應用揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值評價草魚的新鮮程度

唐森 李軍生 胡金鑫 閻柳娟 黃國霞

摘要：為了有效而簡便地對魚類等水產品進行新鮮度的評價，提出通過揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值對草魚的新鮮度進行測定，驗證此比值作為評價草魚（Ctenopharyngodon idella）新鮮度指標的可行性。結果表明，單一的三甲胺（TMA）和氧化三甲胺（TMAO）含量只能了解草魚的腐敗趨勢，很難真實反映出貯藏期間任意時間的新鮮度；二甲胺（DMA）和甲醛（FA）含量是草魚凍藏階段的腐敗產物，所以其不能對各個貯藏階段下的草魚進行品質評價；揮發性鹽基氮（TVB-N）含量在評價冷凍魚品質時敏感度較差；菌落總數（TVC）很難反映冷凍貯藏樣品的真實鮮度；揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值在貯藏過程中變化穩定，可以作為評價草魚新鮮度的指標，參照感官評定結果，在常溫和冷藏條件下TMA/TMAO摩爾比值大于1.28，在冷凍條件下（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值大于0.96時，草魚就超出了安全食用范圍。

關鍵詞：草魚（Ctenopharyngodon idella）；新鮮度；揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值；揮發性鹽基氮；菌落總數

中圖分類號：S984.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）13-3202-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.035

The Application of the Volatile Amine/Trimethylamine Oxide Molar Ratio to Evaluate the Freshness of Grass Carp

TANG Sen1，LI Jun-sheng1，HU Jin-xin1，2，YAN Liu-juan1，HUANG Guo-xia1

（1. College of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Science and Technology/Guangxi Key Laboratory of Green Processing of Sugar Resources/Key Laboratory for Processing of Sugar Resources of Guangxi Higher Education Institutes，Liuzhou 545006，Guangxi，China；2.Tianjin Unit of China Light Industrial Food Quality Supervision and Inspection， Tianjin 300451， China）

Abstract： In order to evaluate the freshness of fish and other aquatic products effectively and easily， this paper determinated the freshness of grass carp （Ctenopharyngodon idella） through the volatile amine/trimethylamine oxide molar ratio， and verified the feasibility of this ratio as evaluation index for fish freshness. The results showed that single trimethylamine （TMA） or trimethylamine oxide （TMAO） could only reflect the trend of spoilage of fish， and it was difficult to reflect the real freshness at any time during the period of storage； dimethylamine （DMA） and formaldehyde （FA） was the corruption product of fish at frozen stage， so it was not suitable for the quality evaluation in each storage condition； moreover， volatile base nitrogen （TVB-N） was not sensitive enough to evaluate the quality of frozen fish； the total number of colonies （TVC） was also difficult to reflect the real freshness in frozen storage condition； while volatile amine/trimethylamine oxide molar ratio was proper for the quality evaluation of fish in each storage condition， and with reference to sensory evaluation results， grass carp achieved shelf life when TMA/TMAO molar ratio reached 1.28 at room temperature and refrigerated conditions， or （TMA+DMA）/TMAO reached 0.96 under freezing conditions.

Key words：Oreochromis niloticus；freshness；volatile amine/trimethylamine oxide mole ratio；volatile base nitrogen；the total number of colonies

新鮮度是魚類貯藏過程中一個十分重要的品質指標，它決定了產品的質量、人們的可接受度和水產品的商業價值[1]。魚類腐敗變質主要是由于體內與自溶有關的酶和與腐敗有關的微生物的作用，在儲藏過程中會發生一系列的變化，包括蛋白質變性、脂肪氧化以及微生物的作用等[2-4]。目前，在淡水魚的貯藏保鮮中，普遍采用低溫保鮮和凍結保鮮兩大類水產品保鮮技術[5]。傳統評價魚類等水產品新鮮度的方法基本沿用k值、揮發性鹽基氮（TVB-N）、感官評定、電導率、細菌總數（TVC）等方法[6-8]。

在常溫和冷藏條件下，微生物通常是魚體腐敗的主要因素，氧化三甲胺（TMAO）通過微生物中氧化三甲胺還原酶的作用還原為三甲胺（TMA）[9]，除此之外，魚體中的卵磷脂也可轉變為TMA[10]。低溫冷凍是一種常見的保藏方法，通常用來控制或減緩魚肉的腐敗進程。冷凍條件下，除了極少部分微生物作用于魚產品外，此時TMAO還會被TMAO酶分解為等量的二甲胺（DMA）和甲醛（FA）[11]，造成了冷凍條件下魚產品不同于冷藏條件的腐敗機制。如何有效而快速地評價水產品的新鮮度是目前迫切需要解決的問題。無論在何種貯藏條件下，魚體中具有鮮味特征的TMAO均在魚體死亡后轉變為具有腐敗特征的揮發胺。本試驗在之前研究[12，13]的基礎之上，進一步提出將魚體中具有腐敗特征的揮發胺與鮮味特征的TMAO構成比例來評價魚產品的新鮮度。

