聚賴氨酸復合涂膜對金鯧魚冷藏保鮮效果

張涵，徐高原，馮愛國，申鉉日，王佳媚*

海南大學食品學院（海口 570228）

金鯧魚是一種營養豐富的海水魚，油脂多、肉質細嫩、口感好，是最接近海洋捕撈野生魚的品種之一[1]。現如今，金鯧魚多以鮮活產品小范圍銷售，遠距離銷售則以冷凍產品為主。產品種類單一，不能滿足消費者的更高要求。且在流通過程中，微生物、外界環境及酶等因素作用，使金鯧魚鮮度下降及品質發生劣變[2-3]。

海藻酸鈉又稱褐藻酸鈉，由于其具有保濕性、抑菌性、成膜性[4]，現在多被用作被膜劑，與其他生物抗菌劑相結合作為復合涂膜材料[5]。ε-PL是由微生物代謝產生的天然賴氨酸同聚物，具有抑菌譜廣、水溶性好、安全性高、熱穩定性好、抑菌pH范圍廣等特點，其安全性也得到驗證，故可作為食品保鮮劑[6]。于曉慧等[7]研究表明茶多酚與ε-PL對小龍蝦的保鮮具有顯著的交互作用，可將小龍蝦在常溫下的貨架期延長至15 d。孫鏈等[8]發現向牛肉火腿切片中添加ε-PL可明顯抑制乳酸菌及細菌的生長繁殖。

近年來，將可食性高分子物質作為成膜劑，已成為食品保鮮研究的熱點[9-10]。向可食性涂膜中添加抑菌劑或抗氧化劑如乳鏈菌肽（Nisin）[11-12]、竹葉抗氧化物[13]和茶多酚[14-15]等達到延長產品貨架期的相關報道較多，而對于ε-PL協同其他保鮮劑應用于水產品的研究還處于起步階段。試驗以海藻酸鈉為成膜載體并添加ε-PL為抑菌劑對金鯧魚進行處理，研究復合涂膜協同真空包裝對金鯧魚冷藏保鮮效果，旨在為ε-PL復合涂膜處理提供一定的理論依據，為金鯧魚綜合包裝保鮮方法提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

新鮮金鯧魚，市售，色澤正常，肌肉內切面富有光澤，氣味清新，肌肉組織致密完整且紋理清晰，魚肉堅實有彈性。購買后將金鯧魚置于冰盒中運回實驗室。

1.2 主要試劑

海藻酸鈉（食品級，上海馳為實業有限公司）；ε-PL（食品級，湖北福潤德食品原料有限公司）。

1.3 主要儀器與設備

色差計（CR-10，KONICA MINOLTA）；電子分析天平（PL 303，梅特勒-托利多儀器有限公司）；超低溫冰箱（IW-86 L 338，青島海爾特種電器有限公司）；紫外可見光光度計（722 G，北京普析通用儀器有限公司）；半自動凱氏定氮儀（K 160，海能儀器有限公司）；pH計（PHS-25，奧維實驗儀器有限公司）；恒溫水浴鍋（HH-2，常州金壇實驗儀器）；真空包裝機（MS 1160，美吉斯有限公司）；電熱鼓風干燥箱（DGG-9123 A，上海森信實驗儀器公司）；生化培養箱（SPX-808 SH-II，上海新苗醫療器械制造有限公司）。

1.4 試驗方法

1.4.1 樣品的處理與分組

參照Song等[16]對樣品的處理方法并略作修改。將新鮮金鯧魚去內臟，冷水沖洗掉表面血漬和異物，瀝干其表面多余水分，并將魚肉切塊去骨（每塊重25.0±2.0 g）。參照曾慶祝等[17]的鈣鹽交聯法對樣品進行處理與分組。

PL+SA組：經過ε-PL復合涂膜液（經前期預試驗，復合膜液制備為：含0.5% ε-PL的2%海藻酸鈉溶液）浸泡，取出后于2% CaCl2溶液中鈣化20 s。

PL組：僅使用ε-PL膜液（0.5%）浸泡（0.5% ε-PL膜液制備方法同PL+SA組）。

SA組：僅使用海藻酸鈉膜液（2%）浸泡，取出后于2% CaCl2溶液中鈣化20 s（2%海藻酸鈉膜液制備方法同PL+SA組）。

CK組：切塊后不經涂膜處理，直接將魚塊進行包裝。

待樣品涂膜后進行真空包裝，并將包裝好的魚肉放置于4 ℃恒溫冰箱中冷藏，分別在第0，第1，第3，第5，第7和第9天取樣測定其微生物及各項理化指標。

1.4.2 菌落總數的測定

參照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數測定》，采用平板傾注法計數測定。菌落總數測定用PCA平板計數瓊脂，在37±1 ℃條件下培養48±2 h后計數，結果以菌落總數的對數表示。

