氣調包裝對冷藏過程中秋刀魚品質變化的影響

楊震　貢慧　劉夢　田穎　史智佳　王守偉

摘 要：研究N2和CO2不同比例混合對氣調包裝秋刀魚在冷藏條件下pH值、菌落總數和揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值等理化指標和感官評價的影響。結果表明：40% CO2+60% N2混合氣體氣調包裝秋刀魚各項指標的變化速率明顯低于其他各組（P<0.05），其他各組秋刀魚在第9天時菌落總數已超過國家標準

4.0 （lg（CFU/g）），發生腐敗變質，生成不良氣味，而40% CO2+60% N2組則將這一現象推遲3 d，延長至12 d，CO2氣體比例過高或過低均會加速氣調包裝秋刀魚的腐敗變質。

關鍵詞：氣調包裝；秋刀魚；食用品質

秋刀魚（Pacific saury）又名竹刀魚，是一種生活在中上層海洋的魚類品種，廣泛分布于日本海流域、加利福尼亞州流域、白令海峽流域、墨西哥流域和阿拉斯加流域等海域，是一種分布極為廣泛的經濟魚類[1]。我國秋刀魚主要分布在黃海海域和山東東岸海域，其他海域也少量分布，秋刀魚是我國主要的遠洋捕撈魚類品種之一，平均每年度的捕撈量大概在8 萬t左右[2]。秋刀魚以其營養價值高、味道鮮美、肉厚無刺、皮滑肉嫩、肥美味濃等特點聞名遐邇，秋刀魚是一種典型的高蛋白、高油脂的魚類品種，富含二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（docosahexenoic acid，DHA）等人體不可缺少的不飽和脂肪酸，隨著國民對其認知的不斷深入，日益受到國內消費者的青睞[3-5]。但是目前，我國有關秋刀魚的研究主要集中在秋刀魚的海洋資源分布[6]、秋刀魚的生物學特征和習性[7-8]、種群變動以及秋刀魚捕撈方面[9-10]，而對秋刀魚捕撈后的貯藏及秋刀魚貯藏期間品質變化及包裝形式對其品質的影響的相關研究報道少之甚少。

氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）作為一種新型的包裝技術，其主要原理是以CO2、O2、N2等氣體作為替代氣體，利用人工調控技術，改變食品包裝中的氣體組分，通過延緩微生物的新陳代謝過程，抑制微生物的生長發育，使微生物基本處于休眠或半休眠狀態，從而達到延長被包裝食品貨架期的目的[11-13]。目前氣調包裝技術已廣泛用于豬肉[14]、牛肉[15-18]、羊肉[19]、禽[20-23]、魚[24-28]、蝦[29-30]以及果蔬等新鮮食品[31-32]的包裝運輸中，經過氣調包裝的食品，因其能夠很好地保持食品的原有品質，延長食品的保藏周期，已經被食品生產者和消費者廣泛認可。已有研究報道表明，MAP與低溫結合可以顯著地延長水產品的貨架期，且MAP對水產品的保鮮效果優于相同條件下的空氣包裝和真空包裝[24]。但是針對秋刀魚這一特定品種的氣調保鮮技術研究還較少，更缺乏系統的研究。為此，本實驗開展秋刀魚氣調保鮮應用研究，旨在優化氣體比例，開發秋刀魚氣調保鮮包裝技術，在保證生鮮秋刀魚衛生安全的基礎上延長貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料

秋刀魚由北京北水食品工業有限公司提供。

包裝材料：所用包裝膜材料（線型低密度聚乙烯（linear low density polyethylene，LLDPE）+乙烯/乙烯醇共聚物（ethylene vinyl alcohol，EVOH））的滲透參數：透氧率20 mL/（m2·24 h·atm），4 ℃、相對濕度100%；透水蒸氣率：15 g/（m2·24 h），4 ℃、相對濕度100%。

1.2 儀器與設備

HX-300H型氣調包裝機 北京恒鮮科技有限公司；MAP-Mix-9001ME型氣體混配器、CheckMate-3型頂空分析儀 丹麥Dansensor公司；DRP-9052型恒溫恒濕培養箱 上海森信實驗儀器有限公司；ESCO-Airstream? B2型二級生物安全柜（AB2-6S1） 新加坡藝思高科技有限公司；GI-54DWS自動壓力蒸汽滅菌鍋 美國致微公司；Sorvall LYNX-6000型離心機 美國賽默飛世爾科技公司；DW-50W255型冰箱 海爾集團；

