水產(chǎn)品新鮮度檢測(cè)方法研究進(jìn)展

馬聰聰，張九凱，盧 征，韓建勛，邢冉冉，郝建雄，陳 穎,

（1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050018；2.中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，北京 100176；3.國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督司，北京 100820）

水產(chǎn)品是海洋和淡水漁業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)植物及其加工產(chǎn)品的統(tǒng)稱，含有豐富的蛋白質(zhì)、ω-3多不飽和脂肪酸以及一些維生素和礦物質(zhì)，對(duì)人體健康起著重要的作用[1]。然而大部分水產(chǎn)品卻因組織肌肉柔軟及蛋白含量高而極易導(dǎo)致在捕撈后發(fā)生腐敗變質(zhì)，如魚體內(nèi)的脂肪酸氧化產(chǎn)生酸敗氣味[2]，蛋白質(zhì)在酶的作用下分解為氨基酸同時(shí)散發(fā)出腥臭味，還有魚體表面附著的微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，使魚肉的肌肉組織被破壞[3]。腐敗變質(zhì)后的水產(chǎn)品不僅風(fēng)味發(fā)生變化，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也大打折扣，嚴(yán)重的還會(huì)影響消費(fèi)者身體健康[4]。新鮮度是水產(chǎn)品重要的品質(zhì)指標(biāo)之一，它直接與消費(fèi)者感知的感官屬性如外觀、質(zhì)地、氣味和口感有關(guān)，同時(shí)對(duì)于水產(chǎn)食品安全、運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)及加工過(guò)程也有著重要意義。因此，找到合適、準(zhǔn)確、快速的水產(chǎn)品新鮮度檢測(cè)方法，是保證水產(chǎn)品消費(fèi)安全的重要手段。

目前常用的新鮮度檢測(cè)方法有微生物評(píng)價(jià)、傳統(tǒng)理化分析和傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)[5]，以及在后者基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代化感官仿生識(shí)別技術(shù)[6]。隨著光譜技術(shù)的發(fā)展，紅外光譜、熒光光譜、核磁共振、拉曼光譜等新興無(wú)損檢測(cè)技術(shù)逐漸受到人們的關(guān)注[7]。除此之外，為了研究水產(chǎn)品新鮮度變化的機(jī)理，基于蛋白質(zhì)組學(xué)的質(zhì)譜技術(shù)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本文總結(jié)了常用的水產(chǎn)品新鮮度評(píng)價(jià)方法和技術(shù)（表1），介紹了傳統(tǒng)及仿生感官評(píng)價(jià)、微生物評(píng)價(jià)、理化分析、光譜及質(zhì)譜技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

表1 水產(chǎn)品新鮮度評(píng)價(jià)方法Table 1 Recent evaluation methods for the freshness of aquatic products

續(xù)表1

1 傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)是通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感知產(chǎn)品感官特性（如外觀、顏色、氣味、質(zhì)地和味道）的一種科學(xué)方法。感官評(píng)價(jià)作為一種傳統(tǒng)的有效工具，在魚肉新鮮度評(píng)估和檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前，常用的感官評(píng)價(jià)方法是基于QIM的水產(chǎn)品新鮮度分級(jí)方法，即采用缺陷評(píng)分方法準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)各類水產(chǎn)品主要感官屬性因子之間的差異，每個(gè)指標(biāo)按照0～3 分進(jìn)行評(píng)分，0 分代表最佳品質(zhì)，然后計(jì)算綜合感官評(píng)分，通過(guò)得分高低對(duì)水產(chǎn)品新鮮度進(jìn)行分級(jí)。

水產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)主要是通過(guò)評(píng)估樣品各部位的顏色、氣味和質(zhì)地等特征來(lái)進(jìn)行。如?zogul等[8]利用QIM方法對(duì)不同貯存時(shí)間鰻魚的魚眼形狀、眼球渾濁度、腹腔味道和魚皮狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果顯示鰻魚的感官分?jǐn)?shù)隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，這表明貯存過(guò)程中鰻魚新鮮度在逐漸喪失。另外，當(dāng)評(píng)價(jià)不同物種或相同物種不同狀態(tài)的新鮮度時(shí)，所設(shè)計(jì)的QIM方案會(huì)有所調(diào)整，如Abdullah等[7]評(píng)價(jià)虹鱒魚片時(shí)，對(duì)其顏色、黏度、彈性等7 個(gè)特性進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)，而針對(duì)整條虹鱒魚，則增加了皮膚、魚鰓、內(nèi)臟、瞳孔等特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終確定了整條虹鱒和虹鱒魚片的保質(zhì)期分別為12 d和14 d。吳雪麗等[9]對(duì)貯存于10、5、0 ℃和-1.2 ℃條件下扇貝的組織形態(tài)、體表色澤、彈性和氣味4 個(gè)方面進(jìn)行了綜合感官評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各個(gè)溫度條件下貯存的扇貝感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，針對(duì)各物種的特點(diǎn)及樣品狀態(tài)，選擇合適的感官屬性參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品貨架期的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

