壳聚糖对梅鱼鱼丸微生物菌群和品质的影响

仪淑敏，朱军莉，励建荣,*，林 毅

(1.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江省食品安全重点实验室，浙江 杭州 310035；2.山东省农业科学院农产品研究所，山东 济南 250100)

壳聚糖对梅鱼鱼丸微生物菌群和品质的影响

仪淑敏1,2，朱军莉1，励建荣1,*，林 毅1

(1.浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江省食品安全重点实验室，浙江 杭州 310035；2.山东省农业科学院农产品研究所，山东 济南 250100)

壳聚糖是一种良好的食品生物保鲜剂，研究添加0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%壳聚糖的梅鱼鱼丸在真空包装条件下0℃贮藏过程中微生物菌相和品质变化。结果表明：添加0.5%壳聚糖可以使梅鱼鱼丸的货架期明显延长；能显著抑制梅鱼鱼丸中微生物的生长，对其中的优势微生物肠杆菌、假单胞菌、微球菌/葡萄球菌等均能有效抑制(P＜0.05)，添加量低于0.5%则抑菌效果不明显；且pH值和总挥发性盐基氮明显降低，能显著增加鱼丸硬度，对弹性影响不大。

壳聚糖；梅鱼鱼丸；微生物；质构

梅鱼，又名梅童鱼，梅童魚属，石首鱼科，是生活在西太平洋中的一种常见的鱼类，主要分布在黄海和东海，是我国海洋捕捞的重要品种，产量较大，一般和其他鱼类一起作为鱼糜加工的原料。鱼糜制品是指以鲜鱼肉或冷冻鱼糜为原料，添加食盐、辅料等进行擂溃成鱼浆后，再成型、加热制成有弹性的凝胶状食品的总称。

壳聚糖为甲壳素脱乙酰化的天然产物[1]，是由氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链多糖，化学名为(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，分子式为(C6H13NO5)n，具有广谱抗菌性[2-3]，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等都有很强的抑制作用[4]。壳聚糖应用于水产品保鲜也有很多报道，涂膜保鲜能显著降低对虾仁及虾的细菌总数、TVB-N值等品质指标，且壳聚糖涂浓度对保鲜效果影响较大[5]；壳聚糖和硫代苯甲酰壳聚糖保鲜牡蛎，除蜡样芽孢杆菌外，对抑制细菌的繁殖都具有很好的效果[6]；壳聚糖-凝胶制成一种包装材料也非常适合于鱼肉饼的防腐[7]。本实验主要研究壳聚糖对鱼糜制品(梅鱼鱼丸)保鲜作用以及在贮藏过程中微生物菌相变化规律和品质变化的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻梅鱼鱼糜 浙江兴业集团有限公司；壳聚糖(脱乙酰度：90%～95%) 宁波市镇海海鑫生物制品有限公司。

1.2 仪器与设备

拍打均质机 西班牙IUL公司；高压灭菌锅 英国Astell公司；厌氧培养箱400-M 英国Ruskinn公司；KJELTEC2300全自动定氮仪 瑞典福斯特卡托公司；CM-14斩拌机 西班牙Mainca公司；TA-XT2i型质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 鱼丸制作工艺

鱼丸样品配方(均为质量分数)：鱼肉65%～70%、淀粉15%～20%、水15%、盐3%、壳聚糖(分别添加0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%)。

鱼丸制作工艺流程：流水解冻梅鱼鱼糜→斩拌1min→添加盐、淀粉、水(不同比例的壳聚糖溶解于水中)→继续斩拌20min→成型→水浴(40～45℃)凝胶化20min→沸水煮3min→冷却→真空包装→贮藏

1.3.2 贮藏实验

将鱼丸分袋真空包装后，于0℃贮藏，分别在l、7、15、22d和29d取样测定细菌总数、TVB-N值、pH值以及进行感官分析。每次随机取样3袋，取平均值。1.3.2.1 微生物的测定

将处理后的样品分别在l、7、15、22d和29d测定总细菌、微球菌/葡萄球、肠杆菌、假单胞菌属、乳酸菌菌属、肠球菌属的数量。菌落总数按GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落总数测定》[8]进行测定。各种腐败菌按表1条件进行培养，采用平板倾注记数法测定。各种腐败菌按表1选择培养基和培养条件进行培养。

