蘋果枝條多酚對草魚保鮮效果的研究

,,, ,,曉瑞

(陜西師范大學食品工程與營養科學學院,陜西西安 710062)

我國是世界上最大的蘋果生產國,在東北、華北、華東、西北和四川、云南等地均有栽培。2012年我國的蘋果種植面積為3800萬畝,在蘋果樹生長過程中每年果農都會對其整形修剪,以調節果樹生長與結果的關系[1]。據估計我國每年修剪的蘋果枝條約為190萬t。枝條中多酚類物質的含量遠大于成熟果實,其中根皮苷含量最高可達64.32mg/g[2];蘋果樹體內酚類物質總含量中,根皮苷占95%[3],其降解物根皮酚,能夠起到有效抑制微生物活動的作用。除此以外還含有其他多酚類活性物質。對其活性成分進行開發,起到了資源再生利用和保護環境的雙重效果。

草魚屬鯉科雅羅魚亞科草魚屬,因其生長迅速,飼料來源廣,是中國淡水養殖的主要商業魚種[4]。其蛋白質脂類含量較高,極容易腐敗變質。目前淡水魚加工率低下(不足10%),市場上仍以鮮銷為主,而鮮銷過程中腐敗率高達30% 以上,易造成資源的極大浪費[5]。本實驗以常用保鮮劑山梨酸鉀為參比,探討蘋果枝條多酚對草魚的保鮮效果,為開展生鮮魚肉的保鮮新技術研究提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冬季修剪(2012年11月中旬)的蘋果枝條,粗度在10mm以下,采摘于為陜西省咸陽市禮泉縣;沒食子酸標準品,山梨酸鉀、福林酚、硫代巴比妥酸(TBA)、EDTA 均為分析純,西安化學試劑廠。

WFJ2100型可見分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司;CR-400型色彩色差計 柯尼卡美能達(中國)投資有限公司;RE-52A型旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;GSP-9080MBE隔水式恒溫培養箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;DD-5M醫用離心機 長沙平凡儀器儀表有限公司;其他均為實驗室常用設備與儀器。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將蘋果枝條用蒸餾水洗凈晾干后于烘箱內50℃烘干,粉碎密封保存備用。

采購于西安人人樂超市的新鮮活草魚,去頭、尾、鱗和內臟,清洗干凈后剔除魚骨及魚皮,將魚分割為3cm×4cm大小,在0.1%枝條多酚及山梨酸鉀溶液浸泡5min,放置4℃的冰箱中冷藏。

1.2.2 蘋果枝條多酚提取純化 取粉碎后的蘋果枝條100.00g,加入10倍體積70%的乙醇溶液,超聲浸提1h。抽濾,將濾液減壓蒸發至無醇味,4000r/min離心20min,取上清液。將上清液以1～2BV/h的速率上X-5大孔吸附樹脂柱(濕法裝柱量為550mL)。用2～3BV的純化水沖洗吸附了多酚的柱子。用70%的乙醇溶液以1-2BV/h的速率洗脫柱子,乙醇溶液用量為3～4BV。將洗脫下來的溶液減壓蒸發至無醇味后,真空冷凍干燥后得多酚樣品[6]。

表1 魚塊的感官指標評價標準Table 1 Sensory evaluation standard of grass carp slices

1.2.3 標準曲線的制備

1.2.3.1 沒食子酸標準溶液的配制 精確稱取沒食子酸標準品(0.110±0.001)g,置于100mL容量瓶中溶解定溶至刻度,搖勻[7]。

血磷正常62人，其中生存42例，死亡20例；低血磷者共43人，其中輕度低血磷18例，生存6例，死亡12例；中度低血磷21例，生存6例，死亡15例；重度低血磷4例，生存1例，死亡3例，差異有統計學意義（P＜0.05）（見表3），且Pearson相關性檢驗值0.405，雙側檢驗P＜0.01，提示APACHEⅡ評分與血磷水平呈顯著負相關，故不同血磷水平患者的醫院生存率及 APACHEII評分不同，患者血磷水平越低，APACHEⅡ評分越高[3]，醫院生存率越低。

