复合生物保鲜剂对冷藏红鳍东方的保鲜效果研究

苏 红,申 亮,毕诗杰,张晓梅,郭 芮,刘红英,*

(1.河北农业大学食品科技学院,河北保定 071000;2.河北农业大学海洋学院,河北秦皇岛 066000)

红鳍东方鲀(Takifugurubripes),属硬骨鱼纲(Osteichthyes),鲀形目(Tetraodontiformes),鲀亚目(Tetrodontoidci),鲀科(Tetraodontidae),东方鲀属(Takifugu)[1],内含大量甘氨酸、丙氨酸、精氨酸三种鲜味氨基酸,味道鲜美[2]。随着我国无毒养殖技术的成熟,2016年农业部办公厅和国家食品药品监督管理总局联合发布了《关于有条件放开养殖红鳍东方鲀和养殖暗纹东方鲀加工经营的通知》,这意味着自1990年起不得流入市场的河豚可以有条件“合法化”食用了。

生物保鲜剂因其安全、抑菌谱广等特点在水产品保鲜技术中具有较好的发展前景,不同的生物保鲜剂具有不同的保鲜机理。柠檬酸可以降低pH,络合金属离子抑制氧化[3],百里酚通过破坏微生物细胞壁,损坏酶系统,钝化或破坏遗传物质来达到抑菌效果[4-5],海藻酸钠具有抑菌性、保湿性和成膜性[6],可以减缓汁液流失,形成微调环境。目前还没有发现可以抑制所有微生物的一种生物保鲜剂,根据栅栏因子,复合生物保鲜剂可以产生协同效应,扩大抑菌谱,增强保鲜效果[7]。Li Tingting等[8]将复配的茶多酚和壳聚糖用于对美国红鱼的保鲜,结果使其货架期较对照组延长了6～8 d。吴雪丽[9]利用复配的茶多酚、羧甲基壳聚糖和蜂胶处理扇贝,结果将0 ℃、冰温、-5、-20 ℃贮藏环境下的扇贝的货架期分别延长了2～3、4～5、6～8 d、3～4个月。

目前关于河豚鱼保鲜技术的研究还较少,主要集中在马妍等的研究:冷冻[10]、冷藏[11]技术对河豚鱼的保鲜效果,不同取代基的羧甲基壳聚糖、不同浓度的O-羧甲基壳聚糖及羧甲基壳聚糖复合保鲜膜对河豚鱼的冷藏保鲜效果[12-14],电解水对河豚鱼的保鲜效果[15-16],均能有效抑制代谢产物的产出,延长货架期。关于河豚鱼生物保鲜技术的研究仅上述几篇,因此探索关于河豚鱼更加有效的新型生物保鲜剂技术具有重要意义。海藻酸钠形成的膜具有选择透过性,壳聚糖功能相似;百里酚通过破坏微生物细胞膜的细胞壁,损坏酶系统,钝化或破坏遗传物质从而达到抑菌的作用;柠檬酸可以降低鱼肉的pH,络合金属离子,抑制氧化和褐变。其中百里酚和柠檬酸对假单胞菌属及希瓦氏菌属等腐败菌有很好的抑制作用[17]。实验室前期研究了柠檬酸、百里酚及海藻酸钠复合生物保鲜剂对冰温下红鳍东方鲀的保鲜效果,并利用响应面优化了其配比,因冷藏是水产品保鲜常用的方法,本论文将冰温下优化的最佳配比的复合生物保鲜剂应用于冷藏红鳍东方鲀,研究冷藏条件下该复合生物保鲜剂对红鳍东方鲀的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活红鳍东方鲀 每条(500±10) g左右,装进注水的塑料袋,1 h内运送到实验室,购自秦皇岛水产品市场;柠檬酸、百里酚、海藻酸钠 均为食品级,西安大丰收生物科技有限公司;PSEUDOMONAS AGAR BASE(OXOID)、CFC Supplement(SR0103E) 赛默飞世尔生物化学制品(北京)有限公司;甲基红、次甲基蓝、无水氯化钙 均为分析纯(AR),天津市科密欧化学试剂有限公司。

FA2004分析天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅 上海梅香仪器有限公司;JJ-2组织捣碎机 江苏金坛市亿通电子有限公司;DHG-9076A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;721型可见光分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;YLD-6000 生化培养箱 江苏定坛市宏华仪器厂;PHS-3C型pH计 上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂;YX-280D灭菌锅 合肥华泰医疗设备有限责任公司;SW-CJ-2F无菌操作台 苏州安泰空气技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料处理 因为柠檬酸和海藻酸钠会形成海藻胶沉淀,因此将鲜活的红鳍东方鲀去除内脏,冰水洗净后用吸水纸将其表面水分吸干,浸泡在柠檬酸和百里酚的复合生物保鲜剂中1 min,沥干后,再在海藻酸钠溶液中浸泡5 min,2.0%氯化钙溶液中胶化5 min,取出于室温下沥干,分组装于自封袋内冰温下(-2～0 ℃)贮藏,定时取样进行指标测定,选择冰水洗净后的鱼块为对照组。

