水分活度降低劑對半干武昌魚品質的影響

摘 要：以半干武昌魚為研究對象，通過測定水分活度（water activity，aw）、水分狀態、菌落總數（total viable counts，TVC）、酵母菌總數、總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值及感官評分，研究不同aw降低劑對半干武昌魚水分狀態及品質的影響。結果表明：aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚的aw、水分狀態及理化指標有顯著影響，且添加量的影響大于種類；海藻糖、山梨糖醇和丙三醇對半干武昌魚的aw均有一定的降低作用，丙三醇對aw的降低效果最好，添加6%丙三醇時，可將半干武昌魚的aw從0.917降低至0.873；隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌魚肉的T22顯著減小（P＜0.05），T23無顯著差異（P＞0.05），其不易流動水比例顯著增加（P＜0.05），而自由水比例顯著降低（P＜0.05）；相對于對照組，隨著aw降低劑添加量的增加，半干武昌魚的TVC、酵母菌總數、TVB-N含量、TBARS值均顯著降低（P＜0.05），其中6%丙三醇組的各項指標最優。aw降低劑的添加可有效降低水分自由度和流動性，減緩半干武昌魚品質劣變。

關鍵詞：半干武昌魚；水分活度降低劑；水分狀態；不易流動水；品質

Effect of Water Activity-Lowering Agents on the Quality of Semi-Dried Blunt Snout Bream

FANG Xiaoyu1， XUE Yike1， XIONG Shanbai1，2， YIN Tao1，2， LIU Ru1，2， YOU Juan1，2，*

（1. College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China;

2. National Ramp;D Branch Center for Conventional Freshwater Fish Processing （Wuhan）， Wuhan 430070， China）

Abstract： The effect of different water activity （aw）-lowering agents on the water state and quality of semi-dried blunt snout bream was studied by measuring its aw， water state， total viable counts （TVC）， yeast count， total volatile basic nitrogen （TVB-N） content， thiobarbituric acid reactive substances （TBARS） value， and sensory scores. The results showed that the type and amount of aw-lowering agents had a significant impact on the aw， water state and physicochemical indicators of semi-dried blunt snout bream， the latter effect being more pronounced than the former one. Trehalose， sorbitol and glycerol reduced the aw， glycerol being the most effective among the aw-lowering agents. When 6% glycerol was added， the aw was reduced from 0.917 to 0.873. With increasing amounts of added trehalose， sorbitol and glycerol， the T22 significantly decreased （P lt; 0.05）， but the T23 did not significantly change. The proportion of immobilized water increased significantly

（P lt; 0.05）， whereas the proportion of free water decreased significantly （P lt; 0.05）. Relative to the control group， the TVC， yeast count， TVB-N content， and TBARS value were significantly reduced （P lt; 0.05） with increasing addition of aw-lowering agents， and the optimal values of these parameters were obtained with the addition of 6% glycerol. To sum up， the addition of

aw-lowering agents could effectively reduce water freedom and fluidity and slowed down the quality deterioration of semi-dried blunt snout bream.

Keywords： semi-dried blunt snout bream; water activity-lowering agents; water state; immobilized water; quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129

中圖分類號：TS254.4" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2024）08-0048-08

引文格式：

房曉宇， 薛祎珂， 熊善柏， 等. 水分活度降低劑對半干武昌魚品質的影響[J]. 肉類研究， 2024， 38（8）： 48-55. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129." "http：//www.rlyj.net.cn

FANG Xiaoyu， XUE Yike， XIONG Shanbai， et al. Effect of water activity-lowering agents on the quality of semi-dried blunt snout bream[J]. Meat Research， 2024， 38（8）： 48-55. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240531-129." "http：//www.rlyj.net.cn

武昌魚（Megalobrama amblycephala），學名團頭魴，原產于湖北省鄂州市梁子湖，是我國優良淡水魚養殖品種之一，因毛主席的詩句“才飲長沙水，又食武昌魚”遐邇聞名[1-2]。2022年我國鳊魴養殖總產量為76.73萬 t[3]，同大多數淡水魚一樣，捕撈后的武昌魚仍以鮮活零售為主，由于其較高的水分含量和豐富的營養物質使其極易腐敗變質，這在一定程度上限制了武昌魚的銷售[4]。半干魚制品是水分含量介于鮮魚和全干魚制品之間的一類深加工產品，能較好保持生鮮魚原有的品質，且干燥時間短、加工效率高，受到生產者和消費者的歡迎[5]。將武昌魚通過腌制和干燥加工成為半干武昌魚一方面可以延長其貨架期，另一方面其在腌制和干燥過程中蛋白質和脂肪等的化學反應會產生醛類、酮類和醇類等揮發性化學物[6]，賦予其半干魚特征風味，有助于提高產品特色，滿足市場需求[7]。

