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            水產品新鮮度傳統檢測方法的表征和評價方法

            發表時間:2022/4/15 18:54:36  瀏覽次數:5547  
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            新鮮度是水產品的重要品質指標之一,因此,準確判斷水產品新鮮度,不僅是規范水產市場的重要舉措,也是滿足消費者對食品質量和安全越來越高要求的必要趨勢。


            傳統的感官評價、微生物檢測、理化指標檢測和電化學檢測方法已被廣泛用于水產品新鮮度的評估。本推文結合文獻資料,為大家介紹水產品新鮮度變化機理及傳統檢測方法。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖1. 豐富多樣的水產品(圖源網絡)


            一、水產品新鮮度變化機理


            水產品死后血液循環停止,肌肉中的貯備的糖原在無氧狀態下發生酵解生成乳酸,pH下降。此外,組織細胞滲透壓升高,ATP發生降解,線粒體因為缺少ATP能量喪失生理功能,使得Ca2+泄出,當Ca2+含量增加到一定濃度時肌球蛋白和肌動蛋白結合生成不可伸縮的肌動球蛋白,導致肌肉收縮變硬,水產品進入僵硬階段;水產品營養豐富、水分含量高,為微生物提供了有利的生長環境,由于這些腐敗菌的外源性蛋白酶的作用和肌肉中內源性蛋白酶的水解作用,造成肌原纖維中Z線脆弱、斷裂,水產品肌肉失去固有彈性逐漸變軟,水產品進入自溶階段,導致部分組織中的蛋白質分解成氨基酸,為腐敗微生物的繁殖提供了有利的條件;最后,由于水產品中腐敗微生物的作用,將氨基酸解成氨和胺類等具有不良風味的腐敗特征產物,導致水產品具有腐敗特征的臭味,水產品進入腐敗階段。


            一般而言,僵硬前期和僵硬中期的水產品具有較好的新鮮度,隨著自溶階段的進行,水產品的新鮮度逐漸降低,最終腐敗。根據水產品腐敗過程中產生的顏色、形態、氣味等變化,相關學者運用不同的表征方法來對水產品的新鮮度進行了評價。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖2. 魚體死亡自溶過程(圖源網絡)


            二、水產品新鮮度表征評價方法

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖3 魚類新鮮度評價(圖源:Prabhakar P K ,Food ResearchInternational, 2020)


            (一)傳統評價方法

            1.感官評價


            感官評價是檢測對象通過視覺、嗅覺、味覺、觸覺和聽覺而感知到被檢測對象的特征或者性質的一種科學方法,具有簡單易行的特點。


            消費者由于自身條件有限,通常是通過感官分析來對水產品的新鮮度進行評價,通過觀其形態,嗅其氣味,食其味道、觸其組織等對其新鮮度進行判斷,如新鮮的蝦類頭尾完整,色澤發亮,無異味,具有一定的彎曲度,肉質緊實有彈性,腐敗的蝦則頭尾脫落,色澤暗沉,有腐敗臭味,肉質松軟,失去原有的彎曲度。


            我國國家標準GB 2733-2015和行業標準NY/T 840-2012、SC/T 3108-2011等中也規定了感官評定的具體要求,通過對相關項目的評判來確定水產品的新鮮度。


            該方法方便快捷,應用范圍廣,能夠及時反饋出評價結果,然而從事感官分析的人員需要接受專業的培訓,且該方法具有很強的主觀性,易受環境和測評人員身心狀況影響,檢測結果重復性差,此外,有些檢測對象散發出來的氣體對測評人員有害。因此,需要更加客觀準確可靠的方法來評價水產品的新鮮度。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖4 GB 2733-2015感官評價要求


