CO2冷海水处理对对虾保鲜的影响

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co2水溶液呈酸性[2]，高浓度CO2可抑制细菌生长，能有效抑制好氧性微生物繁殖，对G-菌的抑制作用明显。目前国内外CO2在食品保鲜方面的应用主要集中在气调保鲜[3-6]、速冻技术等方面的应用研究，并都取得了一定的成果。水产品死后易腐败变质，主要原因是肌肉中酶和微生物酶的作用，CO2冷海水预处理使虾体在捕捞后迅速降温致使部分微生物生理活性受到抑制，同时减弱酶活对虾体的影响。此技术应用于新鲜虾的贮藏以达到延长货架期的目的，在有效地阻止微生物引起的腐败同时能保持产品理想的色泽。目前美国对一些渔获物如虾类、鳀鱼、鲶鱼等采用液态的CO2保鲜，经过这种液态的CO2处理过的渔获物能延长保藏期，还可以有效保持水产品的蛋白质和营养物如VB、核黄素的品质，从而保持新鲜样所具备的风味[7]。但是，在国内，有关这方面的研究文献报道很少。本研究主要考察CO2冷海水预处理对虾体贮藏期间品质的变化规律。本文以南美白对虾为原料，通过对样品微生物(菌落总数)、理化指标及感官指标的分析研究，比较应用CO2减菌预处理对南美白对虾品质变化的影响，探讨了不同预处理时间对虾贮藏保鲜的可行性。

1材料与方法

1.1实验原料

南美白对虾：市售，每只虾长(10.5±0.5)cm，重(10.5±1.5)g。

1.2实验装置及样品处理

CO2-冷海水的制备：在低温冷却槽中将海水(3.3%NaCl)冷却至4℃，将冷海水通过水泵灌入气液混合罐中，通入CO2使之与冷海水充分混合，维持一定压力和时间，至CO2的浓度达到饱和，即为饱和二氧化碳冷海水。样品处理：将鲜活南美白对虾迅速置于冰水中致死，洗净。将虾随机分成4组：第1组未经任何处理(作为对照组，记为CK)；第2组用CO2-冷海水浸泡0.5h后沥干(作为实验组1，记为JP1)；第3组用CO2-冷海水浸泡6h后沥干(作为实验组2，记为JP2)；第4组用CO2-冷海水进行浸泡，浸泡24h后沥干(作为实验组3，记为JP3)。均置于4℃贮藏，每隔2d取样并分析测定其品质变化。

1.3微生物的测定

采用GB4789.2—2010[8]方法。

1.4理化指标的测定

1.4.1挥发性盐基氮含量的测定

采用SC/T3032—2007[9]方法。

1.4.2肌原纤维蛋白质抽提率的测定

采用丁玉庭等的方法[10]，对取样的方法和抽提PBS缓冲液按文献[11]的方法稍作调整。

1.4.3肌原纤维Ca2+-ATPase活性测定

参考Katoh.N[12]等人的方法。重复测定3次取平均值，以比活性μmolPi/min•mg蛋白[13]。

1.4.4含盐量的测定

采用GB/T12457—2008测定[14]。

1.4.5水分的测定

采用GB5009.3—2010测定[15]。

1.5多酚氧化酶

采用PilarM.[16]等人的方法。重复测定6次取其平均值，以相对酶活力表示。相对酶活力(%)=A/A0×100式中：A为不同贮藏时间的虾头PPO酶活力；A0为新鲜虾头中PPO酶活力。

1.6数据处理

用MicrosoftOfficeExcel2003处理数据，计算获得平均数和标准差。用SPSS软件对数据进行方差分析(ANOVA，P=0.05)。

2结果与讨论

2.1菌落总数

南美白对虾经CO2-冷海水处理后细菌总数的变化如图1所示。根据GB4789.2—2010[8]规定：虾细菌总数(cfu/g)≤105为一级鲜度，≤5×105为二级鲜度，细菌总数达到106时不能食用，此时判定为货架期终点。CK组细菌总数增加较快，贮藏4d时菌落总数为6.06logcfu/g，已超过可食用范围。JP1组、JP2组和JP3组在贮藏期内细菌增长缓慢，贮藏8d时JP1、JP2、JP3的菌落总数分别达到6.73、6.47、6.35logcfu/g；与对照组相比，实验组的货架期延长了近4d。总体抑菌效果：JP3组>JP2组>JP1组>CK组，这说明CO2-冷海水预处理技术能有效地抑制细菌的生长，具有较好的防腐保鲜效果。同时从图2可以看出浸泡24h为最佳预处理时间。

2.2挥发性盐基氮(TVB-N)

