鲟鱼(Acipenser sinensis)隶属于硬骨鱼纲(Osteichthyes)、辐鳍亚纲(Actinopterygii)、硬鳞总目(Ganoidomorpha)、鲟形目(Acipenseriformes)，是现存起源最早的脊椎动物之一(朱国平, 2017)。成年鲟鱼可长至2~3 m，最长可达9~10 m，平均体重为200~ 400 kg，是世界上最大的淡水鱼类(董佳等, 2017)。近年来，中国已成为全球鲟鱼产量最大的国家, 2016年鲟鱼养殖量为89773 t (农业农村部渔业渔政管理局, 2017)。鲟鱼肉目前主要用于餐馆鲜销和冷冻出口(李贝贝等, 2018)，鲜销鲟鱼肉贮藏期过短，而冻藏鱼肉则面临着解冻后鱼肉品质严重劣化的问题(董佳等, 2017)。屠冰心等(2014)的研究也表明，大黄鱼在不同温度冻藏过程中，质构指标发生不同程度的劣化。因此，应用一种能够延长鱼肉贮藏期并能够较好保持其品质的贮藏方式，对于鲟鱼肉的贮藏和销售有着重要意义。

微冻技术起于1920年，即应用介于传统冻结和冰温之间的温度，但是，“微冻”或者“部分冷却”的概念在2008年才正式被提出，定义为“产品中的5%~30%的水分被冻结”，温度定义为低于初始冻结点1℃~2℃ (Magnussen et al, 2008)。研究表明，微冻条件下水产品的感官、质构等优于冷冻样品，且相比冷藏保鲜贮藏期可以提升1.4~5.0倍(Kaale et al, 2011)。Mi等(2013)评估了–2℃微冻条件下草鱼的品质变化，研究表明，其贮藏期可延长至21 d。Sun等(2017)将气调包装与微冻结合用于梭子蟹(Portunus trituberculatus)贮藏，考察贮藏期的品质指标，研究表明，可延长其贮藏期15~20 d，且CO₂的比例是关键影响因素。Banerjee等(2017)则认为，微冻保鲜技术目前仍处于起步阶段，消费者对微冻产品的认知度很低，但微冻能够保持新鲜度、保持质量和延长贮藏期这3个优势，使得微冻技术有着广阔的应用空间。

有关鲟鱼肉微冻保鲜的研究鲜见报道，为了比较鲟鱼肉在4℃冷藏与–3℃微冻过程中的品质变化，提供一种提高鲟鱼新鲜品质的贮藏方式，本文以鲟鱼肉为研究对象，通过测定其质构、色差、水分状态、pH值、挥发性盐基氮值(TVB-N)、硫代巴比妥酸值(TBA)和菌落总数等指标，结合感官评定和电子鼻，研究鲟鱼肉在4℃冷藏和–3℃微冻条件下的贮藏期，并且通过扫描电镜观察在贮藏期间其肌纤维的微观结构变化，为鲟鱼肉的保鲜技术提供理论参考。

1 材料与方法 1.1 材料与试剂

实验所用鲟鱼购于青岛市城阳区水产市场，体重为1.5~2.5 kg，充氧2 h内活体运输至实验室；平板计数琼脂(Plate count agar, PCA)，青岛海博生物技术有限公司；HCl、H₃BO₃、NaCl和NaOH等常规试剂均为分析纯试剂，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

冰箱BCD-216SDN青岛海尔集团；差示扫描量热仪DSC250，美国TA仪器；TMS-PRO质构仪，美国Food Technology公司；PEN3便携式电子鼻，德国Airsense公司；MR25核磁共振成像分析系统，上海纽迈电子科技有限公司；扫描电镜VEGA3 SBU，捷克Tescan公司。

1.3 实验方法 1.3.1 原料处理

新鲜鲟鱼运输至实验室，于环境温度为18℃的工艺实验室处理，敲击至晕，去头尾、去皮和内脏，无菌冰水洗净，取鱼背肉将其分割为10 cm×10 cm×3 cm的鱼段，用滤纸擦干鱼肉表面水分，放入聚丙烯保鲜盒中，使用聚乙烯材质的保鲜膜封口，置于4℃冷藏冰柜和–3℃微冻贮藏冰柜中进行贮藏实验。4℃下每2 d取样，至鱼肉感官不可接受为止，微冻条件每3 d取样，至感官不可接受为止，取样后于4℃冰箱解冻1 h再进行指标测定。

