復合生物保鮮劑對冷藏紅鰭東方的保鮮效果研究

蘇 紅,申 亮,畢詩杰,張曉梅,郭 芮,劉紅英,*

(1.河北農業大學食品科技學院,河北保定 071000;2.河北農業大學海洋學院,河北秦皇島 066000)

紅鰭東方鲀(Takifugurubripes),屬硬骨魚綱(Osteichthyes),鲀形目(Tetraodontiformes),鲀亞目(Tetrodontoidci),鲀科(Tetraodontidae),東方鲀屬(Takifugu)[1],內含大量甘氨酸、丙氨酸、精氨酸三種鮮味氨基酸,味道鮮美[2]。隨著我國無毒養殖技術的成熟,2016年農業部辦公廳和國家食品藥品監督管理總局聯合發布了《關于有條件放開養殖紅鰭東方鲀和養殖暗紋東方鲀加工經營的通知》,這意味著自1990年起不得流入市場的河豚可以有條件“合法化”食用了。

生物保鮮劑因其安全、抑菌譜廣等特點在水產品保鮮技術中具有較好的發展前景,不同的生物保鮮劑具有不同的保鮮機理。檸檬酸可以降低pH,絡合金屬離子抑制氧化[3],百里酚通過破壞微生物細胞壁,損壞酶系統,鈍化或破壞遺傳物質來達到抑菌效果[4-5],海藻酸鈉具有抑菌性、保濕性和成膜性[6],可以減緩汁液流失,形成微調環境。目前還沒有發現可以抑制所有微生物的一種生物保鮮劑,根據柵欄因子,復合生物保鮮劑可以產生協同效應,擴大抑菌譜,增強保鮮效果[7]。Li Tingting等[8]將復配的茶多酚和殼聚糖用于對美國紅魚的保鮮,結果使其貨架期較對照組延長了6～8 d。吳雪麗[9]利用復配的茶多酚、羧甲基殼聚糖和蜂膠處理扇貝,結果將0 ℃、冰溫、-5、-20 ℃貯藏環境下的扇貝的貨架期分別延長了2～3、4～5、6～8 d、3～4個月。

目前關于河豚魚保鮮技術的研究還較少,主要集中在馬妍等的研究:冷凍[10]、冷藏[11]技術對河豚魚的保鮮效果,不同取代基的羧甲基殼聚糖、不同濃度的O-羧甲基殼聚糖及羧甲基殼聚糖復合保鮮膜對河豚魚的冷藏保鮮效果[12-14],電解水對河豚魚的保鮮效果[15-16],均能有效抑制代謝產物的產出,延長貨架期。關于河豚魚生物保鮮技術的研究僅上述幾篇,因此探索關于河豚魚更加有效的新型生物保鮮劑技術具有重要意義。海藻酸鈉形成的膜具有選擇透過性,殼聚糖功能相似;百里酚通過破壞微生物細胞膜的細胞壁,損壞酶系統,鈍化或破壞遺傳物質從而達到抑菌的作用;檸檬酸可以降低魚肉的pH,絡合金屬離子,抑制氧化和褐變。其中百里酚和檸檬酸對假單胞菌屬及希瓦氏菌屬等腐敗菌有很好的抑制作用[17]。實驗室前期研究了檸檬酸、百里酚及海藻酸鈉復合生物保鮮劑對冰溫下紅鰭東方鲀的保鮮效果,并利用響應面優化了其配比,因冷藏是水產品保鮮常用的方法,本論文將冰溫下優化的最佳配比的復合生物保鮮劑應用于冷藏紅鰭東方鲀,研究冷藏條件下該復合生物保鮮劑對紅鰭東方鲀的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活紅鰭東方鲀 每條(500±10) g左右,裝進注水的塑料袋,1 h內運送到實驗室,購自秦皇島水產品市場;檸檬酸、百里酚、海藻酸鈉 均為食品級,西安大豐收生物科技有限公司;PSEUDOMONAS AGAR BASE(OXOID)、CFC Supplement(SR0103E) 賽默飛世爾生物化學制品(北京)有限公司;甲基紅、次甲基藍、無水氯化鈣 均為分析純(AR),天津市科密歐化學試劑有限公司。

FA2004分析天平 上海舜宇恒平科學儀器有限公司;HH-6數顯恒溫水浴鍋 上海梅香儀器有限公司;JJ-2組織搗碎機 江蘇金壇市億通電子有限公司;DHG-9076A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司;721型可見光分光光度計 上海舜宇恒平科學儀器有限公司;YLD-6000 生化培養箱 江蘇定壇市宏華儀器廠;PHS-3C型pH計 上海精密科學儀器有限公司雷磁儀器廠;YX-280D滅菌鍋 合肥華泰醫療設備有限責任公司;SW-CJ-2F無菌操作臺 蘇州安泰空氣技術有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 因為檸檬酸和海藻酸鈉會形成海藻膠沉淀,因此將鮮活的紅鰭東方鲀去除內臟,冰水洗凈后用吸水紙將其表面水分吸干,浸泡在檸檬酸和百里酚的復合生物保鮮劑中1 min,瀝干后,再在海藻酸鈉溶液中浸泡5 min,2.0%氯化鈣溶液中膠化5 min,取出于室溫下瀝干,分組裝于自封袋內冰溫下(-2～0 ℃)貯藏,定時取樣進行指標測定,選擇冰水洗凈后的魚塊為對照組。

