減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)水產(chǎn)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(chǎn)品蛋白質(zhì)降解、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值上升、菌落總數(shù)增加、質(zhì)構(gòu)屬性下降和質(zhì)量損失等[1,2]。減壓貯藏保鮮技術(shù)被國(guó)際上稱為21世紀(jì)的保鮮技術(shù)，是通過降低貯藏環(huán)境壓力，并維持一定低溫及相對(duì)濕度的新型保鮮技術(shù)[3]。孫大為等人首次將減壓裝置應(yīng)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(shù)的冰箱和普通保鮮技術(shù)的冰箱，在2種不同壓力的貯藏條件下評(píng)估了金槍魚、鱘魚、海參、龍蝦和鮑魚5種水產(chǎn)品的汁液流失率，再選取金槍魚評(píng)估其質(zhì)構(gòu)、色差、TVB-N、電鏡和光鏡等相關(guān)保鮮指標(biāo)，為減壓貯藏保鮮技術(shù)的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料及儀器

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

測(cè)試冰箱（由海信公司提供）；質(zhì)構(gòu)儀：TMS-PRO，美國(guó)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(dòng)電熱壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；無菌操作臺(tái)：蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；分光測(cè)色儀CS-602彩譜。

2.2 試驗(yàn)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(chǔ)存7天。其中，實(shí)驗(yàn)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(duì)照組食材是在普通冰箱冰溫條件（101 kPa）下貯藏。每個(gè)冰箱中放等量的5份食材，先對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)初始值測(cè)定，并在第1天、第3天、第5天及第7天取樣，記錄測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，每個(gè)樣品各指標(biāo)的測(cè)試重復(fù)三次，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2.2.1 汁液流失率的測(cè)定

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

2.2.2 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

使用質(zhì)構(gòu)儀，進(jìn)行TPA測(cè)定。切取1 cm×1 cm×1 cm整塊肉樣，將樣品置于樣品臺(tái)上，選擇合適探頭，測(cè)試速度為60 mm/min，測(cè)試后探頭回程速度為100 mm/min，壓縮比為40%，每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。

2.2.3 色差的測(cè)定

使用色差儀對(duì)樣品進(jìn)行顏色測(cè)量，并記錄為a*值。每個(gè)樣品選取3個(gè)位置進(jìn)行測(cè)定后取平均值。

2.2.4 菌落總數(shù)的測(cè)定測(cè)定方法按照GB 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[5]規(guī)定的方法進(jìn)行。

2.2.5 揮發(fā)性鹽基氮TVB-N測(cè)定

依據(jù)GB 5009.228《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》進(jìn)行[6]。

2.2.6 微觀結(jié)構(gòu)測(cè)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(diǎn)干燥儀進(jìn)行置換，后用掃描電鏡觀察。

（2）光學(xué)顯微鏡分析

圖1 減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)5種水產(chǎn)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(xué)顯微電鏡觀察其肌纖維結(jié)構(gòu)并拍照。

3 結(jié)果與分析

3.1 對(duì)金槍魚肉、鱘魚肉、海參、龍蝦和鮑魚汁液流失率的影響

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

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(duì)照組為0.79%～1.861%，增加了約2.3倍；第7天，對(duì)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(duì)照組為1.95%～10.07%，增加了約5倍；第7天，對(duì)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(duì)照組為0.27%～4.7%，增加了約17倍；第7天，對(duì)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(duì)照組為0.50%～0.80%，約增加了1.6倍；第7天，對(duì)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(duì)照組為2.95%～4.28%，增加了約1.5倍；第7天，對(duì)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(chǎn)品汁液流失的增加，使肉具有良好的保水性，其中對(duì)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(nèi)，而海參的水分含量約為91%，說明減壓貯藏對(duì)于水分含量越高的水產(chǎn)品，保鮮效果會(huì)越好。這可能是由于低壓條件降低了蒸汽壓，導(dǎo)致水分不易揮發(fā)流失，含水量越多的食品，效果越顯著。

