不同貯藏溫度下大菱鲆品質(zhì)變化及貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

劉 鋒，梅 俊，謝 晶

(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái),食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306)

大菱鲆(Scophthalmusmaximus)盛產(chǎn)于大西洋東側(cè)沿岸，是名貴的低溫經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)[1]。大菱鲆因其蛋白含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美等特點(diǎn)為消費(fèi)者喜愛(ài)。自1992年從國(guó)外引進(jìn)大菱鲆養(yǎng)殖以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，大菱鲆已成為中國(guó)北方沿海養(yǎng)殖的主要品種之一[2]。隨著大菱鲆產(chǎn)業(yè)逐漸復(fù)蘇，如何有效保持其在貯藏過(guò)程中的品質(zhì)特性，延長(zhǎng)貨架期，擴(kuò)大銷(xiāo)售范圍、滿(mǎn)足商超生鮮商品的供應(yīng)需求，正日益引起人們的高度關(guān)注[3]。貯藏溫度是決定水產(chǎn)品貨架期的關(guān)鍵因素，不同溫度下水產(chǎn)品的品質(zhì)和貨架期差異顯著[4]。目前，關(guān)于水產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)模型的研究主要為零級(jí)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。雷志方等[5]建立了不同溫度條件下的金槍魚(yú)貨架期預(yù)測(cè)模型，動(dòng)力學(xué)分析表明零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型比一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更符合金槍魚(yú)各項(xiàng)指標(biāo)的變化。姜元欣等[6]通過(guò)對(duì)不同凍藏溫度下羅非魚(yú)品質(zhì)變化的研究，確定揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)為敏感指標(biāo)，并建立了恒定冷鏈溫度下凍藏羅非魚(yú)的貨架期模型。Li等[7]基于菌落總數(shù)、TVB-N以及硫代巴比妥酸值(TBA)，利用Arrhenius方程建立了不同貯藏溫度下真空包裝羅非魚(yú)的動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型。崔正翠等[8]基于希瓦氏菌的生長(zhǎng)情況利用修正的Gompertz方程建立了0 ℃～10 ℃下貯藏大菱鲆特定腐敗菌希瓦氏菌的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和貨架期預(yù)測(cè)模型。

本研究以感官、揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)、菌落總數(shù)、硫代巴比妥酸值、電導(dǎo)率、肌肉的微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化、水分遷移狀況為指標(biāo)，研究大菱鲆貯藏在-3 ℃、0 ℃、4 ℃、10 ℃和15 ℃條件下的品質(zhì)變化，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)模型和Arrhenius方程建立揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)及菌落總數(shù)隨貯藏溫度和時(shí)間變化的貨架期預(yù)測(cè)模型，確定貨架期與不同溫度之間的相關(guān)性，為大菱鲆保鮮技術(shù)的優(yōu)化以及貨架期的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮養(yǎng)殖大菱鲆購(gòu)于上海市浦東新區(qū)蘆潮港水產(chǎn)批發(fā)市場(chǎng)，規(guī)格基本一致(600±50)g，活魚(yú)裝入加水的充氧袋中，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理。平板計(jì)數(shù)瓊脂(PCA)、三氯乙酸、MgO、甲基紅、溴甲酚綠、硫代巴比妥酸、無(wú)水乙醇、二甲苯、福爾馬林、蘇木精、伊紅，購(gòu)于生工生物工程(上海)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BPS-100CB恒溫恒濕箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；低場(chǎng)核磁共振成像分析儀(上海紐邁電子科技有限公司)；FOSS凱氏定氮儀(瑞典FOSS公司)；WFZ UV-2100型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(尤尼柯(上海)儀器有限公司)；高溫高壓滅菌鍋(HVE-50，日本Hi-rayama制造有限公司)；Nikon-E200 光學(xué)顯微鏡(日本Nikon公司)；RM2235 冷凍切片機(jī)(德國(guó)Leica公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

