多靶栅栏技术在草鱼贮藏过程中对微生物腐败的控制研究（可编辑） .doc

多靶栅栏技术在草鱼贮藏过程中对微生物腐败的控制研究 学校代号:学 号:密 级:公开长沙理工大学硕士学位论文多靶栅栏技术在草鱼贮藏过程中对微生物腐败的控制研究学位申请人姓名王滋生导师姓名及职称 割丞压数援培养单位篮洼理王太堂专业名称盒昌抖堂论文提交日期 生且论文答辩日期 生主目墨目答辩委员会主席 教援巫邀明?唱 “印. 够,长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。日 眸厂月碣作者躲专泌鬯学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到中国学位论文全文数据库,并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于、保密口,在 年解密后适用本授权书。、不保密酿请在以上相应方框内打“”日期:口,年月、矿日作者签名:可南皂导师签名:日期:彦,年日方、扣留, 月摘 要我国淡水鱼资源丰富,其中草鱼作为我国“四大家鱼之一,不仅食用品质很好,而且销售价格适中,深受消费者欢迎。因此,草鱼养殖产量、消费量和产值均居淡水鱼首位,年其总产量为.万吨,约占全国淡水产品总量的.%。然而,淡水鱼肉由于水分含量高、接近中性,肌肉组织细嫩,组织蛋白酶作用旺盛、体表粘液多等特点,且鱼体内头、鳃、内脏携带有大量微生物,在贮藏、运输、加工及鲜销过程中极易腐败;加之我国淡水鱼加工率低下不足%。目前市场上草鱼仍以鲜销为主,鲜销过程中腐败率达%以上,造成了极大的资源浪费。因此,研究和开发草鱼的防腐保鲜新技术、提高鱼肉质量和货架期研究不仅意义重大,而且非常迫切。本文以草鱼为研究对象,分析了草鱼肉在常温和低温贮藏过程中的腐败进程,并对其低温贮藏过程中的优势腐败菌进行了鉴定;通过低温、原料减菌化、酸化、添加生物保鲜剂等栅栏因子的优化和集成应用,有效控制了草鱼贮藏过程中的微生物腐败,将冷鲜分割草鱼的货架期二级鲜度延长至 以上。主要创新的研究内容如下:对草鱼常温和低温贮藏过程中的微生物菌落总数、硫代巴比妥酸值值、挥发性盐基氮含量.值、值、蛋白质降解情况进行了分析,发现微生物菌落总数的增长与值、.值的增加和蛋白质降解有一定的相关性,而微生物菌落总数最能反映草鱼贮藏过程中的腐败进程,说明微生物是导致草鱼腐败的主要因素。草鱼肉在贮藏时, 内微生物菌落总数就达到./,发生明显腐败;而在贮藏 后,鱼肉微生物菌落总数达到.儋,超过国标 .要求的临界鲜度 儋,开始逐渐腐败。对草鱼低温贮藏过程中的优势腐败菌进行了分离和鉴定,发现其优势腐败菌主要为乡间布丘氏菌训蛔珊,口训砌砌、草莓假单胞菌风,如聊嬲/晒、热杀索丝菌砌,加抚,.印蛔,口、静止嗜冷杆菌丹肋阳口胞,.朋册凰;在整个冷藏过程中,除静止嗜冷杆菌随着贮藏时间延长一直增长外,其余三种优势腐败菌都需要一定的适应期,然后才呈现缓慢的增长趋势。研究了单个栅栏因子对草鱼贮藏过程中微生物腐败的控制,并对相应因子进行了优化:研究了草鱼肉减菌预处理工艺,显著降低了鱼肉的初始菌数,通过响应曲面法获得的最佳减菌工艺为:鱼肉经质量浓度/的和质量浓度. 后,减菌率达.%;在单因/的的杀菌液中浸泡处理./、素实验基础上,通过正交试验获得了酸化处理鱼肉的最优条件,即以.的乳酸/乳酸钠缓冲液浸泡鱼块 ,低温贮藏 后,其微生物菌落平均总数为. /,远低于新鲜草鱼二级品的微生物指标要求.;在单因素实验基础上,通过.试验设计,用响应曲面法分析实验结果,得出了生物保鲜剂处理鱼肉的最优条件,即浓度.%、溶菌酶浓度.%、浸泡时间.,此条件下贮藏,微生物菌落总数为./。而在此优化条件下进行次验证实验,测得的微生物菌落总数的均值为./,与理论预测值. /的相对误差较小;研究了壳聚糖溶液对鱼肉微生物的影响,发现用壳聚糖浓度为.%、酒精浓度为%的涂膜液喷涂于鱼肉表面后,对鱼肉微生物有很好的控制作用。利用栅栏技术理论,通过用已筛选和优化的栅栏因子如原料低温预处理、减菌剂减菌处理、酸化、添加生物保鲜等对鱼肉进行集成保鲜,获得集成了多个栅栏效应的草鱼鱼肉的保鲜工艺,很好地发挥了多靶栅栏对鱼肉微生物的控制效应,使冷鲜草鱼肉的货架期二级鲜度延长至 以上。