天然复合型保鲜剂对北太平洋柔鱼品质及其体内甲醛含量的影响

陈喜凤,闫 宇,谢 俊,陶宁萍,许长华,王锡昌

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

柔鱼(Ommastrephesbartramii),别名鱿鱼,因其口味鲜美,营养丰富,含有大量牛磺酸以及不饱和脂肪酸,深受人们的青睐。由于水产品在运输、贮藏、加工、销售等过程受自身条件(水分、蛋白质含量高和易携带细菌等)和外界条件影响,极易引起腐败变质。柔鱼大多是冷冻或干制品,使得鱿鱼的保鲜具有现实的研究意义。

茶多酚的主要组成成分儿茶素[1-2]在抗氧化能力、杀菌作用以及安全性方面都具有优异的效果[3-4],并且价格低廉广泛应用于食品保鲜方面[5],作为一种安全高效的抗氧化剂和防腐剂具有极强推广性[6-9]。国外学者[9-13]研究发现甲醛能与茶多酚在C-6和C-8位结构上发生反应,因此能够达到去甲醛的作用。

壳聚糖也是一种天然的提取物,属于脱乙酰化合物,主要从甲壳类外壳中提取出来,例如虾、蟹等。由于它易于在病原体细胞壁上蓄积,具有良好的抗菌效果和抗氧化能力[16-18]。在食品保鲜领域应用前景广阔[16-18]。保鲜剂的结合使用,能够在单一保鲜剂的保鲜效果的基础上提升产品保鲜效率[19-22]。壳聚糖的分子结构中含有大量的氨基和酰胺基。壳聚糖还具有无毒无害易降解特点。其分子上的氨基易与甲醛反应,因此亦可作为绿色环保型甲醛清除剂的重要发展方向[23]。

现今,食品的保鲜越来越倾向于使用天然保鲜剂[24-25]。柔鱼作为消费者日常主要食用的海产品,其大多以冷冻或干制品的及其加工产品的方式出售,冰鲜货品的货架期短暂,并且在冷藏贮藏期间也会在酶的作用产生甲醛。海产鱼类体内多含有氧化三甲氨,鱼体在腐败过程中会被还原产生甲醛。基于茶多酚和壳聚糖都具有与甲醛反应的能力,因此本研究主要比较茶多酚和壳聚糖复配后的保鲜剂与单一保鲜剂对柔鱼的保鲜效果,以及该条件下鱼体的保鲜期。同时在研究保鲜的基础上通过检测鱼体内的甲醛含量,测定茶多酚和壳聚糖复配后对鱿鱼甲醛的去除率。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

北太平洋柔鱼(体表完整)于-80 ℃冷冻保存 上海芦潮港水产市场;茶多酚(>98%)、氢氧化钠、壳聚糖(分子式(C6H11NO4)n,分子量161,脱乙酰度>90%)、磷酸和磷酸二氢钾(分析纯) 上海辛森化学科技有限公司;磷酸氢二钾标准品、腺苷酸标准品、腺苷三磷酸标准品、肌苷酸标准品、腺苷二磷酸标准品、次黄嘌呤标准品和次黄嘌呤核苷标准品等 上海安谱科学仪器有限公司。

Waters e269型高效液相色谱 沃特世科技(上海)有限公司;SPX-25085-Ⅱ型生化培养箱 上海新苗医疗器械制造有限公司;PHS-3C型酸度计 上海精密仪器仪表有限公司;KJELTEC 8400型全自动凯氏定氮仪 福斯(上海)有限公司;Avanti J-26XP型冷冻离心机 贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司;FR423CN型分析天平 奥豪斯仪器上海有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品分组及处理 选用体表完整的北太平洋柔鱼,去除内脏,清洗控干后切成5 cm左右的块状,肉体与保鲜剂的质量按1∶2～1∶3比例添加,复合保鲜剂的配制按以下方式:

壳聚糖试验组:将鱼体浸没在2%壳聚糖溶液中1 h,取出后用保鲜膜密封,存放在4 ℃冰箱中每天取样,进行感官评价、菌落总数、pH、TVB-N值和K值五项指标的测定。

1%酸溶液处理柔鱼样品组：将鱼体浸没在1%乙酸溶液中1 h，取出后用保鲜膜密封，存放在4 ℃冰箱中每天取样测定pH。

茶多酚试验组:将鱼体置于0.6%茶多酚溶液中浸泡1 h,取出后用保鲜膜密封,存放在4 ℃冰箱中每天取样,进行感官评价、菌落总数、pH、TVB-N值和K值五项指标的测定。

复合保鲜剂试验组:将上述浓度的茶多酚溶液和壳聚糖溶液按3∶2的体积比混合,得到混合后的保鲜剂,样品处理方法同上,每天取样,进行感官评价、菌落总数、pH、TVB-N值和K值五项指标的测定。

空白试验组:不作处理,覆以保鲜膜,存放在4 ℃冰箱中每天取样,进行感官评价、菌落总数、pH、TVB-N值和K值五项指标的测定。

1.2.2 感官评定 评定标准如下:

表1 柔鱼感官评定标准Table 1 The sensory evaluation standard of squid

感官分值在16～20(包含20)品质较好,8分以下不可食用[26]。

1.2.3 菌落总数的测定 根据GB 47892-2010 规定方法[27]。

1.2.4 pH的测定 根据GB 5009.237-2016规定方法[28]。

1.2.5 挥发性盐基氮(TVB-N值)的测定 根据GB 5009.228-2016规定方法[29],结果以mg N/100 g表示。

1.2.6 K值的测定 采用高效液相色谱法[30](配有紫外检测器)。色谱柱:岛津ODS-3 C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)色谱柱;流动相:A为20 mmol/L磷酸二氢钾和20 mmol/L磷酸氢二钾(1∶1)溶液,用磷酸调pH至5.8,B为纯甲醇溶液;柱温:30 ℃;进样量:10 μL;检测波长:254 nm。梯度洗脱;流速:1.0 mL/min;洗脱程序为:0～6 min,缓冲液为100%流动相A;6～15 min,流动相B线性增加至8%;15～20 min,流动相B线性增加至35%,保持2 min;22～24 min将流动相A线性调到100%初始梯度状态。

1.2.7 甲醛含量的测定 根据SCT 3025-2006 规定方法[31]。

1.3 数据处理

试验数据均进行3次以上重复试验,采用Excel 2007进行数据统计及标准偏差的计算,利用SPSS Statistics 19软件进行差异性显著分析。

2 结果与分析

2.1 保鲜剂对北太平洋柔鱼感官分值的影响

图1为不同保鲜剂对柔鱼感官的影响。由图1所示,在冷藏贮藏期的前2 d,各组的感官分值都在16分以上,品质较好;4组的感官分值相近,三组保鲜剂的保鲜效果并不明显(p>0.05),可能是由于茶多酚本身颜色较深,容易影响柔鱼肉体色泽,很难通过肉眼清楚的判断,壳聚糖处理的柔鱼色泽偏淡,柔鱼的感官分值受到外界颜色的影响[32]。4～7 d感官分值差距明显,各组间差异显著(p<0.05)。三组保鲜剂试验组中,复合保鲜剂组的感官分值较茶多酚和壳聚糖实验组高,以8分为感官接受限值[26],此时鱼体色泽暗淡,有腥臭味且组织无弹性,已不可食用。在第5 d时空白组分值为8.6,已接近不可食用;而复合组的柔鱼在第7 d时感官分值达到8.4(不可接受范围),即保质期可达7 d。综上,试验说明了保鲜剂能够延长对柔鱼的新鲜品质,同时复合组的效果要优于单一成分的保鲜剂组的效果。

图1 不同保鲜剂下柔鱼的感官分值变化Fig.1 Sensory score changes of squid under different preservative treatment

