鯧魚復合生物保鮮劑冰的配比優化及保鮮效果

(上海海洋大學食品學院 上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心 上海 201306)

鯧魚復合生物保鮮劑冰的配比優化及保鮮效果

謝 晶 章 縝 黎 柳 楊勝平

(上海海洋大學食品學院上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心上海201306)

在單一生物保鮮劑研究的基礎上，采用兩因素三水平正交試驗的方法，將不同濃度的茶多酚和植酸進行復配制冰后分組處理新鮮鯧魚。對鯧魚品質變化表征特性指標(感官評價)，微生物指標(菌落總數),理化指標(揮發性鹽基氮含量(TVB-N)、2-硫代巴比妥酸含量(TBA)和K值)進行分析，確定了鯧魚復合生物保鮮冰的優化配比濃度，并驗證其保鮮效果。研究結果表明：用茶多酚0.5%(w/v)，植酸0.15%(v/v)的復合保鮮冰使鯧魚的感官指標、微生物指標、理化指標均優于自來水冰的對照組，在1 ℃冷藏條件下的貨架期由11～12 d延長至21～23 d。

茶多酚；植酸；生物保鮮劑冰；保鮮；鯧魚

鯧魚(pomfret)，別名鏡魚、鮀魚，屬鱸形目，鯧科，主要分布于我國東海及南海一帶，是一種重要的經濟型魚類。鯧魚味道鮮美，營養豐富，富含人體必需的氨基酸、不飽和脂肪酸及多種微量元素，尤其蛋白質含量高達16.8%，深受廣大消費者喜愛[1]。但鯧魚在冷凍貯藏過程中，易受假單胞菌(Pseudomonasspp.)、希瓦氏菌(Shewanellaspp.)、嗜冷桿菌(Psychrobacterspp.)等微生物的侵染而產生腐敗氣味，導致品質劣化[2]。

生物保鮮劑主要是通過抑制微生物繁殖，降低脂肪氧化速率、蛋白質變性，從而達到延長水產品貨架期的目的。茶多酚(tea polyphenols)，又名茶鞣質，具有優良的廣譜抗菌性和較強的抗氧化活性，在食品保鮮領域應用廣泛[3]。李雙雙等[4]用不同濃度的茶多酚保鮮液處理金槍魚肉，發現6 g/L的茶多酚保鮮液能較好地抑制菌落生長、脂肪氧化和蛋白質的分解，且將二級貨架期延長15 d。范文教等[5]研究表明經0.1%(w/v)茶多酚溶液處理能有效維持微凍冷藏過程中的鰱魚品質，減緩感官評分、TBA值及K值的下降趨勢，顯著延長貨架期。植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸酯，對于金屬離子具有高度絡合性，可抑制氧化并具有一定的抑菌作用，從而延緩食品品質劣化，達到保鮮目的[6]。熊青等[7]研究發現使用0.1%(v/v)植酸等多種保鮮劑處理南美白對蝦，可緩解蝦肉品質下降，延長貨架期。侯偉峰等[8]研究表明，添加0.08%(v/v)植酸可以有效維持蝦肉感官品質。

目前國內外水產品保鮮劑保鮮，主要是將保鮮劑復配成溶液后，以涂膜、浸泡水產品等方式進行保鮮，但將復合保鮮劑調配好并制成冰后對水產品進行保鮮處理的研究較少。課題組前期試驗采用不同濃度茶多酚(0.1%(w/v)、0.5%(w/v)、1%(w/v))、植酸(0.05%(v/v)、0.1%(v/v)、0.15%(v/v))分組制冰后處理鯧魚，通過相關指標分析表明，兩種保鮮劑均能有效延長貨架期。本文在黎柳等[9]進行的單一生物保鮮劑研究基礎上，進一步采用兩因素三水平正交試驗方法分析，將不同濃度的茶多酚和植酸進行復配制冰后分組處理新鮮鯧魚，通過感官評定、菌落總數、TVB-N含量、TBA含量、K值等理化及生化指標的檢測評價在貯藏過程中鯧魚的品質變化，為鯧魚貨架期的延長及保鮮劑冰的開發應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1材料