挥发性盐基氮(TVB-N)是反映鲜度变化的重要指标，当蛋白酶将蛋白质水解后，其产物成为微生物生长的天然培养基，细菌大量繁殖并产生胞外蛋白酶，使得氨基酸脱氨或脱羧生成氨气、胺类，导致TVB-N含量快速增加，从而使水产品的鲜度下降。GB2736—2003[17]卫生标准规定：一级鲜度TVB-N≤15mg/100g，二级鲜度TVB-N≤20mg/100g，变质肉T-VBN>20mg/100g。由图2可以看出，实验组(JP1、JP2、JP3)和对照组(CK)的TVB-N值均随贮藏时间的延长而上升，CK组的TVB-N从4d以后便快速增长，大量细菌生长繁殖，导致虾体快速分解产生含N的腐败产物，使TVB-N迅速增加，4d超过二级鲜度。所有实验组的TVB-N在整个贮藏过程中均比CK组上升速度平缓，贮藏8d后CK组、JP1组、JP2组、JP3组的TVB-N值分别上升到56.94、53.28、43.02、33.08mgN/100g，说明经CO2-冷海水预处理24h的虾保鲜效果最佳，贮藏8d后才超出鲜度极限范围，货架期延长近4d。这与微生物的变化趋势基本一致。

2.3PPO相对酶活性

由图3可知，与CK组相比，JP1、JP2、JP3组贮藏0~2d时PPO活性下降较快(p<0.05)，JP1、JP2、JP3相对酶活性分别从100%下降到86.2%、79.3%、31.0%。而CK组仅下降到96.6%。由此可以看出：预处理时间的长短显著影响PPO相对酶活性的大小，JP3组的PPO相对酶活性最小(p<0.05)，因此考虑该处理条件为最适抑制PPO活性条件，但是JP1、JP2组间无显著差异(p>0.05)。由此可知，预处理24在保持原有的鲜度条件的同时，也有效减缓虾体褐变的现象。

2.4肌肉质地

2.4.1肌原纤维蛋白质抽提率

由图4可见，肌原纤维蛋白抽提率呈先下降后上升再下降的趋势。贮藏2d时肌原纤维蛋白稍有升高，可能是由于虾体的解僵和盐离子效应使肌纤维膜的降解以及肌原纤维肌节的断裂引起。在整个贮藏过程中对照组和实验组的蛋白质抽提率均呈现下降趋势，表明了虾肉质地嫩度的下降，贮藏6d时，CK、JP1、JP2、JP3组虾体的肌原纤维蛋白质抽提率比贮藏2d时分别下降了47.8%、44.4%、36.9%、21.8%，其蛋白质变性程度低于对照组，由于虾体在4℃贮藏过程中肌动球蛋白降解速率较慢，有利于虾体保鲜。因此实验组更适合保鲜(P<0.05)。其中JP3的变性程度最小，因此JP3为最适预处理条件，此结果与上述微生物及鲜度指标的结果一致。

2.4.2Ca2+-ATPase活性

由图5可知，在贮藏过程中Ca2+-ATPase比活力呈先上升后下降趋势。先上升是由于此时虾体处于僵硬状态导致肌动蛋白对肌球蛋白作用增强的缘故[13]。此后，随着贮藏时间的延长，肌动蛋白对肌球蛋白的作用减弱，肌原纤维蛋白变性加大，Ca2+-ATPase比活性随之下降，此时体现出了肌原纤维蛋白质的变性程度[18]。Ca2+-ATPase酶活性是肌球蛋白完整性的良好检测器[13]。Ca2+-ATPase活性的下降可能是由于肌球蛋白球形头部的构想改变以及头部结果发生聚合等的影响[19]。贮藏8d，CK、JP1、JP2、JP3组虾体的Ca2+-ATPase比活性分别达到了0.10、0.12、0.13、0.16μmolpi/min•mg。由此可以说明，JP3组一定程度上可以显著延缓肌原纤维Ca2+-ATPase活性的降低，进而也就证明CO2冷海水在一定程度上减少南美白对虾在贮藏期间蛋白质的变性，与浸泡时间并呈正相关性。考虑到CO2冷海水之所以可以降低Ca2+-ATPase活性，这可能是由于一方面二氧化碳冷海水的酸性环境可以在一定程度上抑制微生物的生长繁殖，从而防止微生物对虾体肌肉组织蛋白的分解；另一方面，二氧化碳冷海水的浸泡使虾体与空气中的氧隔绝，防止蛋白质中巯基发生氧化而使蛋白质变性；而CO2本身也可以与蛋白质的游离氨基酸相结合[20]，降低虾体中的内源性酶活，从而起到延缓蛋白质变性的作用。

2.5水分及含盐量

贮藏过程中的TVB-N含量，同时还可有效抑制虾内PPO的活性，延缓虾体在贮藏期蛋白质变性程度；这说明在浸泡1d后沥干继续贮藏仍可在保持品质良好的前提下，减缓虾体膨胀变软现象，这为后续实验提供了预处理的理论依据。