超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响

赵宏强 吴金鑫 张苑怡 蓝蔚青 刘书成 孙晓红 谢晶

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超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响

    作者简介: 赵宏强(1990—), 男,硕士研究生,主要从事水产品保鲜技术研究.E-mail:374990969@qq.com;
    通讯作者: 蓝蔚青, wqlan@shou.edu.cn ; 谢晶, jxie@shou.edu.cn
  • 基金项目: 上海市科委工程中心能力提升项目 16DZ2280300

    广东海洋大学广东省水产品加工与安全重点实验室开放课题 GDPKLAPPS1504

  • 中图分类号: O521.9;S983

Effect of High Pressure Processing on Quality and Structure of Lateolabrax Japonicus Fillets during Cold Storage

    Corresponding author: LAN Wei-Qing, wqlan@shou.edu.cn ;XIE Jing, jxie@shou.edu.cn
  • CLC number: O521.9;S983

  • 摘要: 为研究超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响,将新鲜鲈鱼片经不同超高压(200、250、300MPa,保压时间9min)处理后,置于4℃条件下贮藏。分别于0、4、8、11、13、15d进行样品的理化指标(pH值、硬度、持水力、硫代巴比妥酸(TBA)值、挥发性盐基氮(TVB-N)值)和微生物指标(菌落总数)测定,并结合低场核磁共振技术表征其水分迁移状态,辅以外观及微观结构观察,进行指标间的相关性分析,以综合评价超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响。结果显示:随着贮藏时间的延长,样品的pH值呈先降后升的变化趋势,压力大小与pH值变化正相关,与硬度值、持水力负相关;超高压处理能抑制样品的TBA值、TVB-N值及菌落总数的上升,压力越高,抑制效果越显著。低场核磁共振技术结合持水力数据显示:超高压处理后鱼肉水分迁移变化明显;随着压力的增大,鱼肉样品表面呈乳白色,蒸煮效果显著。观察样品肌肉组织的微观结构得出,经超高压处理后,鱼体肌肉组织变得模糊,肌纤维结构紧致无序,其中300MPa处理组样品呈明显凝胶状。超高压处理能抑制样品的脂肪氧化和微生物生长,但会对样品外观、色泽及持水力产生不利影响。进行指标间的相关性分析得到,TVB-N、TBA值和菌落总数能作为判断鲈鱼鲜度的重要指标。比较各组别间的结果差异性,以250MPa、9min超高压处理的综合评价效果相对较好,能使鲈鱼片的冷藏货架期至少延长4d。
  • 图 1  超高压处理对冷藏鲈鱼片pH值变化的影响

    Figure 1.  Effect of HPP on pH value in Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    图 2  超高压处理对冷藏鲈鱼片持水力变化的影响

    Figure 2.  Effect of HPP on WHC of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    图 3  超高压处理对冷藏鲈鱼片TVB-N值变化的影响

    Figure 3.  Effect of HPP on TVB-N value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    图 4  超高压处理对冷藏鲈鱼片TVC值变化的影响

    Figure 4.  Effect of HPP on TVC value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    图 5  超高压处理对冷藏鲈鱼片弛豫时间(T2)的影响

    Figure 5.  Effect of HPP for T2 relaxation time in Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    图 6  超高压处理后冷藏鲈鱼片的核磁共振伪彩图(0d)

    Figure 6.  Effect of HPP on pseudo color of 1H MRI of Lateolabrax japonicas fillets (0d)

    图 7  超高压处理对冷藏鲈鱼片外观的影响(0d)

    Figure 7.  Effect of HPP on appearance of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage (0d)

    图 8  超高压处理对冷藏鲈鱼片微观结构变化的影响(0d,放大率:6000)

    Figure 8.  Effect of HPP on microstructure of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage (0d, magnification:6000)

    表 1  超高压处理对冷藏鲈鱼片硬度变化的影响

    Table 1.  Effect of HPP on hardness of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    Storage days/
    (d)
    Hardness/(N)
    0.1MPa 200MPa HPP 250MPa HPP 300MPa HPP
    0 12.31±0.49aC 16.15±0.68aB 16.93±0.70aAB 18.18±0.96aA
    4 11.19±1.21aB 12.68±1.33bcB 15.31±0.71bA 16.08±0.53bA
    8 11.27±2.41aB 13.79±1.57bAB 15.02±0.78bA 16.52±1.20bA
    11 10.34±0.73abC 11.37±0.73cBC 12.07±0.71cB 13.45±0.77cA
    13 8.64±0.50bA 8.74±0.93dA 9.10±1.10dA 10.17±0.77dA
    15 6.64±0.07bAB 7.64±0.90dA 6.13±0.92eB 7.69±0.19eA
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    表 2  超高压处理对冷藏鲈鱼片TBA值变化的影响