鯧魚購自上海市浦東新區蘆潮港水產品市場，挑選個體均一(200～250 g)，眼睛黑亮、體表色澤銀灰光亮、魚鱗脫落較少、無異味、肉質有彈性的新鮮個體，用碎冰保藏于泡沫箱中30 min內運抵試驗室。

1.2試劑

植酸，購自國藥集團化學試劑北京有限公司；茶多酚(食品級，菌落總數<100 CFU/g，多酚≥99.8%)，購自上海維編科貿有限公司；氯化鈉、高氯酸、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、輕質氧化鎂、硼酸、鹽酸、氫氧化鉀、平板計數瓊脂培養基均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司；磷酸氫二鉀、甲醇、磷酸二氫鉀均為色譜級，購自上海安譜科學儀器有限公司；標準品：三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)、肌苷酸(inosinix acid，IMP)、次黃嘌呤(hypoxanthine，Hx)、腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、次黃嘌呤核苷(inosine，HxR)，購自于美國Sigma公司。

1.3儀器與設備

SALGD-100F低溫保藏箱；LHS-100CL型恒溫恒濕箱；VS-1 300 L-U型超凈臺；UV-2100型紫外可見分光光度計；Kjeltec2300型凱氏定氮儀；AUW320分析天平、LC-2010C HT型高效液相色譜儀；H-2050R型臺式高速冷凍離心機。

1.4方法

1.4.1樣品處理

新鮮東海白鯧用冰水洗凈后，隨機分成10組，試驗組按照前文單因素試驗方案，采用含設計濃度的茶多酚(0.1%(w/v)、0.5%(w/v)、1%(w/v))和植酸(0.05%(v/v)、0.1%(v/v)、0.15%(v/v))復配成溶液，分裝并冷凍保存于-18 ℃冰箱中，使用之前拿出。對照組采用自來水制冰。所有樣品以層冰層魚方式置于1 ℃冰箱中貯藏，并每2 d更換一次冰，冰和魚的質量比為2∶1。每隔3 d從處理組中隨機抽取魚樣進行感官評定、菌落總數APC、揮發性鹽基氮值TVB-N、硫代巴比妥酸值TBA及K值的測定。采用兩因素三水平正交全試驗，同時進行方差極差分析，根據試驗結果分析確定復配保鮮劑冰的最佳比例。復配設計方案如表1所示。

表1 含茶多酚、植酸復合生物保鮮劑冰試驗組設計

1.4.2感官評價

參考鮮、凍鯧魚標準[10]以及高志立等[11]的方法，由經過專業培訓的5名感官評定人員分別對鯧魚體表、魚鰓、眼睛、氣味、組織彈性五方面進行打分并做出綜合評價，并根據各項目的敏感程度，確定其權重分，最后計算加權平均分來確定鯧魚綜合感官評定結果[12]。其中8～10分為新鮮，5～7分為較新鮮，3～4分為一般，3分以下為不可接受，具體評價標準見表2。

1.4.3細菌總數

參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數》[13]的方法,進行平板菌落計數。

1.4.4理化指標的測定

TVB-N的測定：根據半微量凱式定氮法原理，并在M. H. Uriarte-Montoya等[14]的方法基礎上略作修改。精確稱取5 g剁碎魚肉，混合適量氧化鎂于消化管中，使用凱式定氮儀測定。做3組平行試驗。

硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)的測定：參考F. Nowzari等[15]中的測定方法測定。精確稱取5 g魚肉混合25 mL濃度為20%(w/v)的三氯乙酸于離心管中均質。靜置1 h后，在8 000 r/min條件下離心10 min，過濾定容至50 mL，取0.02 mol/L的TBA溶液加入樣液，置于沸水浴中20 min，水冷卻后在532 nm處測其吸光度(A)值。依據吸光度(A)和標準曲線，利用公式(1)計算TBA。

表2 鯧魚感官評定表

TBA=A×7.8 mg/100 g

(1)

K值測定：參考T. Saito等[16]的方法測定，并做適當修改。采用pH為6.68的磷酸緩沖液(平衡洗脫)，10 μL樣品以1 mL/min流速注入，在254 nm檢測波長，檢測時間為15 min。各樣品降解產物濃度的測定和計算基于標準品。利用式(2)計算K值。

K=100%×(HxR+Hx)/(ATP +ADP+ AMP+IMP+HxR+Hx)

