超高壓處理對(duì)冷藏帶魚魚丸保鮮效果的影響

羅華彬，盛珍珍，司永利，陳燕婷，林 露，高 星，楊文鴿

（寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江省動(dòng)物蛋白食品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315211）

帶魚（Trichiurus haumela）是我國(guó)四大海洋經(jīng)濟(jì)魚類之一，2018年我國(guó)帶魚捕獲量約101萬(wàn) t，居各種海洋捕撈魚類之首，其中較大規(guī)格的帶魚一般直接鮮銷或者經(jīng)凍藏加工以凍帶魚的形式銷售，而大量小規(guī)格帶魚因直銷價(jià)值低，往往被用于冷凍魚糜及其魚糜制品加工[1-3]。帶魚資源豐富，加工不受魚體大小限制，而且其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，容易被人體消化吸收，因此魚丸、魚豆腐、蟹肉棒等帶魚魚糜制品眾多[4]。但魚糜制品因水分含量高、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，易受微生物污染而腐敗，而高溫殺菌又易引起魚糜凝膠彈性下降，導(dǎo)致制品品質(zhì)劣變。目前魚糜制品絕大部分以凍藏形式流通，能耗大、成本高，并且凍藏會(huì)引起魚糜蛋白冷凍變性，造成魚糜制品持水性下降，口感變粗糙。因此尋找合適的前處理方法延長(zhǎng)魚糜制品冷藏貨架期對(duì)實(shí)現(xiàn)冷藏流通的意義重大。

在魚糜制品保鮮方面，目前主要以涂膜包裝處理為主。如Chen Bingjie等[5]研究表明，在草魚魚丸表面涂含聚合物螯合劑的可食用玉米醇溶蛋白膜，可延長(zhǎng)其冷藏貨架期至19 d；Lin等[6]用添加Nisin、乙二胺四乙酸的可食用玉米醇溶蛋白膜包裝鱈魚魚丸，發(fā)現(xiàn)其可有效抑制貯藏期間魚丸中微生物的生長(zhǎng)繁殖；Wei Xuqing[7]等利用ZnO/TiO2納米粒子修飾的SiOx原位殼聚糖膜對(duì)鰱魚魚丸進(jìn)行保鮮，發(fā)現(xiàn)魚丸貨架期能延長(zhǎng)至18 d。而關(guān)于超高壓保鮮帶魚魚丸的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

作為一種“冷殺菌”技術(shù)，超高壓（ultra-high pressure，UHP）處理具有不升溫、無(wú)二次污染、安全等特點(diǎn)，通過(guò)100～1 000 MPa的壓力處理食品，可起到滅活微生物和部分酶、延長(zhǎng)食品貨架期等作用，同時(shí)又能較好保持食品原有的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味[8-9]。本實(shí)驗(yàn)以帶魚魚丸為原料，在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行250、300、350 MPa常溫保壓5 min的超高壓前處理，從菌落總數(shù)、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量、pH值的變化，并結(jié)合魚丸感官特性、色值、質(zhì)構(gòu)特性和凝膠強(qiáng)度，分析超高壓前處理對(duì)帶魚魚丸冷藏期品質(zhì)及其保鮮效果的影響，旨在為超高壓技術(shù)在魚糜制品冷藏保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

帶魚魚丸由寧波飛日水產(chǎn)實(shí)業(yè)有限公司提供。

瓊脂培養(yǎng)基 杭州微生物試劑有限公司；氧化鎂、氫氧化鈉（分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三氯乙酸、鹽酸、硼酸（分析純） 天津市博迪化工有限公司。

1.2 設(shè)備與儀器

CQC2L-600超高壓設(shè)備 北京速原中天股份有限公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司；MJ-54A高壓蒸汽滅菌鍋 美國(guó)STIK公司；SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái) 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；JZQ-II拍打式均質(zhì)器 天津津德實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)中心；DOCU-pH酸度計(jì) 德國(guó)Sartourius公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

