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我国已经成为水产品生产大国,产量已连续多年居世界第一位,水产品生产、消费和进出口贸易也得到快速发展,同时国内外市场对水产品的质量与安全提出了更高的要求。由于水产品的种类繁多,质量特征不一。水产品品质和鲜度的检测存在步骤繁琐、所需时间长、指标不统一等问题,若能通过分析鱼类死后生理、生化的变化,从感官、微生物学、物理学、化学等指标的角度研究水产品鲜度品质的变化,从而实现水产品物流过程中鲜度的快速检测和动态预报,这将极大地提升水产品现代物流中品质控制技术的水平。
本研究主要选择鲜带鱼(Trichiurus haumela)和鲳鱼(Pampus argenteus)两种在我国产量高、销量大的水产品进行物流动态过程中产品腐败变质的特征研究,分析关键影响因素,特别是开展与鲜活度高度相关的品质特征的研究,同时利用电子鼻(electricnose)技术对水产品在低温贮藏过程中的挥发性气味进行分析,获得带鱼与鲳鱼鲜度变化的气味识别指纹图谱。建立动态监测过程中水产品品质评判的综合指标体系和货架期预报技术。研究结果如下:
(1)鲜带鱼贮藏在268、273、278、283和293 K条件下的总挥发性盐基氮(TVB-N)、总菌落数(TVC)、鲜度指标(K值)随着贮藏时间的延长而增加,且随着贮藏温度的升高而增加迅速,其感官品质指标随着贮藏时间的延长而下降,且随着贮藏温度的升高而快速下降。研究表明一级化学反应动力学模型和Arrhenius方程对总挥发性盐基氮(TVB-N)、总菌落数(TVC)、鲜度指标(K值)的变化具有较高的拟合精度。结果表明,鲜带鱼试验建立的菌落总数货架期预测模型为:(公式略)所获得货架期预测值准确率达到±10%以内,可根据TVB-N值、菌落总数及K值在268~293K范围内,对带鱼的剩余货架期进行预测。
(2)利用电子鼻对带鱼在不同贮藏温度与贮藏时间下的挥发性气味变化进行了分析,对所获数据进行了主成分分析(PCA)与货架期(SL)分析。并与理化品质指标值(TVB-N)相联系,建立了带鱼在273~283 K下的货架期预测模型为:SL=3×3.831283-T/10,经验证,其预测误差小于20%。结果表明,电子鼻18个金属传感器能很好地将分别贮藏于273与283 K下的带鱼随着贮藏时间变化的气味进行区分。基于电子鼻SL分析获得的273~283 K下的气味变化结果与该温度下理化品质指标变化具有较好的对应关系。
(3)为了研究带鱼在贮藏低温贮藏过程中挥发性物质的变化,本文通过对65μmPDMS/DVB、100μmPDMS、75μm CAR/PDMS三种不同的萃取头进行了优化实验,确定了由65μm PDMS/DVB萃取头对鲜带鱼的挥发性成分进行萃取。并经GC/MS检测,确定了9种化合物为新鲜带鱼的主要挥发性物质,并发现在280 K下在贮藏4 d的过程中三甲胺,1-戊烯-3-醇,1-辛烯-3-醇三种物质的相对含量会随着贮藏时间的变化而不断增加。因此可将此三种物质作为带鱼挥发性气味的特征物质,以判断带鱼在贮藏过程中的腐败程度。
(4)通过不同温度(268、273、278、283和293 K)下的贮藏实验研究了鲳鱼的总挥发性盐基氮(TVB-N)、总菌落数(TVC)、鲜度指标(K值)与感官指标随贮藏时间的变化规律。建立了总挥发性盐基氮与贮藏时间及贮藏温度之间的动力学模型为(公式略)验证显示,应用所建立的鲳鱼动力学模型预测鲳鱼的剩余货架期,其预测误差小于20%,可以快速可靠地实时预测268~293 K贮藏条件下鲳鱼的货架寿命。
(5)利用电子鼻对鲳鱼在不同贮藏温度与贮藏时间下的挥发性气味变化进行了分析,并对电子鼻测定获得的数据进行了主成分分析(PCA)与判别因子分析(DFA)分析。结果表明,电子鼻PCA与DFA分析能很好地将分别贮藏于273、283与293 K下的鲳鱼随着贮藏时间变化的气味进行区分。将电子鼻PCA与DFA分析获得的鲳鱼的气味变化突变点作为气味变化的切分点与理化品质指标值(TVC)相结合,建立了得到的鲳鱼在(273 K~283 K)与(283 K~293 K)温度段内的Q10货架期预测模型为:(公式略)从而上述模型预测的货架期的与实测值的相对误差均小于10%。所获得两个温度段下的货架期预测模型能很好地对(273 K~283 K)与(283 K~293 K)温度段下的鲳鱼的货架期进行预测。