微酸性電解水結合迷迭香提取物對冷藏鱸魚片品質變化的影響

吳怡，藍蔚青,2*，劉嘉莉，官緣，張溪，謝晶,2*

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)2(上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，食品科學與工程國家級實驗 教學示范中心(上海海洋大學)，上海，201306)

鱸魚(Lateolabraxjaponicus)又名賽花、四肋魚等，廣泛分布于我國渤海、黃海等沿海地區，屬重要的水產養殖經濟魚類。因其肉質細嫩，味道鮮美，富含營養物質等特點而深受消費者的青睞[1]。近年來，我國的鱸魚養殖年產量呈快速增長趨勢。然而，鱸魚同其他水產品一樣，易受腐敗微生物、蛋白質變性和自溶酶等因素影響，在貯運過程中極易腐敗[2]。傳統活魚流通方式已難滿足目前消費市場的需求，因此有必要尋求一種新的保鮮措施來保持產品品質，延長其貨架期。

微酸性電解水(slightly acidic electrolyzed water，SAEW)作為一種新型非熱殺菌技術，其主要是通過將稀鹽酸溶液在無隔膜的電解裝置中進行電解獲得，且具有綠色安全、高效經濟、制備方便的特點[3]。由于其pH值接近中性，且具有較低的有效氯濃度(available chlorine concentration，ACC)，因此不會對食品品質產生不良影響。現有研究表明，SAEW具有強而有效的抑菌效果，能抑制部分內源酶活性[4]。目前，SAEW技術在國內外食品保鮮領域得到廣泛關注[3]。其中，于福田[5]研究得出SAEW可有效抑制羅非魚冷藏期間的微生物生長，將貨架期延長2～3 d。迷迭香提取物(rosemary extract，RE)是從迷迭香葉中提取出的天然抗氧化劑，含有鼠尾草酸、鼠尾草醇、迷迭香酸等成分。在目前已發現的眾多天然抗氧化劑中，RE具有顯著優勢，如廣譜、高效、安全和耐高溫等，在我國被列入GB 2760—2014允許使用的食品抗氧化劑名單中[6-7]。RE可通過螯合金屬離子來阻礙自由基反應，減緩脂質氧化[8]。同時，其還能有效抑制常見污染菌的生長，延緩產品腐敗，改善其質構特性，且在弱酸性與中性條件時抑菌效果較強[9]，因此與SAEW結合使用時不會影響其抗氧化性能。其中，KENAR等[10]采用10 g/L的RE水溶液對沙丁魚浸漬處理，結果得出其能有效抑制樣品冷藏期間的硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid，TBA)、總揮發性鹽基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)值、過氧化值(peroxide value，PV)、游離脂肪酸(free fatty acid，FFA)與微生物等指標升高，延長貨架期。FERNNDEZ-LPEZ等[11]研究各天然提取物在瑞典式牛肉丸中的抗氧化活性時發現RE最為有效。現有研究表明，當SAEW與抗氧化生物保鮮劑聯合處理時，將能發揮“柵欄”效應，使抑菌與抗氧化作用充分結合，對食品有明顯保鮮效果[12]。

目前，關于SAEW與生物保鮮劑結合用于水產品保鮮的研究還較少。因此，本文擬將SAEW與RE相結合處理鱸魚片，通過分析其冷藏期間的微生物(菌落總數、嗜冷菌數)、理化指標(pH值、TVB-N值、TBA值、質構分析)等指標，結合感官評價，并由持水力、低場核磁共振(low field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)與核磁成像(magnetic resonance image, MRI)技術綜合評價其對冷藏鱸魚片品質變化影響，以期為SAEW與生物保鮮劑相結合用于水產品保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱸魚購于上海市臨港農工商超市，樣品體重為(500±20) g，體長為(28.0±2.0)cm，由泡沫箱增氧保持鮮活狀態，并在30 min內運至實驗室。

RE[食品級，提取物含量(22±4)%]，貴州紅星發展都勻綠友有限責任公司；平板計數瓊脂，青島高科技工業園海博生物技術有限公司；硫代硫酸鈉、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、氧化鎂、氯化鈉、鹽酸等所有試劑均為國產分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