草魚（Ctenopharyngodon idella）屬鯉形目鯉科雅羅魚亞科草魚屬，多生長在平原地區的淡水水域，應用揮發胺/氧化三甲胺對草魚進行新鮮度檢測還未見報道。以草魚作為試驗對象，分別將0、5 ℃作為冷藏條件，30 ℃作為常溫條件，-18 ℃作為冷凍條件，分別模擬冷藏、常溫和冷凍貯藏過程，將揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值分成TMA/TMAO摩爾比值和（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值兩種形式分別對冷藏、常溫貯藏條件下的樣品和冷凍保藏的樣品進行品質評價，研究魚肉中TMA/TMAO摩爾比值和（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值在貯藏過程中的變化規律；同時對樣品中的TMAO、TMA、DMA、FA、TVB-N和TVC進行檢測，分析各指標作為草魚新鮮度評價指標的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

草魚采購于廣西壯族自治區柳州市潭中農貿市場，尾重為（1.5±0.2） kg。

1.2 保藏試驗

將樣品活魚用冰水致休克后，再擊頭致死。根據貯藏條件的不同將樣品魚分成4組，第一組將樣品魚放入帶有漏水孔的泡沫箱中，泡沫箱中為層魚層冰結構，再將泡沫箱放入3 ℃的培養箱中，適時換冰，此為0 ℃；第二組放入5 ℃冰箱冷藏室中；第三組放置在溫度為30 ℃的恒溫培養箱內，作為常溫條件；最后一組將樣品放入-18 ℃的冰箱冷凍室中保藏，作為冷凍環境。

1.3 樣品處理

按照SC/T 3016-2004方法取樣，除去魚鱗、魚皮，取背部和腹部肌肉，將魚肉絞碎后，稱量并分裝進經滅菌后的自封袋中，定時取出，對樣品中的各項指標進行測定。留出整魚進行感官評定，每次檢測做3個平行試驗，取其平均值。

1.4 試驗儀器

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器公司；LD4-2型低速離心機，北京醫用離心機廠；PHS-25CW微機型pH/mV；UV-2012PC型紫外可見分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；SPX-250B-Z型生化培養箱，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；LRH-250A生化培養箱，廣東省醫療器械廠；ZFD-A5040A型全自動新型鼓風干燥箱，上海智城分析儀器制造有限公司；JJ200型電子天平，常熟市雙杰測試儀器廠；半微量凱氏定氮蒸餾器；冰箱。

1.5 測定方法

1.5.1 感官評價 由7名感官評定人員進行感官評價試驗，冷藏和常溫條件下的感官評價方法參照崔正翠等[14]的感官評定標準并稍作修改，具體評定標準見表1。冷凍條件下，樣品從-18 ℃冷凍環境內取出，立即放入5 ℃的冷藏環境內解凍后，再進行感官評定，感官評定標準[14]見表2。

1.5.2 TVB-N含量的測定 參照水產行業標準ST/T 3032-2007《水產品中揮發性鹽基氮的測定》對TVB-N含量進行測定。

1.5.3 TVC的測定 參照GB 4789.2-2010進行測定。

1.5.4 TMA/TMAO摩爾比值的測定 應用苦味酸比色法對草魚中的TMA和TMAO同時測定，此方法主要依靠TiCl3將樣品中的TMAO全部還原成TMA，此時被還原的樣品中包含固有的TMA和TMAO還原的TMA兩部分，樣品中TMAO含量是由TMA總量與樣品中原有的TMA的量的差值換算所得出。所以，此方法在測定樣品TMAO的同時也將TMA含量同時測出。具體方法參照李豐[15]所用方法并稍作修改，具體的TMA/TMAO摩爾比值計算公式如下：

TMA/TMAO摩爾比值=■×■

式中，mTMA為樣品中三甲胺含量，單位為mg/100 g；mTMAO為樣品中氧化三甲胺含量，單位為mg/100 g；MTMAO為TMAO的相對分子質量；MTMA為TMA的相對分子質量。

1.5.5 （TMA+DMA）/TMAO摩爾比值的測定 采用比色法對草魚魚肉中的DMA含量進行測定。（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值計算公式為：

（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值=■

式中，nTMA為每克樣品中所含三甲胺物質的量，單位為mol/g；nDMA為每克樣品中所含二甲胺物質的量，單位為mol/g；nTMAO為每克樣品中所含氧化三甲胺物質的量，單位為mol/g。