3.2 對(duì)金槍魚質(zhì)構(gòu)的影響

圖2 減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)金槍魚彈性的影響

食品質(zhì)構(gòu)也稱食品質(zhì)地，是反映食品組織結(jié)構(gòu)及狀態(tài)相關(guān)物理性質(zhì)的指標(biāo)，彈性是質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的重要參數(shù)，彈性反映了外力作用時(shí)變形及去力后的恢復(fù)程度[7]。金槍魚肉彈性變化的主要原因是肌肉腐敗分解導(dǎo)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(duì)照組，其中第3天時(shí)，減壓貯藏下的金槍魚的彈性是對(duì)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(duì)金槍魚色差的影響

圖3 減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)金槍魚a*值的影響

食品的顏色是食品的外觀指標(biāo)，通過測(cè)定食品的顏色即可達(dá)到檢驗(yàn)其質(zhì)量的目的[9]。魚肉的顏色是肌肉生理學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)變化的外部表現(xiàn)[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(xiàn)，其進(jìn)一步氧化成高鐵肌紅蛋白時(shí)則呈現(xiàn)出不良的棕紅色。

如圖3所示，貯藏時(shí)間達(dá)到第7天時(shí)，減壓條件下的金槍魚a*值由原來的15.41下降到5.22，對(duì)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?yàn)樗謥G失的同時(shí)也導(dǎo)致色素相關(guān)物質(zhì)流失；另一方面是因?yàn)閮鋈诤笏嵝晕镔|(zhì)增多，pH值降低，催化氧合肌紅蛋白氧化，導(dǎo)致高鐵肌紅蛋白大量積累所導(dǎo)致[11,12]。而減壓貯藏的金槍魚肉紅度值始終高于對(duì)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(duì)金槍魚的菌落總數(shù)的影響

金槍魚屬于高蛋白食物，微生物的生長(zhǎng)繁殖會(huì)引起金槍魚魚肉中蛋白質(zhì)的分解和胺類物質(zhì)的產(chǎn)生，導(dǎo)致pH值和TVB-N值的升高，而金槍魚魚肉中肌紅蛋白的穩(wěn)定性受pH影響較大，肌紅蛋白結(jié)構(gòu)變化程度的多少又會(huì)嚴(yán)重影響金槍魚魚肉的色澤，因此微生物的數(shù)量是影響金槍魚色澤的一個(gè)重要指標(biāo)[13]。同時(shí)，微生物的繁殖也會(huì)降低蛋白質(zhì)并對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，降低肉的持水性和彈性等鮮度指標(biāo)。產(chǎn)生采用國(guó)際微生物標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)水產(chǎn)品微生物限量標(biāo)準(zhǔn)，微生物指標(biāo)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(shù)的變化曲線可以看出，減壓和對(duì)照組的菌落總數(shù)都是呈一定的上升趨勢(shì)，減壓貯藏第7天時(shí)的菌落總數(shù)達(dá)到5.06 log CFU/g；對(duì)照組在第3天時(shí)達(dá)到5.70 log CFU/g，減壓貯藏第7天仍超過限量標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)照組第3天已達(dá)到限量標(biāo)準(zhǔn)，說明減壓貯藏可延長(zhǎng)金槍魚至少4天的貯藏時(shí)間。