將新鮮的大菱鲆用蒸餾水沖洗，去腮和內(nèi)臟，待水瀝干后以整條魚(yú)密封在聚乙烯保鮮袋中，分別于-3 ℃、0 ℃、4 ℃、10 ℃、15 ℃條件下貯藏，15 ℃每12 h取樣，10 ℃每1 d取樣，4 ℃每2 d取樣，0 ℃每3 d取樣，-3 ℃每4 d取樣，感官評(píng)分達(dá)到腐敗時(shí)停止取樣，測(cè)定并記錄不同指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化情況。

1.3.2 感官評(píng)定

參考GB 2733—2015 鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品[9]及張彩麗等[10]對(duì)海水魚(yú)感官評(píng)定方法，稍作修改。選取6個(gè)專(zhuān)業(yè)人員組成感官評(píng)定小組，從色澤、氣味、組織形態(tài)和彈性4個(gè)方面對(duì)大菱鲆品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分，總分值16～20為新鮮，9～15為品質(zhì)良好，8分以下為腐敗變質(zhì)。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.3.3 TVB-N、電導(dǎo)率和TBA的測(cè)定

TVB-N測(cè)定參照凡玉杰等[11]的方法；電導(dǎo)率測(cè)定參考胡玥等[12]的方法；TBA參考馬超鋒等[13]的方法測(cè)定。

表1 大菱鲆感官特性檢驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 菌落總數(shù)和持水力 (WHC)的測(cè)定

菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2016[14]測(cè)定。持水力參照HAN[15]等的方法測(cè)定。

1.3.5 水分遷移狀況的研究

參考王尊等[16]的方法，略作修改。將切好的魚(yú)塊(2 cm×2 cm×1 cm)用保鮮膜包裹，放入測(cè)定管中，采用核磁共振成像分析儀測(cè)定魚(yú)樣T2馳豫時(shí)間，設(shè)置T2測(cè)量參數(shù)：采樣頻率(SW)=100 kHz，模擬增益(RG1)=20 dB，硬脈沖90°脈寬(P1)=18 μs，數(shù)字增益(DRG1)=3 dB，采樣點(diǎn)數(shù)(TD)=200 020，重復(fù)采樣等待時(shí)間(TW)=5 000 ms，累加次數(shù)(NS)=8，硬脈沖180°脈寬(P2)=37 μs，回波時(shí)間(TE)=0.4 ms，回波個(gè)數(shù)(NECH)=5 000。根據(jù)CPMG指數(shù)衰減曲線(xiàn)圖，用分析軟件進(jìn)行迭代反演得到橫向弛豫時(shí)間T2圖譜。將同樣的魚(yú)塊再次放入測(cè)定管中，用核磁共振成像儀進(jìn)行成像，得到質(zhì)子密度圖后對(duì)圖像統(tǒng)一映射和偽彩。

1.3.6 背部肌肉微觀(guān)組織觀(guān)察

參照李婷婷等[17]的方法，將大菱鲆的背部肌肉切成5 mm×5 mm×5 mm的小塊，置于5%的福爾馬林溶液中固定24 h，乙醇梯度脫水后，經(jīng)二甲苯透明處理、石蠟包埋，制成1 cm3的石蠟塊，然后用Leica切片機(jī)切成10 μm厚的薄片，HE常規(guī)染色后在光學(xué)顯微鏡下(10×10倍)觀(guān)察切片組織。大菱鲆屠宰后取新鮮魚(yú)樣，不同貯藏溫度的樣品分別在貯藏末期取樣(15 ℃ 3 d，10 ℃ 5 d，4 ℃ 11 d，0 ℃ 15 d，-3 ℃ 20 d)。

1.3.7 大菱鲆貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

(1)動(dòng)力學(xué)模型。在評(píng)價(jià)水產(chǎn)品的品質(zhì)變化時(shí)，通常采用一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。

B=B0ekt

(1)

式中：B0為測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)的初始值；k為反應(yīng)速率常數(shù)；t為貯藏時(shí)間，d；B為貯藏第t天時(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定值。

(2) Arrhenius方程。Arrhenius方程反應(yīng)溫度T與反應(yīng)速率常數(shù)k之間的關(guān)系，方程如下：

(2)