FX-SWS100型SAEW生成機，煙臺方心水處理設備有限公司；H-2050R型臺式高速低溫離心機、BIOBASE-EL10A自動酶標儀，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；FE20型pH/ORP計，上海而立環保科技有限公司；Kjeltec8400型凱氏定氮儀，丹麥FOSS集團(中國)有限公司；TA.XT Plus型質構儀，英國Stable Micro System公司；Meso MR23-060H-I型NMR分析及成像系統，上海紐邁電子科技有限公司等。

1.3 實驗方法

1.3.1 處理液制備

以9.0% HCl溶液為原料，通過SAEW生成機電解制得SAEW。采用pH/ORP計和高濃度有效氯測定儀測定其pH值、氧化還原電位(oxidative redox potential，ORP)和ACC。其pH值為(6.35±0.04)，ORP為(861.60±12.35)mV，ACC為(30.00±1.54)mg/L。通過LINHARTOV等[13]法結合前期預實驗，用無菌蒸餾水將其配制成5.0 g/L的RE溶液。

1.3.2 原料處理

將鮮活鱸魚放入盛滿碎冰的泡沫箱中使其窒息死亡，經去頭、去尾、去內臟后洗凈濾干，隨機分為4組。分別使用SAEW、5.0 g/L RE、SAEW聯合RE(SAEW+RE，SAEW處理5 min后置于5.0 g/L RE溶液中浸漬處理5 min)處理10 min，以無菌水浸漬處理10 min樣品為空白組(control，CK)。將處理好的樣品瀝干至表面無水滴，裝入無菌聚乙烯保鮮袋中，置于4 ℃冰箱中貯藏，每隔2 d測定各項指標。

1.3.3 微生物分析[菌落總數(total viable count, TVC)與嗜冷菌數(psychrophilic bacteria count, PBC)]

參照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》[14]，取5 g鱸魚背部魚肉置于無菌聚乙烯袋中，加入45 mL生理鹽水后均質機拍打2 min，以10倍梯度稀釋，采用平板計數瓊脂培養。TVC在30 ℃恒溫培養72 h；PBC在7 ℃恒溫培養240 h。取3個合適的稀釋度進行培養，每個稀釋度作3個平行。

1.3.4 理化指標

1.3.4.1 pH與TVB-N值

參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》[15]，準確稱取剁碎的魚樣5 g，加入45 mL蒸餾水并混勻，靜置30 min，利用pH計進行測定，平行測定3次；參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》[16]，采用半微量定氮法，利用FOSS凱氏定氮儀測定不同貯藏時期鱸魚片的TVB-N值，平行測定3次。

1.3.4.2 TBA值

參考SUN等[17]法進行。最終混合液經冷卻后測定其在532 nm處的吸光度值。同一處理組平行測定3次，計算方法如公式(1)所示：

TBA/[mg MDA·(100g)-1]=7.8×A

(1)

式中：A為樣品在532 nm處的吸光度值。TBA單位以100g待測物質中丙二醇(malondialdehyde, MDA)含量表示，mg MDA/100g。

1.3.4.3 質構分析(texture profile analysis，TPA)

將樣品切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的方塊。采用質構儀的TPA模式分別測定鱸魚魚肉的硬度、咀嚼性和彈性。設定參數為：測量前探頭下降速率2 mm/s，測試速度1.5 mm/s，返回速率1.5 mm/s，觸發力5 g，2次下壓間隔時間5 s。探頭型號為P/50平底柱狀探頭，測試類型設置為壓縮模式。每組樣品平行測定6次。

1.3.4.4 感官分析

參照李穎暢等[1]的方法稍作修改。由6名經過專業訓練人員組成感官評定小組，對黏液、色澤、氣味與質地4個方面進行綜合評分。其中，3分為最佳，0分為不可接受，各項評分相加為最終感官分值。具體如表1所示。

表1 鱸魚片的感官評定標準Table 1 Sensory evalution standard of Lateolabrax japonicas fillets

1.3.5 水分特性

1.3.5.1 持水力

稱取3.0 g魚肉置于帶濾紙筒的離心管中，4 ℃、8 000 r/min離心10 min后稱重，平行測定3次。計算方法如公式(2)所示：

(2)

式中：m1為離心前樣品質量,g；m2為離心后樣品質量,g。

1.3.5.2 LF-NMR與MRI分析

參照汪經邦等[18]的方法稍作修改，進行鱸魚片樣品的LF-NMR分析。將10 g樣品包上保鮮膜后放入直徑60 mm磁體線圈管中，置于32 ℃永磁場的射頻線圈中心，用CPMG序列測量橫向弛豫時間T2。采用MRI測定魚肉的質子密度圖譜，采用MR-60核磁共振成像儀進行成像分析，得到的成像圖譜由8次掃描重復累加而成。

