FG/CS逐層復合保鮮涂膜對三文魚魚片品質的影響

楊華，王雅妮，孫曉冬，徐趙萌，孫彤

FG/CS逐層復合保鮮涂膜對三文魚魚片品質的影響

楊華1，王雅妮1，孫曉冬2，徐趙萌1，孫彤1

（1.渤海大學 a.食品科學與工程學院 b.生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013；2.河南唐璽親水膠體研究院有限公司，鄭州 451100）

為了提高復合涂膜對三文魚魚片的保鮮性能，獲得具有高效長效緩釋性能的生物保鮮材料。以亞麻籽膠（FG）和殼聚糖（CS）為成膜材料，丁香酚（EG）和月桂精油（LEO）為保鮮劑，采用流延法制備逐層FG/CS+EG/FG+LEO復合涂膜。以三文魚魚片為研究對象，評估復合涂膜的保鮮性能。FG/CS+EG/FG+LEO復合涂膜能夠顯著抑制三文魚魚肉中微生物的生長，提高魚肉持水力，延緩脂肪氧化、蛋白質分解和色差值的變化進程。EG和LEO復配使用具有一定的協(xié)同增效作用，同時，多層涂膜組成的緩釋體系有效地延長了生物保鮮劑的作用時間，使EG和LEO對魚片的保鮮效果更好，其中FG/CS+EG/FG+LEO復合涂膜的保鮮效果最優(yōu)，可使生鮮三文魚魚片的貨架期從7 d延長至13 d。

亞麻籽膠；殼聚糖；丁香酚；月桂精油；涂膜；保鮮；三文魚魚片

“三文魚”由英語單詞“”音譯而來，我國市售的三文魚主要包括大西洋鮭魚（）和虹鱒（）。三文魚不僅味道鮮美，還富含優(yōu)質蛋白質、微量礦物質和多不飽和脂肪酸[1]。三文魚是人體攝取營養(yǎng)物質的理想食物來源，具有良好的保健效果，尤其在預防慢性病方面[2]。然而，三文魚脂肪易氧化，高蛋白和高含水量會導致微生物滋生，使其在加工、貯藏和銷售過程中易腐敗變質[3—4]。如何延長三文魚的貨架期，不僅能夠減少食物浪費，還能降低生產成本，提高經(jīng)濟效益。

丁香酚（eugenol，EG）是一種天然酚類化合物，是從丁香中提取和分離得到的油狀物[5]，月桂精油（laurel essential oil，LEO）是從月桂葉中提取得到的復合物，兩者均具有較強的抗菌和抗氧化活性[6]。由于精油易揮發(fā)，且部分具有強烈的刺激性氣味，限制了其在水產品保鮮中的應用[7]。采用適當?shù)姆椒p緩植物精油揮發(fā)，提高精油穩(wěn)定性，將有利于精油在食品保鮮中的應用。Wu等[8]將月桂精油和Ag納米顆粒包覆于脂質體內，再與殼聚糖涂膜液混合，并涂布于聚乙烯薄膜，使豬肉的貨架期延長至6 d。

亞麻籽膠（flaxseed gum，F(xiàn)G）是從亞麻籽中提取的一類水溶性亞麻籽多糖，主要由中性的阿拉伯木聚糖和酸性的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖組成[9]。亞麻籽膠具有良好的成膜性，且無毒，可生物降解，故可用于制備可食性涂膜。由于單一成分涂膜的力學性能較差，且水溶性和粘度較高，限制了其在食品包裝中的應用。殼聚糖（chitosan，CS）是通過化學脫乙酰作用從甲殼素衍生而來，因其優(yōu)異的成膜能力和廣譜抗菌性能被廣泛應用于食品包裝[10—12]。

文中以FG和CS為成膜材料，EG和LEO為生物保鮮劑，制備具有緩釋性能的多層保鮮涂膜，用于三文魚魚片的保鮮。以保鮮貯藏過程中三文魚魚片的感官評分、菌落總數(shù)（TVC）、硫代巴比妥酸值（TBA）、pH值、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值、成腺苷三磷酸關聯(lián)物（值）、持水力和色差等鮮度指標，研究復合保鮮涂膜對三文魚魚片的保鮮性能。此研究可為三文魚魚片的貯藏保鮮提供新的思路和技術指導。