    Table 2.  Effect of HPP on TBA value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    Storage days/
    (d)
    TBA value/(mg/kg)
    0.1MPa 200MPa HPP 250MPa HPP 300MPa HPP
    0 0.37±0.03dA 0.43±0.10cA 0.43±0.04bA 0.46±0.15bcA
    4 0.59±0.02cdA 0.51±0.03cA 0.68±0.04bA 0.25±0.09cB
    8 0.78±0.06bcA 0.62±0.06bcA 0.62±0.03bA 0.40±0.05bcB
    11 0.81±0.02bcA 0.77±0.07bA 0.61±0.09bA 0.63±0.05abA
    13 1.01±0.06bA 0.82±0.12bA 0.80±0.23bA 0.79±0.03aA
    15 2.10±0.22aA 1.29±0.05aB 1.24±0.14aBC 0.83±0.03aC
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    表 3  样品贮藏期间各指标相关性的分析

    Table 3.  Correlation analysis among parameters of each group during cold storage

    Group Variables TVB-N pH TBA WHC TVC Hardness
    0.1MPa TVB-N 1.000 0.822** 0.806** 0.935** 0.951** -0.579*
    pH 1.000 0.784** -0.652** 0.765** -0.280
    TBA 1.000 -0.691** 0.829** -0.701**
    WHC 1.000 -0.921** 0.682**
    TVC 1.000 -0.672**
    Hardness 1.000
    200MPa TVB-N 1.000 0.667** 0.834** -0.835** 0.927** -0.777**
    pH 1.000 0.654** -0.294** 0.522** -0.699**
    TBA 1.000 -0.729** 0.811** -0.717**
    WHC 1.000 -0.924** 0.627**
    TVC 1.000 -0.748**
    Hardness 1.000
    250MPa TVB-N 1.000 0.546* 0.645** -0.835** 0.880** -0.390**
    pH 1.000 0.232** 0.017 0.251 -0.468
    TBA 1.000 -0.627** 0.718** -0.431
    WHC 1.000 -0.907** -0.109
    TVC 1.000 -0.355
    Hardness 1.000
    300MPa TVB-N 1.000 0.428 0.758** -0.600** 0.793** -0.522*
    pH 1.000 0.581* 0.340 0.112 -0.512*
    TBA 1.000 -0.331 0.588* -0.391
    WHC 1.000 -0.848** 0.267
    TVC 1.000 -0.125
    Hardness 1.000
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    [19] 邓佶睿刘方明刘银娟刘进贺端威 . 透明陶瓷的超高压制备研究进展. 高压物理学报, 2018, 32(1): 010104-1-010104-1-15. doi: 10.11858/gywlxb.20170598
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-03
  • 录用日期:  2017-04-17
  • 刊出日期:  2017-08-25

超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响

    作者简介:赵宏强(1990—), 男,硕士研究生,主要从事水产品保鲜技术研究.E-mail:374990969@qq.com
    通讯作者: 蓝蔚青, wqlan@shou.edu.cn
    通讯作者: 谢晶, jxie@shou.edu.cn
  • 1. 上海海洋大学食品学院,上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306
  • 2. 广东海洋大学食品科技学院,广东湛江 524088
基金项目:  上海市科委工程中心能力提升项目 16DZ2280300广东海洋大学广东省水产品加工与安全重点实验室开放课题 GDPKLAPPS1504

摘要: 为研究超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响,将新鲜鲈鱼片经不同超高压(200、250、300MPa,保压时间9min)处理后,置于4℃条件下贮藏。分别于0、4、8、11、13、15d进行样品的理化指标(pH值、硬度、持水力、硫代巴比妥酸(TBA)值、挥发性盐基氮(TVB-N)值)和微生物指标(菌落总数)测定,并结合低场核磁共振技术表征其水分迁移状态,辅以外观及微观结构观察,进行指标间的相关性分析,以综合评价超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响。结果显示:随着贮藏时间的延长,样品的pH值呈先降后升的变化趋势,压力大小与pH值变化正相关,与硬度值、持水力负相关;超高压处理能抑制样品的TBA值、TVB-N值及菌落总数的上升,压力越高,抑制效果越显著。低场核磁共振技术结合持水力数据显示:超高压处理后鱼肉水分迁移变化明显;随着压力的增大,鱼肉样品表面呈乳白色,蒸煮效果显著。观察样品肌肉组织的微观结构得出,经超高压处理后,鱼体肌肉组织变得模糊,肌纤维结构紧致无序,其中300MPa处理组样品呈明显凝胶状。超高压处理能抑制样品的脂肪氧化和微生物生长,但会对样品外观、色泽及持水力产生不利影响。进行指标间的相关性分析得到,TVB-N、TBA值和菌落总数能作为判断鲈鱼鲜度的重要指标。比较各组别间的结果差异性,以250MPa、9min超高压处理的综合评价效果相对较好,能使鲈鱼片的冷藏货架期至少延长4d。

