減壓貯藏保鮮技術對水產品保鮮效果的研究

段躍斌 于治文

海信(山東)冰箱有限公司 山東青島 266000

1 引言

相比于常溫貯藏，減壓貯藏、冰溫貯藏等方式能夠有效抑制水產品蛋白質降解、揮發性鹽基氮（TVB-N）值上升、菌落總數增加、質構屬性下降和質量損失等[1,2]。減壓貯藏保鮮技術被國際上稱為21世紀的保鮮技術，是通過降低貯藏環境壓力，并維持一定低溫及相對濕度的新型保鮮技術[3]。孫大為等人首次將減壓裝置應用于冷卻肉的保鮮，起到了較好的保鮮效果[4]。本文選取了減壓貯藏保鮮技術的冰箱和普通保鮮技術的冰箱，在2種不同壓力的貯藏條件下評估了金槍魚、鱘魚、海參、龍蝦和鮑魚5種水產品的汁液流失率，再選取金槍魚評估其質構、色差、TVB-N、電鏡和光鏡等相關保鮮指標，為減壓貯藏保鮮技術的應用提供一定的理論依據。

2 材料與方法

2.1 材料及儀器

冰鮮金槍魚，購于淘寶店鋪“青島家旺水產”；鱘魚訂購于青島鱘龍科技有限公司，于當日上午鮮活宰殺；鮮活海參、海參和鮑魚，購于青島市富誠港精品海鮮店鋪。

測試冰箱（由海信公司提供）；質構儀：TMS-PRO，美國Food Technology公司；精密電子天平：AB135-S，瑞士METTLER TOLEDO儀器有限公司；滅菌鍋：LDZX-40型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療器械廠；無菌操作臺：蘇州安泰空氣技術有限公司；分光測色儀CS-602彩譜。

2.2 試驗方法

將同批次、厚度大小均一致的金槍魚肉、鱘魚肉、海參、龍蝦和鮑魚，分別置于減壓冰箱的抽屜和普通冰箱保濕抽屜中儲存7天。其中，實驗組金槍魚肉、鱘魚肉、海參、龍蝦和鮑魚在減壓冰溫條件（80 kPa）貯藏，對照組食材是在普通冰箱冰溫條件（101 kPa）下貯藏。每個冰箱中放等量的5份食材，先對各項指標初始值測定，并在第1天、第3天、第5天及第7天取樣，記錄測定各項指標數據，每個樣品各指標的測試重復三次，進行數據處理。

2.2.1 汁液流失率的測定

測試方法采用差重法：失重率/汁液流失率（%）=（初始質量-最終質量）/初始質量×100%。

2.2.2 質構的測定

使用質構儀，進行TPA測定。切取1 cm×1 cm×1 cm整塊肉樣，將樣品置于樣品臺上，選擇合適探頭，測試速度為60 mm/min，測試后探頭回程速度為100 mm/min，壓縮比為40%，每個樣品進行3次平行試驗。

2.2.3 色差的測定

使用色差儀對樣品進行顏色測量，并記錄為a*值。每個樣品選取3個位置進行測定后取平均值。

2.2.4 菌落總數的測定測定方法按照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗菌落總數測定》[5]規定的方法進行。

2.2.5 揮發性鹽基氮TVB-N測定

依據GB 5009.228《食品中揮發性鹽基氮的測定》進行[6]。

2.2.6 微觀結構測定

（1）掃描電鏡分析

將魚肉用刀片切成3 mm左右厚的小薄片，然后放入密封的小玻璃瓶中，加入2.5%戊二醛溶液，使之沒過樣品，后放入0～4 ℃車載冰箱浸泡48 h，用清水清洗，再用10%、30%、50%、70%、80%、90%、95%的乙醇溶液清洗，用無水乙醇浸泡。使用CO2臨界點干燥儀進行置換，后用掃描電鏡觀察。

（2）光學顯微鏡分析

圖1 減壓貯藏保鮮技術對5種水產品汁液流失率的影響

取魚肉中間背部，從垂直于肌纖維伸展方向橫切大小為1 cm×1 cm×0.5 cm，使用肌肉固定液固定肌肉組織，切片后通過蘇木精—伊紅（HE染色），用光學顯微電鏡觀察其肌纖維結構并拍照。

