聚賴氨酸與魔芋葡甘聚糖復配對海鱸魚片的保鮮效果

張海燕，吳燕燕，楊少玲，楊賢慶，林婉玲，黃卉

1 (中國水產科學研究院南海水產研究所，農業部水產品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300)2 (廣東海洋大學 食品學院，廣東 湛江，524088)

海鱸(Lateolabraxjaponicas)是我國重要的海水魚類之一[1]，2017年海鱸養殖產量已達15.7萬t[2]。海鱸魚肉質潔白，骨刺較少，蛋白質含量高，且必需氨基酸和鮮味氨基酸含量豐富，也含有較高的不飽和脂肪酸及微量元素[3-4]，是人類獲取優質蛋白質的理想食材[5-6]。然而，由于腐敗微生物的生長以及內源性酶促進肌肉蛋白水解、脂肪類物質的水解及氧化等，造成新鮮的海鱸魚極易腐敗變質，所以，新鮮海鱸魚較短的貨架期阻礙了產品的流通銷售，也降低了其商業價值[7]。因此，提高鮮海鱸魚的保鮮品質，延長其貨架期是當前產業急需解決的問題。ε-聚賴氨酸(polylysine，PL)，是通過羧基和ε-氨基之間的異肽鍵連接的一種天然存在的均聚物[8]該化合物可溶于水，可食用，對人體無毒，在酸性條件下具有熱穩定性，并且對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌，酵母和真菌具有廣譜抗菌活性[9]。在日本、韓國和美國，ε-PL被廣泛應用于食品防腐劑，如方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產品、醬類、醬油、魚片和餅干等的保鮮防腐中[10-15]。

魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)是一種從魔芋的塊莖中分離出來的水溶性多糖(膳食纖維)，具有降低甘油三酯，膽固醇，血糖，血壓和體重，促進腸道活動和人體免疫增強功能等特點[16-19]。此外，由于具有良好的吸水性，穩定性，成膜性，增稠性和乳化性，KGM還被用作食品添加劑[20]，廣泛用于魔芋果凍，面條，豆、腐等藥材和傳統食品等[21]。同時，KGM也是一種具有良好的持水能力、流變性和抗菌性的經濟、高效、天然的食品保鮮劑[22-30]，在果蔬保鮮中應用廣泛，鮮見于其他食品如水產品、肉制品及蛋制品等的應用。

本研究在前期試驗基礎上，采用ε-PL與KGM復配后用于海鱸魚片的保鮮中，研究其對冷藏期間海鱸魚片的保鮮效果，以期為海鱸魚片的保鮮提供技術支持，從而為企業應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

鮮活海鱸魚，購自廣州華潤萬家超市，每尾約400～600 g，體長25～35 cm。ε-PL，購自上海麥克林生化有限公司。KGM，購自合肥博美生物科技有限公司。

高氯酸、三氯乙酸、三氯甲烷、2-硫代巴比妥酸、NaCl等，均為國產分析純，購于廣州化學試劑廠；平板計數瓊脂(PCA)，青島高科園海博生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司；SQ510C立式壓力蒸汽滅菌鍋，日本YAMATO；SPX-320生化培養箱，寧波江南儀器廠；BS124S型電子天平，德國Sartorius公司；THZ-D臺式恒溫振蕩器，太倉實驗設備廠；T50型均質機，德國IKA工業設備公司；IS126pH計，上海儀邁儀器科技有限公司；3K30臺式高速冷凍離心機，德國Sigma公司；UV2550型紫外-可見分光光度計，日本SHIMADZU公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理

選取大小規格差不多的海鱸魚，去除魚鱗與內臟后，沿著脊椎骨剖開取出魚片，魚片用水沖洗干凈，瀝水，并對樣品進行分組處理。

ε-PL與KGM復配處理組組(P+K組)：經過ε-PL與KGM復配液浸泡(經前期預實驗，復合保鮮液制備為：含0.4%(質量分數)的ε-PL與含0.3%的KGM)；PL組：僅使用0.4%(質量分數)的ε-PL浸泡；KG組：僅使用0.3%(質量分數)的KGM浸泡；對照組：在蒸餾水中浸泡。

各組在(4±1)℃下，料液比為1∶3下浸泡15 min后，將魚樣單獨裝袋并放置于4 ℃恒溫冰箱中冷藏，隨后分別在第0、3、6、9、12 天取樣測定其微生物與各項理化指標。

1.3.2 汁液流失率測定

汁液流失率是在貯藏過程中流失的汁液重量占魚片初始重量的百分比，按照公式(1)計算：

(1)

