鲳鱼复合生物保鲜剂冰的配比优化及保鲜效果

(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)

鲳鱼复合生物保鲜剂冰的配比优化及保鲜效果

谢 晶 章 缜 黎 柳 杨胜平

(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)

在单一生物保鲜剂研究的基础上，采用两因素三水平正交试验的方法，将不同浓度的茶多酚和植酸进行复配制冰后分组处理新鲜鲳鱼。对鲳鱼品质变化表征特性指标(感官评价)，微生物指标(菌落总数),理化指标(挥发性盐基氮含量(TVB-N)、2-硫代巴比妥酸含量(TBA)和K值)进行分析，确定了鲳鱼复合生物保鲜冰的优化配比浓度，并验证其保鲜效果。研究结果表明：用茶多酚0.5%(w/v)，植酸0.15%(v/v)的复合保鲜冰使鲳鱼的感官指标、微生物指标、理化指标均优于自来水冰的对照组，在1 ℃冷藏条件下的货架期由11～12 d延长至21～23 d。

茶多酚；植酸；生物保鲜剂冰；保鲜；鲳鱼

鲳鱼(pomfret)，别名镜鱼、鮀鱼，属鲈形目，鲳科，主要分布于我国东海及南海一带，是一种重要的经济型鱼类。鲳鱼味道鲜美，营养丰富，富含人体必需的氨基酸、不饱和脂肪酸及多种微量元素，尤其蛋白质含量高达16.8%，深受广大消费者喜爱[1]。但鲳鱼在冷冻贮藏过程中，易受假单胞菌(Pseudomonasspp.)、希瓦氏菌(Shewanellaspp.)、嗜冷杆菌(Psychrobacterspp.)等微生物的侵染而产生腐败气味，导致品质劣化[2]。

生物保鲜剂主要是通过抑制微生物繁殖，降低脂肪氧化速率、蛋白质变性，从而达到延长水产品货架期的目的。茶多酚(tea polyphenols)，又名茶鞣质，具有优良的广谱抗菌性和较强的抗氧化活性，在食品保鲜领域应用广泛[3]。李双双等[4]用不同浓度的茶多酚保鲜液处理金枪鱼肉，发现6 g/L的茶多酚保鲜液能较好地抑制菌落生长、脂肪氧化和蛋白质的分解，且将二级货架期延长15 d。范文教等[5]研究表明经0.1%(w/v)茶多酚溶液处理能有效维持微冻冷藏过程中的鲢鱼品质，减缓感官评分、TBA值及K值的下降趋势，显著延长货架期。植酸(phytic acid)又名肌醇六磷酸酯，对于金属离子具有高度络合性，可抑制氧化并具有一定的抑菌作用，从而延缓食品品质劣化，达到保鲜目的[6]。熊青等[7]研究发现使用0.1%(v/v)植酸等多种保鲜剂处理南美白对虾，可缓解虾肉品质下降，延长货架期。侯伟峰等[8]研究表明，添加0.08%(v/v)植酸可以有效维持虾肉感官品质。

目前国内外水产品保鲜剂保鲜，主要是将保鲜剂复配成溶液后，以涂膜、浸泡水产品等方式进行保鲜，但将复合保鲜剂调配好并制成冰后对水产品进行保鲜处理的研究较少。课题组前期试验采用不同浓度茶多酚(0.1%(w/v)、0.5%(w/v)、1%(w/v))、植酸(0.05%(v/v)、0.1%(v/v)、0.15%(v/v))分组制冰后处理鲳鱼，通过相关指标分析表明，两种保鲜剂均能有效延长货架期。本文在黎柳等[9]进行的单一生物保鲜剂研究基础上，进一步采用两因素三水平正交试验方法分析，将不同浓度的茶多酚和植酸进行复配制冰后分组处理新鲜鲳鱼，通过感官评定、菌落总数、TVB-N含量、TBA含量、K值等理化及生化指标的检测评价在贮藏过程中鲳鱼的品质变化，为鲳鱼货架期的延长及保鲜剂冰的开发应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1材料

