姜旭陽，姚琳琳，趙曉霞，張 璐

(1 國信中船(青島)海洋科技有限公司，山東青島 266200；2 山東省海洋科學研究院(青島國家海洋科學研究中心)，山東青島 266041；3 青島國信藍色硅谷發(fā)展有限責任公司，山東青島 266200)

冰漿，也稱流化冰，是由直徑0.1～1.0 mm的超細冰晶與水組成的混合物，其作為新型的蓄冷與制冷混合物被廣泛使用[1]。水產品保鮮中應用冰漿預冷已成為高端工藝，可以顯著提高生產加工效率；冰漿預冷速度快，預冷溫度低，保鮮效果較好；魚類體表不會干化，體色外觀得以有效固定；抑菌保鮮作用也得到證實。新西蘭、日本和澳大利亞等海洋漁業(yè)大國廣泛使用海水冰漿對各種水產品進行預冷保鮮和冷藏運輸保鮮[2-3]。許多研究已證實冰漿對魷魚[4]、銀鯧[5]、鰹魚[6]、南美白對蝦[7]等多種水產品品質的保持有明顯促進作用。

大黃魚(Large Yellow Croaker,Pseudosciaenacrocea)，屬硬骨魚綱(Osteicthys)，鱸形目(Perciformes)，石首魚科(Sciaenidae)，黃魚屬(Pseudosciaena)，是中國重要的海水養(yǎng)殖魚類，2021年產量達到25.4萬t，為海水魚之最。其營養(yǎng)豐富，肉質細嫩，市場需求極大[8]。目前，大黃魚主要養(yǎng)殖方式為浮式框架網(wǎng)箱養(yǎng)殖，但布局不合理、養(yǎng)殖密度過大、水質底質惡化、病害頻繁，產業(yè)可持續(xù)性受到較大影響[9-12]。隨著深藍漁業(yè)的發(fā)展，大黃魚因其苗種繁育和養(yǎng)殖技術相對成熟，種質資源豐富，生物學特性適宜，產業(yè)體系相對健全，成為深遠海養(yǎng)殖的優(yōu)選品種[13]。

養(yǎng)殖工船是深遠海養(yǎng)殖的核心裝備，通過“船載艙養(yǎng)”的全新模式，實現(xiàn)了大黃魚綠色高效集約化養(yǎng)殖。然而，由于養(yǎng)殖工船常年錨泊于深遠海，對保鮮貯藏的裝備和工藝提出了極高的要求。冰漿已應用于養(yǎng)殖工船魚類低溫致死、快速預冷、冰鮮包裝、冷鏈運輸和銷售等環(huán)節(jié)。本研究從養(yǎng)殖工船生產需求和作業(yè)工況出發(fā)，研究可產業(yè)化應用的大黃魚貯藏保鮮的新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用大黃魚取自“國信1號”養(yǎng)殖工船，平均體質量475.8±20 g。試驗開始前從工船養(yǎng)殖艙中撈取，保證試驗用魚的新鮮度。為達到分別試驗冰漿溶液和冰晶顆粒保鮮效果的目的，本試驗過程中采用泡沫箱有兩種：一種底部對角打孔(孔徑約5 mm)，可將冰漿中水分排出，剩余為超細冰晶；一種為正常泡沫箱，底部未打孔。泡沫箱尺寸均為51.0 cm × 34.0 cm × 21.5 cm。

試驗所用冰漿由“國信1號”養(yǎng)殖工船搭載的冰漿生產系統(tǒng)制取，冰漿機的型號是SIGF-100H。制取原料為33 ‰鹽度的海水，制取方法為刮削法[14]。冰漿發(fā)生器中生產冰晶質量分數(shù)為30 %的冰漿，經過提純裝置濃縮后，產出65%的冰漿，冰晶顆粒直徑約0.2～0.5 mm，用于本試驗。

1.2 試驗設置

1.2.1 試驗分組

本試驗共分3個處理組，分別為冰漿組、冰晶組和碎冰組。每組設置3個平行。冰漿組用冰形式為冰晶質量分數(shù)65%的冰漿，其體系溫度約為-1 ℃；冰晶組使用底部打孔的泡沫箱，加注65 %冰漿后，所含35 %水分從底部孔洞排出，即用冰形式為超細冰晶顆粒，體系溫度約為-1.8 ℃；碎冰組采用傳統(tǒng)碎冰進行保鮮，體系溫度約為0.3 ℃。體系溫度為冰漿或碎冰固體中心溫度，通過電子溫度計測量。

