基于低场核磁共振技术研究新微冻气调罗非鱼片水分迁移与品质变化的相关性

水产品在贮藏过程中的品质受多种因素影响，更易受水分含量及迁移变化的影响。近年来，低场核磁共振（LF-NMR）及其成像（MRI）技术多应用于食品，其能直观地反映食品中各状态的水分含量及变化，因食品的一些特性与水分有着密切关系，可结合品质指标对其进行相关性分析，间接反映食品品质。有相关研究表明，利用LF-NMR技术可对产品进行品质表征。

由于冻罗非鱼片的标准出口冻品温度要求不高于－18 ℃，以保证鱼肉在贮藏期内的品质鲜度，但冷冻耗能巨大，对设备要求高，造成出口成本偏高。因此，海南大学食品科学与工程学院的汪春玲、付仁豪、冯爱国*等人以延伸传统微冻（－4 ℃）结合气调保鲜技术来达到接近冷冻（－18 ℃）鱼片的品质效果，通过LF-NMR技术监测罗非鱼片内部的水分变化，以探究不同低温贮藏下气调罗非鱼片的水分迁移变化及其品质的相关性，从而筛选出合适的部分冷冻温度条件，以期为工厂冷冻温度条件多元化及罗非鱼片贮藏提供理论参考。

1、不同温度下气调罗非鱼片的水分变化

横向弛豫T2各峰面积的变化

从图1A可以看出，随贮藏时间延长，4 组的总体含水量皆呈下降趋势，前7 d总峰面积下降幅度很大，在第7天时，－18 ℃贮藏组的鱼片持水能力最强，其次是－4 ℃组，而－8、－12 ℃组的鱼片含水量最低。可能的原因是短期贮藏时，高温能暂时保持鱼肉较高的品质，且冷冻干耗效应短期内差异不明显。

由图1B可知，结合水是鱼肉中与蛋白质结合最紧密的水，在贮藏的前7 d，峰面积A21呈下降趋势，说明贮藏初期鱼片结合水含量降低，表明该阶段鱼肉的品质发生劣变很快，结构逐渐松散。7～21 d内，－8、－12、－18 ℃组出现水分回升，而－4 ℃组鱼片结合水含量一直减少，说明低温有利于鱼片的长期贮藏。21 d时，4 组鱼片结合水含量出现显著性差异（P＜0.05），直到28 d时，－4 ℃贮藏的鱼片结合水含量最低，其次为－18 ℃组，－8、－12 ℃组结合水含量无显著性差异。

由图1C可知，新鲜鱼片的不易流动水含量很高，接近总含水量。贮藏初期，不易流动水含水量快速下降，说明冷冻对不易流动水影响很大。随着贮藏时间的延长，不同组别之间出现显著性差异（P＜0.05），且28 d时，－4 ℃贮藏鱼片的A22最低，－8、－12 ℃组鱼片A22居中，－18 ℃贮藏鱼片的不易流动水含量最高。自由水是流动性最大的水，受分子间束缚力较弱。

由图1D可知，第7天时，各组组间自由水含量呈现显著性差异（P＜0.05），新鲜鱼片的自由水含量低，速冻后随贮藏时间的延长，自由水含量总体呈上升趋势，与其他研究结果一致，贮藏末期时，4 组的鱼片自由水含量为：－4 ℃组＞－8 ℃组＞－12 ℃组＞－18 ℃组。说明温度越高，自由水含量越高。

综上可得，贮藏期内，A21总体变化较小，A22逐渐减少，而A23逐渐增加，说明不易流动水逐渐向自由水转化，使得自由水的含量升高，原因可能是冷冻使得鱼肉组织之间的肌原纤维蛋白降解，结合键断裂导致水分流失。

不同贮藏温度下气调鱼片低场NMR成像

如图2所示，选取鱼片中心位置，将中心位置分为两层，按新鲜鱼片以及28 d时－4、－8、－12、－18 ℃ 4 组MRI图进行排列，4 种温度下的鱼片MRI图亮度有较明显的变化，新鲜鱼片颜色红黄相间，分布均匀，含水量较高。由图2颜色可得，各组鱼片含水量由大到小依次为－18 ℃组＞－12 ℃组＞－4 ℃组＞－8 ℃组，而－18、－12、－8、－4 ℃总含水量峰面积分别为5 379、5 379、5 385、5 383，无显著差异，产生这种微小差别的主要原因可能是NMR在弛豫时间测定之后进行，等待的时间较长，空气中的水分与鱼片接触，导致鱼片水分发生轻微变化，解冻时人为造成的操作误差也可能会影响鱼肉的水分。综上可得，－12 ℃与－18 ℃的气调鱼片保水性较好。

2、鱼片汁液流失率的变化

由图3可知，整个贮藏期内4 组汁液流失率存在显著性差异（P＜0.05），贮藏温度越低，鱼片的汁液流失越少，越利于保持品质，与其他研究结果一致，解冻鱼片汁液流失主要是冰晶刺破细胞造成的。随贮藏时间延长，鱼片汁液流失率逐渐增加，可能是与鲜鱼片比较，气调包装中的二氧化碳在低温下的溶解度高于常温，与细胞液形成渗透压，导致细胞失水。第7天时，－4、－8、－12、－18 ℃组鱼片在汁液流失率分别为10.23%、7.00%、9.03%、7.02%，贮藏7～21 d过程中，－8、－12、－18 ℃贮藏的鱼片汁液流失率变化平缓，而－4 ℃组上升趋势较为明显。其中主要的原因是由于－4 ℃组在贮藏过程中保持温度的稳定性较差，鱼肉中冰晶结构不稳定，不易流动水更多地转化为自由水，造成汁液损失。

