壳聚糖涂膜结合低温对脆肉鲩鱼片保鲜效果的研究

辛美丽，关 熔，朱志伟，曾庆孝

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640)

壳聚糖涂膜结合低温对脆肉鲩鱼片保鲜效果的研究

辛美丽，关 熔，朱志伟*，曾庆孝

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640)

利用低温结合壳聚糖成膜处理脆肉鲩鱼片，分析冷藏过程中鱼片的理化及微生物等指标的变化。结果发现，在0℃贮藏条件下壳聚糖成膜处理后鱼片的pH、T-VBN值、TVB值、细菌总数增加较少，红肉a*值、白肉L值下降减少，汁液流失率减少；且不同浓度和分子量处理鱼片的效果不同，高浓度及高分子量的壳聚糖有利于低温条件下贮藏鱼片持水性、颜色等性质的保持，并降低鱼片的溃败，延长贮藏期。

脆肉鲩，低温，壳聚糖膜，保鲜

冷却贮藏加工是控制温度高于食品物料冻结点的低温加工方法，与冻结冻藏加工相比能够较好地保持食品物料原有的物性和品质，但是也存在易变质贮藏期短等问题。脆肉鲩（Ctenopharyngodon idellusC.et V）肉质与普通鲩鱼相比具有紧密而脆，鱼肉丝不易拉断，受热处理后不易变烂等特点，是中国广东省特色产品之一[1]。壳聚糖，又称脱乙酰甲壳素、甲壳胺，是对甲壳素进行一定程度的脱乙酰而得到的[2]。壳聚糖对细菌有很强的抑制能力，有良好的成膜特性和抗菌保鲜防腐能力。Satnam Sagoo等[3]把壳聚糖用于冷冻猪肉的保鲜，发现浓度为0.5%左右的壳聚糖可以全面抑制生猪肉沫中的微生物的生长。经浓度为1%的壳聚糖处理的猪肉香肠，其货架期可以得到有效的延长。Cheaha等[4]的研究发现，在得了菌核病的胡萝卜表面涂膜一定浓度的壳聚糖，可有效地破坏其表面的真菌菌丝，而未涂膜的萝卜表面菌丝生长正常。李亚新等[5]以熟制板栗仁为原材料，采用壳聚糖复合涂膜方法对板栗仁贮藏进行研究。认为板栗仁进行涂膜后与未涂膜相比其褐变程度、失重率、老化程度都得到了显著的改善。邓菡菲等[6]分析不同浓度复合的壳聚糖、抗坏血酸及柠檬酸对鲜切山东富士苹果的外观和内部品质的影响，认为复合涂膜护色液对鲜切苹果具有良好的保鲜效果，但不涉及壳聚糖的分子量对于保鲜效果方面的研究。Sudharshan等[7]研究表明，pH的升高，壳聚糖的溶解性和质子化程度降低，抗菌能力逐渐减弱，pH7以上，壳聚糖不再具有杀菌能力。本实验同时选择两种分子量的壳聚糖，分析低温与壳聚糖膜共同作用对脆肉鲩鱼片品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脆肉鲩鱼 购自广州黄沙水产市场；壳聚糖AR购于浙江金壳生物工程有限公司。

TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司；752型紫外可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司；CR-400色差计 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；FJ-200匀浆机 上海标本模型厂。

1.2 实验方法

1.2.1 处理方法 脆肉鲩放置于水袋中，充氧运至实验室，宰杀去除头及内脏，用流动水清洗干净后切成8cm×2.5cm×2cm（长×宽×厚）鱼片备用。A、B两种分子量的壳聚糖溶液，A：分子量为30万，脱乙酰度79%；B：分子量120万，脱乙酰度93.4%，分别以1%的醋酸为溶剂配成浓度为0.5%、1%、1.5%的壳聚糖溶液，用得到的六种不同壳聚糖溶液对处理好的鱼片进行涂膜处理，得到六组样品（A1、A2、A3、B1、B2、B3），另以不作处理的0组样品作空白。处理好的样品分别以聚乙烯膜包装置于0～2℃冰箱保藏，每隔一定时间取样测定鱼片的各种性质。

