透明質酸涂膜對鯽魚微凍貯藏保鮮效果的影響

郭 麗 王 鵬 姜 喆 郭艷利 - 周鳳超 - 柴云雷 -

(綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江 綏化 152061)

隨著冷鏈技術和超市零售業的快速發展，生鮮凈魚的低溫銷售克服了傳統活魚銷售模式中運輸難、損耗大、生鮮垃圾多等缺點，方便了現代快節奏生活的消費者需求，逐漸成為行業趨勢。鯽魚在中國各地均有養殖，其魚肉營養豐富，結締組織少，水分含量高，組織酶類活性高，很難長時間保持新鮮[1-3]。為了有效提高生鮮凈魚貯藏品質，有研究人員[4-6]采用低溫與殼聚糖、海藻酸鈉等大分子物質形成的凝膠體涂膜保鮮魚肉，減緩魚體內水分蒸發與汁液流失，并具有較好的隔氧、抑菌作用。但殼聚糖存在溶解性差、對pH的依賴性強和機械性能不佳，離子交聯型海藻酸鈣水凝膠在生理條件下無法長期保持穩定等缺點。因此，開發天然、安全、高效的生物保鮮劑具有重要的研究價值。

透明質酸(Hyaluronic acid，HA)作為動物細胞基質的主要成分顯示出多種重要生理功能，如保水性、抗菌性、清除自由基、黏彈性、潤滑性、成膜性、調節細胞功能、促進傷口愈合、生物相容性等[7-8]，自2008年衛生部公布HA作為新資源食品后，已應用于果汁、豆奶、果凍等食品中[9]，而將透明質酸作為天然涂膜材料應用于水產品貯藏的研究還未見報道。本研究擬采用不同濃度的HA涂膜與微凍技術結合應用于鯽魚的貯藏保鮮，分析HA涂膜對鯽魚肉TVB-N、TBA、電導率、pH值、持水力、色度和質構等指標的影響，為開發新型、安全的魚肉保鮮方法提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

生鮮鯽魚：黑龍江綏化市華晨超市；

透明質酸：分析純，山東福瑞達生物化工有限公司；

2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

硫代巴比妥酸(TBA)、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠：分析純，天津光復精細化工研究所；

三氯乙酸：分析純，天津市致遠化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

電子天平：AB104-N型，上海第二天平儀器廠；

食品加工機：EFP307L型，伊萊克斯(中國)電器有限公司；

pH計：PB-10型，德國賽多利斯集團；

紫外可見分光光度計：752型，上海析譜儀器有限公司；

臺式低速離心機：80-2B型，湖南星科科學儀器有限公司；

高速冷凍離心機：GL-16G-II型，上海市安亭科學儀器廠；

數字電導率儀：FE38-Meter型，瑞士梅特勒-托利多國際貿易有限公司；

自動凱氏定氮儀：K9840型，海能(濟南)儀器有限公司；

色差計：CR-400/410型，柯尼卡美能達控股株式會社；

質構儀：TA-XT.puls型，英國 Stable Micro System公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗內容 將購買的每條重量約為700 g的鮮活鯽魚用裝有冰塊的泡沫箱在1 h內運至實驗室，在碎冰上迅速進行分割，去頭、去內臟、去尾、去皮，在軀干部從腹鰭向背鰭均勻分割為上下兩部分，長約12 cm，寬約5～8 cm，流水快速沖洗干凈后用濾紙吸干，涂抹不同濃度HA，放置于裝有5%冰鹽混合液的套桶夾層中，于-3 ℃的微凍環境中貯藏。試驗分為4組，第1組為空白組，第2～4組分別涂抹濃度為0.3%，0.6%，0.9%的HA溶液，將不同濃度HA溶液完整均勻地涂抹于分割魚肉表面，晾干后表面形成一層透明、光亮、均勻的保護膜。每隔6 d測定各指標。測定前，將鯽魚肉用食品加工機均質為均勻肉糜，參數條件為12 000 r/min，間歇式打磨1 min，持水力、質構測定樣品按需要切成大小不同的鯽魚肉塊。