1 實驗

1.1 材料與試劑

主要材料：鮮活三文魚（虹鱒），購于遼寧省錦州市某海水養(yǎng)殖場，質量為(5.00±0.30)kg；亞麻籽膠（食品級），新疆利世得生物科技有限公司；殼聚糖（脫乙酰度>95%，粘度為100～200 mPa?s），上海麥克林生化科技有限公司；月桂精油，上海源葉生物科技有限公司；丁香酚（質量分數(shù)為99%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他試劑均為分析純，去離子水自制。

主要儀器：PHS-3C，雷磁酸度計，鄭州長城科工貿有限公司；LRH-150，生化培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；TA-XT-PLUS，質構儀，Stable Micro Systems公司；LDZX-75KBS，立式高壓蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；K9840+SH220F，凱氏定氮儀，鄭州海能儀器有限公司海能儀器；Bagmixer 400W，拍擊式均質機，上海智理科儀有限公司；Multifuge X1，冷凍高速離心機，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；1260，高效液相色譜儀，美國Agilent公司；CR400，便攜式色差計，柯尼卡美能達。

1.2 方法

1.2.1 三文魚魚片的涂膜處理

將三文魚去頭、去內臟、去皮，取魚體兩側背脊魚肉，每側取2片，每片質量為(260±10)g，采用無菌水清洗后，再用無菌濾紙擦干其表面水分。將魚片放入FG（質量分數(shù)0.5%）+LEO（體積分數(shù)1.5%）涂膜液中，浸漬1 min，獲得第1層涂膜；然后放入CS（質量分數(shù)1.0%）+EG（體積分數(shù)1.5%）涂膜液中，浸漬1 min，獲得第2層涂膜；最后放入FG（質量分數(shù)0.5%）涂膜液中，完全浸漬后立即取出，即為FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理的樣品。

將魚片放入FG（質量分數(shù)0.5%）涂膜液中，浸漬1 min，獲得第1層涂膜；然后放入CS（質量分數(shù)1.0%）+ EG（體積分數(shù)1.5%）+LEO（體積分數(shù)1.5%）涂膜液中，浸漬1 min，獲得第2層涂膜；最后放入FG（質量分數(shù)0.5%）涂膜液中，完全浸漬后立即取出，即為FG/CS+EG+LEO/FG涂膜處理的樣品。

將上述第2層涂膜液換成CS（質量分數(shù)1.0%）+ LEO（體積分數(shù)3.0%）、CS（質量分數(shù)1.0%）+ EG（體積分數(shù)3.0%）、CS（質量分數(shù)1.0%）和FG（質量分數(shù)0.5%），分別制得FG/CS+LEO/FG、FG/CS+ EG/FG、FG/CS/FG和FG涂膜液處理的樣品，魚片浸漬在無菌水中后取出，作為對照。所用涂膜液的體積均為500.0 mL。處理后將魚片表面的膜液風干，放入已滅菌的蒸煮袋內，密封后于4 ℃冰箱內冷藏，貯藏一定時間后取出，測定相關鮮度指標。

1.2.2 三文魚魚片鮮度指標和質構特性的測定

從水產專業(yè)隨機選取10名同學成立評定小組，參考Berizi等[13]描述的方法，略加修改。從顏色、氣味、質地和外觀等4個方面對魚片進行綜合評分，其中5分為最好，3分為可接受限值。

在無菌條件下，取10.00 g魚肉置于無菌蒸煮袋中，將90 mL無菌生理鹽水倒入蒸煮袋中。將蒸煮袋置于拍擊式均質機上，拍打60 s，梯度稀釋，取適當濃度，參照GB 4789.2—2016，測定魚肉中的TVC。參考楊華等[14]的方法，測定貯藏過程中魚肉的pH值。參考Cheng等[15]的方法，測定樣品在532 nm處的吸光度，根據(jù)丙二醛標準曲線計算魚片樣品的TBA值。參考Sarmast等[16]的方法，測定貯藏過程中魚肉的值。參考Shokri等[17]的方法，采用半自動凱氏定氮儀，測定魚肉的TVB-N值，樣品中的含氮量單位為g/kg。