水分活度（water activity，aw）是衡量食品穩定性的重要指標，干燥是最常見和最直接的降低aw的方式[8]。然而，若干燥程度太大，得到的產品口感較硬，品質差[9]，因此，在不降低水分含量的情況下降低aw有利于保持產品品質，同時增強其貯藏性。aw降低劑是一類具有極性基團、親水性較強的物質[10]。aw降低劑在肉制品中已被證明有良好的降低aw能力。研究較多的應用于肉制品中的aw降低劑包括氯化鈉、丙二醇、丙三醇、復合磷酸鹽、海藻糖等。例如，Giannakourou等[11]的研究結果顯示，用30%、40%和45%的丙三醇預處理鰻魚片，可以顯著降低鰻魚片的aw。蔡一芥等[12]在即食魚糜片的配方中添加不同含量的山梨糖醇和海藻糖，發現山梨糖醇和海藻糖均可以降低魚糜片的aw，且添加量越大，魚糜片aw降低程度越大。劉世永[13]研究發現，添加4%海藻糖、0.3%檸檬酸、2%丙三醇可以使半干魷魚制品aw最低，且半干魷魚制品的感官品質和口感均未受到影響。然而在半干魚制品中，aw降低劑的研究多集中于其降低aw能力及最佳aw降低劑組合[13-14]，添加aw降低劑對半干武昌魚水分狀態和品質的影響鮮有報道。

因此，本研究以武昌魚為對象，在腌制過程中添加海藻糖（糖類）、山梨糖醇（糖醇類）和丙三醇（醇類）3 種aw降低劑，通過測定半干武昌魚的aw、水分狀態、菌落總數（total viable counts，TVC）、酵母菌總數、總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值及感官評分，研究不同aw降低劑對半干武昌魚水分狀態及品質的影響，旨在為半干魚制品加工和品質控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活武昌魚（（400±25）g/尾，共30 尾）購于湖北荊門掇刀欣輝農貿市場。

丙三醇 廣州康本生物科技有限公司；海藻糖" "德州匯洋生物科技有限公司；山梨糖醇 石家莊瑞雪制藥有限公司；平板計數瓊脂、孟加拉紅瓊脂 青島海博生物技術有限公司；氯化鈉、三氯乙酸、硼酸、氧化鎂、鹽酸、亞甲基藍、乙二胺四乙酸二鈉、2-硫代巴比妥酸、1，1，3，3-四乙氧基丙烷 國藥集團化學試劑有限公司；甲基紅指示劑 永華化學股份有限公司。

1.2 儀器與設備

ZGR-C真空滾揉機 諸城市新三禾機械廠；YCFZD-2HP冷風干燥箱 杭州歐易電器有限公司；HVC-610S/4C真空包裝機 華聯機械集團；HD-1360超凈工作臺 哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司；SHP-350生化培養箱 上海精宏實驗設備有限公司；UV2600A紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；HBD5-MS2100Wa aw測試儀 北斗星工業化學研究所；NMI20-025V-I核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 半干武昌魚加工工藝流程

參考李慧蘭[15]的方法并稍做修改。工藝流程包括原料預處理→腌制→干燥→包裝→成品。操作要點如下：1）原料預處理：取鮮活武昌魚宰殺，開背，去鱗、鰓、內臟及腹部黑膜，從背部沿主骨部位一分為二，分成2 片，洗凈后瀝干表面水分，將30 尾武昌魚隨機分為10 組，每組3 尾；2）腌制：將洗好的魚按照料液比1∶1（g/mL）置于食鹽添加量4%（按魚體質量計，下同）的溶液中腌制，加入不同種類、不同添加量的aw降低劑，真空度0.08 MPa，先真空滾揉10 min后，再真空靜置20 min；3）干燥：將腌制好的魚瀝干后，放入冷風干燥箱，溫度設置為10 ℃、相對濕度設置為40%，干燥至水分質量分數60%停止干燥；4）包裝：真空包裝。

1.3.2 實驗設計

參考文獻[10，13，16]，最終選擇在4%食鹽腌制基礎上，在腌制工藝中分別添加2%、4%、6%（按魚體質量計）的海藻糖、山梨糖醇和丙三醇3 種aw降低劑，aw降低劑添加量為0%作為對照組。樣品于20 ℃恒溫貯藏24 h后測定相關指標。