式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)；A0為指前因子；Ea為活化能，J/mol；R為氣體常數(shù)，8.314 510 J/(mol·K)；T為絕對(duì)溫度，K。 將270 K、273 K、277 K、283 K和288 K溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k結(jié)合Arrhenius方程進(jìn)行擬合得到活化能Ea和指前因子A0。

(3)貨架期模型的建立。結(jié)合動(dòng)力學(xué)模型和Arrhenius方程得到大菱鲆的貨架期模型：

(3)

式中：tSL為貨架期，d。

1.4 數(shù)據(jù)分析

以上每個(gè)指標(biāo)做3次平行實(shí)驗(yàn)，利用Excel繪制圖表，采用Origin8.5軟件繪制折線(xiàn)圖，并使用SPSS22.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和顯著性分析，P<0.01表示顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)價(jià)

由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組大菱鲆的感官品質(zhì)均下降。這是由于大菱鲆在貯藏過(guò)程中酶活性的化學(xué)反應(yīng)以及微生物大量繁殖的共同作用所致，15 ℃和10 ℃的樣品感官下降迅速，分別在第3天和第6天達(dá)到感官不可接受程度；4 ℃和0 ℃在貯藏前期差異不顯著(P>0.01)，貯藏10 d后感官下降速率增大，4 ℃和0 ℃貯藏分別于第13天和第16天超出可接受范圍；-3 ℃貯藏的大菱鲆時(shí)間最長(zhǎng)，可達(dá)24 d，這是由于微凍環(huán)境抑制了微生物的繁殖以及酶活性的化學(xué)反應(yīng)，大幅延長(zhǎng)大菱鲆的貨架期，但是在到達(dá)貨架期終點(diǎn)時(shí)，0 ℃樣品的感官品質(zhì)要略好于-3 ℃。

圖1 不同貯藏溫度大菱鲆感官評(píng)分的變化

2.2 TVB-N的變化

揮發(fā)性鹽基總氮是指水產(chǎn)品在貯藏期間受到微生物和酶的作用，蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生氮以及胺類(lèi)等堿性揮發(fā)性物質(zhì)，是國(guó)際上衡量水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的重要指標(biāo)[18]。根據(jù)GB/T18108—2008《鮮海水魚(yú)》[19]規(guī)定：海水魚(yú)的TVB-N≤15 mg/100g，屬于一級(jí)品；TVB-N≤20 mg/100g，屬于二級(jí)品；TVB-N≤30 mg/100g為三級(jí)品。分析TVB-N值可以得出15 ℃、10 ℃、4 ℃、0 ℃和-3 ℃貯藏大菱鲆的貨架期分別為2.5 d、5 d、12 d、15 d和24 d，可見(jiàn)低溫可以抑制酶活性和微生物的繁殖，降低蛋白質(zhì)的降解速度(圖2)。

圖2 不同貯藏溫度下大菱鲆TVB-N的變化

2.3 電導(dǎo)率的變化

電導(dǎo)率能夠反映物體的導(dǎo)電能力，是一種快速檢測(cè)水產(chǎn)品新鮮度的方法[20]。由圖3可知，新鮮大菱鲆的電導(dǎo)率為1 546 us/cm，貯藏在不同溫度下的大菱鲆電導(dǎo)率均不斷上升，這是因?yàn)樵谫A藏過(guò)程中，魚(yú)體內(nèi)的脂肪、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)在外源性微生物蛋白酶的作用下分解成小分子物質(zhì)，并以大量離子的形式存在，從而使溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。15 ℃和10 ℃貯藏的樣品相比于4 ℃、0 ℃以及-3 ℃，電導(dǎo)率上升的速度要快得多。主要是因?yàn)闇囟壬撸痣娊赓|(zhì)的電離度增大，離子遷移速度增大，電導(dǎo)率也隨之增加。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，大菱鲆魚(yú)肉分解出來(lái)的產(chǎn)物越來(lái)越多，溶液導(dǎo)電能力越強(qiáng)，電導(dǎo)率不斷增加，新鮮度也越差。實(shí)驗(yàn)表明，大菱鲆的電導(dǎo)率與貯藏溫度緊密相關(guān)，降低溫度可減緩其品質(zhì)裂變進(jìn)程，保證新鮮度。大菱鲆在15 ℃、10 ℃、4 ℃、0 ℃和-3 ℃貯藏溫度下TVB-N與電導(dǎo)率的相關(guān)系數(shù)分別為0.968、0.978、0.957、0.912、0.951，呈顯著相關(guān)(P<0.01)，這與宋麗榮[21]等人對(duì)羅非魚(yú)貯藏期間TVB-N與電導(dǎo)率相關(guān)性研究得出的結(jié)果相一致。

