含茶多酚、植酸生物保鲜剂冰对鲳鱼保鲜效果的研究

黎 柳,谢 晶,苏 辉,吴圣彬,陆一峰,翟云凯

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

含茶多酚、植酸生物保鲜剂冰对鲳鱼保鲜效果的研究

黎 柳,谢 晶*,苏 辉,吴圣彬,陆一峰,翟云凯

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

为了研究含植酸、茶多酚生物保鲜剂冰对鲳鱼保鲜过程中品质变化的影响,本文使用浓度为0.1%、0.5%、1%的茶多酚生物保鲜剂冰和0.05%、0.1%、0.15%的植酸生物保鲜剂冰处理鲳鱼后置于1℃条件下贮藏,以自来水冰作为对照组。以感官评定、K值、挥发性盐基氮(TVB-N)、菌落总数(APC)、三甲胺氮(TMA-N)、硫代巴比妥酸值(TBA)、pH等鲜度指标评价鲳鱼品质变化。结果表明:使用含植酸、茶多酚保鲜剂冰处理的鲳鱼,其感官质量、菌落总数、TVB-N、K值、TBA值等指标显著低于普通自来水冰组(p<0.05);到第12d时,自来水冰组的菌落总数已达到6.39lgCFU/g,而其他处理组均在5.8lgCFU/g以下。综合微生物、感官、TVB-N、K值等指标,自来水冰组的货架期为12d,而植酸组和茶多酚组货架期较自来水冰组分别延长1～3d和6～11d。与植酸组相比,茶多酚组更能延缓鲳鱼菌落总数、TBA、K值、TVB-N的增长,茶多酚对微生物及各种酶活性的抑制作用优于植酸,显著延长鲳鱼货架期。研究结果为含植酸、茶多酚生物保鲜剂冰的应用提供理论参考。

茶多酚,植酸,冰鲜,生物保鲜剂冰,鲳鱼

鲳鱼又名鮀鱼,是一种食用和观赏兼备的大型热带鱼类,在我国南海和东海为多,黄、渤海较少,属近海中下层鱼类。鲳鱼肉质鲜美,营养价值高,深受广大消费者喜爱,然而由于其水分含量高以及营养成分丰富,在捕获、贮运及销售过程中易受微生物的侵染而腐败变质。冰鲜技术是水产品保鲜使用最广泛和最早的技术之一,可最大限度的保持水产品原有的风味和营养,在水产品捕获、贮藏、运输、销售过程中随处可见。但冰鲜技术的保鲜效果与水产品种类、用冰量以及用冰前水产品的鲜度等因素有关,因此对冰鲜技术进行优化,延长冰鲜水产品的保鲜期具有重要意义。