2 結果與分析

2.1 冷藏和常溫條件下草魚各項指標在貯藏期間的變化

2.1.1 感官變化 由表3可知，在0 ℃和5 ℃貯藏條件下，草魚分別在貯藏144 h和96 h時，肉質緊實度下降，魚鰓顏色變暗，此時感官評定達到二級新鮮；分別在貯藏240 h和120 h開始腐敗，開始腐敗的草魚出現腥臭味，體表和肌肉均滲出較多黏液，肌肉的顏色發黃并且肌肉彈性變差，此時感官評定草魚到達貨架期；分別在貯藏288 h和144 h時，感官評定結果為腐敗中期。

由表4可以看出，常溫條件下草魚貯藏4 h到達二級新鮮；隨著貯藏時間的延長，魚體所產生腐敗氣味逐漸加重，在貯藏10 h時到達貨架期，此時感官評定最大的特征是魚體表面產生渾濁的黏液，肌肉的顏色發黃，肌肉彈性變差，并伴有氨臭味產生。

2.1.2 TMA和TMAO含量的變化 在0、5和30 ℃貯藏條件下，TMA隨著貯藏時間的延長總體都呈持續積累狀態（圖1）。草魚在冷藏和常溫條件下，TMAO容易被腐敗微生物分解產生TMA，使得TMA含量在魚肉中積累。TMA含量的這一變化趨勢可以對草魚的腐敗程度進行評價，但是僅憑單一的TMA含量指標只能了解到草魚的腐敗趨勢，而不能確切地知道草魚在任意時刻的新鮮度。冷藏和常溫條件下草魚處于貨架期時測得的TMA含量的變化范圍較大，例如在0 ℃時所測得草魚貨架期時的TMA含量水平處于5 ℃時二級新鮮狀態，由此可以看出TMA含量作為草魚新鮮度評定指標不靈敏。

TMAO含量在下降的過程中出現了回升的狀態，不同溫度條件下草魚到達貨架期時測得的TMAO含量的變化范圍較大，例如在常溫條件下所測得草魚貨架期時的TMAO含量水平卻處于冷藏條件一級新鮮狀態（圖2），由此可以看出，僅憑鮮味成分TMAO含量很難對草魚進行新鮮度評價。

2.1.3 TMA/TMAO摩爾比值的變化 在0、5和30 ℃貯藏條件下，TMA/TMAO摩爾比值分別在1.42、1.34和1.28處出現拐點（圖3），此時的魚肉已由最初的白色變成微黃色，魚體開始散發出難聞的氨臭味，魚體產生渾濁的黏液，感官評定為貨架期，不同貯藏溫度下草魚的TMA/TMAO摩爾比值隨貯藏時間逐漸增大，在貨架期所測得的數值均大于1.28，由此可以看出在常溫和冷藏條件下，當草魚中TMA/TMAO摩爾比值小于1.28的時候為安全食用范圍，并且在安全食用范圍之內比值越小，樣品的新鮮度就越高。

2.1.4 TVB-N含量的變化 從圖4可以看出，處于不同貯藏條件下草魚的TVB-N含量隨貯藏時間的延長均呈上升趨勢，并且貯藏溫度越高，TVB-N含量的增長速度會越快，這是因為低溫會抑制一些微生物的生長。在0、5和30 ℃貯藏條件下，草魚二級新鮮時的TVB-N含量分別為13.20、14.68、15.63 mg/100 g。根據鮮、凍動物性水產品衛生標準GB 2733-2005，淡水魚類的TVB-N含量不得超過20 mg/100 g。3個貯藏條件下的TVB-N含量分別為16.80、19.30和18.89 mg/100 g時魚體進入貨架期。因此，試驗所得結果未超出限值，并且此判定結果與感官評定結果相一致。

2.1.5 TVC的變化 由圖5可知，隨著貯藏溫度的增加，3個貯藏溫度下的菌落總數逐漸增加，且隨著貯藏溫度的升高，微生物增加的速度變快。從圖5還可以看出，冷藏條件下，貯藏初期存在滯緩期，而常溫條件下，微生物的生長直接進入了對數期。由冷藏和常溫條件下TVC的這一變化趨勢可知，TVC可以表征該條件下草魚被微生物污染的程度。

2.2 冷凍條件下草魚各項指標在貯藏期間的變化

2.2.1 感官變化 冷凍條件下保存的樣品的腐敗中期狀態與冷藏條件下有很大的不同，冷凍條件下不會出現難聞的酸腐味道，當草魚貯藏到21 d時，感官評定為二級新鮮；貯藏時間達到135 d時，感官評定為貨架期；當草魚貯藏到195 d時，感官評定為腐敗中期（表5）。