1.3.3 aw測定

aw測試儀預熱20 min，取約0.5 g剪碎的魚肉樣品平鋪于測量皿中，將測量皿放入樣品池內，扣緊蓋子進行測量，測量結束后，記錄讀數。

1.3.4 水分狀態測定

參考朱燁[17]的方法，使用核磁共振成像分析儀，選擇分析應用軟件，測定弛豫時間后可分析水分狀態。測試前先裝入標準水膜，用Q-FID序列校準，樣品的T2（自旋-自旋馳豫時間）信號由CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列采集，設定的參數為：共振頻率20 MHz，磁體溫度32 ℃，采樣頻率100 kHz，模擬增益20.0 db，90°脈寬8.52 μs，數字增益3，采樣點數240 028，重復采樣間隔時間2 000 ms，回波時間1 ms，前放檔位次數2，180°脈寬16.48 μs，累計次數8，回波個數2 400。所得的圖為指數衰減曲線，將T2衰減曲線代入弛豫模型，進行Bi-指數擬合并反演，反演結果作歸一化處理。取魚肉背部肌肉進行測定，每組樣品3 個平行。

1.3.5 TVC測定

參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》的方法進行微生物計數。

1.3.6 酵母菌、霉菌總數測定

參照GB 4789.15—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數》進行霉菌和酵母菌計數。

1.3.7 TVB-N含量測定

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》，采用半微量定氮法測定樣品TVB-N含量。

1.3.8 TBARS值測定

參照GB 5009.181—2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》中第二法分光光度法測定樣品中丙二醛的含量。

1.3.9 感官評價

參考于美娟等[18]的方法對半干武昌魚進行感官評價。挑選經過培訓的12 名食品科學專業碩士生進行感官評定實驗，對半干武昌魚的色澤、氣味、滋味、組織形態和咀嚼性進行評分，每項總分為100。感官評價標準如表1所示，感官總分=色澤評分×0.2＋氣味評分×0.2＋滋味評分×0.2＋組織形態評分×0.2＋咀嚼性評分×0.2。

總分為100被認為感官品質最優，低于40被認為感官品質不可接受。樣品熟制方法：置于沸水中蒸制10 min。

1.4 數據處理

實驗數據平行測定3 次。所有指標均采用Excel 2010進行數據處理，結果均以平均值±標準差表示。采用IBM SPSS 22.0進行顯著性分析，P＜0.05時認為差異顯著，并用GraphPad Prism9作圖。采用Origin 2021繪制低場核磁共振圖譜。

2 結果與分析

2.1 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚aw的影響

aw不僅是微生物活動的重要影響因素，還會影響食品中酶促反應及非酶促反應等，進而影響食品品質[19-20]。

此外，aw與食品貯藏穩定性也有密切聯系，因此，控制食品的aw對食品保藏具有重要意義[21]。由表2可知，aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚aw均有極顯著影響（P＜0.01），aw降低劑添加量對aw的影響大于aw降低劑種類對aw的影響。由圖1可知，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇對半干武昌魚的aw均有一定的降低作用，且隨著添加量的增加，半干武昌魚的aw不斷降低。其中，丙三醇對aw的降低效果最好，添加6%丙三醇時，半干武昌魚的aw從0.917降低至0.873，其次是山梨糖醇，降低效果最弱的是海藻糖。Liu Chunli等[22]在火腿中也發現了丙三醇良好的降低aw能力，與本研究結果相符。此外，在大菱鲆即食食品[16]、半干豬肉干[10]、半干羅非魚[23]、即食半干鴨肉粒[24]、半干即食海蜇[25]、豬肉糜脯[26]、雞肉干[27]、即食蝦仁[28]中也報道過海藻糖、山梨糖醇、丙三醇的添加可以降低肉制品的aw。

小寫字母不同表示同種aw降低劑不同添加量間差異顯著（P＜0.05）；大寫字母不同表示相同添加量下不同aw降低劑差異顯著（P＜0.05）。圖4～7同。

2.2 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚水分狀態的影響

利用低場核磁共振技術研究半干武昌魚中水分的分布狀態和遷移規律，通常用T2表征食品中水分存在狀態，T2越大，水分子與物料結合越松散，水分自由度越大，反之，T2越小，水分子與物料結合越緊密，水分自由度越小[29]。根據弛豫時間不同可將水分狀態分為結合水（T21，0～10 ms）、不易流動水（T22，10～100 ms）和自由水（T23，100～1 000 ms）[30]。如圖2所示，對照組樣品及大部分實驗組樣品中包括T22和T23 2 個峰，即半干武昌魚中水分主要以不易流動水和自由水存在，其中，不易流動水是半干武昌魚中占比最多的水分。該結果與半干河鲀魚片水分狀態結果相似[31]。此外，在添加4%山梨糖醇、6%山梨糖醇、4%丙三醇和6%丙三醇的樣品中檢測出少量結合水，這表明添加一定量的山梨糖醇和丙三醇可以改變半干武昌魚的水分狀態，這會一定程度影響半干武昌魚aw。