生物保鲜剂作为目前食品保鲜领域研究的热点[1],具有高效、安全等特点而得到人们的亲睐。茶多酚(tea polyphenols)是茶叶中多酚类物质的总称,具有很强的消除有害自由基的特点,以及抗衰老、抗辐射、抗菌、杀菌等作用,在食品保鲜领域应用十分广泛[2-3]。Liang[4]等研究发现在局部冷冻贮藏期间使用茶多酚浸渍处理鲶鱼能够显著减缓微生物的腐败以及脂肪氧化速率,同时也能获得较好的感官质量。Li[5]等研究了在冷藏过程中,使用0.2%茶多酚浸泡鲫鱼60min,可以延长鲫鱼货架期至13～14d,且能显著延缓pH,挥发性盐基氮,K值以及硫代巴比妥酸值的增长。茶多酚通过清除自由基、螯合金属离子等作用达到抑制微生物生长繁殖、延缓脂肪氧化的目的,从而可以提升水产品品质。植酸(phytic acid)又称肌醇六磷酸酯,是一种新型的食品保鲜剂,多存在于谷类和植物种子中,近些年来对植酸保鲜的研究报道越来越多[6-9]。侯伟峰[10]等发现质量分数为0.08%的植酸溶液能够有效防止南美白对虾的黑变,显著保持其感官品质。王庆丽[11]等研究表明,在冷藏条件下,使用0.4g/dL壳聚糖和0.04g/dL植酸复合保鲜剂处理鱼丸后,可以延长鱼丸货架期14d以上,且到货架期终点时,保鲜剂组的菌落总数才3.51lgCFU/g。然而,茶多酚和植酸在应用过程中大部分是以配成溶液后浸渍、浸泡、涂膜等方式进行保鲜研究,而将其制成冰后用于保鲜的研究基本为空白。因此,本文通过测定鲳鱼感官品质、菌落总数、TVB-N、TMA-N、pH、TBA、K值等鲜度品质指标,探讨含不同浓度茶多酚和植酸生物保鲜剂的冰对鲳鱼保鲜效果的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验所用新鲜东海白鲳购自上海市浦东新区芦潮港水产品市场,个体新鲜、质量200～300g,冰藏条件下20min内运抵实验室。试剂:植酸 购自国药集团化学试剂北京有限公司;茶多酚(食品级,菌落总数<100 CFU/g,多酚≥99.8%) 购自上海维编科贸有限公司;三氯乙酸、氢氧化钾、2-硫代巴比妥酸、甲苯、无水硫酸钠等均为分析纯；磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、甲醇均为色谱级 购自上海安谱科学仪器有限公司;标准品三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP),二磷酸腺苷(Adenosine Diphosphate,ADP),肌苷酸(Inosinix Acid,IMP),次黄嘌呤(Inosine,Hx),肌苷酸(Adenosine Monophosphate,AMP)和次黄嘌呤核苷(Inosine,HxR)均购自Sigma公司。含茶多酚生物保鲜剂冰制备:配制0.1%、0.5%、1%茶多酚溶液并分别加入0.1%甘油,加入0.1%甘油后可以使冰块中的茶多酚分布均匀。然后于-20℃冰箱中冻结成冰;含植酸生物保鲜剂冰制备:配制0.05%、0.1%、0.15%植酸后置于-20℃冰箱中冻结成冰。

LC-2010C HT型高效液相色谱仪 日本岛津公司;UV-2100紫外可见分光光度计 上海天美科技仪器有限公司;LHS-100CL型恒温恒湿箱 上海一恒科学仪器有限公司;AUW320分析天平 日本岛津公司;Sartorins PB-10精密数显酸度计 赛多丽斯科学仪器(北京)有限公司;Kjeltec8400凯氏定氮仪 丹麦FOSS 中国上海有限公司;Athena C18-WP(4.6mm×150mm,5μm)色谱柱 德国CNW科技公司;H-2050R台式高速低温离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司等。

1.2 原料处理

将购买回的新鲜整条东海白鲳用冰水洗净后,随机分成7组:对照组为6条鲳鱼,其他每组9条鲳鱼;对照组用自来水冰,层鱼层冰置于泡沫箱中,并用胶带封好,冰鱼质量比为2∶1,其他6组分别用含0.1%、0.5%、1%(m/m)的茶多酚保鲜剂冰和0.05%、0.1%、0.15%(v/m)植酸保鲜剂冰代替自来水冰保鲜鲳鱼。样品处理好后于1℃环境条件下贮藏并每两天换一次冰。实验每隔三天测定鲳鱼感官质量、TVB-N、TMA-N、TBA、菌落总数、pH、K值等指标。

1.3 测定方法

1.3.1 鲳鱼感官质量评定 参考鲜、冻鲳鱼标准[12]及高志立[13]的方法,感官评定小组由经过专门感官评定培训的5人组成,通过对体表、气味、眼睛、鱼鳃、组织弹性进行评分(标准见表1),根据评分小组对各项目的敏感程度,确定每项的权重分别为0.3、0.3、0.2、0.1、0.1,计算加权平均分[14]。最后根据评分小组人员的加权平均分数来确定鲳鱼感官评定结果。其中8～10为新鲜,5～7分为较新鲜,3～4分为一般,3分以下为不可接受。