1.2.2 理化指标测定

1.2.2.1 壳聚糖脱乙酰度的测定[8]准确称取105℃烘干至恒重的壳聚糖样品0.3～0.5g，置于250mL三角瓶中，加入0.1mol/L盐酸标准溶液30mL，在20～25℃搅拌至溶解完全（若粘度太大可加适量蒸馏水稀释），加入2～3滴混合指示剂（由1%甲基橙与1%苯胺蓝以1∶2的比例配置），用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定游离盐酸。

自由氨基的含量（%）=[（C1V1-C2V2）×0.016]/G×100%

脱乙酰度（%）=（-NH2）%/9.94%×100%

式中：C1-盐酸标准溶液的浓度，mol/L；C2-氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；V1-加入的盐酸标准溶液的体积，mL；V2-滴定耗用的氢氧化钠标准溶液的体积，mL；G-样品重，g；0.016-与1mL 1mol/L盐酸溶液相当的氨基量，g；9.94%-理论氨基含量。

1.2.2.2 pH的测定 按照GB/T 5009.45-2003方法[9]，以1∶10测定。

1.2.2.3 挥发性盐基氮（TVB-N）的测定 按照GB/T 5009.44-2003方法[10]，以微量扩散法测定。

1.2.2.4 汁液流失率的测定 按照AOAC的方法[11-12]测定。汁液流失率（%）＝（冷藏前鱼重－冷藏后鱼重）/冷藏前鱼重×100%

1.2.2.5 硫代巴比妥酸（TBA）的测定 按照调整过的Pikul等[13]的方法进行，将5g绞碎的肉用15mL 5% TCA和7.2%0.5mL丁基羟基茴香醚（BHA）的提取液进行提取，在转速为13800r/min的匀浆机中匀浆1min。然后将样液进行过滤，滤液盛放在50mL的容量瓶中，再用5mL蒸馏水洗涤，然后用5%TCA定容到50mL。精确吸取5mL滤液与5mL 0.02mol/L TBA反应液，在100℃水浴中保温40min。最后在532nm处测定吸光值（A），以5mL蒸馏水作为对照。TBA值＝7.8×A。

1.2.2.6 颜色的测定[14-16]利用CR-400色差仪（Konica Minolta）测定处理后鱼片的颜色，应用CIE标准的L*a*b*色空间，测定L*值（亮度，+L*为亮色方向，-L*为暗色方向），a*值和b*值（色度，+a*值为红色方向，-a*值为绿色方向，+b*值为黄色方向，-b*值为蓝色方向），用D65人造光源，以10度标准角照射，每一个样本进行四次重复测定。颜色的色调H*可以用其在a*与b*平面的投影到纵坐标轴连线与a*坐标轴的转角hab*表示。色调角：hab*=arctan（a*/b*）（弧度）。

1.2.3 菌落总数的测定[17]鱼片经过处理后，用灭菌生理盐水做成1∶10、1∶100倍等递增稀释液，选择2～3个适宜稀释度的样品稀释液，接种于（46±1）℃营养琼脂培养基灭菌平板，接种后将平板置于（36±1）℃温箱内培养（48±2）h；做平板菌落计数。菌落总数的测定按照GB/T 4789.2-2003进行。

1.3 统计学分析

数据用均数±标准差（x±s）表示，利用SAS9.0软件对数据差异的显著性进行分析，P<0.05表示有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间pH的变化

图1 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片pH的影响Fig.1 Effect of chitosan coating on pH value of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

