竹醋液与茶多酚对南美白对虾的复合保鲜研究

孙 涛，刘华巍，陈麒名，谢 晶

上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306

南美白对虾的防腐保鲜一直是一个研究热点［1］。使用化学防腐保鲜剂导致食品安全问题频频发生。因此开发高效、低毒、天然的防腐保鲜剂显得尤为重要。竹醋液(Bamboo vinegar，BV)是竹材热解得到的天然液体产物，其主要成分是水、有机酸、酚类、酮类以及醇类等物质，具有良好的抗氧化性和广谱抑菌性。日本、韩国、欧洲等国家和地区已经把竹醋液作为天然防腐剂用于食品领域。茶多酚(Tea polyphenols，TP)属于多元酚类中的一种，具有抗肿瘤、延缓衰老等生理功能［2］，是天然抗氧化剂和防腐剂，在食品工业有着广泛的应用。因组分和结构的不同，防腐剂具有不同功能和各自的使用范围。一种防腐剂不可能抑制可能出现的各种腐败微生物，因此防腐剂复合使用在某些情况下比单一防腐剂更有效。本文研究了竹醋液与茶多酚的复配液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及副溶血性弧菌四种常见食源性致病菌的抑制效果。考察竹醋液及茶多酚对这四种供试菌的最低抑菌浓度，进而用于南美白对虾的保鲜，以期为南美白对虾的保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

竹醋液，食品级，江阴中炬生物科技有限公司提供;茶多酚，食品级，浙江派诺生物技术有限公司提供;聚乙烯加厚保鲜袋(25×17 cm，厚度3×10-2cm)，购自上海豪亚塑料制品有限公司;大肠杆菌Escherichia coli O157 ATCC 43889、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus AB 91093、铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa ATTC 27853及副溶血性弧菌Vibrio parahaemolyticus ATCC 33847，由上海海洋大学食品学院生物技术研究室提供;胰蛋白胨大豆琼脂培养基和胰蛋白胨大豆肉汤培养基，购自北京陆桥技术有限责任公司;南美白对虾，购自上海市南汇新芦苑农贸市场;其它试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 竹醋液与茶多酚复配液的抑菌效果

复配物质在活性相仿复配比例相近时易于产生协同增效作用［3］。通过抑菌圈试验方法［4］考察50%的竹醋液，0.4%的茶多酚，以及二者以1∶2、1∶1及2∶1比例复配液对四种供试菌生长的抑制。无菌水为空白对照。

1.2.2 竹醋液及茶多酚最小抑菌浓度(MIC)的测定［5］

测定竹醋液及茶多酚对四种供试菌最低抑菌浓度。竹醋液的浓度为 0.5%、1.0%、1.5%、2.0% 以及 2.5%;茶多酚的浓度为 0.05%、0.1%、0.15%、0.20% 以及0.25%。无菌水为空白对照。

1.2.3 样品处理

挑选出新鲜、肢体完好、个体大小均一且色泽好的南美白对虾，冲洗干净，用冰猝死，随机分组。每组对虾分别在对照组(无保鲜剂)、竹醋液、茶多酚及二者复配液中浸泡3 min，取出置于无菌超净台下晾干，必要时通风，在1 min内吹干，分装入无菌保鲜袋中，置于(4±1)℃冰箱中储藏。

1.2.4 感官评定

将南美白对虾样品置于白色瓷盘或不锈钢工作台上，在光线充足无气味的环境中，由6名感官评定人员组成感官评定小组，对南美白对虾从肌肉组织、体表色泽和气味三方面进行综合评分，取其平均值，总分在9分(极新鲜)和0分(完全腐败之间)，6分以下表明虾已不可食用。每天评定一次，并对每组评定的结果进行统计分析。气味评定时，剥去虾壳或切开虾体嗅气味［6］。

表1 南美白对虾感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of Penaeus vannamei

1.2.5 pH 值的测定

将虾肉剁碎后称取5 g于烧杯中，加入中性蒸馏水45 mL，搅拌均匀后静置30 min后过滤，用精密数显酸度计测定滤液pH值［7］。

1.2.6 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定

根据半微量凯氏定氮的原理，采用Kiehec2300自动凯氏定氮仪测定挥发性盐基氮的含量［7］。

1.2.7 总菌数(细菌总数)的测定

根据国标GB 4789.2-2008《食品卫生微生物学检验-菌落总数测定》，采用平板菌落计数法测定南美白对虾在储藏过程中细菌总数的变化。

2 结果与分析

2.1 竹醋液与茶多酚复配液的抑菌效果

表2 竹醋液和茶多酚及二者复配液对供试菌的抑制效果Table 2 Antibacterial activities of BV，TP and their mixture against tested bacteria

