國產脫脂魚粉的存儲穩(wěn)定性研究

王 力， 李欣欣， 周 麗， 李 勇， 白雅綺， 陳 霞， 曹 偉， 喬煦瑋1，

（1.新希望六和股份有限公司農業(yè)農村部飼料及畜禽產品質量安全控制重點實驗室，四川 成都 610101；2.四川新希望六和科技創(chuàng)新有限公司，四川成都 610000；3.山東新希望六和集團有限公司，山東 青島 266000；4.四川新希望畜牧科技有限公司，四川 成都 610042；5.濰坊新希望六和飼料科技有限公司，山東 濰坊 261000）

魚粉是一種以魚、蝦、蟹等水產動物為原料，經(jīng)蒸煮、壓榨、干燥、粉碎獲得的動物性蛋白原料（錢立峰，2021）， 具有必需氨基酸和脂肪酸含量高、低碳水、適口性好、易被消化吸收等特點，被視為水產飼料中最優(yōu)質的蛋白原料之一 （李戈，2021）。 目前，飼料企業(yè)通常會儲備一定的魚粉以滿足生產需求， 這就要求魚粉具有一定的存儲穩(wěn)定性。 然而，因為魚粉富含蛋白質和脂肪，導致其在存儲過程中極容易腐敗變質， 嚴重影響魚粉的營養(yǎng)價值和飼料產品的品質（Frame，2020；Almquist，1956）。 研究表明，影響魚粉存儲穩(wěn)定性的因素包括脂肪、水分、溫濕度、通風程度、昆蟲和霉菌等（Bragadottir，2004）。其中，脂肪被認為是影響魚粉存儲穩(wěn)定性最核心的因素（Laohabanjong，2007）。這是因為水產動物的油脂中通常含有大量的不飽和雙鍵，在空氣、光、熱、微生物等外界條件的作用下容易被氧化為游離脂肪酸， 游離脂肪酸再進一步被氧化成醛或酮等小分子有機物， 造成魚粉品質下降 （于淑池等，2021；Yu 等，2021；Cui等，2020）。為了降低油脂氧化對魚粉品質的影響，最為有效的策略是分離出魚粉中的油脂， 制成脫脂魚粉，以提高魚粉的存儲穩(wěn)定性（孔令民，2020；孫志強，2015）。 然而，實踐證明，即便是脫脂魚粉在存儲過程中仍然存在變性變質問題。迄今為止，鮮有關于脫脂魚粉存儲條件的系統(tǒng)研究， 且脫脂魚粉變性變質的內在規(guī)律尚不明確， 導致脫脂魚粉的存儲缺乏科學理論的指導。

本試驗擬選取脫脂魚粉作為研究對象，考察其在夏季飼料常規(guī)倉儲條件（18 ～27 ℃，50% ～70%RH，通風）下微生物指標（霉菌和沙門氏菌）、水分含量及水分活度、脂肪變性變質程度（酸價和丙二醛）和蛋白質變性變質程度（揮發(fā)性鹽基氮和生物胺） 的演變規(guī)律， 并與模擬冬季存儲條件（12 ℃，55% RH）和夏季極端存儲條件（35 ℃，85% RH）進行對比， 以期獲得環(huán)境條件對脫脂魚粉存儲穩(wěn)定性的影響規(guī)律，并制定有效的存儲策略。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 國產脫脂魚粉（紅魚粉），粗脂肪10.1%，粗蛋白質69.2%，水分含量2.1%，飼料級，四川新希望六和科技創(chuàng)新有限公司；石油醚、乙醇、丙酮、磺基水楊酸，分析純，成都市科隆化學品有限公司；高氯酸、硼酸、甲基紅指示劑、酚酞指示劑、三氯乙酸、氨水、氫氧化鉀，分析純，廣東光華科技股份有限公司；鹽酸，優(yōu)級純，成都市科隆化學品有限公司；乙腈、甲醇，色譜純，北京邁瑞達科技有限公司；異丙醇，色譜純，西格瑪奧德里奇；硫代巴比妥酸（TBA），國藥集團化學試劑有限公司；茚三酮，分析純，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司。

1.2 脫脂魚粉存儲試驗 模擬商品脫脂魚粉包裝袋，即采用編織袋包裝的方式，將已購國產脫脂魚粉按照5 kg 每袋分裝，共分裝9 袋。 將分裝后的9 袋脫脂魚粉隨機分為3 組， 分別放入如表1所示的三種環(huán)境條件中進行存儲。 期間， 每間隔7 d 按照飼料的取樣標準GB/T 14699.1—2005《飼料取樣》進行取樣，檢測樣品的微生物指標、水分含量和水分活度、 酸價、 丙二醛、 揮發(fā)性鹽基氮（VBN）和生物胺隨時間的變化規(guī)律。