傳統(tǒng)感官評(píng)價(jià)方法可對(duì)感知屬性進(jìn)行即時(shí)測(cè)定，但由于評(píng)價(jià)人員對(duì)相同刺激水平的反應(yīng)存在差異，可能導(dǎo)致測(cè)試的結(jié)果不準(zhǔn)確。因此想要對(duì)水產(chǎn)品新鮮度進(jìn)行精準(zhǔn)、全面的評(píng)價(jià)，還需要其他檢測(cè)技術(shù)的輔佐。

2 感官仿生識(shí)別技術(shù)

感官仿生識(shí)別技術(shù)是在傳統(tǒng)感官分析技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是模仿生物視覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)等感官特性對(duì)樣品的色、香、味和質(zhì)地等特點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)化為直觀結(jié)果的一種新型檢測(cè)技術(shù)。依靠現(xiàn)代化信息技術(shù)和生物傳感技術(shù)不僅避免了傳統(tǒng)感官檢測(cè)中評(píng)價(jià)人員的主觀性，還大幅提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，因此感官仿生識(shí)別技術(shù)在新鮮度檢測(cè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[54]。

電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)來(lái)識(shí)別氣味的電子系統(tǒng)，可以對(duì)水產(chǎn)品貯存過(guò)程中產(chǎn)生的各種揮發(fā)性氣味進(jìn)行多方位識(shí)別，以達(dá)到新鮮度檢測(cè)的目的。秋刀魚在貯存過(guò)程中，會(huì)不斷產(chǎn)生甲苯、硫化氫和甲烷等氣體，卞瑞姣等[10]選擇10 種對(duì)這些氣體有較高靈敏度的傳感器陣列組成電子鼻檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)4 ℃條件貯存不同時(shí)間的秋刀魚進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以很好地表征秋刀魚冷藏過(guò)程中新鮮度變化。大閘蟹產(chǎn)生的氣味成分包含醇類、酮類、醛類、芳香類、烴類及氮類等，朱培逸等[11]結(jié)合這些特征性氣體，選取8 種傳感器構(gòu)成了大閘蟹電子鼻氣味采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大閘蟹新鮮度的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

針對(duì)液體狀態(tài)的檢測(cè)對(duì)象，由多種傳感器陣列組成的電子舌可以實(shí)現(xiàn)其總體特征的快速分析和識(shí)別。它可以對(duì)樣品貯存過(guò)程中酸、甜、苦、咸、鮮等味道的改變作出全面分析，進(jìn)而達(dá)到新鮮度的準(zhǔn)確判斷。ATP代謝中間產(chǎn)物肌苷酸（inosinemonphosphate，IMP）與魚體肌肉組織的甜味和新鮮度有關(guān)，而終產(chǎn)物次黃嘌呤（hypoxanthine，HX）等則略顯苦澀，HX的積累會(huì)導(dǎo)致新鮮度的降低[55-56]，因此Shi Ce等[12]使用電子舌傳感器對(duì)羅非魚浸出液中甜味和苦味相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行了分類，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同溫度和不同貯存時(shí)間下羅非魚的準(zhǔn)確區(qū)分。同樣，鄭舒文等[13]利用電子舌對(duì)不同貯存時(shí)間鱈魚的浸出液的滋味進(jìn)行了分析，建立了一種基于電子舌技術(shù)判別鱈魚新鮮度的方法，可以準(zhǔn)確識(shí)別不同貯存時(shí)間的鱈魚。

顏色是水產(chǎn)品最重要的品質(zhì)屬性之一，與產(chǎn)品的新鮮度密切相關(guān)。相比于傳統(tǒng)的比色計(jì)和分光光度計(jì)，儀器傳感器和計(jì)算機(jī)成像軟件結(jié)合形成的新型計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，在水產(chǎn)品的顏色判別方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛[57]，大幅提高了樣品檢測(cè)的速度和準(zhǔn)確度。如Shi Ce等[14]開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于羅非魚瞳孔和鰓顏色變化的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了可行性評(píng)估，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)對(duì)瞳孔和鰓顏色參數(shù)的測(cè)定與揮發(fā)性鹽基氮和硫代巴比妥酸含量具有良好的相關(guān)性（R2＝0.989～0.999）。Huang Xingyi等[15]利用基于比色傳感器陣列的魚類新鮮度評(píng)價(jià)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)了河豚魚在貯存過(guò)程中肌肉顏色變化，并得到每個(gè)樣品顏色變化曲線，然后對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行新鮮度分組，最終評(píng)價(jià)準(zhǔn)確率達(dá)到87.5%。

3 微生物評(píng)價(jià)