1.2.2 复合生物保鲜剂的制备 称取百里酚和柠檬酸,将百里酚溶解在水∶醇为1∶1的溶剂中[5],浓度为1.45%,然后加入柠檬酸,浓度为0.68%,制成百里酚和柠檬酸的复合生物保鲜剂。称取海藻酸钠,用蒸馏水加热溶解成浓度为1.94%的溶液。

1.2.3 指标测定方法

1.2.3.1 pH的测定 将红鳍东方鲀肉捣碎,取5 g置于锥形瓶中,加入45 mL蒸馏水,均质,静置30 min,过滤,滤液用精密pH计测定其pH[18]。

1.2.3.2 汁液流失率的测定 称量带包装样品的质量(M1),样品取出,将包装内和样品表面的汁液用滤纸吸干后称两者的质量(M2),包装单独称质量(M3)。计算公式[19]如下:

1.2.3.3 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 参照GB 5009.228-2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[20]的微量扩散法进行测定。

1.2.3.4 硫代巴比妥酸值(TBA)的测定 参照Li Junke[21]的方法,用分光光度计在532 nm 处测吸光度值A,重复三次。结果TBA值=7.8A(mg/100 g)。

1.2.3.5 菌落总数和假单胞菌数的测定 按照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[22]的方法进行测定。菌落总数及假单胞菌数分别用平板计数琼脂和PSEUDOMONAS AGAR BASE(OXOID)培养。

1.3 数据分析

采用Origin 8.6绘制曲线,SPSS 17.0进行方差分析,显著性水平设为0.01

2 结果与分析

2.1 红鳍东方鲀冷藏期间pH的变化

由图1可得,新鲜红鳍东方鲀的pH为6.5,保鲜组的pH显著(p<0.01)低于对照组,复合生物保鲜剂可以降低鱼块的pH。对照组的pH呈现先下降后上升的趋势,并且贮藏后期的增长趋势显著增大,与马妍[12]的研究结果一致。这是因为鱼体死后僵硬,体内出现无氧状态,此时鱼肌肉组织中出现糖酵解反应,糖原减少产生乳酸,pH下降,解僵后自溶开始,使部分蛋白质分解成氨基酸和可溶性含氮物质,为微生物繁殖提供了条件,使体内蛋白不断分解为胺类等含氮物质,造成pH的上升[23]。保鲜组的pH在贮藏初期出现了上升的趋势,这是因为冷藏条件下鱼肉的腐败较快,没出现下降的现象,当剥落保鲜膜时还会带走部分未浸入鱼肉的保鲜剂,使pH出现升高的现象。2～6 d期间,pH出现了下降的趋势,可能是因为复合生物保鲜剂破坏了腐败过程中产生的胺类等物质的结构,与TVB-N的变化趋势一致。当时间在4 d以后,pH又逐渐缓慢上升。在贮藏16 d时,保鲜组的pH仅为6.05,说明复合生物保鲜剂可以显著降低微生物的生长速率,延缓了pH的变化。

图1 红鳍东方鲀在冷藏过程中pH的变化

2.2 红鳍东方鲀冷藏期间汁液流失率的变化

随着鱼肉的腐败,组织蛋白不断降解,氨基酸和游离多肽不断增加,汁液流失率会逐渐增大。由图2可知,保鲜组和对照组的汁液流失率均呈上升的趋势,且保鲜组的汁液流失率在贮藏2 d后显著(p<0.01)低于对照组,说明复合生物保鲜剂可以降低鱼肉的汁液流失率,能较好地保持鱼肉的持水率。在贮藏6 d时对照组的汁液流失率为1.63%,保鲜组的汁液流失率为0.24%,贮藏12 d时,保鲜组的汁液流失率为1.63%,显著(p<0.01)低于气调保鲜法的汁液流失率(8.00%)[19],贮藏16 d时也仅为2.01%,目前关于气调包装的汁液流失情况研究较多,高浓度的CO2造成较严重的汁液流失,赵良等[28]研究了高压静电场结合冰温气调保鲜对罗非鱼的保鲜效果,结果在贮藏末期(30 d)时,最佳处理组的汁液流失率为6.57%;牛宝卫[29]冰温气调保鲜大菱鲆,最佳处理组在贮藏末期汁液流失率在2%～3%,明显高于该复合生物保鲜剂处理组的汁液流失率。复合生物保鲜剂因保鲜效果显著,食用安全,汁液流失率较低,具有很好的发展前景。