1.3.2 冰点测定

鲟鱼肉冰点采用DSC法进行测定。首先用标准程序对仪器进行温度和灵敏度校准。取坩埚2套，其中，空坩埚压封后作为参比，另1套称取微冻鲟鱼肉样品(10~15 mg)作为实验组。程序设置, ：载气为高纯氮气，保护气的速度为60~70 ml/min，吹扫气速度为20~30 ml/min，手动控制液氮冷却到–40℃，恒温1 min，然后以1℃/min升温至20℃。为了确保实验数据的准确性，每个实验重复3次。根据测得的曲线判断鲟鱼肉冰点。

1.3.3 感官评定

参照胡玥(2016)的方法制作感官评分表(表 1)，分色泽、气味、组织形态和肌肉弹性4项指标，邀请7位受过感官评定培训的实验员进行评价，总分满分为20分。

1.3.4 菌落总数测定

参照GB 4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》

1.3.5 pH测定

取10 g鱼背肉样品，加入90 ml去离子水匀浆，使用pH计测定匀浆pH，每个样品重复测定3次，结果取平均值。

1.3.6 TVB-N测定

参照GB 5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》。

1.3.7 TBA测定

参照GB5009.181-2016《食品中丙二醛的测定》。

1.3.8 质构测定

将鱼肉切成1 cm见方的块状，采用TMS-PRO质构仪进行TPA测定。测定参数：直径为50 mm的圆柱形探头；触发力为1.0 g；测试前速度为1.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测试后速度为2.0 mm/s；形变量为60%。

1.3.9 水分状态测定

参照樊燕等(2017)的方法，测定样品T₂弛豫时间。将样品切成片(2.0 cm× 0.6 cm×0.6 cm)，放置在NMR核磁管的底部，将管放入NMR仪器。测试条件：质子共振频率22.6 MHz，测量温度32℃。采用仪器自带软件进行数据处理，选用CPMG序列，τ-值为100 µs，用指数衰减曲线进行反演，反演结果包括T₂弛豫时间对应的峰面积及峰宽度。

1.3.10 挥发性风味物质测定

采用德国Airsense公司的PEN3便携式电子鼻对样品进行测定，准确称量0.5 g搅碎鱼背肉样品，装入20 ml顶空瓶中，室温平衡30 min后进行测定。测定参数：传感器清洗时间为90 s，进样时间为3 s，气流流速150 ml/min，数据采集时间为70 s。采用电子鼻内置程序(Winmuster, version 1.6.2)进行数据处理与分析。

1.3.11 微观结构观察

取鲟鱼背部肌肉，从平行于肌原纤维伸展方向纵切，大小为3 mm×3 mm× 6 mm，使用戊二醛固定肌肉组织，冷冻干燥，离子溅射仪喷金后，通过扫描电镜观察其微观结构，并拍照。

1.3.12 统计分析

所有数据均设置3次重复，采用SPSS 19.0分析数据，以P < 0.05表示差异显著。实验数据处理及统计采用Origin 2017进行分析，以平均值±标准差(Mean±SD)表示，每个样品进行3个平行。

2 结果与分析 2.1 冰点分析

鲟鱼肉冰点采用DSC法测定，取升温熔融曲线左侧拐点的切线与扫描基线的交点所对应的横轴温度为冰点(刘大松, 2012)。图 1即为新鲜鲟鱼肉DSC升温熔融相变曲线，可以得出，新鲜鲟鱼肉的冰点为(–2.10±0.15)℃。微冻技术大多选取冰点或冰点以下1℃~2℃之间的温度进行贮藏，同时，考虑到鲟鱼各部位及个体的差异会导致其冰点略微不同以及贮藏设备自身的温度波动，本实验设定–3℃作为鲟鱼微冻贮藏的温度。