取大小均一的帶魚魚丸，聚乙烯袋真空分裝（約150 g/袋）。分別對(duì)帶魚魚丸進(jìn)行250、300、350 MPa常溫保壓處理5 min（分別記為UHP-250、UHP-300、UHP-350），未經(jīng)超高壓處理的為對(duì)照組。每組樣品各10 袋，并置于（4.0±0.5）℃冰箱中貯藏，間隔一定時(shí)間取樣測(cè)定指標(biāo)。

1.3.2 菌落總數(shù)測(cè)定

菌落總數(shù)參照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》[10]測(cè)定。

1.3.3 TVB-N含量測(cè)定

TVB-N含量參照GB 5009.228—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》[11]測(cè)定。

1.3.4 pH值測(cè)定

pH值測(cè)定參考劉楠等[12]的方法，并略作修改。準(zhǔn)確稱取5.0 g剪碎魚丸樣品于離心管中，加入45 mL煮沸后冷卻的蒸餾水勻漿，室溫靜置30 min后過(guò)濾，取其濾液，利用酸度計(jì)測(cè)定pH值。

1.3.5 感官評(píng)定

由8～10 位專業(yè)人士，分別從色澤、氣味、組織結(jié)構(gòu)和彈性進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，其中評(píng)分低于5 分為感官上不可接受。

表1 帶魚魚丸的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of hairtail fish balls

1.3.6 色值測(cè)定

色值測(cè)定前，用標(biāo)準(zhǔn)白板校正色差儀。將魚丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方體，用色差儀測(cè)定L*值（亮度）、a*值（紅綠度）和b*值（黃藍(lán)度），并根據(jù)下式計(jì)算白度[13]。

1.3.7 凝膠強(qiáng)度測(cè)定

將魚丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方體，置于質(zhì)構(gòu)儀上，采用P/0.5 S探頭測(cè)定其破斷強(qiáng)度和破斷距離。測(cè)試條件：測(cè)前速率1.0 mm/s、測(cè)試速率1.0 mm/s、測(cè)后速率10.0 mm/s、測(cè)試壓縮比50%。凝膠強(qiáng)度為破斷強(qiáng)度和破斷距離的乘積。

1.3.8 質(zhì)地剖面分析

參考王當(dāng)豐等[14]的方法， 將魚丸切成1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm立方體，置于質(zhì)構(gòu)儀上，采用P/5金屬柱形探頭進(jìn)行質(zhì)地剖面分析。測(cè)試條件：測(cè)前速率3.0 mm/s、測(cè)試速率0.5 mm/s、測(cè)后速率3.0 mm/s、針入距離3 mm、下壓力5 g、兩次壓縮間隔時(shí)間5 s。通過(guò)儀器自帶軟件TPA.MAC運(yùn)算得到魚丸彈性、硬度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 21.0軟件單因素方差分析中的Duncan檢驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，其中P＜0.05為差異顯著，用Origin 9.0軟件繪圖。每個(gè)實(shí)驗(yàn)至少平行測(cè)定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓處理對(duì)帶魚魚丸菌落總數(shù)變化的影響

圖1 帶魚魚丸冷藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.1 Change in total bacterial count of hairtail fish balls during refrigerated storage

微生物的生長(zhǎng)、繁殖是引起魚丸腐敗變質(zhì)的最主要因素[7]。由圖1可知，冷藏1 d時(shí)，對(duì)照組魚丸菌落總數(shù)為2.80（lg（CFU/g）），顯著高于各超高壓組（P＜0.05），且殺菌效果隨壓力的增加而增強(qiáng)。隨著冷藏時(shí)間延長(zhǎng)，魚丸中的微生物數(shù)量不斷增加，但超高壓組菌落總數(shù)一直顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。根據(jù)GB 10136—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 動(dòng)物性水產(chǎn)制品》[15]，熟制魚丸中微生物限量為5.00（lg（CFU/g）），對(duì)照組和超高壓組魚丸分別在冷藏第21天和第56天超出限量，其中350 MPa處理5 min組殺菌效果最好，從菌落總數(shù)指標(biāo)得出，經(jīng)超高壓處理的魚丸冷藏貨架期為49 d，可延長(zhǎng)約35 d。

