氣調等離子體處理對羅非魚片保鮮的研究

（夏威夷大學 馬諾阿分校，美國夏威夷州檀香山市 HL96822）

0 引言

羅非魚刺少、肉質鮮美、含有豐富的優質蛋白、氨基酸、微量元素、礦物質等［1］，因其養殖周期短，近年來已成為我國養殖、加工、出口的熱銷產品，有著廣闊的開發前景［2］?；盍_非魚和鮮羅非魚片在運輸過程中易受溫度、環境的影響，不耐貯藏，產品易變質；凍羅非魚、冰魚片等產品在冷凍過程中，魚肉的蛋白質會發生改變，甚至有些產品由于運輸不當，反復解凍、速凍，會對產品品質產生較大的影響。冷藏羅非魚相對較好，既可以鎖住羅非魚原有的營養和水分，又可以使羅非魚口感鮮美，但冷藏產品的保鮮期較短，如果不及時銷售會導致產品變質［3］。羅非魚魚片目前保鮮方法是低溫、生物保鮮劑涂抹、氣調法等［4-5］，但都不太理想。文章首先研究不同氣體比例對冷藏羅非魚片品質變化的影響，選出優等的氣調充氣比例，然后研究不同的低溫等離子體處理電壓及時長對冷藏羅非魚片品質變化的影響，找出了氣調保鮮與低溫等離子體處理協同作用下最優的保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮羅非魚片（海南文昌羅非魚加工廠生產，經過CO發色，每片重約110 g）；甲基紅（AR）、氧化鎂（AR）、溴甲酚綠（指示劑）、無水乙醇（AR）（國藥集團化學試劑有限公司）；硼酸（AR）、鹽酸（AR，廣州化學試劑廠）；CO2、O2、N2食品級氣罐（?？诮鸷裉胤N氣體有限公司）；封口薄膜（中國希悅爾有限公司）；包裝托盤（上海耶倫有限公司）。

101-3SB電熱恒溫干燥箱（紹興市上虞區滬越儀器設備廠）；DDS-801型電導率儀（汕頭市潮南區司馬浦華誠儀器廠）；HygroPalm AW1型水分活度儀（瑞士羅卓尼克公司）；K9840凱氏定氮儀（濟南海能儀器有限公司）；Brookfield-CT3型質構儀（美國Brookfield公司）；Waring8010S高速組織搗碎機（美國Waring公司）；CR-10型色差儀（日本柯尼卡美能達公司）；BCD-356WJ型電冰箱（青島海爾股份有限公司）；pHs-3C型pH計（上海偉業儀器廠）；MAP-H360復合氣調包裝保鮮機（蘇州森瑞保鮮設備）；低溫等離子體發生器（美國phenix有限公司）；FA2004B型分析天平（上海佑科儀器儀表有限公司）；HJ-4四聯磁力加熱攪拌器（江蘇省金壇市環宇科學儀器廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 研究不同氣體比例對冷藏羅非魚片品質變化的影響

試驗分4組，每隔3天隨機抽樣觀察并測定相關指標，每個指標重復測定3次。先取26片新鮮發色羅非魚片，兩片直接測定色差、質構、電導率、pH、TVB-N、水分活度；然后開啟氣調保鮮機，等待大約15 min后，封膜溫度升至90 ℃時即可開啟氧氣罐、氮氣罐、二氧化碳罐，在顯示屏上設置氣體比例，將剩余24片裝于盒中，分別把Ⅰ：50% CO2/10% O2/40% N2、Ⅱ：60% CO2/10% O2/30% N2、Ⅲ：70% CO2/10% O2/20% N2、Ⅳ：普通空氣沖入盒中，每種氣體比例充6盒，封膜，此過程中需要氣泵機進行充氣，封膜完成后即刻進行80 kV、60 s低溫等離子體處理并在4 ℃冷藏3、6、9天，每隔三天每組各取兩片魚片進行測定色差、質構、電導率、pH值、TVB-N、水分活度，記錄所有數據，與新鮮魚片對照，篩選出一組品質較好的氣體比例。