1.2.3.2 標準曲線的制作 精確吸取沒食子酸標準溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL分別置于6個100mL的容量瓶中,用蒸餾水定容至刻度。配制成濃度分別為10、20、30、40、50μg/mL的沒食子酸工作液。準確吸取2mL的工作液至50mL的容量瓶中,再加入24mL 7.5%的碳酸鈉溶液,搖勻,靜置8min。精確加入2mL的福林酚,用蒸餾水定容。于常溫下置于暗處反應1.5h。在波長765nm處測定吸光度,繪制標準曲線。

1.2.4 樣品總多酚含量的測定 準確稱取1.000g枝條粉,按實驗方案進行超聲波輔助提取,提取液過濾,取上清液,用70%的乙醇定容50mL。取2.0mL樣品多酚提取液,按照1.2.3.2的方法測定其在765nm處的吸光度,根據標準曲線計算提取液中總酚含量[7]。計算公式:

得率D(%)=M/m×100

純度P(%)=T/M×100

式中:A-吸光值(760nm);d-截距;R-斜率;V-提取液體積(mL);m-蘋果枝條鮮重(g)。M-純化后蘋果枝條多酚含量(g)。

1.2.5 細菌總數的測定 參考GB 4789.2-2010《食品衛生微生物學檢驗:菌落總數測定》的方法,在無菌操作條件下準確取經多酚處理的魚肉10.00g,用絞肉機絞碎,放入90mL 無菌生理鹽水中,恒溫振蕩30min,取1mL 勻漿梯度稀釋,選擇3個合適的稀釋度傾注平板,每個稀釋度重復3次,30℃(1℃培養72h,菌落(CFU)計數[8]。

1.2.6 pH的測定 參考國標GB/T 5009.45-2003水產品pH的測定方法。準確稱取經不同處理的魚肉10.00g,絞碎后加100mL 蒸餾水后,于室溫下攪拌浸提30min,過濾后取其上清液測其pH,每個樣品重復測3次[9]。

1.2.7 樣品感官評分 規定感官最高分值為9分,評分成員由學院7位老師組成,分別對魚肉的外觀、氣味、肌肉組織狀態以及消費者可接受程度等方面進行感官綜合評定,及格線為4分[10]。評價標準見表1。

1.2.8 樣品色度測定 色差計測貯藏期間不同處理組魚肉紅度(a*)的變化[11]。

1.2.9 TBA值的測定 準確吸取每相當于丙二醛10μg的標準溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mL置于納氏比色管中,加水至總體積為5mL,加入5mL TBA溶液,然后按樣品測定步驟進行,測得光密度繪制標準曲線[12]。

TBA水溶液:準確稱取TBA 0.288g溶于水中,并稀釋至100mL,相當于0.02mol/L;三氯乙酸混合液:準確稱取三氯乙酸(分析純)7.5g及0.1g EDTA,用水溶解,稀釋至100mL;準確稱取粉碎后魚肉10g,置于100mL碘量瓶內,加入25mL三氯乙酸混合液,振搖半小時,用雙層濾紙過濾,除去油脂。移取上述濾液5mL置于25mL比色管內,加入5mL TBA溶液,混勻,加塞,置于90℃水浴內保溫40min,取出冷卻1h,移入小試管內,離心5min,上清液傾入25mL納氏比色管中,加入5mL氯仿,搖勻,靜置,分層,吸出上清液于532nm波長比色,對照標準曲線得到微克數(同時做空白實驗)。

