魚糜制品儲藏特性和貨架期預測研究

魏穎，袁美蘭，趙利*，吳朝朝，陳麗麗，白春清，蘇偉

（江西科技師范大學生命科學學院，國家淡水魚加工研發技術分中心，江西南昌330013）

魚糜制品儲藏特性和貨架期預測研究

魏穎，袁美蘭，趙利*，吳朝朝，陳麗麗，白春清，蘇偉

（江西科技師范大學生命科學學院，國家淡水魚加工研發技術分中心，江西南昌330013）

將魚糜制品（青蔥蝦米小天婦羅）儲藏在不同溫度條件下，研究其感官品質、揮發性鹽基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸值（TBA）以及菌落總數的變化，建立了魚糜制品的TVB-N、TBA、菌落總數與儲藏溫度和儲藏時間的Arrhenius動力學模型，得到的貨架期預測模型為SL=16.006e-0.15t（R2=0.922 6）。結果表明，隨著儲藏時間的延長，細菌總數增加，脂肪的氧化和腐敗現象加重，并且其品質的劣化速率隨著溫度的增長而增快。用Arrhenius方程描述的品質變化的動力模型有很高的擬合精度。建立的魚糜制品的貨架期預測模型相對誤差能達到10%之內。

魚糜制品；貨架期；溫度；貯藏；動力學模型

魚糜制品是將魚肉絞碎，經擂潰和配料而成為稠而富有粘性的魚肉漿（生魚糜），再通過加熱或干燥處理而制成的食品的總稱。近年來，隨著我國漁業和加工技術的發展，我國的魚糜制品行業取得了長足進展，由過去只生產魷魚丸和蝦丸等單一品種，發展到機械化生產一系列新型高檔次的魚糜制品和冷凍調理食品，如魚香腸、模擬蟹肉、模擬蝦肉、模擬貝柱、魚糕和竹輪等魚糜制品[1]。由于人們對食品質量安全的要求越來越高，研究魚糜制品的貨架期將對魚糜加工產業有非常大的意義。動力學模型不僅可以用來反映食品各組分在不同溫度和濕度條件下的損失率，還可為食品的優化加工和儲藏的工藝提供理論基礎。高志立等[2-3]為建立帶魚及白鰱魚丸制品在不同溫度儲藏條件下品質變化進行了研究并建立貨架期模型以預測和控制魚糜制品的品質，趙淑娥[4]建立硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）動力學模型以期預測魚糜制品的貨架期。在國標魚糜制品的衛生標準GB10132—2015《魚糜制品衛生標準》，微生物是判定貨架期的主要指標，但由于魚糜制品富含蛋白質和脂肪[5]，而TBA和揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）可以反映脂肪的降解和蛋白質的氧化，因此以這些指標建立動力學模型也值得研究[6]。

本研究將魚糜制品（青蔥蝦米小天婦羅）儲藏在不同溫度條件下，以菌落總數（total viable count，TVC）為貨架期判斷指標，再對感官品質、TVB-N和TBA進行測定，根據Arrhenius法進行測量魚糜制品的理化指標的變化速率對應其溫度參數和儲藏時間的關系。建立魚糜制品的感官品質、TVB-N、TBA值以及菌落總數與儲藏溫度和儲藏時間的動力學模型，以期對魚糜制品的品質預測和控制提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

魚糜制品（青蔥蝦米小天婦羅）：購于當地超市。

高氯酸、硼酸、乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、三氯乙酸、鹽酸、氫氧化鈉、氯仿等（均為分析純）：天津市大茂化學試劑有限公司。

1.2儀器與設備

V-1100D紫外分光光光度計：上海美譜達儀器有限公司；BSA224S電子分析天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；HZ-9211KB振蕩儀：華利達試驗設備公司；T50分散機：德國IKA有限公司；DL-5A離心機：上海菲恰爾分析儀器有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司。

1.3方法

1.3.1魚糜樣品的處理

從超市購買回來的魚糜制品立即進行無菌分裝，并分別置于5℃、10℃、15℃、20℃和25℃條件下儲藏，每天同一時間進行菌落總數、TVB-N和TBA值的測定并進行感官評定。以確定魚糜的貨架期終點。

1.3.2硫代巴比妥酸（TBA）值的測定[7]

取10g樣品加入50mL7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA）在分散機中均質，振搖30 min，再在5 000 r/min條件下離心10 min，并且用濾紙過濾。取5 mL濾液加5 mL硫代巴比妥酸溶液（0.02 mol/L），在90℃水浴鍋中保溫40 min。然后在室溫條件下冷卻1 h，在5 000 r/min條件下離心5 min。取其上清液，加入5 mL氯仿，用漩渦混合器搖勻。靜置分層后取上清液，分別在波長532 nm和600 nm處比色，記錄吸光度值為A532nm和A600nm，按以下公式計算TBA值：

