温度波动对大目金枪鱼低温流通期间品质变化的影响

蓝蔚青，刘 琳，肖 蕾，梅 俊，谢 晶,

（1.上海海洋大学食品学院，上海 201306；2.上海海洋大学 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 201306）

金枪鱼又名鲔鱼、吞拿鱼等，为鲈形目鲭科、大洋性、高洄游性鱼类，其肉质鲜美、营养丰富，富含糖类与蛋白质等，具有很高的食用与商业价值[1]。近年来，随着世界饮食水平的不断提高，金枪鱼以二十碳五烯酸与二十二碳六烯酸等ω-3多不饱和脂肪酸含量极高的特点，广受日本等国家消费者的喜爱，被视为三大营养鱼类之一。据《2020中国渔业统计年鉴》[2]显示，我国2019年金枪鱼的海洋捕捞量达3.82万 t，同比降幅达30.62%，其资源日趋减少，因此对有限资源的合理利用迫在眉睫。大目金枪鱼（Thunnus obesus）是7 种世界主要捕捞金枪鱼类之一[3]。其广泛分布于各大洋热带海域，在中国，南海与东海为其主产区，大目金枪鱼是捕捞量最多的金枪鱼种，也是常见的制作生鱼片的鱼种。

目前，大目金枪鱼的食用方式以生食为主。然而，其在贮藏过程中易发生腐败，使营养价值明显下降[4]。因此，其捕捞后需至少在－55 ℃超低温流通环境中贮藏运输，以延缓其品质劣变。蓝蔚青等[5]研究得出冷藏处理金枪鱼可降低其内源酶活性、减缓微生物生长、减缓ATP关联产物的降解与品质劣变；McCarthy等[6]研究发现金枪鱼沙拉中的组胺含量与贮藏时间、温度密切相关；Widiastuti等[7]发现金枪鱼在冻藏过程中，其蛋白质中的结合键被破坏，造成鱼肉中水分流失严重，品质劣化。因此，通过研究流通过程中温度变化对金枪鱼品质变化的影响，分析温度、时间与金枪鱼品质变化间相关性意义重大。本实验通过模拟大目金枪鱼低温流通过程中常见的温度波动方式，通过对其在不同阶段中的理化、微生物与感官指标进行测定，分析指标间的相关性，探究大目金枪鱼在不同低温流通过程中的温度波动对其综合品质变化的影响，以期为大目金枪鱼等高值鱼类的流通提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大目金枪鱼（Thunnus obesus）购自浙江丰汇远洋渔业有限公司。样品经捕捞屠宰后直接抽真空冻藏于－55 ℃。

丹磺酰氯、组胺标准品（均为色谱纯） Sigma-Aldrich（上海）贸易有限公司；十二水合磷酸氢钠、二水合磷酸氢钠、乙醇、甲基红、高氯酸、丙酮 国药集团化学试剂有限公司；硼酸、氢氧化钾、溴甲酚绿、氧化镁、氢氧化钠、氯化钠、碳酸氢钠 上海埃彼化学试剂有限公司；乙腈、乙酸铵、甲醇、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾（均为分析纯） 上海安谱科学仪器有限公司。

1.2 仪器与设备

TGL-16M型台式高速冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；HH-6型数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司；JX-05型拍打式无菌均质器 上海净信实业发展有限公司；722型可见分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；FE-20型pH计 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；Kjeltec2300型凯氏定氮仪瑞士Foss公司；BS210-S型电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司；TA.XT Plus型质构仪 英国Stable Micro System公司；FJ200-S型数显高速均质机 杭州齐威仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

大目金枪鱼经分割后，按每袋400～500 g分装后真空包装，然后将其随机分成3 组，平铺于指定温度下的冰箱中。于相应时间点同时取样，用温度采集仪测定鱼块中心温度，在室温下解冻，其中心温度达－5 ℃则解冻完成，解冻后进行相关指标测定。

1.3.2 低温流通模拟

通过前期对当地海鲜超市与大卖场的现场调研，模拟大目金枪鱼的低温流通过程（图1）：－55 ℃为贮藏温度，－18 ℃为运输温度，2 ℃为市场冷藏柜温度，4 ℃为消费者家用冰箱温度。其中，CK组为产地直销模式，L1组为超市直销模式，L2组为超市零售模式。于规定时间（120、144、168、180、192、204、216 h）测定相关指标，实时监测其温度变化。

图1 大目金枪鱼在不同低温流通过程中的温度变化模拟Fig.1 Simulated temperature fluctuations during low temperature circulation of big-eye tuna