2.2.2 TMA含量的變化 由圖6可知，冷凍條件下TMA含量變化緩慢，以至于冷凍草魚到達貨架期時的TMA含量小于冷藏和常溫條件一級新鮮時的TMA含量，并且冷凍條件下肌肉品質等其他因素主導著草魚的品質，所以在冷凍條件下TMA含量很難對草魚的品質做出評價。

2.2.3 TMAO、DMA和FA含量的變化 冷凍過程中草魚的TMAO含量水平整體呈下降趨勢（圖7），與常溫和冷藏條件相同，草魚在冷凍條件下TMAO含量在下降的過程中也出現了回升現象。試驗在冷凍條件和常溫條件選擇了兩個批次的草魚，不同批次的草魚初始時刻TMAO的含量有一定差別，并且又由于貯藏條件的不同，以至于冷凍條件下初始狀態所測得的TMAO含量水平處于常溫條件貨架期狀態。冷凍條件下，草魚中的DMA含量貯藏前期的變化較不穩定，參照感官評定結果，DMA含量很難對冷凍草魚進行新鮮度評價，并且FA和DMA含量是冷凍條件下的腐敗成分，這就決定了應用FA和DMA含量評價草魚新鮮度的局限性。

2.2.4 （TMA+DMA）/TMAO摩爾比值的變化 與常溫和冷藏貯藏條件相比，冷凍條件下草魚的（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值沒有在腐敗中期之前出現拐點，這是由于低溫條件下樣品的腐敗過程變得更加緩慢。（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值在前20 d內增長較為快速（圖8），冷凍條件下，草魚在儲藏21 d時由一級新鮮轉為二級新鮮，此時（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值為0.65；比值為0.96時，感觀評定為貨架期；比值為1.25時，感官評定為腐敗中期。由此可知，冷凍草魚的（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值隨貯藏時間延長逐漸增大，并且當它大于0.96時，由感官評定可得樣品超出了安全食用范圍。

2.2.5 TVB-N含量的變化 由于冷凍條件下，草魚中的TVB-N含量隨時間變化先快速增加而后變化趨于平穩（圖9）。與較高溫度條件下貯藏樣品產生惡臭而達到腐敗中期不同，冷凍條件下的腐敗中期并不是以出現惡臭為主要標志的，魚肉肉質的變化最為明顯，試驗在感官拒絕時所測得的草魚中的TVB-N含量為19.77 mg/100 g，其仍然在鮮、凍動物性水產品衛生標準GB 2733-2005所劃定的20 mg/100 g安全范圍之內，由此可看出應用TVB-N含量對于冷凍草魚的新鮮度評價有一定的局限性。

2.2.6 TVC的變化 由于在冷凍條件下大量微生物的活性受到抑制，甚至超過最低生長溫度而死亡，所以測得的TVC整體呈下降趨勢（圖10），貯藏前期樣品TVC有升高的趨勢，這是因為貯存溫度的不穩定導致微生物物理化學性質發生變化所造成的。經過長時間的冷凍不能使樣品達到完全滅菌，只是抑制微生物的生理機能，草魚冷凍前的菌落總數要高于冷凍之后的，說明只應用TVC對冷凍草魚進行品質評價不可行。

3 結論

應用TMA和TMAO含量對草魚進行品質評價時，會由于草魚的個體差異和貯藏條件的不同，而導致同種新鮮等級下所測得的TMA和TMAO含量產生較大差異。在冷凍條件下，草魚中的DMA含量在貯藏前期變化較為不穩定，參照感官評定結果，DMA含量很難對冷凍草魚進行新鮮度評價。草魚中揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值在貯藏過程中變化穩定，參照感官評定結果，綜合3個貯藏條件下貨架期時的揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值，得出在常溫和冷藏條件下，TMA/TMAO摩爾比值為1.28，在冷凍條件下（TMA+DMA）/TMAO摩爾比值為0.96時，樣品到達貨架期。在冷藏和常溫條件下，草魚的TVB-N含量和TVC變化趨勢穩定，所以TVB-N含量和TVC適用于該條件下草魚的品質評價，但是在冷凍條件下TVB-N含量的變化較為緩慢，以至于TVB-N含量在評價冷凍草魚品質時敏感度變差，同時TVC在貯藏過程中逐漸減少，導致TVC很難反映冷凍貯藏樣品的真實鮮度。

通過分析以上結果可知，揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值可以作為判定草魚新鮮度的指標。但是由于受到多種因素的影響如飼養方式、捕撈方式與致死方式的不同，會導致應用揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值來評定草魚新鮮度時可能會出現誤差，還需要大批量的、多種溫度條件下的試驗才能使揮發胺/氧化三甲胺摩爾比值成為水產品規范化的指標，為中國的水產品加工、貯藏與貿易提供參考依據。

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