1.2.2 TVB-N的測定 按GB 5009.228—2016的自動凱氏定氮儀法執行，平行測定3次。

1.2.3 pH值的測定 鯽魚肉均質化后，按GB 5009.237—2016測定pH值，平行測定3次。

1.2.4 電導率的測定 校準電導率儀后，稱取3 g均質樣品，用去離子水配制成濃度為10%的溶液，用玻璃棒攪拌混勻，靜置30 min后過濾，取濾液測定電導率值，平行測定3次。

1.2.5 TBA的測定 參照文獻[10]，平行測定3次。

1.2.6 持水力的測定 參照文獻[11]，修改如下：稱取5 g鯽魚肉塊(精確至0.000 1 g)，用濾紙包住，放入離心管中，3 000 r/min 離心15 min，取出樣品稱重，按式(1)計算樣品持水力。平行測定3次。

(1)

1.2.7 色差的測定 取均質樣品裝于直徑6 cm，高度為4 cm 的稱量瓶，將色差儀垂直輕壓在樣品表面，接觸面無空氣，迅速測定L*、a*、b*數值，做平行試驗，測定6次。

1.2.8 質構的測定 沿肌纖維方向將鯽魚肉分割為2 cm×1 cm×1 cm的肉塊，并沿著垂直于肌纖維方向測定肉柱的剪切力值。測定參數：測定探頭為HDP/BSW，測試前和測試中的速度均為1.5 mm/s，測試后速度1 cm/s，下壓距離20 mm，數據獲取率200 pps，觸發力40 g，平行測定6次。

1.3 數據處理方法

采用SPSS 19.0統計軟件進行組間的差異顯著性分析，P<0.05時為差異顯著，具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 微凍貯藏過程中生化指標的變化

2.1.1 TVB-N的變化 由圖1可知，在微凍貯藏初期，未經HA處理和0.3% HA處理的鯽魚肉TVB-N呈緩慢增加趨勢，0.6%和0.9% HA處理的鯽魚肉TVB-N呈現下降趨勢，原因是低溫抑制了內源蛋白酶活性的增長和微生物的繁殖，使非蛋白氮物質氧化脫氨作用減弱，同時也抑制了微生物對鯽魚中蛋白質的降解作用[12-13]。在貯藏12 d后，鯽魚肉中TVB-N增速變大，微生物生長繁殖代謝產生的外源蛋白酶作用于魚體蛋白質，加速了蛋白質分解，最終導致TVB-N的含量不斷增長[14]，與唐文艷等[15]在4 ℃下對鯽魚進行異硫氰酸烯丙酯殼聚糖涂膜保鮮得到的結果一致。

圖1 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中TVB-N 含量的變化

Figure 1 Changes of TVB-N contents in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

在微凍貯藏期間，不同濃度HA處理的鯽魚肉中TVB-N≤10.94 mg/100 g，符合GB 2733—2015《鮮、凍動物性水產品》規定：TVB-N≤20 mg/100 g。未經HA處理的鯽魚肉TVB-N含量最高，貯藏24 d內，增加了39.14%；涂抹HA的鯽魚肉TVB-N含量增加較小，各處理之間差異顯著(P<0.05)，經0.9% HA處理的鯽魚肉TVB-N含量增加最緩慢，可能是達到一定黏彈性的HA與細胞周基質(pericellular matrix , PCM)相互作用形成分子屏障，阻擋有害物質對細胞造成損傷[16]。說明黏彈性相對較大的HA溶液(0.9%)能夠較好地延緩鯽魚蛋白質的降解速度。