1.3.3 质构分析

样品被切成1 cm×1 cm×1 cm的方块后，用质构仪测定其弹性、硬度与咀嚼性。参考汤元睿等[8]的方法，测试条件为：平底柱形探头P/6（直径6 mm），负重探头Auto-5 g，测试前、中、后速率分别为3、1、1 mm/s，变形率50%，间隔5 s。

1.3.4 pH值测定

参考余文晖等[9]的方法，用pH计测定并记录。

1.3.5 高铁肌红蛋白质量分数的测定

参考Thiansilakul等[10]的方法并略作修改。取3.0 g碎鱼肉于离心管中，加入15 mL 40 mmol/L磷酸盐缓冲液，10 000 r/min离心20 min，得到上清液，分别在525、545、565 nm和572 nm波长处测定吸光度，根据下式计算高铁肌红蛋白质量分数。

1.3.6 总挥发性盐基氮含量的测定

总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量的测定参考GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[11]。取5 g鱼肉加入1 g氧化镁后，连接到蒸馏器上按照Kjeltec2300型凯氏定氮仪说明书操作。结果以mg/100 g表示。

1.3.7 组胺含量的测定

参考Bu Tingting等[12]的方法，取4 g剁碎鱼肉，加入20 mL 0.4 mol/L高氯酸，均质机混匀后3 000 r/min离心10 min，取上清液再次加入20 mL 0.4 mol/L高氯酸均质混匀，3 000 r/min离心10 min，将得到的上清液用0.4 mol/L高氯酸定容至50 mL，过滤。取滤液1 mL，加入100 μL 2 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至9.2左右，加入300 μL饱和碳酸氢钠溶液和2 mL质量浓度10 mg/mL丹酰氯后，40 ℃水浴45 min。水浴完成后加入100 μL体积分数25%的浓氨水，静置30 min。用乙腈定容至5 mL，振荡混匀，取适量的溶液有机相经针式滤器后，移入进样瓶－20 ℃保存待测。高效液相色谱测定条件：流速0.300 mL/min、流动相为乙腈-0.1 mol/L乙酸铵溶液（80∶20，V/V）、柱温箱温度35 ℃、波长254 nm。结果以每千克鱼肉中所含的组胺质量表示，单位为mg/kg。

1.3.8 菌落总数的测定

菌落总数的测定参考GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[13]。取5 g鱼肉放入无菌均质袋中，加入45 mL质量分数0.85%无菌生理盐水后拍打匀浆，以10 倍梯度稀释。取3 个合适的稀释度进行培养，移取1 mL稀释液于灭菌的培养皿内，及时将15～20 mL不同琼脂培养基倾注平皿，混合均匀。琼脂凝固后，翻转平板，30 ℃培养2 d后测定菌落总数，结果以lg（CFU/g）表示。

1.3.9 感官评价与分析

参考SC/T 3117—2006《生食金枪鱼》[14]与汤元睿等[8]的方法对其进行感官评价与分析。由5 名专业的感官评定人员对鱼肉外观、色泽、气味、鱼腥味、肉质方面进行评价，感官评分低于0 分则不可接受，评分标准见表1。

表1 大目金枪鱼感官评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of big-eye tuna

1.4 数据处理与分析

实验重复测定3 次，结果以平均值±标准差表示。通过统计软件SPSS 13.0中的单因素方差分析及Duncan新复极差法进行显著性差异分析，并进行Pearson相关性分析，利用软件Origin 8.5软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同低温流通过程对大目金枪鱼质构变化的影响

质构是水产品重要的物理特性，在水产品品质分析中使用广泛[15-16]。一般来说，鱼体在死后，其肌肉易变柔软。随着贮藏过程中的温度变化，其肌肉冷收缩后会发生解冻僵直，且在冻藏过程中逐渐长大的冰晶会使肌肉纤维断裂，严重损害肌肉组织，导致鱼肉质构特性发生变化[17-18]。因此，通过对样品的硬度、弹性与咀嚼性进行分析，可评价大目金枪鱼流通期间的品质变化。

由表2可知，鱼肉初始硬度为（270.43±59.07）g。随着贮藏时间的延长，其在低温流通过程中的硬度均有不同程度的增加。其中，L2组样品的硬度增加最明显，在216 h时增至（1 730.41±153.38）g，此时正处于4 ℃的贮藏条件下，可能由于冷冻过程中的温度波动，使大目金枪鱼出现僵直现象；样品的初始弹性为（0.54±0.12）mm，随着流通时间的延长，温度波动对弹性的影响无明显变化；样品的初始咀嚼性为（46.39±21.86）g，各组样品在流通期间的咀嚼性均增强，以L2组样品增加最显著，其在216 h时的咀嚼性增至（252.04±13.63）g。以上结果表明，温度波动可对鱼肉质地产生影响，该结果与汤元睿等[8]的研究结果一致。