2.2 感官评定

感官评定是衡量食品品质的重要手段。Sun等(2017)研究表明，当梭子蟹的菌落总数并未达到国际微生物标准委员会(ICMSF, 1986)规定的甲壳类水产品卫生限值6 logCFU/g时，就已严重腐败，感官亦不接受，因此，感官指标比生化性质更直观。图 2显示了鲟鱼肉在2种不同条件贮藏过程中的感官评分，随贮藏时间的延长，鲟鱼肉感官分值呈逐渐下降趋势。贮藏至第4天时，冷藏的鱼肉感官评分值已降至8.43± 0.53，此时鱼肉具有轻微的腐败异味，同时，鱼肉表面出现黏液，弹性降低；第6天感官评分为4.29± 0.49，鱼肉异味明显，黏粘严重，感官完全不能接受。在整个贮藏期间，微冻与冷藏的感官评分值差异显著(P < 0.05)，微冻处理的感官评分项在色泽和气味上没有明显下降，分值持续缓慢下降主要体现在组织形态和肌肉弹性上的劣化，贮藏至第18天时，感官评分才降至7.43±0.53。同时，微冻处理延缓了鲟鱼肉的脂肪氧化，这也是微冻鲟鱼肉能在较长时间维持气味较好的原因。

2.3 菌落总数测定

《微生物检验与食品安全控制》国际食品微生物标准委员会(ICMSF, 1986)规定，淡水鱼和海水鱼的微生物可接受极限为7.00 logCFU/g。图 3显示了鲟鱼肉贮藏过程中菌落总数(TVC)的变化趋势，新鲜鲟鱼的TVC为(4.35±0.01) logCFU/g，随着贮藏时间的增加，冷藏鲟鱼肉的TVC几乎呈直线上升，并在贮藏的第6天达到了(7.35±0.01) logCFU/g，已超过限值。与冷藏鲟鱼肉相比，微冻鲟鱼肉TVC增长速度缓慢，第6天的TVC仅为(4.62±0.04) logCFU/g，第18天时TVC为(5.06±0.08) logCFU/g，依然低于6.00 logCFU/g。同样的结果也出现在Lu等(2014)的研究中，微冻贮藏对松浦镜鲤(Cyprinus carpio)中微生物的抑制效果明显优于冷藏条件。这种现象与微冻使微生物细胞中的游离水部分冻结、细胞液浓度增加、水分活度降低、抑制了微生物的繁殖(Kaale et al, 2014)有关。

2.4 化学指标分析 2.4.1 pH分析

pH值的变化可以在一定程度上反映水产品的新鲜程度。鲟鱼肉在冷藏与微冻贮藏期间的pH值变化如图 4所示。2组样品的pH值均呈先下降后上升的趋势，原因可能是鲟鱼贮藏初期发生的生化反应主要是糖原酵解、脂肪分解和ATP降解，这些反应会相应产生乳酸、脂肪酸和磷酸等酸性物质，使肌肉整体pH下降(陈思等, 2015)。贮藏后期，鱼肉蛋白质会加速降解产生氨基酸、吲哚、氨和胺类物质等碱性物质，使pH值上升(Jiang et al, 1985)。冷藏条件下，鲟鱼肉在第2天即已达到最低pH，为6.44± 0.03；而微冻贮藏的样品，pH值在第6天时才降至最低水平，之后开始上升，表明微冻处理能在一定程度上抑制蛋白分解和ATP降解等生化反应过程，从而延长鲟鱼的保鲜期。

2.4.2 TVB-N与TBA分析

挥发性盐基氮(TVB-N)是用于判断食品新鲜度常用的理化指标，在微生物和内源酶的作用下，蛋白质持续分解产生氨以及胺类等碱性含氮物质。沈妮等(2019)研究表明，0℃和4℃ 2种冷藏条件下，带鱼(Trichiurus lepturus)的蛋白氧化致使其新鲜度和品质都遭到破坏，散发出异味。从图 5可以看出，新鲜鲟鱼肉初始TVB-N值为12.63 mg/100g，较其他淡水鱼偏高，这可能是由于鲟鱼肉的蛋白含量较高。TVB-N值在贮藏过程中呈逐渐上升趋势，在贮藏第4天，冷藏的TVB-N值达到(16.94± 0.07) mg/100 g，第6天达到(21.56±0.41) mg/100 g，根据GB 2733-2015鲜、冻动物性水产品卫生标准，淡水鱼的TVB-N卫生限值为20 mg/100 g，已超过限值。而微冻鲟鱼肉TVB-N含量的增长速度明显缓于冷藏(P < 0.05)，第6天TVB-N值为(16.10±0.23) mg/100 g，第18天为(18.26±0.37) mg/100 g，仍未超过腐败限值20 mg/100 g。这是由于微冻处理能够显著抑制微生物的繁殖代谢和内源酶活力，减缓其对鱼肉蛋白质的分解，使胺类和氨类等碱性物质的积累减小(杨胜平, 2010)。