式中:C-從標準曲線查得丙二醛的微克數(μg);m-樣品質量(g)。

1.2.10 揮發性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)的測定 參照SC/T3032-2007水產品中揮發性鹽基氮的方法測定,稱取絞碎好的魚肉10.00g,加入含0.6mol/L 高氯酸和4%三氯乙酸的浸提液100mL,攪勻,抽提60min 后過濾備用。濾液按照半微量定氮法進行測定,每個處理3個重復,每個樣品重復測3次,結果以每100g魚肉樣品中所含N的毫克數表示(mg/100g)[13]。

2 結果與分析

2.1 蘋果枝條總酚含量、提取率以及純度

蘋果枝條多酚的總酚含量、提取率以及純度見表2,通過采用大孔樹脂對蘋果枝條多酚提取物進行分離純化可以很大程度的提高其純度,解決使用粗提物為原料進行應用而造成因有效成分含量較低而影響其生理活性的發揮,增強其生理和藥用價值。

表2 總酚含量、提取率以及純度Table 2 The content of total phenol,purity and extraction rate

2.2 貯藏過程中魚塊pH的變化

貯藏過程中不同處理對魚塊pH的變化影響見圖1。經不同保鮮劑處理后魚塊的pH為6.57～6.62,儲藏1d后,各處理組的pH有小幅度的降低,差異不顯著(p>0.05);之后隨著冷藏時間的延長各處理組的pH逐漸增加,空白組和山梨酸鉀組與枝條多酚組比較pH顯著升高(p<0.05);枝條多酚組3d之后pH顯著高于2d,但明顯低于山梨酸鉀組,對照組pH升高最明顯。魚體死亡后糖原酵解成乳酸,肌肉pH略有下降(見圖1),之后隨著微生物等原因使蛋白質等分解產生堿性物使pH明顯升高[14],可以看出枝條多酚對因微生物分解引起的pH升高有明顯的抑制作用,其次是山梨酸鉀。

圖1 貯藏過程中魚塊pH的變化 Fig.1 Changes of pH values in Fish cubes during storage

2.3 貯藏過程中魚塊菌落總數的變化

貯藏過程中不同處理對魚塊菌落總數的影響見圖2,如圖所示枝條多酚組和山梨酸鉀處理組能有效的減少微生物生長,與空白組的差異顯著(p<0.05)。枝條多酚組的抑菌效果與山梨酸鉀組之間差異不顯著(p>0.05)。魚塊腐敗是由微生物作用引起的,魚塊中細菌總數的多少可以反映魚類腐敗程度。植物多酚對微生物的抑制作用機理可能是多種因素共同作用的結果,如對蛋白質的高度結合能力、通過與細胞膜結合改變微生物的代謝以及對金屬的螯合作用等[15-16]。

圖2 貯藏過程中魚塊菌落總數的變化 Fig. 2 Changes of total microbial count in Fish cubes during storage

2.4 貯藏過程中不同處理對魚塊紅度(a*)的影響

貯藏過程中不同處理對魚塊紅度(a*)的影響如圖3所示,枝條多酚組和山梨酸鉀處理組對于魚肉紅度的增長具有明顯的減緩作用,并且隨著時間增加與空白組的差異增大。貯藏3d后枝條多酚組和山梨酸鉀組與空白組之間的差異顯著(p<0.05),添加多酚和山梨酸鉀的處理組均可改善貯藏到5d的肉色。多酚和山梨酸鉀這兩個處理組之間色值的差異不顯著(p>0.05)。外觀對于消費者可接受程度來說是一個很重要的指標,并且很大程度上與食物的質量有著重要的聯系。水產品在貯藏過程中,表觀色澤在亮度、明度、純度上都有所改變,這種改變趨勢與感官變化有很好的相關性。在紅色方面的色差變化與樣品的品質變化呈良好的線性關系[17]。