表1 不同微生物的培养条件Table 1 Culture conditions for various microbes

1.3.2.2 质构分析

取鱼丸切成1.5cm3的立方体，使用质构分析仪分析。设定参数为：测量前探头下降速度：3.0mm/s；测试速度：0.5mm/s；测量后探头回程速度：3.0mm/s；针入距离：3mm；触发力值：5g；探头类型：p/5。

1.3.2.3 TVB-N值的测定

使用FOSS KJELTEC2300全自动定氮仪，参考文献[9]方法改进测定。用无氮称量纸称量15g样品到750mL的蒸馏管中，精确到0.1mg。加入50mL蒸馏水到蒸馏管中，并用手摇晃混合。然后加入1.0g MgO和3滴消泡剂(正辛醇)，连接到蒸馏器上。设定仪器条件为1g/100mL硼酸接收液30mL，蒸馏时间300s，然后用0.1mol/L盐酸标准滴定液滴定。每批样品做空白实验，TVB-N值用mg N/100g表示。

1.3.2.4 pH值的测定

按GB/T 5009.45—2003《水产品卫生标准的分析方法》[10]规定的方法进行测定。

1.4 数据分析

采用Origin 7.5绘图，SPSS 12.0进行方差分析。显著性水平设置为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖对鱼丸贮藏过程中细菌总数的影响

图1 壳聚糖添加量对鱼丸贮藏过程中细菌总数的影响Fig.1 Effect of amount of added chitosan on total viable count in black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

添加不同壳聚糖含量的样品贮藏过程中细菌总数测定结果见图1。添加壳聚糖0.5%可以明显(P＜0.05)抑制鱼丸中微生物的生长，在保鲜第29天细菌总数和对照组第19天的细菌总数处于同一数量级上。但壳聚糖添加量低于0.5%时，抑菌效果不明显(P＞0.05)。对壳聚糖的抑菌机理有不同的推测：一种是壳聚糖上的阳离子与细菌表面的阴离子结合，使得细菌磷脂蛋白吸附在壳聚糖表面来实现其抑菌作用的[11]；而Sudharshan等[12]认为壳聚糖可渗入细菌细胞核中，结合DNA，抑制mRNA合成，从而阻碍了mRNA到蛋白质的翻译，起到抗菌作用。

2.2 鱼丸贮藏过程的菌相分析

图2 贮藏过程中梅鱼鱼丸菌相分析Fig.2 Change in microbial community of black-gill bighead croaker meatballs with 0.5% chitosan and without chitosan during storage at 0 ℃

由图2可以看出，鱼丸对照组中肠杆菌是主要的优势菌，其次是假单胞菌。Pantazi等[13]报道气调包装条件下鱼丸中的优势菌为假单胞菌，是由于包装条件和原料鱼的种类引起的。在真空包装0℃贮藏，前9d乳酸菌和假单胞菌生长速度较快，而其他微生物处于延迟期阶段。经分析，可能由于乳酸菌为厌氧菌，适应真空包装环境的能力较强，而肠杆菌为兼性厌氧菌，微球菌/葡萄球菌为好养或者兼性厌氧，有一个较长的延迟期。进入对数生长阶段，各种细菌都开始迅速生长，特别是肠杆菌成为主要的优势菌。同时，与对照组相比，在添加0.5%壳聚糖鱼丸保鲜组中，肠杆菌、假单胞菌、微球菌和葡萄球菌、乳酸菌均表现显著下降，生长速度也变得缓慢，特别是微球菌和葡萄球菌生长几乎受到抑制。壳聚糖处理最初肠杆菌和假单胞菌同时组成梅鱼鱼丸中的优势菌，而从第22天起肠杆菌的生长速度明显大于假单胞菌，最终成为鱼丸中最主要的优势菌，是由于真空包装条件下有利于肠杆菌的生长，而不利于假单胞菌的生长。

2.3 鱼丸贮藏过程的TVB-N值变化

由图3可见，所有样品的TVB-N值在贮藏期都比较低，可能是由于鱼糜加工中洗涤过程以及在鱼丸的制作中有蒸煮过程可以使部分TVB-N溶解。贮藏前期壳聚糖对鱼丸的TVB-N值的影响明显(P＜0.001)；贮藏后期(15d后)壳聚糖对鱼丸的TVB-N值的影响不明显(P＞0.05)。

图3 壳聚糖添加量对鱼丸贮藏过程中TVB-N值的影响Fig.3 Effect of amount of added chitosan on total volatile basic nitrogen level of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

2.4 鱼丸贮藏过程的pH值变化

图4 壳聚糖添加量对鱼丸贮藏过程中pH值的影响Fig.4 Effect of amount of added chitosan on pH of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

