生物复合保鲜剂对牙鲆冷藏品质和货架期的影响

孙协军,薛晓霞,李秀霞,励建荣,*,沈 琳,宋 强,陈小娥,劳敏军,马永钧

(1.渤海大学食品科学与工程学院,辽宁锦州 121013;2.大连东霖食品股份有限公司,辽宁大连 161000;3.浙江海洋大学食品学院,浙江舟山 316000;4.浙江兴业集团有限公司,浙江舟山 316000)

生物复合保鲜剂对牙鲆冷藏品质和货架期的影响

孙协军1,薛晓霞1,李秀霞1,励建荣1,*,沈 琳2,宋 强2,陈小娥3,劳敏军4,马永钧4

(1.渤海大学食品科学与工程学院,辽宁锦州 121013;2.大连东霖食品股份有限公司,辽宁大连 161000;3.浙江海洋大学食品学院,浙江舟山 316000;4.浙江兴业集团有限公司,浙江舟山 316000)

研究了山楂黄酮、凌枣黄酮和凌枣多糖对冷藏牙鲆鱼块品质变化和货架期的影响。将牙鲆鱼块分别浸渍于保鲜剂Ⅰ(凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为2、2、3 g/L)和保鲜剂Ⅱ(凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为4、4、6 g/L)的溶液中,取出沥干后在4 ℃冷藏。以菌落总数、pH、硫代巴比妥酸(TBA)值、挥发性盐基氮(TVB-N)值、K值和感官评分作为评价指标,研究复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块品质和货架期的影响。结果表明,2种浓度配比的保鲜剂均能延缓牙鲆鱼块微生物生长,显著降低冷藏牙鲆鱼块的TVB-N值和K值(p<0.05)和贮藏后期(6～12 d)pH和TBA值(p<0.05),提高感官品质,复合保鲜剂Ⅱ处理后牙鲆鱼的感官评分、TBA值、K值及菌落总数显著优于处理组Ⅰ(p<0.05),因此,复合保鲜剂Ⅱ的保鲜效果更好,可延长冷藏牙鲆鱼块的货架期至10 d。山楂和凌枣来源的黄酮和多糖生物复合保鲜剂对冷藏牙鲆有很好的保鲜效果。

牙鲆,冷藏,生物保鲜剂,品质,货架期

牙鲆(Paralichthysolivaceus),属鲽形目牙鲆属,是我国主要的海水养殖鱼类之一,养殖品种主要有褐牙鲆、漠斑牙鲆和大西洋牙鲆。2014年,我国鲆鱼产量达到12.64万吨,比上年增加3.10%,鲆鱼养殖总量在我国海水养殖鱼类中居第二位[1]。牙鲆肉蛋白质中富含18种以上的氨基酸,且氨基酸比例合理,是低脂肪、高蛋白的比目鱼类[2-3]。牙鲆鱼以鲜活出售为主,加工产品以冻鱼片、鱼块等初步加工产品为主。牙鲆肉质细嫩,组织蛋白酶含量高,鱼体死亡初始阶段,组织蛋白酶被激活,内源性蛋白酶分解肌肉蛋白质,产生肽和游离氨基酸等物质,在微生物的生长和代谢作用下,蛋白质、氨基酸及其它含氮物质进一步分解产生胺类、硫化物、醛类和氨等小分子物质,从而使鱼体产生不良味道,引起鱼体新鲜度下降。

低温是常用的牙鲆保鲜方法,李辉等[4]研究结果表明冰温贮藏比冷藏条件更能有效地抑制牙鲆体内有害微生物的活动及各种酶的活性,缓解蛋白质的分解,具有较好的保鲜效果。而冰温与保鲜剂结合则具有更好的保鲜效果[5]。但冰温等低温条件对于保鲜设备的要求条件较高,保鲜的应用容易受到局限。而且,在低温条件下,由于内源性酶和微生物的共同作用,蛋白质降解和脂质氧化等会导致鱼体腐败[6],而生物保鲜剂结合低温贮藏对鲆鱼有更好的保鲜效果[7]。