本文的研究成果具有一定的理论意义和应用价值,为淡水鱼的保鲜研究和冷鲜鱼相关产品生产奠定了基础。关键词:草鱼;多靶栅栏技术;冷杀菌;酸化;优势腐败菌;保鲜剂;涂膜锄锄 .舔,“觚勾 巾”锄.,啪 . . ,铲够 唧 璐、 .% 锄. 伊 印丘., , ,啷 邯, 玛唱锄。吼 :.,锄啪 唱 唱 , ,骶龃,亿锄.眠,锄% 甜.锄%,伊嬲 印、.惦, 伊吣 印锄 锄苫印锄 .锄, 笋勰 印.鲈弱 巾缎 铲嬲陀锄 肌.唱锄咖伯. 锄 铲印. 嬲、 协:砌, , 锄 , ;锄妇电 伊 印衄陀丘. 硒: 啪,印, ,托锄锄,?.豫锄托 啪锄 锄啪.珊。心,觚铲嬲 印他 . 萄.鹊 印.,/ ., 嬲 叩 啪 ., /,?. . ,/:硒 印 、. “盯妇,口罟口,珂蛔 、公“如聊珂鲫俐没弧 黟 .岫 衔阳 .伽所,西乎.伊 .:印;锄 弱 仃她 粤镯 岫.锄血 饥 ,:嬲 /雒. . 锄 /.%; ,.:撕蚰 . /岫 矗仃儿 ,锄. .儋 舭雒 . ;印锄锄, 印、啊 .璐 : 仃仃 .%,仃 .%锄 .、胁锄 . 硼, .矿儋.删、雏啪璐. . /. 诚 .旋 .儋,陀 ,; 臼 .% %. . .伊 , 璐, , ,他锄 巧岫晡 弱 印.盯 . ?唱 . 锄、 . 行 .印舔 锄锄 行 锄. ;: ? ; ; ;目 录摘要。?.第一章绪论.中国淡水鱼类资源概况及加工现状.中国淡水鱼类资源概况。.我国淡水鱼类加工现状?.淡水鱼肌肉组成及腐败机理研究进展?.淡水鱼肌肉组成概况?。.淡水鱼肌肉腐败机理?。.淡水鱼保鲜技术研究进展?。.物理保鲜?.保鲜剂保鲜?.栅栏技术及其在肉类保鲜的研究进展?.栅栏技术理论.栅栏技术在肉类食品中的应用?.栅栏技术的发展及其在鱼类保鲜中的应用.本课题的研究意义、目的和内容?.本课题的研究意义和目的?.本课题的研究内容?。第二章贮藏过程中草鱼腐败评价指标分析及筛选.实验材料与设备?。.实验原料.主要实验试剂?.主要实验仪器.实验方法?。.草鱼肌肉基本组成分析?.草鱼贮藏过程中腐败评价指标分析?.实验结果与分析.草鱼肌肉基本组成?。.草鱼肌肉贮藏过程中腐败评价指标分析?.讨论?.本章小结第三章草鱼肉冷藏过程中的优势腐败菌及其消长规律.实验材料与仪器?.实验材料与试剂一.实验仪器?.实验方法?.原料鱼块制作?.草鱼低温贮藏过程中优势腐败菌的分离及鉴定?.草鱼低温贮藏过程中腐败菌的生长规律.实验结果与分析?.草鱼贮藏过程中优势腐败菌的分离及鉴定?.优势腐败菌菌株的鉴定?.草鱼低温贮藏过程中优势腐败菌的消长规律.讨论.本章小结第四章多靶栅栏技术在草鱼保鲜中的应用及优化.实验材料与设备?.实验材料与试剂?.实验仪器.实验方法?.减菌处理对草鱼中微生物的控制.酸化处理对草鱼中微生物的控制.生物保鲜剂处理对草鱼中微生物的控制?.涂膜预处理对草鱼中微生物的控制?.多靶栅栏的协同作用对草鱼中微生物的控制。.实验结果与分析.减菌剂处理对微生物的影响?.酸化处理对鱼肉微生物的影响.生物保鲜剂处理对鱼肉微生物的影响.涂膜预处理对草鱼中微生物的控制?.多靶栅栏技术对草鱼微生物的控制效应?.讨仑?.?.本章小结?.第五章主要结论与创新点.主要结论?.创新点.今后努力和研究的方向参考文献.致谢?攻读学位期间主持项目和发表的学术论文第一章绪论.中国淡水鱼类资源概况及加工现状.中国淡水鱼类资源概况我国是全世界水产品总产量最大的国家之一,也是全世界唯一养殖量超过捕捞量的国家。全国水产品总产量从以来已经连续十几年居世界首位,且呈现出逐年增长的趋势,总产量从年的不到万吨平稳地增至年的万吨,其中淡水产品产量近年来更是稳步增长,从年的年产量多万吨增至年的.多万吨,占据了我国渔业总产量的.%;年养殖产量.万吨,占水产品总量的.%。年我国淡水养殖产量.万吨,占淡水产品产量的.%,其中鱼类产量.万吨,占总量的.%;淡水养殖鱼类产量中,草鱼最高,产量.万吨,占鱼类产量的.%;淡水捕捞产量.万吨,其中鱼类产量.万吨,占总产量.%。年我国水产品出口量.万吨,出口额为.亿美元,继续位居大宗农产品出口首位。目前,随着优质淡水鱼鱼种的不断引进和培育,淡水鱼的总产量还将会进一步地扩大。年我国水产品加工企业个,其中规模以上加工企业个,年水产品加工能力万吨;年水产品加工品总量.万吨,其中淡水加工产品.万吨,占加工总量.%,水产冷冻品.