微冻保鲜对南美白对虾品质的影响研究

陈思名，郜佳雁，李宏吉，王彦波

（浙江工商大学食品质量与安全系，浙江省食品安全重点实验室，浙江杭州310035）

微冻保鲜对南美白对虾品质的影响研究

陈思名，郜佳雁，李宏吉，王彦波*

（浙江工商大学食品质量与安全系，浙江省食品安全重点实验室，浙江杭州310035）

以南美白对虾为试验对象，研究微冻保鲜（-4℃）对肌肉品质的影响。采用常规方法检测了对虾肌肉pH、挥发性盐基氮、细菌总数、K值以及硬度和弹性。结果表明，随着贮藏时间的延长，pH、挥发性盐基氮、细菌总数和K值呈现升高趋势，硬度和弹性指标呈现下降趋势。与4℃贮藏的对照组比较，微冻保鲜在贮藏后期显著改善了（P＜0.05）南美白对虾各项指标的变异程度，结果揭示微冻保鲜可以通过延缓对虾肌肉的腐败进而提高其品质，旨在为对虾保鲜技术提供一定的借鉴。

微冻保鲜；南美白对虾；肌肉；品质

随着消费者对新鲜健康水产食品的需求，以延长水产食品货架期并保持其品质为目的的保鲜技术研究越来越重要，已成为关注的热点之一[1-2]。南美白对虾由于自身富含营养物质和水分、肌肉组织脆弱、内源蛋白酶活跃等特点，容易导致虾体新鲜度下降，腐败变质[3]。研究表明，温度是影响包括南美白对虾在内的水产食品腐败进程的一个关键因素，因此，为了减少腐败的发生，一般采用建立在低温基础上的方法，其中包括传统的冷藏保鲜、冰藏保鲜和冻藏保鲜[4-6]。然而，综析国内外研究现状，传统的保鲜方法分别存在着效果不显著，操作繁琐和品质下降较大等问题。微冻保鲜是二十世纪六七十年代发展起来的在渔船上贮藏海产品的一种保鲜技术，是指在生物体冰点和冰点以下1℃～2℃之间温度带的轻度冷冻保藏技术[7]。随着微冻保鲜技术的发展和完善，目前已经广泛在动物性食品中应用，取得了良好的效果[8]。鉴于此，以南美白对虾为研究对象，结合前期预实验结果，在-4℃的微冻保鲜条件下研究对其品质的影响，旨在为对虾保鲜技术提供一定的借鉴和依据。

1 材料与方法

1.1 材料

体重均一（11.4±0.8）g的健康鲜活南美白对虾购自杭州萧山对虾养殖场，随机分为对照组和微冻保鲜试验组，每组设3个重复，对虾采用冰水致死[9]，装于聚乙烯密封袋中备用。包装好的对照组和试验组对虾分别置于已设置不同贮藏温度的普通冰箱（4℃）和低温恒温箱（-4℃）中，根据预实验结果试验周期为10 d，取样时间分别设定为0、2、4、6、8、10 d。

1.2 方法

南美白对虾肌肉样品pH的测定参照GB/T 5009. 45-2003中的酸度计法，采用pH计（DELTA 320，瑞士梅特勒-托利多公司）测定。挥发性盐基氮（Total volatile basic nitrogen，TVB-N）采用全自动凯氏定氮仪（Kjeltexc 2300，瑞典FOSS公司）测定，每批样品均进行空管空白和试剂空白实验，采用mg N/100 g表示。对虾肌肉质构特性的分析采用质构仪（LFRA 4500，TA6502421，美国）进行，用质构仪的平底柱型探头p/5（5mm直径）压缩样品2次，采用质地多面剖析模式进行硬度和弹性等质构指标的测定。微生物指标细菌总数（Total Viable Count，TVC）的测定参照GB4789.2-2010采用平板计数培养基（Plate Count Agar，PCA）倾注法计数测定。参考Agustini等[10]的方法进行品质新鲜度指标K值的测定，其中高效液相色谱（Agilent 1100，美国安捷伦公司）检测条件：色谱柱：Thermo Hypersil BDS C18（4.6×250mm，5μm）；流动相：0.04mol/L磷酸二氢钾、0.06mol/L磷酸氢二钾混和液平衡、洗脱；流速：1mL/min；柱温：37℃；检测器：紫外可变波长检测器；检测波长：260 nm。K值的计算公式为：K=（HxR+Hx）/（ATP+ADP+AMP+IMP+HxR+Hx）× 100%。其中ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx分别代表三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、腺苷酸、肌苷酸、次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤。所有试验数据表示为平均数±标准偏差，采用SAS6.12统计软件对数据作单因素方差分析，若组间差异显著，再作LSD Duncan多重比较，显著水平P采用0.05。