English Abstract

    • 鲈鱼(Lateolabrax japonicus)又名鲈板、花鲈、四肋鱼等,属鲈形目鲈科鲈属经济鱼类,主要分布于太平洋西部及中国沿海,其中又以黄海、渤海较多。其肉质鲜嫩,营养价值丰富,体内富含蛋白质、VA、VB、钙、镁、锌、硒等营养元素,具有补肝肾、益脾胃、化痰止咳的功效,深受广大消费者喜爱[1]。然而,由于鲈鱼肉中营养物质和水分含量高,鱼体组织易受内源酶及微生物的影响,发生腐败变质。因此,极有必要采取相应处理技术延长其贮藏货架期。

      食品的常用保鲜方式主要有物理法和化学法。物理法多利用升温处理食品,可能会对热敏类营养成分的保持产生不利影响,而利用光波或电磁波等产生的能量处理食品会造成大量资源消耗。化学法中使用的化学杀菌剂可能会造成化学物质残留,从而对人体健康带来负面作用[2]。超高压处理(High Pressure Processing, HPP)是食品的冷处理方式,将食品物料放入一个高压容器内,以水、油等液体作为媒介传递压力,在超高压(100~1000MPa)下保持一定时间,引起食品中非共价键(如氢键、离子键、疏水键等)的形成或破坏,导致食品中的微生物菌体死亡及蛋白质变性等,从而起到杀菌钝酶、改善食品品质和延长货架期的目的[3]。近年来,国内外也有部分研究学者将HPP用于水产品的杀菌保鲜中。Cruz-Romero等[4]研究发现, 500MPa处理后,能使海鲈鱼肉中的半胱氨酸蛋白酶活性提高,300MPa处理后样品中组织蛋白酶活性减小。Karim等[5]对鳕鱼分别在200、250和300MPa下处理1min和3min后发现,处理组样品的挥发性盐基氮(Total Volatile Basic Nitrogen, TVB-N)值明显低于对照组。杨茜等[6]研究得出, 带鱼段经290MPa处理9min后,其TVB-N值低于对照组,且能使带鱼段的冷藏货架期达12d。Erkan等[7]研究发现,3℃、250MPa处理5min和25℃、250MPa处理10min,均能使鲑鱼在2℃条件下的货架期达8周,而对照组仅为6周。

      本研究对新鲜鲈鱼片进行超高压处理,并在4℃条件下冷藏,通过测试其理化指标,包括pH值、硬度、持水力(Water Holding Capacity,WHC)、硫代巴比妥酸值(Thiobarbituric Acid, TBA)值、TVB-N值,及微生物指标菌落总数(Total Viable Count,TVC),并结合低场核磁共振(Low Field-Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR)技术,辅以外观及微观结构观察,进行指标间的相关性分析,以综合评价超高压处理对冷藏鲈鱼片品质及组织结构变化的影响。

    • 鲜活鲈鱼购于上海市浦东新区农工商超市,体重(500±50)g,体长(28±2)cm。

    • 生理盐水、琼脂培养基、轻质氧化镁、0.09mol/L HCl溶液、溴甲酚绿-甲基红混合指示剂、40g/L硼酸溶液、200g/L三氯乙酸(Trichloroacetic Acid,TCA)、硫代巴比妥酸、2.5%(体积分数)戊二醛溶液、KCl试剂、无水乙醇、乙酸异戊酯等。