3、不同贮藏温度下气调鱼片品质的变化

由图4A可知，4 个温度下贮藏的鱼片颜色变化随着贮藏期延长而增加。第7天时，－4、－12 ℃组鱼片的ΔE出现显著性差异（P＜0.05），而－8、－18 ℃两组鱼片ΔE无显著差异；21 d时，－4、－8、－12、－18 ℃贮藏的鱼片的ΔE分别为15.68、12.45、11.77、8.90，说明－4 ℃的鱼片色泽变化最快，－18 ℃鱼片的色泽变化相对较小，而－8、－12 ℃鱼片ΔE相近，并且更接近于－18 ℃鱼片。研究过程中发现－4 ℃的鱼片在半个月左右颜色开始变暗，随后开始发白，最后颜色接近灰色，而其他3 组颜色保持较好，－18 ℃是抑制色泽变化的最佳温度，－8 ℃与－12 ℃次之。主要原因可能是温度对气体溶解度产生影响，二氧化碳酸化导致酸碱度下降，减弱了血红素与蛋白质的结合，盒中氧气加快其氧化作用，使肌红蛋白生成氧合肌红蛋白进一步生成高铁肌红蛋白，导致贮藏后期颜色产生显著性差异（P＜0.05）。

由图4B可知，除－18 ℃组的鱼片pH值总体呈下降趋势外，其他3 组鱼片的pH值呈先降后升的趋势，是由于初期肌糖原无氧酵解产生的乳酸以及ATP分解生成的磷酸根离子等使pH值下降，随着磷酸酯酶活力被逐渐增多的乳酸抑制，肌糖原不能继续分解，乳酸也不再产生，此时为最低pH值，而后期由于含氮物质不断分解生成碱性物质使pH值回升。第14天时，－4、－8、－12 ℃组鱼片的pH值分别降至6.16、6.23、6.25，显著低于－18 ℃组；14～21 d，这3 组pH值开始升高，－4 ℃组鱼片pH值上升较快，－8 ℃与－12 ℃组相对较慢。

由图4C可知，从0～14 d，4 组鱼片的TVB-N含量缓慢增长，均未超过10 mg/100 g，21 d时，4 组鱼片的TVB-N含量差异显著（P＜0.05），－4、－8、－12、－18 ℃组鱼片的TVB-N含量分别为13.72、11.62、11.06、10.36 mg/100 g，这与杨宏旭的研究结果较为一致；贮藏末期，－4 ℃组已超过15 mg/100 g，而其他3 组含量均接近13 mg/100 g。根据GB/T 21290—2018《冻罗非鱼》，冻罗非鱼片的TVB-N的限量为不高于20 mg/100 g，因此气调罗非鱼片在28 d的贮藏期内都是合格的。

如图4D所示，鱼片菌落总数的初始值为2.34（lg（CFU/g）），整个贮藏期的菌落总数呈现先慢后快的增长趋势。0～14 d时，细菌生长速率较慢，原因可能是微生物对冷环境有个过渡期，减缓了细菌生长的速率；14～21 d，4 组鱼片的菌落总数出现显著性变化（P＜0.05），21 d时，－4、－8、－12、－18 ℃组鱼片的菌落总数分别为 4.20 、3.83 、3.64 、3.53（lg（CFU/g）），－8、12 ℃组鱼片菌落总数与－18 ℃组接近；28 d时，4 组鱼片菌落总数均未超过5.00（lg（CFU/g））。

4、不同状态水与鱼片品质指标的相关性

表1是鱼片不同状态水峰面积与品质指标的相关性分析。－4 ℃组A与汁液流失率呈显著负相关（P＜0.05）；－12、－18 ℃组总水分峰面积A与ΔE呈极显著负相关（P＜0.01），与汁液流失率呈显著负相关（P＜0.05）。－4、－12、－18 ℃组结合水峰面积A21与ΔE、汁液流失率呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）负相关。4 组鱼片的不易流动水峰面积A22与ΔE、汁液流失率整体上呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）负相关。－4、－8 ℃的自由水峰面积A23与TVB-N含量、ΔE、汁液流失率呈正相关。综上可得，不同状态水峰面积与指标之间的相关性都较高，且相关系数在0.6～1.0范围内；由相关性分析可知，不易流动水含量越少，色泽变化越大，汁液流失率越高；自由水含量越高，色泽变化越大，汁液流失越严重。主要原因是鱼肉中流失的是流动性最大的自由水，自由水流失引起色泽的改变，从而引起品质的劣变。

结 论

随着贮藏期的延长，4 组鱼片的TVB-N含量、菌落总数、ΔE、汁液流失率均呈上升趋势。贮藏末期，－4 ℃组鱼片的TVB-N含量超过15 mg/100 g，其他组均低于13 mg/100 g；色泽变化最大的是－4 ℃组，－8、－12 ℃组的色泽变化相近，且颜色接近－18 ℃的冻品。由水分迁移及水分含量分析可得，鱼片不易流动水向自由水转化，流动性逐渐增强，自由水含量增多，其中－4 ℃组的不易流动水大量向自由水转移。由相关性结果可知，总体上，3 种状态水的峰面积与ΔE、汁液流失率有显著相关性，因此，可利用LF-NMR技术检测水分快来速判定微冻气调鱼片的品质变化。综上，延伸微冻温度至－8、－12 ℃结合气调包装，其品质可与－18 ℃的冻品相媲美，又由于市场低温设备制冷温度限制，微冻温度最低限调为－12 ℃，因此可将新“微冻”温度设置为－12 ℃。

本文《基于低场核磁共振技术研究新微冻气调罗非鱼片水分迁移与品质变化的相关性》来源于《食品科学》2020年41卷21期182-188页，作者：汪春玲，付仁豪，裴志胜，林向东，谢起斌，冯爱国。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190904-056。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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