表2 不同低温流通过程对大目金枪鱼质构变化的影响Table 2 Effect of different logistics processes on texture changes of big-eye tuna during low temperature circulation

2.2 不同低温流通过程对大目金枪鱼pH值变化的影响

鱼体的pH值在其死后的僵直期内逐渐下降，后期又逐渐升高。因此，可利用鱼肉的pH值变化表征其品质变化。由图2可知，大目金枪鱼初始pH值为6.15。随着温度变化与贮藏时间的延长，3 组样品的pH值均呈先下降后升高的趋势，其中以L2组样品的pH值上升速率最大。可能由于鱼肉在早期阶段，体内糖原发生酵解产生的酸性物质积累，造成其pH值下降；随后鱼肉中的ATP被ATP酶完全分解，鱼体变软，蛋白质分解为氨基酸等物质，导致其pH值升高[15]。L2组样品在144 h时的pH值达到最低，可能由于－55 ℃至2 ℃的大幅度温度波动导致其pH值急剧下降，达到最低点；而在216 h时，其pH值高达6.66，可能是2 ℃至4 ℃小幅度的温度升高会促进含氮类物质的生成。L2组样品与CK、L1组样品相比，其pH值从168 h后急剧上升。此时样品的贮藏温度正处于－18 ℃至2 ℃的过渡阶段，表明剧烈的温度波动会加速鱼体内蛋白质等含氮物质的分解，使其品质劣变。此外，各流通组pH值明显上升时间均在4 ℃贮藏条件下。因此，家庭贮存方式不当将会使鱼肉腐败进程加速。

图2 不同低温流通过程对大目金枪鱼pH值变化的影响Fig.2 Effect of different logistics processes on pH changes of big-eye tuna during low temperature circulation

2.3 不同低温流通过程对大目金枪鱼高铁肌红蛋白质量分数变化的影响

肌红蛋白的化学状态是影响鱼肉颜色的主要因素，可通过测定其变化来表征金枪鱼的品质变化[19]。大目金枪鱼在贮藏过程中，其肌红蛋白、氧合肌红蛋白与高铁肌红蛋白含量及比例会影响其肉的色泽，而高铁肌红蛋白含量能决定其变色程度，会对鱼肉品质带来一定影响。正常情况下，鱼体肌肉中的肌红蛋白（暗紫色）与氧合肌红蛋白（鲜红色）处于平衡状态[20]。如果肌红蛋白中的Fe2+结合氧气，将形成氧合肌红蛋白，在温度的影响下，Fe2+被氧化形成Fe3+，氧合肌红蛋白进一步形成棕红色的高铁肌红蛋白[21]。因此，冻藏温度越低，鱼肉中的高铁肌红蛋白产生速率越慢[22]。当金枪鱼鱼肉中的高铁肌红蛋白质量分数在20%以下时，鱼肉呈鲜红色；当质量分数为30%时，鱼肉呈暗红色；高于50%时为红褐色，70%以上时呈褐色[9]。

由图3可知，鱼肉的初始高铁肌红蛋白质量分数为12.70%，其色泽鲜红；随着流通温度的变化与时间的延长，3 组样品的高铁肌红蛋白质量分数呈上升趋势。在贮藏至144 h时，CK组与L1组样品的高铁肌红蛋白质量分数较低且无显著差异（P＞0.05），此时L2组样品的高铁肌红蛋白质量分数为20.37%，其鱼肉样品已不再鲜红。该时刻CK组温度维持在－55 ℃，L1组温度处于－55 ℃向－18 ℃过渡阶段，L2组温度处于－55 ℃至2 ℃的过渡阶段，可能由于L2组温度波动较大，导致样品中的高铁肌红蛋白质量分数增加。当贮藏至216 h时，CK组与L1组样品的高铁肌红蛋白质量分数仍低于30%，而L2组样品的高铁肌红蛋白质量分数为35.23%。此时，L2组鱼肉颜色发生严重褐变，样品呈暗红色，可能由于明显的温度波动导致鱼肉中肌红蛋白的自动氧化加速，使高铁肌红蛋白质量分数逐渐增加，鱼肉由鲜红色转为暗红色。该研究结果与肖蕾等[23]研究得出大目金枪鱼随流通时间的延长，其高铁肌红蛋白含量呈上升趋势的结论一致。