    • HPP.L2-600/2型超高压设备(天津华泰森淼生物工程技术有限公司)、Hitachi S-3400NⅡ型扫描电镜(上海日立高新技术有限公司)、AUW320型分析天平(日本岛津公司)、TGL-16M型台式高速冷冻离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)、722型可见分光光度计(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、TA.XT Plus型质构仪(英国Stable Micro System公司)、FJ200-S型数显高速均质机(杭州齐威仪器有限公司)、SW-CJ-1D型单人净化工作台(苏州净化设备有限公司)、Kjeltec2300型凯氏定氮仪(丹麦FOSS公司)、LDZM-40KCS-Ⅲ型立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂)、DNP-9002BS-Ⅲ型电热恒温培养箱(上海新苗医疗器械制造有限公司)、HH-6型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)、JX-05型拍打式无菌均质器(上海净信实业发展有限公司)、DZ-400-2D型真空包装机(温州市鹿城区黄龙华能机械厂)、MesoMR23-060H-1型低场核磁共振仪(上海纽迈电子科技有限公司)等。

    • 将鲜活鲈鱼运回实验室,放入盛满碎冰的泡沫箱中,使其窒息死亡,然后经去头、去尾、去内脏和去皮处理,用蒸馏水洗净沥干。将预处理好的鲈鱼片随机装入真空包装袋内,进行真空包装,抽气速率为20m3/h,抽气时间10s,电热封口时间1.5s。从样品猝死到前处理结束,全过程在15min内完成。将包装完成的样品分为4组,参考Truong等[8]与杨茜等[6]的方法,超高压处理组的压力分别采用200、250和300MPa,以未处理样品为对照组(0.1MPa),保压时间均为9min。以水为媒介,升压速率为8MPa/s,卸压处理10s完成。将不同超高压处理后的样品分组放入冰箱中4℃贮藏,分别于0、4、8、11、13、15d进行各项指标测定。

    • 参考Ruiz-Capillas等[9]的方法,称取5g鲈鱼鱼肉,剁成肉糜,加入45mL蒸馏水搅拌后静置1h,用pH测定仪测定其pH值。将探头插入液面以下,待数值稳定后读数,每个样品做3次平行测试。

    • 参考李念文等[10]的方法,将鱼肉切成10mm×10mm×10mm的方块。测试条件为:平底柱形探头P/6;测前速率3mm/s,测试速率1mm/s,测后速率1mm/s,压缩程度50%,停留间隔5s;负重探头类型为Auto-5g;数据收集率为200。将样品平放于测试台,对硬度值进行6次平行测定。

    • 参照李念文等[10]的方法,取3g样品放在滤纸中进行包裹,置于离心管中,在3000r/min转速下离心10min,沥干表面的水分称重,重复3次,取平均值。

      $ {w_{{\rm{WHC}}}} = \left[ {1 - \left( {M - m} \right)/M} \right] \times 100\% $

      式中:wWHC代表持水力,M为样品初始质量(g),m为离心后样品质量(g)。

    • 参考Salih等[11]的方法,称取鱼肉5.00g加入50mL离心管,随后加入25mL 200g/L的三氯乙酸,均质1min,静置1h后放入冷冻离心机中以8690r/min离心10min,过滤,用蒸馏水定容至50mL,取滤液5mL加入0.02mol/L的TBA溶液5mL混匀,在沸水浴中煮沸20min进行显色反应,对冷却后的溶液用分光光度计测定其在532nm波长处的吸光度(A)值。TBA值以丙二醛(MDA)的质量分数表示,单位为mg/kg。

    • 参照国标GB 5009.228-2016[12]进行鲈鱼肉TVB-N值的测定。

    • 参照GB 4789.2-2010[13]进行样品菌落总数的测定。

    • 核磁共振横向弛豫时间T2采用CPMG序列(Carr-Purcell-Meiboom-Gill sequence)测定。质子共振频率为21MHz,测定温度为32℃[14]。参数如下:采样频率(SW)为100kHz,模拟增益(RG)为120,90°脉冲时间(P1)为18.00μs,数字增益(DRG1)为6,采样点数(TD)为400004,前置放大增益(PRG)为1,重复采样间隔时间(TW)取2000ms,累加次数(NS)为4,180°脉冲时间(P2)为34.00μs,回波时间(TE)为0.500ms,回波个数(NECH)为8000。得到的图像为指数衰减图形。取10g样品,为防止水分蒸发,用无核磁弛豫信号的保鲜膜封口后,再放入$ \emptyset $60mm的核磁管中,用分析仪对每个样品进行至少3次重复分析。

    • 参考Liu等[15]的方法,稍加修改,采用核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技术测定鱼肉的质子密度图谱。将样品包上保鲜膜后直接放入$ \emptyset $ 60mm核磁管中,随后放入MR-60核磁共振成像仪中做成像分析。通过MSE成像序列得到凝胶的质子密度成像,测定条件如下:重复等待时间(TR)为500ms,回波时间(TE)为18.2ms。使用拉莫尔定律$\nu = \gamma {B_0}/2\pi $ (其中:ν为进动频率,γ为磁旋比,B0为磁场强度)选择成像层面,对信噪比及图像清晰度进行调节,得到的成像图谱由8次扫描重复累加而成。质子密度图由纽迈公司提供的软件统一映射、伪彩。

