极低频脉冲电场对冷藏罗非鱼保鲜及其作用机理的研究

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鱼肉是人类饮食中蛋白质的重要来源之一。然而,鱼肉因易受微生物和内源酶的影响在宰杀之后容易变质,因此开发一种有效的鱼肉保鲜技术尤为迫切。冷藏保鲜技术是指使用0~4℃的温度条件对鱼类进行贮藏保鲜。在此温度条件下,鱼体内自溶相关酶和腐败相关的微生物活动得到了部分抑制,但仍缓慢的进行中,在短期内可以较好的保持鱼肉品质,保质期较短。研究表明,极低频脉冲电场(extremely low frequency pulsed electric field,ELF-PEF)有利于液体食品(牛奶等乳制品、果蔬汁和红酒等)和生鲜食品(水果、蔬菜、牛肉以及虾)保鲜,且能耗较低,但在鱼肉冷藏保鲜中的研究很少。因此,本研究以罗非鱼为研究对象,探讨ELF-PEF在4℃条件下对罗非鱼保鲜的可行性,并深入分析ELF-PEF保鲜作用的机理。研究发现:1、ELF-PEF在10 k V电压下对罗非鱼保鲜效果最好。表现为显著抑制挥发性盐基氮(TVB-N)值、硫代巴比妥酸(TBARS)值、汁液流失的上升以及贮藏前期p H值的下降。10 k V电场处理组的TVB-N值在第6 d小于限值(20 mg/100 g),而非电场处理组的TVB-N值在第5 d超过限值,贮藏至第7 d时,10 k V电场处理组的TBARS值(0.33 mg MAD/Kg)约为非电场处理组第5 d时的水平。结合聚类分析结果表明,ELF-PEF能够有效延长冷藏罗非鱼的货架期1至2 d。2、ELF-PEF能有效抑制罗非鱼中肌原纤维蛋白质的氧化和变性。表现为显著减缓巯基的损失、羰基的形成、表面疏水性的上升以及Ca2+-ATPase活性下降。贮藏至第6d时,非电场处理组和ELF-PEF处理组的Ca2+-ATPase活性分别下降了49.32%和34.49%。从紫外光谱和荧光光谱结果显示,ELF-PEF处理能够较好的抑制肌原纤维蛋白构象的变化,具体表现为ELF-PEF处理可以抑制肌原纤维蛋白在贮藏期间紫外吸光值的上升和荧光强度的下降。根据差示扫描量热仪(DSC)扫描曲线的变化显示ELF-PEF处理在一定程度上会导致肌浆蛋白的变性。3、ELF-PEF的保鲜机理是通过抑制罗非鱼中内源酶和微生物活性从而减少蛋白质的氧化和变性。表现为对于组织蛋白酶B、D和钙蛋白酶活性具有一定的抑制作用,可以延缓贮藏过程中组织蛋白酶B+L活性的上升,以及有效减缓菌落总数、嗜冷菌数、乳酸菌数和腐败菌假单胞菌数的增加,贮藏至第6 d时,非电场处理组的菌落总数比ELF-PEF处理组多1 log10 cfu/g以上。组织切片实验表明,经ELF-PEF处理的鱼肉具有更完整的细胞形状和较少的纤维分离、断裂,说明ELF-PEF对鱼肉微观结构完整性具有积极作用。
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