中性氧化電解水對冷鮮草魚肉品質及質構的影響

向思穎，謝 君，徐 芊，任占東，王宏勛,3，侯溫甫,3,?

（1.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北 武漢 430023；2.武漢輕工大學化學與環境工程學院，湖北 武漢 430023；3.湖北省生鮮食品工程技術研究中心，湖北 武漢 430023）

中性氧化電解水對冷鮮草魚肉品質及質構的影響

向思穎1，謝 君1，徐 芊1，任占東2，王宏勛1,3，侯溫甫1,3,?

（1.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北 武漢 430023；2.武漢輕工大學化學與環境工程學院，湖北 武漢 430023；3.湖北省生鮮食品工程技術研究中心，湖北 武漢 430023）

為探討中性氧化電解水對冷鮮草魚肉的保鮮效果，對冷藏條件下（4 ℃）冷鮮草魚肉的品質指標及質構進行檢測，并對比貯藏開始和結束后草魚的肌原纖維組織結構的變化。結果表明：中性氧化電解水能夠降低冷鮮魚肉貯藏過程中菌落總數、假單胞菌數、揮發性鹽基氮及硫代巴比妥酸值等品質指標的變化，可將貨架期延長4 d左右；與對照組及減菌劑Ⅰ組相比，電解水處理可以減緩冷藏過程中魚肉肌原纖維的分解，進而減少冷鮮草魚的硬度、彈性和回復性等質構的變化。在貯藏至第6天，中性氧化電解水處理的冷鮮魚肉硬度、彈性及回復性分別為對照組的1.23、2.13、1.83 倍，且電解水組的肌原纖維相對較長且排布較規整。利用中性氧化電解水可以有效減輕冷鮮草魚肉貯藏過程中品質及質構的變化，可為淡水魚冷鮮魚肉產品的貯藏保鮮技術開發提供參考。

中性電解水；冷鮮草魚；品質；質構；貨架期

草魚是中國重要的淡水養殖魚類之一，其肉嫩味美、營養價值高，深受消費者的喜愛[1]。目前，草魚的主要消費形式為鮮活銷售，隨著生活節奏的加快、水產品加工業的快速發展，將草魚加工成魚腩、魚片、魚段等氣調包裝產品越來越受到消費者的青睞[2-3]。但目前冷鮮分割草魚制品尚少見銷售，其主要原因與分割后魚肉品質易受多種因素影響而發生腐敗變質、貨架期短等密切相關。開展分割后的冷鮮魚肉產品的減菌化技術、品質保持技術具有重要意義[4-5]。

電解水是由電解水生成裝置制備的一種新型機能水，由電解含電解質的水而獲得[6-7]。20世紀90年代，電解水在日本被作為農用物理殺菌劑而受到高度重視，研究主要集中在強酸性電解水（pH＜2.7、氧化還原電位大于1 100 mV）對植物病蟲害的防除領域以及農產品保鮮等方面，主要是應用其進行果蔬產品的清洗、消毒及保鮮[8-9]。在水產品方面，則主要研究其對表面微生物的殺滅作用[10-11]。大量實驗證實，強酸性電解水具有殺菌效果高、使用范圍廣的優點，但是其也具有一系列缺點，如pH值偏低，若貯藏不當則容易使氯氣溢出，且單位時間產生水量少等，所以在實際應用中推廣緩慢[12-15]。而與強酸性電解水相比，中性電解水（neutral electrolyzed water，NEW）是采用電解稀食鹽或稀鹽酸溶液的方法得到的具有接近中性pH值（6.0～7.5）和較高次氯酸（HClO）含量的水溶液，其特點是生產成本低、腐蝕性小、有效氯穩定，并且廣泛適用于醫療、食品加工、農業生產和畜禽養殖等領域[16]，逐漸引起研究者的重視。

陳晶晶[17]評價了中性電解水對鮐魚貯藏保鮮效果，結果顯示，用中性電解水處理后的保鮮效果優于未處理，其中中性電解水碎冰貯藏效果最為顯著（P＜0.05）。周然等[18]研究了電解水對冷藏河豚魚肉質構及品質變化的影響，結果表明，與直接冷藏的對照組相比，電解水處理可以減少貯藏過程中細菌總數、揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）、pH值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值等品質指標的變化，延長冷藏條件下（4 ℃）河豚魚貨架期時間2 d， 延長時間達原貨架期時間的50%。另外，其還能減緩貯藏過程中魚肉中的肌原纖維分解，進而減少河豚魚肉的硬度、彈性和回復性等質構的變化。