UV-2800型紫外-可見分光光度計 美國尤尼柯儀器有限公司；SG-8型便攜式pH計瑞士 梅特勒-托利多國際貿易有限公司；BSA822-CW型電子天平 德國賽多利斯科學儀器有限公司；YGH-9245A型電熱恒溫鼓風干燥箱 中國上海姚氏儀器設備廠；UDK-139型自動凱氏定氮儀 意大利Velp公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

將秋刀魚用消毒刀具去掉魚鰓及內臟，分割為質量約為100 g魚塊，隨機分為6 組，每組15 塊，包裝后的各組樣品在（4±1）℃條件下貯藏。樣品包裝當天記為第0天，測定其常規營養成分，在隨后的第3、6、9、12、15天分別取樣測定其菌落總數、揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、pH值等指標，以此來評定各組樣品的品質變化情況。每組氣調包裝氣體比例設計如表1所示。本實驗氣體比例設計中未加O2的主要原因：一是秋刀魚魚肉顏色不是紅色，不需要添加O2進行護色處理，二是秋刀魚油脂含量較高，O2會加速油脂的氧化，導致秋刀魚品質劣化。

1.3.2 常規成分測定

秋刀魚蛋白質含量按照GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》[33]規定的凱氏定氮法進行測定；脂肪含量按照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[34]規定的索氏抽提法進行測定；水分含量按GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測定》[35]規定的直接干燥法進行測定；灰分按GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測定》[36]規定的方法進行測定。

1.3.3 pH值測定

采用SG-8便攜式pH計測定，每個樣品不同部位測定5 次，取其平均值為該樣品的pH值。

1.3.4 TVB-N值的測定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品 衛生標準的分析方法》半微量擴散法測定[37]。

1.3.5 菌落總數的測定

按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學 檢驗菌落總數測定》[38]規定的方法進行稀釋平板計數測定。檢測結果以對數表示，評價標準：新鮮肉對數值小于4；次鮮肉4～6；變質大于6。

1.3.6 感官評價

參考GB/T 18108—2008《鮮海水魚》[39]，并稍作修改。感官評定由7 名專業人員組成的感官評定小組進行，針對秋刀魚的氣味、色澤、表觀特征三方面分別評分。每項指標分5 個等級，4 分以下則表示秋刀魚已經腐敗且感官上不可接受，如表2所示。

1.4 數據處理

使用IBM Statistics SPSS 19.0和Excel 2013進行實驗數據處理。

2 結果與分析

2.1 秋刀魚常規營養成分分析

由表3可知，通過分析秋刀魚常規營養成分發現，秋刀魚蛋白質含量為17.20%，脂肪含量為20.70%，屬于典型的高蛋白、高脂肪海水魚類。葉彬清等[3]研究還發現秋刀魚必需氨基酸總量為2 786.44 mg/g N，高于聯合國糧農組織（Food and Agriculture Organization，FAO）/世界衛生組織（World Health Organization，WHO）標準的2 250 mg/g N，必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）高達到83.65，氨基酸組成十分均衡；同時秋刀魚含有豐富的脂肪，尤其是單不飽和脂肪酸約占總脂肪酸含量的58.7%，符合FAO/WHO推薦優質蛋白質氨基酸模式，各種組分均衡，是補充人體營養物質的理想食品來源，具有廣闊的市場開發潛力。

2.2 不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚pH值的變化規律

氣調包裝各組樣品的初始pH值為6.13，不同氣體比例氣調包裝秋刀魚的pH值變化情況，如圖1所示。

由圖1可知，不同氣體比例氣調包裝對秋刀魚的pH值影響不顯著（P>0.05），實驗期間pH值變化不大，整體呈現先下降后上升的趨勢，但總體來看，隨著CO2所占比例的升高，魚肉pH值逐漸降低，究其原因可能是由于氣態的CO2與秋刀魚中的自由水結合，轉化成液態的CO2，液態的CO2與水結合生成碳酸，碳酸穩定性很差，分解產生H+，H+含量的增加會降低魚肉的pH值，因此氣調包裝混合氣體中CO2所占比例越高，pH值越低。