圖3 不同貯藏溫度下大菱鲆電導(dǎo)率的變化

2.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

微生物是引起水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的重要因素之一，微生物的生長(zhǎng)繁殖使魚(yú)體內(nèi)的蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)降解，產(chǎn)生胺類(lèi)、硫化氫等物質(zhì)，發(fā)出具有腐敗特征的臭味[22]，因此，檢測(cè)大菱鲆貯藏過(guò)程中的微生物動(dòng)態(tài)變化能夠很好地反映其品質(zhì)特性。

大菱鲆在15 ℃、10 ℃、4 ℃、0 ℃和-3 ℃的微生物變化如圖4所示，該圖表明不同貯藏溫度下大菱鲆菌落總數(shù)的變化差異顯著(P<0.01)。大菱鲆菌落總數(shù)的初始值為3.85 log(CFU/g)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組菌落總數(shù)值不斷上升，15 ℃和10 ℃微生物生長(zhǎng)直接進(jìn)入對(duì)數(shù)期，分別在第3 天和第6 天達(dá)到7.12 log(CFU/g)和7.06 log(CFU/g)，超過(guò)了水產(chǎn)品微生物數(shù)量的最高可接受限度(7 log CFU/g)[23]，4 ℃和0 ℃貯藏的微生物貯藏前期生長(zhǎng)緩慢，這是因?yàn)槲⑸锏男玛惔x需要酶的催化，低溫抑制了酶的催化速率，分別在第12 天和第15 天接近可接受閾值，而-3 ℃的菌落數(shù)在初始階段有所下降，可能是因?yàn)轸~(yú)體自身攜帶的一些細(xì)菌因不適應(yīng)微凍環(huán)境受到抑制，直到貯藏末期仍未超過(guò)可接受閾值，結(jié)果表明-3 ℃可大大延長(zhǎng)大菱鲆的貨架期。

圖4 不同貯藏溫度下菌落總數(shù)的變化

2.5 持水力(WHC)的測(cè)定

由圖5可知，5組大菱鲆的持水性不斷下降，15 ℃和10 ℃環(huán)境下貯藏的持水力下降速度要遠(yuǎn)大于4 ℃、0 ℃、-3 ℃組的樣品，可能是因?yàn)闇囟鹊纳邔?dǎo)致蛋白質(zhì)降解越來(lái)越嚴(yán)重，肌原纖維蛋白變性程度增大，結(jié)合水的能力下降，并且在貯藏前期，5組樣品的持水性差異不明顯，后期越來(lái)越顯著(P<0.01)，原因可能是貯藏時(shí)間的增加會(huì)加劇蛋白質(zhì)的變性[24]。觀(guān)察圖4和圖5發(fā)現(xiàn)，二者在表征大菱鲆鮮度上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)(P<0.01)，15 ℃、10 ℃、4 ℃、0 ℃和-3 ℃貯藏溫度下的菌落總數(shù)與持水力的相關(guān)系數(shù)分別為-0.906、-0.955、-0.983、-0.992和-0.965。

圖5 不同貯藏溫度下大菱鲆持水力的變化

2.6 TBA的變化

大菱鲆在貯藏過(guò)程中脂肪氧化產(chǎn)生丙二醛，丙二醛與硫代巴比妥酸反應(yīng)生成穩(wěn)定的紅色絡(luò)合物，通過(guò)測(cè)定該物質(zhì)在532 nm處的吸光度判斷大菱鲆的氧化程度[25]。脂肪氧化通常發(fā)生在貯藏的初始階段。由圖6可以看出，大菱鲆的TBA值在貯藏期間總體呈先上升后下降的趨勢(shì)，主要是因?yàn)橘A藏后期丙二醛與蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)被分解，引起質(zhì)量濃度降低。TBA的初始值為0.045 mg/kg，不同溫度下貯藏末期TBA值均出現(xiàn)上升，表明大菱鲆在貯藏期間發(fā)生了脂質(zhì)氧化，品質(zhì)出現(xiàn)劣變。