式中：M′,汁液流失率，%；M0，包裝袋的質量，g；M1，包裝袋、汁液和魚肉的質量，g；M2，包裝袋和汁液的質量，g。

1.3.3 感官評定

根據文獻[4]方法略有修改，對海鱸魚片試驗樣品進行感官評定，樣品隨機編碼，并選取6名品評定，評定前，先向品評員提出具體的要求，讓品評員對評價標準有一致的理解，評定3次且品評員之間不互相交換意見。品評員對樣品的外觀、異味、色澤和質地4個方面進行評價，最后將評分進行統計分析，具體評分標準見表1。

1.3.4 pH測定

參考HE等[31]方法。稱取5 g魚肉，加入45 mL的蒸餾水，用高速離散均質機均質1 min(10 000 r/min)后，靜置30 min后用pH計測定。

表1 感官評分標準Table 1 The standard of sensory score

1.3.5 硫代巴比妥酸值(TBARS)測定

參考CHAIJAN等[32]的方法。準確稱取海鱸魚片魚肉5.00 g，加入三氯乙酸溶液(7.5%，含0.1%EDTA-Na2)25 mL，振搖 30 min后用雙層濾紙過濾2次，取5 mL上清液加入 2-硫代巴比妥酸溶液(0.02mol/L)5 mL，沸水浴保溫 40 min后冷卻至室溫，然后加入5 mL三氯甲烷充分振搖數分鐘后靜置，待溶液分層后測上清液在 532 nm處的吸光值，以5 mL蒸餾水代替5 mL上清液作為空白對照。丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量通過 1,1,3,3-四乙氧基丙烷標準曲線標定計算得出，用以表征TBARS，結果表示為mg/kg。

1.3.6 揮發性鹽基氮值(TVB-N)測定

按照GB 5009.228—2016《食品中揮發性鹽基氮的測定》進行測定[33]。

1.3.7 菌落總數的測定

按照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗-菌落總數測定》進行測定[34]。

1.3.8 質構測定

參考徐軍方等[35]方法。將樣品切成20 mm×20 mm×10 mm肉塊。采用TexturePro質構分析儀，每個樣品平行測定6次，測定參數:測試前速率2.00 mm/s，測試速率1.00 mm/s，測試后速率1.00 mm/s，壓縮程度50%，停留時間間隔5 s，觸發力5.0 g，測試探頭為TA44。

1.3.9 數據分析

每個樣品設 3個平行，采用Origin 8.5和SPSS 20.0 軟件進行數據分析，顯著性差異采用Duncan多重比較檢驗分析，結果以平均值±標準偏差表示，P<0.01為極顯著，P<0.05 為顯著，P>0.05 為不顯著。

2 結果與分析

2.1 海鱸魚冷藏期間汁液流失率的變化

汁液流失率是魚肉在貯藏過程中衡量魚肉蛋白持水性的重要指標[35]。由圖1可知，各處理組的海鱸魚片在貯藏過程中，汁液流失率均隨時間的延長而增加，處理組魚樣的汁液流失率升幅較對照組緩慢， PL組和K+P組較其他組汁液流失率升幅最為緩慢，且在第12天時K+P組汁液流失率最小。張楠楠等[36]研究也發現了相似的趨勢，他們采用ε-PL與迷迭香提取物復配液處理大黃魚，發現貯藏期間處理組持水力顯著高于(P<0.05)對照組。這主要是由于ε-PL能明顯減緩微生物的繁殖速度，抑制蛋白質的降解速率，肌原纖維破壞小，能維持魚肉較高的持水力。魔芋葡甘聚糖也具有良好的持水能力，這與桑魯燕等[22]、陳紅惠等[37]研究分析結果相似。由此說明，K+P處理能降低汁液流失，延緩魚肉品質下降。

圖1 海鱸魚冷藏期間汁液流失率的變化Fig.1 Changes of drip loss rate during storage of Lateolabrax japonicas注：不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)。下同。

2.2 海鱸魚冷藏期間感官評分的變化

根據魚肉的色澤、氣味、肌肉彈性和組織狀態來反應其感官品質的變化。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，海鱸魚片的感官分值呈下降趨勢且有所差異。貯藏前期總體分值下降緩慢，從第3天起，隨微生物的繁殖速度加快，使得魚肉中脂質氧化、蛋白質分解成低分子化合物，產生不良風味，表面黏液增加，發生色變。但處理組的感官分值始終高于對照組，在第6天時對照組已低于80分，而KGM組、PL組、K+P組分值分別為81、87、85分。在第12天時，處理組分值很接近都處于60分左右，對照組則達到最低分為35分，此時魚肉腐爛的氣味和顏色的變化使得對照組感官評分明顯下降，這與后期測得的TVB-N結果吻合。類似的研究表明，經ε-PL、殼聚糖、ε-PL和殼聚糖處理的凡納濱對蝦在4℃貯藏15 d，樣品的初始評分沒有顯著差異，但此后對照組的接受率顯著下降，ε-PL和殼聚糖處理組有效延長了凡納濱對蝦的保質期。這主要與ε-PL的廣譜抗菌能力有關，同時也歸功于魔芋葡甘聚糖作為添加劑具有提高產品質量、增強感官品質的特點[38-39]。可見K+P處理組能有效抑制海鱸魚微生物生長，保持較好的感官品質。

