减压贮藏保鲜技术对水产品保鲜效果的研究

段跃斌 于治文

海信(山东)冰箱有限公司 山东青岛 266000

1 引言

相比于常温贮藏，减压贮藏、冰温贮藏等方式能够有效抑制水产品蛋白质降解、挥发性盐基氮（TVB-N）值上升、菌落总数增加、质构属性下降和质量损失等[1,2]。减压贮藏保鲜技术被国际上称为21世纪的保鲜技术，是通过降低贮藏环境压力，并维持一定低温及相对湿度的新型保鲜技术[3]。孙大为等人首次将减压装置应用于冷却肉的保鲜，起到了较好的保鲜效果[4]。本文选取了减压贮藏保鲜技术的冰箱和普通保鲜技术的冰箱，在2种不同压力的贮藏条件下评估了金枪鱼、鲟鱼、海参、龙虾和鲍鱼5种水产品的汁液流失率，再选取金枪鱼评估其质构、色差、TVB-N、电镜和光镜等相关保鲜指标，为减压贮藏保鲜技术的应用提供一定的理论依据。

2 材料与方法

2.1 材料及仪器

冰鲜金枪鱼，购于淘宝店铺“青岛家旺水产”；鲟鱼订购于青岛鲟龙科技有限公司，于当日上午鲜活宰杀；鲜活海参、海参和鲍鱼，购于青岛市富诚港精品海鲜店铺。

测试冰箱（由海信公司提供）；质构仪：TMS-PRO，美国Food Technology公司；精密电子天平：AB135-S，瑞士METTLER TOLEDO仪器有限公司；灭菌锅：LDZX-40型立式自动电热压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；无菌操作台：苏州安泰空气技术有限公司；分光测色仪CS-602彩谱。

2.2 试验方法

将同批次、厚度大小均一致的金枪鱼肉、鲟鱼肉、海参、龙虾和鲍鱼，分别置于减压冰箱的抽屉和普通冰箱保湿抽屉中储存7天。其中，实验组金枪鱼肉、鲟鱼肉、海参、龙虾和鲍鱼在减压冰温条件（80 kPa）贮藏，对照组食材是在普通冰箱冰温条件（101 kPa）下贮藏。每个冰箱中放等量的5份食材，先对各项指标初始值测定，并在第1天、第3天、第5天及第7天取样，记录测定各项指标数据，每个样品各指标的测试重复三次，进行数据处理。

2.2.1 汁液流失率的测定

测试方法采用差重法：失重率/汁液流失率（%）=（初始质量-最终质量）/初始质量×100%。

2.2.2 质构的测定

使用质构仪，进行TPA测定。切取1 cm×1 cm×1 cm整块肉样，将样品置于样品台上，选择合适探头，测试速度为60 mm/min，测试后探头回程速度为100 mm/min，压缩比为40%，每个样品进行3次平行试验。

2.2.3 色差的测定

使用色差仪对样品进行颜色测量，并记录为a*值。每个样品选取3个位置进行测定后取平均值。

2.2.4 菌落总数的测定测定方法按照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》[5]规定的方法进行。

2.2.5 挥发性盐基氮TVB-N测定

依据GB 5009.228《食品中挥发性盐基氮的测定》进行[6]。

2.2.6 微观结构测定

（1）扫描电镜分析

将鱼肉用刀片切成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，使之没过样品，后放入0～4 ℃车载冰箱浸泡48 h，用清水清洗，再用10%、30%、50%、70%、80%、90%、95%的乙醇溶液清洗，用无水乙醇浸泡。使用CO2临界点干燥仪进行置换，后用扫描电镜观察。

（2）光学显微镜分析

图1 减压贮藏保鲜技术对5种水产品汁液流失率的影响

取鱼肉中间背部，从垂直于肌纤维伸展方向横切大小为1 cm×1 cm×0.5 cm，使用肌肉固定液固定肌肉组织，切片后通过苏木精—伊红（HE染色），用光学显微电镜观察其肌纤维结构并拍照。