2.3 不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚菌落總數的變化規律

氣調包裝各組樣品的初始細菌總數為2.48

（lg（CFU/g）），不同氣體比例氣調包裝秋刀魚菌落總數變化情況如圖2所示。

由圖2可知，不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚在相同溫度條件下對其細菌總數影響顯著（P<0.05），MAP3秋刀魚的菌落總數增長最慢，貯藏9 d時除MAP3組外，其他5 組菌落總數均超過4.0 （lg（CFU/g））；貯藏12 d后MAP3組菌落總數也達到4.1（lg（CFU/g））。

在4 ℃冷藏條件下，不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚的菌落總數均隨著貯藏時間的延長而持續增加，但各組菌落總數的增長速率各不相同，MAP3組增長速率最慢，MAP1組增長最快，MAP2組在初始幾天增長速率較慢，貯藏6 d后增長速率急劇上升，其原因可能是因為低濃度的CO2溶解于水中生成弱酸性物質，在魚表面及肉中形成的酸性環境無法起到抑制微生物生長的作用或影響較弱[41]；MAP4、MAP5、MAP6這3 組中CO2含量依次升高，但增長速率仍較高是因為過高的CO2含量打破了魚肉自身的酸堿平衡，從而引發秋刀魚體內微生物大量繁殖，最終導致秋刀魚的腐敗變質；而MAP3組的CO2含量介于MAP2組和MAP4、MAP5、MAP6組之間，即能抑制微生物的生長繁殖，同時又不會破壞秋刀魚自身酸堿平衡，從而達到延長保質期的目的。Debevere等[42]研究結果表明，在一定范圍內，氣調包裝中CO2含量越高其抑菌效果越好，CO2濃度在25%～100%時，可以有效地抑制被包裝食品中微生物的生長，從而延長被包裝食品的保質期，本研究結果進一步證實了其研究。

2.4 不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚TVB-N值變化規律

4 ℃條件下，不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚在貯藏期間TVB-N值變化，如圖3所示。

由圖3可知，不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚在相同條件下對其TVB-N值影響顯著（P<0.05），各組樣品的TVB-N值均隨著貯藏時間的延長而升高，但程度有所不同，MAP1組在貯藏12 d時TVB-N值達到31.79 mg/100 g，超過國家規定新鮮魚TVB-N值低于30 mg/100 g的標準；MAP3組在貯藏15 d時TVB-N值達到28.17 mg/100 g，這一結果表明MAP3組氣調包裝能夠有效地減緩秋刀魚的TVB-N值的增長速率，延長秋刀魚的保質期。

2.5 不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚感官評分

由圖4可知，秋刀魚的感官評分隨貯藏時間的延長呈現下降趨勢，同時不同氣體比例氣調包裝的秋刀魚下降速率各不相同。綜合來看，MAP3組秋刀魚的感官評分下降速率最低，其他各組在貯藏9 d時感官評分已低于6 分，秋刀魚魚肉顏色發暗、肉質松軟、無彈性，同時由于微生物的生長產生很多不良氣味，嚴重影響秋刀魚的感官評分，此時的秋刀魚已不適于食用，而MAP3組則將這一現象推遲了3 d，延長了秋刀魚的貯藏時間，這一結果與秋刀魚TVB-N值和菌落總數檢測結果基本一致。

3 結 論

通過本次實驗研究發現，氣調包裝技術可以有效地延長秋刀魚的保藏時間，且不同氣體比例的氣調包裝對秋刀魚的影響各不相同。本實驗中40% CO2+60% N2混合氣體氣調包裝的秋刀魚可明顯降低微生物的繁殖速率，延長其貨架期，拓寬了新鮮秋刀魚的銷售半徑，提升附加值，增加經濟收入。本研究成果為推廣冷藏秋刀魚氣調包裝保鮮貯運技術、提高產品附加值和市場競爭力提理論依據和重要技術支撐，對指導秋刀魚加工企業制定科學合理的生產、貯運和銷售計劃具有積極意義。

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