本研究將中性電解水應用于冷鮮草魚肉的減菌過程中，同時將前期研究結果的次氯酸鈉的減菌條件[19]結合ε-聚賴氨酸保鮮處理[20]進行對比組，以期為中性氧化電解水對冷鮮草魚肉的保鮮中的應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

新鮮草魚 市售。

PCA培養基、CFC培養基 青島高科技園海博生物技術有限公司；次氯酸鈉 天津市科密歐化學試劑有限公司；ε-聚賴氨酸 鄭州拜納佛生物工程有限公司。

中性氧化電解水由武漢輕工大學化學與環境工程學院實驗室電解水設備制備。電解水的有效氯質量濃度為78.5 mg/L，pH值為7.2，氧化還原電位為840 mV。

1.2 儀器與設備

MIR-154低溫培養箱 日本三洋公司；超凈工作臺SW-CJ-2FD雙人單面、DRP-9082電熱恒溫培養箱 上海森信實驗儀器有限公司；XHF-D高速分散器內切式勻漿機 寧波新芝生物科技有限公司；FD-Z1氣調包裝機成套設備 上海福帝包裝機械有限公司；TA.XT. Plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；pH計杭州齊威儀器有限公司；CR-10色度計 柯尼卡美能達有限公司；S-3000N掃描式電子顯微鏡 日本日立公司；V-1100D紫外-可見分光光度計 上海美普達儀器有限公司；GL-20G-II離心機 上海安亭科學儀器廠；3S-K空氣殺菌消毒計 北京同林高科科技有限公司；立式滅菌鍋 上海博訊實業有限公司醫療設備廠；KjeltecTM 2300自動凱氏定氮儀 瑞典FOSS Tecator公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預處理

鮮活草魚，擊暈，去鱗去頭，剖片去魚脊骨，流動水洗凈，預冷至中心溫度到7 ℃左右；去皮后魚肉切割成1.5～2.0 cm寬的魚塊。魚肉樣品隨機分為3 組，各組處理方式為：對照組：魚肉直接氣調包裝（氣體比例為N2與CO2各50%），然后4 ℃冷藏待測；減菌劑Ⅰ組：魚肉用質量濃度為300 mg/L的次氯酸鈉浸泡5 min（料液比為1∶5，m/V）；然后用ε-聚賴氨酸保鮮劑保鮮處理，經氣調包裝后置于4 ℃冷藏待測；電解水（復合）組：冷鮮魚肉用中性氧化電解水浸泡5 min（料液比為1∶2，m/V），然后用ε-聚賴氨酸保鮮劑保鮮處理，經氣調包裝后置于4 ℃冷藏待測。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 理化指標測定

菌落總數：采用GB 4789.2—2010《食品衛生微生物學檢驗 菌落總數測定》方法進行測定[21]；假單胞菌數：采用CFC選擇性培養基培養，方法同菌落總數檢驗方法；pH值：采用駱和東等[22]的方法測定；TVB-N值：采用KjeltecTM 2300自動凱氏定氮儀測定[23]；TBA值：采用潘秀娟等[24]的方法測定。

1.3.2.2 色差測定

冷鮮草魚肉樣品切成片狀，每片厚度保持均勻，直徑大于1 cm。依據HSI顏色模型，利用色差計進行測量，測量的參數有亮度L、飽和度C及色度角H。其中L=0表示黑色，L=100表示白色，而0～100間表示各種灰-白；C主要表示色彩的純度或者明艷程度；H表示一般在0～180之間變化，為色度角。

1.3.2.3 感官評定

草魚色澤及氣味組織形態進行評定，評分標準按宋智等[25]方法略做修改進行。每項滿分為10 分，消費者可接受的最低限為6 分。其中，色澤與氣味兩項指標占總分值的30%，組織形態與組織彈性兩項指標占總分值的20%。

表1 冷鮮草魚魚肉感官評分標準Table1 Criteria for sensory evaluation of chilled fresh grass carp