图2 红鳍东方鲀在冷藏过程中汁液流失率的变化

2.3 红鳍东方鲀冷藏期间TVB-N的变化

TVB-N是由肉制品的蛋白氮和非蛋白氮分解为氨类及低级胺类等含氮化合物,是水产品鲜度评价的主要指标[24]。由图3可知，对照组的TVB-N值呈上升的趋势,并且贮藏后期的上升速度大于贮藏初期,这可能与微生物的生长繁殖情况有关,与pH的增长趋势一致。对照组在贮藏第4 d时TVB-N值为11.82 mg/100 g,第6 d时TVB-N值为12.65 mg/100 g,不同鱼类体内的氨基酸种类等营养成分组成不同,生成TVB-N的数量也不同,因此不同鱼类拥有不同的TVB-N食用上限。结合菌落总数的腐败期,红鳍东方鲀的TVB-N食用上限大约在12～12.65 mg/100 g,与马妍等[12]的研究结果相似。保鲜组的TVB-N值在贮藏2 d前与对照组差异不显著(p>0.05),2 d后极显著(p<0.01)低于对照组,并且保鲜组在贮藏初期有上升的趋势,这是因为短期内复合生物保鲜剂还没有浸入鱼块内部,鱼块的腐败速度大于保鲜效应,与pH的趋势一致,2 d后TVB-N值下降,与羧甲基壳聚糖复合涂膜的研究结果相似[14],可能是因为复合生物保鲜剂改变了氨基酸或者胺类等的结构和组成,4 d后缓慢上升,在贮藏16 d时仅为8.86 mg/100 g。

图3 红鳍东方鲀在冷藏过程中TVB-N的变化

2.4 红鳍东方鲀冷藏期间TBA的变化

TBA反映的是脂肪氧化的程度,脂肪氧化产生的丙二醛可与硫代巴比妥酸反应产生粉红色物质,在532 nm波长下具有最大吸收值。水产品因体内含有较多的不饱和脂肪酸而极易腐败,TBA值是肉类中脂肪氧化测定的常规指标。由图4可知，新鲜鱼的TBA值较小,为0.034 mg/100 g,随时间的延长,TBA值呈上升的趋势,保鲜组的TBA值显著(p<0.01)低于对照组,在贮藏2 d后对照组的脂肪氧化速度比较快,在贮藏6 d时TBA值为1.810 mg/100 g,此后呈下降的趋势,可能是因为丙二醛不稳定,可与鱼肉中的其他成分反应而不被TBA实验检测出[25],也可能是因为脂肪氧化生成的丙二醛和其它短链化合物的稳定时间较短,这些化合物进一步氧化为不能和TBA反应的有机酸和醇,因此TBA降低[26]。贮藏12 d时,TBA值为0.117 mg/100 g,贮藏16 d时保鲜组的TBA值仅为0.146 mg/100 g,说明复合生物保鲜剂可以显著抑制红鳍东方鲀的脂肪氧化。

图4 红鳍东方鲀在冷藏过程中TBA的变化

2.5 红鳍东方鲀冷藏期间菌落总数及假单胞菌数的变化

图5和图6显示对照组和保鲜组的菌落总数和假单胞菌数均呈现上升的趋势,且初期生长缓慢,随时间的延长,微生物适应了贮藏环境后快速繁殖。对照组在贮藏第4 d时菌落总数为3.87 lg(CFU/g),第6 d时为6.03 lg(CFU/g),已超过食用上限5.00 lg(CFU/g)[27],因此对照组在贮藏5 d左右时,红鳍东方鲀已腐败。保鲜组在贮藏4 d时菌落总数还为0,贮藏10 d时菌落总数为3.79 lg(CFU/g),假单胞菌数为4.90 lg(CFU/g),贮藏12 d时菌落总数为5.77 lg(CFU/g),假单胞菌数为5.98 lg(CFU/g),因此复合生物保鲜剂可以极显著(p<0.01)抑制微生物的繁殖,延长红鳍东方鲀的货架期,由5 d延长至12 d左右。

图5 红鳍东方鲀在冷藏过程中菌落总数的变化

图6 红鳍东方鲀在冷藏过程中假单胞菌数的变化

3 结论

该复合生物保鲜剂可以显著抑制微生物的增长,延缓pH、TVB-N、TBA的增加,延长红鳍东方鲀的货架期。在贮藏6 d时对照组的pH为6.50,TVB-N值为12.65 mg/100 g,TBA值为1.810 mg/100 g,菌落总数为6.03 lg(CFU/g),假单胞菌数为6.14 lg(CFU/g),此时已腐败变质,货架期大约在5 d左右。保鲜组在贮藏12 d时,pH为6.03,TVB-N值为8.39 mg/100 g,TBA值为0.117 mg/100 g,菌落总数为5.77lg(CFU/g),假单胞菌数为5.98 lg(CFU/g),接近食用上限。保鲜组在贮藏12 d时汁液流失率仅为1.63%,与对照组贮藏6 d时无差异(1.63%),显著低于气调保鲜,因此复合生物保鲜剂可将红鳍东方鲀的货架期由5 d延长至12 d左右,保鲜效果显著优于羧甲基壳聚糖对河豚鱼的保鲜效果。