万吨,占加工总量的.%:年用于加工的水产品总量.万吨,其中淡水产品.万吨,占淡水总产量的.%。虽然与前一年相比,我国整体加工能力有所增强,但与我国水产品产量的迅速增加相比较,我国的水产品加工却还很落后,从总体上来说,水产品加工工艺比较落后,且加工率严重不足。目前,世界上发达的国家,水产品加工率已达到%以上,而我国的水产品加工率却不足%,且水产品冷冻仍是最主要的水产加工手段,占加工品总量的.%【】。总的来说,淡水鱼肌肉肉质细嫩,营养丰富,产量也较稳定,有一定季节规律性,容易掌握控制。如作为“四大家鱼之首的草鱼,由于其肌肉中蛋氨酸和赖氨酸含量较高,称得上是高质量的完全蛋白质,营养丰富。但与其高产量不符的是,目前我国的草鱼销售仍以鲜、活为主,这主要是因为草鱼肌肉水分含量高、近中性、肌肉组织细嫩、组织蛋白酶活性高、体表粘液岁等,故在贮藏、运输、加工及销售过程中极易腐败变质;另外也由于其固有的土腥味【,这对于追求营养、健康、口味的现代人来说,土腥味就影响着这类淡水鱼的消费【。淡水鱼的肌原纤维蛋白质在冷冻时很容易发生变性【,如鲢鳙鱼等低值鱼的抗冻性较差,且因蛋白质变性而失昧等问题也较明显【。淡水鱼类作为一种低脂肪、高蛋白的食品资源,其利用价值还没有得到充分的研究与开发。当今社会,随着人们生活水平的不断提高,消费习惯也逐步发生改变,人们已不再满足于仅吃活鲜鱼,而是更多地青睐于营养化、方便化以及具有保健功效的鱼加工制品,因此为低值淡水鱼制品的精深加工提供了良好的发展机遇和空间,具有潜在的广阔前景。单就淡水鱼精深加工产业来讲,目前还存在许多急需解决的问题:如何寻求新的流通手段,摆脱鲜活鱼的流通限制,实现淡水鱼类的便捷流通;如何开发出更多符合中国人口昧的新型产品,并进而改变单一的鲜活鱼进入餐桌的传统饮食现状;如何加强对精深加工废弃物的综合利用,全面提升经济效益等舛。总体来讲,目前我国淡水鱼精深加工技术的落后严重制约着淡水渔业的快速发展。对生鲜淡水鱼类及时进行高效的精深加工,无论是对于市场供应的平衡,满足消费的切实需要,还是增加就业范围、增加出口销售额等都具有极其重大的意义。.我国淡水鱼类加工现状淡水鱼加工是以淡水鱼为主要原料,采取各种机械、物理、化学、微生物学的方法,进行食品加工的生产技术过程,是各种捕捞、养殖淡水产品从生产到流通上市过程的重要环节之一【。目前,淡水鱼加工主要有以下几个方面【】:冷冻保鲜利用低温对淡水鱼进行冷藏保鲜。该方法费用低、简单方便,但贮藏期不长,不能很好地解决因产品滞销带来的腐败问题。初加工冰冻保鲜若将整条鱼进行简单地冻结,将会对鱼体的品质质量产生很大影响。例如鱼肉蛋白质会发生冷冻变性眨、长期冻藏的产品口感及营养成分往往都不能满足消费者的要求。因此,有必要对鱼体进行适当地预处理,即用适当的初加工工艺将鲜鱼加工成冰冻鱼片等。这样的初加工产品质量相对较好,具有一定的市场前景。淡水鱼精深加工淡水鱼精深加工是经过特殊工艺将新鲜淡水鱼加工成各种营养丰富、适宜贮藏的方便食品。另外,随着食品加工的发展和食品低温保存技术的广泛应用,淡水产品的储藏加工已从完全靠自然条件转到靠人工控制来进行的阶段。低温保存技术的应用也由产品单纯保鲜扩大到与产品的加工相结合,极大地促进了生熟冷冻食品、模拟食品、鱼糜制品及半干、盐干、轻熏制品等淡水产品加工技术的开发与发展。另外,包装新材料等在食品工业中的应用,为淡水产品加工提高质量、扩大品种提供了基础条件【。.淡水鱼肌肉组成及腐败机理研究进展.淡水鱼肌肉组成概况鱼类的肌肉富含蛋白质,并含有脂肪、无机质及少量的碳水化合物。一般鱼肉含有%.%的粗蛋白质,但因种类、季节而异。鱼类的蛋白质含量和牛肉、半肥瘦的猪肉、羊肉相近,不同的是脂肪含量低,按干基计蛋白质高达%.%。鱼肉和牛肉的主要组成成分如表.所示【陆。因此淡水鱼产品是一种高蛋白、低脂肪和低热量食物【】。表.鱼肉和牛肉的主要组分. .淡水鱼肌肉腐败机理鱼类的风味、质量和其加工特性,往往与其鲜度紧密相关。新鲜鱼表面覆盖有一层均匀透明的黏液层,外表明亮,且清色泽晰。肌肉组织非常柔软且有弹性。但新鲜鱼类往往是极易腐败的食品【】。特别是在夏季,鱼类往往很难贮藏因此,鱼类保鲜在淡水渔业生产中显得十分重要。鱼体死后,其肌肉发生一系列与活体不同的生化变化,整个过程可分为死后僵硬、自溶和腐败两个阶段。.