1.2.2 試驗處理

取鮮活大黃魚置于65 %冰漿中低溫致死并將魚體中心溫度降至0 ℃以下。分別裝入各處理組泡沫箱中，每箱15尾，每個處理組設置3個平行。后分別加注冰漿、冰晶和碎冰，至魚體完全包裹并與泡沫箱高度持平。待冰晶組靜置5 min后，水分排干后，各泡沫箱加蓋密封，并轉移至冷藏集裝箱中保存。冷藏集裝箱內部溫度控制在-3～-1 ℃。

1.2.3 樣品采集

低溫致死并中心溫度降至0℃以下時，留存初始樣品。在轉入冷藏集裝箱后的第24小時開始，每24 h取樣。樣品用于后續(xù)各項指標的測定，每個時間點樣品包含3個平行。

1.3 樣品檢測

1.3.1 感官品質評定

感官品質評定方法參照GB/T 18108—2019[15]的評定方法，并根據(jù)大黃魚的魚體特性，設定本試驗評定標準。由評價員組成感官評價小組，從黏液豐富度、體色、體表光澤度、鱗片緊密度、鰓絲新鮮度、魚體硬度、魚體氣味、魚肉新鮮度、魚體變形程度9項指標進行量化評價，每項滿分10分。9項指標評分的總和作為感官品質評分。具體評分標準如表1所示。

表1 大黃魚感官評分表

1.3.2 微生物指標檢測

魚肉樣品經稀釋后選擇適宜稀釋度的樣品，根據(jù)GB 4789.2—2016[16]進行菌落總數(shù)的測定，參考 GB4789.3—2016[17]中的MPN法進行大腸菌群數(shù)量測定。

1.3.3 化學指標檢測

酸價參照GB/T 5009.229—2016[18]測定。硫代巴比妥酸(TBA)參照GB/T 5009.181—2016[19]測定。揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)參照GB/T 5009.228—2016[20]中的微量擴散法測定。K值是指次黃嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解產物的百分比，參考趙思敏等[21]的方法測定。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用GraphPad Prism 6.0繪圖。數(shù)據(jù)處理和方差分析采用SPSS 17.0單因素方差分析進行，測試方法為Duncan檢驗。P<0.05表示存在顯著差異。

2 結果

2.1 感官評價

圖1顯示，3個處理組大黃魚感官評價結果隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。

圖1 大黃魚感官評價結果

3個處理組中，同一取樣點碎冰組評價結果最低，在3 d時顯著低于其余兩組；除后3個取樣點外，冰晶組與冰漿組無顯著差異(P>0.05)。冰漿組在13 d時，評價結果低于及格線54且魚體色澤灰暗、黃度減弱、硬度較差，體表黏液大面積脫落，鱗片松散并存在局部脫落，鮮魚固有腥味消失；冰晶組和碎冰組分別在14 d和9 d出現(xiàn)上述現(xiàn)象。冰漿組在前6 d內感官評價結果好于冰晶組，后8 d冰晶組好于冰漿組，其中12 d～14 d差異顯著。從感官評價結果分析，在本試驗儲存條件下，冰漿組貨架期約13 d，冰晶組貨架期14 d以上，碎冰組貨架期約9 d。

2.2 微生物

2.2.1 菌落總數(shù)

由圖2可以看出，3個處理組菌落總數(shù)在整個試驗周期內呈逐漸上升趨勢，碎冰組升高速率較快，冰晶組和冰漿組升高速度較慢。

圖2 不同處理對大黃魚魚肉菌落總數(shù)的影響

碎冰組在2 d出現(xiàn)顯著升高(P<0.05)，在5 d和8 d升高速率逐漸增大。冰漿組在前11 d菌落總數(shù)均小于4 lg cfu/g，為一級鮮度，12 d時菌落總數(shù)為4.02 lg cfu/g，14 d為5.09 lg cfu/g，為二級鮮度。冰晶組在整個試驗周期內均為一級鮮度。碎冰組在7 d菌落總數(shù)升高至4.23 lg cfu/g，10 d時超過5 lg cfu/g，為二級鮮度，12 d超過6 lg cfu/g，表明逐漸出現(xiàn)腐敗。總的來看，在11 d內冰晶組和冰漿組菌落總數(shù)水平基本相當且差異不顯著(P>0.05)，之后冰晶組顯著低于冰漿組(P<0.05)，表明冰晶具有比冰漿更長效的抑菌效果，碎冰抑菌效果最差。

