復(fù)合生物保鮮劑配方優(yōu)化及對(duì)鷹爪蝦保鮮效果研究

李珍愛，劉英梅，劉 飛，朱希強(qiáng)，張秀華，蘇移山，李海軍，凌沛學(xué)*

（1. 山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省生物藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東省多糖類藥物工程實(shí)驗(yàn)室 多糖類藥物發(fā)酵與精制國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101；2. 山東福瑞達(dá)醫(yī)藥集團(tuán)公司，山東 濟(jì)南 250101；3. 山東福瑞達(dá)生物科技有限公司，山東 臨沂 276000；4. 山東大學(xué)藥學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101）

蝦肉質(zhì)細(xì)嫩，味道鮮美，富含人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。全球蝦捕撈量每年約340萬噸，鷹爪蝦產(chǎn)量在眾多海捕蝦中位居第二，僅次于毛蝦，約43萬噸，占比22 %以上[1-2]。鷹爪蝦出肉率高，肉味鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，有廣泛的消費(fèi)市場(chǎng)，但在捕撈和運(yùn)輸過程中極易損傷，導(dǎo)致腐敗、變質(zhì)。因此，鷹爪蝦的保鮮保藏問題已成為研究熱點(diǎn)之一[3]。

目前，食品保鮮主要采取低溫、輻照、氣調(diào)、化學(xué)和生物保鮮等方法，但有如保鮮期短、體內(nèi)殘留對(duì)人體的危害、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。本文采用生物保鮮與冷藏保鮮相結(jié)合，不僅延長(zhǎng)了鷹爪蝦的貨架期，且采用的生物保鮮劑安全性高，保鮮同時(shí)還能改善產(chǎn)品品質(zhì)和檔次。

普魯蘭多糖是一種由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的多糖，利用其成膜性能有效地隔離食品與空氣的接觸，起到保鮮功效；乳酸鏈球菌素和納他霉素是天然防腐劑，其中乳酸鏈球菌素能抑制大部分革蘭陽(yáng)性菌及芽孢生長(zhǎng)和繁殖，可抑制細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的生物合成，使細(xì)胞膜和卵磷脂合成受阻；納他霉素對(duì)幾乎所有的酵母菌和霉菌均有抗性，可與細(xì)胞膜中的麥角固醇結(jié)合，增加細(xì)胞膜通透性，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

本文利用普魯蘭多糖的成膜性，乳酸鏈球菌素及納他霉素的抑菌性，并與檸檬酸復(fù)配，得到一種對(duì)鷹爪蝦具有防腐保鮮的復(fù)合生物保鮮劑，有效延長(zhǎng)了貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料

鷹爪蝦（市售）。

1.2 試劑

乳酸鏈球菌素（nisin，900 IU/mg）、納他霉素（95 %）、普魯蘭多糖（黏度140 cP）、（山東福瑞達(dá)生物科技公司）；檸檬酸（濰坊英軒）。

1.3 儀器和設(shè)備

BCD-239VC冰箱（河南新飛）；半微量定氮儀（上海楚柏）；PHS-3C型酸度計(jì)（杭州雷磁）。

1.4 方法

1.4.1 樣品處理 將鷹爪蝦用水清洗，選取完整的、新鮮的活蝦，去除差異較大的個(gè)體，隨機(jī)分組，作保鮮或?qū)φ諅溆谩?/p>

1.4.2 復(fù)合生物保鮮劑設(shè)計(jì) 選取乳酸鏈球菌素、納他霉素和普魯蘭多糖為保鮮劑主要成分，如表1配制，再?gòu)?fù)配5 g/L檸檬酸，配成復(fù)合生物保鮮劑。

1.4.3 復(fù)合生物保鮮劑使用 將保鮮劑按表1配方配成溶液，將洗凈的蝦浸入保鮮液中，處理比例為蝦:保鮮劑=1 kg:1 L，處理時(shí)間10 min，瀝干后分別裝入保鮮袋，4 ℃貯藏，以不添加保鮮劑的蝦為空白，定時(shí)取樣測(cè)定指標(biāo)。

表1 復(fù)合生物保鮮劑成分配方

1.4.4 鮮度指標(biāo)檢測(cè)

1.4.4.1 感官評(píng)定方法 蝦類感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[4]見表2，評(píng)分小組由5～6名有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的人員組成，分別從氣味、色澤、組織狀態(tài)三方面進(jìn)行綜合評(píng)分，以平均分為其感官的最后得分。

表2 鷹爪蝦感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.4.4.2 菌落總數(shù)的測(cè)定 根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[5]方法測(cè)定。

1.4.4.3 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）測(cè)定 根據(jù)《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[6]采用半微量定氮法測(cè)定；按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》[7]，認(rèn)為TVB-N值（mg/100g）≤30在可接受范圍內(nèi)。

1.4.4.4 pH值的測(cè)定 取試樣10 g，加入100 ml蒸餾水，研磨均勻，冰箱內(nèi)放置30 min，期間不停攪拌，過濾，用酸度計(jì)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 保鮮過程中感官評(píng)分變化