1.2.2 研究不同低溫等離子處理電壓及時長對冷藏羅非魚片品質變化的影響

試驗分9組，每隔3天隨機抽樣觀察并測定相關指標，每個指標重復測定3次。取56片新鮮發色羅非魚片，兩片直接測定色差、質構、電導率、pH值、TVB-N、水分活度。通過上面的試驗得到Ⅰ：50% CO2/10% O2/40% N2的充氣比例最好，因此按照50% CO2/10% O2/40% N2的比例充54盒魚片，封膜完成后即刻分別進行不同電壓與時間的低溫等離子體處理，具體試驗安排見表1，在斯興開，楊惠琳，韋翔等［6］的方法上進行改動，在4 ℃下冷藏3、6、9天，每隔3天每組各取兩片魚片進行測定，記錄所有數據，與新鮮魚片對照，選出最佳組合。

表1 試驗安排Tab.1 Experimental arrangement

1.2.3 品質測定方法

（1）色差測定。使用CR-10型色差儀，將探頭置于羅非魚片色澤最鮮艷處，一般為魚片中心脊柱部位，平行測定3次取平均值。通過標準數據（L*＝ 100、a*＝ 0、b*＝ 0），根據公式 ΔE*ab＝（ΔL2＋ Δa2＋ Δb2）1/2計算色差值。其中 L*表示亮度，數值0～100表示從黑度值到白度值；a*表示紅綠值，＋a*為紅度值，－a*為綠度值；b*表示黃藍值，＋b*為黃度值，－b*為藍度值。數值越大，樣品顏色越偏向相對應的顏色。需要注意的是，測定時應將色差儀探頭緊貼魚片，避免其內部自帶光源漏光而干擾測定結果，確保每次測定都是在相同光照條件下進行的［7］。

（2）質構測定。試驗選擇測定及分析的質構參數為硬度、彈性、內聚性和咀嚼性。參數設定：探頭選取直徑為6 mm的圓柱形TA41探頭測試速率2 mm/s，觸發點負載7 g，壓縮距離2 mm。選取魚片中心貼近脊柱部位最厚處測量3個點，結果取平均值［8］。

（3）電導率測定。把電導率儀的平板電極完全插入羅非魚片內，待其示數穩定后讀數（精確到0.01 ms/cm）。每片魚重復測量至少3次，所得數據取平均值即為電導率值［9］。

（4）pH值測定。先打開pH計預熱5～10 min，然后用校準液進行校準。用高速組織搗碎機搗碎魚肉，稱取10 g放入燒杯中并加入100 mL蒸餾水，再用磁力攪拌器攪拌30 min，靜置30 min，過濾后取濾液10 mL用pH計重復測定3次，取平均值記為最終值。

（5）TVB-N值測定。根據GB5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》進行測定。將魚肉樣品用高速組織搗碎機搗碎后稱取10.0 g（精確至0.001 g），放入燒杯中，并加75 mL蒸餾水，磁力攪拌30 min，靜置30 min后將濾液轉移至蒸餾管內，加入1 g氧化鎂，并連接至凱氏定氮儀。凱氏定氮儀參數設置：加堿及加水體積均設置為0 mL，20 g/L硼酸溶液體積設置為30 mL，淋洗水量設置為10 mL，蒸餾時間設置為5 min。每一次試驗之前必須先進行空白試驗，即加75 mL蒸餾水于消化管內進行蒸餾。樣品液蒸餾結束后，向其中加入10滴甲基紅-溴鉀酚綠比例為1：5的混合指示液，用0.01 mol/L鹽酸標準滴定溶液進行滴定，當蒸餾液由藍紫色變成微紅色時即為滴定終點，每組平行測定2次，取平均值。計算式為：

式中 X —— 試樣中揮發性鹽基氮的含量，mg/100 g或 mg/100 mL；

V —— 試液消耗鹽酸標準滴定溶液的體積，mL；

V0—— 試劑空白消耗鹽酸標準滴定溶液的體積，mL；

c ——鹽酸標準滴定溶液的濃度，mol/L；

14 —— 滴定 1.0 mL 鹽酸［C（HCl）=1.000 mol/L］標準滴定溶液相當的氮的質量，g/mol；

m ——試樣質量，g或試樣體積，mL；

100 —— 計算結果換算為 mg/100 g 或mg/100 mL的換算系數。

判斷標準：一級鮮度10 mg/100 g；二級鮮度10～20 mg/100 g；三級鮮度 20～30 mg/100 g

（6）水分活度測定。參考GB 5009.238—2016《食品安全國家標準 食品水分活度的測定》中的水分活度儀擴散法，從每片魚肉上同一部位切下兩塊1 cm3的小塊，各平行測定2次，最后取平均值即為結果［10］。