死后僵硬初期生化变化鱼体死后,在缺氧条件下,肌肉中糖原分解生成乳酸。同时,按以下顺序分解:?。另外,由于糖原酵解和肌苷酸激酶的催化等又产生【 。因此,鱼类即使死亡,短期内肌肉中含量仍维持基本不变。随着糖原和磷酸肌酸的消失,肌肉中含量则会显著下降,于是肌肉开始变硬。有时候在淡水鱼鲜度检测中往往利用及其降解物来检测分析鱼肉的新鲜程度【】。一般来讲,活鱼的肌肉其为.。待鱼死后,随着糖原分解成乳酸,值下降,且下降程度与其肌肉中所含糖原含量有关【引。死后僵硬鱼体放置一定时间后,肌肉开始收缩变硬,逐渐失去弹性。鱼类肌肉死后僵硬一般在死后数分钟或数十小时后发生,持续时间一般为数小时或数十小时【】,但一般要比畜肉短些。这主要是因为鱼类结缔组织较少,组织非常柔软,水分含量非常高,且所含微生物数量较多的缘故。鱼体死后,随着肌肉组织中分解和消失,肌球蛋白粗丝和肌动蛋白细丝之间发生相对滑动,导致肌节缩短,肌肉开始发生收缩。当鱼处于饥饿和糖原储备不足或紧张时,鱼体死后僵硬会立即发生;另外,击晕和宰杀鱼类的方法同样影响着鱼体的死后僵硬。鱼类在低温下被击晕和宰杀时僵硬很快会发生,而在其头部吹气时则能延长至小时【侈.】。.自溶与腐败鲁解僵与自溶鱼体死后达最大程度僵硬后,其僵硬又开始缓慢地解除,从而又使肌肉重新变得柔软。鱼类肌肉随着解僵的进行而发生软化和各种生化变化。肌肉解僵主要是原因存在于肌肉组织中的内源性蛋白酶或来自外界腐败微生物的外源蛋白酶对肌肉组织产生了分解作用。参与鱼类死后蛋白质降解作用的酶类中,除了自溶酶类外【,还可能有来自消化道的胰蛋白酶、胃蛋白酶等消化酶类,以及细菌生长繁殖过程中所产生的各种胞外酶的作用。在各种蛋白酶的分解作用下,鱼类死后解僵和自溶阶段,一方面造成肌原纤维断裂,组织中胶原蛋白分子结构的改变,结缔组织变化,从而使肌肉组织软化和解僵【卜】;另一方面也使肌肉组织中的各种蛋白分解物和游离的氨基酸增加,为微生物的生长繁殖提供了有利条件,进而加速了鱼体的自溶过程,鱼肉开始发生腐败【矧。细菌腐败在微生物作用下,鱼体中各种蛋白质、氨基酸及含氮物被分解为氨、吲哚、三甲胺、组胺、硫化氢等低分子产物,使鱼体散发出腐败臭味。鱼体死后的各种细菌的生长繁殖,从开始就与其死后的各种生化变化、解僵自溶等同时进行。但在死后僵硬阶段,细菌生长繁殖还处在初期,分解产物产生较少。而且由于僵硬阶段鱼肉的略微下降,产生的酸性条件不适合细菌的生长繁殖,故对鱼肉品质尚无明显的影响。当鱼肉进入解僵自溶阶段后,随着各种细菌数量的急剧增多,导致各种腐败变质特征也逐步出现。鱼体所携带的腐败菌主要是细菌,多数为需氧性细菌,有无色杆菌属、假单胞菌属、小球菌属、黄色杆菌属等【们。另外,鱼体表面的微生物总数是非常大的,如鱼体皮肤上微生物数量范围大概是/【,且鱼鳃和内脏里都含有和/【引。随着微生物的继续生长繁殖,腐败过程不断进行,鱼体组织内的蛋白质、氨基酸以及其他含氮物逐步被分解为氨、吲哚、三甲胺、组胺、硫化氢等腐败产物。当腐败产物累积到一定程度时,鱼体即进入腐败阶段。此时,鱼体肌肉的值升高,并倾向于微碱性。一般当鱼肉发生腐败后,就已经完全失去了其食用价值,误食后还肯会引起食物中毒等。因此,捕获后的淡水鱼类必须及时采取有效的保鲜措施,才能避免或减少腐败变质的情况发生。.淡水鱼保鲜技术研究进展淡水鱼类是一种营养丰富的理想食物。由于其脂类中不饱和脂肪酸含量比较高,这就使得其比畜肉和禽肉更容易被氧化,从而让鱼肉产生不良气味而使风味改变和引起鱼肉腐败【舯。另外,由于鱼体细菌繁多,容易引起蛋白质、氨基酸分解,产生臭味物质,是鱼类腐败劣变的直接原副】。目前应用于淡水鱼类的保鲜技术主要有物理保鲜和保鲜剂保鲜两个方面。.物理保鲜物理保鲜可分为低温保鲜、气调保鲜和冷杀菌保鲜,其中冷杀菌保鲜又主要有臭氧保鲜、超高压保鲜、辐照保鲜和高压脉冲电场保鲜等。.低温保鲜冷藏和冷冻保鲜技术冷藏和冷冻是低温保鲜中应用最广泛、最深入的技术。冻藏和冷冻均可有效低抑制微生物的生长繁殖,从而延长鱼类的货架期。锄等【】将黑鲈贮藏在条件下,发现货架期是 。张小伟【】研究了养殖鲤鱼在贮藏过程中的鲜,而一般鲤度变化和货架期,结果发现鲤鱼的高品质期为 ,货架期为鱼在常温条件下货架期只有 【。张丽娜【将草鱼片保存在条件下,研究了其品质变化,结果表明贮藏的感官接受限为 ,货架期为 。