根據(jù)表2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見圖1。

從圖1可見，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，保鮮處理組和對(duì)照組的感官評(píng)分差異越來越顯著。對(duì)照組第3 天時(shí)分值已至3分，肉與殼連接嚴(yán)重松弛，體表出現(xiàn)黑斑，有較強(qiáng)的硫化氫和氨味；而保鮮組第6 天時(shí)分值仍為4分以上，其中第1組保鮮劑保鮮效果最好。

圖1 鷹爪蝦保鮮期間感官評(píng)分的變化

2.2 保鮮過程中菌落總數(shù)的變化

菌落總數(shù)是判斷微生物污染的重要指標(biāo)之一，是表現(xiàn)蝦品質(zhì)變化情況最直觀的指標(biāo)，Mosfer[8]研究表明，蝦類的菌落總數(shù)≤5.0 lg（gfu/g）為一級(jí)鮮度；5.0～5.7 lg（gfu /g）為二級(jí)鮮度。當(dāng)蝦總數(shù)超過二級(jí)鮮度時(shí)，為貨架終點(diǎn)期。保鮮過程中菌落總數(shù)變化見圖2。

圖2 鷹爪蝦保鮮期間菌落總數(shù)的變化

由圖2可見，第1天時(shí)，保鮮組的細(xì)菌總數(shù)呈下降趨勢(shì)，平板上菌落經(jīng)顯微鏡檢測(cè)多為桿狀，還有較多霉菌，表明乳酸鏈球菌素和納他霉素起到殺菌抑菌作用。隨時(shí)間延長(zhǎng)，菌落總數(shù)又逐漸上升，但保鮮組總體上菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值明顯低于對(duì)照組，對(duì)照組第3天時(shí)達(dá)6 lg（gfu/g），超過可接受范圍，而保鮮1組在第6天時(shí)＜5.7 lg（gfu/g），保鮮效果最好。

2.3 保鮮過程中TVB-N的變化

揮發(fā)性鹽基氮是評(píng)價(jià)蝦新鮮度的重要指標(biāo)，是指蝦在貯藏過程中，由于酶和細(xì)菌的作用，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨及胺類等具有揮發(fā)性堿性含氮物質(zhì)，TVB-N值越高，表明氨基酸被破壞的越多，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越低[9]。保鮮處理組和對(duì)照組在貯藏過程中TVB-N的變化見圖3。

由圖3 可見，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，蝦的TVB-N值總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但是保鮮組的TVB-N值明顯低于對(duì)照組，其中對(duì)照組在第3天時(shí)超過30 mg/100 g，不可食用，而保鮮第1～3組在儲(chǔ)存第6天時(shí)，仍處于可食用范圍，表明復(fù)合生物保鮮劑在蝦的保鮮過程中對(duì)于TVB-N增長(zhǎng)有一定的抑制作用。

圖3 鷹爪蝦保鮮期間TVB-N值變化

2.4 保鮮過程中pH變化

蝦死后體內(nèi)的糖原發(fā)生糖酵解反應(yīng)，開始降解，生成琥珀酸和乳酸等有機(jī)酸，導(dǎo)致pH值下降，隨時(shí)間延長(zhǎng)，在微生物及酶的作用下，蝦體內(nèi)的蛋白質(zhì)等含氮物質(zhì)被分解生成氨、組胺等堿性物質(zhì)，pH開始上升[10]。新鮮蝦的pH值為7.2～7.4，本實(shí)驗(yàn)鮮蝦的pH為7.28，Shamshad[11]認(rèn)為pH值為7.6時(shí)到達(dá)貨架期終點(diǎn)。

圖4 鷹爪蝦保鮮期間pH值變化

由圖4可見，第1天時(shí)pH降到最低點(diǎn)，隨時(shí)間延長(zhǎng)又不斷上升。空白組的pH值上升較快，在第5天時(shí)達(dá)到不可接受值，保鮮組在第7天時(shí)仍處于可接受范圍，保鮮組相比空白對(duì)照組延長(zhǎng)了3 d，表明復(fù)合保鮮劑抑制了細(xì)菌生長(zhǎng)，使蛋白分解速度變慢，進(jìn)而延長(zhǎng)了蝦的貨架期。

3 結(jié)果與討論

本文通過檢測(cè)鷹爪蝦保鮮實(shí)驗(yàn)中各指標(biāo)，確定了復(fù)合生物保鮮劑的最優(yōu)配方：乳酸鏈球菌素 1 g/L，納他霉素0.2 g/L，普魯蘭多糖 5 g/L，檸檬酸5 g/L。其中各保鮮劑組分均屬于微生物發(fā)酵的天然產(chǎn)物，安全有效，操作簡(jiǎn)單，易被接受。但經(jīng)核算，該保鮮劑成本比具有相同保鮮效果的化學(xué)保鮮劑略高，還需進(jìn)一步優(yōu)化配方以降低生產(chǎn)成本。本文為后續(xù)開發(fā)優(yōu)質(zhì)低廉的生物保鮮劑奠定了基礎(chǔ)，為改善化學(xué)保鮮劑殘留對(duì)人體健康和環(huán)境帶來的危害提供了依據(jù)。