1.3.2.4 質構測定

魚肉切成1～2 cm的立方體，探頭類型為P45/R，測試前探頭下降速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后探頭回程速率10 mm/s，測試時間間隔5 s，壓縮比為0%，采集率200，觸發力5 g。選用與魚肉質構相關的硬度、彈性及回復力3 個參數進行研究。

1.3.2.5 肌肉組織結構觀察

采用掃描電子顯微鏡對新鮮樣品和貯藏至第7天的樣品的肌肉組織結構進行觀察。魚肉樣品切成長寬為1 cm、厚度為0.5 cm左右的長方體，用2.5%戊二醛（0.1 mol/L pH 7左右的磷酸鹽緩沖溶液配制）室溫浸泡固定2～24 h；用0.1 mol/L pH 7左右的磷酸鹽緩沖溶液分3 次洗滌樣品，每次10～15 min，除去樣品上黏附的戊二醛；脫水，在不改變樣品的體積和表面積的情況下，用乙醇梯度脫水（30%、50%、70%、90%、100%、100%），去除樣品中的水分，每次5～10 min；置換，用表面張力較低的醋酸異戊酯梯度置換（無水乙醇-醋酸異戊酯體積比1∶1一次；100%醋酸異戊酯2 次），每次5～10 min；將處理好的樣品用電子顯微鏡進行組織結構觀察。

2 結果與分析

2.1 中性電解水對冷鮮草魚肉微生物的影響

圖1 冷藏過程中草魚肉菌落總數（a）及假單胞菌數（b）的變化Fig.1 Change in total viable counts (a) and Pseudomona (b) in fresh grass carp during chilled storage

細菌總數是評價水產品品質和貨架期的一個非常有效的參數。如圖1所示，隨著貯藏時間的延長，冷鮮草魚肉中的菌落總數及假單胞菌（優勢腐敗菌）數逐步上升。在整個貯藏期間，電解水（復合）組的細菌總數和假單胞菌數均低于對照組。同時在實驗中，以魚肉是否散發明顯的腐臭氣味為貨架期終點的判斷標準，若有明顯腐臭味出現，則判斷為貨架期終點，停止微生物的測定。由圖1可知，對照組樣品的微生物數量變化迅速且明顯高于減菌劑Ⅰ組及電解水（復合）組。根據鮮度指標規定草魚菌落總數的上限為6×106（CFU/g），對照組在冷藏3 d后即將達到上限，而減菌劑Ⅰ組以及電解水（復合）組在冷藏7 d后才達到鮮度指標上限。中性電解水作用后可將冷鮮魚肉的保質期延長4 d左右。

由于減菌劑Ⅰ組是前期實驗優化出來的保鮮方法，具有良好的保鮮冷鮮魚肉的效果[15]。圖1顯示出整個貯藏期間電解水（復合）組與減菌劑Ⅰ組從菌落總數的初始值到上升幅度均比較相近，微生物的變化趨勢差異較小，顯示了中性電解水對冷鮮魚肉中良好的抑制微生物增殖的效果。原因可能是兩組中主要發揮作用的成分為ClO－[15]。

2.2 中性電解水對冷鮮草魚肉TVB-N值的影響

圖2 冷藏過程草魚肉TVB-N值的變化Fig.2 Change in TVB-N in fresh grass carp during chilled storage

TVB-N值是水產品品質評價的一個重要指標，新鮮度高的魚中TVB-N值低，隨著時間的推移，魚肉中蛋白和非蛋白氮降解而形成氨、二甲胺、三甲胺等成分，散發出一股難聞的氣味，使得魚肉產品的品質下降，直至不可食用。由圖2可知，盡管電解水（復合）組在貯藏過程中TVB-N值也呈上升趨勢，但與對照組相比，電解水（復合）組TVB-N值增加量及增加趨勢均明顯較低，電解水對抑制冷鮮魚肉TVB-N值的增加作用明顯。草魚TVB-N值的國標限量標準為不大于20 mg/100 g[26]，對照組在冷藏的第3天就超過了可接受上限，電解水（復合）組在冷藏的第7天TVB-N值為20.72 mg/100 g，超過了其限量標準。由此可知，電解水（復合）組可延長保質期4 d左右，這與上述微生物指標結論所得結果一致。

