生物抗氧化剂结合超高压技术对冷藏带鱼的保鲜效果*

谢晶，杨茜

(上海水产品加工与贮藏工程中心，上海海洋大学食品学院，上海，201306)

带鱼(Trichiurus lepturus)作为中国四大海产品之一，富含营养物质深受消费者喜爱，但因其易腐败，常用冻藏、冷藏等方法对带鱼进行保鲜贮藏，冻藏会对其肉质造成不可逆损伤，冷藏能较好保持带鱼原有品质但货架期较短，因此借助超高压技术对带鱼进行前处理，以延长冷藏带鱼的货架期。超高压技术(high hydrostatic pressure treatment)遵循热力学原理(勒夏特列原理)对抑制微生物生长繁殖有显著效果［1］，且超高压技术不破坏共价键，能完好地保存小分子物质，对海产品原有的营养成分影响极小［2］，但超高压改变了热力学平衡，会加速脂质氧化［3］，因此将生物抗氧化剂与超高压结合，减缓超高压对冷藏带鱼品质的不利影响。

目前生物抗氧化剂研究较多的有迷迭香、VE、鼠尾草、香菜、百里香、姜、胡椒、丁香、薄荷、茴香和肉桂等［4］。迷迭香是一种木兰纲唇形科植物，其干叶用作香辛料的历史悠久。迷迭香提取物(rosemary extract)被批准用于动植物油脂、酱卤肉制品、油炸肉类等多个食品行业［5］，其作为抗氧化剂的有效成分主要有鼠尾草酚、鼠尾草酸、次丹参醌、迷迭香二酚、迷迭香酸［6］，迷迭香酸(rosemary acid)是一种水溶性迷迭香提取物，易提取利用［7］。与 BHA、BHT、TBHQ 相比，迷迭香提取物抑制硫代巴比妥酸TBA的效果更强［8］，除此之外，迷迭香提取物还有较强的抗菌能力，尤其是迷迭香提取物中非极性多酚类化合物对G+菌的抑制能力强于 G-菌［9］。Li等［10］研究迷迭香提取物对冷藏鲫鱼的保鲜效果，以单独冷藏作对照，结果显示，对照组的货架期为7～8 d，而迷迭香提取物可将冷藏鲫鱼的货架期延长至15～16 d，且pH值、TVB-N、K值、TBA的增长均显著低于对照组。Giménez等［11］研究迷迭香提取物与抗坏血酸对(1±1)℃条件下的金头鲷的品质影响，以未添加抗氧化剂作对照，结果显示，抗氧化剂均能延缓鱼片的脂质氧化并改善感官品质，尤其是迷迭香提取物的对TBARS的抑制效果显著强于抗坏血酸。

本试验在之前对带鱼超高压保鲜研究的基础上，分别将3种生物抗氧化剂:0.25%水溶性迷迭香提取物、0.05%VE、2.5%羧甲基壳聚糖进行复配，再结合超高压技术保鲜冷藏带鱼，探讨其对冷藏带鱼的保鲜效果，弥补超高压加速脂质的氧化的不利影响。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

材料:东海带鱼，购买于上海市浦东新区芦潮港水产品批发市场，挑选长度均一，质量0.4～0.6 kg/条，鱼体鱼鳍无破损，色泽光亮银脂光滑，鱼鳃鲜红，鱼眼饱满黑白分明无混浊，肉质弹性较好的个体，冰藏条件下30 min运输至实验室进行处理。

试剂:生理盐水、琼脂培养基、轻质氧化镁、0.1 mol/L HCl溶液(需标定)、40 g/L H3BO3溶液、溴甲酚绿-甲基红混合指示剂、20%三氯乙酸(TCA)、0.02 mol/L硫代巴比妥酸(TBA)溶液、乙醚-乙醇(体积比2∶1)、酚酞指示剂、10 g/L乙醇溶液、0.05 mol/L KOH(需标定)、蒸馏水、水溶性迷迭香提取物(迷迭香酸占30%，食品级)，西安沃森生物科技有限公司;水溶性VE(食品级)，上海乐香生物科技有限公司;水溶性壳聚糖(食品级)，浙江澳兴生物科技有限公司。仪器:HVE-50灭菌锅，日本Hirayama制造有限公司;洁净工作台，上海康福特环境科技有限公司;Kjeltec2300凯氏定氮仪，瑞士 FOSS公司;H-2050R台式高速冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;UV-7504单光束紫外-可见光分光光度计，上海欣茂仪器有限公司;XS 225A电子分析天平，普利赛斯国际贸易(上海)有限公司;FA25高剪切分散乳化机(均质机)，上海FLUKO流体机械制造有限公司;SJH-4S数控精密恒温水浴锅，宁波天恒仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 试验设计