表1 鲳鱼感官评定表Table 1 Sensory evaluation of pomfret

表2 鲳鱼感官评定结果Table 2 Sensory evaluation score of pomfret

注:表中数据为样品的“感官评定分值的平均值±标准差”(n=5);表中同一行的不同字母表示差异显著(p<0.05);“-”表示样品未经评定。

1.3.2 挥发性盐基氮(total volatile basis nitrogen TVB-N) 参照Uriarte-Montoya[15]的方法并做适当修改,结果以mgN/100g表示。

1.3.3 三甲胺氮(trimethylamine TMA-N) 根据国家标准GB/T 5009.179-2003中火腿中三甲胺氮的测定方法测定[16]结果以mgN/100g表示。

1.3.4 菌落总数(aerobic plate count APC) 根据食品安全国家标准GB 4789.2-2010中食品微生物学检验菌落总数的测定方法测定[17]。

1.3.5 pH 称取5g剁碎的鱼肉于烧杯中,加入45mL中性蒸馏水,搅拌均匀后静置30min再用精密数显酸度计测定其pH。

1.3.6 硫代巴比妥酸(Thiobarbituric Acid TBA) 参考Nowzari[18]中的测定方法测定,结果以每100g样品中所含的丙二醛毫克数表示(mg MDA/100g)。

1.3.7 K值测定 参考施建兵[19]的方法测定。

1.4 数据处理方法

实验数据采用3次平行实验的平均值,数据间的差异性使用Spss20.0中的Duncan法进行方差分析和多重比较,结果采用平均值±标准偏差表示;数据曲线利用Origin Pro V8.6软件绘制。

2 结果与分析

2.1 鲳鱼感官评分值变化

不同生物保鲜剂冰处理鲳鱼后感官评定结果如表2所示,在前6d各处理组间并无显著差异(p>0.05)。从第6d之后,对照组感官评分值开始显著下降,在第12d后感官评分值已不可接受,从第9d开始与各处理组间差异明显(p<0.05),说明使用植酸保鲜剂冰和茶多酚保鲜剂冰能够有效延缓鲳鱼感官质量的下降;0.1%植酸组和0.15%植酸组在15d后均已不可接受,感官评分值显著低于茶多酚组(p<0.05)。可能的原因是:植酸和茶多酚保鲜剂冰融化后有效减少了腐败微生物产生的腐败性气味等,同时加上冰鲜的低温效应,延缓了微生物引起的感官品质败坏。由于茶多酚为棕黄色粉末,当茶多酚保鲜剂冰融化后释放茶多酚,覆盖于鲳鱼表面起到抑菌作用但对鲳鱼表面颜色有一定影响,因此在贮藏前期,茶多酚组感官评分要稍低于其他组,但这种影响并不显著(p>0.05)。

2.2 鲳鱼菌落总数(APC)变化

鲳鱼菌落总数变化趋势如图1所示,随着贮藏时间的延长,各处理组的菌落总数随之增长。对照组在第13d就已超出限量标准(7.0lg(CFU/g)),为7.12lg(CFU/g),而0.1%和0.15%植酸组在第16d才超过限量标准,0.1%、0.5%、1%茶多酚组分别在第19、23、24d超出限量标准。在前6d,茶多酚组与对照组的菌落总数的差异并不明显(p>0.05),而从第9d开始,茶多酚组菌落总数显著低于对照组(p<0.05),可能的原因是在贮藏初期微生物的数量较少,使茶多酚组在前期的抑菌作用难以明显表现出来,而在后期随着微生物数量的增长,茶多酚的抑菌作用才开始突显。而在整个贮藏过程中,植酸组的菌落总数都要高于茶多酚组,这表明:含茶多酚保鲜剂冰与植酸保鲜剂冰相比更能明显抑制鲳鱼微生物的活动。产生此结果的原因可能是植酸具有独特的螯合结构,可以与多价阳离子形成稳定的螯合物,从而可能抑制某些酶的活性,继而对细菌的生长起到抑制作用,但由于植酸是液体,植酸保鲜剂冰融化后,植酸不能长时间附着在鲳鱼表面,导致植酸在鲳鱼表面不能集聚,从而对微生物的抑制作用不明显;而茶多酚则可以随着冰的融化,逐步沉积在鲳鱼表面,在表面形成一层茶多酚保护层,抑制鲳鱼表面微生物的生长繁殖。张子德等[20]使用0.2%植酸处理鲜牛肉后也得到了类似的结果。Fan[21]使用0.2%茶多酚浸渍鲢鱼后冰藏,发现茶多酚能够显著减少微生物的数量,但在贮藏初期(前7d),茶多酚浸渍组与对照组(蒸馏水浸渍)的菌落总数是相等的,在后期茶多酚组才显著低于对照组,这与本文的研究结果是类似的。