表1 國產脫脂魚粉存儲環(huán)境條件設置

1.3 微生物指標的測定 霉菌總數(shù)的測定根據(jù)GB/T 13092—2006《飼料中霉菌總數(shù)測定方法》中所述的方法進行。 沙門氏菌的測定根據(jù)GB/T 13091—2018《飼料中沙門氏菌的測定》中所述的方法進行。

1.4 水分含量和水分活度的測定 水分含量的測定根據(jù)GB/T 6435—2014《飼料中水分的測定》中8.2 所述的減壓干燥法進行。 水分活度的測定根據(jù)GB 5009.238—2016 《食品安全國家標準食品水分活度的測定》 中的第二法——水分活度擴散法進行。

1.5 酸價的測定 酸價的測定根據(jù)GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》中的第一法——冷溶劑指示劑滴定法進行。

1.6 丙二醛的測定 丙二醛含量的測定根據(jù)GB/T 28717—2012《飼料中丙二醛的測定高效液相色譜法》所述的方法進行。

1.7 VBN 的測定 VBN 含量的測定根據(jù)GB/T 32141—2015 《飼料中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中所述的方法進行。

1.8 生物胺的測定 生物胺含量的測定根據(jù)T/CFIAS 6004—2002 《動物源性飼料原料中生物胺的測定離子交換色譜法》中所述的方法進行。

1.9 數(shù)據(jù)處理方法 使用SPSS 27 軟件進行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計學分析。

2 結果與分析

2.1 存儲條件對脫脂魚粉微生物指標的影響脫脂魚粉腐敗變質的原因之一是受到了微生物的侵蝕（龔國利，2009）。 因此，本研究首先監(jiān)測了脫脂魚粉在存儲過程中微生物的生長情況， 選擇了比較有代表性的霉菌總數(shù)和沙門氏菌作為評價對象，其結果如表2 所示。 存儲過程中，三種環(huán)境條件的脫脂魚粉樣品中始終未檢出沙門氏菌， 這是因為本批次魚粉中不含沙門氏菌， 所以在存儲過程中無沙門氏菌的滋長。 夏季常規(guī)倉儲和模擬冬季存儲條件下， 脫脂魚粉存放126 d 后霉菌總數(shù)均低于100 CFU/g， 遠低于國家標準GB 13078—2017《飼料衛(wèi)生標準》中規(guī)定的魚粉霉菌總數(shù)小于10000 CFU/g 的限量要求， 說明脫脂魚粉在這兩種條件下存儲4 個月后， 其微生物指標仍能滿足國標要求。 需要注意的是， 盡管夏季常規(guī)倉儲條件的溫濕度（18 ～27 ℃，50% ～70% RH）高于模擬冬季存儲條件的溫濕度（12 ℃，55% RH），但在夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉的霉菌總數(shù)（＜10 CFU/g） 始終低于在模擬冬季存儲條件下脫脂魚粉的霉菌總數(shù)（97.5 CFU/g）。 這是因為夏季常規(guī)倉儲一直處于通風狀態(tài)下， 而模擬冬季存儲條件因需要控制溫濕度所以相對較為封閉， 反而有利于霉菌的生長。 由此可見，相較于控制溫濕度，脫脂魚粉的存儲更應注重通風。 存儲21 d 后，模擬夏季極端存儲條件的脫脂魚粉中已生長了大量的霉菌（高于10000 CFU/g），已超過《飼料衛(wèi)生標準》對于霉菌的限量要求，這主要是因為高溫高濕（35 ℃，85% RH） 且相對封閉的條件促進了霉菌的快速生長。因此，脫脂魚粉的夏季存儲應嚴防高溫高濕條件。 由于模擬夏季極端存儲條件下脫脂魚粉在短期內已不滿足《飼料衛(wèi)生標準》，后續(xù)試驗將不再考察該存儲條件， 僅考察夏季常規(guī)倉儲和模擬冬季存儲條件。