水產(chǎn)品在貯存過(guò)程中，一些腐敗微生物會(huì)以其肌肉中的蛋白質(zhì)為氮源，不斷進(jìn)行分解作用，從而導(dǎo)致魚體肌肉降解。因此微生物活動(dòng)是引起水產(chǎn)品新鮮度變化的主要因素之一?？偦罹鷶?shù)（total viable count，TVC）作為一個(gè)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，常被用來(lái)評(píng)估不同種類水產(chǎn)品的新鮮度[58]。劉明爽等[16]對(duì)比了冷藏（4 ℃）和冷凍（-2 ℃）真空包裝（vacuum packing，VP）下鱸魚片的新鮮度，發(fā)現(xiàn)冷藏條件下的鱸魚片貨架期比冷凍條件下的鱸魚片貨架期短。進(jìn)一步測(cè)定TVC發(fā)現(xiàn)，冷凍包裝的鱸魚片TVC增長(zhǎng)速率明顯低于冷藏包裝，證明微生物活動(dòng)是鱸魚片品質(zhì)下降的一個(gè)重要因素。Li Dongping等[17]研究了空氣包裝（air packing，AP）和VP對(duì)冷藏（4 ℃）鰱魚魚片質(zhì)量和微生物特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)AP包裝樣品貯存8 d后TVC達(dá)到了107CFU/g，但VP包裝樣品貯存14 d后TVC才達(dá)到該數(shù)量級(jí)，該研究成功利用微生物評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)了不同貯存方式的測(cè)評(píng)，也為水產(chǎn)品貯存提供了理論支持。另外，該學(xué)者研究微生物種類時(shí)發(fā)現(xiàn)，在貯藏初期，兩種包裝中金黃色桿菌是優(yōu)勢(shì)菌屬，但在保質(zhì)期結(jié)束時(shí)，假單胞菌是AP魚片中最常見(jiàn)的一類，而在VP魚片中氣單胞菌則成為優(yōu)勢(shì)菌屬。Boziaris等[18]對(duì)不同溫度下貯存的挪威龍蝦中的微生物種類也進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在整個(gè)貯存期間的優(yōu)勢(shì)腐敗菌均為假單胞菌，但在20 ℃和5 ℃貯存過(guò)程中產(chǎn)硫化氫細(xì)菌的增長(zhǎng)速率明顯高于假單胞菌。此外，Papadopoulos等[19]檢測(cè)了冰鮮海鱸魚貯存16 d內(nèi)微生物變化，發(fā)現(xiàn)假單胞菌和產(chǎn)生硫化氫的細(xì)菌是整個(gè)貯藏期內(nèi)的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌。這些研究都進(jìn)一步證明了物種差異、貯存溫度變化、貯存方式和貯存時(shí)間不同都會(huì)導(dǎo)致微生物種類和生長(zhǎng)速率的不同。因此，在依據(jù)微生物對(duì)水產(chǎn)品新鮮度和貨架期進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)時(shí)，除了檢測(cè)TVC，微生物種類和生長(zhǎng)趨勢(shì)等也要在考慮范圍內(nèi)，這樣才能實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

4 傳統(tǒng)理化分析

4.1 電特性及結(jié)構(gòu)變化測(cè)定

測(cè)定魚肉的電特性（電阻、電導(dǎo)率和電容）是直觀評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的技術(shù)之一[59]。新鮮樣品電阻約為2 000 Ω，電導(dǎo)率約為500 μS，而變質(zhì)樣品電阻降至50 Ω，電導(dǎo)率升至20 000 μS，這是貯存過(guò)程中細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞液泄漏到細(xì)胞間隙導(dǎo)致的[60]。胡波等[20]研究了在貯藏期內(nèi)淡水魚電阻抗特性的變化規(guī)律，測(cè)定了貯存于4 ℃下的鰱魚的腮部、腹部和尾部的電阻抗特性，發(fā)現(xiàn)貯存時(shí)間超過(guò)120 h后，腮部阻抗減小到70 Ω以下，同時(shí)魚體內(nèi)揮發(fā)性鹽基氮的含量大于20 mg/100 mg，表明鰱魚已經(jīng)腐敗。另外，Sun Jian等[21]觀察了電參數(shù)與魚類腐敗階段的關(guān)系，利用電化學(xué)阻抗譜形態(tài)特征曲線中的峰對(duì)魚類新鮮度進(jìn)行分類，準(zhǔn)確率達(dá)到78%。

魚肉結(jié)構(gòu)變化測(cè)定通常是通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀和紋理輪廓分析來(lái)實(shí)現(xiàn)的，Badii等[22]監(jiān)測(cè)了冷凍貯存過(guò)程中鱈魚紋理和結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)變化與貯存時(shí)間緊密相關(guān)，同時(shí)伴隨著蛋白質(zhì)溶解度的降低和疏水性的增加。在另一項(xiàng)研究中，Jain等[23]以南亞野鯪為研究對(duì)象進(jìn)行了同樣的分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在貯存5 d后其皮膚硬度和韌性突然降低，然后將魚體表面硬度曲線結(jié)果與貯存時(shí)間進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)該模型能很好地描述冷藏魚的皮膚硬度和貯存時(shí)間的關(guān)系，擬合系數(shù)R2在0.991 0～0.996 7之間。