1.4.3 色差的測定

參照邱淑冰[18]的測定方法，打開真空包裝袋0.5 h后，進行色差測定。取相應肉樣用X-rite SP 62便攜式色度儀測定CIE L*值。每個樣品至少測定5個位點，取平均值。

1.4.4 pH的測定

pH參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準食品pH值的測定》的方法。稱取1.0 g絞碎魚肉樣品置于燒瓶中，加入10 mL氯化鉀溶液振蕩，浸漬30 min后使用pH計測定溶液的pH。

1.4.5 水分的測定

水分的測定參照GB 5009.3—2016《食品中水分含量的測定》中的直接干燥法。

1.4.6 TBA值的測定

參考馬儷珍等[19]的TBA測定方法并略作修改。稱取10.0 g攪碎魚肉，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1%EDTA），保鮮膜封口，恒溫水浴振搖30 min（每隔10 min玻璃棒攪1次）。分裝，5 000 r/min冷凍離心10 min，濾紙過濾，分別取5 mL濾液加5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸（TBA）溶液，搖勻，100 ℃水浴40 min。冷卻1 h，以5 000 r/min離心5 min。分別取上清液，加5 mL氯仿，漩渦混合器搖勻。靜置分層，分別取上清液備用。分別將上述上清液置于532 nm和600 nm下測定，并記錄下吸光度。

1.4.7 TVB-N值的測定

參照國標GB 5009.228—2016《食品中揮發性鹽基氮的測定》，分析TVB-N的方法為半微量滴定法。將20.0 g的樣本魚肉分散于100 mL水中，振蕩搖勻30 min。將混合物進行過濾，向10 mL的濾液中加入5 mL的MgO溶液（10 g/L），將混合液通過凱氏蒸餾裝置。蒸餾物由10 mL含有甲基紅和亞甲基藍混合試劑的硼酸溶液（2%）吸收，用0.01 mol/L的鹽酸滴定硼酸吸收液，TVB-N值由消耗的鹽酸量來測定。

式中：X表示試樣中揮發性鹽基氮的含量，mg/100 g或mg/100 mL；V1表示試液消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積，mL；V2表示試劑空白消耗鹽酸或硫酸標準滴定溶液的體積，mL；c表示鹽酸或硫酸標準滴定溶液的濃度，mol/L。

1.4.8 數據分析

試驗數據采用SPSS（Version 20.0）軟件來進行單因素方差分析（ANOVA），顯著性差異采用Duncan多重比較檢驗分析（p＜0.05），并通過Origin 8.5軟件作圖，以±s表示試驗結果。

2 結果與分析

2.1 金鯧魚冷藏期間菌落總數的變化

金鯧魚在4 ℃條件下冷藏9 d的菌落總數變化情況如圖1所示。各組魚肉中菌落總數均隨著貯藏天數延長而逐漸增加。在貯藏過程中PL+SA組菌落總數增加最慢，說明該組魚肉中微生物生長受到的抑制作用大于另外3組。貯藏7 d后，SA組菌落總數達到7.07 lg（CFU/g），超過生鮮魚可接受上限7.00 lg（CFU/g）；CK組增加至7.57 lg（CFU/g），超過國家二級鮮度標準，魚肉有明顯惡臭味，呈現嚴重腐敗現象。貯藏9 d時，PL+SA組菌落總數為6.35 lg（CFU/g），未發生明顯腐敗；PL組魚肉菌落總數為6.81 lg（CFU/g），仍未超過二級鮮度；說明2組中的ε-PL對微生物生長起到明顯抑制作用，且ε-PL復合涂膜對微生物的抑制作用較使用單一涂膜有效。Kito等[20]研究發現ε-PL的抑菌機理主要是通過改變細胞膜內外的電勢差，破壞微生物的細胞膜結構，進而引起細胞的物質、能量和信息傳遞中斷，最終導致細胞死亡。真空包裝能抑制好氧或兼性厭氧菌的生長，同時ε-PL對大多數革蘭氏陽性菌均有抑制作用，ε-PL協同真空包裝在低氧環境下有效抑制微生物生長，且效果明顯優于對照組（p＜0.05）。

2.2 金鯧魚冷藏期間色澤的變化

隨冷藏時間延長，各組魚肉L*值均逐漸降低，表明魚肉表面亮度下降。貯藏5 d后PL+SA組與另3組魚肉之間L*值差異逐漸增強，9 d時PL+SA組樣品的L*值為51.8，顯著高于CK組在9 d時的L*值44.6（p＜0.05）；經海藻酸鈉涂膜處理的SA組樣品L*值下降速度整體上較PL組緩慢，9 d時SA組樣品L*值降低至47.3。海藻酸鈉與鈣離子交聯后可以在金鯧魚表面形成通透、明亮的可溶性保護層[21]，協同ε-PL有利于增強金鯧魚表面亮度。

