罗非鱼片减菌化处理中自由基作用机理及产品品质与安全性研究

The tilapia fillet is the advantage export of aquatic product. In order to avoid the problem of sodium hypochlorite residue during tilapia fillets processing, ozone sterilization pretreatment method has been widely used. The high chemical activity free radicals could be produced in the ozone sterilization pretreatment step, freeze denaturation of tilapia protein might be accelerated by free radicals as well as lipid oxydrolysis. The degradation products such as carbonyl groups, trimethylamine(TMA) and malonaldehyde(MDA) will cause the flavor and taste of tilapia fillet degradation. The safety of ozone sterilization pretreatment in aquatic products processing field has not been evaluated scientifically. In consideration of that there is no related report at home and abroad, electron paramagnetic resonance(EPR) method will be used to detect the types of free radicals and spin trapping technique and fluorescent quenching method will be used to determine the content of free radical. Mechanism of protein denaturation and lipid oxydrolysis by free radicals acting on tilapia fillet during ozone sterilization pretreatment will be studied, and the effects of ozone sterilization pretreatment for product quality as well. Safety of products will be evaluated based on free radical toxicology in this study.

罗非鱼片是我国优势出口水产品，为避免鱼片加工过程中次氯酸钠残留问题，采用臭氧对鱼片进行减菌化处理日益被加工企业广泛采用，但臭氧处理时会产生具有较强的化学活性的自由基，自由基的强氧化性会加速鱼肉蛋白在冻藏过程中的冷冻变性，并可造成鱼肉中脂质的氧化水解，生成各种羰基化合物、三甲胺与丙二醛等，造成鱼肉风味及口感劣化，影响产品品质，且水产品臭氧减菌化处理的安全性尚未有系统科学地评价。鉴于此，本研究拟采用电子顺磁共振技术检测罗非鱼片臭氧水减菌化处理过程中产生自由基的种类，并采用自旋捕获技术及荧光探针法进行自由基定量检测，探明由自由基对罗非鱼片蛋白质变性与脂质氧化水解作用机理，研究臭氧减菌化处理对罗非鱼片产品品质的影响，并以自由基毒理学为基础评价产品安全性。

本研究以罗非鱼片为研究对象，主要的研究内容与结论如下：.1.采用EPR技术检测罗非鱼片臭氧水减菌化处理过程中产生及处理后罗非鱼片残留自由基的种类。结果表明：臭氧水中存在超氧阴离子自由基（O2-•）与羟自由基（•OH）；在低温条件下（-196 ºC）检测罗非鱼肉表面残留自由基的种类，臭氧减菌化处理后罗非鱼片表面残留有O2-•。.2. 基于亲核取代反应合成2种荧光探针：2-（2’-亚水杨氨基）吡啶与2-（2’-吡啶亚胺甲基）吡啶。结果表明：2种荧光探针均可与O2-•发生荧光淬灭反应，基于此现象，建立了以2-（2’-吡啶亚胺甲基）吡啶（2-APC）为荧光探针检测邻苯三酚自氧化体系中产生O2-•相对含量的方法。.3. 研究了经臭氧处理及未经处理罗非鱼片在-20 ºC冻藏过程中蛋白质生化特性的变化。结果表明：随着冻藏时间的延长，两组鱼肉蛋白质均发生不同程度的变性，对照组鱼肉肌原纤维蛋白盐溶性与总巯基含量高于臭氧处理组（P<0.05），而肌动球蛋白表面疏水性呈上升趋势，同一贮藏时间O2-•破坏了罗非鱼肌肉暴露在蛋白质结构表面的疏水性氨基酸残基，导致其疏水性高于对照组；两组鱼肉组织中ATPase活性在贮藏过程中均显著降低，且臭氧处理组组比对照组低（P<0.05）。总之，臭氧处理中产生的O2-•加速了鱼肉蛋白在冻藏过程中的变性作用；.4. 考察罗非鱼片在-20 ºC冻藏过程中产品品质的变化。结果表明：臭氧处理组与对照组罗非鱼片pH值变化范围为6.3±0.1~7.1±0.0，在贮藏过程中呈先降后升的变化趋势；两组罗非鱼片MDA含量在冻藏过程中均逐渐增加，臭氧处理组MDA含量明显高于对照组（P<0.05）；相同贮藏时间下臭氧处理组K值较对照组低（P<0.05）；臭氧处理组罗非鱼片L值、HW值较对照组大，而C_ab^*值比对照组小（P<0.05）；随贮藏时间的延长，鱼肉的硬度、胶着性与咀嚼性有极显著降低（P<0.01），对照组弹性变化不显著（P>0.05）；两组鱼肉在冻藏过程前10 d菌落总数降低，10 d后菌落总数逐渐增加（P>0.05），且对照组高于臭氧处理组（P<0.05）。.5.评价臭氧处理后罗非鱼片产品安全性。结果表明：臭氧处理后罗非鱼片对SD大鼠经口最大耐受剂量＞15g/kg，毒性分级为无毒；Ames试验结果为阴性；罗非鱼片高、中、低剂量小鼠的骨髓微核率与溶剂对照组比较无显著