(2)

1.5數據統計

試驗數據采用3次平行試驗的平均值，使用Spss20.0進行數據間的差異性分析，用Duncan法進行多重比較，試驗數據曲線用Origin Pro V8.6軟件繪制。

2 結果與分析

2.1優化生物保鮮劑冰配比濃度的確定

根據試驗數據結果，第12 d鯧魚各保鮮組的TVB-N、菌落總數和感官評分值處于一級鮮度和二級鮮度之間，且各組差異顯著(P<0.05)，具有一定的代表性，因此選擇第12 d的數據進行極差分析。從表3、表4可知，相比于植酸，茶多酚對鯧魚保鮮效果的影響更為顯著(P<0.05)。TVB-N，菌落總數，感官指標三者優化條件不一致，復配組合A2B3為緩解TVB-N增加的最優組，而A3B2組合抑制菌落總數增加的效果最佳，感官評定的最佳組合則為A2B3。綜合上述試驗結果，最終得出復配保鮮劑的最優組合為A2B3，即茶多酚0.5%(w/v)，植酸0.15%(v/v)。

2.2感官評價

在冷藏過程中水產品的可接受性往往取決于它們的感官質量。魚體死亡后由于微生物生長繁殖自身肌肉氧化分解，導致肉質劣變，散發出不可接受的異味，因此感官是評價水產品質量變化的重要參數之一[17]。鯧魚在貯藏過程中感官指標的變化情況如圖1所示，各組樣品的感官評分值隨時間的延長而逐漸降低。兩試驗組初始感官評分均為10分，對照組自第3 d起感官質量下降速度明顯加快。在9 d時，對照組評分分值已與復合保鮮劑組產生明顯差異。12 d時，對照組魚體表面色澤暗淡，黏液渾濁，肉質彈性下降并伴有異味，而保鮮劑組仍擁有較好的感官效果，保持魚肉彈性與表面光澤。這與正交試驗中較好的試驗結果相一致，表明最優配方復合生物保鮮劑能夠有效維持鯧魚的感官質量。這可能是因為復合生物保鮮劑隨著冰的融化而釋放出來，作用于鯧魚表面的微生物，抑制微生物的活動，因此能減緩鯧魚的品質劣變。但茶多酚為黃色粉末，可能使魚肉色澤發生變化，對綜合感官評價造成一定的影響。試驗結果與S. Yi等[18]結論類似，從感官質量方面評價，茶多酚處理過的試驗組比對照組貨架期得到延長。

2.3菌落總數

微生物是引起水產品腐敗變質的主要因素，同時也是判定食品被污染程度的重要指標之一。鯧魚在貯藏過程中菌落總數的變化如圖2所示，菌落總數均有升高趨勢，但仍可明顯的看出復合生物保鮮劑組優于對照組。在本次試驗中，鯧魚的初始菌落總數為3.16 lg(CFU/g)，與N. Stamatis等[19]對沙丁魚的研究相類似。從第3 d開始，對照組的菌落生長速度明顯加快，到6 d時對照組的菌落總數與復合生物保鮮劑組間已產生顯著性差異(P<0.05)，12 d時已超出限量標準7.0 lg(CFU/g)，而復合生物保鮮劑組仍維持著較低的菌落總數，到試驗末期21 d時才達到6.72 lg(CFU/g)。結果表明，復合生物保鮮劑冰能夠有效抑制微生物的生長繁殖，減緩鯧魚的品質劣變。造成這一結果的原因可能歸因于茶多酚在降低菌黏附力的同時，與植酸發生協同作用，對菌體膜結構造成損傷，導致原生質體和一些胞內酶外泄，使得微生物無法維持正常代謝活動[20]。G. ?zyurt等[21]使用0.05%(w/v)和0.1%(w/v)迷迭香提取物制冰后對沙丁魚進行保鮮處理，其試驗組菌落總數的變化也得到類似的趨勢，并與組胺的增加有一定相關性。

表3 茶多酚、植酸復合生物保鮮劑冰處理鯧魚第12 d極差分析結果

表4 含茶多酚、植酸復合生物保鮮劑冰處理鯧魚第12 d方差分析結果

圖1 貯藏過程中鯧魚的感官評價結果Fig.1 Sensory evaluation scores of pomfret during storage

圖2 貯藏過程中鯧魚菌落總數APC的變化Fig.2 Changes in APC of pomfret during storage

2.4揮發性鹽基氮含量(TVB-N)

