不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚品質(zhì)影響

王佳媚，彭菲，符騰飛

海南大學食品科學與工程學院，海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心（?？?570228）

金鯧魚富含油酸、棕櫚酸和亞油酸，各組織脂質(zhì)營養(yǎng)豐富[1]，魚肉中氨基酸含量豐富，高于其他魚類，其中人體必需氨基酸有7種，不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的64%，是一種營養(yǎng)豐富且具有鮮味的食品[2]。近幾年金鯧魚養(yǎng)殖產(chǎn)量持續(xù)增長，市場對新鮮產(chǎn)品的需求一直供不應(yīng)求，如何有效保鮮是金鯧魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

關(guān)于金鯧魚的保鮮研究報道，主要集中在可食性涂膜、氣調(diào)包裝以及抑菌包裝等方面。表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）[3]和番石榴多酚[4]等浸泡處理金鯧魚片，對金鯧魚片的新鮮品質(zhì)具有良好保持作用。張涵等[5]通過聚賴氨酸復(fù)合涂膜協(xié)同氣調(diào)包裝處理，可有效抑制冷藏過程中金鯧魚微生物生長，抑制蛋白質(zhì)降解和脂肪氧化，維持良好產(chǎn)品品質(zhì)。有研究表明真空包裝可以有效延長產(chǎn)品貨架期[6]，也有研究認為高氧氣調(diào)包裝對金鯧魚冷藏貨架期具有良好的促進作用[5]。此外，溶菌酶脂質(zhì)體能抑制金鯧魚表面微生物生長，可減緩其腐敗變質(zhì)。

低溫等離子體中含有紫外線、帶電粒子和自由基等多種活性成分[7]，作為一種非熱殺菌方式，在水產(chǎn)品和肉類等多種食品中已有應(yīng)用研究。低溫等離子體對冰鮮魷魚[8]和沙尖魚[9]表面的微生物具有良好的抑制作用；對生食蟹糊具有良好的殺菌效果，同時保持蟹糊原有的營養(yǎng)和理化性質(zhì)[10]；可以減緩南美白對蝦中多酚氧化酶活性，延緩對蝦黑變[11]。喬維維等[12]采用低溫等離子體處理鮮牛肉，發(fā)現(xiàn)能夠有效殺滅表面微生物，同時維持牛肉的營養(yǎng)成分和理化品質(zhì)。此外，低溫等離子體對橙汁中不穩(wěn)定的維生素C影響甚微[13]。

采用不同低溫等離子體激發(fā)條件處理金鯧魚，研究低溫等離子體對金鯧魚的殺菌效果和理化品質(zhì)的影響，旨在為低溫等離子體在金鯧魚保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)和理論參考。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮金鯧魚：購于海口市水產(chǎn)品市場。

試劑：平板計數(shù)培養(yǎng)基、氯化鉀、氧化鎂、硼酸、鹽酸、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸溶液。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-10色差計，KONICA MINOLTA公司；PL303電子分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；IW-86L338超低溫冰箱，青島海爾特種電器有限公司；722G紫外可見光光度計，北京普析通用儀器有限公司；K160半自動凱氏定氮儀，海能儀器有限公司；PHS-25 pH計，奧維實驗儀器有限公司；HH-2恒溫水浴鍋，常州金壇實驗儀器；DGG-9123A電熱鼓風干燥箱，上海森信實驗儀器公司；SPX-808SH-II生化培養(yǎng)箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；TGL-16MS型臺式高速冷凍離心機，上海盧湘儀離心機儀器有限公司；BK130/36高壓電轉(zhuǎn)換器，美國PHENIX公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

新鮮金鯧魚用冰袋運回實驗室，去頭、去內(nèi)臟，依脊背分為兩半，用冰水沖洗干凈血漬和殘留臟器，按照頭部、中部、尾部分區(qū)將魚肉均勻切塊，放入塑料包裝盒中，密封后進行低溫等離子體處理。

處理組樣品采用60，70和80 kV電壓分別處理1，2和3 min，處理后立即取樣檢測。未經(jīng)等離子體處理的樣品包裝后放置相同時間取樣。

1.3.2 菌落總數(shù)的測定

參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》操作。稱取25 g魚肉于225 mL無菌生理鹽水中均質(zhì)，進行10倍系列梯度稀釋，取100 μL于平板計數(shù)培養(yǎng)基上涂布涂勻，置于30±1 ℃培養(yǎng)72±3 h計數(shù)，菌落數(shù)量采用CFU/g計數(shù)。

1.3.3 色差的測定

使用便攜式色差儀，測定并記錄L*和b*值。

1.3.4 水分含量的測定采用直接干燥法測定，操作參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分含量的測定》。

1.3.5 pH的測定

參照 GB 5009.237—2016《食品安全國家標準食品 pH的測定》操作。稱取1.0 g魚肉絞碎，于10 mL氯化鉀溶液中均質(zhì)，浸漬30 min，用pH計測定。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定