鲳鱼购自上海市浦东新区芦潮港水产品市场，挑选个体均一(200～250 g)，眼睛黑亮、体表色泽银灰光亮、鱼鳞脱落较少、无异味、肉质有弹性的新鲜个体，用碎冰保藏于泡沫箱中30 min内运抵试验室。

1.2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；氯化钠、高氯酸、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、轻质氧化镁、硼酸、盐酸、氢氧化钾、平板计数琼脂培养基均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；磷酸氢二钾、甲醇、磷酸二氢钾均为色谱级，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(hypoxanthine，Hx)、腺苷酸(adenosine monophosphate，AMP)、次黄嘌呤核苷(inosine，HxR)，购自于美国Sigma公司。

1.3仪器与设备

SALGD-100F低温保藏箱；LHS-100CL型恒温恒湿箱；VS-1 300 L-U型超净台；UV-2100型紫外可见分光光度计；Kjeltec2300型凯氏定氮仪；AUW320分析天平、LC-2010C HT型高效液相色谱仪；H-2050R型台式高速冷冻离心机。

1.4方法

1.4.1样品处理

新鲜东海白鲳用冰水洗净后，随机分成10组，试验组按照前文单因素试验方案，采用含设计浓度的茶多酚(0.1%(w/v)、0.5%(w/v)、1%(w/v))和植酸(0.05%(v/v)、0.1%(v/v)、0.15%(v/v))复配成溶液，分装并冷冻保存于-18 ℃冰箱中，使用之前拿出。对照组采用自来水制冰。所有样品以层冰层鱼方式置于1 ℃冰箱中贮藏，并每2 d更换一次冰，冰和鱼的质量比为2∶1。每隔3 d从处理组中随机抽取鱼样进行感官评定、菌落总数APC、挥发性盐基氮值TVB-N、硫代巴比妥酸值TBA及K值的测定。采用两因素三水平正交全试验，同时进行方差极差分析，根据试验结果分析确定复配保鲜剂冰的最佳比例。复配设计方案如表1所示。

表1 含茶多酚、植酸复合生物保鲜剂冰试验组设计

1.4.2感官评价

参考鲜、冻鲳鱼标准[10]以及高志立等[11]的方法，由经过专业培训的5名感官评定人员分别对鲳鱼体表、鱼鳃、眼睛、气味、组织弹性五方面进行打分并做出综合评价，并根据各项目的敏感程度，确定其权重分，最后计算加权平均分来确定鲳鱼综合感官评定结果[12]。其中8～10分为新鲜，5～7分为较新鲜，3～4分为一般，3分以下为不可接受，具体评价标准见表2。

1.4.3细菌总数

参照GB 4789.2—2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数》[13]的方法,进行平板菌落计数。

1.4.4理化指标的测定

TVB-N的测定：根据半微量凯式定氮法原理，并在M. H. Uriarte-Montoya等[14]的方法基础上略作修改。精确称取5 g剁碎鱼肉，混合适量氧化镁于消化管中，使用凯式定氮仪测定。做3组平行试验。

硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)的测定：参考F. Nowzari等[15]中的测定方法测定。精确称取5 g鱼肉混合25 mL浓度为20%(w/v)的三氯乙酸于离心管中均质。静置1 h后，在8 000 r/min条件下离心10 min，过滤定容至50 mL，取0.02 mol/L的TBA溶液加入样液，置于沸水浴中20 min，水冷却后在532 nm处测其吸光度(A)值。依据吸光度(A)和标准曲线，利用公式(1)计算TBA。

表2 鲳鱼感官评定表

TBA=A×7.8 mg/100 g

(1)

K值测定：参考T. Saito等[16]的方法测定，并做适当修改。采用pH为6.68的磷酸缓冲液(平衡洗脱)，10 μL样品以1 mL/min流速注入，在254 nm检测波长，检测时间为15 min。各样品降解产物浓度的测定和计算基于标准品。利用式(2)计算K值。

K=100%×(HxR+Hx)/(ATP +ADP+ AMP+IMP+HxR+Hx)

(2)

1.5数据统计

试验数据采用3次平行试验的平均值，使用Spss20.0进行数据间的差异性分析，用Duncan法进行多重比较，试验数据曲线用Origin Pro V8.6软件绘制。