參照Sánchez-gonzález等[18]的方法，稍做修改。稱取5.00 g（1）完整的魚肉，用雙層濾紙包裹置于離心管中，在溫度為4 ℃，4000 r/min的條件下離心10 min，取出魚肉稱量記為2。持水力按照式（1）進行計算。

(1)

式中：1為離心前質量（g）；2為離心后質量（g）。

采用便攜式色差儀測定魚片的色差值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

上述實驗均進行3次平行測定，以“平均值±標準偏差”表示最終結果。使用SPSS 19.0軟件進行顯著性分析，采用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 復合涂膜對三文魚魚片感官評分的影響

感官評價是專業(yè)培訓人員通過視覺、嗅覺和觸覺直接評判水產品新鮮度的重要方法。隨著貯藏時間延長，三文魚魚片的感官評分逐漸降低，見圖1。新鮮三文魚魚片的感官評分為4.95，魚肉無異味，呈現(xiàn)出特有的橙紅色，肌肉組織富有紋理，且具有較好的彈性。冷藏3 d后，感官評分迅速下降，與未經(jīng)處理的魚片相比，經(jīng)FG涂膜處理后，感官評分下降速度更快，可能是由于無抗菌及較低抗氧化性能的FG形成涂膜后具有一定的阻隔性能，且作為營養(yǎng)物質促進了魚體內微生物的生長繁殖，導致魚片腐敗變質更快。經(jīng)FG/CS/FG及復合保鮮劑涂膜處理后，魚片感官評分的下降速度變緩。經(jīng)FG涂膜處理的樣品和未經(jīng)處理的魚片均在第9天之前達到不可接受限值，而經(jīng)復合涂膜處理后，可延長至12～15 d，以FG/CS+EG/FG和FG/CS+EG/FG+LEO處理后的效果最好。分析認為，F(xiàn)G和CS之間能夠形成靜電引力，使膜更加致密，對氣體的阻隔性更強；CS、EG和LEO均具有抗菌和抗氧化性能，能夠抑制微生物的生長繁殖，及脂肪的氧化，從而延緩魚片感官評分的下降。

圖1 冷藏過程中三文魚魚片感官評分的變化

2.2 復合涂膜對三文魚魚片鮮度指標的影響

微生物、內源酶和脂肪氧化是引起水產品變質的主要因素。其中，微生物的生長繁殖會導致魚類腐臭[19]。貯藏期間，三文魚魚片的菌落總數(shù)（TVC）持續(xù)上升，見圖2a。新鮮魚片的TVC為3.91 lg(CFU/g)，貯藏至第6天，經(jīng)FG涂膜處理魚片的菌落總數(shù)超過可接受限值7 lg(CFU/g)[20]，同期未處理樣品為6.69 lg(CFU/g)，接近可接受限值。這是由于FG為微生物的生長繁殖提供了營養(yǎng)物質，使其生長速度更快。經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后，魚片中微生物生長速度減慢。這是由于CS的質子化NH3+與菌體表面陰離子結合，破壞了細胞膜，進而抑制微生物的生長[3]。涂膜中加入精油可顯著抑制魚體內微生物的生長，且FG/CS+EG/FG涂膜的抑菌效果優(yōu)于FG/CS+LEO/FG涂膜，說明EG的抑菌性能優(yōu)于LEO，這與精油的成分有關。LEO的主要抗菌物質為肉桂醛、芳樟醇和百里香酚等，但其含量較低，抗菌性能較差[21]。經(jīng)FG/CS+EG/FG與FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后，魚片的TVC沒有顯著性差異，表明EG和LEO有協(xié)同增效作用。與FG/CS+EG+LEO/FG涂膜相比，經(jīng)FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后，魚片中微生物的生長速度更低，這可能是由于在涂膜內層的LEO直接接觸魚片，能夠更有效地抑制微生物的生長繁殖。