4.2 生物胺及揮發(fā)性鹽基氮含量測(cè)定

生物胺及揮發(fā)性鹽基氮是由肌肉中蛋白質(zhì)和肽釋放出來(lái)的游離氨基酸脫羧或醛或酮氨基化形成的，在新鮮水產(chǎn)品肌肉組織中其含量較低，但捕撈數(shù)天后，隨著蛋白降解作用加強(qiáng)，其含量逐漸增多。因此生物胺及揮發(fā)性鹽基氮的含量測(cè)定是評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度的關(guān)鍵因素[61]。

水產(chǎn)品中主要的生物胺有組胺、酪胺、腐胺和苯乙胺。高濃度的生物胺不僅會(huì)嚴(yán)重影響食品風(fēng)味，還會(huì)改變其成分，對(duì)人體造成嚴(yán)重的毒害作用，如神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)損傷[62]。因此許多國(guó)家和國(guó)際組織建立了關(guān)于水產(chǎn)品中生物胺最大限值的規(guī)定和法律要求[63]。Zhai Honglei等[24]采用反相高效液相色譜法測(cè)定了我國(guó)南方常見(jiàn)的魚類及其制品中各生物胺的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有12.24%的魚制品樣品顯示苯乙胺含量超過(guò)30 mg/kg的安全限值。Hu Yue等[25]分析了不同魚類在低溫和高溫貯存期間的生物胺濃度變化，研究結(jié)果表明在4 ℃和25 ℃分別貯藏10 d和24 h后，其總生物胺含量分別增加至1 354 mg/kg和1 499 mg/kg，都超過(guò)了歐盟建議的最高限度（300 mg/kg）。該學(xué)者還發(fā)現(xiàn)不同品種的魚類中生物胺種類和濃度不同。腐胺的濃度在金線魚和帶魚體內(nèi)最高，而組胺的濃度在藍(lán)圓鲹中最高。另外，Ishimaru等[26]對(duì)另外幾類物種的研究中發(fā)現(xiàn)，鯖魚和金槍魚中組胺濃度最高，而鱈魚肉中腐胺和酪胺含量最高。因此，準(zhǔn)確測(cè)定水產(chǎn)品貯存過(guò)程中各生物胺的含量及種類，對(duì)新鮮度的判斷具有重要意義。

揮發(fā)性鹽基氮主要是由三甲胺氧化物通過(guò)細(xì)菌酶還原而來(lái)。三甲胺氧化物本身是一種天然且無(wú)毒的物質(zhì)，通常參與魚類和貝類的海洋物種的滲透調(diào)節(jié)功能，但在細(xì)菌酶的作用下還原為三甲胺氮以及氨和其他堿性含氮化合物后，就會(huì)形成魚類死亡后的不良?xì)馕禰64]。因此揮發(fā)性鹽基氮的含量也可以客觀反映水產(chǎn)品的質(zhì)量。Limbo等[27]以揮發(fā)性鹽基氮為測(cè)定目標(biāo)，對(duì)0.5、4.8 ℃和16.5 ℃條件下貯存的歐洲鱸魚貨架期進(jìn)行了預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)以上述不同溫度條件分別貯存8、4 d和1 d后，鱸魚揮發(fā)性鹽基氮含量超過(guò)了歐盟規(guī)定的安全限值（25 mg/100 g）。徐晨等[28]也通過(guò)測(cè)定不同貯存溫度下?lián)]發(fā)性鹽基氮隨時(shí)間的變化量，建立了揮發(fā)性鹽基氮含量與貯存時(shí)間和貯存溫度之間的動(dòng)力學(xué)模型，為草魚片貯存提供了理論參考。

4.3 硫代巴比妥酸值測(cè)定

水產(chǎn)品中含有豐富的不飽和脂肪酸，容易氧化產(chǎn)生小分子物質(zhì)。其氧化產(chǎn)物（如丙二醛）含量與水產(chǎn)品的腐敗程度呈正相關(guān)，因此可通過(guò)檢測(cè)其氧化產(chǎn)物的濃度對(duì)水產(chǎn)品的新鮮度進(jìn)行判斷。硫代巴比妥酸可與脂肪氧化產(chǎn)生的醛、酮和酸等小分子物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成有色化合物，在532 nm波長(zhǎng)處有最大吸收。所以，在該波長(zhǎng)處測(cè)定有色物的吸光度[65]，可以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品新鮮度的檢測(cè)。如李秀霞等[2]在研究質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%碎冰處理對(duì)熟制中國(guó)對(duì)蝦凍藏期間新鮮度的影響時(shí)，通過(guò)測(cè)定丙二醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)蝦肉的脂肪氧化情況進(jìn)行了判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，其硫代巴比妥酸值逐漸增大，說(shuō)明肌肉脂肪氧化程度加深。同樣，張曉麗等[29]通過(guò)測(cè)定硫代巴比妥酸值對(duì)竹葉抗氧化物的保鮮效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)竹葉抗氧化物處理后的羅非魚片，其硫代巴比妥酸值明顯降低，魚片的保鮮期也比原來(lái)延長(zhǎng)了4～6 d。這些研究均闡明了通過(guò)測(cè)定硫代巴比妥酸值，可以對(duì)水產(chǎn)品的新鮮度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.4 pH值測(cè)定