3 結果與分析

3.1 對金槍魚肉、鱘魚肉、海參、龍蝦和鮑魚汁液流失率的影響

水產品貯藏過程中，水分的流失是影響食材質量的重要因素之一。通過圖1中5種水產品的汁液流失率的變化曲線可以看出，隨著貯藏時間的增加，汁液流失率都呈上升趨勢。

如圖1A所示，金槍魚的減壓貯藏條件下汁液流失率3～5天范圍為0.39%～0.44%，變化幅度較小，而對照組為0.79%～1.861%，增加了約2.3倍；第7天，對照組的汁液流失率是減壓組的4.3倍。如圖1B鱘魚減壓貯藏條件下的汁液流失率3～5天范圍為2.05%～5.64%，升高了約2.8倍，而對照組為1.95%～10.07%，增加了約5倍；第7天，對照組的汁液流失率是減壓組的1.8倍。如圖1C海參的減壓貯藏條件下汁液流失率3～5天范圍為0.30%～0.66%，升高了約2.2倍，而對照組為0.27%～4.7%，增加了約17倍；第7天，對照組的汁液流失率是減壓組的7倍。如圖1D龍蝦的減壓貯藏條件下汁液流失率3～5天范圍為0.16%～0.41%，升高了約2.6倍，而對照組為0.50%～0.80%，約增加了1.6倍；第7天，對照組的汁液流失率是減壓組的2倍。如圖1E鮑魚的減壓貯藏條件下汁液流失率3～5天范圍為0.60%～1.32%，升高了約2.2倍，而對照組為2.95%～4.28%，增加了約1.5倍；第7天，對照組的汁液流失率是減壓組的3.2倍。這說明減壓貯藏條件下可以有效的減緩5種水產品汁液流失的增加，使肉具有良好的保水性，其中對海參抑制汁液流失率升高最顯著，可能是由于金槍魚、鱘魚、龍蝦和鮑魚肌肉的水分含量分別在72%～79%的范圍內，而海參的水分含量約為91%，說明減壓貯藏對于水分含量越高的水產品，保鮮效果會越好。這可能是由于低壓條件降低了蒸汽壓，導致水分不易揮發流失，含水量越多的食品，效果越顯著。

3.2 對金槍魚質構的影響

圖2 減壓貯藏保鮮技術對金槍魚彈性的影響

食品質構也稱食品質地，是反映食品組織結構及狀態相關物理性質的指標，彈性是質構指標的重要參數，彈性反映了外力作用時變形及去力后的恢復程度[7]。金槍魚肉彈性變化的主要原因是肌肉腐敗分解導致組織松散，彈性降低[8]。如圖2所示，減壓貯藏的彈性始終高于對照組，其中第3天時，減壓貯藏下的金槍魚的彈性是對照組的3倍，說明減壓貯藏可以延緩金槍魚彈性的降低。

3.3 對金槍魚色差的影響

圖3 減壓貯藏保鮮技術對金槍魚a*值的影響

食品的顏色是食品的外觀指標，通過測定食品的顏色即可達到檢驗其質量的目的[9]。魚肉的顏色是肌肉生理學、生物化學和微生物學變化的外部表現[10]。金槍魚魚肉中含有豐富的血紅蛋白和肌紅蛋白。魚肉的鮮紅色是氧合肌紅蛋白存在的表現，其進一步氧化成高鐵肌紅蛋白時則呈現出不良的棕紅色。

如圖3所示，貯藏時間達到第7天時，減壓條件下的金槍魚a*值由原來的15.41下降到5.22，對照組的金槍魚a*值由原來的13.58下降到1.69。a*值下降一方面是因為水分丟失的同時也導致色素相關物質流失；另一方面是因為凍融后酸性物質增多，pH值降低，催化氧合肌紅蛋白氧化，導致高鐵肌紅蛋白大量積累所導致[11,12]。而減壓貯藏的金槍魚肉紅度值始終高于對照組，說明減壓貯藏可在一定程度上保持金槍魚的新鮮色澤。

3.4 對金槍魚的菌落總數的影響

金槍魚屬于高蛋白食物，微生物的生長繁殖會引起金槍魚魚肉中蛋白質的分解和胺類物質的產生，導致pH值和TVB-N值的升高，而金槍魚魚肉中肌紅蛋白的穩定性受pH影響較大，肌紅蛋白結構變化程度的多少又會嚴重影響金槍魚魚肉的色澤，因此微生物的數量是影響金槍魚色澤的一個重要指標[13]。同時，微生物的繁殖也會降低蛋白質并對細胞結構產生影響，降低肉的持水性和彈性等鮮度指標。產生采用國際微生物標準委員會水產品微生物限量標準，微生物指標可接受水平的限量值為5.70 log CFU/g[14]。如圖4所示，從菌落總數的變化曲線可以看出，減壓和對照組的菌落總數都是呈一定的上升趨勢，減壓貯藏第7天時的菌落總數達到5.06 log CFU/g；對照組在第3天時達到5.70 log CFU/g，減壓貯藏第7天仍超過限量標準，而對照組第3天已達到限量標準，說明減壓貯藏可延長金槍魚至少4天的貯藏時間。