2 试验结果

不同温度对南美白对虾肌肉pH的影响参见图1。

图1 微冻保鲜对南美白对虾pH的影响Fig.1 Effect of superchilling storage on the pH values of shrimp，Litopenaeus vannamei

由图1中可见随着时间的延长，对照组和试验组pH均有不同程度的升高，其中第10天的pH分别为8.09±0.06和7.52±0.09，与初始pH比较分别升高了12.67%和4.44%。组间显著性分析表明，除初始pH以外，对照组均显著高于试验组（P＜0.05）。微冻保鲜对南美白对虾TVB-N的结果见图2。

图2 微冻保鲜对南美白对虾挥发性盐基氮（TVB-N）的影响Fig.2 Effect of superchilling storage on total volatile basic nitrogen（TVB-N）of shrimp，Litopenaeus vannamei

由图2可见，对照组和试验组新鲜南美白对虾TVB-N值分别为（5.07±0.91）mg N/100 g和（5.13± 0.95）mg N/100 g，差异不显著。同样随着时间的延长，两组的TVB-N值均有不同程度的升高，特别是对照组，第10天达到了（44.77±3.78）mg N/100 g，与初始值比较，升高了7.83倍。组间显著性差异比较分析表明，对照组第2、4、6、8、10天的TVB-N值显著高于（P＜0.05）微冻保鲜处理的试验组，特别是第8天和第10天，分别高出试验组2.11倍和2.15倍。

微冻保鲜对南美白对虾肌肉硬度和弹性等质构指标的影响参见图3，随着贮藏时间的延长，总体上呈下降趋势。

图3 微冻保鲜对南美白对虾硬度和弹性指标的影响Fig.3 Effect of superchilling storage on hardness and springiness of shrimp，Litopenaeus vannamei

贮藏2 d内，对照组和试验组硬度没有显著差异，但从第4天开始，检测结果显示两组间差异显著（P＜0.05），特别是第10天，试验组和对照组对虾肌肉硬度分别为（162.03±14.36）g和（82.99±6.52）g，硬度显著（P＜0.05）下降了48.78%。在弹性指标上得到的结果显示着同样的变化趋势，研究发现从第6天开始，对照组对虾肌肉弹性与试验组比较迅速下降，差异显著（P＜0.05）。对照组第10天弹性降低至0.27±0.04，仅占试验组弹性0.57±0.07的47.37%。

微冻保鲜对南美白对虾细菌总数的影响参见图4。

图4 微冻保鲜对南美白对虾细菌总数的影响Fig.4 Effect of superchilling storage on total viable count（TVC）of shrimp，Litopenaeus vannamei

由图4可见，随着贮藏时间的延长，不同处理对虾肌肉细菌总数的变化趋势基本一致，均表现出先下降后显著上升趋势，而且组间在后期呈现显著差异。对照组和试验组对虾肌肉初始细菌总数（TVC）分别为3.93±0.47 log cfu/g和3.87±0.80 log cfu/g，差异不显著，在第2天和第4天分别出现TVC的最低值（分别为3.10±0.61 log cfu/g和2.73±0.50 log cfu/g），但是组间差异仍不显著。随后均显著上升，特别是对照组第10天TVC值达到7.13±0.65 log cfu/g。此外，在第8天和第10天，对照组和试验组TVC值组间差异显著（P＜0.05）。

微冻保鲜对南美白对虾肌肉K值的影响参见图5。

图5 微冻保鲜对南美白对虾K值指标的影响Fig.5 Effect of superchilling storage on K value of shrimp，Litopenaeus vannamei

同样随着时间的延长，对照组和试验组均呈现上升的趋势，初始值分别为（2.10±0.20）%和（2.03± 0.21）%，第10天上升到了（50.53±3.11）%和（20.13± 2.47）%，分别上升了23.06倍和8.92倍。组间差异性比较分析表明，除了初始K值差异不显著以外，其余组间K值差异显著（P＜0.05），第10天对照组的K值是试验组的1.51倍。

3 讨论

包括对虾等水产食品在内的动物肌肉pH变化与其品质密切相关[11]。一般而言，对虾等水生动物停止呼吸后，体内的糖原发生酵解生成乳酸等物质，造成肌肉pH的下降，下降程度与肌肉中糖原的含量等因素有关。随后在自身酶和微生物的作用下，虾体内的蛋白质、氨基酸及其它含氮物质被分解为氨、三甲胺、吲哚、组胺等碱性物质，使得肌肉pH上升，因此肌肉的pH变化趋势一般呈V字型。本试验中-4℃微冻保鲜处理组南美白对虾pH在第2天略有下降，略有呈现V字型，但是4℃条件下贮藏的对照组在整个过程中pH值没有出现降低而呈V字型。这可能与贮藏条件和取样时间有关，对照组对虾死后肌肉的pH可能在贮藏后2天之前降低到了最低值，随后开始上升，因此至第2天取样检测的时候已经上升并高于初始值，相比而言，试验组贮藏温度较低，延缓了对虾肌肉pH的下降时间。研究结果表明第10天对照组对虾肌肉pH值达到了8.09±0.06，与Gonçalves et al.[12]报道的虾类肌肉冷藏16 d时pH达到8.15较为接近。