    • 参考马海建等[16]的方法,略做改动。将鲈鱼鱼肉用刀片切成3.0mm×3.0mm×1.5mm大小的颗粒,加入2.5%的戊二醛溶液,4℃下固定24h,倾去固定液,用0.1mol/L、pH值为7.3的磷酸缓冲液漂洗样品3次,每次15min; 然后用体积分数30%、50%、70%、80%、90%、95%和100%的乙醇溶液对样品进行梯度洗脱,再用乙酸异戊酯置换乙醇; 最后将处理好的样品进行冷冻干燥,在离子溅射仪中喷金后进行扫描电镜观察,加速电压为20kV。

    • 实验数据均取3次平行实验的平均值,采用软件Origin Pro 8.5绘制曲线,数据间差异通过统计软件SPSS19.0中的Duncan新复极差法进行方差分析和多重比较,结果以平均值±标准偏差表示。

    • 水产品死后会经历初期的生理生化变化、死后僵硬、解僵、自溶和腐败的变化过程。僵直期间,鱼体内的糖原降解,产生大量乳酸等酸性物质,使鱼体内酸性物质增多,pH值下降[17];僵直期结束后,鱼肉在酶和微生物的作用下,蛋白质、氨基酸及含氮物质分解成氨类、胺等碱性物质,使其pH值升高,从而pH值呈现先降后升的变化过程[18]

      图 1可见,在贮藏初期,超高压处理组样品的pH值较对照组有所升高,且随着压力的增大,pH值呈上升趋势。这是由于超高压作用使鲈鱼中的某些蛋白质发生变性,引起肌肉细胞的部分破裂,细胞内容物外流,导致一些碱性氨基酸基团暴露,并与其中的酸性基团中和,导致pH值升高[19]。超高压影响贮藏期间鲈鱼片pH值的变化过程与徐永霞等[18]的研究结果类似。

      图  1  超高压处理对冷藏鲈鱼片pH值变化的影响

      Figure 1.  Effect of HPP on pH value in Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    • 硬度反映鱼肉保持形状的内部结合力。超高压处理后冷藏鲈鱼片的硬度变化见表 1,其中:同一列中,不同小写字母上标表示差异显著(P<0.05);同一行中,不同大写字母上标表示差异显著(P<0.05)。

      Storage days/
      (d)
      Hardness/(N)
      0.1MPa 200MPa HPP 250MPa HPP 300MPa HPP
      0 12.31±0.49aC 16.15±0.68aB 16.93±0.70aAB 18.18±0.96aA
      4 11.19±1.21aB 12.68±1.33bcB 15.31±0.71bA 16.08±0.53bA
      8 11.27±2.41aB 13.79±1.57bAB 15.02±0.78bA 16.52±1.20bA
      11 10.34±0.73abC 11.37±0.73cBC 12.07±0.71cB 13.45±0.77cA
      13 8.64±0.50bA 8.74±0.93dA 9.10±1.10dA 10.17±0.77dA
      15 6.64±0.07bAB 7.64±0.90dA 6.13±0.92eB 7.69±0.19eA

      表 1  超高压处理对冷藏鲈鱼片硬度变化的影响

      Table 1.  Effect of HPP on hardness of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

      表 1可以看出,超高压处理后,冷藏鲈鱼肉的硬度值呈上升趋势。对照组样品贮藏初期的硬度值为(12.31±0.49)N,与300MPa处理组样品差异显著(P<0.05)。200MPa与250MPa处理组样品间的硬度差异不显著(P>0.05),与Ramirez-Suarez等[20]的研究结果一致。这可能由于超高压处理促进分子间二硫键的形成,导致肌球蛋白分子发生聚集变性。随着货架期的延长,对照组和超高压处理组样品的硬度值均出现下降,这是由于贮藏时间延长会使鱼肉组织内的腐败菌大量繁殖,造成肌肉组织中的蛋白质变性,结构松散,从而导致鱼肉硬度降低,发生品质劣变。

    • 持水力表示在一定外力作用下,样品束缚自身或外加水分的能力[21]。水分是肌肉中的主要成分,水与大分子物质的相互作用决定持水力的大小,高压能影响肌肉中部分蛋白质的分子结构,从而改变蛋白质分子持留水分的能力[22]