超高壓處理會(huì)對(duì)魚丸中微生物細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，引起細(xì)胞形態(tài)的不可逆變化，導(dǎo)致微生物活性降低，從而起到殺菌、延長(zhǎng)魚丸貨架期的效果[16]。此外，超高壓處理還會(huì)增大微生物細(xì)胞膜的通透性，引起生物大分子、無(wú)機(jī)鹽等外滲，影響微生物的生長(zhǎng)繁殖[17]。劉遠(yuǎn)平等[18]研究超高壓處理對(duì)冷藏牡蠣的保鮮效果，結(jié)果表明經(jīng)350 MPa處理10 min的牡蠣在貯藏期間微生物生長(zhǎng)速率顯著放緩，冷藏貨架期延長(zhǎng)至14 d；Park等[19]發(fā)現(xiàn)采用400 MPa以上壓力處理鮭魚能有效抑制冷藏期間鮭魚微生物的生長(zhǎng)，并延長(zhǎng)其貨架期。

2.2 冷藏期間帶魚魚丸TVB-N含量變化

圖2 帶魚魚丸冷藏期間TVB-N含量的變化Fig.2 Change in TVB-N content of hairtail fish balls during refrigerated storage

TVB-N含量可反映魚丸經(jīng)微生物和內(nèi)源酶作用后蛋白質(zhì)被分解成胺類及氨等物質(zhì)的程度[20]。如圖2所示，超高壓組魚丸的TVB-N含量顯著低于對(duì)照組。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組樣品的TVB-N含量均呈上升趨勢(shì)，其中350 MPa處理5 min對(duì)延緩魚丸TVB-N含量升高的效果最優(yōu)，300 MPa處理5 min組次之，這與上述菌落總數(shù)的結(jié)果一致。在貯藏初期，超高壓組TVB-N含量增長(zhǎng)緩慢，魚丸中的微生物適應(yīng)環(huán)境后開(kāi)始大量繁殖，并產(chǎn)生胞外蛋白酶，導(dǎo)致大量胺類物質(zhì)的生成，從而引起貯藏后期超高壓組魚丸TVB-N含量的快速上升[21]。貯藏實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，各組樣品的T V B-N 含量均未超出GB 10136—2015[15]規(guī)定的限量（30 mg/100 g），這可能是因?yàn)轸~丸在熟制過(guò)程中，部分內(nèi)源酶已經(jīng)滅活，而超高壓處理又會(huì)對(duì)內(nèi)源酶產(chǎn)生破壞作用，在一定程度上阻止了胺類物質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制TVB-N含量的升高。Karim等[22]分別用200、250 MPa和300 MPa處理鱈魚魚片1 min和3 min，發(fā)現(xiàn)超高壓處理樣品的TVB-N含量較對(duì)照組顯著降低。趙宏強(qiáng)等[23]研究發(fā)現(xiàn)，250 MPa處理9 min可明顯延緩鱸魚片貯藏期間TVB-N含量的上升。綜上，超高壓處理能有效控制魚丸TVB-N含量，從而達(dá)到保鮮目的。

2.3 冷藏期間帶魚魚丸pH值變化

圖3 帶魚魚丸冷藏期間pH值的變化Fig.3 Change in pH of hairtail fish balls during refrigerated storage

pH值通常用于評(píng)價(jià)水產(chǎn)品的品質(zhì)[24]，由圖3可知，超高壓處理后的魚丸pH值高于對(duì)照組，這可能因?yàn)楦邏浩茐牧司S持魚丸蛋白結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵（氫鍵、疏水相互作用），使得酸性解離基團(tuán)減少，引起pH值上升[25]。貯藏期間，魚丸pH值呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，其中350 MPa組魚丸pH值變化幅度最小。貯藏前期，pH值下降可能與魚丸中部分淀粉水解產(chǎn)生糖類物質(zhì)，微生物利用糖類后產(chǎn)生乳酸等酸性物質(zhì)增多有關(guān)[5]；在貯藏后期，微生物大量繁殖，分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨類等堿性化合物，引起pH值上升[26]。

2.4 冷藏期間帶魚魚丸感官評(píng)分變化

圖4 帶魚魚丸冷藏期間感官評(píng)分的變化Fig.4 Change in sensory score of hairtail fish balls during refrigerated storage