研究表明，TVB-N水平与水产食品品质之间具有较高的相关性，因此被广泛用作反映鱼虾等腐败程度的重要指标之一。一般认为30mg N/100 g被认为是水产品品质可被消费者接受的TVB-N上限[13]，同样根据我国GB 2733-2005海虾的TVB-N值30mg N/100 g为可被接受上限。由图二可见，微冻保鲜处理的对虾肌肉TVB-N值介于5.13mg N/100 g和14.23mg N/100 g之间，均低于30mgN/100 g的上限。但是试验组对虾肌肉TVB-N值上升较快，第8天达到了（38.93±3.65）mg N/100 g，超过了可食用上限。这表明，微冻贮藏可以显著延缓酶和微生物对对虾肌肉蛋白质的分解速度。

对虾等水产品死后在自身降解和微生物作用下发生品质降低和腐败，同时会导致肌肉组织结构的变化以及质构特性的变化，最终导致水产品肌体变软，硬度和弹性下降。如图3所示，微冻保鲜处理在贮藏后期显著延缓了对虾肌肉硬度和弹性的下降速度。一般来讲对虾等水产食品在死后硬度值一般会先上升后下降，但是其自身的僵硬期长短与其自身的生理状态、内源酶的活性、致死方式和贮藏方式、个体大小等因素密切相关[14]。因此对照组对虾可能在第2天取样时已经过了僵硬期，因此得到的数据是一直呈现下降趋势，而试验组由于采取微冻保鲜，可以一定程度上抑制酶的活性和蛋白质的降解，因此在第2天采样时仍处于僵硬期，导致第2天的硬度值高于初始值。硬度和弹性的下降趋势与Ando et al.[9]、王亮[15]等的研究结果一致。

微生物是引起虾类等水产品品质下降和腐败变质的主要因素之一，因此对微生物相关生长状况的检测可以反映出水产食品的腐败程度。一般情况下，刚捕获水产品TVC初始值通常为102cfu/g～104cfu/g，由图4可见，本研究南美白对虾初始TVC值介于3.87 log cfu/g～3.93 log cfu/g之间，低于徐丽敏[16]测定的南美白对虾初始TVC值4.2 log cfu/g。这一本底的微生物数量和种类除了与水产食品的品种有关，而且也与它所生活的环境有很大关系，尤其是养殖品种，很容易受到养殖环境和运输环境的影响。随着贮藏时间的延长，TVC值呈现先下降后快速上升的趋势，这主要是由于在贮藏初期，由于环境温度的骤然变化导致的微生物生长受到一定程度上的抑制和死亡，导致TVC值稍有下降。之后随着肌体组织分解，一些耐冷的优势腐败微生物开始利用蛋白质、氨基酸等肌肉组织分解成分进行生化作用并迅速增殖。对照组第10天TVC值达到了7.13±0.65 log cfu/g，已经超过规定的7.00 log cfu/g的腐败临界值，但是试验组第10天TVC值仅为4.73±0.90 log cfu/g。这说明微冻保鲜对南美白对虾体内微生物的生长起到了良好的抑制作用，研究结果与Losada et al[17]的报道一致。

K值是以分析肌肉中ATP及其降解产物的含量为基础，通过进一步计算得到的一个指标，它能够反映水产品在低温贮藏前期的鲜度变化，因此被广泛用作评价水产食品品质的一种重要指标，一般认为K值在20%以下时为一级鲜度、20%～40%为二级鲜度，60%～80%为初期腐败[18]。由图5可见，不同温度下贮藏的对虾肌肉K值均随着贮藏时间的延长而上升，组间差异显著，对照组从第4天开始K值即已超过20%，第10天达到了（50.53±3.11）%。但是对照其他指标，此时对照组的对虾已经腐败，因此K值需要结合其他指标共同作为评价南美白对虾腐败的标准，这也与Ando et al.[9]的研究结果相一致。

[1]Davies R M,Davies O A.Traditional and improved fish processing technologies in Bayelsa State,Nigeria[J].European Journal of Scientific Research,2009,26(4):539-548