新鲜带鱼段进行生物抗氧剂浸泡和超高压处理的全过程，如图1所示。

图1 带鱼段进行生物抗氧剂浸泡和超高压处理的过程Fig.1 Segments of Trichiurus lepturus dipped in the natural antioxidants and high pressure treatment process

1.2.2 感官评定

参照GB/T 18108-2008国家标准［12］，采用5分制，固定3名经过培训的感官人员通过色泽、气味、组织形态、组织弹性4个评定项目进行评分，评分标准为满分5分，2分以下为完全腐败，感官不可接受。

1.2.3 菌落总数

参照GB/T 4789.2-2010国家标准中的测定方法严格操作［13］。

1.2.4 挥发性盐基氮(TVB-N)

使用Kjeltec 2300凯氏定氮仪进行测定。称取2 g碎鱼肉于消化管，加入0.5 g MgO，以已标定的0.1 mol/L HCl滴定，40 g/L H3BO3为吸收液，上机测定［14］。

1.2.5 硫代巴比妥酸(TBA)

参照Cheng等方法进行测定，并按以下公式进行计算 TBA［15］。

TBA［mg·(100g)-1］=A ×7.8

式中:A为TBA的吸光度。

1.2.6 酸价

参照 SN/T 0801.19-1999国家标准进行测定［16］，测定时酚酞指示剂2～3滴，以已标定过的0.045 51 mol/L的KOH进行滴定。

酸价=(V×c×56.1)/m

式中:V为滴定消耗的KOH溶液的体积，mL;c为KOH溶液的浓度，mol/L;m为碎鱼肉的质量，g。

1.2.7 持水力

参照李念文等［17］采用持水力的方法进行操作并按以下公式计算WHC。

WHC/%=［1-(m1-m2)/m1］×100

式中:m1，开始样品质量，g;m2，离心后样品质量，g。

1.3 统计方法

所有测定均平行3次。用Excel 2007软件进行数据整理，Origin 8.0软件制图，并用SPSS17.0软件进行显著性分析，P＜0.05时为显著性差异。

2 结果与分析

2.1 感官评定

感官评定是较主观的一个评定指标，主要分为色泽、气味、组织形态、组织弹性等方面进行评分，带鱼贮藏过程中感官评分如图2所示。

图2 带鱼在冷藏过程中感官品质的变化Fig.2 Changes in Sensory of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

感官评分总体随贮藏时间的延长呈逐渐下降趋势，贮藏3 d时，A组虽数值上较其他各组稍低，但数据分析无显著差异(P＞0.05);贮藏第6天开始，对照组与其他处理组出现显著差异(P＜0.05)，接近感官不可接受限值(SE≤2)，对照组气味有明显臭味，弹性回复力较慢。贮藏第9天开始，A组与B、C、D组出现显著差异(P＜0.05)，表明加抗氧化剂可改善超高压对冷藏带鱼的感官品质。在贮藏12 d时，微生物指标判定A组已超过二级鲜度，但其综合感官评分为2.38±0.32，感官仍可接受;且 A、B、C、D 组在货架期内的感官评分均未低于不可接受限值，这是因为超高压技术可有效保持海产品的色泽、硬度、弹性等［18］。相同贮藏时间下，C组较B组、D组的感官评分稍低，可能原因是C组因水溶性迷迭香提取物本身颜色而影响了带鱼的色泽。而与C组比较，同样加水溶性迷迭香提取物的D组对带鱼色泽影响较小，原因是VE与水溶性迷迭香提取物复配后溶液较稀;羧甲基壳聚糖本身具有成膜性，与水溶性迷迭香提取物复配后溶液黏稠易形成厚包衣，导致2组的带鱼段浸泡效果有所差异。在贮藏过程中，B组感官最好，原因是经过超高压处理后，组织形态能更好地维持，且羧甲基壳聚糖与VE均不会改变其带鱼色泽和特有鲜味，因此受到评定员认可。

2.2 菌落总数

菌落总数是判定海产品货架期的一个重要指标。微生物的生长繁殖会随着运输过程中海产品自身和人为操作而不断增加，也会随着贮藏时间的延长呈上升趋势。当菌落总数超过6 lg(CFU/g)时，表示超过二级鲜度不可再食用［19］。带鱼在冷藏过程中菌落总数的变化趋势如图3所示。