由于冷藏保鲜的鱼类货架期相对较短,而鱼类在冻藏过程中却易发生干耗、色泽变化、蛋白质变性、脂肪氧化等劣变,且解冻时又易产生汁液流失,降低了冻品品质【刁】,所以在大规模工业化生产应用中受到一定限制。微冻保鲜技术微冻保鲜是将淡水鱼保存在冻结点以下一般一左右的一种轻度冷冻或部分冷冻的保鲜方法【 。淡水鱼的微冻保鲜温度往往因鱼的种类而略微有所不同,根据其冻结点在一.一.特点,范围一般为一一.【引。梁琼【】将青鱼片分别置于微冻和冷藏条件下贮藏,发现冷藏 后微生物总数为.后,微生物总数仅为./,而微冻贮藏 /,明显比冷藏更好地抑制微生物的生长繁殖。曾名勇等【在鲫鱼的微冻保鲜研究中发现,微冻能有效地抑制其细菌总数的增长,并维持较低的.值和值。张丽娜】研究草鱼片和时发现,冷藏和微冻草鱼片的货架期分别为 ,与冷藏相比,微冻能明显延长草鱼片的货架期。微冻保鲜不仅能抑制细菌生长繁殖,减缓脂肪氧化,延长保鲜期,而且解冻时汁液流失少,所需降温耗能也少,但是操作技术要求很高,特别是对温度的控制要求比较严格,稍有不慎就会引起冰晶对鱼肉细胞的损伤【】,所以微冻保鲜在应用上还受到一定的限制】。冰温保鲜技术冰温保鲜技术在世纪年代诞生于日本,在国外已成为继冷藏、冻藏之后的又一种保鲜新技术【。冰温是指从开始到鱼体冻结温度的温度区域,介于冷藏和微冻之间。与传统的冷藏保鲜技术相比,冰温保鲜技术可有效地抑制因酶和微生物作用引起的淡水鱼产品鲜度的下降,特别适合耐寒性强、成熟度较高、冰点较低的鱼类产品【。冰温贮藏鲢、鳙、罗非鱼等淡水鱼的研究表明,内值均小于 后,.值小于;【。眦等【舶用冰温条件处理大西洋鲑鱼时发现,一周后其质构性质基本上没有变化。此外,冰温保鲜能很好地保证食品风味、口感【。冰温保鲜中的鱼,其肉中天冬氨酸、谷氨酸等可提高鲜昧的氨基酸含量增加,而呈苦味的亮氨酸、异亮氨酸等都减少【。.气调保鲜气调包装 仃 ,是指将食品密封于经人工调节的气体环境中后再用阻隔性材料包装,即改变食品贮藏环境,减缓营养成分的氧化,抑制或减缓微生物生长和阻止酶促反应,从而延长食品货架期,。新鲜鱼类属于极易腐败劣变的食品,在低温下货架期也只有 ,而气调保鲜一般都可延长淡水鱼类的货架期【舶。英国、美国和瑞典等在世纪年代将技术应用于鱼类,取得了较好效果唧】。技术常用的种气体是、,很多学者研究发现,不同鱼类所采用的最佳气体的比例一般不同】。因此,在技术中,包装内气体的组成、储藏温度、原料特性等都对产品的质量和货架期有很大的影响【。其中,气体的组成和配比是关键因素。裘迪红】认为,%与等量的适用于各种高脂鱼类。肿【在研究气调包装对中国虾时发现,%和 。%与%处理后,中国虾的货架期分别为.冷杀菌保鲜冷杀菌是指在恒温或小幅度升温的条件下对食品进行杀菌,以保证食品的安全性和贮藏性删。目前较先进的冷杀菌保鲜技术主要有辐照杀菌保鲜、臭氧杀菌保鲜、超高压杀菌保鲜、高压脉冲电场杀菌保鲜等。辐照杀菌保鲜一般是采用放射性同位素或;射线或电子加速器产生的电子束;射线等对淡水产品进行杀菌处理,处理后基本不破坏产品的结构和营养成分,且能很好地保持原有的的色泽和口感【砣】。另外,淡水产品的辐照剂量一般都在以内,因此一般认为辐照对淡水产品的营养物质没有明显影响【】。臭氧杀菌保鲜目前,臭氧用于淡水产品中保鲜主要有三种形式:臭氧水、臭氧气体及臭氧冰脚。臭氧水具有极强的氧化能力,能使淡水产品的初始细菌数大大减少,从而延长其货架期。李诚等】使用浓度为、温度的臭氧水处理鱼片,结果鱼片的初始细菌总数显著下降。研究表明,使用浓度为的臭氧水,加入倍量的水,处理草鱼后,能有效杀灭鱼体表面的细菌,其保鲜期延长了约.【。惭使用臭氧气体在改善竹荚鱼感官品质和减少细菌数量等方面,取得了理想的效果。臭氧冰融化时缓慢释放出活性臭氧,具有显著抑菌作用,对鱼类产品产生良好的保鲜效果。刁石刮使用臭氧含量为眺的臭氧冰对罗非鱼片进行保鲜处理后,鱼片的菌落总数比对照组减少了%,从而延长了货。架期由于用臭氧水、臭氧气体以及臭氧冰处理淡水鱼产品后,都有效地减少了该产品的初始菌数,延长了其货架期,且臭氧处理鱼类后,其自身会分解为氧气,不仅不会残留有害物质,对人体健康也不会有影响,因此臭氧法保鲜将会成为我国淡水产品贮藏保鲜的重要途径之一。超高压杀菌保鲜超高压技术是指在密封容器里,用水等液体作介质对食品等物料施加均压的压力,从而达到杀菌、加工和贮藏等目的【。