3 结果与分析

3.1 对金枪鱼肉、鲟鱼肉、海参、龙虾和鲍鱼汁液流失率的影响

水产品贮藏过程中，水分的流失是影响食材质量的重要因素之一。通过图1中5种水产品的汁液流失率的变化曲线可以看出，随着贮藏时间的增加，汁液流失率都呈上升趋势。

如图1A所示，金枪鱼的减压贮藏条件下汁液流失率3～5天范围为0.39%～0.44%，变化幅度较小，而对照组为0.79%～1.861%，增加了约2.3倍；第7天，对照组的汁液流失率是减压组的4.3倍。如图1B鲟鱼减压贮藏条件下的汁液流失率3～5天范围为2.05%～5.64%，升高了约2.8倍，而对照组为1.95%～10.07%，增加了约5倍；第7天，对照组的汁液流失率是减压组的1.8倍。如图1C海参的减压贮藏条件下汁液流失率3～5天范围为0.30%～0.66%，升高了约2.2倍，而对照组为0.27%～4.7%，增加了约17倍；第7天，对照组的汁液流失率是减压组的7倍。如图1D龙虾的减压贮藏条件下汁液流失率3～5天范围为0.16%～0.41%，升高了约2.6倍，而对照组为0.50%～0.80%，约增加了1.6倍；第7天，对照组的汁液流失率是减压组的2倍。如图1E鲍鱼的减压贮藏条件下汁液流失率3～5天范围为0.60%～1.32%，升高了约2.2倍，而对照组为2.95%～4.28%，增加了约1.5倍；第7天，对照组的汁液流失率是减压组的3.2倍。这说明减压贮藏条件下可以有效的减缓5种水产品汁液流失的增加，使肉具有良好的保水性，其中对海参抑制汁液流失率升高最显著，可能是由于金枪鱼、鲟鱼、龙虾和鲍鱼肌肉的水分含量分别在72%～79%的范围内，而海参的水分含量约为91%，说明减压贮藏对于水分含量越高的水产品，保鲜效果会越好。这可能是由于低压条件降低了蒸汽压，导致水分不易挥发流失，含水量越多的食品，效果越显著。

3.2 对金枪鱼质构的影响

图2 减压贮藏保鲜技术对金枪鱼弹性的影响

食品质构也称食品质地，是反映食品组织结构及状态相关物理性质的指标，弹性是质构指标的重要参数，弹性反映了外力作用时变形及去力后的恢复程度[7]。金枪鱼肉弹性变化的主要原因是肌肉腐败分解导致组织松散，弹性降低[8]。如图2所示，减压贮藏的弹性始终高于对照组，其中第3天时，减压贮藏下的金枪鱼的弹性是对照组的3倍，说明减压贮藏可以延缓金枪鱼弹性的降低。

3.3 对金枪鱼色差的影响

图3 减压贮藏保鲜技术对金枪鱼a*值的影响

食品的颜色是食品的外观指标，通过测定食品的颜色即可达到检验其质量的目的[9]。鱼肉的颜色是肌肉生理学、生物化学和微生物学变化的外部表现[10]。金枪鱼鱼肉中含有丰富的血红蛋白和肌红蛋白。鱼肉的鲜红色是氧合肌红蛋白存在的表现，其进一步氧化成高铁肌红蛋白时则呈现出不良的棕红色。

如图3所示，贮藏时间达到第7天时，减压条件下的金枪鱼a*值由原来的15.41下降到5.22，对照组的金枪鱼a*值由原来的13.58下降到1.69。a*值下降一方面是因为水分丢失的同时也导致色素相关物质流失；另一方面是因为冻融后酸性物质增多，pH值降低，催化氧合肌红蛋白氧化，导致高铁肌红蛋白大量积累所导致[11,12]。而减压贮藏的金枪鱼肉红度值始终高于对照组，说明减压贮藏可在一定程度上保持金枪鱼的新鲜色泽。

3.4 对金枪鱼的菌落总数的影响

金枪鱼属于高蛋白食物，微生物的生长繁殖会引起金枪鱼鱼肉中蛋白质的分解和胺类物质的产生，导致pH值和TVB-N值的升高，而金枪鱼鱼肉中肌红蛋白的稳定性受pH影响较大，肌红蛋白结构变化程度的多少又会严重影响金枪鱼鱼肉的色泽，因此微生物的数量是影响金枪鱼色泽的一个重要指标[13]。同时，微生物的繁殖也会降低蛋白质并对细胞结构产生影响，降低肉的持水性和弹性等鲜度指标。产生采用国际微生物标准委员会水产品微生物限量标准，微生物指标可接受水平的限量值为5.70 log CFU/g[14]。如图4所示，从菌落总数的变化曲线可以看出，减压和对照组的菌落总数都是呈一定的上升趋势，减压贮藏第7天时的菌落总数达到5.06 log CFU/g；对照组在第3天时达到5.70 log CFU/g，减压贮藏第7天仍超过限量标准，而对照组第3天已达到限量标准，说明减压贮藏可延长金枪鱼至少4天的贮藏时间。