參照國標GB 5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》，采用半微量滴定法測定。將20.0 g魚肉絞碎置于100 mL水中，振蕩搖勻30 min后過濾。取10 mL濾液加入5 mL MgO溶液蒸餾，用含有甲基紅和亞甲基藍混合試劑的硼酸溶液吸收。用0.01 mol/L的鹽酸滴定硼酸吸收液，TVB-N值由消耗的鹽酸量來測定。

1.3.7 TBARs值的測定

稱取10.0 g魚肉樣品，加入50 mL 7.5%三氯乙酸，恒溫水浴振搖30 min后分裝，以5 000 r/min冷凍離心10 min，采用濾紙過濾，取5 mL濾液于試管，加5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，搖勻后置于100 ℃水浴40 min。冷卻1 h，再以5 000 r/min離心5 min。分別取上清液，加5 mL氯仿，搖勻后靜置分層，取上清液測定532 nm和600 nm的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用3次重復(fù)的平均值表示，通過Origin 8.5軟件進行單因素方差分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫等離子體處理條件對金鯧魚菌落總數(shù)的影響

金鯧魚經(jīng)不同條件低溫等離子體處理后菌落總數(shù)變化如圖1所示，不同電壓低溫等離子體處理金鯧魚的菌落總數(shù)隨時間變化趨勢相同。在同一低溫等離子體處理電壓條件下，金鯧魚菌落總數(shù)隨著處理時間增加逐漸降低。相同處理時間，隨著處理電壓升高，金鯧魚菌落總數(shù)逐漸減少。當?shù)蜏氐入x子體處理時間從1 min增加到3 min，80 kV處理組菌落數(shù)量顯著低于對照組和其他處理組（p＜0.05），而60和70 kV電壓處理組之間菌落總數(shù)差異不明顯。當處理時間為1 min，60和70 kV電壓處理組的菌落總數(shù)比未處理組減少0.65 lg（CFU/g），而80 kV處理組的菌落數(shù)量比未處理組減少了1.1 lg（CFU/g）。當處理時間延長至3 min，80 kV處理組的菌落數(shù)量比未處理組減少1.3 lg（CFU/g），比60和70 kV處理組低0.5 lg（CFU/g）。

圖1 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚菌落總數(shù)的影響

低溫等離子體含有多種活性成分，其中帶電粒子、活性氧化物、活性氮化物、自由基以及紫外線等都能對微生物起損傷致死作用[14]。在試驗中，空氣作為低溫等離子體的激發(fā)氣體，能夠形成大量活性氧化物（reactive oxygen species，ROS）和氮氧化物（reactive nitrogen species，RNS），對微生物細胞的產(chǎn)生攻擊破壞作用[15]。當電壓升高，激發(fā)空氣中更多的O2和N2成為等離子體，RNS和ROS活性成分增加，導致對微生物的損傷作用增強，從而使菌落數(shù)量減少[16]。當處理時間延長，等離子體中活性成分與微生物的作用時間增加，對菌體細胞的破壞程度增加，從而使菌落數(shù)量減少。因此，低溫等離子體處理電壓越高，處理時間越長，金鯧魚菌落總數(shù)越少。

2.2 低溫等離子體處理條件對金鯧魚色差的影響

圖2顯示不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚L*值和b*值具有顯著影響。圖2（A）所示，同一處理時間內(nèi)，隨著處理電壓的升高，金鯧魚L*值逐漸升高；同一處理電壓下，隨著處理時間延長，魚肉L*值逐漸升高。當80 kV電壓處理1 min，魚肉L*值從50.85升高至65.67，處理時間延長至3 min，L*值升高至73.27。

低溫等離子體處理對金鯧魚b*值呈現(xiàn)降低趨勢（圖2（B））。同一處理電壓下隨著處理時間的增長，魚肉b*值逐漸減?。煌惶幚頃r間下，隨著處理電壓的升高，魚肉b*值逐漸減小。當處理電壓為80 kV，處理時間為3 min時，魚肉b*值降至7.05。

圖2 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚色差的影響

新鮮金鯧魚的色澤鮮亮，隨著存放時間的增加，由于魚肉蛋白質(zhì)發(fā)生分解，導致b*值升高，L*值降低[17]。經(jīng)低溫等離子體處理后的魚肉b*值降低，L*值升高，魚肉發(fā)黃程度減弱，表面亮度提高，有利于維持魚肉良好色澤。低溫等離子體處理的培根中發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象[18]，常壓等離子體處理殺死培根表面單核增生性李斯特菌，大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌的同時增加培根的L*值。

2.3 低溫等離子體處理條件對金鯧魚水分含量的影響

由圖3可知，低溫等離子體在不同條件處理后各組魚肉水分沒有顯著變化。同一處理時間下，升高電壓對魚肉中水分含量降低影響不明顯。魚肉經(jīng)80 kV處理3 min，水分含量比未處理組降低0.8%。