1.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2010軟件進行數據整理，經SPSS17.0統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同氣體比例對冷藏羅非魚片品質變化的影響

通過研究不同氣體比例對冷藏羅非魚片品質變化的影響，發現氣調處理羅非魚片有顯著的保鮮效果，主要體現在色差、硬度、咀嚼性、電導率以及TVB-N值上，綜合所有測得指標分析，充氣Ⅰ組即氣體組成為50% CO2/10% O2/40% N2在4 ℃下能夠最好地保持羅非魚片的品質。

2.2 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片品質變化的影響

2.2.1 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片色差的影響

色差值的大小可以用來判斷魚肉的色澤、新鮮度。發色方式是魚通過呼吸吸收的CO與肌肉中肌紅蛋白形成穩定的碳氧肌紅蛋白而顏色鮮亮，所以肉的顏色主要與肉中的肌紅蛋白有關［11］。當肌肉中氧氣含量較少時，肌紅蛋白總量減少，肉色呈暗紅色；當肌肉中氧氣含量較多時，肌紅蛋白總量增大，肉色呈鮮紅色，會大大增強消費者的購買欲望。但是魚肉不能長時間接觸氧氣，否則，會因為生成大量高鐵肌紅蛋白，肉色發暗、甚至變質，大大降低消費者的購買欲望［12］。

由圖1可知，經過處理后的9組樣品色差值隨時間都呈下降趨勢，互相之間的差異逐漸增大；其中3號和7號貯藏后期忽然上升，應該是測定時的誤差導致，分析結果時不予考慮。整個貯藏期間，6號下降最少，2號下降最多，所以6號處理對魚肉色澤改變最小，2號魚肉色澤改變最大。

圖1 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片色差的影響Fig.1 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on color difference of frozen tilapia fillets

2.2.2 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片質構的影響

質構參數是魚肉重要的鮮度指標之一，是評價食品品質和口感的理論根據［13］。它的影響因素很多，如肉的水分含量、肌原纖維狀態、宰殺方式、貯藏時間、貯藏條件等。它通過結合人體多種感官的感知來傳遞羅非魚片的質構信息，提高了廣大消費者的認可度［14］。本試驗中，主要用質構儀測定羅非魚片的硬度、內聚性、彈性和咀嚼性參數。

（1）硬度。硬度反映的是使魚片產生一定形變所需的力，決定了肉的商業價值［15］，同時反映人體觸覺，它的大小與肌肉纖維排列的緊密程度有關。由圖2可知，所有經過處理的樣品都呈下降的趨勢且有較大差異（P＜0.05），其中7號和8號硬度變化主要出現在前三天，之后硬度值基本穩定；2號和9號貯藏三天之內的硬度變化較小，然后下降幅度顯著變大；其余組基本呈均勻下降趨勢，6號和3號硬度變化最小，4號下降最嚴重。所以3號和6號處理對魚肉硬度保持較好，4號最差。

利用AntConc3.2.3的Concordance功能檢索《漫》劇英語文本中的well，一共有91個(圖1)，以冉永平文章中列出話語標記語特點為標準[18]，其中可做話語標記語的well共有52個。分析所選的譯文分別摘自“生活·讀書·新知三聯書店”的《奧尼爾集》[19]和“人民文學出版社”出版的《奧尼爾文集》[11]。將含有well的毗鄰對從劇本中挑選出來后，制作成平行語料庫，以利于總結其翻譯規律。平行語料庫制作的主要軟件是Olifant和梁茂成老師編寫的text2tmx程序。

圖2 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片硬度的影響Fig.2 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on hardness of frozen tilapia fillets

（2）內聚性。由圖3可知，所有樣品都呈下降趨勢，因為隨著魚肉新鮮度的下降，肉會逐漸變得松散?？梢钥吹?號曲線前六天下降較多，之后變平緩；4號三天后下降趨勢開始變陡；其余組基本前三天下降較多，然后下降稍變平緩。最后測得6號內聚性最高，9號內聚性最低。因此6號魚肉口感優于其他組。

圖3 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片內聚性的影響Fig.3 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on cohesion of frozen tilapia fillets