1.2.2 復合生物保鮮劑的制備 稱取百里酚和檸檬酸,將百里酚溶解在水∶醇為1∶1的溶劑中[5],濃度為1.45%,然后加入檸檬酸,濃度為0.68%,制成百里酚和檸檬酸的復合生物保鮮劑。稱取海藻酸鈉,用蒸餾水加熱溶解成濃度為1.94%的溶液。

1.2.3 指標測定方法

1.2.3.1 pH的測定 將紅鰭東方鲀肉搗碎,取5 g置于錐形瓶中,加入45 mL蒸餾水,均質,靜置30 min,過濾,濾液用精密pH計測定其pH[18]。

1.2.3.2 汁液流失率的測定 稱量帶包裝樣品的質量(M1),樣品取出,將包裝內和樣品表面的汁液用濾紙吸干后稱兩者的質量(M2),包裝單獨稱質量(M3)。計算公式[19]如下:

1.2.3.3 揮發性鹽基氮(TVB-N)的測定 參照GB 5009.228-2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》[20]的微量擴散法進行測定。

1.2.3.4 硫代巴比妥酸值(TBA)的測定 參照Li Junke[21]的方法,用分光光度計在532 nm 處測吸光度值A,重復三次。結果TBA值=7.8A(mg/100 g)。

1.2.3.5 菌落總數和假單胞菌數的測定 按照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[22]的方法進行測定。菌落總數及假單胞菌數分別用平板計數瓊脂和PSEUDOMONAS AGAR BASE(OXOID)培養。

1.3 數據分析

采用Origin 8.6繪制曲線,SPSS 17.0進行方差分析,顯著性水平設為0.01

2 結果與分析

2.1 紅鰭東方鲀冷藏期間pH的變化

由圖1可得,新鮮紅鰭東方鲀的pH為6.5,保鮮組的pH顯著(p<0.01)低于對照組,復合生物保鮮劑可以降低魚塊的pH。對照組的pH呈現先下降后上升的趨勢,并且貯藏后期的增長趨勢顯著增大,與馬妍[12]的研究結果一致。這是因為魚體死后僵硬,體內出現無氧狀態,此時魚肌肉組織中出現糖酵解反應,糖原減少產生乳酸,pH下降,解僵后自溶開始,使部分蛋白質分解成氨基酸和可溶性含氮物質,為微生物繁殖提供了條件,使體內蛋白不斷分解為胺類等含氮物質,造成pH的上升[23]。保鮮組的pH在貯藏初期出現了上升的趨勢,這是因為冷藏條件下魚肉的腐敗較快,沒出現下降的現象,當剝落保鮮膜時還會帶走部分未浸入魚肉的保鮮劑,使pH出現升高的現象。2～6 d期間,pH出現了下降的趨勢,可能是因為復合生物保鮮劑破壞了腐敗過程中產生的胺類等物質的結構,與TVB-N的變化趨勢一致。當時間在4 d以后,pH又逐漸緩慢上升。在貯藏16 d時,保鮮組的pH僅為6.05,說明復合生物保鮮劑可以顯著降低微生物的生長速率,延緩了pH的變化。

圖1 紅鰭東方鲀在冷藏過程中pH的變化

2.2 紅鰭東方鲀冷藏期間汁液流失率的變化

隨著魚肉的腐敗,組織蛋白不斷降解,氨基酸和游離多肽不斷增加,汁液流失率會逐漸增大。由圖2可知,保鮮組和對照組的汁液流失率均呈上升的趨勢,且保鮮組的汁液流失率在貯藏2 d后顯著(p<0.01)低于對照組,說明復合生物保鮮劑可以降低魚肉的汁液流失率,能較好地保持魚肉的持水率。在貯藏6 d時對照組的汁液流失率為1.63%,保鮮組的汁液流失率為0.24%,貯藏12 d時,保鮮組的汁液流失率為1.63%,顯著(p<0.01)低于氣調保鮮法的汁液流失率(8.00%)[19],貯藏16 d時也僅為2.01%,目前關于氣調包裝的汁液流失情況研究較多,高濃度的CO2造成較嚴重的汁液流失,趙良等[28]研究了高壓靜電場結合冰溫氣調保鮮對羅非魚的保鮮效果,結果在貯藏末期(30 d)時,最佳處理組的汁液流失率為6.57%;牛寶衛[29]冰溫氣調保鮮大菱鲆,最佳處理組在貯藏末期汁液流失率在2%～3%,明顯高于該復合生物保鮮劑處理組的汁液流失率。復合生物保鮮劑因保鮮效果顯著,食用安全,汁液流失率較低,具有很好的發展前景。