图1 贮藏期间鲳鱼菌落总数(APC)的变化Fig.1 Changes of aerobic plate count(APC) of pomfret during storage

2.3 鲳鱼挥发性盐基氮(TVB-N)变化

挥发性盐基氮是评价水产品新鲜度的主要指标之一,鱼肉在腐败过程中会产生腐败味,这些气味主要是由于微生物分解鱼肉中蛋白质、脂肪而产生的氨及胺类等化合物的气味。根据鲜、冻鲳鱼标准,一级品鲳鱼TVB-N含量≤18mg/100g,合格品的TVB-N含量须≤30mg/100g。各处理组的TVB-N变化趋势如图2所示,各处理组的TVB-N值均呈上升趋势,自来水组在第13d为32.04mgN/100g,已超出合格品的限量标准,为不可接受水平。0.05%植酸组在第14d就已超出限量标准,0.1%、0.15%植酸组在第16d超出限量标准。相比于植酸组,茶多酚组对鲳鱼TVB-N的延缓效果要明显得多(p<0.05),1%的茶多酚组在整个贮藏过程中都未超过鲳鱼二级鲜度标准,在第24d才21.37mgN/100g。出现此情况的原因可能是茶多酚保鲜冰随着冰的不断融化,茶多酚持续释放作用于鲳鱼表面,有效抑制了鲳鱼表面微生物的活动,同时随着茶多酚的释放在鲳鱼表面形成一层保护膜,有效阻止了微生物的进一步侵染;而1%的茶多酚组由于茶多酚浓度高,其抑菌效果更明显,很大程度上减少了由于微生物活动而产生的挥发性含氮物质。而植酸组的抑菌效果不如茶多酚组,致使微生物迅速繁殖,生成大量含氮物质,故植酸组的TVB-N值高于茶多酚组。Özyurt[22]在研究红鲻鱼和天香绯鲤冰藏过程中的品质变化以及Chytiri[23]对冰藏期间虹鳟鱼的品质变化的过程中也有类似趋势。

图2 贮藏期间鲳鱼TVB-N质量分数的变化Fig.2 Changes of total volatile basis nitrogen (TVB-N)of pomfret during storage

2.4 鲳鱼三甲胺氮(TMA-N)变化

鱼类死亡后,随着生理活动的停止,新鲜度开始降低,其中氧化三甲胺是鱼味鲜美的主要成分来源。但氧化三甲胺极不稳定,容易在还原酶和微生物的作用下还原成三甲胺。而三甲胺具有浓烈的鱼腥味,一般来说三甲胺含量越高,腥味越大,水产品的鲜度越差。如图3所示,随着贮藏时间的延长各处理组的TMA-N含量随着增加,在贮藏前期(前3d),各处理组的TMA-N含量都较低,在2.5mg N/100g以下;从第3d以后,对照组TMA-N上升趋势明显,而0.5%和1%茶多酚组明显低于对照组(p<0.05),而植酸组和0.1%茶多酚组对TMA-N的降低作用并不显著(p>0.05),可能原因是鲳鱼表面的茶多酚能够有效抑制产三甲胺菌等微生物的活动;0.1%茶多酚组由于浓度较低,在后期才完全在鲳鱼表面形成一层茶多酚膜,而此时微生物已大量繁殖,故难以抑制产三甲胺菌等微生物的活动。

