罗非鱼（Oreochromis nilotica）是我国主要的养殖经济鱼类，以冻罗非鱼片出口销售为主，鲜活销售为辅，若产品的初始菌落过高，在贮藏中易加速产品的腐败变质，因此加工过程中的减菌化处理显得尤为重要。常用的减菌剂有H 2 O 2 溶液、NaClO溶液、ClO 2 溶液、臭氧水和微酸性电解水等，多为氧化型减菌剂，减菌处理的同时还存在鱼肉氧化的问题。
中国海洋大学食品科学与工程学院的闫玉红和中国水产科学研究院南海水产研究所的黄卉*、李来好等人在考察各减菌剂减菌效果的同时，测定鱼片质构特性、色泽和MP氧化等指标的变化情况，阐释氧化型减菌剂对鱼肉蛋白质的影响；从微观角度揭示罗非鱼片减菌后品质变化的机理。
由图2a可知，使用质量浓度为500、1 000、1 500 mg/L的H2O2溶液处理罗非鱼片，减菌率随着溶液质量浓度增加而显著提高（P＜0.05），在500～1 000 mg/mL之间，减菌率增长迅速，处理时间0～5 min组减菌速率明显高于5～8 min组。不同质量浓度的减菌溶液处理罗非鱼片，减菌率随着处理时间的延长和 质量浓度的增大而增加，如图2a、3a所示，罗非鱼片在质量浓度1 500 mg/L溶液中浸泡处理8 min，处理当天减菌率达到80.1%，4 ℃线 d的罗非鱼片减菌率依然保持80%以上。
由图2b可知，用质量浓度为100、150、200 mg/L ClO 2 溶液处理罗非鱼片，100～150 mg/mL处理0～10 min减菌率变化显著，150～200 mg/mL、10～15 min的处理条件下减菌率增长缓慢，由此可知，ClO2溶液一定浓度和时间范围内减菌率提升加快，但超出此范围，减菌率趋于稳定。如图2b、3b所示，罗非鱼片在质量浓度200 mg/L溶液中浸泡处理10 min，处理当天减菌率达到81.3%，4 ℃线 d减菌率依旧能够保持80%以上。
由图2c可知，用质量浓度为100、150、200 mg/L的NaClO溶液处理罗非鱼片，处理时间在0～10 min减菌率变化显著，在10～15 min内减菌变化不明显，可能是NaClO溶液具有光敏性，见光后会迅速分解。如图2c、3c所示，鱼片在质量浓度200 mg/L溶液中浸泡处理10 min，减菌率达到80.9%，4 ℃线 d减菌率依旧能够保持80%以上。
由图2d可知，用质量浓度为3、7、9 mg /L的臭氧水处理罗非鱼片，后期减菌速率明显低于前期，原因可能是臭氧极易挥发，溶液质量浓度随处理时间的延长逐渐降低。如图2d、3d所示，鱼片在质量浓度9 mg/L溶液中浸泡处理10 min，减菌率达到81.7%，4 ℃线 d减菌率依旧能够保持80%以上。
由图2e可知，用质量浓度为20、30、40 mg/L的微酸性电解水处理罗非鱼片，处理时间为0～10 min减菌率变化非常显著，在10～20 min内减菌变化不明显，可能是10 min处理对细菌的杀菌效率已达到比较高的水平，菌落总数基本稳定；也可能是微酸性电解水具有不稳定性，曝光放置一段时间逐渐还原为普通水。如图2e、3e所示，鱼片在质量浓度30 mg/L溶液中浸泡处理20 min，减菌率达到80.21%，在质量浓度40 mg/L溶液中浸泡处理15 min，处理当天减菌率达到81.78%，4 ℃线 d减菌率依旧能够保持80%以上，通过感官评价及质构分析得到鱼片在质量浓度30 mg/L的微酸性电解水中处理20 min品质较好。