山楂(CrataeguspinnatifidaBge.)通常是指蔷薇科山楂属植物的果实,山楂提取物具有良好的抗氧化活性和自由基清除活性,这主要来自于山楂中黄酮类化合物,芦丁和槲皮素是山楂中最主要具有抗菌活性的黄酮类化合物[8-9]。凌枣是辽西地区的特色栽培品种,其果树耐寒,适应性强,主要分布在辽宁省凌源市。凌枣枣果富含多糖、氨基酸和多种维生素及矿物质。有研究表明,凌枣中总黄酮含量为枣果之首,主要包括芦丁、槲皮素、金丝桃苷和黄酮-C-葡萄糖苷等,另外,凌枣中多糖含量也较高[10],黄酮和多糖等生物活性物质具有很高的营养保健价值,可起到消炎止咳、降血压、降血脂、增进冠状动脉血流量和防治冠心病、心绞痛等作用,经常食用有增进人体健康的功效。本实验以冷藏牙鲆鱼块为研究对象,以山楂和凌枣两种水果来源的黄酮和多糖提取物为保鲜材料,研究山楂黄酮、凌枣黄酮和凌枣多糖复合保鲜剂对牙鲆的保鲜效果,为山楂和凌枣的综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山楂和凌枣 市售,产自辽西地区;牙鲆 购于锦州市林西路水产品批发市场;芦丁和槲皮素标准品(纯度>97%) 购于中国药品生物制品检定所;金丝桃苷标准品(纯度>98.5%) 购于宝鸡市辰光生物科技有限公司;ATP关联物(ATP、ADP、AMP、IMP、HxR和Hx) 美国Sigma公司;高效液相色谱检测所用试剂 均为色谱纯;水 为超纯水;其它试剂 为分析纯。

P680型液相色谱仪 美国戴安公司;1260型液相色谱仪 美国Agilent公司;PHS-2F型酸度计 上海雷磁仪器厂;凯氏定氮仪 丹麦FOSS公司;KQ-400KDE超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;DZX-40SC型立式自控电热压力蒸气灭菌器 上海申安医院器械厂;721型分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司;RE-2000型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;SHZ-D(Ⅲ)型循环水真空泵 上海申光仪器有限公司;labconco free zone 2.5L型真空冷冻干燥机 上海汇分电子科技有限公司。

1.2 保鲜剂的制备

1.2.1 山楂黄酮的制备 山楂去核后60 ℃烘干,植物粉粹机粉碎得到山楂粉,作为提取原料。采用超声波辅助法提取山楂黄酮[11],得到的提取液经浓缩后采用D101大孔树脂纯化[12],得到的洗脱液浓缩后冷冻干燥24 h,采用液相色谱检测方法[13]测得山楂黄酮中芦丁、金丝桃苷和槲皮素总量为65.5%。

1.2.2 凌枣黄酮和凌枣多糖的制备 参照李秀霞的方法制备凌枣黄酮和多糖[14]。凌枣去核后60 ℃烘干,然后用植物粉粹机粉碎得到凌枣粉,作为提取黄酮和多糖的原料。采用超声波辅助去离子水提取凌枣多糖,得到粗多糖提取液,向粗多糖提取液中加入0.2%中性蛋白酶,50 ℃条件下酶解4 h去除蛋白质,灭酶后上清液采用4倍体积的95%乙醇溶液醇沉4 h,离心取沉淀,置于冷冻干燥机中干燥24 h。用硫酸-苯酚法测定凌枣多糖中多糖含量为75.2%。

在所述提取多糖时剩下的滤渣中加入20倍量70%乙醇,参照山楂黄酮提取方法提取凌枣黄酮,过AB8大孔树脂柱(40 cm×2.6 cm)纯化,60%乙醇溶液洗脱,收集洗脱液,在旋转蒸发仪中浓缩后冷冻干燥24 h。液相色谱法[13]检测凌枣黄酮中山楂芦丁、金丝桃苷和槲皮素总量为68.8%。

1.2.3 复合保鲜剂的配制 将凌枣黄酮和山楂黄酮溶解于50 ℃左右温度的热水中,加入凌枣多糖溶液,超声波辅助溶解,配制成保鲜剂,其中保鲜剂Ⅰ中凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为2、2和3 g/L;保鲜剂Ⅱ中凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为4、4和6 g/L。