表2 存儲過程中脫脂魚粉的衛(wèi)生指標

2.2 存儲條件對脫脂魚粉水分含量和水分活度的影響 水分會影響脫脂魚粉的理化性質和微生物生長狀況， 因此是影響脫脂魚粉存儲期的重要指標（唐森等，2015）。脫脂魚粉存儲過程中水分含量的變化如圖1a 所示。 隨著存儲時間的延長，兩種存儲方式下脫脂魚粉的水分含量均呈逐漸增加的趨勢， 這主要是因為魚粉的蛋白質中含有大量的親水性基團（羧基和氨基等活性基團），容易吸收環(huán)境中的水分，造成水分含量增加。盡管夏季常規(guī)倉儲條件的溫濕度均高于模擬冬季存儲條件，但兩種存儲條件下脫脂魚粉的水分含量沒有明顯差異（P＞0.05），這主要是因為夏季常規(guī)倉儲條件始終保持了通風，通過空氣流動帶走了部分水分，使得脫脂魚粉的水分含量并未出現(xiàn)明顯增加。 當脫脂魚粉存儲126 d 后， 夏季常規(guī)倉儲和模擬冬季存儲條件下的水分含量分別為8.80%和7.52%，均滿足國家標準GB/T 19164—2021《飼料原料魚粉》 中規(guī)定的水分含量限值要求（≤10%）。 盡管如此，仍建議夏季常規(guī)倉儲采取一定的措施適當降低環(huán)境濕度， 以確保脫脂魚粉可穩(wěn)定存放4 個月以上。 脫脂魚粉存儲過程中水分活度的變化如圖1b 所示。脫脂魚粉的水分活度隨存儲時間的延長而逐漸增加， 這是因為脫脂魚粉吸收了環(huán)境中的水分后， 可供利用的自由水分也相應增加。 存儲期在40 ～126 d 內，兩種存儲方式下脫脂魚粉的水分活度均集中在0.5 ～0.7，無明顯差異（P＞0.05），且均低于霉菌生長所需水分活度的限值（0.8）（沈萍，2016），因此霉菌難于生長，這也解釋了表2 中霉菌總數(shù)低于100 CFU/g 的原因。

圖1 脫脂魚粉存儲過程中水分含量（a）和水分活度（b）的變化

2.3 存儲條件對脫脂魚粉酸價的影響 前已述及，本研究采用的脫脂魚粉中仍含有約10%的粗脂肪。 為了探究脫脂魚粉中殘留的粗脂肪對其存儲性能的影響， 本研究監(jiān)測了脫脂魚粉在存儲過程中酸價的變化情況，結果如圖2 所示。 在90 d的范圍內，隨著存儲時間的延長，脫脂魚粉的酸價呈緩慢上升的趨勢，這是因為粗脂肪在微生物、酶和熱等作用下發(fā)生了緩慢水解， 產生了游離脂肪酸（Robertson，2020）。當存儲時間超過90 d 后，脫脂魚粉的酸價基本趨于恒定， 且夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉的酸價（2.90 mg/g）略高于模擬冬季存儲條件下脫脂魚粉的酸價（2.53 mg/g），說明較高的溫濕度可以促進脂肪的酸敗。由此可知，脫脂魚粉中殘存的脂肪仍然會存在酸敗問題。

圖2 脫脂魚粉存儲過程中酸價的變化

2.4 存儲條件對脫脂魚粉丙二醛含量的影響脫脂魚粉的粗脂肪中含有大量的不飽和雙鍵，在環(huán)境條件的作用下容易被氧化形成具有細胞毒性的丙二醛（圖3a），嚴重危害動物和人體健康（Zhu等，2020）。因此，本研究進一步監(jiān)測了脫脂魚粉在存儲過程中丙二醛含量的變化情況，結果如圖3b所示。兩種存儲條件下脫脂魚粉中的丙二醛的含量始終較為恒定，均集中在6 ～13 mg/kg，低于國家標準GB/T 19164—2021《飼料原料魚粉》中一級紅魚粉規(guī)定的丙二醛含量的限值要求（20 mg/kg）。 然而，夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉的丙二醛含量顯著高于模擬冬季存儲條件下脫脂魚粉的丙二醛含量（P＜0.05），說明較高的溫濕度可以促進脂肪的氧化以及丙二醛的生成。 由此可見，夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉中的丙二醛含量在安全范圍內，但仍需堤防高溫、高濕環(huán)境引起丙二醛含量超標。

圖3 油脂氧化生成丙二醛原理示意（a）和脫脂魚粉存儲過程中丙二醛含量的變化（b）

2.5 存儲條件對脫脂魚粉VBN 含量的影響 蛋白質變性也是影響脫脂魚粉存儲穩(wěn)定性的重要原因之一， 因此本研究監(jiān)測了脫脂魚粉在存儲過程中VBN 含量（蛋白質分解而產生的揮發(fā)性氨和胺類堿性含氮物質含量）的變化情況（張越，2019），結果如圖4 所示。隨著存儲時間的延長，兩種存儲條件下脫脂魚粉中的VBN 含量均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。 產生該現(xiàn)象可能的原因是：（1）脫脂魚粉中的水分含量（低于10%，見圖1a）和水分活度（低于0.8，見圖1b）均不適宜微生物生長（霉菌總數(shù)甚至低于100 CFU/g，表2）（沈萍，2016），導致蛋白質的分解作用逐漸減弱；（2）VBN 具有揮發(fā)性，導致其在長時間存儲過程中呈下降趨勢。夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉的VBN 含量顯著低于模擬冬季存儲條件下脫脂魚粉的VBN 含量 （P＜0.01），這與脫脂魚粉中微生物指標的規(guī)律（表2）相符， 這主要得益于通風條件下微生物不易在脫脂魚粉中滋長（陳桂香，2015）。在126 d 的存儲期內，兩種存儲條件下脫脂魚粉中的VBN 含量始終小于25 mg/100g，遠低于國家標準GB/T 19164—2021《飼料原料魚粉》中一級紅魚粉規(guī)定的VBN含量的限值要求（130 mg/kg），說明夏季常規(guī)倉儲條件不易導致脫脂魚粉VBN 含量超標。

