张溪1，蓝蔚青1,2*，迪丽菲拉·库尔班1，张俊杰3，赵盼盼1，刘嘉莉1，谢晶1,2*
1(上海海洋大学食品学院，上海,201306)2(上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心食品科学与工程国家级实验教学示范中心(上海海洋大学)，上海,201306)3(上海行恒科技有限公司，上海,200000)
摘要该文旨在探究3种减菌预处理对真空包装鲜南美白对虾虾仁冷藏期间品质变化影响。分别采用微酸性电解水(slightlyacidicelectrolyzedwater,SAEW)、臭氧水(ozonatedwater,OW)、充氮微纳米气泡水(nitrogen-filledmicro/nano-bubblewater,NMW)浸渍南美白对虾虾仁10min，以蒸馏水(distilledwater,CK)为对照。样品沥干后真空包装，置于(4±1)℃冰箱中贮藏，每隔2d进行微生物指标[菌落总数(totalviablecounts,TVC)]、理化指标[pH值、总挥发性盐基氮(totalvolatilebasicnitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA)、色差]与感官分析，并结合低场核磁共振(low-fieldnuclearmagneticresonance,LF-NMR)技术分析南美白对虾虾仁冷藏期间的综合品质变化。结果表明，样品经SAEW、OW、NMW处理后，其菌落总数低于对照组，其中SAEW处理对样品微生物生长繁殖抑制作用较显著(P<0.05)；不同减菌预处理能延缓样品冷藏期间TVB-N值与TBA值升高，保持样品良好的色差、感官品质与水分，其中以SAEW预处理效果最佳。综上所述，与CK组相比，以OW和SAEW预处理对南美白对虾虾仁减菌处理效果较好，可保持样品良好的品质，延长其冷藏货架期2～4d，可用于鲜南美白对虾虾仁贮藏前的预处理。
关键词减菌预处理；南美白对虾；品质变化；微酸性电解水；臭氧水；充氮微纳米气泡水
实验拟探究SAEW、OW与NMW预处理对真空包装南美白对虾虾仁冷藏期间品质变化影响。拟通过微生物、理化指标与感官分析，并结合低场核磁共振分析其冷藏期间的综合品质变化，以期为南美白对虾及其它水产品保鲜加工提供理论参考。
三氯乙酸、乙醇、NaCl，国药集团化学试剂有限公司；平板计数琼脂，青岛高科技工业园海博生物技术有限公司；MgO、硼酸、甲基红、溴甲酚绿，生工生物工程(上海)股份有限公司等，均为国产分析纯。
微酸性电解水生成机(FX-SWS100)，烟台方心水处理设备有限公司；臭氧水机(OZ-6000)，昆山芳成金属科技有限公司；充氮微纳米气泡水生成机(HF-50)，上海行恒科技有限公司；袋式气调包装机(MAP-JY500)，上海积亿机械有限公司；电热恒温恒湿箱(LHS-100CL)，上海一恒科学仪器有限公司；色差计(CR-400)，KONICAMINOLTA公司；pH计(FE20)，梅特勒-托利多(上海)有限公司；凯氏定氮仪(FOSSKJELTEC8400)，瑞典FOSS公司；台式高速冷冻离心机(H-2050R)，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；立式压力蒸汽灭菌器(LDZM-40KCS-Ⅲ)，上海申安医疗机械厂；高浓度有效氯测定仪(YXL-1A)，上海海恒机电仪表有限公司；低场核磁共振仪(MesoMR23-060H-1)，上海纽迈电子科技有限公司等。
1.3.1微酸性电解水
通过微酸性电解水生成机电解9.0%HCl溶液制备。其pH值为6.35±0.04、氧化还原电位(oxidativeredoxpotential，ORP)为(861.6±12.35)mV、有效氯含量为(30±1.54)mg/L。
1.3.2臭氧水
由臭氧水机制备，参照GB/T5750.11—2006《生活饮用水标准检验方法消毒剂指标》[12]中碘量法测定臭氧浓度，最终浓度为1.8mg/L。
1.3.3充氮微纳米气泡水
由充氮微纳米气泡水生成机制备，往蒸馏水中持续通入氮气30min，至水中溶氧量小于0.1mg/L，加压溶解产生充氮微纳米气泡。
南美白对虾购于上海市浦东新区临港古棕路菜市场，选取体长(13±1)cm、体重(15±1)g，体表无损且大小均一的活虾。将虾置于充氧气泡沫箱中保活，30min内运输至实验室。用碎冰使其休克失活，清水洗净后去虾头、去壳、随机分成4组，每组160只，分别浸渍于不同处理用水中浸渍10min，虾水比例为1∶2(g∶mL)。样品取出后沥干，每袋10只/组真空包装，置于(4±1)℃环境下贮藏。每2d测定各项指标。
1.5.1菌落总数
1.5.2pH值
参考GB5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》[14]测定样品的pH值。取5g碎虾肉与45mL蒸馏水置于烧杯中，混合均匀后静置30min，用pH计平行测定3次。
1.5.3总挥发性盐基氮(totalvolatilebasicnitrogen,TVB-N)
参考GB5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》[15]利用自动凯氏定氮仪平行测定各组样品贮藏期间的TVB-N值，平行测定3次，结果以mg/100g表示。
1.5.4硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA)
参考SAE-LEAW等[16]法，取5g剁碎的虾肉，加入20%三氯乙酸溶液25mL，均质1min后，8000r/min离心10min，过滤，取全部上清液用超纯水定容至50mL。取摇匀后的该溶液5mL，加入0.02mol/L硫代巴比妥酸水溶液5mL后混匀，沸水反应20min，取出冷却至室温，取显色样品20μL点入96孔板，用酶标仪测定其在532nm处吸光度值A，由公式(1)计算TBA值。同一样品平行测定3次，结果以mgMDA/kg表示。