圖2 海鱸魚冷藏期間感官評分的變化Fig.2 Changes of sensory score during storage of Lateolabrax japonicas

2.3 海鱸魚冷藏期間pH值的變化

pH值是判定水產品品質優劣的重要指標之一[40]。通過不同方式處理海鱸魚片后，pH均有不同程度的變化，海鱸魚片經不同方式處理pH變化如圖3所示。由圖3可知，各組樣品的pH值呈先降后升的趨勢，前期pH降低的原因是：魚體僵硬至自溶解僵轉變階段，糖原無氧降解形成乳酸及其他途徑產生酸類物質，以及ATP在酶的作用下分解產生H+，導致pH值下降。從第6天后，對照組樣品的pH增長趨勢比處理組樣品高，且對照組pH顯著高于各處理組(P<0.05)。這與張涵等研究的結果類似[41-42]。pH值升高主要是隨著時間的延長，由于內源酶和微生物的作用，蛋白質分解產生胺類物質，造成堿性物質積累，從而使魚片的pH升高。到第12天時，KGM組與K+P處理組的pH較低，這表明，ε-PL與KGM復合對于魚肉內微生物的生長有明顯的抑制作用，使得堿性產物的積累變得更加緩慢，有效地控制了pH的變化，從而達到保水保鮮效果。

圖3 海鱸魚冷藏期間pH值的變化Fig.3 Changes of pH during storage of Lateolabrax japonicas

2.4 海鱸魚冷藏期間TBA值的變化

TBA值是評價脂肪氧化程度的重要指標，脂肪酶水解和自動氧化是引起脂肪氧化的主要因素，在新鮮魚類的儲存過程中，脂質氧化的原因很多，空氣中的氧氣可以通過使氧氣與肌肉成分反應而成為氧化過程的促進劑，另一方面，魚肉中的促氧化劑從各種破裂的細胞器中釋放和擴散[43]。不同保水保鮮方式處理海鱸魚片后TBA變化如圖4所示。隨著貯藏時間的延長，TBA值逐漸上升，且對照組上升趨勢明顯高于其他處理組，在貯藏前期(前3 d)，各處理組的TBA值變化并不明顯，但3 d后，對照組、KGM組、PL組的TBA值上升明顯，而K+P組在前9 d TBA值無顯著變化。其中對照組和PL組樣品TBA值在冷藏9 d后分別增加至0.865 mg/kg和0.773 mg/kg，魚肉呈現不同程度的酸敗現象。對照組樣品TBA值始終高于經處理的另3組，在第12天時TBA值已達到0.957 mg/kg，而KGM組、PL組、K+P組分別為0.822、0.794、0.765 mg/kg，可見K+P組樣品中的TBA值顯著低于其他處理樣品中的TBA值(P<0.05)。其他相關研究結果表明似[44-45]。因此，ε-PL與KGM復合是一種有效的防氧保護劑，在魚的保存中起到抗氧化作用，能減緩海鱸魚片酸敗速度，但ε-PL與KGM復合保鮮的作用機理還尚未有深入研究，有待于未來進一步研究。

圖4 海鱸魚冷藏期間TBA值的變化Fig.4 Changes of TBA during storage of Lateolabrax japonicas

2.5 海鱸魚冷藏期間TVB-N值的變化

TVB-N是動物性食品所含蛋白質在腐敗過程中受細菌和酶的作用而分解產生的堿性含氮物質，是評定水產品腐敗程度的重要化學指標[35]。由圖5可知，隨著冷藏時間延長，各處理組樣品的TVB-N值逐漸增大，這與前面的TBA值總體變化趨勢相似。樣品在貯藏前期，各組樣品的TVB-N值增長緩慢，貯藏前期主要由于魚肉僵直收縮釋放的蛋白酶使蛋白質分解為胺類物質，使其上升緩慢。隨著貯藏時間的延長，魚肉處于自溶階段，微生物大量繁殖，產生胞外蛋白酶，使氨基酸發生脫酸脫羧反應，生成大量胺類物質，導致其TVB-N值上升明顯。從第9天開始對照組、KGM組、PL組與K+P組TVB-N值的差異變得顯著，且對照組值明顯上升，且高于其他處理組，到第12天時對照組的TVB-N值達到了最大35.19 mg/100g，而KGM組、PL組與K+P組處理組TVB-N值分別達到25.02、24.48、20.25 mg/100g，尤其是K+P組處理組達到了最低。這一研究結果與CAI等[3]研究結果一致[46]，經ε-PL與海藻酸鈉復合處理的日本海鱸在貯藏12 d時TVB-N值處于最低。ε-PL處理冷卻豬肉后，揮發性鹽基氮值的上升得到了一定的抑制[47]。ε-PL能夠很好地抑制細菌的生長并且也降低細菌對蛋白質的分解，進而減緩了揮發性鹽基氮含量的變大，因此，ε-PL和KGM顯著著降低了TVB-N含量，兩者復配能有效延緩海鱸魚蛋白質品質變化。