2.2.1 大腸菌群

大腸菌群數(shù)量變化趨勢如圖3所示。3組大腸菌群數(shù)量總體呈上升趨勢，試驗周期內碎冰組升高速率最大，冰晶組和冰漿組升高速率較小，且前者略低于后者。除6 d外，冰漿組與冰漿組大腸菌群數(shù)量均顯著低于碎冰組(P<0.05)。在2 d時各組數(shù)值相比于1 d均有顯著升高(P<0.05)，碎冰組升高幅度最大，為1 d的1.60倍。碎冰組8 d時大腸菌群數(shù)量為3.04 lg cfu/g，冰漿組在13 d時才達到此水平，而冰晶組始終未達到。前9 d內冰晶組與冰漿組差異不顯著(P>0.05)，10 d及之后冰漿組顯著高于冰晶組(P<0.05)。試驗末期冰晶組大腸菌群數(shù)量最小，為2.75 lg cfu/g，冰漿組為3.21 lg cfu/g，碎冰組為5.95 lg cfu/g。從大腸菌群數(shù)量變化可以看出，冰漿和冰晶抑菌效果明顯優(yōu)于碎冰。

圖3 不同處理對大黃魚魚肉大腸菌群的影響

2.3 酸價

大黃魚魚肉中酸價的結果如圖4所示。

圖4 不同處理對大黃魚魚肉酸價的影響

碎冰組酸價在2 d時即出現(xiàn)顯著升高，整個試驗過程中呈持續(xù)上升趨勢。冰漿組與冰晶組酸價水平相當，前10 d數(shù)值相對穩(wěn)定，相比初始狀態(tài)無明顯差異，且組間差異不顯著(P>0.05)。11 d時冰晶組和冰漿組酸價呈上升趨勢，11 d、13 d和14 d冰漿組酸價顯著高于冰晶組(P<0.05)?？偟膩砜矗鶟{和冰晶對于大黃魚魚體脂肪的新鮮度保持具有較好的效果，10 d內幾乎無明顯變化，碎冰的對于脂肪新鮮度的保持效果較差。

2.4TBA

TBA結果如圖5所示。試驗過程中各組TBA值總體呈上升趨勢。碎冰組水平整體高于其余二組，2 d時即出現(xiàn)顯著差異(P<0.05)，4 d升高幅度增大，7 d達到較高水平。冰晶組TBA水平為三組最低，1～10 d緩慢升高，后略有下降，14 d升至最高水平。冰漿組TBA水平介于其余二組之間，11～14 d期間冰漿組顯著高于冰晶組(P<0.05)。作為衡量魚肉脂肪氧化程度的指標，本試驗中TBA值的變化反映出碎冰組脂肪氧化程度最大，且7 d后達到高水平；冰漿和冰晶具有抑制脂肪氧化的作用，冰晶的效果更佳。

圖5 不同處理對大黃魚魚肉TBA的影響

2.5TVB-N

TVB-N可以指示微生物分解魚肉中蛋白質、脂肪產生的氨及胺類物質的多少[22-23]。GB/T 18108—2019中規(guī)定TVB-N小于等于15 mg/100 g 為優(yōu)級品，小于等于30 mg/100 g為合格品。據(jù)此分析圖6中TVB-N結果。

圖6 不同處理對大黃魚魚肉TVB-N的影響

整個試驗周期內冰漿組與冰晶組TVB-N上升緩慢，前10 d內無顯著升高(P>0.05)，14 d兩組TVB-N分別為14.73 mg/100 g和12.39 mg/100 g，均為優(yōu)級品水平。碎冰組TVB-N結果全程呈上升趨勢，1～7 d上升速率較小，11～14 d上升較快；1～9 d為優(yōu)級品水平，14 d為不合格品。同一時間點碎冰組TVB-N水平均高于其余二組，10～14 d冰漿組高于冰晶組且有逐漸增大的趨勢。因此，冰晶和冰漿均具有較為長效的保鮮效果，冰晶的作用略優(yōu)于冰漿，而碎冰的效果較差。