2.7 魚(yú)肉水分變化的 LF-NMR研究

魚(yú)肉中的水分主要以不易流動(dòng)水的形式存在[26]，其在貯藏加工與銷(xiāo)售過(guò)程中起重要作用，因此，本試驗(yàn)著重考察魚(yú)肉在貯藏期間不易流動(dòng)水橫向弛豫時(shí)間T22和馳豫面積P22的變化(表2)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，5種不同貯藏溫度下魚(yú)肉中不易流動(dòng)水均呈下降趨勢(shì)，總體來(lái)看，-3 ℃魚(yú)片的T22下降速率相比于其他溫度較為緩慢。T22值不斷下降表明魚(yú)肉在貯藏過(guò)程中水分子受到的約束力增大，水分活度減小，疏水性降低，可能是因?yàn)橘A藏后期蛋白質(zhì)變性程度變大，致使空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，部分不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)化為自由水。在貯藏末期樣品已經(jīng)變質(zhì)，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，水分遷移速率顯著降低(P<0.01)。

圖6 不同貯藏溫度下大菱鲆TBA的變化

而所有組的馳豫面積P22在貯藏前期均呈上升趨勢(shì)，可能是因?yàn)轸~(yú)體死后機(jī)體缺氧、細(xì)胞膜通透性增大、肌絲脹大、吸水能力增強(qiáng)所致[27]。P22值在貯藏后期下降，是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的貯藏使魚(yú)體表面出現(xiàn)干耗，肌原纖維收縮將細(xì)胞內(nèi)的水分?jǐn)D壓出來(lái)，不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)化為自由水。各溫度在貯藏末期P22含量存在差異，可見(jiàn)溫度和時(shí)間都會(huì)影響?hù)~(yú)肉中不易流動(dòng)水P22的變化。

表2 大菱鲆在不同貯藏溫度下水分橫向弛豫時(shí)間T22和馳豫面積P22的變化

圖7表示大菱鲆在不同貯藏溫度期間的核磁共振(MRI)成像圖。一般而言，MRI圖像中亮度越強(qiáng)，表明該部分的水分含量越高[28]。由圖7可得，在貯藏過(guò)程中，不同貯藏溫度下大菱鲆MRI圖像的亮度逐漸降低，貯藏末期亮度基本消失，表明魚(yú)樣已發(fā)生腐敗。15 ℃和10 ℃成像亮度的減弱程度大于4 ℃、0 ℃和-3 ℃，表明低溫貯藏可以延緩魚(yú)體的腐敗，適宜用于保持魚(yú)體原本的鮮度和魚(yú)肉的品質(zhì)，抑制魚(yú)體死后出現(xiàn)的生物化學(xué)變化[29]。

2.8 肌肉組織微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化

圖8顯示大菱鲆魚(yú)肉在不同貯藏溫度下的橫斷面微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)。圖8a表明，新鮮大菱鲆魚(yú)肉肌纖維結(jié)構(gòu)緊密，輪廓清晰，肌纖維之間有一些微小的間隙；當(dāng)15 ℃和10 ℃魚(yú)樣貯藏至第3 天和第5 天時(shí)(圖8b和圖8c)，肌纖維受到擠壓發(fā)生嚴(yán)重位移，且肌纖維斷面邊緣出現(xiàn)大量絮狀物，輪廓模糊，肌纖維扭曲變形、斷裂嚴(yán)重；當(dāng)4 ℃和0 ℃貯藏至11 d和15 d后(圖8d和圖8e)，兩組的肌纖維均逐漸變形，不斷發(fā)生斷裂和小片化，肌節(jié)間隙增大，肌纖維結(jié)構(gòu)由緊密變得疏松，這兩組溫度下的魚(yú)樣相比于15 ℃和10 ℃，細(xì)胞完整性保持較好；當(dāng)-3 ℃貯藏至第20天時(shí)(圖8f)，與新鮮魚(yú)樣相比，肌纖維結(jié)構(gòu)依然較完整，輪廓清晰，但肌纖維內(nèi)部出現(xiàn)裂口損傷，肌節(jié)間隙增大，可能是因?yàn)槲鰲l件下細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生許多小冰晶，導(dǎo)致細(xì)胞受到機(jī)械損傷，肌纖維斷裂。