2.2 保鲜剂对北太平洋柔鱼菌落总数的影响

由图2可得,4组不同试验组的细菌总数随贮藏时间的延长,都呈缓慢增长趋势。在1 d前,各组的菌落总数较低且无显著性差异(p>0.05),可能是由于柔鱼相对较新鲜,本身的微生物的含量比较低所致。在贮藏时间大于2 d后,空白组的菌落总数均大于其它三组;贮藏时间在2 d内时,添加保鲜剂对柔鱼的菌落总数无明显影响,而贮藏时间大于2 d时,复合保鲜剂组的菌落总数最低。由图2可知,添加单一保鲜剂的鱼体和空白组在贮藏5～6 d后菌落总数均超过6 lg(cfu/g),而复合组的菌落总数在7 d后才超过6 lg(cfu/g)。当菌落总数超过6 lg(cfu/g)时,鱼体已腐败变质,即失去了商品的食用价值[33]。因此,复合保鲜剂组的抑菌性优于茶多酚和壳聚糖组。

图2 不同保鲜剂下柔鱼的菌落总数变化Fig.2 The total bacterial count changes of squid under different preservative treatment

2.3 保鲜剂对北太平洋柔鱼pH的影响

由图3可知,在贮藏前2 d时,各组 pH均呈现下降的趋势,空白组的pH变化最大,而添加壳聚糖组变化最小;随着贮藏时间的延长,茶多酚组、复合组和空白组的pH均呈现上升的趋势,而壳聚糖组呈现下降的趋势。是由于死后的鱼体由于酵解反应的作用,鱼体酸性物质增多,此时pH低于7,当酵解反应进行完全,碱性物质随之生成,pH又会回升。在贮藏2～5 d时,空白组的pH低于复合组和茶多酚组;而在贮藏时间大于5 d时,空白组的pH均高于其他组。由于茶多酚通过提供氢质子,抑制了脂肪自由基链式反应引起的氧化反应,与蒋兰宏等[34]和李双双等[35]研究结果一致。壳聚糖处理后的样品的pH在冷藏前0～4 d处于下降趋势，在4～5 d后仍然保持降低趋势并且低于茶多酚组、复合组和空白组，可能是由于壳聚糖本身溶于醋酸溶液，从而影响到了pH的测定。鉴于此，1%醋酸溶液对比实验结果如图3所示，鱼体经过醋酸处理后，鱼体的pH随冷藏时间延长，碱性物质的释出，pH有所上升，但始终低于空白对照组pH。

图3 不同保鲜剂下北太平洋柔鱼的pH变化Fig.3 pH changes of squid under different preservative treatment

2.4 保鲜剂对北太平洋柔鱼TVB-N的影响

TVB-N值也是评价食品新鲜度的主要方法之一,海水鱼虾的TVB-N值限量标准为30 mg N/100 g[33]。

冷藏保鲜期间柔鱼的TVB-N值变化如图4所示,由图4可知,柔鱼初始TVB-N值是5.6 mg N/100 g,在贮藏前3 d内,各组的TVB-N值均无明显变化,且组间的差异不显著(p>0.05),是由于在最初的新鲜状态下微生物含量较少。而茶多酚组、空白组和壳聚糖组分别在贮藏4、5、6 d后的TVB-N值发生明显上升;而复合组在贮藏期间一直无明显变化。在贮藏5 d以后,空白组的TVB-N值明显高于其他组。

图4 不同保鲜剂下柔鱼的TVB-N变化Fig.4 TVB-N changes of squid under different preservative treatment

海水鱼虾的TVB-N限量值为30 mg N/100 g[33],从图4中可以得出空白组在第7 d时达到不可接受范围(66.99 mg N/100 g);而其它三组均低于TVB-N限量值,且复合组TVB-N值最低,仅为11.42 mg N/100 g。说明了复合后的保鲜剂效果相对单一成分的茶多酚和壳聚糖可延长柔鱼的货架期,保持新鲜度。