            (二)化學評價

            1. K值


            魚類死亡后,體內的三磷酸腺苷(ATP)在內源蛋白酶的作用下會依次逐步降解為二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)、肌酐酸(IMP)、肌酐(HxR)和次黃嘌呤(Hx),隨著轉化的進行,HxR 和Hx所占的比例越來越多,新鮮度將逐漸下降,K值定義為ATP降解產物HxR和Hx含量之和與ATP關聯化合物總量那個(ATP+ADP+AMP+IMP+HxR+Hx)的百分比,我國水產行業標準SC/T 3048-2014中可通過高效液相色譜法來測定魚類的新鮮度指標K值。該法測定是有酶參與的ATP降解過程,一般只適用于初期水產品的新鮮度檢測。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖5 SC/T 3048-2014 K值測定


            2.揮發性鹽基氮(TVB-N)


            水產品腐敗過程中,由于酶和細菌的作用,蛋白質會分解產生氨以及胺類等堿性含氮物質,這些物質統稱為揮發性鹽基氮,是水產品新鮮度的一項客觀指標。


            2733-2015中規定海水魚蝦中TVBN含量應不高于30mg/100g,海蟹中TVBN含量應不高于25mg/100g,淡水魚蝦中TVBN 含量應不高于20mg/100g,冷凍貝類中TVBN 含量應不高于15mg/100g。


            水產品中TVBN的測定可按照GB 5009.228-2016完成,但該法步驟繁瑣,耗時,很難用于現場快速檢測,主要包括第一法半微量定氮法、第二法自動凱氏定氮儀法、第三法微量擴散法。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖6 半定量定氮蒸餾裝置


            3.三甲胺(TMA)


            在水產品的儲藏過程中,氧化三甲胺會在細菌和酶的作用下降解生成三甲胺、二甲胺和氨。三甲胺是衡量水產品新鮮程度的重要指標之一,其含量會隨著新鮮度的下降而增加,水產品的三甲胺含量的測定可根據國家標準GB 5009.179-2016利用頂空氣相色譜-質譜聯用法或頂空氣相色譜法來檢測,該法測得的含量較準,但是前處理繁瑣、耗時,儀器成本高。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖7 國家標準GB5009.179-2016


            4.吲哚


            吲哚是蝦產品中重要的腐敗代謝物,主要在自溶階段產生,其體內的蛋白質在內源酶的作用下分解成一系列的中間產物,這些產物在外源酶的作用下進一步被分解成腐敗物質,使蝦呈現腐敗狀態。


            美國FDA規定,蝦中吲哚含量≤250μg/kg為一級鮮度,≥500μg/kg為三級鮮度,我國蝦中的吲哚含量的可根據進出口檢驗檢疫標準SN/T 0944-2016利用比色法進行測量,然而該法需要蒸餾、提取、顯色、分離等步驟,操作繁瑣,且需要三氯甲烷等毒性較大的試劑。


            5.pH


            水產品鮮活時的pH 值一般為中性,水產品死后,血液循環停止,肌肉中的貯備的糖原在無氧狀態下發生酵解生成乳酸,導致pH 下降,最后,由于水產品中腐敗微生物的作用,將氨基酸分解成氨和胺類等堿性物質,導致pH上升。


            水產品中牡蠣(蠔、海蠣子)的pH可通過標準GB5009.237-2016測定。該法方便快捷,成本低廉,但是由于水產品腐敗過程中pH 先下降后上升,因此不能準確判別水產品的新鮮程度,且不同的水產品的初始pH 和pH變化速率不同,一般作為一種輔助手來結合其他方法進行水產品新鮮度的判別。


            (三)微生物評價


            由于水產品的水分含量高、肌肉組織脆肉、內源蛋白酶活躍,極利于微生物的生存和繁殖,因此,由于微生物的污染極易導致水產品的腐敗變質而影響其產品貨架期。


            微生物法主要是檢測生物新陳代謝過程中的菌落種數,以菌落的多少來反映生物的新鮮程度。微生物檢測方法可以按照我國國家標準GB 4789-2016系列來測定樣品中的菌落總數和大腸菌落總數,但是菌落總數和大腸菌落總數的微生物檢測方法均需至少培養48h,且需專業人員操作,因此該方法不適用于水產品的收購、運銷和加工過程。提高試驗結果的準確性及特異性,方能更為廣泛的應用。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖8 食品中大腸桿菌測定檢驗程序