图3 不同低温流通过程对大目金枪鱼高铁肌红蛋白质量分数变化的影响Fig.3 Effect of different logistics processes on changes in MetMb content in big-eye tuna during low temperature circulation

2.4 不同低温流通过程对大目金枪鱼TVB-N含量变化的影响

金枪鱼在贮藏过程中，蛋白质在微生物的作用下会发生降解，产生的含氮类物质使其TVB-N含量升高。通常情况下，TVB-N含量超过25 mg/100 g则不可食用[8]。TVB-N含量越高，则表明鱼肉腐败越严重。因此，TVB-N含量常作为判断水产品新鲜程度的品质指标[24-25]。

由图4可知，大目金枪鱼在各组流通过程中，其TVB-N含量均上升，表明其品质逐渐降低。其中，样品的初始TVB-N含量为13.93 mg/100 g，根据GB/T 18108—2019《鲜海水鱼通则》的划分标准，其属于一级鲜度（优级品）范围[26]；CK组样品在贮藏末期的TVB-N含量仍处于较低水平，其次是L1组，TVB-N含量最高的是L2组；L2组样品在经历多次温度波动后，其TVB-N含量在216 h时高达19.14 mg/100 g。温度波动使微生物繁殖与酶促反应加快，促进鱼肉中的蛋白质降解，导致氨等其他含氮类物质含量增加，TVB-N含量相应上升，使其品质劣变。该研究结果与田继源等[27]发现三文鱼样品在冻藏过程中温度波动越大，TVB-N含量越高的结果一致；刘梦等[28]研究金枪鱼冷藏期间的品质变化时也得出类似结论。

图4 不同低温流通过程对大目金枪鱼TVB-N含量变化的影响Fig.4 Effect of different logistics processes on changes in TVB-N content of big-eye tuna during low temperature circulation

2.5 不同低温流通过程对大目金枪鱼组胺含量变化的影响

金枪鱼鱼体中含有高水平的组氨酸，当鱼肉品质劣变后，组胺无色杆菌等细菌将会产生脱羧酶，使组氨酸脱羧生成组胺，若消费者不慎食用已变质的金枪鱼，且体内组胺摄入量达到一定程度，将会引起中毒。SC/T 3117—2006《生食金枪鱼》规定金枪鱼的组胺生食限值为90 mg/kg[14]。

由图5可知，大目金枪鱼的初始组胺含量为20.93 mg/kg。样品在整个流通过程中，不同流通组鱼肉的组胺含量均有不同程度的上升。其中，CK组与L1组样品的组胺含量在整个流通过程中均无显著差异（P＞0.05），贮藏168 h后，L2组样品的组胺含量显著高于L1组与CK组（P＜0.05），其在216 h时达到89.97 mg/kg，接近生食限值。由此表明，大目金枪鱼在流通期间，随着时间延长与温度波动，微生物繁殖速率加快，鱼体内的组氨酸在组氨酸脱羧酶作用下生成更多组胺[20]。雷志方等[29]研究得出大目金枪鱼在贮藏过程中的组胺含量上升，其中冷藏组（4 ℃）样品的组胺含量上升速率显著高于微冻组（－4 ℃）样品，也与尚艳丽等[30]研究发现金枪鱼鱼肉中的组胺含量随着解冻方式不同与解冻时间延长，出现不同程度升高的结论一致。

图5 不同低温流通过程对大目金枪鱼组胺含量变化的影响Fig.5 Effect of different logistics processes on changes in histamine content of big-eye tuna during low temperature circulation

2.6 不同低温流通过程对大目金枪鱼菌落总数变化的影响

菌落总数是评价水产品品质及食品安全的重要指标。根据GB 10136—2015《食品安全国家标准 动物性水产制品》规定[31]，菌落总数105CFU/g是金枪鱼生食的最高安全限量。

由图6可知，大目金枪鱼在整个流通过程中的菌落总数逐渐升高。为监测其贮藏初期的微生物生长情况，除了定期（120、144、168、180、192、204、216 h）对菌落总数进行测定，在120～144 h每隔12 h（120、132、144 h）还进行了菌落总数的分析。样品在贮藏初期（132 h内），由于贮藏温度较低（均低于2 ℃），其菌落总数无显著差异（P＞0.05）。随着流通时间的延长与温度的波动，样品的菌落总数升高，相较于CK组，L1组和L2组样品在贮藏后期的菌落总数较高，且L2组样品在144～216 h时的菌落总数均显著高于CK组与L1组，表明温度波动会加速鱼肉流通期间的微生物生长繁殖。其中，L2组样品在204 h的菌落总数（5.43（lg（CFU/g）））达到生食限值，该组鱼肉样品经历过－55 ℃至2 ℃以及2 ℃至－18 ℃的大幅度温度波动。在216 h时，L1组和CK组样品菌落总数虽未达到生食限值，但却接近于生食可接受水平，此时两组鱼肉样品分别经历过2 ℃和－55 ℃至4 ℃的过渡阶段。由此说明，温度变化使大目金枪鱼流通期间的菌落总数迅速升高，且超市销售（2 ℃）与家庭冷藏（4 ℃）的温度条件不能有效抑制微生物生长，存在一定的食用安全隐患。该研究结果与蓝蔚青等[32]研究发现的3 种冰藏方式下，金枪鱼样品的菌落总数随贮藏时间延长而增加的结论一致。