2.1.2 pH值的變化 微凍貯藏過程中鯽魚肉的pH值呈先上升后下降的趨勢，見圖2。貯藏初期，鯽魚肉的pH值變化不明顯，可能是鯽魚肉發生了糖酵解反應，產生乳酸，中和了堿性的TVB-N；在貯藏中期，隨著TVB-N的不斷增加，pH值也逐漸增加，并隨著TVB-N增加速度的加快而快速上升[17]，同時氨基酸等堿性物質分解，也會導致鯽魚肉pH值升高；在貯藏后期，pH值出現了下降趨勢，原因是糖酵解反應生成的乳酸、ATP和磷酸肌酸等物質分解為磷酸等酸性物質，導致鯽魚肉的pH值降低[18]。未經處理的鯽魚肉pH值變化幅度最大，與不同濃度HA處理的鯽魚肉pH值變化差異顯著(P<0.05)，與陸利霞等[19]在0 ℃溫度下貯藏鯽魚測得的pH值相近。

圖 2 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中pH值的變化

Figure 2 Changes of pH in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

2.1.3 電導率的變化 鯽魚在貯藏末期電導率呈增加趨勢，見圖3。鯽魚肉蛋白質、脂肪等被微生物分解成大量小分子物質，產生大量離子，從而使魚肉浸出液的導電能力增強，隨著貯藏時間的延長，魚肉被分解的程度越來越高，分解產物逐漸增多，導電能力增強，導致鯽魚肉新鮮度變差[20]。本試驗結果與何其等[21]在-5 ℃溫度下對羅非魚貯藏的結果相似。

圖3 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中電導率的變化

Figure 3 Changes of conductivity in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

未經HA處理的鯽魚肉電導率增加幅度最大，與經HA處理的鯽魚肉電導率變化差異顯著(P<0.05)，但HA處理之間差異不顯著(P>0.05)。說明HA涂抹于鯽魚肉表面可延緩鯽魚在微凍貯藏過程中品質的劣變。

2.1.4 TBA的變化 鯽魚肉中不飽和脂肪酸氧化產生丙二醛，進一步與TBA反應生成穩定的化合物，以此來反映肉類和水產品脂肪氧化程度。由圖4可知，鯽魚肉在微凍貯藏過程中丙二醛含量逐漸增加，貯藏初期增加較緩慢(P>0.05)，貯藏12～24 d時增幅明顯變大(P<0.05)。在微凍貯藏前期微生物和酶的作用受到抑制，隨著貯藏時間的延長，冰晶對細胞破壞作用加快，鯽魚肉脂肪更易發生氧化，同時鯽魚肉中脂肪酸的雙鍵易氧化成氫過氧化物，氫過氧化物不穩定又進一步分解產生醛、酮、醇、酸等小分子物質，導致鯽魚肉中丙二醛的含量增加[22]。

未經HA涂膜處理的鯽魚肉丙二醛含量較高，從0.038 mg/kg 增加到0.290 mg/kg，與劉敏等[23]將鯽魚經殼聚糖涂膜處理，貯藏在4 ℃溫度下得到的結果一致，丙二醛含量的變化范圍也相同。其中，涂抹0.6%，0.9% HA的鯽魚肉丙二醛增加幅度小于0.3%HA處理和未經HA涂膜處理的(P<0.05)。研究[16]表明，高黏彈性的HA可使細胞免受氧衍生自由基的破壞，原因是高黏彈性的HA可在細胞周圍形成屏障，阻止刺激因子與細胞的接觸，從而抑制氧衍生自由基的產生；而低濃度的HA由于黏彈性降低，抑制氧衍生自由基的作用減弱。

圖4 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中丙二醛含量的變化

Figure 4 Changes of malondialdehyde contents in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