TBA值=7.8×A
(1)
1.5.5低场核磁共振分析
1.5.6色差
根据YUAN等[18]方法稍做修改，用白色校准板校准色差计后，测第二腹节虾肉表面的亮度值L*、红度值a*、黄度值b*，根据公式(2)计算总色差值ΔE，平行测定3次。
ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
(2)
式中：ΔL*为明度/黑白差值；Δa*为红/绿差值；Δb*为黄/蓝差值。
1.5.7感官分析
根据GON?ALVES等[19]方法稍作修改，选取6名经过专门培训的人员担任感官评定员，分别从色泽、气味与结构3个方面对虾仁的整体感官进行综合评分，具体如表1所示。
表1南美白对虾虾仁感官评价标准Table1Sensoryevaluationstandardofpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)
品质指标感官描述分值范围/分整体感官很好0～1.9好2～3.9较好4～5.9不太好6～7.9坏8～10
实验数据处理与统计分析采用SPSS17.0，结果以平均值±标准偏差表示，方差分析采用Turkey法，P<0.05为差异显著。
菌落总数是判断水产品腐败程度的重要指标，水产品中微生物菌落总数高于7lgCFU/g时表示已腐败[20]。由图1可以看出，南美白对虾虾仁贮藏初始菌落总数为(3.77±0.02)lgCFU/g，表明样品较新鲜，这与LIU等[21]研究结果相似。在贮藏第10天，SAEW、OW和NMW处理组样品菌落总数分别为(6.34±0.20)lgCFU/g、(6.62±0.15)lgCFU/g与(6.85±0.11)lgCFU/g，而对照组样品已超过腐败限值，表明SAEW和OW具有减菌化作用；NMW处理组样品菌落总数接近腐败限值，略低于CK组。可能由于微纳米气泡水充氮后，水中的溶氧量减小，抑制了样品中好氧微生物的生长，同时微纳米气泡的破裂对细菌产生冲击效应，起到一定杀菌作用[22]。不同减菌预处理的样品中，以SAEW处理组样品的菌落总数值最低，可能由于SAEW释放的ClO-、ClO2等活性物质，抑制了微生物生长[23]。
图1不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间菌落总数变化影响Fig.1EffectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonTVCoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage注：不同上标小写字母代表组内有显著差异，不同上标大写字母代表组间有显著差异(P<0.05)(图2、图3同)
水产品pH值变化与其新鲜度关系密切，可通过测定pH值变化了解其品质变化[24]。由表2可知，从贮藏第4天起，SAEW、OW与NMW组样品的pH值均较CK组低，可能与贮藏前期样品中能量的耗尽和糖原分解产生的酸有关[25]。各组样品在贮藏第4天后，pH值呈上升趋势，主要是贮藏后期微生物和酶促作用产生的碱性化合物积累所致[26]。贮藏期间，SAEW和OW处理组样品的pH值较低，可见，SAEW与OW对腐败微生物的生长具有较好的抑制作用，能延缓样品贮藏期间pH值的上升。
表2不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间pH值变化影响Table2EffectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonpHoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
注：结果以Means±SD表示，不同上标小写字母代表组内有显著差异，不同上标大写字母代表组间有显著差异(P<0.05)(表3、表4、表5同)
图2不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间TVB-N值变化影响Fig.2EffectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonTVB-Noffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
TBA值是表示水产品中脂肪氧化程度的指标之一。食品中所含的不饱和脂肪酸与氧气反应使其出现酸败，产生一系列醛、酮、脂肪酸等具有不愉快气味的降解产物，包括次级产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)，MDA与硫代巴比妥酸反应生成稳定的红色络合物[33-34]。由图3可知，各处理组样品在贮藏末期的TBA值较初始值[(0.15±0.01)mgMDA/kg]高，TBA值上升主要是由于不饱和脂肪酸氧化产生的氢过氧化物与过氧化物的积累。在贮藏第8天时，对照组、SAEW与OW处理组样品TBA值下降，可能由于MDA不稳定，易二次降解[35]。这与SHIEKH等[36]研究南美白对虾冷藏期间TBA值变化相似。贮藏末期，SAEW与OW处理虾仁的TBA值较低，表明两种预处理方式能延缓虾仁脂质氧化。
图3不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间TBA值变化影响Fig.3EffectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonTBAoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