由表2可知，aw降低劑種類及添加量對T22均有極顯著影響（P＜0.01），對T23均無顯著影響（P＞0.05），且aw降低劑添加量對T22和T23的影響大于aw降低劑種類對其的影響。進一步分析表3數據可知，隨著海藻糖和山梨糖醇添加量的增加，T22顯著減小（P＜0.05），T23無顯著差異（P＞0.05）。弛豫時間減小表明添加海藻糖和山梨糖醇的半干武昌魚中水分與物料結合更緊密，水分自由度和流動性降低，這與aw降低的結果相一致。有研究發現在發酵香腸[32]和咸肉[33]中添加山梨糖醇可以使弛豫時間T2減小。丙三醇和山梨糖醇屬于多羥基醇類物質，多羥基結構能使其與水分子以氫鍵的形式結合[34]，從而降低水分的流動性，減小弛豫時間T2，降低aw。隨著丙三醇添加量的增加，T22總體上不斷減小，但變化不顯著，T23無顯著差異（P＞0.05），值得注意的是，當丙三醇添加量大于4%時，樣品中可以檢測出T21，這表明丙三醇的添加可以促進水分子與魚肉蛋白等結合更加緊密。

峰面積比例是指每部分水的峰面積與總峰面積的比值[35]。由表2可知，aw降低劑種類及添加量對P22、P23均有極顯著影響（P＜0.01），且aw降低劑添加量對P22、P23的影響大于aw降低劑種類對P22、P23的影響。由圖3可知，隨著海藻糖、山梨糖醇及丙三醇添加量的增加，不易流動水的峰面積占比P22明顯增加，而自由水峰面積比例P23明顯降低。在一項糖醇代替蔗糖對豬肉脯水分分布的影響分析中發現，與對照組相比，糖醇類物質代替組自由水峰面積比例降低，結合水和不易流動水的峰面積比例增加[36]。

綜上，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇的添加改變了半干武昌魚的水分狀態，降低了其自由水比例，增加了不易流動水比例，顯著降低半干武昌魚的aw。海藻糖、山梨糖醇和丙三醇是較為常見的應用于肉制品中的多羥基類aw降低劑，其分子結構中含有的羥基能夠通過氫鍵與水分子相互作用，有效束縛自由水，降低水分流動性。此外，丙三醇可以與肉制品中的蛋白質和脂肪結合，增加極性基團[16]，促進半干武昌魚魚肉中自由水轉變為不易流動水和結合水，從而有效降低aw。

2.3 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚TVC的影響

微生物的生長代謝是引起食品腐敗變質的重要因素之一，TVC是衡量水產品新鮮度的常用指標[37]。將aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚TVC的影響結果進行雙因素方差分析，由表2可知，aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚TVC均有極顯著影響（P＜0.01），aw降低劑添加量對TVC的影響大于aw降低劑種類對其的影響。由圖4可知，隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不斷增加，TVC均顯著減少（P＜0.05），這表明aw降低劑的添加可以減緩細菌的生長。未添加aw降低劑的半干武昌魚TVC為7.49（lg（CFU/g）），添加6%丙三醇的半干武昌魚TVC為6.02（lg（CFU/g）），比對照組降低1.47（lg（CFU/g））。丙三醇對半干武昌魚中細菌生長的抑制作用最強，其次是山梨糖醇和海藻糖。Giannakourou等[11]研究發現，45%丙三醇滲透處理可以降低鰻魚片中微生物初始負荷，顯著延緩低溫貯藏期間鰻魚片中微生物生長。此外，在豬肉糜脯[26]、雞肉干[27]、即食魚糜片[12]中添加山梨糖醇也可以有效降低TVC。這些結果與本研究結果較為一致。aw降低劑的添加降低了微生物數量，這主要是因為aw降低后，微生物可以利用的水減少，從而生長受到限制。