            (四)物理評價

            1.僵硬指數R


            僵硬指數主要用于魚類新鮮度的檢測。首先測得待測對象的體長中點,將魚體放在水平板上,使魚體長的前1 /2 放在平板上,后1 /2 自然下垂。測得魚體剛死時水平板表面水平延長線至魚尾根部(不包括尾鰭)的垂直距離L和死后某一時間的水平板表面水平延長線至魚尾根部(不包括尾鰭)的垂直距離L’,僵硬指數R=L - L'L× 100%,該法方便快捷,可在現場進項檢測,然而不同種類的魚的僵硬指數變化差異較大,如脂眼鯡僵硬的產生和消失較明顯,R值范圍較大,鮟鳙則始終僵硬不明顯,R值為0左右,此外,該法受保存溫度的影響也較大,具體應用中存在一定的局限性。

            水產品新鮮度表征和評價方法(一)——傳統檢測方法(干貨長文)

            圖9魚體死后的僵硬與軟化


            2.色差分析


            水產品在貯藏過程中,隨著腐敗的進行,體表的色澤會隨之改變,具體主要表現在色澤的明度和色度上。水產品體表色澤的改變與感官評定的結果有著很好的相關性,因此可通過利用色差儀檢測水產品的色澤狀況來評價水產品的新鮮程度。


            王偉等利用色差儀快速測定了南美對蝦蝦體顏色的L*、a*、b*值,并將色差儀的檢測結果和蝦肉的揮發性鹽基氮的結果進行了擬合,結果表明通過色差模型來判斷南美對蝦的新鮮度準確率為86.7%。


            盡管利用色差分析能夠較方便的實現水產品新鮮度的快速檢測,但是由于該方法比較單一,且易受水產品儲藏溫度、濕度、pH等因素影響,從而引起誤差。


            3.質構分析


            新鮮的魚蝦類通常肉質緊實有彈性,而腐敗的魚蝦則肉質松軟,因此,水產品在貯藏過程中的新鮮度可通過質構儀來對待測樣品的硬度、彈性、恢復力和膠黏性等進行測定。


            王偉等研究表明,在蝦的貯藏過程中,蝦的硬度和恢復性的變化規律較好,與蝦的新鮮度品質有較好的相關性。張鐵濤等研究表明,在25℃條件下,隨著儲藏時間的延長,金鯧魚的硬度呈下降趨勢,黏膠性呈上升趨勢。Pornrat等研究表明,隨著貯藏時間的進行,對蝦的肌肉密度會降低,剪切力由第四天的18.21N/g下降到第六天的12.46N/g。目前,該法還是主要用于水產品儲藏過程中的一些變化機理研究。


            4.電學特性


            隨著水產品的腐敗變質,微生物的繁殖會將水產品中的蛋白質和脂肪分解為氨基酸和有機酸,其體內電荷數量增加,導電率增加。張麗娜等通過測定草魚背脊肌肉浸出液的電導率評價了草魚的新鮮度,結果表明電導率與感官分析具有很好的相關性。


            Metcal等通過分析蝦的電容變化,發現隨著蝦的儲藏時間延長,細菌繁殖擴增,電容也隨之增加,其微生物含量和電容呈現正相關變化,可通過該法快速預算出蝦中微生物的含量。


            為了進一步實現人們對水產品新鮮度靈敏、快速、無損的檢測要求,一些結合現代光譜技術、質譜技術和其他新興技術的檢測手段逐漸發展起來,形成了分析速度快、重復性高、定性準確的檢測模式。


            參考資料

            [1]管彬彬, 陳彬, 程曉宏. 水產品新鮮度表征和評價方法研究綜述[J]. 2019, 28(3): 15-20.

            [2]馬聰聰, 張九凱, 盧征,等. 水產品新鮮度檢測方法研究進展[J]. 食品科學, 2020, 41(19): 334-339.

            (來源:水生動物健康評估 小破同學)

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