[2]励建荣,李婷婷,李学鹏.水产品鲜度品质评价方法研究进展[J].北京工商大学学报:自然科学版,2010,28(6):1-8

[3]Huang J,Chen Q,Qiu M,et al.Chitosan-based edible coatings for quality preservation of postharvest whiteleg shrimp(Litopenaeus vannamei)[J].J Food Sci,2012,77(4):491-496

[4]Chang O,Cheuk W L,Nickelson R,et al.Indole in shrimp:effect of fresh storage temperature,freezing and boiling[J].Journal of Food Science,1983,48(3):813-816

[5]Sigholt T,Erikson U,Rustad T,et al.Handling stress and storage temperature affect meat quality of farmed-raised Atlantic salmon (Salmo Salar)[J].Journal of Food Science,1997,62(4):898-905

[6]Rutherford T J,Marshall D L,Andrewsb L S,et al.Combined effect of packaging atmosphere and storage temperature on growth of Listeria monocytogenes on ready-to-eat shrimp[J].Food Microbiology, 2007,24(7/8):703-710

[7]Duun A S,Rustad T.Quality changes during superchilled storage of cod(Gadus morhua)fillets[J].Food Chemistry,2007,105(3):1067-1107

[8]Kaale LD,Eikevik TM,Rustad T,et al.Superchilling of food:a review[J].Journal of Food Engineering,2011,107(2):141-146

[9]Ando M,Nakamura H,Harada R,et al.Effect of super chilling storage on maintenance of freshness of kuruma prawn[J].Food Science Technology Research,2004,10(1):25-31

[10]Agustini TW,Suzuki T,Hagiwara T,et al.Change of K value and water state of yellow fin tuna Thunnus albacares meat stored in a wide temperature range(20℃to-84℃)[J].Fisheries Science,2001, 67(2):306-313

[11]Hambrecht E,Eissen JJ,Nooijen R I J,et al.Preslaughter stress and muscle energy largely determine pork quality at two commercial processing plants[J].Journal of Animal Science,2004,82(5):1401-1409

[12]Gonçalves A C,López-caballero M E,Nunes M L.Quality changes of deepwater pink shrimp(parapenaeus longirostris)packed in modified atmosphere[J].Journal of Food Science,2003,68(8):2586-2590

[13]Shamshad SI,Kherunnisa M,Riaz R,et al.Shelf life of shrimp(Penaeus merguiensis)stored at different temperatures[J].Journal of Food Science,1990,55(5):1201-1206

[14]Taylor R,Fjaera S,Skjervold P.Salmon fillet texture is determined by myofiber-myofiber and myofiber-myocommata attachment[J]. Journal of Food Science,2002,67(6):2067-2071

[15]王亮.凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)冰温气调保鲜技术的研究[D].中国海洋大学,2010

[16]徐丽敏.南美白对虾与鹰爪虾的保鲜及防黑变初步研究[D].青岛:中国海洋大学,2008

[17]Losada V,Rodriguez O,Miranda JM,et al.Development of different damage pathways in Norway lobster(Nephrops norvegicus)stored under different chilling systems[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2006,86(10):1552-1558

[18]Hattula T,Wallin H.Rapid method based on ATP catabolites for evaluating the freshness of Baltic Herring:Interlaboratory study[J].J. AOAC Int,1996,79(3):703-706

Effect of Superchilling Storage on the Quality of Shrimp，Litopenaeus vannamei

CHEN Si-ming，GAO Jia-yan，LI Hong-ji，WANG Yan-bo*
（Food Quality&Safety Department of Zhejiang Gongshang University，Key laboratory of Food Safety of Zhejiang Province，Hangzhou 310035，Zhejiang，China）

The present research evaluated the effect of superchilling storage（-4℃）on the quality of shrimp，Litopenaeusvannamei.The pH value，total volatile basic nitrogen（TVB-N），total viable count（TVC），K value and hardness and springiness of shrimp muscle samples were determined using routine methods.The results determined in the present study showed that pH values，TVB-N，TVC and K value increased with the storage days.However，the hardness and springiness decreased with the storage days.In the later days，shrimp showed improved significantly parameters in superchilling storage（-4℃）（P＜0.05）compared to those in normal storage（4℃）.It indicated that superchilling storage could be used to delay the corruption of the shrimp muscle and thereby improve the corresponding quality.The present study was to present a reference for the technology of shrimp preservation.

superchilling storage；Litopenaeus vannamei；muscle；quality

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.028

2012-08-14

浙江省杰出青年科学基金（No.R3110345）

陈思名（1992—），女（汉），本科，研究方向：食品质量与安全。

*通信作者：王彦波（1978—），男（汉），教授，博士，研究方向：水产食品安全生产。