魚類剛捕撈上來(lái)時(shí)的pH值一般為7.0～7.3，魚體死后，由于體內(nèi)的糖酵解過(guò)程及ATP酶的作用導(dǎo)致乳酸積累，pH值降低，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)在微生物和酶的作用下開(kāi)始分解，生成胺、硫化氫等堿性物質(zhì)，pH值又開(kāi)始上升，因此可以通過(guò)檢測(cè)pH值的變化對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。如丁婷等[30]對(duì)0 ℃貯藏三文魚片浸出液的pH值進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)0 ℃貯存12 d后其pH值迅速降低至6.70，12 d后隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。史策等[31]研究了冷藏（4 ℃）過(guò)程中鰱魚魚肉的理化性質(zhì)，檢測(cè)到鰱魚魚肉pH值在貯存第1天就達(dá)到最低值7.04，證實(shí)了魚肉品質(zhì)與pH值存在一定的相關(guān)性。但由于pH值容易受外界環(huán)境影響，且不同的物種及加工方式也會(huì)造成一定的差異，單純憑借pH值判斷水產(chǎn)品品質(zhì)存在一定的誤差，因此該技術(shù)只能作為補(bǔ)充，與其他技術(shù)聯(lián)用來(lái)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

4.5 ATP及其產(chǎn)物水平測(cè)定

ATP降解是水產(chǎn)品肌肉中最重要的生化過(guò)程之一，魚體死后，ATP會(huì)分解成多種代謝物，包括二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、一磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、IMP、次黃嘌呤核苷（inosine，HxR）和Hx），其中HxR和Hx的積累會(huì)導(dǎo)致新鮮度降低。因此常用HxR和Hx的含量與ATP及其代謝產(chǎn)物總量的比值（K值）來(lái)表征水產(chǎn)品的新鮮程度[66]。

即殺魚的K值一般小于10%，新鮮魚K值大約在10%～20%之間，K值在20%～40%之間為二級(jí)鮮度，在60%～80%之間則處于初期腐敗。Cai Luyun等[32]測(cè)定了（4±1）℃條件下保存的日本鱸魚在第0、4、8、12、16天時(shí)ATP及其相關(guān)產(chǎn)物的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)貯存第4天時(shí)K值就增大至20%，貯存12 d后日本鱸魚則達(dá)到了初期腐敗。相同的貯存溫度，不同物種ATP降解速率不同，付奧等[33]以4 ℃條件下保存的草魚為研究對(duì)象，測(cè)定了K值變化，發(fā)現(xiàn)新鮮魚K值為9.75%，冷藏2 d后達(dá)到13.76%，至第6天達(dá)到19.38%，第8天草魚就達(dá)到初期腐敗。除此之外，溫度變化也會(huì)對(duì)ATP降解速率產(chǎn)生影響，如王曉君等[34]在對(duì)微凍（-3 ℃）和凍藏（-18 ℃和-25 ℃）條件下南方大口鯰肌肉中ATP及其相關(guān)產(chǎn)物的含量進(jìn)行了測(cè)定后，發(fā)現(xiàn)了相同的K值變化趨勢(shì)，但相比于微凍貯存，凍藏條件下K值增長(zhǎng)速率明顯降低。綜合上述研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，K值可以有效反映不同貯存條件下的水產(chǎn)品新鮮度變化情況。

5 光譜技術(shù)

5.1 熒光光譜法

熒光光譜法是根據(jù)物質(zhì)的熒光譜線的位置及其強(qiáng)度進(jìn)行物質(zhì)鑒定和含量測(cè)定的方法。水產(chǎn)品含有較高的多不飽和脂肪酸，在加工或貯存期間，多不飽和脂肪酸降解產(chǎn)生初級(jí)和次級(jí)代謝產(chǎn)物，導(dǎo)致熒光化合物的形成，同時(shí)也造成了其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。因此通過(guò)測(cè)定魚在不同激發(fā)/輻射強(qiáng)度時(shí)的熒光特性，可以對(duì)許多水產(chǎn)品新鮮度進(jìn)行評(píng)價(jià)。如高亞文等[35]為研究反復(fù)凍融對(duì)水產(chǎn)品品質(zhì)的影響，采用色氨酸和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸熒光光譜結(jié)合主成分分析，對(duì)不同凍融次數(shù)的大黃魚進(jìn)行區(qū)分，分辨率達(dá)到100%。Liao Qiuhong等[36]采集了不同貯存時(shí)間的鱈魚魚眼玻璃液體進(jìn)行熒光光譜分析，發(fā)現(xiàn)尿酸熒光化合物在貯存開(kāi)始時(shí)的強(qiáng)度較低，在貯存后期的強(qiáng)度急劇上升，而另一種熒光物質(zhì)酪氨酸只存在于貯存后期。這些結(jié)果表明，特定熒光化合物的變化與貯存條件之間的關(guān)系可以作為魚類新鮮度的一個(gè)有意義的預(yù)測(cè)因子。因此熒光光譜技術(shù)為分子相互作用和化學(xué)反應(yīng)的表征提供了大量的幫助，在水產(chǎn)品新鮮度的快速無(wú)損評(píng)價(jià)方法的發(fā)展中具有很大的潛力[67]。