一般認為，魚體死后其pH值會先下降后上升。這是由于在貯藏前期，魚體內糖原分解為葡萄糖，再進行無氧呼吸導致產生乳酸，而pH值下降的值與肌肉內糖原的含量密切相關[22]。此外，由于ATP降解產生無機磷的積累同樣會造成pH值降低[23]。在貯藏中后期，微生物代謝將大分子蛋白質、小分子肽和氨基酸分解成堿性化合物，使pH值升高。三文魚魚片的pH值先降后升，且在第6天降至最低，見圖2b。與未經(jīng)處理的樣品相比，經(jīng)復合保鮮劑涂膜處理后，魚片的pH值下降緩慢，其中以FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后pH值變化最小。這可能是由于EG和LEO可抑制糖原分解過程中糖原磷酸化酶的活性，從而降低乳酸的生成。此外，也可能是EG和LEO能夠抑制ATP酶活性，減少無機磷的積累，從而導致pH值變化較小。在貯藏后期，未經(jīng)處理及經(jīng)FG涂膜處理后，魚片的pH值迅速上升，經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后pH值較低，加入精油后，pH值更低。分析認為，魚片經(jīng)涂膜處理后可有效降低氧氣與魚肉的接觸，精油不僅能夠顯著降低魚肉中的微生物數(shù)量，同時還能延緩蛋白質的分解，從而延緩魚體內堿性含氮物質的生成。經(jīng)FG/CS+EG/FG涂膜處理后，魚片的pH值低于經(jīng)FG/CS+LEO/FG涂膜處理的樣品，這是由于EG的抗菌性能優(yōu)于LEO，與TVC結果一致。

圖2 冷藏過程中三文魚魚片鮮度指標的變化

冷藏過程中，魚片中的不飽和脂肪酸會在有氧的條件下發(fā)生氧化反應，生成小分子物質，如酮和醛等。丙二醛（MDA）能夠與硫代巴比妥酸反應生成紅色復合物[24]。Dehghani等[24]建議將1～2 mg/kg魚肉作為可接受水平限值。貯藏至第3天，未處理魚片的TBA值從0.06 mg/kg直接升至最高點1.24 mg/kg，隨后開始降低，見圖2c。這是由于MDA在儲存期間與氨基酸、蛋白質和其他魚類成分之間存在多種相互作用，導致TBA值下降，這一現(xiàn)象與JOUKI等[25]的研究結果一致。經(jīng)FG涂膜處理后，魚片的TBA值在第6天升至最高點，但顯著低于未處理樣品第3天的值（＜0.05），這是由于FG中部分多糖具有抗氧化活性[9]。經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后，魚片的TBA值更低（＜0.05），可歸因于CS具有一定的抗氧化性能。經(jīng)復合保鮮劑涂膜處理后，魚片的TBA值基本沒有變化。這可能是由于涂膜能夠隔絕氧氣，同時EG和LEO具有較強的抗氧化能力，能夠抑制脂肪的氧化。

腺嘌呤核苷酸及其降解的衍生物通常用于計算魚類的新鮮指數(shù)，值是未磷酸化ATP降解化合物與總ATP降解化合物的比值，因此，值決定了魚肉的新鮮度，值大于60%視為腐敗[26]，見圖2d，隨著冷藏時間的延長，魚片的值不斷上升。新鮮魚片的值為 13.37%，處于極新鮮水平。與未處理的樣品相比，經(jīng)FG涂膜處理后，魚片的值上升加快，這是由于FG涂膜隔絕氣體交換，且在一定程度上為微生物的生長繁殖提供營養(yǎng)，與TVC研究結果一致。經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后，魚片的值上升緩慢，這表明CS抑制了微生物的生長以及酶的活性。經(jīng)復合保鮮劑涂膜處理后，魚片的值顯著降低（＜0.05），這是由于精油對微生物及酶活性的抑制作用更強[16]。經(jīng)FG/CS+LEO/FG涂膜處理后，魚片的值較低，F(xiàn)G/CS+EG/FG+LEO涂膜處理的值更低，F(xiàn)G/CS+ EG/FG+LEO涂膜處理的值最低，這可能是由于EG對微生物和酶的抑制效果優(yōu)于LEO，且復合涂膜對微生物和酶的抑制性能與EG和LEO在涂膜中的釋放途徑有關。

