī)冷藏組。

由表3可知，壓力相同的條件下，隨著保壓時間的延長，持水力略微增加。但數(shù)據(jù)分析顯示，同壓下，不同保壓時間對持水力的差異不顯著(P＞0.05);保壓時間相同的條件下，隨著壓力的增加，對持水力的變化規(guī)律也不明顯，可能原因是本試驗所采用的220、290 MPa 均為 300 MPa 以下的中等壓力，Jo［20］等研究表明，壓力小于300 MPa時，超高壓對蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的影響不明顯，所以對持水力的影響很小，當(dāng)壓力達到400 MPa以上時，超高壓對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破壞，持水力才顯著下降。

2.4 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)

揮發(fā)性鹽基氮是指帶魚在腐敗變質(zhì)的過程中，由于微生物和酶的作用使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)。SC/T3102－2010《鮮、凍帶魚》規(guī)定:帶魚TVB-N值≤13 mg N/100 g為一級品，TVB-N值≤30 mg N/100 g為合格品。帶魚在貯藏過程中TVB-N的變化如圖2所示。

圖2 帶魚段冷藏期間220 MPa(A)和290 MPa(B)超高壓前處理組的TVB-N變化Fig.2 Changes of TVB-N during cold storage time under 220MPa(A)and 290MPa(B)HHP conditions

超高壓剛處理后，CK組、220 MPa組、290 MPa組的TVB-N 值(分別約為10.71、14.5、16 mg N/100 g)之間差異顯著(P＜0.05)。原因是150～300 MPa的超高壓會增加內(nèi)源酶含量［21］，而內(nèi)源酶的增加促進了蛋白質(zhì)分解生成氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，從而提高了TVB-N含量。

從圖2顯示，CK組在貯藏過程中上升最快，超高壓組在一級品與合格品范圍內(nèi)緩慢增加。CK組第4天達到合格品上限值30 mg N/100 g。貯藏8 d時，HP1、HP2、HP3 組的 TVB-N 含量分別高于 HP4、HP5、HP6組(P＜0.05)，HP1組在第9天時達到合格品上限值30 mg N/100 g，HP2第10天時達到合格品上限值。貯藏14 d時，HP3組、HP4組、HP5組、HP6組TVB-N值均未超出30 mg N/100 g的鮮度范圍，由此說明相同保壓時間下，壓力越大，越能有效抑制TVB-N含量，此結(jié)果與Bindu等［22］研究超高壓對TVB-N的影響一致。雖然貯藏初期超高壓會稍增加帶魚TVB-N值，但在貯藏過程中一定程度上延緩了TVB-N的繼續(xù)增加，較CK組延長了帶魚段貨架期。原因可能是隨著貯藏時間的延長，微生物對TVB-N的作用逐漸大于內(nèi)源酶的作用，而超高壓可抑制微生物的生長繁殖，從而致使TVB-N的增加在一定程度上也被抑制。

2.5 三甲胺氮(TMA-N)

海產(chǎn)品死后由于微生物和還原酶的作用，氧化三甲胺(TMAO)被分解成三甲胺、二甲胺等物質(zhì)后會產(chǎn)生不良的腐敗異味。在富脂類的海產(chǎn)品中TMA-N超過10 mg/100 g被認(rèn)為不可接受［23］。帶魚在貯藏期間TMA-N的變化如圖3所示。

圖3 帶魚段冷藏期間220 MPa(A)和290 MPa(B)超高壓前處理組的TMA-N變化Fig.3 Changes of TMA during cold storage time under 220 MPa(A)and 290 MPa(B)HHP conditions

由圖3可見，剛超高壓完的新鮮帶魚TMA-N均在1.5 mg/100 g，說明超高壓對新鮮帶魚的TMA-N值影響很小。第4天時，各超高壓組緩慢上升，與CK組出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)。第5天時，CK組臭味嚴(yán)重。第8天開始，相同保壓時間比較可見，290 MPa的TMA-N含量顯著低于220 MPa(P＜0.05)，說明保壓時間相同的條件下，壓力越大，TMA-N的抑制效果越明顯。壓力相同的條件下，不同保壓時間的超高壓處理組TMA-N的上升速度從快到慢分別為:HP1＞HP2＞HP3，HP4＞HP5＞HP6，說明同壓下，保壓時間越長，越能有效延緩三甲胺的產(chǎn)生。其中HP4、HP5、HP6在整個貯藏期間緩慢上升，到貯藏末期，臭味也不大。說明290 MPa的壓力下抑制三甲胺的效果最好。此結(jié)論與 Erkan等［24］研究超高壓對竹莢魚TMA-N含量變化一致。其原因是超高壓處理可抑制蛋白水解活性，從而抑制TMA-N含量的上升［25］。