圖1 金鯧魚4 ℃貯藏期間菌落總數的變化

圖2 金鯧魚4 ℃貯藏期間L*值的變化

2.3 金鯧魚冷藏期間pH的變化

不同處理方式協同真空包裝對金鯧魚在貯藏期間pH變化的影響如圖3所示。4組pH在5 d時都降低最低點，隨后pH迅速升高。魚類經捕撈致死之后，會發生僵直和自溶腐敗現象，機體通過糖酵解反應生成ATP和乳酸，產生H+，從而降低pH[22]。隨后pH逐漸升高，這是由于微生物在此階段開始大量生長繁殖，導致堿性物質的積累[23]。冷藏5 d后pH增加速度為：PL+SA組＜PL組＜SA組＜CK組。說明ε-PL復合涂膜材料有效緩解魚體內ATP下降，延長魚體死后僵直和解僵時間。另外，ε-PL對魚肉內中微生物生長有明顯抑制作用，使堿性產物的積累變緩，從而有效抑制pH變化。

2.4 金鯧魚冷藏期間水分的變化

由圖4所示，冷藏期間魚肉水分逐漸降低。PL+SA組和SA組魚肉水分降低程度明顯低于CK組（p＜0.05），貯藏9 d時，經海藻酸鈉涂膜處理的2組魚肉水分分別減少至49.50%和47.80%，而未經涂膜處理的PL組和CK組魚肉水分減少至43.42%和42.01%。食物被干燥前，凝膠涂層作為自我犧牲劑使膜內水分先蒸發，海藻酸鈉膜復合ε-PL涂膜可有效保護魚肉中的水分[24]。PL+SA組和SA組在整個貯藏期間水分變化無明顯差別（p＞0.05），可以得出海藻酸鈉膜中添加的抑菌劑ε-PL對魚肉水分未產生影響，可能是因為ε-PL被海藻酸鈉聚合大分子的三維構象固定，對膜的透水性無明顯影響[25]。

圖3 金鯧魚4 ℃貯藏期間pH的變化

圖4 金鯧魚4 ℃貯藏期間水分的變化

2.5 金鯧魚冷藏期間TBA值的變化

TBA 值主要反映脂肪氧化次級產物量（以丙二醛為代表）的變化情況，被廣泛用來評價脂肪氧化程度。圖5顯示魚肉初始TBA值為0.208 mg/100 g，貯藏前期為脂肪酸氧化酸敗誘導期[26]，故貯藏前3 d金鯧魚TBA值增長緩慢或出現略微下降趨勢，隨后各組TBA值逐漸增大，表明魚肉脂肪氧化程度逐漸加深。冷藏期間，CK組TBA值增加速度最快而PL+SA組最慢，2組在冷藏3 d后表現出明顯差異（p＜0.05）。冷藏9 d后CK組TBA值達到0.283 mg/100 g，PL組和SA組分別增加至0.253和0.267 mg/100 g，此時PL+SA組魚肉TBA值僅為0.223 mg/100 g。由于真空包裝是接近無氧條件，可阻止魚肉與氧氣接觸，且ε-PL抑制微生物大量繁殖，減緩樣品脂肪氧化進程，與菌落總數變化趨勢具有正相關性，類似結果在鯇魚片[27]中有報道。

2.6 金鯧魚冷藏期間TVB-N值的變化

TVB-N值也是評價水產品腐敗變質的指標之一。圖6顯示，貯藏期間魚肉TVB-N值持續增加，前5 d各處理組的TVB-N值增加緩慢，5 d后均迅速增加。PL+SA組樣品TVB-N值增加速度最緩慢，始終低于另外3組，第5天時TVB-N值為11.31 mg/100 g，屬于一級鮮度（≤13 mg/100 g），此時其余3組均已達到二級鮮度（30 mg/100 g）。9 d后PL+SA組和PL組樣品TBV-N值分別達到22.75和25.48 mg/100 g，屬于二級鮮度，而此時SA組和CK組超過國家二級鮮度標準，感官可接受程度降低。表明ε-PL復合涂膜在抑制魚體內微生物和酶對蛋白質的分解有更明顯作用，這可能是ε-PL具有抑菌活性，從而導致非蛋白化合物氧化脫氨基速度減慢[28]，最終減緩TVB-N值的增長。

圖5 金鯧魚4 ℃貯藏期間TBA值的變化

圖6 金鯧魚4 ℃貯藏期間TVB-N值的變化

3 結論

經過ε-PL復合涂膜協同真空包裝的金鯧魚冷藏9 d后，菌落總數為6.35 lg（CFU/g），TBA值和TVB-N值分別為0.223和22.75 mg/100 g，均未超過國家二級鮮度標準，顏色變化不明顯，無不良氣味逸出，感官性狀處于可接受范圍，未呈現明顯腐敗現象。結果表明ε-PL復合涂膜協同真空包裝在抑制微生物生長、延緩魚體內生化反應、保持良好的感官品質等方面具有重要作用。