圖2 紅鰭東方鲀在冷藏過程中汁液流失率的變化

2.3 紅鰭東方鲀冷藏期間TVB-N的變化

TVB-N是由肉制品的蛋白氮和非蛋白氮分解為氨類及低級胺類等含氮化合物,是水產品鮮度評價的主要指標[24]。由圖3可知，對照組的TVB-N值呈上升的趨勢,并且貯藏后期的上升速度大于貯藏初期,這可能與微生物的生長繁殖情況有關,與pH的增長趨勢一致。對照組在貯藏第4 d時TVB-N值為11.82 mg/100 g,第6 d時TVB-N值為12.65 mg/100 g,不同魚類體內的氨基酸種類等營養成分組成不同,生成TVB-N的數量也不同,因此不同魚類擁有不同的TVB-N食用上限。結合菌落總數的腐敗期,紅鰭東方鲀的TVB-N食用上限大約在12～12.65 mg/100 g,與馬妍等[12]的研究結果相似。保鮮組的TVB-N值在貯藏2 d前與對照組差異不顯著(p>0.05),2 d后極顯著(p<0.01)低于對照組,并且保鮮組在貯藏初期有上升的趨勢,這是因為短期內復合生物保鮮劑還沒有浸入魚塊內部,魚塊的腐敗速度大于保鮮效應,與pH的趨勢一致,2 d后TVB-N值下降,與羧甲基殼聚糖復合涂膜的研究結果相似[14],可能是因為復合生物保鮮劑改變了氨基酸或者胺類等的結構和組成,4 d后緩慢上升,在貯藏16 d時僅為8.86 mg/100 g。

圖3 紅鰭東方鲀在冷藏過程中TVB-N的變化

2.4 紅鰭東方鲀冷藏期間TBA的變化

TBA反映的是脂肪氧化的程度,脂肪氧化產生的丙二醛可與硫代巴比妥酸反應產生粉紅色物質,在532 nm波長下具有最大吸收值。水產品因體內含有較多的不飽和脂肪酸而極易腐敗,TBA值是肉類中脂肪氧化測定的常規指標。由圖4可知，新鮮魚的TBA值較小,為0.034 mg/100 g,隨時間的延長,TBA值呈上升的趨勢,保鮮組的TBA值顯著(p<0.01)低于對照組,在貯藏2 d后對照組的脂肪氧化速度比較快,在貯藏6 d時TBA值為1.810 mg/100 g,此后呈下降的趨勢,可能是因為丙二醛不穩定,可與魚肉中的其他成分反應而不被TBA實驗檢測出[25],也可能是因為脂肪氧化生成的丙二醛和其它短鏈化合物的穩定時間較短,這些化合物進一步氧化為不能和TBA反應的有機酸和醇,因此TBA降低[26]。貯藏12 d時,TBA值為0.117 mg/100 g,貯藏16 d時保鮮組的TBA值僅為0.146 mg/100 g,說明復合生物保鮮劑可以顯著抑制紅鰭東方鲀的脂肪氧化。

圖4 紅鰭東方鲀在冷藏過程中TBA的變化

2.5 紅鰭東方鲀冷藏期間菌落總數及假單胞菌數的變化

圖5和圖6顯示對照組和保鮮組的菌落總數和假單胞菌數均呈現上升的趨勢,且初期生長緩慢,隨時間的延長,微生物適應了貯藏環境后快速繁殖。對照組在貯藏第4 d時菌落總數為3.87 lg(CFU/g),第6 d時為6.03 lg(CFU/g),已超過食用上限5.00 lg(CFU/g)[27],因此對照組在貯藏5 d左右時,紅鰭東方鲀已腐敗。保鮮組在貯藏4 d時菌落總數還為0,貯藏10 d時菌落總數為3.79 lg(CFU/g),假單胞菌數為4.90 lg(CFU/g),貯藏12 d時菌落總數為5.77 lg(CFU/g),假單胞菌數為5.98 lg(CFU/g),因此復合生物保鮮劑可以極顯著(p<0.01)抑制微生物的繁殖,延長紅鰭東方鲀的貨架期,由5 d延長至12 d左右。

圖5 紅鰭東方鲀在冷藏過程中菌落總數的變化

圖6 紅鰭東方鲀在冷藏過程中假單胞菌數的變化

3 結論

該復合生物保鮮劑可以顯著抑制微生物的增長,延緩pH、TVB-N、TBA的增加,延長紅鰭東方鲀的貨架期。在貯藏6 d時對照組的pH為6.50,TVB-N值為12.65 mg/100 g,TBA值為1.810 mg/100 g,菌落總數為6.03 lg(CFU/g),假單胞菌數為6.14 lg(CFU/g),此時已腐敗變質,貨架期大約在5 d左右。保鮮組在貯藏12 d時,pH為6.03,TVB-N值為8.39 mg/100 g,TBA值為0.117 mg/100 g,菌落總數為5.77lg(CFU/g),假單胞菌數為5.98 lg(CFU/g),接近食用上限。保鮮組在貯藏12 d時汁液流失率僅為1.63%,與對照組貯藏6 d時無差異(1.63%),顯著低于氣調保鮮,因此復合生物保鮮劑可將紅鰭東方鲀的貨架期由5 d延長至12 d左右,保鮮效果顯著優于羧甲基殼聚糖對河豚魚的保鮮效果。