由图1知，各组鱼片pH均随贮藏期延长呈增加趋势，这是因为随着贮藏期的延长，鱼肉蛋白质不断降解，碱性物质逐渐产生。处理鱼片用的壳聚糖是用1%的醋酸溶液溶解，所以处理鱼片组的初始pH会比未处理组略有降低，而且鱼肉贮藏初期由于乳酸的产生及ATP的降解产物会导致pH的下降。各组鱼片在前6d中pH变化不明显，9d以后未处理组的pH直线上升，处理组鱼片pH变化缓慢，到第15d以后pH升高较快，18d时，A3、B2、B3组pH较低，样品新鲜度相对较好，A1、A2、B4组样品内部已出现轻微的不良气味，对照组已出现明显的腐败迹象。21d时，B3组pH最低，次之为B2和A3，壳聚糖处理组pH均低于对照组，与对照组相比，存在显著性差异（P<0.05）。实验结果表明，采用高分子量涂膜的B组整体效果好于低分子量涂膜的A组，这与Hong Kyoon No[18]与胡瑛[19]等的研究结果一致。同时浓度较高的壳聚糖溶液保鲜效果更佳。

2.2 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间汁液流失率的变化

由图2可以看出，各组鱼片的汁液流失率均随着贮藏时间的延长而逐渐升高，未处理组的汁液流失率明显高于处理组。18d时未处理组汁液流失率最高为3.75%，壳聚糖处理组汁液流失率均低于对照组，与对照组比较，均有显著性差异（P<0.05）；处理组中B3组的汁液流失率最低为2.96%，A1组的汁液流失率最高为3.25%。实验结果表明，壳聚糖涂膜具有良好地减少汁液流失的功能，且分子量较高有利于减少汁液流失。

图2 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片汁液流失率的影响Fig.2 Effect of chitosan coating on quality loss of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

2.3 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间TVB-N值的变化

由图3可知，各组鱼片的TVB-N值在贮藏过程中均呈不断上升趋势，未处理组的TVB-N值上升最快，同处理组的差别明显，到12d时TVB-N值高达19.87mg/100g，已经接近国家标准GB 2733-2005规定淡水鱼的TVB-N值限量20mg/100g[20]；此时处理组中A1组的TVB-N值最高为16.43mg/100g，B3组的TVB-N值最低为12.93mg/100g，差异显著（P<0.05），同时实验结果低于关熔[21]等之前研究盐处理鱼片的TVB-N值16.33mg/100g。由于壳聚糖膜结构具有阻隔氧气抑制微生物生长的功能，壳聚糖整体的保鲜效果好于盐处理，可以有效阻止蛋白质的分解，减少含氮物质的生成，从而降低TVB-N值。18d时未处理组已不能食用。此时壳聚糖浓度较高的A3、B2、B3组TVB-N值未超过19mg/100g。

图3 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片TVB-N值的影响Fig.3 Effect of chitosan coating on TVB-N value of crispedgrass carp fillets during storage at 0℃

2.4 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间TBA值的变化

由图4可知，各组鱼片的TBA值在贮藏过程中均呈不断上升趋势，贮藏18d时，关熔[21]等之前研究的盐处理脆肉鲩最佳组浸泡15%的TBA值为1.71mg/kg，壳聚糖处理最佳组B3的TBA值为1.23mg/kg，盐处理空白组及壳聚糖空白组TBA值分别为1.63、1.62mg/kg，壳聚糖处理组TBA值均低于对照组。所以壳聚糖处理鱼片脂肪氧化程度比盐处理低。21d时，未用壳聚糖处理鱼片已经完全腐败，B3组的TBA值仍为1.37mg/kg。因为壳聚糖具有较好的吸附性，分子中的羟基和氨基可与许多金属离子发生络合，生成较稳定的络合物，是一种天然高分子螯合剂。添加到食品中，易与一些助氧化的金属离子如Cu2+、Fe3+等相互络合，防止食品变色，延缓脂肪和富含脂肪食品的氧化酸败或营养质量下降[22]。同时，低聚壳聚糖是碱性多糖，与鱼片中游离脂肪酸充分接触，形成稳定的复合物，该复合物又可与几倍于其体积的脂肪结合，形成稳定的结构[23]，从而降低了鱼片中脂肪氧化的程度。

图4 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片TBA值的影响Fig.4 Effect of chitosan coating on TBA value of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