1.3 样品处理

鲜活牙鲆(500±50) g加冰运至实验室后,去除头尾和内脏后均匀切成四块,用蒸馏水洗净鱼块,沥干水分,然后将鱼块随机分成3组:处理组1、处理组2和对照组。其中,处理组1和处理组2的样品分别在保鲜剂Ⅰ和保鲜剂Ⅱ中浸泡40 min,沥干水分,浸泡保鲜剂和对照组的鱼块样品都分别采用保鲜袋包装,置于4 ℃冰箱中贮藏,每2 d测定一次指标,各指标重复测定4次。

1.4 指标测定方法

表1 牙鲆鱼块的感官评分表

1.4.1 感官评分 参照GB/T 18108-2008鲜海水鱼感官评定方法和Sallam等[15]对三文鱼片的感官评定方法进行,略有修改。由6名专业人员组成的感官评定小组进行,选择牙鲆鱼块的色泽、气味和质地3个方面为检验项目,取平均值,具体评分标准如表1所示。

1.4.2 pH 参照GB/T 5009.45-2003中的酸度计法,称取绞碎的鱼肉10 g,加入90 mL新煮沸并冷却的蒸馏水,搅拌均匀,浸渍30 min,过滤,测滤液的pH。

1.4.3 挥发性盐基氮(TVB-N)值 参照GB/T 5009.44-2003中半微量凯氏定氮法进行,结果以每100 g样品中所含TVB-N毫克数表示。

1.4.4 K值 参考Zhang等[16]方法进行,K值计算方法如下:K值(%)=(HxR+Hx)/(ATP+ADP+AMP+IMP+HxR+Hx)×100

1.4.5 硫代巴比妥酸(TBA)值 参考Erkan等[17]方法进行。TBA值用丙二醛(MDA)的质量分数表示,单位为mg/100 g。

1.4.6 菌落总数 参照GB 4789.2-2010所述方法测定,以每g检样中微生物菌落总数的对数(lg CFU/g)表示。

1.5 数据处理

实验所得数据采用Excel 2007及SPSS 16.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 感官评分测定

鲜活牙鲆色泽鲜明,肌肉组织紧密,纹理清晰,坚实有弹性,肌肉切面有光泽,具有浓郁的固有香味。随着贮藏时间的延长,牙鲆鱼肉色泽逐渐暗淡,体表黏液逐渐粘稠,肌肉逐渐松散,按压后回弹幅度变小,并逐渐出现异味。感官评分结果如图1所示,整个贮藏过程中各组牙鲆的感官评分均随贮藏时间的延长而逐渐降低,复合保鲜剂处理组牙鲆样品感官评分的下降速度明显比冷藏样品缓慢,贮藏4～12 d处理组和对照组间感官评分差异显著(p<0.05),说明复合保鲜剂能有效地延缓牙鲆感官品质的下降。对照组牙鲆鱼块的感官评分在冷藏第8 d开始低于可接受范围,而复合保鲜剂处理组的样品在贮藏期内感官评分均在4以上,处于可接受范围内。在贮藏第10 d和第12 d,处理组2鱼块的感官评分高于处理组1(p<0.05)。

图1 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块感官评分的影响Fig.1 Effect of compound preservative on sensory score of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

2.2 生化指标的测定

2.2.1 pH测定 一般而言,水产动物停止呼吸后,体内的糖原被降解,生成乳酸等酸类物质,造成肌肉pH的下降,下降程度与肌肉中糖原的含量有关,所以其pH呈先下降后上升的趋势[18]。pH测定结果见图2,在贮藏后期,随着储藏时间的延长,蛋白质和氨基酸等被逐渐分解,生成二甲胺和三甲胺等碱性物质,pH不断上升直至腐败。复合保鲜剂涂膜样品的pH变化缓慢,pH最低点出现在第6 d,且贮藏后期pH上升的较慢,而对照组则出现在第4 d,说明复合保鲜剂处理降低了蛋白质和氨基酸等的分解速度,这与复合保鲜剂中富含抑菌活性及抗氧化活性的黄酮类化合物及多糖有关[10,19-20]。不同保鲜剂处理组鱼块的pH在贮藏期间没有显著差异(p>0.05)。

图2 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块pH的影响Fig.2 Effect of compound preservative on pH of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