5 种减菌剂的减菌率达到80%的条件分别为1 500 mg/L H2O2溶液浸泡8 min；200 mg/L ClO2溶液浸泡10 min；200 mg/L NaClO溶液浸泡10 min；9 mg/L臭氧水浸泡10 min；30 mg/L微酸性电解水浸泡20 min。在此条件下减菌能力稳定，能保持菌落总数的相对稳定，可进一步研究减菌处理当天对鱼片质构、色泽和肌肉蛋白质的影响。
如表2所示，与对照组相比，处理组的硬度、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性都显著增加（P＜0.05），其中对质构特性影响最关键的指标：硬度变化最明显，变化幅度由大到小依次是NaClO溶液＞ClO2溶液＞臭氧水＞微酸性电解水＞H 2 O 2 溶液，原因可能是减菌处理使MP氧化，鱼肉表面的蛋白质变性失水，结构发生变化，产生交联聚集，造成咀嚼性和硬度的增加；各实验组浸泡时间并不相同，浸泡时间的长短对质构影响较大。本实验结果表明，使用减菌剂处理鱼肉会导致鱼肉在处理当天硬度上升。
如表3所示，与对照组相比，经减菌处理后鱼片白肉的L*值和b*值增大、a*值下降，其中L*值变化最显著（P＜0.05），这说明减菌剂处理存在漂白情况。L*值变化幅度由大到小依次为微酸性电解水溶液＞ClO2溶液＞臭氧水＞NaClO溶液＞H2O2溶液，原因可能是氧化型减菌剂能够氧化发色团，生成不含发色团或者不吸收可见光的发色团的物质；各实验组浸泡时间并不相同，浸泡时间的长短对色泽影响较大，微酸性电解水浸泡20 min，漂白效果最明显，L*值最高。
如表4所示，与对照组相比，经减菌处理后脊部红肉鱼片的L*值增大，a*和b*值下降，其a*值变化最显著（P＜0.05），变化幅度由大到小依次为臭氧水＞ClO2溶液＞NaClO溶液＞微酸性电解水＞H2O2溶液。
由表5可知，罗非鱼肉经减菌处理后MP和总巯基含量下降，表面疏水性和羰基含量上升。与对照组对比，处理组的MP质量浓度变化明显（P＜0.05），可能是氧化作用导致组织微观结构 遭到破坏，蛋白质降解为小分子蛋白。MP质量浓度从大到小依次为对照组＞H2O2溶液＞臭氧水＞ClO2溶液＞NaClO溶液＞微酸性电解水溶液，可以看出罗非鱼肉在30 mg/mL微酸性电解水处理20 min时，MP质量浓度变化最明显，与对照组相比下降了12.8%。
减菌处理组与对照组相比，罗非鱼片MP羰基含量显著增加（P＜0.05），羰基含量从大到小依次为NaClO溶液＞微酸性电解水溶液＞H 2 O 2 溶液＞臭氧水＞ClO 2 溶液＞对照组。这可能是减菌剂氧化攻击蛋白质，形成新的以碳为中心的自由基，引发蛋白质自由基链反应，产生了大量的羰基。
减菌处理对罗非鱼肉蛋白的巯基有显著影响（P＜0.05），减菌剂处理组总巯基含量低于空白对照组，总巯基含量从大到小依次为对照组＞ClO2溶液＞臭氧水＞H2O2溶液＞NaClO溶液＞微酸性电解水溶液。原因可能是减菌处理后游离巯基被氧化，导致游离巯基含量降低；也可能是氧化导致蛋白聚集体的形成，部分巯基被覆盖，检测到的游离巯基数量减少。
减菌处理对罗非鱼肉蛋白的疏水性有显著影响（P＜0.05），疏水性从大到小依次为NaClO溶液＞微酸性电解水溶液＞臭氧水＞ClO2溶液＞H2O2溶液＞对照组。这可能是部分氨基酸的结构在减菌剂处理过程中被氧化，疏水性基团暴露在蛋白质表面，加快溴酚蓝与蛋白质的结合，使表面疏水性增加。