圖4 減壓貯藏保鮮技術對金槍魚菌落總數的影響

3.5 對金槍魚TVB-N的影響

圖5 減壓貯藏保鮮技術對金槍魚TVB-N的影響

揮發性鹽基氮是動物性食品在儲藏過程中體內酶和微生物的作用導致蛋白質分解而產生分子較小的氨、三甲胺、二甲胺等含氮物質，所以，同樣可以作為判斷魚肉新鮮度的重要指標之一。根據GB 2733-2015及SC/T 3010-2010規定：一級品TVB-N值≤13 mg/100 g、二級品TVB-N值≤20 mg/100 g、合格品TVB-N值≤30 mg/100 g。2種貯藏條件下的金槍魚肉在貯藏7天內都保持在標準要求的合格品鮮度范圍內。減壓和對照組的揮發性鹽基氮都呈現總體上升的趨勢，但減壓始終低于對照組。如圖5所示，減壓貯藏在第5天TVB-N值為12.83 mg/100 g依然保持在一級鮮度范圍內，第7天TVB-N值為16.33 mg/100 g屬于二級鮮度；對照組第3天TVB-N值為25.67 mg/100 g已超過二級鮮度范圍，屬于合格品鮮度。所以，減壓貯藏相比于普通貯藏可以延長至少4天的貯藏時間。蛋白質降解的主要原因是內源性蛋白酶和微生物的作用，而內源性蛋白酶相比微生物在蛋白質降解過程中起到了主要作用，而減壓貯藏可以對金槍魚的菌落總數和TVB-N值呈相類似的趨勢，說明減壓對微生物和內源性酶降解蛋白質存在一定的抑制作用[15]。

3.6 對金槍魚微觀結構的影響

3.6.1 掃描電鏡分析

圖6 2種貯藏條件下的金槍魚肉電鏡微觀結構圖

肌肉微觀結構是由不同的化學成分構成的，肌肉微觀結構的變化是對肌肉品質變化的微觀表現，能直接反映肌肉品質的好壞。圖6中的A、B、C分別表示初始第0天、減壓和對照組的金槍魚的肌肉微觀結構。隨著貯藏時間的增加，金槍魚肌肉結構逐漸被破壞。如圖6B-5所示，減壓貯藏下的金槍魚至第5天肌肉組織結構依然完整，肌纖維排列致密，肌節豐滿，僅有少量間隙；而如圖6C-3對照組的金槍魚至第3天肌肉組織已經有被破壞跡象，肌纖維間的間隙變得比較大，且排列疏松；如圖6B-7和6C-5所示，金槍魚的肌肉結構模糊，部分結構消失，損壞嚴重。可能由于微生物的繁殖破壞了肌肉組織結構，導致結構松散[16]。這個結果說明，減壓貯藏可以延緩金槍魚的肌肉結構破壞至少2天的時間。

3.6.2 光學顯微鏡分析

肌肉組織結構是反應水產品貯藏過程中品質變化的主要因素，是肌肉品質變化的微觀表現。如圖7所示，隨著貯藏時間的增加，肌肉微觀結構逐漸遭到破壞。如圖7B-5和7C-3，金槍魚肉經過減壓貯藏5天和對照組3天貯藏后，具備完整的肌肉結構，但是肌纖維間空隙增大，排列較松散。這和電鏡的結果基本吻合，減壓優于對照組約2天的保鮮效果。

圖7 2種貯藏條件下的金槍魚肉光鏡微觀結構圖

4 結論

通過金槍魚、鱘魚、海參、龍蝦和鮑魚5種水產品的汁液流失率對比研究得到，減壓貯藏可以降低貯藏環境壓力，減少食品水分蒸發，對于含水量高的水產品（如海參）效果顯著。通過對金槍魚的彈性、a*值、菌落總數、TVB-N和肌肉微觀結構的對比研究，減壓貯藏技術通過減少氧氣含量來延緩微生物的生長，繼而減輕腐敗速率，維持肉質彈性、色澤和微觀結構，減壓貯藏保鮮技術可以較好的保持金槍魚肉的品質。因此，減壓貯藏技術應用于食品保鮮的關鍵在于，可以給食品提供一定的真空度降低蒸汽壓和減少氧氣的含量，來達到保持食品水分、減緩腐敗的目的，最終起到一定的保鮮效果。