图4不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间LF-NMR弛豫谱图分析Fig.4DistributionsoftherelaxationtimesofLF-NMRspectrainfreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)proteinwithdifferentsterilizationpretreatmentsduringrefrigeratedstorage
表3不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间各组分水分含量的影响单位：%
Table3Effectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonthepercentageoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
表4不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间色差变化影响Table4Effectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonthecolorchangeoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
表5不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间感官分值影响Table5Effectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonsensoryscoreoffreshpeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage
通过采用SAEW、OW与NMW三种不同减菌预处理鲜南美白对虾虾仁后真空包装，由微生物、理化、感官等指标，结合低场核磁共振技术评价其对虾仁冷藏期间综合品质变化影响。结果表明，3个处理组样品的菌落总数、TVB-N值、TBA值均优于对照组，其中NMW处理对鲜南美白对虾虾仁的品质劣变抑制影响较小。SAEW处理对微生物生长繁殖抑制作用效果显著，OW处理能保持样品中水分含量与色泽变化。因此，SAEW与OW均可作为鲜南美白对虾虾仁贮藏保鲜前期的预处理方式。
组别指标TVCpHTVB-NTBATVC10.8100.9360.659CKpH10.9040.812TVB-N10.760TBA1TVC10.1750.9050.049SAEWpH10.3720.551TVB-N10.351TBA1TVC10.7120.9190.196OWpH10.8230.701TVB-N10.476TBA1TVC10.7040.9300.632NMWpH10.7640.649TVB-N10.809TBA1
参考文献
[1]农业部渔业渔政管理局编制.2019年中国渔业统计年鉴[M].北京:中国农业出版社,2019:22.
[2]罗晨,董铮,庄松娟,等.纳米银抗菌包装对虾仁冷藏过程中品质的影响[J].包装工程,2018,39(7):60-64.
[3]SHENGX,SHUD,TANGX,etal.Effectsofslightlyacidicelectrolyzedwateronthemicrobialqualityandshelflifeextensionofbeefduringrefrigeration[J].FoodScience&Nutrition,2018,6(7):1975-1981.
[4]RAHMANSME,KHANI,OHDH.Electrolyzedwaterasanovelsanitizerinthefoodindustry:currenttrendsandfutureperspectives[J].ComprehensiveReviewsinFoodScienceandFoodSafety,2016,15(3):471-490.
[5]TANTRATIANS,KAEPHENK.Shelf-lifeofshuckedoysterinepigallocatechin-3-gallatewithslightlyacidicelectrolyzedwaterwashingunderrefrigerationtemperature[J].LWT-FoodScienceandTechnology,2020,118:108733.
[6]岑剑伟,于福田,杨贤庆,等.微酸性电解水对罗非鱼片保鲜效果的研究[J].食品与发酵工业,2019,45(18):209-214.
[7]JSKELINENE,JAKOBSENLMA,HULTMANJ,etal.Metabolomicsandbacterialdiversityofpackagedyellowfintuna(Thunnusalbacares)andsalmon(Salmosalar)showfishspecies-specificspoilagedevelopmentduringchilledstorage[J].InternationalJournalofFoodMicrobiology,2019,293:44-52.
[8]OKPALACOR.Investigationofqualityattributesofice-storedPacificwhiteshrimp(Litopenaeusvannamei)asaffectedbysequentialminimalozonetreatment[J].LWT-FoodScienceandTechnology,2014,57(2):538-547.