冷藏過程中，水產品內小分子氨和胺類化合物等的產生可歸因于微生物對蛋白質的利用及內源酶（組織蛋白酶）對蛋白質的分解作用[27—28]，其被定義為揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）。GB/T 18108—2019《鮮海水魚通則》規(guī)定，海水魚優(yōu)級品的TVB-N值≤0.15 g/kg，合格品的TVB-N值應在0.15～0.3 g/kg。新鮮魚片的TVB-N值為0.07 g/kg，此時魚片屬于優(yōu)級品，見圖2e。隨著貯藏時間延長，魚片的TVB-N值逐漸上升。未處理和FG涂膜處理后的樣品分別于第7.8天和第7天達到合格品限值，而經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后，第10.6天才達到這一限值，表明CS可以抑制微生物的代謝，從而抑制TVB-N值上升。加入精油后，魚片的TVB-N值增長緩慢，表明精油可以抑制微生物的生長，延緩蛋白質的分解。經(jīng)FG/CS+EG/FG復合涂膜處理后，魚片的TVB-N值顯著低于FG/CS+LEO/FG復合涂膜處理的樣品，這是由于EG的抗菌性能優(yōu)于LEO。經(jīng)FG/CS+EG/FG和FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后，魚片的TVB-N值無顯著性差異，表明EG和LEO有協(xié)同增效的作用。經(jīng)FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后，魚片的TVB-N值顯著低于FG/CS+EG+LEO/FG涂膜處理的樣品，進一步說明涂膜中精油的位置影響其性能，這與菌落總數(shù)的研究結果一致。

2.3 復合涂膜對三文魚魚片持水力的影響

持水力指在一定外力作用下（通常是低速離心），魚肉截留水的能力。隨著貯藏時間延長，三文魚魚片持水力呈先下降，后上升，再下降的趨勢，見圖3。新鮮魚片的持水力為85.27%，未處理魚片的持水力在第9天下降至最低點，然后開始上升。這可能是因為細胞骨架的降解緩慢消除了肌原纖維的收縮，先前排出的水有可能流入，從而表現(xiàn)為魚肉的持水力提 高[29]。經(jīng)FG/CS/FG涂膜處理后，持水力在第12天降至最低點，且顯著高于未處理樣品（＜0.05），表明CS能夠抑制微生物的代謝，降低其對蛋白質的破壞，從而減少對魚體細胞的破壞，提高魚肉的持水力。加入精油后，魚肉的持水力更高，表明EG和LEO不僅能夠抑制微生物的生長，還能抑制內源酶的活性，降低對蛋白質結構的破壞，提高樣品持水力。經(jīng)FG/CS+LEO/FG涂膜處理后，樣品具有較高的持水力，經(jīng)FG/CS+EG/FG涂膜和FG/CS+EG/FG+LEO涂膜處理后，魚肉的持水力最高，兩者無顯著性差異，且顯著優(yōu)于FG/CS+EG+LEO /FG涂膜處理的樣品。這是由于EG的抗菌效果優(yōu)于LEO，EG和LEO，具有協(xié)同增效作用，且涂膜內精油的位置影響其保鮮性能。