魚丸冷藏期間的感官評(píng)分變化如圖4所示。經(jīng)超高壓處理后的魚丸較對(duì)照組更有光澤，但也會(huì)引起魚丸局部泛白，這可能是因?yàn)槌邏焊淖兞唆~丸蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和水分分布，從而引起透光性變化。隨著冷藏時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)照組魚丸感官評(píng)分下降明顯，貯藏14 d后開(kāi)始出現(xiàn)異味，表面有略微發(fā)黏的現(xiàn)象；貯藏21 d時(shí)，魚丸腥味很濃，腐敗味完全超過(guò)魚丸原有的魚香味，表面發(fā)黏嚴(yán)重，組織結(jié)構(gòu)松軟，無(wú)密實(shí)感，中指稍用力壓即裂，放手后完全碎裂，不能復(fù)原，此時(shí)感官評(píng)分僅為3.03，感官上已不可接受。

超高壓組魚丸的感官評(píng)分在貯藏前35 d均無(wú)明顯變化，魚香味濃郁、無(wú)異味，色澤白色稍偏黃，斷面密實(shí)，中指用力壓不裂，其中250、300 MPa處理組魚丸的感官評(píng)分顯著高于350 MPa組，這是因?yàn)檫^(guò)高的壓力會(huì)對(duì)魚丸質(zhì)地產(chǎn)生消極影響，并引起局部泛白現(xiàn)象。貯藏35 d后魚丸感官評(píng)分下降速率增加，第56天時(shí)魚丸表面有輕度發(fā)黏現(xiàn)象，色澤偏黃，有異味，斷面有少量不均勻小氣孔。綜合氣味、色澤、組織形態(tài)和彈性4 個(gè)方面考慮，300 MPa處理5 min更利于維持魚丸貯藏期間的感官特性，至冷藏49 d感官評(píng)分值仍在5 分以上，高于其他組。周果等[27]發(fā)現(xiàn)過(guò)高的壓力會(huì)引起三疣梭子蟹蟹肉熟化；趙菲等[28]在20 ℃條件下，采用150 MPa超高壓處理牛肉15 min，發(fā)現(xiàn)超高壓處理組感官評(píng)分在低溫冷藏期間始終高于對(duì)照組，對(duì)牛肉保鮮具有積極意義；這些結(jié)果均與本實(shí)驗(yàn)相一致。

2.5 冷藏期間帶魚魚丸色值變化

圖5 不同冷藏時(shí)間的帶魚魚丸色澤Fig.5 Change in color appearance of hairtail fish balls during refrigerated storage

不同冷藏天數(shù)的帶魚魚丸如圖5所示。L*值為明亮指數(shù)，從0到100表示從黑色到白色；a*、b*值為彩度指數(shù)，由大到小分別代表從紅色到綠色和從黃色到藍(lán)色。由表2可知，超高壓處理引起魚丸L*值和b*值降低、a*值上升。超高壓組魚丸白度的變化趨勢(shì)與其L*值一致，隨著壓力的增加而略有降低，這與馬亞萍等[29]研究超高壓處理對(duì)添加卡拉膠雞肉糜制品色澤的影響結(jié)果一致。貯藏期間，對(duì)照組和超高壓組魚丸L*值、白度均出現(xiàn)不同程度下降，且對(duì)照組下降幅度高于超高壓組；各組a*值整體上無(wú)顯著性變化（P＞0.05）；對(duì)照組b*值下降顯著（P＜0.05），而超高壓組整體上無(wú)顯著性變化（P＞0.05）?？梢?jiàn)，超高壓處理會(huì)引起魚丸白度略降低，但是降幅不明顯，肉眼不容易辨別，認(rèn)為超高壓處理對(duì)帶魚魚丸的色澤無(wú)負(fù)面影響。

表2 帶魚魚丸冷藏期間色值的變化Table 2 Change in color values of hairtail fish balls during refrigerated storage

2.6 冷藏期間帶魚魚丸凝膠強(qiáng)度變化

圖6 帶魚魚丸冷藏期間凝膠強(qiáng)度的變化Fig.6 Change in gel strength of hairtail fish balls during refrigerated storage