2 结果与分析

2.1优化生物保鲜剂冰配比浓度的确定

根据试验数据结果，第12 d鲳鱼各保鲜组的TVB-N、菌落总数和感官评分值处于一级鲜度和二级鲜度之间，且各组差异显著(P<0.05)，具有一定的代表性，因此选择第12 d的数据进行极差分析。从表3、表4可知，相比于植酸，茶多酚对鲳鱼保鲜效果的影响更为显著(P<0.05)。TVB-N，菌落总数，感官指标三者优化条件不一致，复配组合A2B3为缓解TVB-N增加的最优组，而A3B2组合抑制菌落总数增加的效果最佳，感官评定的最佳组合则为A2B3。综合上述试验结果，最终得出复配保鲜剂的最优组合为A2B3，即茶多酚0.5%(w/v)，植酸0.15%(v/v)。

2.2感官评价

在冷藏过程中水产品的可接受性往往取决于它们的感官质量。鱼体死亡后由于微生物生长繁殖自身肌肉氧化分解，导致肉质劣变，散发出不可接受的异味，因此感官是评价水产品质量变化的重要参数之一[17]。鲳鱼在贮藏过程中感官指标的变化情况如图1所示，各组样品的感官评分值随时间的延长而逐渐降低。两试验组初始感官评分均为10分，对照组自第3 d起感官质量下降速度明显加快。在9 d时，对照组评分分值已与复合保鲜剂组产生明显差异。12 d时，对照组鱼体表面色泽暗淡，黏液浑浊，肉质弹性下降并伴有异味，而保鲜剂组仍拥有较好的感官效果，保持鱼肉弹性与表面光泽。这与正交试验中较好的试验结果相一致，表明最优配方复合生物保鲜剂能够有效维持鲳鱼的感官质量。这可能是因为复合生物保鲜剂随着冰的融化而释放出来，作用于鲳鱼表面的微生物，抑制微生物的活动，因此能减缓鲳鱼的品质劣变。但茶多酚为黄色粉末，可能使鱼肉色泽发生变化，对综合感官评价造成一定的影响。试验结果与S. Yi等[18]结论类似，从感官质量方面评价，茶多酚处理过的试验组比对照组货架期得到延长。

2.3菌落总数

微生物是引起水产品腐败变质的主要因素，同时也是判定食品被污染程度的重要指标之一。鲳鱼在贮藏过程中菌落总数的变化如图2所示，菌落总数均有升高趋势，但仍可明显的看出复合生物保鲜剂组优于对照组。在本次试验中，鲳鱼的初始菌落总数为3.16 lg(CFU/g)，与N. Stamatis等[19]对沙丁鱼的研究相类似。从第3 d开始，对照组的菌落生长速度明显加快，到6 d时对照组的菌落总数与复合生物保鲜剂组间已产生显著性差异(P<0.05)，12 d时已超出限量标准7.0 lg(CFU/g)，而复合生物保鲜剂组仍维持着较低的菌落总数，到试验末期21 d时才达到6.72 lg(CFU/g)。结果表明，复合生物保鲜剂冰能够有效抑制微生物的生长繁殖，减缓鲳鱼的品质劣变。造成这一结果的原因可能归因于茶多酚在降低菌黏附力的同时，与植酸发生协同作用，对菌体膜结构造成损伤，导致原生质体和一些胞内酶外泄，使得微生物无法维持正常代谢活动[20]。G. Özyurt等[21]使用0.05%(w/v)和0.1%(w/v)迷迭香提取物制冰后对沙丁鱼进行保鲜处理，其试验组菌落总数的变化也得到类似的趋势，并与组胺的增加有一定相关性。

表3 茶多酚、植酸复合生物保鲜剂冰处理鲳鱼第12 d极差分析结果

表4 含茶多酚、植酸复合生物保鲜剂冰处理鲳鱼第12 d方差分析结果

图1 贮藏过程中鲳鱼的感官评价结果Fig.1 Sensory evaluation scores of pomfret during storage

图2 贮藏过程中鲳鱼菌落总数APC的变化Fig.2 Changes in APC of pomfret during storage

2.4挥发性盐基氮含量(TVB-N)