2.6 硫代巴比妥酸(TBA)

帶魚含有豐富的不飽和脂肪酸，更易于發(fā)生脂肪氧化，脂肪氧化會產(chǎn)生酸敗等問題，從而影響帶魚的品質(zhì)。測定TBA變化是根據(jù)帶魚不飽和脂肪酸被氧化成丙二醛后，丙二醛與TBA生成穩(wěn)定的紅色化合物，在532 nm下測定吸光度從而得出帶魚的脂肪氧化程度［15］。不同壓力和保壓時間對帶魚TBA的變化如圖4所示。

圖4 帶魚段冷藏期間220MPa(A)和290 MPa(B)超高壓前處理組的TBA變化Fig.4 Changes of TBA during cold storage time under 220MPa(A)and 290MPa(B)HHP conditions

由圖4可知，超高壓剛處理后，各超高壓組的TBA高于對照組。在壓力不變的條件下，不同的保壓時間對帶魚TBA變化的影響不明顯;保壓時間一定時，290 MPa的TBA含量較220 MPa略高，但各處理組之間并無顯著差異(P＞0.05)，有研究表明［26］，超高壓的壓力在400 MPa以下時，不會破壞血紅蛋白釋放金屬離子，促進自動氧化反應(yīng)。正如本試驗采用的300 MPa以下壓力時對帶魚脂肪氧化影響不大。

貯藏過程中，各處理組的TBA隨時間的延長不斷增加。CK組上升速度高于各超高壓組，貯藏4 d時，與各超高壓組出現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)。由圖4左可見，貯藏10 d時HP1組、HP2組、HP3組的TBA值分別為1.20、1.02、0.83 mg/100 g，說明貯藏過程中，相同壓力下，保壓時間的延長對TBA的抑制效果越好。保壓時間一定的條件下，290 MPa比220 MPa的TBA含量略低。此結(jié)果與Senturk等［27］得出的數(shù)據(jù)相符，其研究超高壓對大西洋鯖魚的影響中得出，經(jīng)過超高壓處理的鯖魚在貯藏期間可在一定程度上抑制鯖魚中TBA的增長速度，且隨著貯藏時間的延長，壓力越高，抑制TBA作用越強。

3 結(jié)論與討論

(1)從微生物指標(biāo)來看，超高壓處理能有效抑制冷藏過程中帶魚細(xì)菌總數(shù)的生長繁殖，且保壓時間越長、壓力越高，抑菌效果越強。冷藏對照組的帶魚貨架期僅為4 d，而經(jīng)220 MPa處理的帶魚冷藏過程中貨架期達8 d左右，經(jīng)290 MPa處理的帶魚冷藏過程中貨架期直到12 d時超過二級鮮度標(biāo)準(zhǔn)。

(2)從揮發(fā)性鹽基氮指標(biāo)判斷，貯藏初期，經(jīng)過超高壓處理的各組別的TVB-N含量均比對照組高，隨著貯藏時間的延長，CK組的TVB-N含量逐漸超過各超高壓組。隨著壓力增加，抑制TVB-N的效果越好，其中 220 MPa、9 min，290 MPa、3 min 超高壓處理組，290 MPa、6 min 超高壓處理組，290 MPa、9 min 超高壓處理組，在貯藏末期均遠低于合格品上限值(30 mg N/100 g)。

(3)從其他指標(biāo)可見，壓力越高，感官評定中的透明度越低、肉質(zhì)變硬，持水力也呈下降趨勢。壓力增大、保壓時間越長，對TMA-N抑制作用越有效，對TBA也有一定程度的抑制效果。

(4)綜合以上指標(biāo)，290 MPa、6 min超高壓處理后冷藏組與290 MPa、9 min超高壓處理后冷藏組為冷藏帶魚推薦的貯藏方法，但考慮到超高壓儀器有一定的容量限制，每批進行超高壓處理的數(shù)量有限，若保壓時間較長，不僅耗時嚴(yán)重，對預(yù)超高壓處理組的影響也增大，不利于進行大批量試驗，因此短時即290 MPa、6 min的超高壓處理后冷藏組更適合今后推廣應(yīng)用。

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