圖4 減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)金槍魚菌落總數(shù)的影響

3.5 對(duì)金槍魚TVB-N的影響

圖5 減壓貯藏保鮮技術(shù)對(duì)金槍魚TVB-N的影響

揮發(fā)性鹽基氮是動(dòng)物性食品在儲(chǔ)藏過程中體內(nèi)酶和微生物的作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生分子較小的氨、三甲胺、二甲胺等含氮物質(zhì)，所以，同樣可以作為判斷魚肉新鮮度的重要指標(biāo)之一。根據(jù)GB 2733-2015及SC/T 3010-2010規(guī)定：一級(jí)品TVB-N值≤13 mg/100 g、二級(jí)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(nèi)都保持在標(biāo)準(zhǔn)要求的合格品鮮度范圍內(nèi)。減壓和對(duì)照組的揮發(fā)性鹽基氮都呈現(xiàn)總體上升的趨勢(shì)，但減壓始終低于對(duì)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(jí)鮮度范圍內(nèi)，第7天TVB-N值為16.33 mg/100 g屬于二級(jí)鮮度；對(duì)照組第3天TVB-N值為25.67 mg/100 g已超過二級(jí)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(zhǎng)至少4天的貯藏時(shí)間。蛋白質(zhì)降解的主要原因是內(nèi)源性蛋白酶和微生物的作用，而內(nèi)源性蛋白酶相比微生物在蛋白質(zhì)降解過程中起到了主要作用，而減壓貯藏可以對(duì)金槍魚的菌落總數(shù)和TVB-N值呈相類似的趨勢(shì)，說明減壓對(duì)微生物和內(nèi)源性酶降解蛋白質(zhì)存在一定的抑制作用[15]。

3.6 對(duì)金槍魚微觀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖

肌肉微觀結(jié)構(gòu)是由不同的化學(xué)成分構(gòu)成的，肌肉微觀結(jié)構(gòu)的變化是對(duì)肌肉品質(zhì)變化的微觀表現(xiàn)，能直接反映肌肉品質(zhì)的好壞。圖6中的A、B、C分別表示初始第0天、減壓和對(duì)照組的金槍魚的肌肉微觀結(jié)構(gòu)。隨著貯藏時(shí)間的增加，金槍魚肌肉結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)依然完整，肌纖維排列致密，肌節(jié)豐滿，僅有少量間隙；而如圖6C-3對(duì)照組的金槍魚至第3天肌肉組織已經(jīng)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(jié)構(gòu)模糊，部分結(jié)構(gòu)消失，損壞嚴(yán)重?？赡苡捎谖⑸锏姆敝称茐牧思∪饨M織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散[16]。這個(gè)結(jié)果說明，減壓貯藏可以延緩金槍魚的肌肉結(jié)構(gòu)破壞至少2天的時(shí)間。

3.6.2 光學(xué)顯微鏡分析

肌肉組織結(jié)構(gòu)是反應(yīng)水產(chǎn)品貯藏過程中品質(zhì)變化的主要因素，是肌肉品質(zhì)變化的微觀表現(xiàn)。如圖7所示，隨著貯藏時(shí)間的增加，肌肉微觀結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞。如圖7B-5和7C-3，金槍魚肉經(jīng)過減壓貯藏5天和對(duì)照組3天貯藏后，具備完整的肌肉結(jié)構(gòu)，但是肌纖維間空隙增大，排列較松散。這和電鏡的結(jié)果基本吻合，減壓優(yōu)于對(duì)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(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)論

通過金槍魚、鱘魚、海參、龍蝦和鮑魚5種水產(chǎn)品的汁液流失率對(duì)比研究得到，減壓貯藏可以降低貯藏環(huán)境壓力，減少食品水分蒸發(fā)，對(duì)于含水量高的水產(chǎn)品（如海參）效果顯著。通過對(duì)金槍魚的彈性、a*值、菌落總數(shù)、TVB-N和肌肉微觀結(jié)構(gòu)的對(duì)比研究，減壓貯藏技術(shù)通過減少氧氣含量來延緩微生物的生長(zhǎng)，繼而減輕腐敗速率，維持肉質(zhì)彈性、色澤和微觀結(jié)構(gòu)，減壓貯藏保鮮技術(shù)可以較好的保持金槍魚肉的品質(zhì)。因此，減壓貯藏技術(shù)應(yīng)用于食品保鮮的關(guān)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(dá)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。