圖4 脫脂魚粉存儲過程中VBN 含量的變化

2.6 存儲條件對脫脂魚粉生物胺含量的影響生物胺是一類由微生物對各類游離氨基酸脫羧而形成的含氮有機化合物的總稱，包括組胺、腐胺、尸胺、亞精胺、精胺、酪胺和胍基丁胺等胺類物質，其含量可以反映脫脂魚粉的新鮮度 （Dabade 等，2021；Fong，2021）。 因此，本研究監(jiān)測了脫脂魚粉在存儲過程中七種典型的生物胺含量的變化情況，結果如表3 所示。 總體而言，夏季常規(guī)倉儲條件下脫脂魚粉的生物胺含量低于模擬冬季存儲條件下脫脂魚粉的生物胺含量， 這與脫脂魚粉中微生物指標的規(guī)律（表2）和VBN 的規(guī)律（圖4）一致。 兩種存儲條件下脫脂魚粉中的組胺含量始終小于50 mg/kg， 遠低于國家標準GB/T 19164—2021《飼料原料魚粉》中一級紅魚粉規(guī)定的組胺含量的限值要求（500 mg/kg），說明夏季常規(guī)倉儲條件不易導致脫脂魚粉生物胺含量超標。

表3 脫脂魚粉存儲過程中生物胺含量的變化mg/kg

3 討論

3.1 存儲條件對脫脂魚粉微生物指標和蛋白質變性變質程度的影響 脫脂魚粉在模擬夏季極端存儲條件 （35 ℃，85% RH） 下，21 d 就會滋長超過10000 CFU/g 的霉菌，超過《飼料衛(wèi)生標準》對于霉菌的限量要求。考慮到我國華南和西南地區(qū)的夏季均容易出現(xiàn)高溫、高濕的環(huán)境條件，因此這部分區(qū)域脫脂魚粉的夏季存儲建議嚴格控制溫濕度，以嚴防霉菌數(shù)超標。 需要特別說明的是，通風有助于抑制霉菌的生長，使得脫脂魚粉在夏季常規(guī)倉儲條件（18 ～27 ℃，50%～70%RH） 下存儲4 個月后，其微生物指標、VBN 含量和生物胺含量仍能滿足國標要求。這主要是因為通風可以快速帶走脫脂魚粉和霉菌表面的水分，并適當降低溫度，使得脫脂魚粉的水分含量始終低于10%， 且水分活度集中在0.5 ～0.7，低于霉菌生長所需水分活度的限值（0.8）（沈萍，2016），最終導致霉菌不易侵蝕蛋白成分，引起VBN 和生物胺含量的變化。因此，建議脫脂魚粉在夏季存儲過程中隨時保持通風，且溫度不宜超過27 ℃，濕度不宜超過70%。

3.2 存儲條件對脫脂魚粉中脂肪變性變質程度的影響 魚粉中的油脂在儲存過程中易受外界環(huán)境的影響而發(fā)生氧化劣變，導致魚粉的品質下降（孫志強，2015）。本研究采用了脫除油脂后的脫脂魚粉（粗脂肪含量10.1%），在夏季常規(guī)倉儲條件下表現(xiàn)出良好的存儲穩(wěn)定性，丙二醛含量（6 ～13 mg/kg）在4 個月的存儲期內始終能夠滿足《飼料原料魚粉》中一級紅魚粉規(guī)定的丙二醛含量（≤20 mg/kg）的限值要求。 然而，脫脂魚粉中殘留的油脂在存儲過程中仍不可避免的會發(fā)生水解， 導致酸價增加；此外，殘留的脂肪在較高的溫濕度條件下也會發(fā)生氧化，導致丙二醛含量增加。因此，后續(xù)研究值得進一步關注魚粉中脂肪的高效脫除技術，以最大化降低油脂酸敗和氧化對魚粉存儲性能的影響。

4 結論

脫脂魚粉的存儲穩(wěn)定性與其存儲條件密切相關。良好的通風和低溫、低濕環(huán)境均有助于脫脂魚粉的長期存儲。 夏季常規(guī)倉儲和模擬冬季存儲條件下，脫脂魚粉均可穩(wěn)定存放4 個月以上，然而在模擬夏季極端存儲條件下， 脫脂魚粉在短期內則會變性變質。 因此，脫脂魚粉的夏季存儲，應盡量避免高溫高濕環(huán)境，同時建議多通風。