2.5 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间红肉色调角、色度及白肉白度的变化

由图5～图7可知，各组颜色变化趋势一致，随着贮藏时间的延长，红肉部分色度值逐渐减小，色调角逐渐增大。这是因为贮藏过程中，红肉部分的氧合肌红蛋白逐渐转变成为高铁肌红蛋白，所以使得红色度指标逐渐减小。相比较于a*值，红肉的L*值和b*值变化很小，所以红肉颜色的变化趋势主要取决于a*值。壳聚糖处理对鱼红肉色泽的保持效果很明显，第18d时未处理组色调角和色度值分别为0.48和14.73，最佳处理组B3的色角和色调值分别为0.47和15.5。影响较大的部分是在白色肉，未处理的鱼片随贮藏时间的延长白肉逐渐变黄，光泽度下降，9d后对照组和处理组的区别逐渐增大，18d时未处理组和B3组的白度值分别为41.01和44.00。结合TBA指标结果可以推断出壳聚糖在鱼片的表面形成一层天然的保护膜，从而阻止了部分鱼肉内不饱和脂肪酸的氧化，使得白肉透明度保持得较好。

图5 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片红肉色调角的影响Fig.5 Effect of chitosan coating on hab*of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

图6 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片红肉色度的影响Fig.6 Effect of chitosan coating on a*of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

图7 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片白肉白度的影响Fig.7 Effect of chitosan coating on whiteness index of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

2.6 壳聚糖处理与未处理脆肉鲩鱼片0℃冷藏期间菌落总数的变化

由于壳聚糖的多聚阳离子易于与细菌及真菌细胞表面带负电荷的基团作用，从而改变其结构发挥抑菌作用。如图8所示，从第6d开始未处理组和处理组的差别逐渐明显，到了第9d时，未处理组菌落总数为3.17×106cfu/g，处理组中B3组菌落总数最低为3.4× 104cfu/g。经壳聚糖处理的样品，18d时A3、B3组的菌落总数分别为5×106cfu/g和2.3×106cfu/g。

图8 0℃贮藏条件下壳聚糖膜对脆肉鲩鱼片菌落总数的影响Fig.8 Effect of chitosan coating on bacterial count of crisped grass carp fillets during storage at 0℃

3 结论

3.1 壳聚糖对于低温保藏鲜鱼有很好的保鲜效果，用壳聚糖醋酸溶液处理的鱼片的理化、微生物指标等均优于未处理的鱼片。在0℃贮藏条件下壳聚糖成膜处理后鱼片的pH、T-VBN值、TVB值、细菌总数增加较少，红肉a*值、白肉L值下降减少，汁液流失率减少。

3.2 壳聚糖的保鲜效果与壳聚糖的分子量和浓度有关，分子量越大，浓度越高，越有利于低温条件下贮藏鱼片持水性、颜色等性质的保持，并降低鱼片的溃败，延长贮藏期。其中1.5%浓度的120万分子量的壳聚糖溶液保鲜效果更佳。

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Study on preservation of chilling and chitosan coating on crisped grass carp fillets

XIN Mei-li，GUAN Rong，ZHU Zhi-wei*，ZENG Qing-xiao
（College of Light Industry and Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

Chitosan coating and chilling treatments were applied to preserve crisped grass carp fillets.Physichemical and bacterial changes in fillets during storage were investigated.The results demonstrated that，when the fillets were coated with chitosan film and stored at 0℃，the pH，T-VBN，TVB and total bacterial count enhanced slowly.Meanwhile，a*value of dark muscle，L value of white muscle and dropping rate of fillets all decreased.Chitosan of higher concentration and larger molecular weight could keep higher water holding

capacity and colour of fillets，decrease the degradation of fillets，and prolong the shelf life.

crisped grass carp（Ctenopharyngodon idellus C.et V）；chilling；chitosan coating；preservation

TS254.4

A

1002-0306（2012）09-0398-04

2011－07－21 *通讯联系人

辛美丽（1985－），女，硕士，研究方向：农产品加工与保藏。基金项目：广东省科技厅资助项目（B2061850）。