5.2 紅外光譜法

紅外光譜法主要是根據(jù)不同物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)的電磁輻射吸收不同來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。其電磁光譜區(qū)域?yàn)?0～14 000 cm-1，已成為許多水果、谷物、肉類等產(chǎn)品品質(zhì)和植物材料中主要成分檢測(cè)最常用的分析方法之一。根據(jù)Reis等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，可見(jiàn)近紅外光譜技術(shù)在預(yù)測(cè)金槍魚新鮮度時(shí)的準(zhǔn)確率達(dá)到92%，區(qū)分冷凍/解凍樣品準(zhǔn)確率達(dá)到82%。Saraiva等[38]采用光譜范圍900～2 000 cm-1的傅里葉變換紅外光譜衰減全反射技術(shù)，對(duì)3 種不同包裝條件下鮭魚魚片的品質(zhì)進(jìn)行了快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)和區(qū)分。實(shí)驗(yàn)證明紅外光譜依靠其測(cè)定快速、不破壞試樣、試樣用量少、操作簡(jiǎn)便和分析靈敏度高的特點(diǎn)在水產(chǎn)品新鮮度檢測(cè)方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

5.3 拉曼光譜法

拉曼光譜的檢測(cè)對(duì)象為水產(chǎn)品肌肉中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，可以分析肽骨架結(jié)構(gòu)和氨基酸側(cè)鏈的特性[68]，如Herrero等[40]利用拉曼光譜技術(shù)研究了在-10 ℃和-30 ℃冷凍保存過(guò)程中鱈魚肌肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的變化。結(jié)果觀察到樣品在-10 ℃貯存過(guò)程中，酰胺I帶（1 600～1 680 cm-1）光譜區(qū)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。此外，2 935 cm-1附近的C—H伸展帶強(qiáng)度增加，表明脂肪族疏水基團(tuán)暴露于溶劑中使肌肉蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而導(dǎo)致新鮮度降低。另外，利用拉曼光譜分析技術(shù)，還可以對(duì)脂質(zhì)氧化情況進(jìn)行判斷，進(jìn)而達(dá)到檢測(cè)新鮮度的目的，如Velioglu等[41]使用拉曼光譜對(duì)6 種新鮮和多次凍融魚樣品的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，通過(guò)對(duì)比不同的拉曼光譜帶并結(jié)合主成分分析法，成功地對(duì)樣品新鮮度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在類似的方法中，Isabel等[42]采用傅里葉拉曼光譜法對(duì)冷凍貯存過(guò)程中從鱈魚魚片中提取的脂質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，同樣發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)變化與魚片品質(zhì)變化高度相關(guān)。

5.4 光譜成像技術(shù)

使用傳統(tǒng)的光譜技術(shù)僅僅能夠以聚焦的鏡頭掃描樣品來(lái)獲得整個(gè)樣品的平均特性。為了獲得研究對(duì)象更全面的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)信息，融合了圖像分析技術(shù)和光譜分析技術(shù)雙重優(yōu)點(diǎn)的光譜成像技術(shù)逐漸應(yīng)用于食品檢測(cè)[68]。其中多光譜成像技術(shù)采用的光譜分辨率在0.1 mm數(shù)量級(jí)，一般包含可見(jiàn)光到近紅外區(qū)域內(nèi)的幾個(gè)波段，主要能夠測(cè)定肉類中的水分含量、揮發(fā)性鹽基氮含量、K值和微生物總數(shù)等。Fengou等[43]采用多光譜成像技術(shù)研究了海鯛魚片不同貯藏溫度下的品質(zhì)變化，用18 種從紫外線（405 nm）到短波近紅外（970 nm）非均勻分布的波長(zhǎng)，獲取樣品多光譜圖像，建立了多光譜成像數(shù)據(jù)模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)樣品的新鮮度。為了研究草魚貯存過(guò)程中新鮮度的變化情況，Cheng Junhu等[44]選取多個(gè)關(guān)鍵波長(zhǎng)對(duì)樣品進(jìn)行掃描，建立了光譜數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)揮發(fā)性鹽基氮含量和K值的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并利用該模型將多光譜圖像的每個(gè)像素轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的化學(xué)信息，利用圖像處理算法生成化學(xué)品質(zhì)變化的分布圖，為草魚魚片品質(zhì)評(píng)價(jià)與控制提供了技術(shù)支持。