1.4 數據處理

采用SPSS 17.0軟件對數據進行單因素方差分析，采用Duncan′s法進行差異分析，差異顯著水平P<0.05，結果以平均值±標準偏差表示,用Origin 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 微生物指標

微生物生長繁殖是導致魚類腐敗的主因，微生物生長代謝可造成氨基酸與蛋白質的分解[1]，其中7.00 lgCFU/g被認為是水產品的可食用菌落總數上限值[19]。

如圖1-a所示，新鮮鱸魚片的TVC與PBC對數值分別為(3.60±0.16)lgCFU/g與(2.90±0.12) lgCFU/g。隨著貯藏時間的延長，CK組的TVC值較處理組樣品上升顯著(P<0.05)。貯藏第10天，CK組樣品的TVC對數值已達(7.68±0.16)lgCFU/g，而SAEW組和RE組在第14天才接近和超過鮮度范圍，表明SAEW和RE均具有一定的抑菌活性，其通過對菌體的細胞壁、細胞膜和細胞質造成損傷，有效抑制微生物的代謝，從而發揮較強的抑菌作用[3, 20]。在貯藏中后期，SAEW+RE組的TVC值顯著低于同期的SAEW組和RE組樣品(P<0.05)，直到第16天才接近鮮度限值。可見，SAEW+RE聯合處理能有效延長冷藏鱸魚片貨架期。由圖1-b可知，樣品在冷藏期間PBC值的變化趨勢與TVC值基本一致，也以SAEW+RE組效果較好，這與YAN等[12]研究結果相似。結果表明3種處理方式均能抑制微生物生長，其中以SAEW+RE效果最佳。

2.2 pH值與TVB-N值

pH值是評價水產品品質的重要指標之一。如圖2-a所示，不同處理組的pH值在冷藏期間呈先降后升的趨勢。最初pH值下降可能由于鱸魚死后，體內糖原酵解和ATP分解，使乳酸、磷酸等不斷累積。貯藏后期，蛋白質在堿化細菌和酶的作用下被分解成氨基酸和三甲胺等堿性物質，導致樣品pH值相應升高[21]。在第4天后，CK組樣品pH值增長速度快于處理組。貯藏末期(14 d)SAEW+RE處理組樣品的pH值顯著低于SAEW與RE處理組(P<0.05)。可能由于RE中的酚類物質含有酚羥基，可游離出H+[20]，同時SAEW能抑制微生物生長，降低氨等堿性氨化合物的積累，延緩樣品pH值上升，達到較好的保鮮效果。

TVB-N是指在腐敗微生物和內源酶的作用下，動物性食品中的蛋白質分解產生的氨與胺類等堿性含氮物質。參照GB 2733—2015的《鮮、凍動物性水產品》[22]，TVB-N值<15 mg N/100g為一級鮮度，TVB-N值>30 mg N/100g為不可食用。新鮮鱸魚片的TVB-N值為(11.14±0.42) mg N/100g(圖2-b)。貯藏初期，各組樣品的TVB-N值增長緩慢且差異不顯著(P>0.05)。可能由于微生物在初期未適應環境，繁殖較慢。第8天時，CK組樣品的TVB-N值迅速升至(20.13±0.35)mg N/100g，這是因為微生物代謝與酶促反應導致魚肉中的蛋白質降解，生成大量胺類物質，導致其TVB-N值急劇升高[21]。而SAEW組、RE組與SAEW+RE組樣品的TVB-N值仍保持在較低水平。可見，SAEW的抑菌性[4]和RE對內源酶活性的抑制作用導致非蛋白化合物的氧化脫氨基速度減慢，有效抑制細菌生長和酶活性，延緩魚肉的腐敗變質[23]。在貯藏后期，SAEW+RE組樣品TVB-N值的增長速率顯著低于單處理組(P<0.05)，其中，SAEW組和RE組在第14天時其TVB-N值超過腐敗限值，而SAEW+RE組直到16 d才達到不可食用范圍，這與微生物變化結果一致。結果表明，SAEW+RE處理能明顯延緩鱸魚片冷藏期間TVB-N值的上升。