圖5 海鱸魚冷藏期間TVB-N值的變化Fig.5 Changes of TVB-N during storage of Lateolabrax japonicas

2.6 海鱸魚冷藏期間菌落總數的變化

在貯藏過程中海鱸魚菌落總數變化如圖6所示，貯藏初期對照組與處理組樣品的菌落總數差異并不明顯，隨著貯藏時間的延長，樣品的菌落總數均呈上升趨勢，其中KGM組、PL組與K+P組樣品菌落總數隨著冷藏時間延長而緩慢增加，數量始終低于對照組，0～6 d菌落總數基本保持不變，且數量未超過4.00 lg CFU/g，且在第6天時菌落總數分別為3.88、3.35、3.52 lg CFU/g，屬于一級鮮度，在6～12 d時開始逐漸增加，而對照組在第3 d菌落總數就達到了4.00 lg CFU/g，超過了一級鮮度標準。在整個貯藏過程中對照組和KGM組樣品菌落總數數量顯著高于和PL組和K+P組。冷藏第9 d時，對照組菌落總數已超過6.00 lg CFU/g高達6.34 lg CFU/g超過了國家對于生鮮魚肉的二級鮮度標準，而KGM組、PL組與K+P組樣品菌落總數分別為5.61、5.06、5.36 lg CFU/g均未超過二級鮮度標準。這與CAI等的研究結果相似。表明ε-PL對微生物有明顯的抑制作用，同時，KGM和ε-PL復合作用于魚肉，在魚體表面形成保護膜，阻止微生物的進一步侵染，更加有效的抑制微生物生長繁殖。由此表明兩者復配具有較好的協同作用。

圖6 海鱸魚冷藏期間菌落總數的變化Fig.6 Changes of total bacteria count during storage of Lateolabrax japonicas

2.7 海鱸魚冷藏期間質構的變化

海鱸魚在貯藏過程中會迅速喪失硬度以致保質期較短。由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，內源性自溶酶對魚蛋白不斷降解以及微生物的污染，導致魚肉硬度不斷下降，處理組與對照組硬度的變化趨勢也有著明顯的差異，貯藏期前6d，各組硬度下降緩慢，但處理組下降速度明顯低于對照組，從第6天開始，各組硬度下降速度加快，但處理組的硬度始終高于對照組，對照組在貯藏第9天硬度損失了38.6%，而用KGM、PL與K+P處理的鱸魚硬度損失程度較低。當貯藏至第12天時，對照組硬度損失達到了最大為59.4%，而KGM、PL與K+P處理組硬度損失相差不大，分別損失了39.8%、41.9%、34.5%，這里KGM組和K+P處理組的樣品表現出最小的硬度損失。這一結果可能與KGM的性質有關，有研究表明KGM不僅可以減少果蔬內部水分的蒸發[39]，也可以保持果蔬的硬度以達到延長保存期的目的，還可以提高肉糜的硬度、彈性和咀嚼性[29]。因此魔芋葡甘聚糖與ε-PL復合能更好地保持海鱸魚的硬度。

圖7 海鱸魚冷藏期間質構的變化Fig.7 Changes of Hardness during storage ofLateolabrax japonicas

3 結論

在該研究中，將ε-PL與KGM復配后應用于在(4±1)℃下貯藏的海鱸魚片，并在貯藏過程中測定pH值、汁液流失率、硬度、硫代巴比妥酸值、揮發性鹽基氮值、菌落總數和感官品質等指標的變化情況。結果表明，隨貯藏時間的延長，海鱸魚片的綜合品質呈下降趨勢。其中經ε-PL與KGM(K+P)復合處理的海鱸魚片冷藏第9天時，對照組菌落總數高達6.34 lg CFU/g超過了國家對于生鮮魚肉的二級鮮度標準，而K+P組樣品菌落總數為5.36 lg CFU/g未超過二級鮮度標準，TVB-N和TBA值分別為15.20 mg/100g和0.598 mg/kg，未經處理的樣品在6d后出現腐敗現象，TVB-N值達14.40 mg/100g，TBA值達0.755 mg/kg。因此，ε-PL與KGM組成的復配液能明顯抑制海鱸魚片在貯藏期間的氧化變性與微生物的繁殖速率，具有較好的抑菌和抗氧化的保鮮效果。所以，ε-PL與KGM復配可為海鱸魚的保鮮提供一種新的方法。