图3 贮藏期间鲳鱼TMA-N质量分数的变化Fig.3 Changes of trimethylamine nitrogen(TMA-N) of pomfret during storage

2.5 鲳鱼K值变化

K值是以肌肉中ATP及其降解产物的含量为基础,通过计算各降解产物的比例得到的评价鲜度的一个指标。主要反映水产品初期ATP的降解程度,K值越小鱼体ATP降解程度越小说明其鲜度越好。一般来说,K值在60%以下为可供食用范围,超过60%说明水产品已腐败变质[24]。

如图4所示,各不同处理组K值随着贮藏时间的延长,均呈现出上升的趋势,其中,对照组显著高于植酸组和茶多酚组(p<0.05),到第12d时,对照组的K值达到51.65%,而植酸组和茶多酚组均未超过37%,1%茶多酚组在贮藏终点时的K值为51.48%,还未超出60%。由于鱼体内的ATP降解酶等酶类对K值的影响作用较大,因此可能的原因是,植酸和茶多酚能够有效抑制ATP降解酶等酶的活性,继而延长僵硬期,延迟K值的增长。这说明:在冰中添加植酸和茶多酚能够有效延长冰鲜鲳鱼的保鲜时间。

图4 贮藏期间鲳鱼K值的变化Fig.4 Changes of K value of pomfret during storage

2.6 鲳鱼硫代巴比妥酸值(TBA)变化

TBA值是评价脂肪氧化程度的重要指标,脂肪酶水解和自动氧化是引起脂肪氧化的主要因素,单一生物保鲜冰处理鲳鱼后TBA变化如图所示,随着贮藏时间的延长,TBA值逐渐上升,且对照组上升趋势明显高于植酸组和茶多酚组,在贮藏前期(前6d),各处理组的TBA值变化并不明显。在第9d,对照组的TBA值为0.69mg MDA/100g,分别为0.05%、0.1%、0.15%植酸组的1.2、1.5、2.1倍,为0.1%茶多酚组的2.2倍。这表明植酸和茶多酚能够有效延缓脂肪氧化速率;在贮藏过程中,茶多酚组TBA值总体都要低于植酸组,这说明茶多酚对脂肪氧化的抑制能力更强,这可能是由于茶多酚的氧化还原电位较低,是一种氧化优先物质,因此能优先与脂肪酸自由基结合,产生各种自由基,减弱自由基连锁反应,并最终终止自由基连锁反应,抑制脂肪自动氧化,此外,茶多酚还能抑制微生物活动,减少了由于微生物分解产生的水解酶而导致的脂肪氧化。范文教[25]等使用0.1%茶多酚浸泡90min后微冻贮藏后也发现相似的结果。

图5 贮藏期间鲳鱼TBA质量分数的变化Fig.5 Changes of thiobarbituric acid(TBA) of pomfret during storage

2.7 鲳鱼pH的变化

pH也是衡量水产品品质的一个重要指标,通过含不同浓度不同生物保鲜剂冰处理后的样品,pH均有不同程度的变化,鲳鱼在不同冰保鲜过程中pH变化如图6所示,由图可知,对照组的鲳鱼pH在最初的3d内呈现出缓慢下降的趋势,之后pH开始明显增加,植酸组的pH从第6d开始增加,而0.5%、1%茶多酚组在第9d才开始上升,这说明植酸和茶多酚能够有效延缓pH的上升速率。随着贮藏时间的延长,鱼肉中的蛋白质被分解成碱性的氨及胺类物质,pH逐渐升高,pH越大说明样品腐败程度越高,茶多酚组和植酸组的pH均较对照组低,其中1%茶多酚组的pH最低,这表明:植酸和茶多酚能够有效延缓鲳鱼鱼体自溶作用,达到保鲜的目的。