圖3 貯藏過程魚塊紅度的變化 Fig.3 Changes of a* in Fish cubes during storage

2.5 貯藏過程中TBA值的變化

TBA值主要是用來評價魚和魚肉產品脂肪的氧化程度[18]。不飽和脂肪酸體系中自氧化反應第二階段中脂肪酸氧化產生的丙二醛,水溶液中以烯醇型存在,在酸性條件下與TBA 試劑(硫代巴比妥酸)產生粉紅色化合物[19]。如圖4顯示,空白組與多酚和山梨酸鉀處理組之間存在顯著性差異(p<0.05),空白組在貯藏的5d時間內TBA值從0.2937mg/kg升至1.5667mg/kg。多酚和山梨酸鉀處理組在貯藏期間的TBA值沒有明顯的變化。并且多酚處理的效果要優于山梨酸鉀處理的魚肉,結果顯示蘋果枝條多酚對于抑制魚肉脂肪酸氧化具有良好的效果。

圖4 貯藏過程中魚塊TBA值的變化 Fig.4 Changes of thiobarbituric acid(TBA)values in Fish cubes during storage

2.6 在貯藏過程中感官評分的變化

魚肉感官評價的標準值主要與氣味和形態相關,消費者對魚肉的可接受程度與感官評價密不可分,由圖5可知,對于空白組、枝條多酚組和山梨酸鉀處理組的魚肉從感官上面可以很容易的區分開來。經過5d的貯藏時間,空白組魚塊具有臭味、肌肉組織松散、彈性較差,且如結果顯示在貯藏期間空白組的分數降低的速度較多酚和山梨酸鉀處理組要快,空白組的得分在3d后就低于及格分數,明顯快于多酚和山梨酸鉀處理組。而多酚和山梨酸鉀處理組差異不顯著(p>0.05)。

圖5 在貯藏過程中魚塊感官評分的變化 Fig.5 Changes of sensory scores in Fish cubes during storage

2.7 貯藏過程中揮發性鹽基氮(TVB-N)的變化

TVB-N是我國水產品國家衛生標準中主要的鮮度指標,可以反映水產品的新鮮程度,GB 2733-2005《鮮、凍動物性水產品衛生標準》規定淡水魚中TVB-N不超過20mg/100g。TVB-N隨保藏時間的變化如圖6所示。由圖6可知,各組魚肉的揮發性鹽基氮(TVB-N)含量在冷藏過程中逐漸增加,空白組的TVB-N值顯著高于枝條多酚組和山梨酸鉀組(p<0.05),貯藏3d后空白組的TVB-N為22.57mg/100g按照標準判定為不可食用的腐敗魚,然而蘋果枝條和山梨酸鉀組在貯藏4d時其TVB-N值仍小于20mg/100g,于5d后出現腐敗不可食用現象。經枝條多酚和山梨酸鉀處理過的魚肉的TVB-N上升緩慢,且這兩組之間差異不顯著(p>0.05)。

圖6 貯藏過程中魚塊TVB-N值的變化 Fig.6 Changes of total volatile basic nitrogen (TVB-N)values in Fish cubes during storage

3 結論與討論

實驗結果表明,蘋果枝條多酚可明顯增強魚肉的保鮮效果,利用該保鮮方法處理供試樣,冷藏至5d,魚肉的pH、TBA值、TVB-N值和細菌總數仍保持在理想范圍之內,感官指標下降也不明顯,這可能與蘋果枝條多酚的抑菌作用和抗氧化作用有關,蘋果枝條多酚能夠較好地抑制有害微生物對魚肉造成的損害,其良好的抗氧化作用能在一定程度上減緩魚肉中營養物質的氧化。

隨著人們對食品安全越來越重視,茶多酚、殼聚糖、普魯蘭多糖、橘皮提取液和生姜提取液等一些安全、營養的生物保鮮劑得到大家的關注,這些生物保鮮劑能夠有效抑制微生物的生長繁殖,使水產品保持良好的感官品質。與這些方法比較，蘋果枝條多酚作為保鮮劑具有原材料成本低并且可提高我國農產品廢棄資源的利用,緩解農民焚燒枝條作為燃料對地區環境造成的污染等優點。綜上所述，蘋果枝條多酚提取方法簡單,具有良好的保鮮效果,對食品、環境和人體都無毒無害,是一種非常理想并有市場潛力的水產品保鮮劑。

[1]李明霞,白崗栓,閆亞丹,等. 山地蘋果樹更新修剪對樹體營養及生長的影響[J]. 園藝學報,2011,38(1):139-144.