微生物在下进行低温短时加压处理后,其会因细胞破裂而生长受到抑制或被杀死。章银良引研究发现,腌鱼经 处理后,很好地抑制了微生物生长和脂肪氧化。超高压技术虽具有压力传递均匀、高效、瞬时、污染少以及对维生素和风味成分等低分子化合物基本无影响等优势,但用其进行保鲜时也有一定局限性,即超高压设备批处理量少,且多数为间隙操作,很难应用于工业化生产;另外,影响超高压处理效果的因素多种多样,如温度、压力、时间、加压方式及原料特性等【引。高压脉冲电场杀菌保鲜高压脉冲电场杀菌主要是采用高压脉冲器产生脉冲电场对食品等物料进行杀菌的方法【鲫。其原理主要有以下两点:场的作用:脉冲电场产生脉冲磁场,细胞膜在脉冲电场和脉冲磁场的交替作用下,通透性增加,膜机械强度减弱,从而使得膜内物质流出,膜外物质渗入,即细胞膜的防护作用减弱甚至消失了;电离作用:电极附近物质电离产生的阴阳离子与膜内物质发生作用,阻碍了膜内正常新陈代谢过程进行。由于不同细菌对电场的敏感度不同,因此细菌在高压脉冲电场处理后的存活率也各有差异。纵伟用强度为 /的脉冲电场下进行次脉冲处理宽度鲂鱼卵后,其细菌总数减少了个对数值。.保鲜剂保鲜淡水鱼类及其产品在生产和销售过程中极易受微生物污染而腐败变质,采用安全保鲜剂抑制微生物,延缓腐败是当今淡水鱼保鲜的重要手段之一【。世纪年代起,使用亚硫酸钠等化学防腐剂能够防止水产品变黑,在某些国家已经形成商品销售,且被众多生产厂家广泛应用于食品、饮料及水产品的防腐保鲜中。由于化学保鲜剂存在残留等,在应用中逐渐被淘汰。进入世纪年代后,化学保鲜技术的研究方向主要是开发天然安全无毒的食品添加剂。王满生【等使用质量浓度为后取得了很好地效/的溶液,对冷鲜草鱼片减菌处理果。目前,保鲜剂保鲜研究中越来越倾向于使用天然安全有效的生物保鲜剂对淡水鱼类进行保鲜。生物保鲜剂是指从动植物、微生物中提取的天然的或利用生物工程技术改造而获得的对人体安全的保鲜剂【】。在淡水产品中应用较多的生物保鲜剂有茶多酚、蜂胶、壳聚糖、乳酸链球菌素、溶菌酶、.聚赖氨酸等等,都取得了较好的效果。廖丹【】研究了茶多酚对草鱼肉的保鲜作用,并进行了机理分析,结果表明茶多酚对草鱼脂肪有明显的抗氧化作用,并能抑制草鱼的大部分腐败微生物。范文教【】用.%茶多酚溶液在条件下对鲢鱼浸泡处理 后,发现有效地抑制细菌繁殖,减缓脂肪氧化,延缓腐败变质,从而延长了鲢鱼保鲜期。李升福【】等研究了南美白对虾的保鲜时,发现蜂胶能在虾体表面形成很好的保护膜,不仅能有效地防止虾的黑变,而且经蜂胶保鲜液处理过的对虾,其.值、值、细菌总数均要比对照组小。贾艳菊等在草鱼片的保鲜试验中发现,壳聚糖涂膜于草鱼片后更有利于其贮藏。有研究表明,在新鲜鱼中添加能很好抑制产毒菌的生长和产毒,添加/的,对龙虾肉、鲑鱼、蟹肉的组织无任何损伤,但明显降低了李斯特氏菌的量【。目前,溶菌酶应用于淡水鱼类的保鲜研究也不少。陈舜胜等【】研究表明,采用溶菌酶复配方式既扩大了溶菌酶的原抗菌谱范围,又增强了抗菌作用强度,在同样情况下可延长虾、带鱼、扇贝柱和柔鱼等保鲜期约倍。倪清艳【】研究鱼糜保鲜时发现,聚赖氨酸具有广谱抗菌性,对菌、一菌、真菌都有一定抑制效果。单一的生物保鲜剂虽有较的抗菌抗氧化性能,但各有侧重点,若能将不同生物保鲜剂进行复配,则能形成一种高效的复合保鲜剂。目前,有不少学者将各种复配生物保鲜剂应用于淡水鱼类的储藏保鲜中,并获得了很好的抑菌保鲜的效果。】研究发现复合后的溶菌酶和具有协同抑菌效果,尤其是对革兰氏阳性菌抑制更明显。顾仁勇【使用.%.%溶菌酶.%抗坏血酸作为复合保鲜剂,并用乳酸调节.,用于斑点叉尾鲴鱼片的冷藏保鲜,再结合真空包装后能使鱼片在下能够保鲜 。这表明,保鲜剂保鲜协同物理保鲜能更有效地延长产品的保鲜期。.栅栏技术及其在肉类保鲜的研究进展.栅栏技术理论栅栏技术是年由德国和在长期肉类研究的基础上首先提出的,其作用机理主要是利用调节食品中的各种有效因子,并以其各因子间的交互作用或协同作用来控制腐败微生物生长繁殖,从而提高食品品质、安全和贮藏性。食品要达到可贮性和卫生安全性,这就要求在其加工中根据不同的产品采用不同的防腐保鲜技术,以阻止残留的腐败菌和致病菌的生长繁殖。已知的防腐保鲜方法根据其防腐保鲜原理可分为高温处理、低温冷藏或冷冻、降低水分活性、酸化、应用竞争性微生物?