图6 贮藏期间鲳鱼pH的变化Fig.6 Changes of pH value of pomfret during storage

3 结论

添加了植酸和茶多酚的生物保鲜剂冰对鲳鱼的保鲜效果要明显优于自来水冰。在普通冰鲜条件下,鲳鱼的菌落总数(APC)、K值、硫代巴比妥酸值(TBA)、挥发性盐基氮(TVB-N)的变化速率显著高于含植酸的保鲜剂冰和茶多酚保鲜剂冰,在贮藏前期(前3d),对照组的三甲胺氮值与植酸保鲜剂冰组和茶多酚保鲜剂冰组无显著差异(p>0.05)。综合感官评分、菌落总数(APC)、K值、TVB-N等指标,自来水冰组对鲳鱼的保鲜期为12d,0.05%植酸保鲜剂冰能够延长冰鲜鲳鱼货架期至13d,而含0.1%和0.15%的植酸保鲜剂冰可以延长冰鲜鲳鱼货架期至15d;0.1%、0.5%、1%茶多酚保鲜剂冰能分别延长冰鲜鲳鱼货架期6、9、11d。相比于含植酸的保鲜剂冰,茶多酚保鲜剂冰保鲜鲳鱼后的感官质量、TBA、TVB-N、K值及菌落总数的变化速率都要小。因此可以认为,含生物保鲜剂的冰是一种可代替纯水冰用于保鲜的好方法,从本研究也得出含茶多酚的保鲜剂冰相对植酸保鲜剂冰更能有效地抑制细菌繁殖,延缓脂肪氧化,减小ATP降解速率,从而延长冰鲜鲳鱼货架期。

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Fresh keeping effect of the icing with tea polyphenols and phytic acid on pomfret

LI Liu,XIE Jing*,SU Hui,WU Sheng-bin,LU Yi-feng,ZHAI Yun-kai

(Shanghai Engineering Research Center of Aquatic Product Processing & Preservation,College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

To investigate the quality change and impacts of pomfret treated by ice with phytic acid and tea polyphenols respectively,ice with the concentrations of 0.1%,0.5% and 1%(m/v)tea polyphenols and 0.05%,0.1% and 0.15%(v/v)phytic acid successively was used to keep pomfret fresh,and the pomfret was stored at 1℃,tap water ice was selected as the controlled. Sensory score,K value,total volatile basic nitrogen(TVB-N),aerobic plate count(APC),trimethylamine(TMA-N),thiobarbituric acid value(TBA)and pH were chosen as the index of freshness to evaluate the quality changes of pomfret. The test results showed that the sensory quality,aerobic plate count,TVB-N,K value,TBA value and other indicators of pomfret treated by icing with phytic acid and tea polyphenols were significantly lower than those of the normal treated by tap water ice(p<0.05). To the 12th day,the total number of colonies of tap water ice group had reached 6.39lgCFU/g,while the other two groups were under 5.8lgCFU/g. Synthesizing the microbial indicator,sensory,TVB-N,K value and other indicators,the shelf life of the controlled was 12d,and the shelves life of the phytic acid group and tea polyphenols group compared with the tap water ice group were prolonged 1～3d and 6～11d respectively. Compared with the phytic acid group,tea polyphenols group could delay the APC more actively and the same as the TBA,K value,and the increase of TVB-N,the activity of enzymes was restrained more effectively,maintain quality of aquatic products significantly,and extend the shelf life of pomfret. The results provide a theoretical reference for the use of icing with phytic acid and tea polyphenols.

tea polyphenols;phytic acid;ice fresh;bio-preservative ice;pomfret

2014-04-17

黎柳(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：食品保鲜。

*通讯作者:谢晶(1968-)，女，博士，教授，研究方向：食品工程。

“十二五”国家支撑计划项目(2012BAD38B09)；2013年上海市科技兴农重点攻关项目[沪农科攻字(2013)第3-4字]。

TS254.4

A

1002-0306(2015)01-0338-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.063