      图 2可知,在贮藏期间,250MPa和300MPa处理组样品的持水力先升后降,且超高压处理组样品的持水力均低于对照组。这可能由于新鲜鲈鱼肌肉组织均匀,肌原纤维排列紧密,而超高压处理造成鲈鱼肌肉中部分蛋白质变性及肌原纤维结构变化,使持水力下降,与Lakshmanan等[23]超高压处理后冷藏鲑鱼的持水力变化结果相似。压力越大,鲈鱼鱼肉的持水力下降幅度越明显。雒莎莎[24]研究超高压处理鳙鱼发现,超高压能使肌原纤维间的空隙变大,这可能也是导致其持水力下降的原因之一。

      图  2  超高压处理对冷藏鲈鱼片持水力变化的影响

      Figure 2.  Effect of HPP on WHC of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    • 鱼肉在适当条件下会发生氧化酸败,不饱和脂肪酸经过氧化得到的降解产物丙二醛能与TBA反应生成稳定的粉红色化合物[6]。可根据吸光度的大小判断鱼肉脂肪的氧化程度,TBA值越大,表明水产品脂肪的氧化程度越严重。因此,TBA值可用于反映水产品中脂肪的氧化酸败程度,通常可作为表征水产品新鲜度的重要指标之一。表 2为不同处理方式的冷藏鲈鱼片在贮藏期间TBA值的变化情况, 其中:同一列中,不同小写字母上标表示差异显著(P<0.05);同一行中, 不同大写字母上标表示差异显著(P<0.05)。

      Storage days/
      (d)
      TBA value/(mg/kg)
      0.1MPa 200MPa HPP 250MPa HPP 300MPa HPP
      0 0.37±0.03dA 0.43±0.10cA 0.43±0.04bA 0.46±0.15bcA
      4 0.59±0.02cdA 0.51±0.03cA 0.68±0.04bA 0.25±0.09cB
      8 0.78±0.06bcA 0.62±0.06bcA 0.62±0.03bA 0.40±0.05bcB
      11 0.81±0.02bcA 0.77±0.07bA 0.61±0.09bA 0.63±0.05abA
      13 1.01±0.06bA 0.82±0.12bA 0.80±0.23bA 0.79±0.03aA
      15 2.10±0.22aA 1.29±0.05aB 1.24±0.14aBC 0.83±0.03aC

      表 2  超高压处理对冷藏鲈鱼片TBA值变化的影响

      Table 2.  Effect of HPP on TBA value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

      表 2可知,贮藏初期,各组别的TBA值差异性不显著(P>0.05)。这可能由于在短时间内压力未对鲈鱼肌肉细胞中的血红蛋白造成破坏,使其释放金属离子,故自动氧化反应不明显[25]。随着货架期的延长,对照组样品的TBA值显著升高(P<0.05),说明其脂肪氧化较严重。而超高压处理组鱼样的TBA值上升趋势明显缓于对照组,300MPa处理组样品尤其显著,由此可知超高压处理能较好地延缓鲈鱼片脂肪的氧化速度,延长鲈鱼的冷藏货架期。Senturk等[26]在超高压对大西洋鲭鱼影响的研究中发现,超高压处理能有效抑制鱼肉在贮藏期间TBA值的增长速率。随着贮藏时间的延长,压力越高,抑制作用越明显。

    • 挥发性盐基氮(TVB-N)是贮藏期间鱼肉中蛋白质等含氮物质在细菌和酶的作用下,分解产生氨类和胺等挥发性碱类含氮物质,是评价水产品新鲜度的重要指标。鲈鱼肉的TVB-N值小于13mg/100g为一级鲜度,TVB-N值大于30mg/100g则为已腐败[27]

      图 3可知,在贮藏前期,各组样品的TVB-N值增长缓慢,均在一级鲜度范围内。这可能由于鲈鱼鱼肉中的微生物还未适应环境,增长速度不明显。随着贮藏时间的延长,鱼肉处于自溶阶段,鱼肉中的微生物开始大量繁殖,产生胞外蛋白酶,氨基酸的脱酸脱氨反应造成胺类物质的大量产生,TVB-N值明显上升[28]。其中,对照组样品的TVB-N值在11d时达(28.27±2.37)mg/100g,已接近腐败,而超高压处理组样品的TVB-N值在15d时仍未达限值,说明超高压处理能明显延缓样品TVB-N值的升高,该结果与Bindu等[29]的研究结果一致。样品经超高压处理后,能在一定程度上杀灭部分微生物,且使部分酶失去活性,适当阻止了含氮物质的产生,抑制挥发性盐基氮含量的升高[30]