图6 不同低温流通过程对大目金枪鱼菌落总数变化的影响Fig.6 Effect of different logistics processes on the TVC changes of big-eye tuna during low temperature circulation

2.7 不同低温流通过程对大目金枪鱼感官评分的影响

如图7所示，3 组流通方式的大目金枪鱼在贮藏初期（120 h内）的感官评分无显著差异（P＞0.05）。随着流通时间的延长与温度的波动，各组样品的感官评分均呈下降趋势。相较于CK组，L1组与L2组下降幅度较大且贮藏末期评分较低，尤其以L2组下降最为明显。当鱼肉贮藏至180 h时，L2组样品感官品质仍在可接受范围内（感官评分小于0则为不可接受）；然而，其从192 h开始，即样品经历了－18 ℃至2 ℃的温度转变后，又置于4 ℃的家庭贮藏条件下，鱼肉的感官评分明显下降，其在216 h时的感官评分为－2，可能由于温度波动加速了微生物生长，使鱼肉中的蛋白质分解为胺类物质，质地软化，产生不愉快气味，导致品质劣化，感官已不可接受。王一帆等[33]研究也得出三文鱼的感官评分以温度波动最大组最低。

图7 不同低温流通过程对大目金枪鱼感官评分的影响Fig.7 Effect of different logistics processes on the sensory score of big-eye tuna during low temperature circulation

2.8 不同低温流通过程中大目金枪鱼品质指标间相关性分析结果

由表3可知，不同低温流通过程中大目金枪鱼的品质指标相关性分析结果基本相同。CK组样品弹性除与组胺含量、菌落总数呈显著负相关外，与其他指标的相关性均不显著；L1组与L2组样品除弹性与其他指标相关性不显著以及L2组样品pH值与TVB-N含量、感官评分之间相关性不显著外，其余指标间相关性均显著。流通过程中，3 组样品的感官评分与硬度、咀嚼性、高铁肌红蛋白质量分数呈显著负相关（P＜0.01、P＜0.05）；各组鱼肉样品间的高铁肌红蛋白质量分数、TVB-N含量、组胺含量、菌落总数互相间呈显著正相关（P＜0.01、P＜0.05）。主要由于样品在流通过程中，菌落总数增加，导致组氨酸脱羧酶活性增大，使其内部组胺含量增加；此外，由于微生物的生长会促进鱼体中的蛋白质分解为胺类物质等，导致其TVB-N含量与pH值升高，感官品质相应下降。由此可知，pH值、高铁肌红蛋白质量分数、TVB-N含量、组胺含量与菌落总数可作为评价不同低温流通过程中大目金枪鱼品质的鲜度指标。

表3 不同低温流通过程中大目金枪鱼品质指标间的相关性分析Table 3 Correlation analysis between quality indexes in big-eye tuna during low temperature circulation

3 结 论

本实验分别模拟了大目金枪鱼在不同条件下的低温流通过程，分析了其品质变化的规律。结果表明，CK组样品的温度波动最小，其品质劣变最小；而L2组样品在流通期间的温度波动最大，硬度与咀嚼性增长最显著，品质劣变最严重。在216 h后，L2组样品高铁肌红蛋白的积累使鱼肉出现严重褐变。与此同时，L2组剧烈的温度波动加速了鱼体中蛋白质的分解，导致其品质劣变；此外，在216 h时，L2组样品的组胺含量、感官评分、菌落总数的结果均表明此时的鱼肉已不宜生食。由各指标间相关性分析得出，3 组鱼肉样品的感官评分与除弹性和pH值外的各指标间均呈显著负相关，各组鱼肉样品间高铁肌红蛋白质量分数、TVB-N含量、组胺含量、菌落总数互相间呈显著正相关。因此，随着流通时间的延长，温度波动越大，大目金枪鱼品质劣变越严重。生产者与消费者应尽量控制流通过程中的温度波动，以维持其良好的食用品质。