式中：A532nm和A600nm為波長532 nm和600 nm處的吸光度值；155為丙二醛的毫摩爾吸光系數；72.6為丙二醛的相對分子質量。

1.3.3揮發性鹽基氮（TVB-N）值的測定

根據SC/T3032—2007《水產品中揮發性鹽基氮的測定》中的方法進行操作[8]。

1.3.4菌落總數（TVC）的測定

根據GB/T 4789.2—2010《食品微生物學檢驗，菌落總數測定》中的方法進行操作[9]。

1.3.5魚糜制品的感官評定

由7個經過訓練的評定小組成員根據水產行業標準SC/T3701—2003《凍魚糜制品標準》中的感官評價標準進行評分，每12 h進行一次，以6分作為感官可接受最低標準，滿分10分，評分標準見表1。

表1　魚糜制品感官評分標準Table 1　Sensory evaluation standard of surimi products

1.3.6一級動力學模型

LABUZA認為，在食品加工和貯存過程中，大多數與食品質量有關的品質變化都遵循0級或1級模式，而微生物生長及氧化還原反應引起的食品質量變化遵循1級反應模式[10]。應用一級化學反應動力學模型：

式中：N為數據值；N0為初始值；kn為反應速率常數，d-1；t為儲藏時間，d。

1.3.7Arrhenius方程

溫度對反應速率常數影響的數學模型可根據Arrhenius方程進行分析[11]，Arrhenius方程的表達式為：

式中：k為一級反應速率常數，d-1，k0為指前因子，d-1；EA為反應活化能，kJ/mol；R為氣體常數，8.3144 J·（mol·K）-1；T為熱力學溫度K；lnk對T-1作圖可得到一條直線，由直線斜率可求出反應活化能E，有截距可求得指前因子k0。

2　結果與分析

2.1不同儲藏溫度下魚糜制品的菌落總數的變化

圖1　不同儲藏溫度下魚糜制品菌落總數的變化Fig.1　Changes in total viable counts of surimi products under different storage temperature

微生物的生長繁殖會引發肉制品的腐敗變質，魚糜制品也不能例外[12]。由圖1可知，微生物的生長繁殖速率隨著溫度的升高而加快；在單一儲藏溫度下魚糜制品的菌落總數隨著時間的延長而增大。GB10132—2005《魚糜制品的衛生標準》中規定魚糜制品中菌落總數≤50000CFU/g，因此菌落總數達到50 000 CFU/g（lgCFU/g為4.7）時貨架期結束。在5℃、10℃、15℃、20℃和25℃條件下魚糜制品的保藏期分別為7 d、3 d、2 d、1 d和0。在25℃的條件下儲藏第1天就超過了微生物限制值。但是在5℃保藏條件下，第7天還在保質范圍內。這說明溫度越低微生物的生長速率越緩慢。

2.2不同儲藏條件下魚糜制品的TVB-N的變化

TVB-N是衡量肉制品鮮度的一個重要指標[13-15]。不同儲藏溫度下魚糜制品TVB-N值的變化見圖2，由圖2可知，魚糜制品的TVB-N值隨著儲存時間的延長而不斷升高；并且TVB-N值的增長速率是隨著儲藏溫度的升高而加快的。TVB-N的含量與細菌的繁殖所導致的蛋白質分解有關，蛋白質在微生物的生長繁殖代謝作用下被酶解并進一步分解產生氮、氨及胺類等堿性含氮物質，隨著溫度的升高微生物的生長繁殖代謝速率加快，因此TVB-N的變化速率也在快速上升[16]。

圖2　不同儲藏溫度下魚糜制品TVB-N值的變化Fig.2　Changes in TVB-N value of surimi products under different storage temperature

2.3不同儲藏條件下魚糜制品TBA值的變化

圖3　不同儲藏溫度下魚糜制品TBA值的變化Fig.3　Changes in TBA value of surimi products under different storage temperature

TBA是一個可以很好的反應水產品脂肪氧化腐敗的重要指標，它是指不飽和脂肪酸經過氧化得到的降解產物丙二醛與TBA反應生成了穩定的紅色化合物[17]。不同儲藏溫度下魚糜制品TBA值的變化見圖3，由圖3可以看出，魚糜制品的TBA值變化趨勢和TVB-N及菌落總數變化趨勢相同，都是隨著儲藏時間的延長和溫度的升高而不斷升高，說明儲藏溫度和儲藏時間對其氧化程度有一定影響。

2.4不同儲藏條件魚糜制品的感官品質變化

圖4　不同儲藏條件下魚糜制品的感官評分的變化Fig.4　Changes in sensory score of surimi products under different storage temperature

不同儲藏條件下魚糜制品的感官評分變化見圖4。由圖4可知，儲藏溫度和儲藏時間對其感官品質有著重要的影響。隨著儲藏時間的延長，魚糜制品的感官品質逐漸下降，隨著儲藏溫度的升高，魚糜制品感官品質的下降速率逐漸加快。對魚糜制品的感官評分儲藏期間進行感官評分，以6分作為可接受的標準。25℃儲藏時，保藏的樣品在第1天就已經感官不可接受。但隨著溫度的降低，魚糜制品的感官可接受期逐漸延長。在5℃的時候，其感官可接受貨架期已達到7 d。在20℃、15℃和10℃時的貨架期分別為3 d、2 d、1.5 d。