      图  3  超高压处理对冷藏鲈鱼片TVB-N值变化的影响

      Figure 3.  Effect of HPP on TVB-N value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    • 菌落总数(TVC)的变化可反映蛋白质和氨基酸的分解代谢情况,因此菌落总数是衡量鲈鱼腐败程度的重要参数。Al-Daqal等[31]提出水产品可食用的菌落总数上限为6.0lg(CFU/g)。

      图 4可知,贮藏初期,对照组样品的菌落总数高于超高压处理组,且差异显著(P<0.05)。压力越高,抑菌效果越明显。这可能由于超高压环境下,菌体细胞膜受到损伤,致使内容物外漏,结构被破坏,氢键、疏水键和离子键等非共价键发生改变,产生蛋白质压力凝固,酶活性被抑制[32]。随着贮藏时间的延长,样品的菌落总数呈递增趋势。对照组样品的菌落总数在11d时已达(6.21±0.04)lg(CFU/g),鱼样散发出腐败气味,表明已进入腐败阶段; 而300MPa超高压处理组样品的菌落总数在15d时才达到(6.08±0.01)lg(CFU/g),刚进入腐败。结果表明,超高压处理能使冷藏鲈鱼片的货架期得到相应延长,且压力越高,作用效果越好[33]

      图  4  超高压处理对冷藏鲈鱼片TVC值变化的影响

      Figure 4.  Effect of HPP on TVC value of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

    • 低场核磁共振分析多以氢核(1H)为研究对象,其中1H核以非辐射的方式从高能态转变为低能态的过程称为弛豫,在肉及肉制品中弛豫时间多用H质子的横向弛豫时间T2表示。T2分布可表明肉中存在多个水分群。T2越短,表明水与底物结合越紧密; T2越长,表明水分越自由。因此,弛豫时间T2可间接表明水分的自由度。其中:T2b(小于1ms)代表大分子结构中存在的水,T21(1~10ms)代表与大分子结合的水,T22(30~100ms)代表不可移动水,T23(大于100ms)代表自由水[34]。不同超高压处理后鲈鱼鱼肉组织中水分子的弛豫特性如图 5所示。

      图  5  超高压处理对冷藏鲈鱼片弛豫时间(T2)的影响

      Figure 5.  Effect of HPP for T2 relaxation time in Lateolabrax japonicas fillets during cold storage

      图 5可知:0~10ms内所有样品组的峰值无显著性差异(P>0.05),可能由于本实验的超高压条件对鲈鱼肌肉组织内部的结合水影响不明显; 250MPa处理组样品的弛豫时间明显右移,可能由于超高压处理使鲈鱼片肌肉组织结构受到破坏,肌肉纤维保水性降低,导致样品组织中的结合水向自由水转变,持水能力下降。

    • 一般情况下,MRI图像中的亮度越强(伪彩图越趋红色),说明该部位的水质子信号越强,水分含量就越高。

      图 6可知,随着压力的增大,质子密度加权像的亮度由高到低依次减弱,说明鲈鱼鱼肉的自由水增多。从李侠等[35]的研究可知,蓝色程度越高,其自由水含量越高。由样品MRI观察结果中的蓝色程度得出,随着压力的增大,鱼肉的蓝色范围逐渐增大,说明自由水变多,与持水力的研究结果相符。

      图  6  超高压处理后冷藏鲈鱼片的核磁共振伪彩图(0d)

      Figure 6.  Effect of HPP on pseudo color of 1H MRI of Lateolabrax japonicas fillets (0d)

    • 外观是消费者接受水产品的直观反映,其状态差异直接决定消费者的购买意愿。不同超高压处理对冷藏鲈鱼片(贮藏初期)外观的影响如图 7所示,可见,超高压处理会使鲈鱼肉呈乳白色。压力越大,鱼肉体表的蒸煮效果愈明显,从而给消费者进行产品选择带来不良影响。Truong等[8]对澳洲肺鱼鱼肉进行超高压处理,结果发现压力越大,鱼肉的蒸煮效果也越明显。

      图  7  超高压处理对冷藏鲈鱼片外观的影响(0d)

      Figure 7.  Effect of HPP on appearance of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage (0d)