2.5 冷藏过程中北太平洋柔鱼K值的变化

K值的大小也是反映鱼体鲜度的另一指标。一般来说,K值在60%以下为加工原料的鲜度标准,也是可供食用范围,超过60%说明水产品已腐败变质[36-37]。

冷藏过程中柔鱼K值的变化如图5所示,各处理组K值随贮藏时间的延长呈上升趋势,空白对照组K值显著高于其他三组试验组(p<0.05),在第5 d时,空白对照组的K值为67%,已不具有商业价值,而经过复配保鲜剂处理组的K值为45%,茶多酚处理组的K值为53%,壳聚糖实验组的K值为48%,K值仍处在正常范围内。茶多酚组和壳聚糖组在第6 d时K值分别为63%和62%,均已超标;而复合组在第7 d时K值为64%(超标)。由于壳聚糖、茶多酚和复合组通过有效抑制ATP降解酶等酶的活性,继而延长腐败期,延迟K值的增长。茶多酚和壳聚糖组的K值之间没有显著性差异(p>0.05)。

图5 冷藏过程中柔鱼K值的变化Fig.5 Changes of K value of squid during cold storage

因此,柔鱼经过复合保鲜剂处理能够有效延长保鲜时间。综合分析,复合组的保鲜期在为7 d,较单一保鲜剂而言可延长1～2 d。

2.6 北太平洋柔鱼体内甲醛含量的变化

鱼体在冷藏的同时,鱼体自身腐败也同时在发生,氨基酸和蛋白质通过微生物的酶产生脱羧作用或脱氨作用,间接产生的甲醛是鱼体腐败产生的腥臭味的主要成分之一[38]。

通过对冷藏期间的柔鱼体内的甲醛含量的变化(如图6所示)可以看出,在第1 d时,添加保鲜剂组的柔鱼体内甲醛的含量明显低于起初值(28.64 mg/kg);而后续几天的鱼体内甲醛含量在第1 d的基础上有所上升,这是与体内的氧化酶有关,柔鱼体内含有氧化三甲胺酶,该酶可使氧化三甲胺产生甲醛,在第3 d后茶多酚和壳聚糖的含量都有所消耗,导致体内产生甲醛的速率超过了茶多酚和壳聚糖对甲醛的去除速率,所以甲醛含量会呈现增加的趋势。此外,空白组在冷藏期间的甲醛含量也随着酶的作用呈现增长的趋势。添加复合保鲜剂以及单一成分保鲜剂的鱼体内的甲醛含量与空白组相比都有不同程度的下降,且差异显著(p<0.05)。例如:在第7 d时,复合保鲜剂组、壳聚糖组和茶多酚组的甲醛含量相比于空白组分别下降了47%、10%和13%。在冷藏期间,复合组的甲醛含量最低,壳聚糖组最高,而茶多酚组次之,且它们之间有显著的差异(p<0.05)。综合分析,茶多酚和壳聚糖复配后能够有效的去除鱼体内的甲醛。

图6 冷藏过程中柔鱼甲醛含量的变化Fig.6 Changes of formaldehyde content of squid during cold storage

3 结论

在冷藏过程中,五项鲜度指标在冷藏初期由于鱼体自身的微生物含量较低,在保鲜剂的作用下差异不显著(p>0.05),随冷藏时间的延长,添加保鲜剂组的北太平洋柔鱼,五项鲜度指标均明显低于空白对照组,并且空白对照组的鲜度指标在冷藏保鲜期间变化速率较高。同时,刘开华等[39]和Li等[40]研究茶多酚和壳聚糖的复合保鲜,证明了具有减缓各项鲜度指标的上升,复合保鲜剂的确具有明显保鲜功效,与本实验结果一致。综合分析,经保鲜剂处理后不仅保证了在冷藏期间柔鱼的品质,也能够达到去除甲醛的效果。经过复配保鲜剂处理后鱼体的保鲜期可达一周,较单一保鲜剂处理组的保鲜期延长1～2 d。本试验也可为后续柔鱼的开发与利用提供一定的理论依据。