、降低氧化还原值和添加防腐保鲜剂及杀菌剂等几种。此外,还有超高压处理、微波杀菌、超声波处理、紫外线杀菌、加酶制剂、应用保鲜膜等,这些因子的混合应用能够提高产品质量、延长货架期及防止微生物腐败【。这些起控制作用的因子,称作栅栏因子。另外,光靠单一栅栏因子是很难达到理想的防腐保鲜效果的。当不止一个栅栏因子共同作用食品时,其效果往往强于因子单独作用时的叠加,这就是栅栏效应。这主要因为不同栅栏因子能进攻微生物细胞的各个不同部位,如细胞壁、酶系统、等,从而改变了细胞内部的值、氧化还原电位、等,破坏了微生物内部的动态平衡,即“多靶栅栏效应【。栅栏技术已在许多国家的食品加工和贮藏中发挥着重要作用,是现代食品工业具重要意义的保鲜技术之一。.栅栏技术在肉类食品中的应用从肉类防腐杀菌的角度来讲,值、温度、氧化还原电位、水份活度、竞争性菌群、气体成分、初始菌数、防腐剂、包装和辐射等因子,都能在一定范围内影响着腐败菌的生长繁殖。因此,通过控制调节这些对腐败菌生存起栅栏效应的因子,就可控制着腐败菌的存活状态,从而延长肉类的保质期【。栅栏技术最早是应用在肉及肉制品的生产加工中,因为肉制品的腐败劣变主要是由微生物增殖和脂肪氧化所造成的,通过对辅料、原料肉及加工流程中微生物的生长繁殖情况进行分析研究,可以确定肉制品卫生品质相关的各关键控制点,然后据此选择栅栏因子,从而不仅能使产品加工过程简化,而且又能达到相应卫生标准。李宗军【用/稳定态对羊肉胴体表面消毒后,又添加.%和%乳酸钠,真空包装后于钍条件下贮藏,结果冷却分羊肉的货架期达到了。邓明通过对冷却猪肉的综合保鲜:真空保鲜剂:.%,:.%,山梨酸钾:.%辐照等,结果有效地延长了其保鲜期,并在时各项指标都仍处于国标允许的鲜肉范围内。.栅栏技术的发展及其在鱼类保鲜中的应用近年来,栅栏技术在鱼类精深加工中应用越来越广泛。李云捷黔】运用栅栏技术优化了半干鲢鱼片的制作工艺,即柠檬酸添加量为.%、复合防腐剂添加量为.%、在干燥、杀茵前的低温处理时间 、采用二次杀菌方式,使得该制品在室温下可保藏个月。目前,将该栅栏技术应用于淡水鱼保鲜的相关报道甚少,故在淡水鱼保鲜中充分运用效应理论,必将会获得理想的效果。.本课题的研究意义、目的和内容.本课题的研究意义和目的我国是淡水渔业大国,在我国的淡水养殖品种结构中,四大家鱼青、草、鲢、鳙一直占据主要位置,其产量约为淡水鱼类总产量的%左右;草鱼作为我国“四大家鱼”之一,其养殖产量、消费量和产值均居淡水鱼之首位,不仅味道鲜美,而且价格适中,且深受消费者欢迎。淡水鱼肉由于具有水分含量高、接近中性,肌肉组织细嫩,组织蛋白酶作用旺盛、体表粘液多等特点,而且鱼体内头、鳃、内脏携带有大量细菌,在贮藏、运输、加工处理及销售过程中极易腐败变质。对于淡水鱼肉的腐败变质原因,目前普遍接受的观点是淡水鱼死亡后,肌肉首先在内源性组织酶的作用下发生僵直、解僵、自溶,随后微生物生长繁殖直接引入臭味物质和外源酶作用,最终导致腐败变质而不能食用。由于国内淡水鱼加工率低下,目前市场上仍以鲜、活销为主,销售过程中腐败率达%以上,造成了极大的资源浪费。鲜度是水产品的一个非常重要的品质指标,它反映了水产品的食用品质和加工品质。随着人们生活水平的提高,消费习惯也发生改变,消费者对生鲜调理淡水产品的市场需求日益增长,并且对产品鲜度、安全等的要求也越来越高。但现今超市中销售的生鲜淡水鱼产品大多是经加工后采用空气包装冷藏,其货架期较短,腐败变质问题时有发生,不仅造成巨大的资源浪费,还严重威胁到人类健康。因此,开发生鲜鱼肉的保鲜新技术、提高产品质量和货架期的研究不仅意义重大,而且非常紧迫。目前,国内几乎还没有成型的淡水鱼冷鲜分割产品,根本原因在于很难突破鱼肉鲜度下降快、货架期短的技术瓶颈。随着冷鲜肉的推广,冷鲜分割鱼的研究也逐渐引起部分研究者的重视,在淡水鱼保鲜研究方面,出现了冰温气调贮藏、复合保鲜剂等系列效果较好的保鲜技术,然而,这些技术远无法从根本上有效阻止淡水鱼鲜度的快速下降。因此,开展淡水鱼有效保鲜技术研究和应用,是一个迫切、艰巨的任务,同时也具有广阔的市场前景。本课题拟以新鲜淡水鱼一草鱼为研究对象,以栅栏技术理论为基础,采用响应曲面法等先进试验设计分析手段,通过对原料低温预处理、冷杀菌、酸化、生物保鲜等栅栏效应的筛选和优化,获得集成了多个栅栏效应的草鱼肉保鲜工艺流程及参数,从而将冷鲜草鱼肉的货架期二级鲜度延长至 以上,为冷鲜分割草鱼产品的推广奠定技术基础。.