鲳鱼蛋白质含量较高，在贮藏过程中易受微生物活动影响，使蛋白质和其它含氮的化合物的降解生成挥发性盐基氮，导致不可接受气味产生，因此TVB-N是反映鲳鱼品质的重要指标[22]。根据鲜、冻鲳鱼标准，TVB-N≤18 mg/100 g为一级鲜度，≤30 mg/100 g为二级鲜度。鲳鱼在贮藏过程中TVB-N的变化情况图3所示，从图中可以看出，鲳鱼在贮藏过程中挥发性盐基氮均有升高趋势，对照组和复合生物保鲜剂组从第3 d开始，TVB-N出现显著差异(P<0.05)。这可能是归因于微生物脱羧和醛、酮的转氨作用下，形成生物胺。对照组在9 d超过18 mg/100 g，12 d时已超过二级鲜度标准；而复合保鲜剂组TVB-N到达一级鲜度限量标准的时间为第18 d，且直至贮藏末期，保鲜剂组的TVB-N都未超过二级鲜度限量标准。这表明复合生物保鲜剂冰对鲳鱼蛋白质等含氮的化合物的降解具有明显的延缓效果，这可能由于复合保鲜剂协同抑菌作用，使得微生物数量下降，对非蛋白氮的化合物氧化脱氨能力下降[23]。罗爱平等[24]采用多种保鲜剂制成保鲜膜分组处理牛肉，结果表明，茶多酚和植酸复合作用能有效缓解肉质腐坏，TVB-N显著低于对照组。杨胜平等[25]发现采用0.4%(w/v)茶多酚和0.1%(w/v)壳聚糖涂膜处理带鱼，能够延长一级鲜度2～3 d，其试验组TVB-N增加趋势与本次试验相似。

2.5硫代巴比妥酸含量(TBA)

硫代巴比妥酸是一种被广泛用来衡量脂肪氧化程度的指标，这是因为在第二阶段自动氧化过程中，过氧化物氧化为醛和酮，可以与TBA发生活性反应[26]。TBA含量越高，则脂肪氧化程度越大，鲳鱼酸败程度越严重。鲳鱼在贮藏过程中TBA变化趋势如图4所示。

图3 贮藏过程中鲳鱼挥发性盐基氮含量(TVB-N)变化Fig.3 Changes in TVB-N value of pomfret during storage

图4 贮藏过程中鲳鱼硫代巴比妥酸含量(TBA)变化Fig.4 Changes in TBA value of pomfret during storage

在整个贮藏过程中，TBA总体呈现出上升趋势，这可能是由于鱼的部分脱水和不饱和脂肪酸的氧化程度增加所致。对照组从贮藏开始就以较快的速度增加，而保鲜剂组的TBA上升得到延缓，有显著性差异。两试验组TBA的初始值均为0.24 mg/100g，12 d时对照组激增到1.48 mg/100g，而复合生物保鲜剂组在整个贮藏期间都低于对照组，直至第24 d，TBA才达到0.86 mg/100g，这与A. Bensid等[27]在冰中添加牛至、百里香、丁香提取物对鳀鱼保鲜效果影响的研究结果相一致，表明复合生物保鲜剂冰能够有效降低鲳鱼的脂肪酸败程度，维持鲳鱼品质。分析其原因可能是保鲜剂冰中的植酸具有对金属离子的高度螯合作用，破坏氧化过程中形成的过氧化物，影响醛酮类物质的产生，减弱引发脂肪氧化的酶类作用，使得不饱和脂肪酸的氧化程度降低。亦有可能是保鲜剂从冰中释放出来，抑制及杀灭鱼体上的微生物，减少了由腐败微生物引起的脂肪氧化，从而延缓鲳鱼TBA值的上升[28]。W. Fan等[29]在对鲢鱼冷藏保鲜的研究中，采用0.2%(w/v)茶多酚为保鲜剂，其试验组TBA值变化趋势亦与本次试验相类似。