高光譜成像快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在多光譜成像的基礎(chǔ)上，利用從可見(jiàn)光到近紅外光譜范圍內(nèi)的數(shù)十或數(shù)百條光譜波段對(duì)目標(biāo)物體連續(xù)成像，其分辨率達(dá)到了0.01 mm數(shù)量級(jí)。采用高光譜成像技術(shù)所得數(shù)據(jù)圖像上的每一個(gè)像素點(diǎn)都包含全波長(zhǎng)范圍的光譜信息，大幅提高了分析精細(xì)度[69]。朱逢樂(lè)等[45]利用高光譜成像儀，采集了8 種不同冷藏時(shí)間的共160 個(gè)魚肉樣本的高光譜圖像，形象、直觀地展示出了魚肉的品質(zhì)狀態(tài)，建立了多寶魚肉冷藏時(shí)間和品質(zhì)模型，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)樣品品質(zhì)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)（R2＝0.9 6 6 2）。W u D i 等[46]使用一種波長(zhǎng)為400～1 758 nm的近紅外高光譜成像系統(tǒng)，分析了鮭魚片貯存過(guò)程中的TPA質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)（硬度、黏附性、咀嚼性、彈性、脆性和內(nèi)聚性等），該技術(shù)克服了傳統(tǒng)光譜技術(shù)只能進(jìn)行局部檢測(cè)的缺點(diǎn)。結(jié)果表明利用高光譜成像系統(tǒng)進(jìn)行紋理檢測(cè)，可以獲得高分辨率的圖像，實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣品TPA質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)的準(zhǔn)確、快速和可視化測(cè)定。

6 蛋白組學(xué)分析技術(shù)

蛋白質(zhì)是魚類肌肉組織的主要組成成分之一，其降解、聚合和變性都會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能的喪失，從而直接決定魚類肌肉品質(zhì)[70]。傳統(tǒng)的十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)是后期蛋白組學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它主要是將蛋白質(zhì)按照亞基分子質(zhì)量的不同進(jìn)行分離，然后通過(guò)對(duì)比電泳圖對(duì)蛋白變化進(jìn)行分析。但水產(chǎn)品肌肉中蛋白種類繁多、變化過(guò)程復(fù)雜，僅依靠傳統(tǒng)的分離方法無(wú)法將一些分子質(zhì)量相近的蛋白分離，為了解水產(chǎn)品肌肉中更多且更詳細(xì)的蛋白信息，二維電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其實(shí)現(xiàn)了最多對(duì)2 000～3 000 種蛋白進(jìn)行分離和分析[71]，如趙巧靈等[47]對(duì)冷藏0、3 d和6 d的金槍魚差異蛋白進(jìn)行分析，利用二維電泳技術(shù)分別找到了1 140、975 種和1 143 種蛋白點(diǎn)，并最終通過(guò)質(zhì)譜分析鑒定出15 種新鮮度相關(guān)的差異蛋白。Li Xuepeng等[48]采用二維電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了4 ℃條件下貯存18 d的大菱鲆差異蛋白變化情況，從中篩選出7 個(gè)感興趣的蛋白點(diǎn)，并在進(jìn)一步的生物信息學(xué)分析中確定了這些蛋白可以作為大菱鲆新鮮度變化的潛標(biāo)志物。除此之外，二維電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在區(qū)分新鮮和凍融水產(chǎn)品方面也同樣發(fā)揮著重要作用，Chiara等[49]利用二維電泳技術(shù)找到了新鮮和凍融章魚之間180 種差異表達(dá)蛋白，通過(guò)進(jìn)一步的質(zhì)譜分析確定了凍融樣品中轉(zhuǎn)凝蛋白的降解與品質(zhì)下降密切相關(guān)。Ethuin等[50]利用二維電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，找到了一種能區(qū)分新鮮和凍融海鱸魚的蛋白質(zhì)標(biāo)記物——小清蛋白亞型，該蛋白可以作為區(qū)分新鮮和凍融海鱸魚的潛在標(biāo)志物。

隨著蛋白組學(xué)的發(fā)展，多肽體外標(biāo)記技術(shù)在研究多個(gè)樣品之間差異蛋白方面具有突出優(yōu)勢(shì)。其中iTRAQ和TMT技術(shù)是生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的兩種蛋白質(zhì)標(biāo)記定量技術(shù)。iTRAQ標(biāo)記試劑主要是通過(guò)與多肽氨基末端以及賴氨酸殘基伯氨基結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)多肽的標(biāo)記，可同時(shí)對(duì)最多8 組樣品進(jìn)行定量分析。如Shi Jing等[51]采用iTRAQ定量蛋白組學(xué)方法研究了泥蝦在凍藏過(guò)程中蛋白質(zhì)組的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與新鮮對(duì)照組相比，兩個(gè)冷凍處理組（-20 ℃和-40 ℃）中共有226 種蛋白的表達(dá)量發(fā)生了變化，其中12 種蛋白質(zhì)與泥蝦肌肉的顏色和質(zhì)地密切相關(guān)。通過(guò)生物信息學(xué)分析，找到了各差異表達(dá)蛋白所參與的生化過(guò)程，為進(jìn)一步解釋新鮮度變化機(jī)理提供了理論基礎(chǔ)。Wang Chong等[52]在研究冰點(diǎn)貯存（controlled freezing-point storage，CFPS）11 d的竹蟶新鮮度時(shí)也采用了iTRAQ定量蛋白組學(xué)技術(shù)。與新鮮樣品相比，共定量了369 種蛋白質(zhì)，其中27 種被鑒定為CFPS期間差異表達(dá)的蛋白質(zhì)，進(jìn)一步的生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)主要參與能量代謝過(guò)程、DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成以及應(yīng)激反應(yīng)，揭示了竹蟶在CFPS中新鮮度變化機(jī)制。