2.3 TBA值

魚肉中所富含的不飽和脂肪酸氧化時會產生MDA，TBA值可用來測定以MDA為代表的二級氧化產物量，是反映脂肪氧化酸敗程度的常用指標[24]。

如圖3所示，各處理組樣品的TBA值均保持上升趨勢，其中CK組樣品的上升幅度最大，在貯藏10 d時TBA值達(0.80±0.03)mg MDA/100g，而SAEW組、RE組與SAEW+RE組樣品的TBA值分別為(0.63±0.02)、(0.59±0.01)與(0.49±0.02) mg MDA/100g，均保持在較低水平。由此表明，SAEW和RE處理能明顯延緩樣品的脂肪氧化速率，該變化趨勢與菌落總數一致。其中，SAEW+RE組樣品在第1天時的TBA值顯著低于SAEW組(P<0.05)，可能由于RE中的抗氧化活性物質能替代自由基與氧化的脂肪酸結合，達到抑制脂肪氧化效果。該結果與KENAR等[10]結果相似。

a-pH值；b-TVB-N值圖2 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中pH值、TVB-N值變化影響Fig.2 Changes in pH and TVB-N value in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

圖3 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中TBA值變化影響Fig.3 Changes in TBA value in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

2.4 TPA值

水產品死后在微生物和內源酶的作用下，使其肌肉質構發生變化，引起肌肉軟化、硬度下降、口感變差，繼而發生腐敗變質[2]。因此，TPA可用于表征水產品的肌肉品質變化。

如表2所示，各組樣品在貯藏過程中的硬度、彈性和咀嚼性均呈下降趨勢。水產品在死后僵直期硬度會有所上升，隨著微生物繁殖和肌原纖維蛋白降解，魚肉質地發生變化。新鮮鱸魚片樣品的初始硬度、彈性與咀嚼性值分別為(3 294.01±547.27) g、0.53±0.03與1 174.64±222.07，第10天時，CK組樣品的硬度、彈性與咀嚼性值分別降至(2 355.38±292.25) g、0.42±0.02與678.37±42.11。與RE和SAEW+RE處理組樣品相比，其降幅明顯，而SAEW組樣品的彈性與CK組無顯著差異(P<0.05)，馮豪杰等[25]用SAEW處理暗紋東方鲀也得到類似結果。SAEW+RE組樣品在貯藏期間的TPA值保持在較低水平，可能由于SAEW和RE溶液結合處理能更好抑制細菌增殖與組織蛋白酶、內源酶活性，使魚肉的蛋白質成分維持相對穩定，較好保持其食用品質[4, 23]。這與YAN等[12]研究結果一致。

表2 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中質構變化影響Table 2 Changes in TPA in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

2.5 感官評價

感官品質是衡量水產品鮮度的重要評價指標。通常可由樣品體表、氣味與質地變化反映其品質。如圖4所示，隨著貯藏時間的延長，各處理組的感官分值均明顯下降，CK組樣品的感官分值顯著低于其他處理組(P<0.05)，處理組樣品的感官品質變化速率低于CK組，可能由于SAEW和RE的抑菌性與抗氧化作用有關。此外，由于SAEW的pH值接近中性，不會對食品的感官品質造成不良影響[3]。CK組樣品在貯藏第10天時，產生強烈異味，發生色變，感官評分達到不可接受水平；而處理組樣品稍有異味，體表光澤度較好，尤其是SAEW+RE組樣品的氣味與質地較優，說明兩者對改善魚肉感官品質可能存在協同效應。結果表明，SAEW+RE結合處理能有效改善鱸魚片的感官性狀，延長其貯藏品質。

圖4 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中感官分值變化影響Fig.4 Sensory scores of Lateolabrax japonicas fiilets with different treatments during refrigerated storage

2.6 持水力

持水力是衡量肌肉組織持水性能的重要指標，其反映樣品以物理方式截留水的能力，持水力可表征肌肉組織的受損程度[26]。肌肉組織受損越嚴重，持水力越小，水產品腐敗速度越快。