2.2.2 TVB-N值测定 TVB-N值是动物性食品由于自身酶或腐败微生物分解产生的胞外酶的作用下,蛋白质被分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质,此类物质具有挥发性,它已经被世界上绝大多数国家认定为水产品腐败程度的指标[21]。按照农产品安全质量-无公害水产品安全要求(GB 18406.4-2001)规定,无公害水产品中TVB-N值(mg/100 g)≤30。TVB-N值的测定结果如图3所示,牙鲆初始TVB-N值为9.9 mg/100 g,对照组的TVB-N值在第4 d已经达到32.3 mg/100 g,达到货架期终点。而处理组1和处理组2牙鲆样品的TVB-N值在第10 d分别达到33.2和31.4 mg/100 g,这2个处理组间TVB-N值没有显著差异(p>0.05)。但不同浓度的复合保鲜剂处理都显著降低了牙鲆鱼块TVB-N值的增长(p<0.05),将冷藏牙鲆的货架期提高至10 d。

图3 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块TVB-N值的影响Fig.3 Effect of compound preservative on TVB-Nvalue of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

2.2.3 K值测定 K值是一种公认的评价鱼早期鲜度的指标,如图4所示,各处理组冷藏牙鲆K值曲线的变化均呈显著上升趋势(p<0.05)。Ehira等[22]和小关聡美等[23]认为刚宰杀的新鲜鱼的K值低于10%,以K值≤20%作为优良鲜度指标,为Ⅰ级鲜度[23],在日本,采用该鲜度的鱼制作生鱼片,以K值≤50%作为Ⅱ级鲜度标准[24]。对照组样品的K值在12 d开始低于Ⅱ级鲜度标准,此时K值是52%,而复合保鲜剂处理后冷藏牙鲆样品的K值显著低于对照组(p<0.05),这与TVB-N值等测定结果的变化规律基本相同。在贮藏期第12 d,处理组2的K值显著低于处理组1(p<0.05),不同处理组鱼块K值在第4 d超过20%,即低于Ⅰ级鲜度标准,但在贮藏期结束时,各处理组鱼块K值都达到了Ⅱ级鲜度标准。

图4 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块K值的影响Fig.4 Effect of compound preservative on K value of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

2.2.4 TBA值测定 海水鱼体内不饱和脂肪酸含量高,因此保鲜过程中容易出现脂肪氧化的问题[25]。脂肪氧化降解产物MDA与TBA反应后能生成稳定的红色复合物,可用于测定鱼肉的氧化酸败程度。TBA值测定结果如图5所示,各组样品的初始TBA值均为0.35 mg/kg,之后随着贮藏时间的增加而增加,在贮藏后期,复合保鲜剂处理组的TBA值显著低于对照组(p<0.05),在第12 d,处理组2的TBA值显著低于处理组1(p<0.05),说明复合保鲜剂处理显著抑制了贮藏后期(6～12 d)冷藏牙鲆鱼块的脂肪氧化进程。一般认为,TBA值高于2.0 mg/kg时[26],肌肉已经腐败变质,不可食用。在本实验中,至贮藏期结束,各处理组的TBA值均未超标,而从图3可知此时的TVB-N值已超出可接受范围,因此,单独采用TBA值不能说明冷藏牙鲆的新鲜程度,要结合多个生化指标来进行判定。

图5 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块TBA值的影响Fig.5 Effect of compound preservative on TBA value of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

2.3 菌落总数测定

随着贮藏时间的延长,菌落总数持续上升,未经处理的对照组增长速度较快,而经过复合保鲜剂处理过的牙鲆鱼块菌落总数增长速度相对较慢。从图6可见,菌落总数在贮藏后期增加较快,这与蛋白质和糖等组分分解成小分子物质有关,一部分已适应不良环境的微生物利用小分子物质作为营养来源不断繁殖,从而导致菌落总数上升速度加快。根据农产品安全质量-无公害水产品安全要求(GB 18406.4-2001)规定,细菌总数应≤106个/g,即菌落总数以6 lg CFU/g为货架期终点。如图6所示,复合保鲜剂涂膜保鲜样品的菌落总数在12 d内没有超标,处理组2的菌落总数在第12 d显著低于处理组1(p<0.05),但均低于6 log CFU/g的极限值,而对照组在冷藏第8 d菌落总数已接近货架期终点(5.40 lg CFU/g)。综合以上实验所得结果,冷藏牙鲆理化指标(TVB-N值、TBA值)和菌落总数的增加与鱼块感官评分的降低规律是一致的,其中,TVB-N值的增加与菌落总数的增加有着明显的相关性,相关系数分别为:r(对照组)=0.980,r(处理组1)=0.966,r(处理组2)=0.991。复合保鲜剂处理组1和处理组2间TVB-N值没有显著差异(p>0.05),在10 d前的感官评分也没有显著差异(p>0.05),其他理化指标未超标,综合牙鲆生化指标和菌落总数的测定结果,可以选择保鲜剂Ⅱ(凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为4、4、6 g/L)对冷藏牙鲆鱼块进行保鲜处理,可延长冷藏牙鲆鱼块货架期至10 d。