本课题的研究内容通过对低温预处理、冷杀菌减菌处理、酸化、生物保鲜剂处理等作用于不同靶点栅栏效应的筛选和优化,获得草鱼贮藏保鲜的最佳栅栏效应条件;通过对关键栅栏因子协同增效作用的研究,确定多靶栅栏技术在草鱼肉保鲜中对微生物进行控制的最佳工艺条件,将冷鲜草鱼肉的保鲜期从传统的 提高至以上。具体研究内容如下:草鱼贮藏过程中的鲜度指标分析及评价研究草鱼在贮藏过程中微生物菌落总数、.值、值、值、蛋白质组分等变化,考查各指标之间的关联性,尤其是微生物菌落总数与其他指标间的内在联系,为多靶栅栏技术在草鱼防腐保鲜的运用提供理论基础。草鱼冷藏过程中优势腐败菌的分离鉴定及其消长规律对鱼肉冷藏过程中的主要微生物进行分类,划线分离纯化优势菌,最后通过形态观察和微生物自动鉴定系统鉴定优势腐败菌;研究分析鱼肉在冷藏中优势腐败菌的消长规律。多靶栅栏技术在草鱼保鲜中应用及优化通过多因素多水平实验设计,研究低温预处理、减菌处理、酸化、添加生物保鲜剂保鲜等栅栏因子对草鱼微生物的控制,确定最佳原料预处理温度、最佳减菌剂和杀菌工艺、最佳酸化缓冲液和处理时间、最优保鲜剂和处理工艺等,获得单个栅栏因子对草鱼肉保鲜的最佳栅栏效应条件;研究多靶栅栏效应之间的协同增效作用对鱼肉微生物的影响,获取最佳工艺条件,从而延长鱼肉的货架期。第二章贮藏过程中草鱼腐败评价指标分析及筛选鱼类的肌肉富含蛋白质,并含有脂肪、多种维生素、无机质及少量的碳水化合物。一般鱼肉含有%的粗蛋白质,但因种类、季节而异。鱼类的蛋白质含量和牛肉、半肥瘦的猪肉、羊肉相近,不同的是脂肪含量低,按干基计蛋白质高达%【。另外,淡水鱼肉又具有水分含量高、接近中性,肌肉组织细嫩,组织蛋白酶作用旺盛、体表粘液多等特点,且鱼体内头、鳃、内脏刈。携带有大量细菌,在贮藏、运输、加工处理及销售过程中极易腐败变质【目前普遍认为,淡水鱼死后,肌肉首先在内源性组织酶的作用下发生僵硬、解僵、自溶,随后微生物生长繁殖直接引入臭味物质和外源酶作用,最终共同导致腐败变质【,其中腐败微生物在鱼肉变质进程中起着极其重要的的作用。鲜度是淡水鱼产品的一个非常重要的品质指标,它反映了产品的食用品质和加工品质,通过测定产品中与鲜度相关的理化指标如蛋白质降解、.值、微生物菌落总数、值、值等变化,往往可以预测和分析产品的货架期引。本章的目的是通过分析新鲜草鱼鱼肉在贮藏过程中其蛋白质降解、微生物菌落总数、.含量、值、值等指标变化,考查各指标之间的关联性,尤其是微生物菌落总数与其他指标间的内在联系,为多靶栅栏技术在草鱼防腐保鲜的运用中提供理论基础。.实验材料与设备.实验原料新鲜草鱼:购自当地市场,每尾约.。.主要实验试剂表.实验主要试剂.他缸 产地试剂名称蛋白胨生化试剂 广东环凯微生物科技有限公司牛肉膏 汕头市明德食品添加剂有限公司氯化钠 国药集团化学试剂有限公司琼脂粉 国药集团化学试剂有限公司北京兴瑞达化:厂高氯酸三氯乙酸 国药集团化学试剂有限公司续表硼酸国药集团化学试剂有限公司氢氧化钠天津市风船化学试剂有限公司甲基红上海崇明县裕西试剂厂溴甲酚绿 天津市大茂化学试剂厂酚酞上海公私合营福源化工厂无水碳酸钠天津新技术产业园区科茂化学试剂有限公司盐酸 衡阳市凯信化工试剂有限公司碘化钾湖南汇虹试剂有限公司无水乙醇国药集团化学试剂有限公司高氯酸国药集团化学试剂有限公司.硫代巴比妥酸国药集团化学试剂有限公司三氯乙酸国药集团化学试剂有限公司,一二硝基水杨酸 国药集团化学试剂有限公司葡萄糖国药集团化学试剂有限公司乙酸镁中国医药集团上海化学试剂公司无水碳酸钠湖南试剂厂三氯甲烷衡阳市有机化学试剂厂.主要实验仪器表.实验主要仪器陆 .偬仪器名称 产地分析天平 日本岛津公司型紫外可见分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司九阳料理机 九阳股份有限公司.型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司.数显恒温磁力搅拌器 天津市泰斯特仪器有限公司冷冻高速离心机 长沙易达仪器有限公司.型台式低速离心机北京京立离心机有限公司.型显微镜日本吣公司梅特勒.托利多上