TMT蛋白定量技術(shù)的標(biāo)記原理與iTRAQ相似，可同時(shí)比較2、6 組或最多10 組不同樣品中蛋白質(zhì)的相對(duì)含量，如Zhang Xicai等[53]利用TMT技術(shù)研究了石斑魚在冷藏6 d和12 d后的蛋白質(zhì)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了64 種顯著差異表達(dá)蛋白，并利用生物信息學(xué)分析技術(shù)對(duì)差異蛋白進(jìn)行功能分類，找到了與pH值、離心損失率、顏色（L*、a*、b*）和質(zhì)地（硬度、咀嚼性和黏性）變化密切相關(guān)的蛋白質(zhì)，闡明了石斑魚新鮮度變化機(jī)理。這兩種蛋白質(zhì)標(biāo)記定量技術(shù)克服了二維電泳無(wú)法分離過(guò)酸或過(guò)堿蛋白的缺點(diǎn)，還提高了樣品組間的平行性，在新鮮度機(jī)理研究方面發(fā)揮了重要作用。

7 結(jié) 語(yǔ)

新鮮度對(duì)水產(chǎn)品的貯運(yùn)、品質(zhì)以及加工適用性具有重要意義，同時(shí)對(duì)某些產(chǎn)品的食用安全也有重要影響。品質(zhì)劣變伴隨的病原菌和寄生蟲有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，因此急需開(kāi)發(fā)可靠、快速、真實(shí)的水產(chǎn)品新鮮度鑒別方法。傳統(tǒng)的感官及理化分析可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)估，但是這些方法操作上耗費(fèi)時(shí)間，還需要經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的人員，因此不適合在線或大規(guī)模操作。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的感官仿生技術(shù)克服了人工評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，傳感器的應(yīng)用也大幅增加了檢測(cè)的靈敏度和檢測(cè)效率，可以對(duì)水產(chǎn)品貯存過(guò)程中氣味、味道、顏色和質(zhì)地進(jìn)行更加全面的分析，這使電子鼻、電子舌和電子眼在無(wú)損檢測(cè)方面具有一定的先進(jìn)性。微生物生長(zhǎng)和水產(chǎn)品貯存過(guò)程中的品質(zhì)變化密切相關(guān)，但不同檢測(cè)樣品內(nèi)微生物的種類和生長(zhǎng)趨勢(shì)各有不同，因此要對(duì)腐敗微生物進(jìn)行全面的檢測(cè)才能實(shí)現(xiàn)新鮮度的準(zhǔn)確評(píng)估。

隨著光譜技術(shù)的發(fā)展，人們不斷探索利用光譜技術(shù)測(cè)定水產(chǎn)品新鮮度的可能性。這些技術(shù)（近紅外光譜、中紅外光譜、熒光光譜、拉曼光譜和光譜成像技術(shù)）可以提供分子結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)等豐富的信息，在快速、無(wú)損、全面地評(píng)價(jià)水產(chǎn)品新鮮度方面顯示出相當(dāng)大的潛力。另外，質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用使蛋白組學(xué)的研究向前跨了一大步，不僅擴(kuò)大了樣品蛋白的檢測(cè)覆蓋面，更為蛋白的結(jié)構(gòu)研究提供了技術(shù)支持，使新鮮度機(jī)理研究不斷發(fā)展起來(lái)。

總之，水產(chǎn)品新鮮度變化是一個(gè)復(fù)雜的、綜合性的生物化學(xué)過(guò)程，與物種、捕撈、運(yùn)輸、包裝、溫度和貯存條件都有密不可分的關(guān)系。因此在判斷某種或多種水產(chǎn)品新鮮度時(shí)，可以綜合利用傳統(tǒng)和新興檢測(cè)方法。這樣不僅可以克服單種方法的缺陷和局限性，還可以豐富從樣本中提取的信息，以更好地理解在宏觀水平和分子水平上各因素對(duì)水產(chǎn)品新鮮度的影響，更加全面深入地對(duì)水產(chǎn)品新鮮度進(jìn)行評(píng)價(jià)。