脂质氧化是引起水产品风味劣化的重要原因之一，硫代巴比妥酸值(TBA)是表征水产品脂肪氧化程度的常用指标。图 5反映了鲟鱼肉TBA值的变化情况，在整个贮藏期间，2种不同贮藏温度的鲟鱼肉TBA含量呈逐渐增加的趋势。冷藏样品的TBA值从最初的(0.35±0.06) mg/kg增加到第6天的(2.59±0.10) mg/kg，脂肪氧化会产生酮、醛类等挥发性物质，当TBA值高于2.2时，鱼类有明显腥臭味(刘奇, 2013)。微冻的样品在第18天TBA值才达到(1.78±0.08) mg/kg，表明微冻处理可以在一定程度上延缓脂质的氧化，使鲟鱼肉能够在较长时间内保持良好的风味，这可能与微冻能更好抑制鲟鱼脂肪氧化酶的活力有关(徐永霞等, 2016)。

2.5 物理指标分析 2.5.1 质构分析

鱼体宰杀后，其肌肉的质构特性是评价鱼肉新鲜度及品质质量的一个重要方面，在所有的质构指标中，硬度、弹性和咀嚼性是其中最重要的，消费者可根据这些指标来判定鱼肉是否新鲜。高昕等(2010)研究表明，冷藏过程中鲈鱼(Lateolabrax japonicus)硬度、弹性和咀嚼性等指标均呈现减小的趋势，肌肉细胞间结合力下降，口感质量降低。表 2和表 3显示了4℃冷藏和微冻贮藏鲟鱼肉在贮藏期内的这3个质构指标的变化趋势。随着贮藏时间的延长，2种贮藏条件下的鲟鱼肉硬度、弹性均呈现不同程度的降低趋势。4℃冷藏条件下，鱼肉的硬度和弹性在第4天时即已比新鲜鱼肉显著降低。微冻贮藏条件下，硬度在第9天时出现显著降低，而弹性则在第3天时已出现显著降低。咀嚼性是指把固态食品咀嚼为能够吞咽的状态所需要的能量，表 3数据可以看出，随着时间延长，咀嚼性也呈现明显的降低趋势，表明鱼肉纤维的结构被一定程度地破坏，这与硬度和弹性的下降是对应的。蒋晓庆(2016)在研究草鱼(Ctenopharyngodon idellus)在冰藏和微冻条件下质构品质变化过程中发现，由胶原蛋白酶引起的胶原蛋白降解与鱼肉硬度下降存在一定的关联，另外，冰晶形成对其肌纤维结构的破坏可能是影响其贮藏末期感官评分主要因素。

2.5.2 水分状态分析

低场核磁技术(LF-NMR)近年来被广泛应用于食品领域研究，通过分析T₂弛豫时间的长短可以判断食品中自由水、结合水和不易流动水的状态。臧秀(2017)研究表明，海参干燥过程中水分分布与弛豫时间和信号幅值均有很好相关性。弛豫时间越短，表明水分子与大分子结构结合越紧密，弛豫时间越长，表明水分子越自由。图 6中T₂₁峰(0.01~10 ms)为结合水峰，T₂₂峰(10~150 ms)为不易流动水峰，T₂₃峰(大于150 ms)为自由水与加热溢出的部分油脂。贮藏末期相比于储存初期，不易流动水的弛豫时间T₂₂和自由水的弛豫时间T₂₃逐渐向右移动，且弛豫时间变长，说明水分的流动性随着储藏时间的延长而增加。而微冻条件下，贮藏末期的自由水含量明显高于冷藏末期，结合水含量明显低于冷藏末期，这表明微冻条件会增加鱼肉的汁液流失率(Sivertsvik et al, 2003)，这与前文鱼肉质构指标的下降是对应的。