如圖5所示，新鮮鱸魚片的持水力為(76.68±0.89)%。各組樣品的持水力隨貯藏時間的延長呈下降趨勢，其中CK組降幅最明顯。可能由于肌肉組織的分解反應導致魚肉蛋白質的分解變性，使其不能與回滲的水分進行水合作用，導致魚肉的持水性能相應減弱[27]。CK組、SAEW組、RE組和SAEW+RE組樣品在貯藏第10天時的持水力較初始值分別降低了30.63%、20.86%、19.45%和16.19%，各處理組的持水力均高于CK組。SAEW可較好保持其肌肉纖維的完整性，延緩肌肉的水分流失[28]。RE中含有存在酚羥基結構的酚類物質，在與水、蛋白質形成氫鍵后使凝膠結構增強，組織間隙的汁液不易流失[27]。其中，SAEW+RE組樣品持水力在整個貯藏期間均保持最高水平，表明SAEW與RE協同處理能延緩鱸魚片的持水力的下降，保持其良好品質。

2.7 LF-NMR與MRI

LF-NMR技術主要通過分析橫向弛豫時間T2來反映樣品中的水分狀態。T2圖譜顯示的3個峰分別代表鱸魚肌肉中的結合水T21、不易流動水T22和自由水T233種不同水分流動狀態[29]。其中，自由水T23存在于肌原纖維外的間隙中，其含量升高會促進微生物滋生、可溶性溶質溶解和酶的活性，是影響食品品質的重要因素[30]。

圖5 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中持水力變化影響Fig.5 Changes in water holding capacity in Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

由表3可知，第0天樣品的T22占總水分含量的96.84 %，而T21與T23含量較少，表明新鮮魚樣中的主要水分狀態為不易移動水。隨著貯藏時間的延長，各處理組樣品的T21變化趨勢不明顯，可能由于這部分結合水不太受機械壓力和微觀結構的影響，能與蛋白質大分子結合牢固[25]。各處理樣品的T22隨貯藏時間逐漸降低，T23逐漸增加。這是由于魚體在僵直過程中，酶和微生物使魚肉的蛋白質、肌原纖維的結構受到破壞，使細胞內的不易流動水游離出來轉化為自由水，以保持細胞內部水分平衡[31]。同時，肌肉中的水分狀態會影響水產品的硬度、彈性、嫩度與口感等質量指標[32]。在第10天時，CK組的T22含量低至67.41%，T23含量高達30.36%，水分的流動性升高，加速微生物的生長繁殖，品質隨之下降。而處理組的T22含量均保持在70%以上，且在貯藏期間T23含量始終低于CK，表明SAEW和RE處理能抑制微生物生長代謝，保持肌肉組織結構的完整性，從而提高樣品貯藏期間的保水性能。

表3 不同處理方式對鱸魚片冷藏過程中各組分水分比例 單位：%

MRI可通過圖像的亮暗反映樣品的水分含量及分布；該圖像采用的是1H質子密度加權偽彩圖。一般而言，MRI圖像中的紅色代表高質子密度區域，即該部分的水含量較高[29]。

由圖6可知，在貯藏過程中，不同組別樣品的MRI圖像逐漸由鮮紅色轉變為暗黃色，CK組樣品成像亮度的衰減程度較處理組快，表明魚肉肌肉失水，導致魚肉腐敗。張溪等[24]在用SAEW對南美白對蝦進行保鮮的研究中發現，SAEW可減緩不易流動水轉移為自由水的速率。其中，實驗結果與LF-NMR的變化一致，表明SAEW、RE及SAEW+RE處理均能延緩細胞中水分移動及自由水生成速率，其中以SAEW+RE處理的作用效果最為顯著，說明SAEW+RE能有效延長鱸魚的貯藏期。

圖6 不同處理方式鱸魚片冷藏期間的核磁共振成像圖Fig.6 Pseudo color of 1H-MRI of Lateolabrax japonicas fillets with different treatments during refrigerated storage

3 結論

與CK組樣品相比，SAEW+RE聯合處理可有效延緩鱸魚片在冷藏期間的微生物、pH、TVB-N、TPA等指標升高，減緩TBA值的上升，抑制其脂肪氧化，改善產品的感官品質。同時，還能減緩其貯藏期間的水分流失。其中，CK、SAEW、RE與SAEW+RE組樣品的冷藏貨架期分別為10、14、14和16 d。與CK相比，SAEW與5.0 g/L RE聯合處理使鱸魚片的冷藏貨架期延長6 d。因此，SAEW與RE結合，可充分發揮其抑菌和抗氧化作用，使SAEW保鮮技術在鱸魚流通中得到有效應用，在水產品保鮮中具有一定應用前景。