竹醋液与茶多酚复配前后的抑菌效果见表2。竹醋液、茶多酚及二者复配液对上述四种供试菌的生长均有不同程度的抑制作用，且随着竹醋液含量的增加，复配液对细菌作用的抑菌圈逐渐增大。其中，竹醋液与茶多酚比例为2∶1的抑菌圈最大，抑菌能力最强。即在竹醋液与茶多酚抑菌能力相仿时，在本文研究所选的比例中，二者复配比例为2∶1协同抑菌效果最好。竹醋液对细菌、酵母菌和霉菌的生长均有抑制作用，具有广谱的抗菌性，且适合与其它抑菌剂复配使用。罗敏等［8］将竹醋液与黄连、厚朴联合使用后产生明显的协同抑菌作用。鄢洪德等［9］研究了竹醋液与芦荟汁复配液的抑菌效果，复配液对常见的微生物有抑制作用，并且复配液的抑菌效果随着竹醋液含量的增加而增加。茶多酚亦是抑菌谱较广的天然抑菌剂。它具有酚羟基结构，可作用于细菌的细胞膜，使得内溶物外泄，导致细菌死亡;竹醋液含有多种抑菌成分，且酸度低，可钝化细菌系统酶的作用，阻碍其新陈代谢，导致细菌死亡，二者作用位点不同，共同作用强于单独作用的叠加。

2.2 竹醋液及茶多酚的最低抑菌浓度(MIC)

表3 竹醋液和茶多酚对供试菌的最低抑菌浓度Table 3 The MICs of BV and TP against tested bacteria

竹醋液及茶多酚对四种供试菌的MIC见表3。不长菌的竹醋液、茶多酚稀释液最低浓度即为竹醋液、茶多酚的最低抑菌浓度(MIC)。竹醋液对上述四种供试菌都有较强的抑制作用，对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、副溶血性弧菌的MIC均为1.0%，对金黄色葡萄球菌的MIC为2.0%。竹醋液具有抑菌活性主要竹醋液的pH值较低并且含有其它有效抑菌成分，抑制了细菌的繁殖。邬国胜等［10］报道竹醋液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌质量浓度约为0.8%，与本结论有轻微差异。这是因为竹醋液的抑菌成分是随着竹材的种类、产地和制备工艺的不同而变化的。

茶多酚对上述四种食源性病菌都有较强的抑制作用，是比较广谱的天然保鲜剂。茶多酚有效抑菌成分的含量受茶叶的产地及茶多酚的加工工艺影响;同时，供试菌菌种的特性差异也会影响茶多酚的抑菌性能［11］。本文研究的茶多酚对大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC为0.15%;对金黄色葡萄球菌及副溶血性弧菌的MIC为0.1%。这与董金甫等［12］的结论有轻微差异。但与贺红军［4］报道的结论一致，即认为茶多酚对葡萄球菌、肠杆菌科、假单胞菌属最低抑菌浓度一定小于0.5%。

大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及副溶血性弧菌是南美白对虾在腐败过程中品质变化的常见指示菌。竹醋液对上述四种菌的最低抑菌浓度1%～2%，茶多酚对上述四种菌的最低抑菌浓度为0.1% ～0.15%。抑菌圈试验结果表明，竹醋液与茶多酚复配比例为2∶1时对供试菌产生的抑菌圈直径最大，抑菌能力最强，故而选用2%竹醋液、0.15%茶多酚及二者2∶1复配液用于南美白对虾的保鲜。

2.3 南美白对虾感官品质的变化

虾在冷藏过程中体内的络氨酸等易被多酚氧化酶氧化，导致虾体变黑。同时，微生物将蛋白质、氨基酸以及其它含氮物质分解成有腐败特征臭味的氨、吲哚、硫化氢及三甲胺等低级产物，因此虾体表色泽、肉质组织、虾气味都会随时间发生变化，通过对虾感官评定可反映对虾的鲜度。从图1可以看出，随着贮藏时间的增加，各组对虾的感官品质均呈下降趋势。其中，不加保鲜剂对虾感官品质下降速度最快，评分显著低于其它各组，在第4 d感官评分值仅有5.5分，低于6分，已不可食用。而竹醋液、茶多酚及二者复配液组的评分值分别是6.3、6.6和7.4分。在第6 d，复配液的组评分值才降到6.2分，而其它组均已不可食用，说明复配液对南美白对虾具有最佳的保鲜效果。