图6 复合保鲜剂对冷藏牙鲆鱼块菌落总数的影响Fig.6 Effect of compound preservative on totalplate count of Paralichthys olivaceus fillets during chilled storage

3 结论

研究了山楂黄酮、凌枣黄酮和凌枣多糖复合保鲜剂处理对冷藏牙鲆鱼块的保鲜效果,结果表明,2个浓度配比的复合保鲜剂均能延缓牙鲆鱼块微生物生长,降低pH、TVB-N值、TBA值和K值,且处理组2鱼块的感官评分显著高于处理组1(p<0.05),TBA值、K值及菌落总数显著低于处理组1(p<0.05),2个处理组样品在pH和TVB-N值上没有显著差异(p>0.05),因此,保鲜剂Ⅱ的效果更好。选择保鲜剂Ⅱ(凌枣黄酮、山楂黄酮和凌枣多糖浓度分别为4、4、6 g/L)对冷藏牙鲆鱼块进行保鲜处理较为适合,可延长冷藏牙鲆鱼块货架期至10 d,同时保持了冷藏牙鲆鱼块的品质。

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Effect of biological complex preservative on quality and shelf-life ofParalichthysolivaceusduring chilled storage

SUN Xie-jun1,XUE Xiao-xia1,LI Xiu-xia1,LI Jian-rong1,*,SHEN Lin2,SONG Qiang2,CHEN Xiao-e3,LAO Min-jun4,MA Yong-jun4

(1.College of Food Science and Technology,Bohai University,Jinzhou 121013,China;2.Dalian Donglin Food Co.,Ltd.,Dalian 161000,China;3.College of Food,Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316000,China;4.Zhejiang Xingye Group Co.,Ltd.,Zhoushan 316000,China)

The effect of hawthorn flavones,ling jujube flavonoids and ling jujube polysaccharide on quality changes and shelf-life ofParalichthysolivaceusduring chilled storage were studied.Paralichthysolivaceusfillets were immersed in preservative Ⅰ(The content of hawthorn flavones,ling jujube flavonoids and ling jujube polysaccharide was 2,2,and 3 g/L,respectively)and preservative Ⅱ(The content of hawthorn flavones,ling jujube flavonoids and ling jujube polysaccharide was 4,4,and 6 g/L,respectively)respectively. Then,the treated fillets were drained and stored at 4 ℃. Total bacterial count,pH,TBA value,TVB-N value,K value and sensory score were periodically assessed,to investigate the effect of complex on the quality and shelf-life,compared with the control. The results showed that the complex preservative could retard microbial growth ofParalichthysolivaceusfillets,TVB-N value,K value were decreased significantly during the chilled storage(p<0.05),pH value and TBA value decreased significantly during the anaphase storage(6～12 d),the sensory quality was increased(p<0.05). The sensory score,TBA,K value,and total plate count of the preservative Ⅱ were significantly better than that of preservativeⅠ,the preservative Ⅱ was selected and extended the shelf life to 10 days. The biological complex preservative of flavones and polysaccharide prepared from hawthorn and jujub was found to have good preservation effect onParalichthysolivaceusduring chilled storage.

Paralichthysolivaceus;chilled storage;biological preservative;quality;shelf-life

2016-07-20

孙协军(1969-)，男，大学本科，实验师，主要从事食品资源开发利用方面的研究，E-mail：sunxiejun111@163.com。

*通讯作者:励建荣(1964-)，男，博士，教授，主要从事水产品贮藏加工方面的研究，E-mail:lijr6491@163.com。

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD29B06，2015BAD17B03)；辽宁省大学生创新创业实验项目(201510167000007)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)06-0328-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.054