2.3 中性電解水對冷鮮草魚肉TBA值的影響

圖3 冷藏過程草魚肉TBA值的變化Fig.3 Change in TBA in fresh grass carp during chilled storage

中性電解水對冷鮮草魚肉TBA值變化的影響如圖3所示，冷藏過程各組樣品的TBA值均呈現增大趨勢。TBA值增大與魚肉中的脂肪酸雙鍵比較容易氧化形成氫過氧化物有關，而氫過氧化物不穩定，容易分解成酸、酮和醛小分子物質使得TBA值升高[27]。圖3中對照組TBA值貯藏第1、5天高于兩個處理組，次氯酸鈉減菌劑和電解水（復合）前處理均使貯藏期間草魚肉TBA值的增長受到一定的抑制，且中性電解水處理對冷鮮魚肉TBA值的變化影響更為明顯。在貯藏過程中，微生物產生的酶能導致貯藏中魚肉脂肪的氧化[28]。電解水抑制微生物生長的作用以及高氧化還原電位對測定結果的影響，可能是其處理的冷鮮魚肉TBA值相對較低的原因。

2.4 中性電解水對冷鮮草魚肉感官評定的影響

圖4 草魚在冷藏過程中感官變化Fig.4 Change in sensory evaluation score in fresh grass carp during chilled storage

由圖4可知，冷藏第5天時，對照組魚肉的各項評價指標出現了低于6分的情況，而到第7天時已經明顯有腐臭氣味。而減菌劑Ⅰ和電解水（復合）處理組到第7天才出現評價指標低于6分的情況，電解水（復合）處理組則到第9天才有明顯腐臭氣味，減菌劑Ⅰ組則腐臭味相對較淡。從感官評價可以看出，處理后魚肉的貨架期明顯延長，并且大概延長了4 d。

2.5 中性電解水對冷鮮草魚肉色差的影響

表2 冷藏過程冷鮮草魚肉色差的變化Table2 Changes in color parameters of fresh grass carp during chilled storage

中性電解水對冷鮮草魚肉色差變化的影響結果見表2。隨著冷藏時間的延長，草魚肉的顏色明顯變得黯淡，亮度L及飽和度C降低，冷藏時間越長，亮度L越小，飽和度C及色調角H越小。其中，對照組色差的參數變化幅度最大，其次是減菌劑Ⅰ組，電解水（復合）組變化最小，電解水處理可以降低冷鮮魚肉色差的變化，在一定程度上有效的保持草魚肉的色度。

2.6 中性電解水對冷鮮草魚肉質構的影響

表3 冷藏過程冷鮮魚肉硬度、彈性、回復性的變化Table3 Change in firmness, springiness and resilience of fresh grass carp during chilled storage

表3為中性電解水對冷鮮草魚肉質構變化的影響，隨著冷藏時間的延長草魚肉的硬度、彈性和回復性均下降。對照組各指標下降最快，其次是減菌劑Ⅰ組，電解水（復合）組下降最慢，減菌劑Ⅰ及電解水對減少草魚冷藏過程中的質構變化均存在有效的作用，并且電解水（復合）處理的較減菌劑Ⅰ處理能夠降低冷鮮草魚肉質構的變化。在貯藏至第6天，中性氧化電解水處理的冷鮮魚肉硬度、彈性及回復性分別達到對照組的1.23、2.13、1.83 倍。

魚肉的質構主要是與魚肉中的肌原纖維和膠原蛋白等有關，新鮮的魚肉都具有一定的硬度、彈性和回復力[28]。當魚肉放置一段時間后，其機體內存在的酶與自溶機制會分解體內的肌原纖維與膠原蛋白等，除此之外，外來微生物也會分解魚體中的蛋白質，在這二者的共同作用下，魚肉逐漸變軟、彈性降低[29]。而經過減菌劑Ⅰ及電解水（復合）處理的魚肉，由于表面的微生物菌群的減少，弱化了微生物對物體物質的分解作用，因而會減緩魚肉質構變化的進程。

2.7 中性電解水對冷鮮草魚肉肌肉組織結構的影響

魚肉在保藏期間會出現自溶現象，同時會伴隨微生物的分解作用[30]。此時，魚肉在多種酶的綜合作用下被分解，其肌肉中的肌原纖維會因此發生斷裂而變短。在此期間，包括肌原纖維在內的一些魚肌肉內部性質的變化，會影響魚肉組織結構的改變[21]。因此，研究魚肉肌肉組織結構在貯藏階段的變化，對了解其肉質改變提供了具體依據。