如圖6所示，貯藏期內(nèi)對(duì)照組魚丸凝膠強(qiáng)度不斷下降，這可能是因?yàn)槲唇?jīng)超高壓處理魚丸的蛋白酶還存在一定活性，在貯藏過(guò)程中會(huì)降解蛋白質(zhì)、解體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而超高壓組魚丸凝膠強(qiáng)度在波動(dòng)中略有上升，估計(jì)與高壓促進(jìn)蛋白質(zhì)變性，使其暴露出更多的—SH有關(guān)，而—SH含量的增加又會(huì)促進(jìn)二硫鍵的交聯(lián)或交換，從而形成更加致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得蛋白不易被降解，進(jìn)而較好地維持破斷強(qiáng)度[30]，其中350 MPa超高壓處理對(duì)魚丸凝膠強(qiáng)度的影響最大，所得到的魚丸凝膠強(qiáng)度最低。因此，從魚丸質(zhì)地角度考慮，較低壓力的超高壓處理更有利于維持魚丸凝膠強(qiáng)度。

2.7 冷藏期間帶魚魚丸彈性、硬度變化

彈性和硬度是衡量魚丸質(zhì)地的重要指標(biāo)。由表3可知，與對(duì)照組相比，經(jīng)超高壓處理后，魚丸彈性顯著增加（P＜0.05），硬度顯著下降（P＜0.05），這說(shuō)明超高壓處理能較好地保持魚丸原有的質(zhì)地，并在一定程度上改善魚丸彈性，原因在于高壓處理引起蛋白構(gòu)象改變，暴露出更多的巰基，同時(shí)促進(jìn)內(nèi)部化學(xué)鍵重組，使內(nèi)部鍵強(qiáng)度增強(qiáng)，從而顯著增加魚糜凝膠的彈性[31]。

魚丸在貯藏過(guò)程中，其質(zhì)地也會(huì)發(fā)生變化，這與蛋白酶和其他理化因素導(dǎo)致肌原纖維蛋白變化有關(guān)[32]。隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組魚丸硬度、彈性均顯著下降，并低于超高壓組（表3），魚丸彈性的降低是因?yàn)橘A藏過(guò)程中微生物大量繁殖，降解了魚丸中的肌球蛋白，使其結(jié)合水的能力下降，從而引起魚丸彈性降低。超高壓組魚丸在貯藏期內(nèi)硬度略有上升，彈性先增加，貯藏后期略有下降，其中350 MPa處理5 min對(duì)魚丸硬度的影響最大，這與凝膠強(qiáng)度結(jié)果一致。綜上，超高壓處理能改善魚丸彈性，并且250 MPa或300 MPa的超高壓處理更有利于維持貯存期魚丸良好的硬度。

表3 帶魚魚丸冷藏期間彈性、硬度的變化Table 3 Change in springiness and hardness of hairtail fish balls during refrigerated storage

3 結(jié) 論

超高壓處理能有效降低帶魚魚丸的微生物數(shù)量，其殺菌效果隨處理壓力的增加而增強(qiáng)，同時(shí)超高壓處理能明顯降低冷藏期間TVB-N含量的增長(zhǎng)速率，延緩pH值上升，并較好保持魚丸的感官特性。超高壓處理后魚丸彈性增加、凝膠強(qiáng)度和硬度有所下降，但隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，超高壓組魚丸凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性的下降速率均低于對(duì)照組，說(shuō)明超高壓處理有利于魚丸保持良好質(zhì)地；超高壓處理對(duì)魚丸色值有一定影響，處理后魚丸白度略有降低，但顏色的變化感官上可以接受?？傮w上，超高壓處理能改善帶魚魚丸品質(zhì)，延長(zhǎng)魚丸冷藏貨架期。綜合保鮮效果和質(zhì)地指標(biāo)，帶魚魚丸經(jīng)300 MPa超高壓處理5 min后于4 ℃冷藏的貨架期可達(dá)49 d，比對(duì)照組魚丸貨架期延長(zhǎng)35 d，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為魚丸制品實(shí)現(xiàn)冷藏保鮮和流通提供依據(jù)。