图4 减压贮藏保鲜技术对金枪鱼菌落总数的影响

3.5 对金枪鱼TVB-N的影响

图5 减压贮藏保鲜技术对金枪鱼TVB-N的影响

挥发性盐基氮是动物性食品在储藏过程中体内酶和微生物的作用导致蛋白质分解而产生分子较小的氨、三甲胺、二甲胺等含氮物质，所以，同样可以作为判断鱼肉新鲜度的重要指标之一。根据GB 2733-2015及SC/T 3010-2010规定：一级品TVB-N值≤13 mg/100 g、二级品TVB-N值≤20 mg/100 g、合格品TVB-N值≤30 mg/100 g。2种贮藏条件下的金枪鱼肉在贮藏7天内都保持在标准要求的合格品鲜度范围内。减压和对照组的挥发性盐基氮都呈现总体上升的趋势，但减压始终低于对照组。如图5所示，减压贮藏在第5天TVB-N值为12.83 mg/100 g依然保持在一级鲜度范围内，第7天TVB-N值为16.33 mg/100 g属于二级鲜度；对照组第3天TVB-N值为25.67 mg/100 g已超过二级鲜度范围，属于合格品鲜度。所以，减压贮藏相比于普通贮藏可以延长至少4天的贮藏时间。蛋白质降解的主要原因是内源性蛋白酶和微生物的作用，而内源性蛋白酶相比微生物在蛋白质降解过程中起到了主要作用，而减压贮藏可以对金枪鱼的菌落总数和TVB-N值呈相类似的趋势，说明减压对微生物和内源性酶降解蛋白质存在一定的抑制作用[15]。

3.6 对金枪鱼微观结构的影响

3.6.1 扫描电镜分析

图6 2种贮藏条件下的金枪鱼肉电镜微观结构图

肌肉微观结构是由不同的化学成分构成的，肌肉微观结构的变化是对肌肉品质变化的微观表现，能直接反映肌肉品质的好坏。图6中的A、B、C分别表示初始第0天、减压和对照组的金枪鱼的肌肉微观结构。随着贮藏时间的增加，金枪鱼肌肉结构逐渐被破坏。如图6B-5所示，减压贮藏下的金枪鱼至第5天肌肉组织结构依然完整，肌纤维排列致密，肌节丰满，仅有少量间隙；而如图6C-3对照组的金枪鱼至第3天肌肉组织已经有被破坏迹象，肌纤维间的间隙变得比较大，且排列疏松；如图6B-7和6C-5所示，金枪鱼的肌肉结构模糊，部分结构消失，损坏严重。可能由于微生物的繁殖破坏了肌肉组织结构，导致结构松散[16]。这个结果说明，减压贮藏可以延缓金枪鱼的肌肉结构破坏至少2天的时间。

3.6.2 光学显微镜分析

肌肉组织结构是反应水产品贮藏过程中品质变化的主要因素，是肌肉品质变化的微观表现。如图7所示，随着贮藏时间的增加，肌肉微观结构逐渐遭到破坏。如图7B-5和7C-3，金枪鱼肉经过减压贮藏5天和对照组3天贮藏后，具备完整的肌肉结构，但是肌纤维间空隙增大，排列较松散。这和电镜的结果基本吻合，减压优于对照组约2天的保鲜效果。

图7 2种贮藏条件下的金枪鱼肉光镜微观结构图

4 结论

通过金枪鱼、鲟鱼、海参、龙虾和鲍鱼5种水产品的汁液流失率对比研究得到，减压贮藏可以降低贮藏环境压力，减少食品水分蒸发，对于含水量高的水产品（如海参）效果显著。通过对金枪鱼的弹性、a*值、菌落总数、TVB-N和肌肉微观结构的对比研究，减压贮藏技术通过减少氧气含量来延缓微生物的生长，继而减轻腐败速率，维持肉质弹性、色泽和微观结构，减压贮藏保鲜技术可以较好的保持金枪鱼肉的品质。因此，减压贮藏技术应用于食品保鲜的关键在于，可以给食品提供一定的真空度降低蒸汽压和减少氧气的含量，来达到保持食品水分、减缓腐败的目的，最终起到一定的保鲜效果。