2.5魚糜制品的品質動力學研究

2.5.1油炸魚糜制品品質動力學模型

可以用一級動力學模型描述魚糜制品儲藏過程中品質的變化，反應速率常數kn是關于溫度的函數，因此溫度對反應速率常數影響的數學模型可根據Arrhenius方程進行分析。回歸得到的魚糜制品在不同儲藏溫度條件下新鮮度變化的指標（菌落總數、TVB-N、TBA）結果見表2。

表2　油炸魚糜制品品質動力學模型參數Table 2　Dynamic model parameters of the fried surimi products

由表2可知，TVB-N、TBA和菌落總數的生化反應速率都隨著儲藏溫度的升高而升高。溫度對反應速率常數影響的數學模型可根據Arrhenius方程進行分析，由式（2）求得菌落總數Arrhenius方程為lnk=-1695×T-1+2.489，R2=0.969，計算得出的活化能EA=14.1 kJ/mol，k0=12.05。TVB-N的Arrhenius方程為lnk=-4 629×T-1+14.15，R2=0.962，計算得出的活化能EA=38.5kJ/mol，k0=1.4×106。TBA的Arrhenius方程為lnk=-1 695×T-1+2.489，R2=0.969，計算得出的活化能EA= 14.1 kJ/mol，k0=12.05。所有方程的復相關系數均＞0.9，表明方程比較顯著。該動力學模型很好模擬了魚糜品質下降的過程。所有方程式中的活化能E均＞0，說明魚糜制品在儲藏過程中的細菌的生長、脂肪的氧化等腐敗形式均伴隨著一個放熱的過程。

2.5.2魚糜制品貨架期預測模型

以菌落總數和感官評價為主要參考指標，并結合TVB-N和TBA這兩個指標得到不同儲藏溫度下魚糜制品的平均貨架期。在5℃、10℃、15℃、20℃和25℃保藏條件下的平均貨架期分別為7d、3d、2d、1.25d和0.25d。計算得到的貨架期預測模型，結果見圖5。貨架期預測模型的回歸結果：

SL=16.006e-0.15t（R2=0.9226）

式中：SL為魚糜制品的預測貨架期，d；t為魚糜制品的儲藏溫度，℃。

圖5　魚糜制品貨架期預測模型Fig.5　Shelf life predict model of surimi product

2.5.3貨架期力學模型的驗證與預測

將魚糜制品儲藏在8℃和16℃條件下，用貨架期的實測值來驗證貨架期的預測值，菌落總數超過50 000 CFU/g即為貨架期壽命的終止。在貨架期預測模型中貨架期實測值與貨架期的預測值得比較，結果見表3。

表3　魚糜制品在在8℃和16℃儲藏下貨架期指標的預測值和實測值Table 3　Predicted and measured shelf life of surimi products stored at 8℃and16℃

由表3可知，在8℃和16℃的條件下能夠較為準確的預測樣品的貨架期，且相對誤差均控制在10%之內。在8℃條件下貨架期的終點時的TBA和TVB值分別為1.72mg/100g和15.3mg/100g。在16℃條件下貨架期的終點時的TBA和TVB-N值分別為1.53mg/100g和12.8mg/100g。在貨架期的末期TBA和TVB-N的值較低且均在可接受的范圍內。

3　結論

通過對魚糜制品在不同儲藏條件下菌落總數以及其他理化指標進行測定，所有樣品隨著儲藏時間的延長，細菌總數升高，脂肪的氧化和腐敗現象加重，感官可接受度下降。魚糜制品的貨架期壽命隨著溫度的升高而變短，并且各項理化指標的增長速率隨著溫度的升高變化的越快，且符合1級反應變化規律。魚糜制品菌落總數、TVB-N值、TBA指標用Arrhenius方程描述，有很高的擬和精度。建立貨架期預測模型，可以較為準確的預測魚糜制品的貨架期。

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Storage properties and shelf life prediction of surimi products

WEI Ying,YUAN Meilan,ZHAO Li*,WU Zhaozhao,CHEN Lili,BAI Chunqing,SU Wei
(National R&D Branch Center for Freshwater Fish Processing,School of Life Science,Jiangxi Science and Technology Normal University,Nanchang 330013,China)

The surimi product was stored at different temperature,and the sensory quality,total volatile basic nitrogen(TVB-N)value,thiobarbituric acid(TBA)value and total viable counts were measured to evaluate the changes in each index of surimi products.The Arrhenius kinetics models of TVB-N value,TBA value and total viable counts with storage time and temperature were developed,and the shelf-life prediction model was determined as SL=16.006e-0.15t(R2=0.922 6).The results showed that the viable counts,TBA value and TVB-N value increased with storage time and quality deterioration rate increased with temperature increase.The shelf life prediction model established in this study could predict the shelf-life with the relative error within 10%.

surimi product;shelf life;temperature;storage;kinetics model

S983

0254-5071（2016）10-0000-00

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.10.022

2016-04-12

江西省高等學校科技落地計劃項目（KJLD12009）

魏穎（1991-），女，碩士研究生，研究方向為水產品質量與安全。

趙利（1967-），女，教授，博士，研究方向為水產品質量與安全。