圖7 不同貯藏溫度下大菱鲆核磁共振成像圖的變化

圖8 不同溫度下大菱鲆肌肉組織的微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化

2.9 貨架期預(yù)測(cè)模型的建立

2.9.1 大菱鲆品質(zhì)動(dòng)力學(xué)分析

根據(jù)公式(1)，利用Origin 8.5分別對(duì)大菱鲆的TVB-N值和菌落總數(shù)值進(jìn)行非線(xiàn)擬合，得到一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的反應(yīng)速率常數(shù)k及回歸系數(shù)R2(表3)，R2越大，表明擬合度越高，預(yù)測(cè)效果越好。

表3 不同貯藏溫度下大菱鲆品質(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)

2.9.2 Arrhenius方程中指前因子A0和活化能Ea的計(jì)算

根據(jù)式(2)，對(duì)k和T作非線(xiàn)性擬合，計(jì)算可得大菱鲆TVB-N及菌落總數(shù)變化預(yù)測(cè)模型中的指前因子A0和活化能Ea(表4)。

表4 TVB-N和TVC變化預(yù)測(cè)模型中的指前因子A0和活化能Ea

將TVB-N及菌落總數(shù)的A0和Ea分別代入到式(3)中可得到對(duì)應(yīng)的貨架期預(yù)測(cè)模型。

大菱鲆基于TVB-N的貨架期預(yù)測(cè)模型：

(4)

大菱鲆基于菌落總數(shù)的貨架期預(yù)測(cè)模型：

(5)

式中：BTVB-N、BTVC為大菱鲆貯藏第t天時(shí)的TVB-N和菌落總數(shù)的測(cè)定值；BTVB-N0、BTVC0為T(mén)VB-N和菌落總數(shù)的初始值；tsL為貨架期，d。

2.10 貨架期模型的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)

為了驗(yàn)證該動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性，比較283 K溫度下大菱鲆TVB-N及菌落總數(shù)值的實(shí)際測(cè)量值與模擬預(yù)測(cè)值，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 283 K溫度下大菱鲆的貨架期預(yù)測(cè)誤差

由表5可知，以TVB-N值建立的貨架期預(yù)測(cè)模型，大菱鲆的實(shí)測(cè)值與貨架期方程預(yù)測(cè)值相比，相對(duì)誤差在±10%以?xún)?nèi)，而以菌落總數(shù)建立的貨架期預(yù)測(cè)模型相對(duì)誤差達(dá)到12.6%，因此從整體的預(yù)測(cè)效果來(lái)看，以TVB-N值建立的貨架期預(yù)測(cè)模型能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大菱鲆的貨架期。

3 結(jié)論

研究了大菱鲆貯藏在不同溫度下的品質(zhì)變化，選取TVB-N值和菌落總數(shù)構(gòu)建貨架期預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，降低溫度可顯著延緩各指標(biāo)的變化速率，抑制產(chǎn)品劣變，從而延長(zhǎng)大菱鲆的貨架期。大菱鲆在貯藏過(guò)程中的TVB-N值和菌落總數(shù)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合Arrhenius方程構(gòu)建的貨架期預(yù)測(cè)模型具有較高的擬合度，10 ℃指標(biāo)實(shí)測(cè)值與模型預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差在10%以?xún)?nèi)，表明該模型可信度高。該模型只需測(cè)定產(chǎn)品的TVB-N值就可以得到產(chǎn)品的剩余貨架期，操作快速準(zhǔn)確。該模型可預(yù)測(cè)-3 ℃～15 ℃下大菱鲆的貨架期，應(yīng)用范圍更廣。因此，該貨架期預(yù)測(cè)模型具有較高的實(shí)用性，可成為預(yù)測(cè)大菱鲆貨架期的一種有效途徑。