图3 带鱼在冷藏过程中菌落总数的变化Fig.3 Changes in TPC of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

带鱼的菌落总数随贮藏时间的延长呈不断上升趋势。对照组的菌落总数增长最快，贮藏3 d时，明显高于其他试验组(P＜0.05);贮藏6 d时，菌落总数已超过二级鲜度，而经过超高压处理的各试验组菌落总数均增加较慢，说明超高压处理可有效延缓冷藏带鱼菌落总数的生长。超高压各组之间比较可见，贮藏9 d开始，A组显著高于 B、C、D组(P＜0.05)，这是因为羧甲基壳聚糖和水溶性迷迭香提取物均有一定的抗菌能力，Hernández等［9］研究表明，迷迭香提取物可影响细胞膜上脂肪酸的成分，并且和细胞膜中的蛋白质分子相互作用，改变细胞膜的结构和功能，从而抑制微生物繁殖。Roller等［20］也研究显示壳聚糖对食源性微生物也有一定的抗菌性。加抗氧化剂各组之间比较可见，贮藏后期，D组比B组的抑菌效果更显著(P＜0.05)，表明水溶性迷迭香提取物的抗菌能力强于羧甲基壳聚糖，在贮藏末期(18 d)时，B、D组分别超过带鱼二级鲜度(分别为6.05 lg(CFU/g)、6.20 lg(CFU/g));C组细菌总数为5.42 lg(CFU/g)，菌落总数生长最慢，是因为同时具有抗菌能力的羧甲基壳聚糖与水溶性迷迭香提取物复配后效果更显著。

2.3 挥发性盐基氮

挥发性盐基氮TVB-N的变化与内源酶和微生物两者作用有关，鱼肉中蛋白质被分解会产生氨及胺类等碱性含氮化合物，海产品中TVB-N为0～13 mg/100 g时，为一级品，TVB-N为13～30 mg/100 g时，为合格品，超过30 mg/100 g则为完全腐败变质［21］。

由图4可见，各试验组的TVB-N均不断增加。对照组的腐败速率最快，贮藏6 d时，已完全腐败。贮藏0～6 d内超高压各试验组均缓慢增加。贮藏第6天开始，A组的TVB-N迅速增加;贮藏第9天时，A组的TVB-N显著高于B、C、D组(P＜0.05)，表明抗氧化剂能一定程度上延缓TVB-N的增加。加抗氧化剂各组之间比较可见，贮藏12 d开始，B、D组TVB-N增长速度高于C组，且由图3、图4可知，TVB-N的增加规律与菌落总数的生长繁殖有一定的正相关性，可能原因是迷迭香提取物与羧甲基壳聚糖的抑菌效果间接延缓了蛋白质的分解，从而抑制了TVB-N的上升。该研究结果与Li等［10］研究的迷迭香提取物对鲫鱼的结果相一致。

图4 带鱼在冷藏过程中挥发性盐基氮的变化Fig.4 Changes in TVB-N of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

2.4 硫代巴比妥酸TBA

海产品中的不饱和脂肪酸易发生自由基链式反应是脂肪氧化的重要原因，TBA的测定原理是不饱和脂肪酸被氧化成丙二醛后，将丙二醛与TBA反应后测定其吸光度(丙二醛与脂肪氧化程度成正相关性)，从而得出脂肪氧化程度。带鱼在冷藏过程中TBA的变化如图5所示。

图5 带鱼在冷藏过程中硫代巴比妥酸的变化Fig.5 Changes in TBA of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

由图5可见，TBA总体呈上升趋势，其中对照组上升最快，在其货架期内TBA上升至(0.82±0.05)mg/100 g。其他各处理组的TBA均较低，其中B、C、D组的TBA明显低于对照组(P＜0.05)，说明抗氧化剂结合超高压技术可显著抑制冷藏带鱼TBA的增加。贮藏第6天开始，A组的TBA明显高于B、C、D组(P＜0.05)，表明抗氧化剂有延缓带鱼脂肪氧化的效果。抗氧化剂各组之间比较可见，贮藏12 d开始，C组的TBA缓慢上升，且始终低于B组，由此表明水溶性迷迭香提取物+羧甲基壳聚糖对TBA的抑制效果显著，且强于VE+羧甲基壳聚糖。原因有2点:(1)迷迭香提取物能够清除自由基，终止自由基链式反应［22］，且迷迭香酚二萜骨架的苯环上含有的邻苯二酚基团也起着抗氧化作用［7］。(2)当迷迭香酸结构中的邻苯二酚基团与羧酸的结合的时候，能更好地增加抗氧化活性［7］。在整个贮藏期间，D组的TBA上升最缓慢，原因可能是VE也含有抗氧化作用［23］，当水溶性迷迭香提取物与VE复配后存在协同作用，因此更加有效的抑制了TBA的增加。