圖3 冷藏過程中三文魚魚片持水力的變化

冷藏過程中，魚類及魚肉制品的顏色會發(fā)生顯著變化，特別是三文魚這類本身具有顏色的魚肉。對消費者而言，顏色被認為是關鍵因素，直接決定產品的優(yōu)質程度，人們會根據(jù)感知到的顏色評價產品的品質。采用L（亮度），a（紅色）和b（黃色）來表征顏色[30]，L值先升高，后降低，再升高，見圖4。貯藏過程中，未處理魚片的*值緩慢增加，這可能是由于蛋白質發(fā)生水解，在魚片表面形成更大的光散射[30]。由圖4可知，經(jīng)涂膜處理后的魚片貯藏至第3天時，L值顯著增加，然后緩慢下降。這可能是涂膜影響了表面肌肉組織的光散色[19]，且涂膜液具有一定的亮度，使魚片的L值升高[24]。a值和b值均呈現(xiàn)先下降，后上升，再下降的趨勢。新鮮的三文魚魚片具有較高的a值，這是由于類胡蘿卜素（蝦青素）含量決定的[31]。在冷藏前期，經(jīng)FG涂膜處理后，魚片的a值高于未處理的樣品，經(jīng)FG/CS/FG復合涂膜處理后，魚片的a值更高。這是由于涂膜能夠形成低氧微環(huán)境，且FG和CS具有一定的抗氧化作用，能夠延緩蝦青素的氧化。經(jīng)過加入精油的復合保鮮涂膜處理后，魚片的a值最高，這是由于精油的抗氧化性能更優(yōu)，延緩了魚片內類胡蘿卜素含量的降低。在冷藏后期，未處理樣品的b值顯著高于經(jīng)復合保鮮劑涂膜處理的魚片，b值的升高可歸因于脂肪自動氧化的產物醛類與蛋白質的氨基反應[20]。綜上所述，加入精油不僅能夠延緩魚片內蝦青素的氧化速度，還可以抑制醛類與蛋白質的反應，最大限度地保護魚片的顏色。

圖4 冷藏過程中三文魚魚片色差值的變化

3 結語

研究表明，經(jīng)FG涂膜處理后，三文魚魚片的菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮值升高較快，說明FG促進了魚體內微生物的生長，加快了魚肉的腐敗變質。經(jīng)FG/CS/FG復合保鮮涂膜處理后，三文魚魚片的微生物生長繁殖及脂肪氧化減緩。復合涂膜中加入精油后，使魚片TVC和TBA的升高速度顯著降低。其中，F(xiàn)G/CS+EG/FG復合保鮮涂膜對魚片的保鮮效果最優(yōu)，使生鮮三文魚魚片的貨架期從7 d延長至13 d。

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Effects of FG/CS Layer-by-Layer Composite Coatings on Storage Quality of Salmon Fillets

YANG Hua1, WANG Ya-ni1, SUN Xiao-dong2, XU Zhao-meng1, SUN Tong1

(1a.College of Food Science and Engineering b.National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2.Henan Tangxi Hydrocolloid Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou 451100, China)

The work aims to improve the preservation properties of the composite coatings on salmon fillets, and obtain biological preservation materials with long-term and sustained-release properties. With flaxseed gum (FG) and chitosan (CS) as film-forming materials, eugenol (EG) and laurel essential oil (LEO) as preservatives, layer-by-layer FG/CS+EG/FG+LEO composite coating was prepared by casting method. The preservation properties of the composite coatings were evaluated with salmon fillets as objects. FG/CS+EG/FG+LEO composite coating can significantly restrain the growth of microorganisms in salmon meat, improve the water holding capacity of fish meat, and delay fat oxidation, protein decomposition and changes in color difference. The combination of EG and LEO has a certain synergistic effect. At the same time, the action time of biological preservative is effectively prolonged by the slow-release system of multilayer coating, which make the preservation effect of EG and LEO better. Among them, the preservation properties of the FG/CS+EG/FG+LEO composite coating are the optimal, and the shelf life of fresh salmon fillets can be extended from 7 d to 13 d.KEY WORDS: flaxseed gum; chitosan; eugenol; laurel essential oil; coating; preservation; salmon fillet

TS254.4

A

1001-3563(2022)01-0098-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.013

2021-04-21

遼寧省高等學校創(chuàng)新人才支持計劃

楊華（1995—），男，渤海大學碩士生，主攻水產品貯藏加工及質量安全控制。

孫彤（1966—），女，博士，渤海大學教授、博導，主要研究方向為水產品貯藏加工及質量安全控制。