图1 南美白对虾在(4±1)℃储藏过程中的感官品质Fig.1 Sensory evaluation of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.4 南美白对虾pH值的变化

南美白对虾在冷藏保鲜过程中的pH值变化见图2。新鲜样品的pH值为7.18，贮藏期间各组的pH值均呈先下降后又上升趋势。这可能是因为南美白对虾在储藏初期，体内蛋白质被微生物利用，发生糖酵解作用生成一些小分子氨基酸等有机酸，从而导致其pH值下降;随后，细菌开始大量繁殖，将蛋白质分解成一些碱性物质，致使对虾pH值逐渐上升［13］。对虾的pH值的不可接受值为7.80，在第7 d时，竹醋液、茶多酚与对照组的pH值均超过7.80，而复配液组为7.76，仍在可接受值的范围内。由于贮藏期间，pH值有下降和上升两个阶段，所以不能将pH值单一作为对虾鲜度的评定标准，还需要其它指标综合衡量。

图2 南美白对虾在(4±1)℃储藏过程中的pH值Fig.2 pH values of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.5 南美白对虾挥发性盐基氮的变化

挥发性盐基氮(TVB-N)是一种有毒物质，是指对虾由于酶和细菌的作用，在腐败过程中，使蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质，其值可作为虾肉的鲜度指标［14］。GB 2741-94《海虾卫生标准》规定:虾TVB-N(mg/100 g)≤25为一级鲜度，≤30为二级鲜度。南美白对虾在冷藏期间挥发性盐基氮的变化结果见图3。随着冷藏时间的延长，各组的TVB-N含量呈逐渐上升趋势，对照组上升速度最快，第4d，对照组TVB-N含量已达到28.52 mg/100 g，接近货架终点(30 mg/100 g)。而竹醋液、茶多酚及复配液组的TVB-N值分别为24.71、22.53和15.81 mg/100 g。第7 d时复配液组的值才26.85 mg/100 g，优于竹醋液和茶多酚组。竹醋液与茶多酚复配液能够产生协同抑菌作用，抑制了低级胺类化合物的产生，从而降低了TVB-N的含量，对南美白对虾起到良好保鲜作用。

图3 南美白对虾在(4±1)℃储藏过程中的挥发性盐基氮Fig.3 Volatile basic nitrogen in Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.6 南美白对虾细菌总数的变化

在虾类产品贮藏过程中，测定虾体的细菌总数可以反映对虾的腐败情况。据GB 2471-1994，对虾细菌总数(个/g)≤105为一级鲜度，≤5×105为二级鲜度，106～107为货架期终点。南美白对虾在冷藏过程中细菌总数的变化情况见图4。不加保鲜剂组在第4 d细菌对数值已达5.35，接近腐败边缘。而加保鲜剂都能抑制细菌的生长，降低细菌总数。前3 d，抑菌能力强弱次序是竹醋液＞复配液＞茶多酚，第4～7 d，竹醋液对细菌抑制作用大幅度下降，与茶多酚组接近。这可能由于竹醋液组的抑菌效果与虾腐败过程中优势菌发生变化有关。复配液组细菌总数上升较缓慢，在第7 d，细菌的对数值为5.13，比对照组小2.20个对数值。这表明竹醋液与茶多酚复配液可以有效地抑制对虾细菌总数的生长，起到良好的保鲜作用。

图4 南美白对虾在(4±1)℃储藏过程中的细菌总数Fig.4 Total bacterial quantity of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

3 结论

竹醋液与茶多酚复配液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和副溶血性弧菌产生了协同抑制作用，进而将竹醋液与茶多酚复配液用于南美白对虾在(4±1)℃冷藏保鲜。结果说明，竹醋液与茶多酚的复合使用能够有效地抑制细菌的生长，第7 d的TVB-N值才达腐败边缘，较未加保鲜剂组延长了南美白对虾的腐败进程，货架期由原来的4 d，延长到了7 d。竹醋液与茶多酚复配不仅能够降低茶多酚的使用量，降低生产成本，还能产生高效的保鲜效果。这为减少或替代化学合成防腐剂的使用量，提高食品安全性具有重要意义。

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