鯧魚蛋白質含量較高，在貯藏過程中易受微生物活動影響，使蛋白質和其它含氮的化合物的降解生成揮發性鹽基氮，導致不可接受氣味產生，因此TVB-N是反映鯧魚品質的重要指標[22]。根據鮮、凍鯧魚標準，TVB-N≤18 mg/100 g為一級鮮度，≤30 mg/100 g為二級鮮度。鯧魚在貯藏過程中TVB-N的變化情況圖3所示，從圖中可以看出，鯧魚在貯藏過程中揮發性鹽基氮均有升高趨勢，對照組和復合生物保鮮劑組從第3 d開始，TVB-N出現顯著差異(P<0.05)。這可能是歸因于微生物脫羧和醛、酮的轉氨作用下，形成生物胺。對照組在9 d超過18 mg/100 g，12 d時已超過二級鮮度標準；而復合保鮮劑組TVB-N到達一級鮮度限量標準的時間為第18 d，且直至貯藏末期，保鮮劑組的TVB-N都未超過二級鮮度限量標準。這表明復合生物保鮮劑冰對鯧魚蛋白質等含氮的化合物的降解具有明顯的延緩效果，這可能由于復合保鮮劑協同抑菌作用，使得微生物數量下降，對非蛋白氮的化合物氧化脫氨能力下降[23]。羅愛平等[24]采用多種保鮮劑制成保鮮膜分組處理牛肉，結果表明，茶多酚和植酸復合作用能有效緩解肉質腐壞，TVB-N顯著低于對照組。楊勝平等[25]發現采用0.4%(w/v)茶多酚和0.1%(w/v)殼聚糖涂膜處理帶魚，能夠延長一級鮮度2～3 d，其試驗組TVB-N增加趨勢與本次試驗相似。

2.5硫代巴比妥酸含量(TBA)

硫代巴比妥酸是一種被廣泛用來衡量脂肪氧化程度的指標，這是因為在第二階段自動氧化過程中，過氧化物氧化為醛和酮，可以與TBA發生活性反應[26]。TBA含量越高，則脂肪氧化程度越大，鯧魚酸敗程度越嚴重。鯧魚在貯藏過程中TBA變化趨勢如圖4所示。

圖3 貯藏過程中鯧魚揮發性鹽基氮含量(TVB-N)變化Fig.3 Changes in TVB-N value of pomfret during storage

圖4 貯藏過程中鯧魚硫代巴比妥酸含量(TBA)變化Fig.4 Changes in TBA value of pomfret during storage

在整個貯藏過程中，TBA總體呈現出上升趨勢，這可能是由于魚的部分脫水和不飽和脂肪酸的氧化程度增加所致。對照組從貯藏開始就以較快的速度增加，而保鮮劑組的TBA上升得到延緩，有顯著性差異。兩試驗組TBA的初始值均為0.24 mg/100g，12 d時對照組激增到1.48 mg/100g，而復合生物保鮮劑組在整個貯藏期間都低于對照組，直至第24 d，TBA才達到0.86 mg/100g，這與A. Bensid等[27]在冰中添加牛至、百里香、丁香提取物對鳀魚保鮮效果影響的研究結果相一致，表明復合生物保鮮劑冰能夠有效降低鯧魚的脂肪酸敗程度，維持鯧魚品質。分析其原因可能是保鮮劑冰中的植酸具有對金屬離子的高度螯合作用，破壞氧化過程中形成的過氧化物，影響醛酮類物質的產生，減弱引發脂肪氧化的酶類作用，使得不飽和脂肪酸的氧化程度降低。亦有可能是保鮮劑從冰中釋放出來，抑制及殺滅魚體上的微生物，減少了由腐敗微生物引起的脂肪氧化，從而延緩鯧魚TBA值的上升[28]。W. Fan等[29]在對鰱魚冷藏保鮮的研究中，采用0.2%(w/v)茶多酚為保鮮劑，其試驗組TBA值變化趨勢亦與本次試驗相類似。