低溫等離子體處理過程中溫度不變，魚肉未受熱，魚肉組織對不易流動水的束縛力保持不變，低溫等離子體處理對魚肉中結(jié)合水的破壞力有限，未能在短時間內(nèi)產(chǎn)生明顯的失水效果。同時，研究中魚肉經(jīng)等離子體處理后立即取樣測定水分含量，魚肉中水分流失量在短時間內(nèi)不明顯，導致測定結(jié)果不顯著。

圖3 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚水分含量的影響

2.4 低溫等離子體處理條件對金鯧魚pH的影響

圖4所示低溫等離子體處理后金鯧魚pH低于未處理組，同一處理電壓下，隨著處理時間的延長，魚肉pH都呈現(xiàn)下降趨勢；同一處理時間下，處理電壓越高，pH也越低。經(jīng)80 kV處理3 min后，魚肉pH從6.20降到6.07。

圖4 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚pH的影響

金鯧魚死后肉中糖原發(fā)生酵解形成乳酸，隨著乳酸積累以及ATP酶活力增強，分解產(chǎn)生H+，魚肉的pH會逐漸下降[19]。研究采用空氣作為等離子體激發(fā)氣體能夠形成活性基團（活性氧、活性氮）等呈酸成分，與魚肉中水分反應(yīng)，可能形成酸性物質(zhì)，引起魚肉pH降低。類似結(jié)果在低溫等離子體處理的南美白對蝦[20]、牛肉[21]和豬里脊肉[22]中也有發(fā)現(xiàn)。

2.5 低溫等離子體處理條件對金鯧魚TVB-N值的影響

魚體中蛋白質(zhì)發(fā)生降解產(chǎn)生氨、胺等具有揮發(fā)性的堿性物質(zhì)，統(tǒng)稱為揮發(fā)性鹽基氮[23]。TVB-N值是檢驗水產(chǎn)品腐敗程度的重要指標，能夠反映金鯧魚的腐敗變質(zhì)程度。圖5顯示經(jīng)低溫等離子體處理后金鯧魚魚肉TVB-N值明顯低于未處理組。同一處理時間下，處理電壓越大，TVB-N值越低；同一處理電壓下，隨著處理時間延長，TVB-N值降低。80 kV處理組魚肉的TVB-N值低于60和70 kV處理組，當處理時間為3 min時，TVB-N值為5.32 mg/100 g，低于未處理組7.91 mg/100 g。

圖5 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚TVB-N值的影響

TVB-N值降低與處理組pH變化相一致。低溫等離子體處理過程中產(chǎn)生的呈酸性成分可以與堿性成分反應(yīng)，導致可測定的堿性物質(zhì)減少，TVB-N值降低。低溫等離子體處理能夠抑制魚肉表面微生物生長，減少肉中蛋白質(zhì)分解，阻礙堿性化合物的生成，從而降低pH和TVB-N值[24]。

2.6 低溫等離子體處理條件對金鯧魚TBARs值的影響

圖6所示處理組魚肉的TBARs值高于未處理組，且隨著處理電壓升高、時間延長而逐漸升高。80 kV處理3 min魚肉TBARs值高達0.355 mg/100 g，比對照組高0.073 mg/100 g。表明魚肉經(jīng)低溫等離子體處理后脂質(zhì)發(fā)生氧化，且高電壓、長時間處理能夠加速脂質(zhì)氧化。

圖6 不同低溫等離子體處理條件對金鯧魚TBARs值的影響

金鯧魚脂肪酸含量豐富，尤其是不飽和脂肪酸，而不飽和脂肪酸極易被氧化。研究使用空氣作為低溫等離子體激發(fā)介質(zhì)，能夠形成具有高氧化活性的基團（·O-、·OH、O、H2O2、O3、NOx），促進魚肉中脂肪酸氧化。低溫等離子體激發(fā)電壓越高、時間越長，形成等離子體成分種類和含量越多，對魚肉的氧化作用越明顯。R?d等[25]采用低溫等離子體處理牛肉干，隨著等離子體發(fā)生裝置功率和時間的增加，硫代巴比妥酸值也有所增加，但未超過0.4 mg/kg。據(jù)報道，TBARs值≤0.66 mg/kg時，魚肉屬于良質(zhì)肉，研究中TBARs值最高為0.355 mg/100 g，仍屬于可接受范圍。

3 結(jié)論

低溫等離子體處理能夠降低魚肉中菌落總數(shù)、pH、b*值和TVB-N值，提高L*值和TBARs值。等離子體處理電壓越高、時間越長，對魚肉安全品質(zhì)作用越明顯。80 kV處理3 min，魚肉的菌落總數(shù)和TVB-N值分別下降1.40 lg（CFUg）和2.60 mg/100 g，L*值和TBARs值分別升高22.42和0.073 mg/100 g。低溫等離子體能有效抑制魚肉中微生物生長，維持魚肉色澤，保持水分含量，對金鯧魚品質(zhì)具有一定的維持作用。低溫等離子體處理能夠促進脂質(zhì)氧化，因此，需要嚴格控制處理條件，將脂質(zhì)氧化控制在可接受范圍內(nèi)。