2.6K值

K值反映了鱼肉中ATP的降解指数，是水产品新鲜度最有效的指标之一，且比较适合评价水产品僵直期的鲜度[30]。由图5可知，鲳鱼在整体贮藏过程中K值均呈现出升高趋势。新鲜鲳鱼的K值为10.28%，从第6 d开始，对照组的增加幅度明显大于复合生物保鲜剂组；根据参考文献的限量标准[31]，对照组在第9 d就已达到35.69%，接近二级鲜度标准，而复合生物保鲜剂组第15 d仅为38.28%，仍未明显腐坏。K值的上升速率减缓表明鱼肉中ATP的降解速度随着保鲜剂的释放而放缓，表明含茶多酚和植酸的复合生物保鲜剂冰对ATP降解物的产生起到了显著的延缓。K值越大则鲳鱼鲜度越低。保鲜剂组在贮藏末期达到对照组12 d时K值水平，证明复合保鲜剂冰的使用对鲳鱼的鲜度有显著影响。可能的原因是复合生物保鲜剂冰能有效抑制鲳鱼鱼肉中的核苷酸酶的活性，减慢鲜度下降速度。因此，复合保鲜剂冰处理组的K值要低于对照组。这与陈晓眠等[32]使用茶多酚对罗非鱼进行保鲜处理的试验结果相类似。

图5 贮藏过程中鲳鱼的K值变化Fig.5 Changes in K value of pomfret during storage

3 结论

本文在单一生物保鲜剂研究的基础上，通过两因素三水平正交试验结果，结合方差极差分析计算各个因素影响值。结果表明，使用0.5%(w/v)茶多酚、0.15%(v/v)植酸复合配比的生物保鲜剂冰试验组感官评分下降较为缓慢，其理化指标及微生物指标均优于空白组鲳鱼。采用0.5%(w/v)茶多酚、0.15%(v/v)植酸制成的保鲜剂冰能够有效抑制鲳鱼冰鲜过程中微生物的生长繁殖，延缓脂肪氧化及挥发性盐基氮含量的升高，有效保持了鲳鱼的原有品质，在1 ℃下能将鲳鱼的货架期由11～12 d延长至21～23 d，比空白组鲳鱼货架期延长近一倍。

本文受2016年上海市科技兴农重点攻关项目(1-1 2016和上海市科委平台能力提升项目(16DZ2280300)资助。(The Project was Supported by Key Project of Developing Agriculture Through Science and Technology in Shanghai Municipal 2016(No.1-1 2016)and the Capability Enhancement Project of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (No.16DZ2280300).)

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Aboutthecorrespondingauthor

Yang Shengping, male, engineer，College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, +86 15692160678, E-mail：spyang@shou.edu.cn. Research fields:food cold chain technology.

OptimizedIceFormulationContainingTeaPolyphenolsandPhyticAcidandItsEffectonthePreservationofPomfret

Xie Jing Zhang Zhen Li Liu Yang Shengping

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

Based on a study on the effects of a biological preservative on the quality of pomfret, ice formulation through a compound of biological preservatives was optimized using an orthogonal experimental design method involving two factors and three levels by assessing the quality indicators (sensory evaluation), microbial index (total viable counts (TVC) and aerobic plate counts (APC)), and physiochemical index (total volatile basic nitrogen (TVB-N), thiobarbituric acid value (TBA), and K value). According to the results, pomfret treated with ice containing 0.5% (w/v) tea polyphenols and 0.15% (v/v) phytic acid showed better indicators than the control group, and its shelf life can be extended from 11-12 days to 21-23 days under a temperature of 1 ℃.

tea polyphenols; phytic acid; biological preservative ice; preservative ice; pomfret

0253- 4339(2017) 04- 0102- 08

10.3969/j.issn.0253- 4339.2017.04.102

国家重点研发项目课题(2016YFD0400106)资助项目。(The project was supported by National Key Research and Development Project(No.2016YFD0400106).)

2016年9月22日

TS254; S983

：A

杨胜平，男，工程师，上海海洋大学食品学院，15692160678，E-mail： spyang@shou.edu.cn。研究方向：食品冷藏链技术。