圖5 掃描電子顯微鏡下魚肉分離出來的肌原纖維（×10000）Fig.5 Microstructure of myofibrils from fresh and chilled grass carp (×100)

圖5 為新鮮魚肉的肌肉組織結構與經不同處理后冷藏7 d后的魚肉的組織結構。新鮮草魚肉的肌原纖維每束的長度都比較均一且較長，而冷藏7 d后，肌原纖維的長度各異，并且明顯有纖維斷裂。與新鮮魚肉的肌原纖維相比，冷藏7 d后的魚肉肌原纖維的排布明顯比較凌亂、不規律。推測可能與魚體自身酶對肌原纖維的溶解作用，以及魚體中不斷增多的微生物的分解作用有關。冷藏7 d后，對照組肌原纖維掃描部位有幾束明顯較長的纖維，但是其周圍纖維排布凌亂，且較短；減菌劑Ⅰ組肌原纖維排布較對照組相對規整，均朝同一方向；電解水（復合）組的肌原纖維長度相對較長且排布較規整；電解水處理對維持肌原纖維排布及長度有一定作用。

3 結 論

中性氧化電解水處理冷鮮魚肉，能夠減緩貯藏過程中冷鮮魚肉菌落總數、假單胞菌數、TVB-N值及TBA值等品質指標的變化，與對照組相比利用中性氧化電解水處理可將冷鮮草魚貨架期延長4 d左右。

與直接冷藏的對照組及減菌劑Ⅰ組相比，電解水（復合）處理后，可以減緩冷藏過程中魚肉肌原纖維的分解，貯藏6 d時魚肉的硬度、彈性及回復性分別達到對照組的1.23、2.13、1.83倍，利用中性氧化電解水處理可有效減少貯藏過程中冷鮮魚肉質構的變化。

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Effect of Neutral Electrolyzed Water on Quality and Textural Characteristics of Chilled Fresh Grass Carp

XIANG Siying1, XIE Jun1, XU Qian1, REN Zhandong2, WANG Hongxun1,3, HOU Wenfu1,3,?
(1. College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China; 2. School of Chemistry and Environment Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China; 3. Hubei Province Fresh Food Engineering Research Center, Wuhan 430023, China)

In the present study, neutral electrolytic water was used to reduce bacterial counts and enhance the preservation of chilled fresh grass carp meat. Changes in the quality, texture and myofibrillar structure of the fish meat were determined during storage at 4 ℃. The results showed that neutral electrolyzed water could reduce the changes in the numbers of total bacteria and Pseudomona, pH, TVB-N and TBA in the fish meat during storage, and hence prolong the shelf-life period by 4 days. Meanwhile, neutral electrolyzed water could significantly reduce the degradation of fish myofibrils and in turn alleviate the changes in textural characteristics such as hardness, elasticity and resilience when compared with the control and bactericideⅠ. On the 6thday of storage, hardness, elasticity and resilience of the fish meat treated with natural electrolyzed water were 1.23, 2.13 and 1.83 folds higher, respectively, when compared with the control samples. Moreover, the myofibrillar structure of the sample treated with natural electrolyzed water was longer and arranged more regularly. Therefore, natural electrolyzed water treatment can effectively alleviate the changes in the quality and texture of grass carp meat during chilled storage. This finding will provide a theoretical reference for the development of preservation technologies for fresh fish.

neutral electrolyzed water; chilled fresh grass carp; quality; texture; shelf life

10.7506/spkx1002-6630-201703039

TS254.4

A

1002-6630（2017）03-0239-06

向思穎, 謝君, 徐芊, 等. 中性氧化電解水對冷鮮草魚肉品質及質構的影響[J]. 食品科學, 2017, 38(3)： 239-244. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201703039. http：//www.spkx.net.cn

XIANG Siying, XIE Jun, XU Qian, et al. Effect of neutral electrolyzed water on quality and textural characteristics of chilled fresh grass carp[J]. Food Science, 2017, 38(3)： 239-244. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201703039. http：//www.spkx.net.cn

2016-06-30

湖北省教育廳科學研究計劃項目（Q20131701）

向思穎（1993—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學與工程。E-mail：360310555@qq.com

?通信作者：侯溫甫（1979—），女，副教授，碩士，研究方向為水產品加工與貯藏。E-mail：hwf407@163.com