2.6K值

K值反映了魚肉中ATP的降解指數，是水產品新鮮度最有效的指標之一，且比較適合評價水產品僵直期的鮮度[30]。由圖5可知，鯧魚在整體貯藏過程中K值均呈現出升高趨勢。新鮮鯧魚的K值為10.28%，從第6 d開始，對照組的增加幅度明顯大于復合生物保鮮劑組；根據參考文獻的限量標準[31]，對照組在第9 d就已達到35.69%，接近二級鮮度標準，而復合生物保鮮劑組第15 d僅為38.28%，仍未明顯腐壞。K值的上升速率減緩表明魚肉中ATP的降解速度隨著保鮮劑的釋放而放緩，表明含茶多酚和植酸的復合生物保鮮劑冰對ATP降解物的產生起到了顯著的延緩。K值越大則鯧魚鮮度越低。保鮮劑組在貯藏末期達到對照組12 d時K值水平，證明復合保鮮劑冰的使用對鯧魚的鮮度有顯著影響。可能的原因是復合生物保鮮劑冰能有效抑制鯧魚魚肉中的核苷酸酶的活性，減慢鮮度下降速度。因此，復合保鮮劑冰處理組的K值要低于對照組。這與陳曉眠等[32]使用茶多酚對羅非魚進行保鮮處理的試驗結果相類似。

圖5 貯藏過程中鯧魚的K值變化Fig.5 Changes in K value of pomfret during storage

3 結論

本文在單一生物保鮮劑研究的基礎上，通過兩因素三水平正交試驗結果，結合方差極差分析計算各個因素影響值。結果表明，使用0.5%(w/v)茶多酚、0.15%(v/v)植酸復合配比的生物保鮮劑冰試驗組感官評分下降較為緩慢，其理化指標及微生物指標均優于空白組鯧魚。采用0.5%(w/v)茶多酚、0.15%(v/v)植酸制成的保鮮劑冰能夠有效抑制鯧魚冰鮮過程中微生物的生長繁殖，延緩脂肪氧化及揮發性鹽基氮含量的升高，有效保持了鯧魚的原有品質，在1 ℃下能將鯧魚的貨架期由11～12 d延長至21～23 d，比空白組鯧魚貨架期延長近一倍。

本文受2016年上海市科技興農重點攻關項目(1-1 2016和上海市科委平臺能力提升項目(16DZ2280300)資助。(The Project was Supported by Key Project of Developing Agriculture Through Science and Technology in Shanghai Municipal 2016(No.1-1 2016)and the Capability Enhancement Project of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (No.16DZ2280300).)

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Aboutthecorrespondingauthor

Yang Shengping, male, engineer，College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, +86 15692160678, E-mail：spyang@shou.edu.cn. Research fields:food cold chain technology.

OptimizedIceFormulationContainingTeaPolyphenolsandPhyticAcidandItsEffectonthePreservationofPomfret

Xie Jing Zhang Zhen Li Liu Yang Shengping

(College of Food Science and Technology, Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing & Preservation, Shanghai Ocean University,Shanghai,201306,China)

Based on a study on the effects of a biological preservative on the quality of pomfret, ice formulation through a compound of biological preservatives was optimized using an orthogonal experimental design method involving two factors and three levels by assessing the quality indicators (sensory evaluation), microbial index (total viable counts (TVC) and aerobic plate counts (APC)), and physiochemical index (total volatile basic nitrogen (TVB-N), thiobarbituric acid value (TBA), and K value). According to the results, pomfret treated with ice containing 0.5% (w/v) tea polyphenols and 0.15% (v/v) phytic acid showed better indicators than the control group, and its shelf life can be extended from 11-12 days to 21-23 days under a temperature of 1 ℃.

tea polyphenols; phytic acid; biological preservative ice; preservative ice; pomfret

0253- 4339(2017) 04- 0102- 08

10.3969/j.issn.0253- 4339.2017.04.102

國家重點研發項目課題(2016YFD0400106)資助項目。(The project was supported by National Key Research and Development Project(No.2016YFD0400106).)

2016年9月22日

TS254; S983

：A

楊勝平，男，工程師，上海海洋大學食品學院，15692160678，E-mail： spyang@shou.edu.cn。研究方向：食品冷藏鏈技術。