2.5.3 挥发性物质分析

电子鼻具有10个高灵敏度传感器，对应不同类型的挥发性化合物。本研究通过电子鼻传感器测定4℃和微冻贮藏条件下不同时期的样品中挥发性物质组成。本实验提取10个传感器稳定后第65 s的响应值，如图 7所示，鲟鱼肉在不同贮藏条件下，随着时间的推移，电子鼻信号特征均会发生显著变化。其中，2号可能是由于蛋白质的氧化或降解产生的物质，6号和8号响应值迅速增大，感官上出现较为明显的鱼腥味和轻微的酸败气味。4℃条件下，10号响应值在贮藏末期也显著增大。相较于4℃冷藏条件，微冻鲟鱼肉在贮藏后期，几种挥发性物质的响应值较低，在6号和10号上表现尤为明显。这与感官评价中微冻贮藏后期气味指标评分没有显著降低也是相对应的。卞瑞姣等(2017)对于秋刀鱼(Cololabis saira)的电子鼻研究结果与之相近，贮藏后期6~10号响应值相对较大，共同构成了秋刀鱼强烈的鱼腥味和酸败气味。

2.6 微观结构分析

组织学特征是研究水产品肌肉结构的基础，也是评价肌肉品质的重要因素。Kaale等(2013)研究表明，不论冻结速度如何，微冻处理中冰晶的形成都是影响肌肉组织形态的关键因素。图 8为鲟鱼肌肉纵切面的扫描电镜照片。图 8-1为4℃贮藏过程中鱼肉的微观结构变化，可以看出新鲜鲟鱼的肌肉纤维非常清晰，排列整齐有序，并且能够清晰观察到肌节单位和肌原纤维的网状结构。随着贮藏时间的延长，鱼肉在自身蛋白酶和微生物的作用下，结缔组织被降解，导致网状结构消失，肌原纤维发生粘黏。微冻贮藏图 8-2B的鲟鱼肉肌肉纤维微观结构要比冷藏(图 8-1C)更清晰，说明微冻在贮藏前期对肌原纤维降解、微观组织结构的劣变与蛋白酶活性有一定的抑制作用，能更好地保持肌肉纤维结构完整性，但在微冻贮藏中后期，肌肉纤维则呈现较为明显的劣化，肌节逐渐消失，这也是造成感官评分中微冻组鱼肉组织结构和肌肉弹性指标得分明显降低的原因。

3 结论

4℃冷藏条件下，鲟鱼肉TVB-N、TBA与菌落总数等指标劣化较快，导致感官评分也随之迅速下降，其贮藏期为6 d。–3℃微冻条件下，鲟鱼肉的pH值呈先下降后上升的趋势，贮藏后期，硬度和弹性等质构指标值持续降低，感官评分也因此呈降低趋势；微冻鲟鱼肉的自由水与结合水比例呈上升趋势，表明鲟鱼肉在贮藏后期持水性逐渐下降；TVB-N、TBA与菌落总数均呈现上升趋势，但在贮藏末期也并未超过鲜冻水产品卫生限值。观察其微观结构，随着贮藏时间的延长，肌纤维之间出现粘黏，肌节逐渐由清晰变为模糊。综合各指标的变化规律，确定了–3℃微冻条件下其贮藏期为18 d，相比4℃冷藏鲟鱼肉的贮藏期6 d延长了2倍，表明微冻可明显延缓品质劣化趋势。本研究探明了冷藏与微冻贮藏条件下鲟鱼肉的贮藏期，并初步探明微生物并不是微冻鲟鱼肉品质劣化的主要因素，而冰晶形成和蛋白酶对其肌纤维的破坏可能是更为重要的原因，为鲟鱼肉的冷鲜贮藏与多元化销售提供了理论基础。本研究对其品质劣化的机理探究不够深入，在后期研究中将继续从冰晶形成和蛋白酶角度深入探究微冻鲟鱼肉的品质变化机理。