[2]李榮濤,劉杰超,焦中高,等. RP-HPLC法測定蘋果樹枝、葉中根皮苷含量的測定[J]. 食品工業科技,2009,30(12):385-387.

[3]GOSCH C,HALBWIRTH H,KUHN J,etal. Biosynthesis of phloridzin in apple(Malus domestica Borkh.)[J]. Plant Science,2009,17(6):223-231.

[4]Li Wei fen,Zhang Xiao ping,Song Wen hui,etal. Effects of Bacillus preparations on immunity and antioxidant activities in grass carp Fish[J]. Physiol Biochem,2012,38(6):1585-1592

[5]成媛媛,劉永樂,王建輝,等. 普魯蘭多糖在草魚魚肉保鮮中的應用食品科[J]. 食品科學,2012,33(2):272-275.

[6]Lijun Sun,Yurong Guo,Chengcheng Fu,etal. Simultaneous separation and purification of total polyphenols,chlorogenic acid and phlorizin from thinned young apples[J]. Food Chemistry,2013,136(2):1022-1029.

[7]R Keyrouz,D Hauchard,A Darchen. Total phenolic contents,radical scavenging and cyclic voltammetry of Britannic seaweeds[J]. Food Chemistry,2011,126(3):831-836.

[8]中華人民共和國衛生部,中國國家標準化管理委員會. GB/T4789.2-2003,食品衛生微生物學檢驗-菌落總數測定[S]. 北京:中國標準出版社,2003.

[9]中華人民共和國衛生部,中國國家標準化管理委員會. GB/T5009.45-2010,水產品衛生標準的分析方法,pH-酸度計法[s]. 北京:中國標準出版社,2010.

[10]Amerine MA,Pangborn RH,Roessler EB. Principles of Sensory Evaluation of Food[M]. Academic Press,New York,1965.

[11]黃春輝.灰黃霉素色澤的色差法測定[J].中國醫藥工業雜志,2001,32(4):169-172.

[12]Smith G,Hole M,Hanson S W,etal. Assessment of lipid oxidation in Indonesian salted-dried marine catfish(Arius thalassinus)[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,1992,51(2):193-205.

[13]中華人民共和國水產行業標準. SC/T 3032—2007水產品中揮發性鹽基氮的測定方法[S]. 北京:中國農業出版社,2007.

[14]Yesim Ozogul,Gulsun Ozyurt,etal. Abdurrahman Polat. Freshness assessment of European eel(Anguilla anguilla)by sensory,chemical and microbiological methods[J]. Food Chemistry,2005(4):745-751.

[15]Otake S,Makimna M,Kuroki T,etal. Anticaries effects of polyphenolic compounds from Japanese green tea[J]. Caries Resouree，1991，25(6):438-443.

[16]Carrido A,Gomez A,Guerrero J,etal. Effects of treatment with Polyvinylpyrrolidone and polyethylene glycol on faba bean tannins[J]. Animal Feed Seience and Technology,1991，35(3):199-203.

[17]Gudrun O lafsdo ttira,Pau l N esvadbab. Multisensor for fish quality determ ination[J]. Trends in Food Science& Technology,2004,15:86-931.

[18]Nishimoto J,Suwetja IK，Miki H,etal. Estimation of keeping freshness period and practical storage life of mackerel muscle during storage at low temperatures[J]. MemFac Fis Kagoshima Univ,1985，34(2):89-96 .

[19]Lindsay RC. Flavour of fish,presented at 8th World Congress of Food Science and Technology[C],Toronto,Canada,1991.