由图4可以看出，贮藏过程中，添加壳聚糖样品pH值明显低于(P＜0.05)对照组样品，处于弱酸性状态。不同样品之间pH值随贮藏时间的延长变化趋势并不完全一致，说明添加不同比例的壳聚糖对鱼丸pH值得影响较大。添加壳聚糖各组的pH值在第1天下降较明显(P＜0.05)，是由于壳聚糖本身偏酸性的原因。7d内出现pH值一定程度的上升，是由于此时大量微生物生长繁殖利用鱼丸中的蛋白质生成碱性含氮化合物造成pH值升高。7d以后所有样品pH值均下降，因为细菌生长代谢利用有机小分子发酵产酸的缘故。

2.5 鱼丸贮藏过程的质构变化

图5 壳聚糖添加量对鱼丸贮藏过程中硬度的影响Fig.5 Effect of amount of added chitosan on hardness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

由图5可知，添加0.15%壳聚糖以上的样品硬度相对比照组的硬度极显著增加(P＜0.001)，并且随壳聚糖添加量的增加，鱼丸硬度显著升高(P＜0.05)，壳聚糖添加量0.15%以下对鱼丸的硬度影响不显著。0℃贮藏期间，添加0.5%壳聚糖的鱼丸硬度表现为先上升然后基本保持不变的变化趋势，而对照组硬度基本不变。这是由于壳聚糖具有很强的黏附力，黏附于蛋白质表面而从结构相对稳定，而且不易降解，使得鱼丸的硬度增加。

图6 壳聚糖添加量对鱼丸贮藏过程中弹性的影响Fig.6 Effect of amount of added chitosan on springiness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

添加不同比例壳聚糖鱼丸的弹性变化如图6所示，在贮藏前期鱼丸弹性下降，但是随着贮藏时间的延长，在贮藏第1天添加壳聚糖后样品的弹性有显著下降(P＜0.05)，但是随着贮藏时间的延长，处理组与对照组鱼丸的弹性无显著差异(P＞0.05)，说明在贮藏过程中壳聚糖添加对鱼丸的弹性影响不明显。

3 结 论

壳聚糖在鱼丸中的添加0.5%时具有较明显的保鲜作用，壳聚糖对主要腐败菌有明显的抑制作用，可明显延长鱼丸的货架期，具有较好的应用效果。考虑壳聚糖保鲜过程降低鱼丸冷藏过程中pH值，可以同时添加一些碱性的天然保鲜剂，以减少壳聚糖对鱼丸pH值的影响。因此，壳聚糖和其他生物保鲜剂的复合应用于水产品将具有更广泛价值。

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Effect of Chitosan on Microbial Community and Quality of Black-gill Bighead Croaker Meatballs

YI Shu-min1,2，ZHU Jun-li1，LI Jian-rong1,*，LIN Yi1
(1. Food Safety Key Laboratory of Zhejiang Province, College of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310035, China；2. Institute of Agro-food Science and Technology, Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100, China)

Changes in the microbial community and quality of black-gill bighead croaker meatballs with added chitosan at levels of 0, 0.05%, 0.15%, 0.25%, 0.35% and 0.5% as an excellent biological food preservative were investigated during storage at 0 ℃in a vacuum packaging environment. It wad found that adding chitosan at 0.5% could markedly extend the shelf life of black-gill bighead croaker meatballs, and inhibit microbial growth, revealing a significant (P ＜ 0.05) inhibitory effect against the dominant microbes including Enterobacteriaceae, Pseudomonads, Micrococcaceae and Staphylococcus. No obvious antimicrobial effect was observed when chitosan was added at a level of less than 0.5%; meanwhile, both the pH and total volatile basic nitrogen of blackgill bighead croaker meatballs showed a notable decrease, the harness was remarkably elevated, and little change in the springiness was observed.

chitosan；black-gill bighead croaker meatballs；microbe；texture

TS202.3

A

1002-6630(2011)05-0128-04

2010-06-30

国家“863”计划项目(2007AA091806)；浙江省重大科技专项和优先主题计划项目(2009C03017-5)

仪淑敏(1980—)，女，博士，研究方向为食品质量与安全。E-mail：shuminyi@yahoo.com.cn

*通信作者：励建荣(1964—)，男，教授，博士，研究方向为水产品贮藏加工及安全控制。

E-mail：lijianrong@zjgsu.edu.cn