2.6 K值

普遍認為即殺魚K值小于10 %，新鮮魚K值小于20 %，20 %～40 %為二級鮮度[24]。K值檢測結果如圖7所示。

圖7 不同處理對大黃魚魚肉K值的影響

初始狀態(tài)各組K值平均值為7.28 %，滿足即殺魚標準。4 d內冰漿K值無明顯變化(P>0.05)，冰晶組和冰漿組均有顯著升高(P<0.05)，碎冰組升高速率大于冰晶組。5 d碎冰組K值達到20.53 %，達到二級鮮度標準，之后繼續(xù)升高，試驗結束時達到42.91%，超出二級鮮度范圍。7 d時冰漿組K值升高幅度較大，12 d達到22.24 %，進入二級鮮度范圍，試驗末期達到28.43 %。整個試驗周期內冰晶組K值變化幅度最小，升高趨勢較為平穩(wěn)，試驗末期K值仍處于新鮮魚范圍。因此，從大黃魚K值水平變化來看，碎冰保存的效果不及冰漿和冰晶，而冰晶保存效果的持續(xù)性優(yōu)于冰漿。

3 討論

依托大型養(yǎng)殖工船開展的深遠海養(yǎng)殖，是海洋漁業(yè)現(xiàn)代化建設和水產養(yǎng)殖業(yè)轉型升級的重要發(fā)力點，是維護國家海洋權益、爭取發(fā)展空間的重要戰(zhàn)略手段[25]。水產品加工和物流是深遠海養(yǎng)殖綜合生產體系中的關鍵一環(huán)[26]。養(yǎng)殖工船作為超大型遠海生產作業(yè)平臺，具有充足的設備搭載空間，同時，其作業(yè)海區(qū)離岸遠、加工生產強度大、電力供應耗能多，需要更為長效、高效和節(jié)能的加工保鮮技術。冰漿保鮮技術因其制備成本低、使用方便、保鮮效果優(yōu)異，與養(yǎng)殖工船的需求完美契合[13]，已在養(yǎng)殖工船進行產業(yè)化應用。本試驗通過比較冰漿、冰漿濾水后所剩冰晶以及碎冰3種形式的保鮮效果，研究適合于養(yǎng)殖工船魚貨物保鮮的新方法。

(1)3種保鮮方法對大黃魚感官評價的影響

感官評定通過人的視覺、嗅覺、味覺和觸覺來評價產品品質。本試驗采用的評價標準以國家標準為基礎，根據(jù)大黃魚的生物學特性以及消費者對大黃魚品質的喜好進行重新設計，其評價結果更能反映不同用冰形式對大黃魚的真實保鮮效果。感官評價結果顯示，大黃魚使用冰漿的保鮮效果明顯優(yōu)于碎冰，與郭儒岳等[27]和趙思敏等[21]的研究結果一致。本試驗結果顯示冰漿相比于碎冰可延緩變質、延長貨架期約4 d，與先前報道的6 d和3 d略有差異，冰漿濃度和保存溫度的不同可能導致此類差異的出現(xiàn)。12～14 d冰晶組感官評價結果顯著優(yōu)于冰漿組，表明冰漿濾水后所剩的超細冰晶對大黃魚的保鮮效果更佳，分析其原因可能為魚體被超細冰晶包裹后體系溫度更低且不受水分浸泡，減緩含氮有機物的降解。

(2)用冰形式對大黃魚微生物指標的影響

腐敗微生物的繁殖和代謝是魚體腐敗的主要原因[28]。微生物指標已廣泛應用于水產品保鮮過程中品質變化特性研究。本研究結果顯示，冰漿組和冰晶組菌落總數(shù)、大腸菌群9 d內無顯著升高，表明其具有良好的抑菌效果，且比碎冰組同等水平值的出現(xiàn)晚4～5 d，類似的結論在鱸魚[29]、鮐魚[30]和歐洲無須鱈[31]中也有報道。冰漿體系溫度較低，微生物生長速率減緩，微生物分解產物的生成得到抑制，保鮮效果更為持久。同感官評價結果相似，12～14 d冰晶組菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)量明顯低于冰漿組，其原因主要在于冰晶保存有更低的體系溫度，微生物受到更為有效的抑制。