[9]LIH,HUL,SONGD,etal.CharacteristicsofMicro-Nanobubblesandpotentialapplicationingroundwaterbioremediation[J].WaterEnvironmentResearch,2014,86(9):844-851.
[10]AGARWALA,NGWJ,LIUY.Principleandapplicationsofmicrobubbleandnanobubbletechnologyforwatertreatment[J].Chemosphere,2011,84(9):1175-1180.
[11]ZHANGY,LIQ,LID,etal.Changesinthemicrobialcommunitiesofair-packagedandvacuum-packagedcommoncarp(Cyprinuscarpio)storedat4℃[J].Foodmicrobiology,2015,52:197-204.
[12]GB/T5750.11—2006生活饮用水标准检验方法消毒剂指标[S].北京:中国标准出版社,2015:12-15.
[13]GB4789.2—2016食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定[S].北京:中国标准出版社,2017:2-3.
[14]GB5009.237—2016食品安全国家标准食品pH值的测定[S].北京:中国标准出版社,2016:1-4.
[15]GB5009.228-2016食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定[S].北京:中国标准出版社,2016:1-3.
[16]SAE-LEAWT,BENJAKULS.PreventionofqualitylossandmelanosisofPacificwhiteshrimpbycashewleafextracts[J].FoodControl,2019,95:257-266.
[17]张楠楠,蓝蔚青,黄夏,等.迷迭香复配液对大黄鱼冰藏品质及水分迁移的影响[J].食品科学,2019,40(7):247-253.
[18]YUANG,LVH,TANGW,etal.EffectofchitosancoatingcombinedwithpomegranatepeelextractonthequalityofPacificwhiteshrimpduringicedstorage[J].FoodControl,2016,59:818-823.
[19]GON?ALVESAA,SANTOSTCL.Improvingqualityandshelf-lifeofwholechilledPacificwhiteshrimp(Litopenaeusvannamei)byozonetechnologycombinedwithmodifiedatmospherepackaging[J].LWT-FoodScienceandTechnology,2019,99:568-575.
[20]DONGZ,XUF,AHMEDI,etal.CharacterizationandpreservationperformanceofactivepolyethylenefilmscontainingrosemaryandcinnamonessentialoilsforPacificwhiteshrimppackaging[J].FoodControl,2018,92:37-46.
[21]LIUX,JIAY,HUY,etal.EffectofCitruswilsoniiTanakaextractcombinedwithalginate-calciumcoatingonqualitymaintenanceofwhiteshrimps(LitopenaeusvannameiBoone)[J].Foodcontrol,2016,68:83-91.
[22]TEMESGENT,BUITT,HANM,etal.Microandnanobubbletechnologiesasanewhorizonforwater-treatmenttechniques:Areview[J].Advancesincolloidandinterfacescience,2017,246:40-51.
[23]AL-HOLYMA,RASCOBA.ThebactericidalactivityofacidicelectrolyzedoxidizingwateragainstEscherichiacoliO157∶H7,SalmonellaTyphimurium,andListeriamonocytogenesonrawfish,chickenandbeefsurfaces[J].FoodControl,2015,54:317-321.
[24]ZHAOX,WUJ,CHENL,etal.Effectofvacuumimpregnatedfishgelatinandgrapeseedextractonmetaboliteprofilesoftilapia(Oreochromisniloticus)filletsduringstorage[J].FoodChemistry,2019,293:418-428.
[25]LIY,YANGZ,LIJ.Shelf-lifeextensionofPacificwhiteshrimpusingalgaeextractsduringrefrigeratedstorage[J].JournaloftheScienceofFoodandAgriculture,2017,97(1):291-298.
[26]XUD,SUNL,LIC,etal.InhibitoryeffectofglucoseoxidasefromBacillussp.CAMT22370onthequalitydeteriorationofPacificwhiteshrimpduringcoldstorage[J].LWT-FoodScienceandTechnology,2018,92:339-346.
[27]YUL,JIANGQ,YUD,etal.Qualityofgiantfreshwaterprawn(Macrobrachiumrosenbergii)duringthestorageat-18℃asaffectedbydifferentmethodsoffreezing[J].Internationaljournaloffoodproperties,2018,21(1):2100-2109.
[28]GB2733—2015食品安全国家标准鲜、冻动物性水产品[S].北京:中国标准出版社,2015:1.