2.2 微凍貯藏過程中物理指標的變化

2.2.1 持水力的變化 鯽魚肉在微凍貯藏條件下的持水力總體呈下降趨勢，見圖5。在貯藏過程中，細胞內外冰晶的形成對細胞內組織結構及蛋白活性產生了影響，導致鯽魚肉的持水力降低。與-20 ℃凍藏條件相比，微凍條件下魚體內僅部分凍結，微生物和各種酶的作用受到抑制，同時這部分冰晶對魚體內的組織結構損傷較小，因此微凍貯藏能較好地保持魚肉的持水力[24]。貯藏24 d時，未經HA涂膜處理的鯽魚肉持水力降幅最大(下降了19.1%)，涂抹0.9% HA的持水力降幅最小(僅下降了9.1%)，未經HA涂膜處理與涂膜處理的鯽魚肉持水力之間差異顯著(P<0.05)。

2.2.2 色差的變化 由圖6、7可知，微凍貯藏過程中鯽魚肉L*值一直處于較平穩狀態，a*值的變化趨勢是先上升后下降。在貯藏前期肌球蛋白含量較低且變性不明顯，導致貯藏18 d內a*值上升幅度較小；a*值在貯藏末期下降幅度較大，可能是魚肉的肌紅蛋白在貯藏過程中氧化成高鐵肌紅蛋白導致的，本試驗a*值變化趨勢與曹雷鵬等[25]在(0.5±0.5) ℃溫度下貯藏草魚得到的結果相似。

圖5 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中持水力的變化

Figure 5 Changes of water-holding capacity in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖6 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中L*值的變化

Figure 6 Changes ofL*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖7 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中a*值的變化

Figure 7 Changes ofa*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

微凍貯藏過程中鯽魚肉中b*值呈現逐漸增加的趨勢，見圖8。隨著脂肪氧化程度的加大，產生的羰基化合物增多，這些化合物能夠與游離氨基酸或肽發生非酶促褐變反應，進而促進了b*值的變化，在貯藏過程中，b*值是逐漸上升的，可能是隨著貯藏時間的延長，蛋白質逐漸變性，引起魚肉表面色澤的變化，導致b*值上升。

未經HA涂膜處理的鯽魚肉a*、b*值最高，變化幅度最大，涂抹0.9% HA的鯽魚肉表面色澤要好于0.3%和0.6% 處理的(P<0.05)，因此，涂抹不同濃度的HA能在一定程度上對鯽魚肉的顏色變化起到保護作用。

2.2.3 質構的變化 鯽魚肉的剪切力隨貯藏時間的延長呈下降趨勢(圖9)，原因是肌球蛋白分子聚集變形導致鯽魚肉內部組織結構發生變化，從而剪切力逐漸下降。在貯藏前期剪切力下降明顯(P<0.05)，在貯藏12 d后，剪切力變化差異不顯著(P>0.05)。

圖8 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中b*值的變化

Figure 8 Changes ofb*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖9 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中剪切力的變化

Figure 9 Changes of shear force in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

未經HA處理的鯽魚肉剪切力下降程度最大，試驗結果與何其等[21]將羅非魚片在-5 ℃貯藏60 d得到的結果類似。經不同濃度HA處理的鯽魚肉變化趨勢較小，其中涂抹0.9% HA的鯽魚肉的剪切力變化幅度最小，與其他各處理之間差異顯著(P<0.05)。說明涂抹HA有利于維持鯽魚肉的質構品質。

3 結論

(1) 不同濃度HA涂膜結合微凍貯藏處理延緩了鯽魚肉TVB-N、電導率和TBA的增加，持水力的下降，色澤和質構的降低。其中，涂抹0.9% HA對微凍鯽魚肉保鮮效果最好，在貯藏24 d時，與未經HA處理樣品相比，鯽魚肉的TVB-N、電導率和TBA分別下降了16.5%，12.3%，368.6%，持水力增加了12.9%，剪切力提高了20.5%。

(2) HA結合微凍技術可延緩鯽魚肉品質的下降，使鯽魚肉在24 d內保持較高新鮮度。后續可對透明質酸的抑菌作用、保鮮作用機制進行深入研究，以更好地為天然涂膜保鮮材料的研發提供理論依據。

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