    • 鲈鱼鱼肉经不同超高压处理后,在0d时微观组织结构的变化如图 8所示。由图 8可见,对照组样品的肌肉组织线条纹理紧凑清晰、排列有序,而经超高压处理后的样品表面纹理变得模糊,表面肌纤维结构紧致无序。200MPa处理组样品开始出现凝胶化现象,处理压力升至300MPa时更明显,与Cheftel等[36]研究的蛋白质变化特征相近。杨华等[37]在对养殖大黄鱼肌纤维结构的研究中发现,300MPa压力处理会使大黄鱼的鱼肉组织呈网状结构。这是由于超高压使鱼肉组织蛋白变性,蛋白质的三维及四维结构改变,使鱼肉组织蛋白凝胶化。从超高压处理后鲈鱼片的微观结构改变可看出,压力增大会使鲈鱼肌肉的性质发生改变,从而影响其外观质地。

      图  8  超高压处理对冷藏鲈鱼片微观结构变化的影响(0d,放大率:6000)

      Figure 8.  Effect of HPP on microstructure of Lateolabrax japonicas fillets during cold storage (0d, magnification:6000)

    • 样品各指标的相关性分析如表 3所示,其中:上标“*”表示显著性水平P<0.05, 上标“**”表示表示显著性水平P<0.01。

      Group Variables TVB-N pH TBA WHC TVC Hardness
      0.1MPa TVB-N 1.000 0.822** 0.806** 0.935** 0.951** -0.579*
      pH 1.000 0.784** -0.652** 0.765** -0.280
      TBA 1.000 -0.691** 0.829** -0.701**
      WHC 1.000 -0.921** 0.682**
      TVC 1.000 -0.672**
      Hardness 1.000
      200MPa TVB-N 1.000 0.667** 0.834** -0.835** 0.927** -0.777**
      pH 1.000 0.654** -0.294** 0.522** -0.699**
      TBA 1.000 -0.729** 0.811** -0.717**
      WHC 1.000 -0.924** 0.627**
      TVC 1.000 -0.748**
      Hardness 1.000
      250MPa TVB-N 1.000 0.546* 0.645** -0.835** 0.880** -0.390**
      pH 1.000 0.232** 0.017 0.251 -0.468
      TBA 1.000 -0.627** 0.718** -0.431
      WHC 1.000 -0.907** -0.109
      TVC 1.000 -0.355
      Hardness 1.000
      300MPa TVB-N 1.000 0.428 0.758** -0.600** 0.793** -0.522*
      pH 1.000 0.581* 0.340 0.112 -0.512*
      TBA 1.000 -0.331 0.588* -0.391
      WHC 1.000 -0.848** 0.267
      TVC 1.000 -0.125
      Hardness 1.000

      表 3  样品贮藏期间各指标相关性的分析

      Table 3.  Correlation analysis among parameters of each group during cold storage

      表 3得出:对照组样品指标中,除pH值与硬度间差异不显著外,其余指标之间均差异显著(P<0.05);200MPa处理组样品中,所有指标均差异极显著(P<0.01);250MPa处理组样品中,硬度与TVB-N值差异极显著(P<0.01),但与其它指标差异不显著,同时pH值与持水力、菌落总数差异不显著; 300MPa处理组样品中,pH值与TVB-N值、持水力、菌落总数差异不显著(P>0.05),硬度与TBA值、持水力、菌落总数差异不显著(P>0.05)。随着货架期的延长:各处理组样品的TVB-N值、pH值、TBA值和菌落总数均呈递增趋势,为显著正相关; 持水力和硬度值均呈下降趋势,为显著负相关。由此可知,TVB-N、TBA值和菌落总数可作为评价超高压处理后鲈鱼片新鲜度的重要指标。

    • 在保压时间为9min的条件下,对鲈鱼片进行压力分别为200、250和300MPa的超高压处理,并予以冷藏,通过理化、微生物指标、低场核磁共振分析及组织结构观察得出:随着压力的增大,冷藏鲈鱼片在贮藏期间的pH值、TBA、TVB-N值和菌落总数均呈上升趋势,而持水力和硬度值随之下降。由低场核磁共振结合持水力分析得到,超高压处理后鱼肉的水分迁移明显,压力增大促使结合水向自由水迁移; 压力增大会使样品表面呈乳白色,且压力愈大蒸煮效果愈严重; 扫描电镜观察结果显示,超高压处理使样品肌肉组织纹理变得模糊,肌纤维结构紧致无序,其中300MPa处理组样品呈明显凝胶状,250MPa处理对样品影响较小。因此,综合考虑选取250MPa、9min进行鲈鱼片样品的超高压处理最合适。

参考文献 (37)

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