如图4所示，295 nm激发波长下MP在334 nm波长处具有最高的荧光强度，不同减菌处理后的蛋白荧光强度有不同程度的降低，与初始值相比，臭氧水、H2O2溶液、ClO2溶液、NaClO溶液、微酸性电解水处理组荧光强度比初始值 分别下降了8.54%、13.37%、14.61%、19.44%、34.76%。强度下降原因是鱼肉在减菌处理中MP结构因氧化作用逐渐展开，侧链荧光氨基酸的氧化暴 露。最大荧光位置出现红移现象，说明减菌处理后被包埋的色氨酸残基处在更加极性的环境，蛋白内部疏水性氨基酸暴露在表面，疏水性增加，与上述疏水性结论一致。
由图5可知，MP在208 nm和222 nm波长处出现两个负峰，是α-螺旋结构的特征吸收峰，摩尔椭圆度的绝对值与α-螺旋含量呈正比。与对照组相比，减菌处理后MP的椭圆度绝对值明显减小，尤其是微酸性电解水处理的变化最明显，表明α-螺旋含量最低。如图6所示，处理组MP二级结构性能均有所下降，α-螺旋相对含量呈下降趋势，β-折叠相对含量呈上升趋势，β-转 角相对含量略有下降，无规卷曲相对含量略有增加，与对照组相比，臭氧水、H2O2溶液、ClO2溶液、NaClO溶液、微酸性电解水处理组α-螺旋结构相对含量比初始值分别下降了4.74%、6.84%、7.89%、11.58%、16.84%。这说明氧化对蛋白质二级结构产生影响，α-螺旋转化成的β-折叠和无规卷曲结构，蛋白质二级结构从有序向无序转变。
罗非鱼片经过不同氧化型减菌剂处理后，MP的降解情况如图7所示，经过NaClO溶液、臭氧水和微酸性电解水减菌处理后，肌球蛋白重链、肌动蛋白、原肌球蛋白和肌球蛋白轻链都发生了不同程度的降解，其中微酸性电解水处理组蛋白条带变化最明显，这可能是氧化作用导致肽链断裂，蛋白质降 解和其他小分子化合物降解。H2O2处理组和ClO2处理组的肌动蛋白和原肌球蛋白条带强度增强，这可能是减菌处理产生的氧化条件导致蛋白质的空间结构改变，蛋白质可能发生交联，产生高分子质量化合物，促进了蛋白质的交联聚集。
本研究对比了5 种氧化型减菌剂对罗非鱼片的减菌效果，减菌率达80%的减菌条件为：1 500 mg/L H2O2溶液浸泡8 min，减菌率达到80.1%；200 mg/L ClO2溶液浸泡10 min，减菌率达到81.3%；200 mg/L NaClO溶液浸泡10 min，减菌率达到80.9%；9 mg/L臭氧水浸泡10 min，减菌率达到81.7%；30 mg/L微酸性电解水浸泡20 min，减菌率达到80.21%。在此条件下对色泽、质构特性、蛋白氧化指标进行测定，氧化型减菌处理后鱼肉MP发生不同程度的氧化，鱼片硬度增大；L*值增大，a*值减小；MP质量浓度、总巯基含量均下降，羰基含量升高，表面疏水性基团数量增加；α-螺旋转化更为舒展的β-折叠和无规卷曲结构；荧光氨基酸氧化和暴露，MP发生不同程度的降解。在减菌率都达到80%的条件下，5 种减菌剂的氧化能力中微酸性电解水最强，其次是NaClO溶液。蛋白结构和功能性的改变会严重影响鱼类制品的品质特性、营养价值和加工性能，工厂通常采用减菌剂杀菌后封装保存，残留的氧化型减菌剂会造成持续性氧化，因此，从提升产品品质上考虑，未来可寻找合适的抗氧化剂减轻后续氧化型减菌剂对鱼肉蛋白产生的影响。
本文《5 种氧化型减菌剂对罗非鱼片品质及蛋白质的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第6期15-23页，作者：闫玉红，黄卉，李来好，郝淑贤，陈胜军，岑剑伟，吴燕燕，魏涯，相欢。DOI:10.7506/spkx0525-245。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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