（3）彈性。由圖4可知，9組圖線均下降，因為隨著魚肉新鮮度的下降，肉的彈性與嫩度會逐漸下降?？梢钥吹?，貯藏期間各組差異先逐漸變大，后又逐漸趨于一致；1、4、9號在9天里持續勻速下降，其余組曲線從貯藏三天后開始變緩；在第九天測得 2、3、5、6號的彈性值非常接近（P＞0.05）且高于其他組，4號彈性值最低。

圖4 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片彈性的影響Fig.4 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on elasticity of frozen tilapia fillets

（4）咀嚼性。由圖5可知，經過處理后的九組樣品咀嚼性均下降，屬正常情況。各組差異隨著貯藏時間越來越大，9號在三天后下降趨勢更陡，3號在六天后下降更快，其他組則是前三天變化較大。最終測得6號咀嚼性最好，4號最差。

圖5 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片咀嚼性的影響Fig.5 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on chewiness of frozen tilapia fillets

2.2.3 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片電導率的影響

電導率主要描述物體中電荷流動的難易程度，可作為快速判定魚肉新鮮度的指標。羅非魚在貯藏過程中，受溫度、環境、微生物的影響，使魚肉中蛋白質分解流失，電導率增加，導電能力越強，說明魚肉的新鮮度越差［16］。

由圖6可知，所有組的電導率都逐漸升高，1號升高最多，5號貯藏三天后升高較快，4號從第六天開始加快升高速度，其他組上升速度都較均勻平緩。最后測得1號電導率最高，6號電導率最低。因此6號魚片分解出的電解質較少，新鮮度維持較好。

圖6 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片電導率的影響Fig.6 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on conductivity of frozen tilapia fillets

2.2.4 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片pH值的影響

由圖7可知，經過處理的樣品趨勢均不同，但均低于新鮮值，可能是因為冷藏前期發生糖原降解反應產生酸類物質降低其pH值；貯藏后期，蛋白質分解產生的游離氨基酸、肽、蛋白胨等物質，使pH值升高。但各組樣品pH值變化不穩定，0～3天所有組均下降，3～6天除 4、5號外均開始上升，6～9 天 4 號持續下降但速度變慢，1、2、3、6號有輕微下降，5號開始上升，7、8、9號上升趨勢變緩。由于pH值可能受多種原因影響，亦不排除有試驗誤差的存在，因此難以用其判斷魚片新鮮程度。

圖7 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片pH值的影響Fig.7 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on pH value of frozen tilapia fillets

2.2.5 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片TVB-N值的影響

低溫貯藏可有效的抑制TVB-N值的增長，表現為貯藏前期該值增長緩慢，但隨著貯藏時間的加長，TVB-N值快速增加［17］。根據GB 2733—2015《食品安全國家標準 鮮、凍動物性水產品》規定，淡水魚中TVB-N的含量應不大于20 mg/100 g。

由圖8可知，各組均呈上升趨勢。4號上升最快，尤其體現在貯藏前六天，6號最慢，說明6號處理使魚片內含氮量降解最少，比較其它組更有利于魚肉保鮮。

圖8 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片TVB-N值的影響Fig.8 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on TVB-N value of frozen tilapia fillets

2.2.6 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片水分活度的影響

由圖9可知，所有魚肉的水分活度均下降，通過與新鮮值比較可以得到6號魚片水分損失最少，3號魚片損失最多的結論。

圖9 氣調等離子處理對冷藏羅非魚片水分活度的影響Fig.9 Effect of controlled atmosphere plasma treatment on water activity of frozen tilapia fillets

3 結論

研究發現不同氣體比例的氣調處理羅非魚片，對羅非魚片保鮮有一定的效果，特別是充氣Ⅰ組即氣體組成為50% CO2/10% O2/40% N2可以在4 ℃下較好地保持羅非魚肉的品質，主要體現在色差、硬度、咀嚼性、電導率以及TVB-N值上，但對內聚性、彈性、水分活度影響不明顯，而采用50% CO2/10% O2/40% N2的氣調處理與60 kV、60 s低溫等離子體處理相結合可以達到最佳保鮮效果，雖然氣調等離子體處理魚片水分損失最少，但對色差、硬度、咀嚼性、電導率、TVB-N值、內聚性、彈性等指標的保鮮效果顯著，這對羅非魚的冷藏保鮮方法研究有一定的參考價值。