[29]FENGL,JIANGT,WANGY,etal.Effectsofteapolyphenolcoatingcombinedwithozonewaterwashingonthestoragequalityofblackseabream(Sparusmacrocephalus)[J].FoodChemistry,2012,135(4):2915-2921.
[30]YANW,ZHANGY,YANGR,etal.Combinedeffectofslightlyacidicelectrolyzedwaterandascorbicacidtoimprovequalityofwholechilledfreshwaterprawn(Macrobrachiumrosenbergii)[J].FoodControl,2020,108:106820.
[31]蓝蔚青,刘琳,孙晓红,等.酸性电解水发生机理及在水产领域中的应用研究进展[J].食品与发酵工业,2020,46(4):294-298.
[32]岑剑伟,于福田,杨贤庆,等.罗非鱼片的几种杀菌方法比较及其对鱼肉品质的影响[J].食品与发酵工业,2020,46(7):123-129.
[33]毕海丹,崔旭海,王占一,等.茶多酚和乳清蛋白对冷藏鱼糜保鲜效果的影响[J].食品科学,2016,37(10):272-277.
[34]常晶,李晨辉,刘尊英,等.明胶-壳聚糖-迷迭香提取物复合膜对冷藏鲟鱼品质的影响[J].包装工程,2019,40(13):52-57.
[35]CHENK,SHAOLL,HUOYF,etal.Antimicrobialandantioxidanteffectsofahydroxypyridinonederivativecontaininganoximeethermoietyanditsapplicationinshrimppreservation[J].FoodControl,2019,95:157-164.
[36]SHIEKHKA,BENJAKULS,SAE-LEAWT.EffectofChamuang(GarciniacowaRoxb.)leafextractoninhibitionofmelanosisandqualitychangesofPacificwhiteshrimpduringrefrigeratedstorage[J].FoodChemistry,2019,270:554-561.
[37]李莎莎,计红芳,张令文,等.冰温保鲜过程中鸡肉品质及微观结构的变化[J].食品与发酵工业,2019,45(16):201-207.
[38]袁乙平,李靖,马嫄,等.低场核磁结合理化指标分析低温贮藏真空包装牦牛肉的品质[J].食品工业科技,2019,40(6):31-36.
[39]刘义,张源珊,周幸,等.真空贴体包装对鲟鱼片冷藏过程中品质变化的影响[J].食品科学,2019,40(15):218-224.
[40]ChenHH.DecolorationandGel-formingAbilityofHorseMackerelMincebyAir-flotationWashing[J].JournalofFoodScience,2006,67(8):2970-2975.
[41]ZHANGT,XUEY,LIZ,etal.Effectsofozoneontheremovalofgeosminandthephysicochemicalpropertiesoffishmeatfrombigheadcarp(Hypophthalmichthysnobilis)[J].InnovativeFoodScience&EmergingTechnologies,2016,34:16-23.
[42]SHARIFIANS,SHABANPOURB,TAHERIA,etal.EffectofphlorotanninsonmelanosisandqualitychangesofPacificwhiteshrimp(Litopenaeusvannamei)duringicedstorage[J].FoodChemistry,2019,298:124980.
ZHANGXi1,LANWeiqing1,2*,Dilifeila·KUERBAN1,ZHANGJunjie3，ZHAOPanpan1,LIUJiali1,XIEJing1,2*
1(CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)2(ShanghaiAquaticProductsProcessingandStorageEngineeringTechnologyResearchCenter,Shanghai201306,China)3(ShanghaiXinghengTechnologyCo.,Ltd,Shanghai200000,China)
Keywordssterilizationpretreatments;Litopenaeusvannamei;qualitychange;slightlyacidicelectrolyzedwater;ozonatedwater;nitrogen-filledmicro/nano-bubblewater
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.023557
引用格式:张溪，蓝蔚青，迪丽菲拉·库尔班，等.不同减菌预处理对鲜南美白对虾虾仁冷藏期间品质变化的影响[J].食品与发酵工业,2020,46(12):158-165.ZHANGXi,LANWeiqing,Dilifeila·KUERBAN,etal.Effectsofdifferentsterilizationpretreatmentsonthequalityoffreshlypeeledshrimps(Litopenaeusvannamei)duringrefrigeratedstorage[J].FoodandFermentationIndustries,2020,46(12):158-165.
第一作者：硕士研究生(蓝蔚青高级工程师和谢晶教授为共同通讯作者，E-mail：wqlan@shou.edu.cn；jxie@shou.edu.cn)
基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项(2019YFD0901602)；上海市科委平台能力建设项目(19DZ2284000)