(3)用冰形式對大黃魚TBA的影響

TBA因其可以與魚肉中多種不飽和脂肪酸的氧化產物丙二醛相互作用生成穩(wěn)定的復合物而被廣泛應用于指示魚肉脂肪氧化程度[32-34]。林雪[30]研究顯示使用冰漿保鮮可使保存于-2 ℃下的鮐魚14 d內TBA處于較低水平。本研究中也發(fā)現(xiàn)冰漿和冰晶保鮮相比碎冰有更低的TBA水平，表明其對魚肉脂肪氧化的抑制作用強于碎冰。TBA數(shù)值與魚肉中脂肪含量密切關聯(lián)[35]，趙巧靈等[22]發(fā)現(xiàn)藍鰭金槍魚脂肪含量越高的部位TBA值越高，越容易引起褐變。趙思敏等[21]報道了使用流化冰對養(yǎng)殖大黃魚進行保鮮時TBA值先升高后降低，且幅度較大。本研究中各組TBA值總體呈緩慢上升趨勢，在幾個時間點同樣也出現(xiàn)停滯和降低的現(xiàn)象，但幅度較小。分析原因或為試驗用魚脂肪含量的差異以及本試驗儲存溫度較低。

(4)用冰形式對大黃魚TVB-N的影響

TVB-N是評價水產品新鮮度的重要指標之一，其數(shù)值變化與水產品腐敗程度之間存在明顯對應關系[36-37]。本研究中冰漿組和冰晶組TVB-N在14 d內均處于優(yōu)級品水平，說明氨及胺類物質的生成較少，可能的原因是降氮微生物的生長和內源酶的活性受到低溫抑制[27]。碎冰組10 d即降為合格品水平，表明碎冰對腐敗降解的抑制作用較差。張皖君等[38]通過高通量測序技術發(fā)現(xiàn)碎冰組鱸魚樣品細菌具有更高豐度的參與氨基酸、脂質和碳水化合物代謝的相關基因。同一時間點冰漿組和冰晶組TVB-N無顯著差異，但9～14 d冰晶組低于冰漿組，說明超細冰晶保鮮效果略優(yōu)于冰漿。K值是指次黃嘌呤和肌苷之和占ATP系列分解產物的百分比，可客觀指示魚類貯藏過程中的鮮度變化情況[39]。本研究中碎冰組K值上升速度明顯快于冰晶組和冰漿組，與郭儒岳等[40]的研究結果一致。冰晶組和冰漿組魚肉ATP降解速率減緩，可能由于體系溫度低于碎冰，且將超細冰晶粒子填充到魚體縫隙內，隔絕氧氣，抑制魚肉中的ATP降解[21]。

本試驗重點對比了冰漿、冰漿濾水后所剩的超細冰晶粒子對于大黃魚保鮮效果的影響。綜合分析發(fā)現(xiàn)，在試驗后期冰晶組各項指標均優(yōu)于冰漿組，部分指標也證明冰晶組貨架期長于冰漿組，超細冰晶粒子的保鮮效果或優(yōu)于冰漿。冰晶保存相比冰漿有更低的體系溫度(-1.8 ℃)，更好地抑制有害微生物的增殖，是這一現(xiàn)象的重要原因。同時，冰晶保鮮可防止魚體被水浸泡，利于大黃魚體表狀態(tài)和金黃體色的保持，并可避免冰漿所含海水浸泡導致魚體NaCl含量的升高。

4 結論

冰漿保鮮技術已成功應用于全球首艘10萬噸級智慧漁業(yè)大型養(yǎng)殖工船“國信1號”。本試驗應用船載冰漿生產系統(tǒng)，模擬養(yǎng)殖工船實際冰藏工藝，研究冰漿、超細冰晶和碎冰對于大黃魚保鮮的效果。分析感官品質、微生物指標、酸價、TBA、TVB-N和K值的結果發(fā)現(xiàn)，試驗條件下碎冰的保鮮效果僅能維持約4～8 d，超細冰晶的保鮮效果較冰漿可延長2～3 d，貨架期可延長至13～14 d。本試驗初步探究了使用超細冰晶保鮮的可行性，為冰漿保鮮技術在養(yǎng)殖工船產業(yè)化應用方面提供了新的思路。