2.4 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚酵母菌、霉菌總數的影響

由表2可知，aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚酵母菌總數均有極顯著影響（P＜0.01），aw降低劑種類對酵母菌總數的影響大于aw降低劑添加量對其的影響。由圖5可知，隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不斷增加，酵母菌總數均顯著減少（P＜0.05），這表明aw降低劑的添加對半干武昌魚中酵母菌的生長有一定的抑制作用。添加6%丙三醇的半干武昌魚酵母菌總數最小，為3.95（lg（CFU/g）），比對照組降低1.14（lg（CFU/g））。

張雪青[38]的研究結果表明，醇類物質的添加可以抑制半干面中酵母菌和霉菌的生長，與本研究結果較為一致。本研究所有被測試樣品中均無霉菌檢出，這可能是由于霉菌屬于好氧微生物，真空包裝可有效抑制好氧微生物的生長繁殖[39]。

2.5 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚TVB-N含量的影響

TVB-N是指蛋白質在微生物和內源酶的作用下分解產生的氨及胺類等堿性含氮物質，是評價水產品新鮮度的主要指標[40]。由表2可知，aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚TVB-N含量均有極顯著影響（P＜0.01），aw降低劑添加量對TVB-N含量的影響大于aw降低劑種類對其的影響。由圖6可知，隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不斷增加，TVB-N含量均顯著降低（P＜0.05），這表明aw降低劑的添加可以減緩半干武昌魚貯藏期間TVB-N含量的增加，其中丙三醇抑制TVB-N含量增加的效果最好。這可能是由于aw降低劑有效降低了半干武昌魚aw，抑制了微生物生長繁殖，從而減少魚肉蛋白質的降解，減緩TVB-N含量的增加。

2.6 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚TBARS值的影響

魚肉中的不飽和脂肪酸氧化分解得到的丙二醛和TBARS可以生成穩定的復合物，因此TBARS值表示的是脂肪氧化產生的丙二醛含量。TBARS值常被廣泛用作衡量水產品中脂肪氧化程度的指標[41]。由表2可知，aw降低劑種類和添加量對半干武昌魚TBARS值均有極顯著影響（P＜0.01），aw降低劑添加量對TBARS值的影響大于aw降低劑種類對其的影響。由圖7可知，隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的不斷增加，TBARS值均顯著降低（P＜0.05），這表明aw降低劑的添加可以減緩半干武昌魚貯藏期間脂肪氧化，相似的aw降低劑可以減緩TBARS值增加的研究結果在豬肉糜脯[26]、混合肉糜脯[42]和冷藏雞柳[43]中也有報道。相對來說，丙三醇減緩半干武昌魚脂肪氧化的能力優于海藻糖和山梨糖醇。這可能是因為aw降低，脂肪酶活性降低，從而脂肪氧化程度降低。

2.7 aw降低劑種類及添加量對半干武昌魚感官評分的影響

由表4可知，海藻糖、山梨糖醇和丙三醇的添加量對半干武昌魚的色澤、氣味、組織形態和咀嚼性評分無顯著影響（P＞0.05），對滋味評分和總分有顯著影響（P＜0.05）。隨著海藻糖添加量的增加，半干武昌魚滋味評分和總分均呈現先增加后減小的趨勢。當海藻糖添加量為6%時，半干武昌魚的滋味評分顯著降低（P＜0.05），這主要是因為海藻糖添加量增加至6%時，半干武昌魚的滋味變差，咸味幾乎沒有。其中，添加4%海藻糖的半干武昌魚滋味評分（85.83）和總分（84.83）最高。隨著山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌魚滋味評分和總分均呈現顯著增加的趨勢（P＜0.05），這是由于山梨糖醇和丙三醇本身略帶甜味，在一定的添加量范圍內，對半干武昌魚的滋味有增進作用。添加6%山梨糖醇和6%丙三醇的半干武昌魚感官評分總分最高，分別為85.73和86.23。綜上，添加6%丙三醇最有利于半干武昌魚的感官評分。

3 結 論

aw降低劑的種類和添加量對半干武昌魚的aw、水分狀態和理化指標均有顯著影響，且添加量的影響大于種類。隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌魚aw均逐漸降低，降低aw的能力為丙三醇＞山梨糖醇＞海藻糖。水分狀態結果顯示，隨著海藻糖、山梨糖醇和丙三醇添加量的增加，半干武昌魚T22不斷減小，T23無顯著差異（P＞0.05），不易流動水比例顯著增加（P＜0.05），而自由水比例顯著降低（P＜0.05）。相對于對照組，添加aw降低劑的處理組樣品中TVC和酵母菌總數、TVB-N含量、TBARS值均隨著添加量的增加而顯著降低（P＜0.05）。aw降低劑的添加可有效降低水分自由度和流動性，減緩半干武昌魚品質劣變。

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