2.5 酸价

酸价是测定脂肪水解的一个重要指标。带鱼脂肪在贮藏期间会在微生物、酶、热等条件下发生水解，产生游离脂肪酸，从而酸价增加。酸价越小说明带鱼脂肪水解程度越低。带鱼在冷藏过程中酸价的变化如图6所示。

图6 带鱼在冷藏过程中酸价的变化Fig.6 Changes in acid value of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

由图6可见，随着贮藏时间的延长，各试验组的酸价总趋势为上升。其中，对照组的酸价在其货架期内均高于其他处理组(P＜0.05)，说明超高压处理可显著延缓酸价上升。A、B、C、D组比较可见，贮藏3 d时，A组与B、C、D组出现显著差异(P＜0.05)，说明加抗氧化剂组比单独使用超高压组更能有效延缓酸价的增加。B、C、D组之间比较可见，在整个贮藏期间，酸价从高至低分别为:B组＞C组＞D组。B组＞C组说明水溶性迷迭香提取物比VE抑制酸价增加的效果更强，而D组酸价最低显示迷迭香提取物与VE联用后，延缓酸价增加的效果最显著，原因可能是VE与迷迭香提取物之间有一定的协同作用。

2.6 持水力

持水力是保留蛋白质三维网状结构中结合水的一种能力，持水力的变化能间接的反映出蛋白质结构的改变［24］。数值越大说明保留结合水越多，持水力越好。带鱼在贮藏过程中，不同处理组的持水力变化见图7。

图7 带鱼在冷藏过程中持水力的变化Fig.7 Changes in WHC of Trichiurus lepturus during refrigerated storage time

由图7可见，随贮藏时间的延长，带鱼持水力均有所下降。贮藏6 d内，对照组的持水力最高，A组的持水力最低、下降最快，但数据分析显示，贮藏9 d内，各试验组之间均无显著差异(P＞0.05)，这是由于试验组超高压的压力条件为290 MPa，300 MPa以下的压力对蛋白质三维网状结构影响较小，镶嵌其中的结合水较稳定［24］。贮藏12 d开始，A组的持水力显著低于B、C、D组(P＜0.05)，说明加抗氧化剂可以一定程度上缓解超高压技术对冷藏带鱼持水力的降低。在整个货架期期间，B、C组的持水力基本均高于D组，说明B、C组所用的羧甲基壳聚糖具有保水效果，Ojagh等［25］也研究得出，壳聚糖包衣可降低水蒸气的渗透，从而减缓持水力的降低。D组与A组之间持水力规律不明显，说明水溶性迷迭香提取物与维生素E对持水力的作用不大。

3 结论与讨论

试验结果表明，3种生物抗氧化剂与超高压技术的结合均能在一定程度上改善超高压技术对海产品保鲜的不利影响。其中，2.5%羧甲基壳聚糖与0.05%VE的结合使感官品质最佳，还可有效减缓持水力的下降，但在抑制菌落总数、TVB-N、TBA、酸价的效果中弱于另外2组;2.5%羧甲基壳聚糖与0.25%水溶性迷迭香提取物的结合，可抑制食源性微生物的生长繁殖和挥发性盐基氮的产生，迷迭香结构中邻苯二酚与羧甲基壳聚糖中的羧酸结合还可增强两者的抗氧化活性，减缓带鱼脂肪氧化的速度，但感官品质较差;0.05%VE与0.25%水溶性迷迭香提取物的结合，使2种抗氧化剂之间产生协同作用，抑制带鱼脂肪氧化的效果最强，抑制酸价增加的效果最显著，且贮藏18 d时，菌落总数仍在二级鲜度范围内，较其他2组最低，挥发性盐基氮的增长速度最缓慢，虽维持持水力效果低于其他2组，但290 MPa压力下对冷藏带鱼的持水力影响并不大，因此综合考虑，0.05%VE+0.25%水溶性迷迭香提取物结合超高压技术对冷藏带鱼的保鲜效果最优。

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