聚赖氨酸复合涂膜对金鲳鱼冷藏保鲜效果

张涵，徐高原，冯爱国，申铉日，王佳媚*

海南大学食品学院（海口 570228）

金鲳鱼是一种营养丰富的海水鱼，油脂多、肉质细嫩、口感好，是最接近海洋捕捞野生鱼的品种之一[1]。现如今，金鲳鱼多以鲜活产品小范围销售，远距离销售则以冷冻产品为主。产品种类单一，不能满足消费者的更高要求。且在流通过程中，微生物、外界环境及酶等因素作用，使金鲳鱼鲜度下降及品质发生劣变[2-3]。

海藻酸钠又称褐藻酸钠，由于其具有保湿性、抑菌性、成膜性[4]，现在多被用作被膜剂，与其他生物抗菌剂相结合作为复合涂膜材料[5]。ε-PL是由微生物代谢产生的天然赖氨酸同聚物，具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌pH范围广等特点，其安全性也得到验证，故可作为食品保鲜剂[6]。于晓慧等[7]研究表明茶多酚与ε-PL对小龙虾的保鲜具有显著的交互作用，可将小龙虾在常温下的货架期延长至15 d。孙链等[8]发现向牛肉火腿切片中添加ε-PL可明显抑制乳酸菌及细菌的生长繁殖。

近年来，将可食性高分子物质作为成膜剂，已成为食品保鲜研究的热点[9-10]。向可食性涂膜中添加抑菌剂或抗氧化剂如乳链菌肽（Nisin）[11-12]、竹叶抗氧化物[13]和茶多酚[14-15]等达到延长产品货架期的相关报道较多，而对于ε-PL协同其他保鲜剂应用于水产品的研究还处于起步阶段。试验以海藻酸钠为成膜载体并添加ε-PL为抑菌剂对金鲳鱼进行处理，研究复合涂膜协同真空包装对金鲳鱼冷藏保鲜效果，旨在为ε-PL复合涂膜处理提供一定的理论依据，为金鲳鱼综合包装保鲜方法提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验原料

新鲜金鲳鱼，市售，色泽正常，肌肉内切面富有光泽，气味清新，肌肉组织致密完整且纹理清晰，鱼肉坚实有弹性。购买后将金鲳鱼置于冰盒中运回实验室。

1.2 主要试剂

海藻酸钠（食品级，上海驰为实业有限公司）；ε-PL（食品级，湖北福润德食品原料有限公司）。

1.3 主要仪器与设备

色差计（CR-10，KONICA MINOLTA）；电子分析天平（PL 303，梅特勒-托利多仪器有限公司）；超低温冰箱（IW-86 L 338，青岛海尔特种电器有限公司）；紫外可见光光度计（722 G，北京普析通用仪器有限公司）；半自动凯氏定氮仪（K 160，海能仪器有限公司）；pH计（PHS-25，奥维实验仪器有限公司）；恒温水浴锅（HH-2，常州金坛实验仪器）；真空包装机（MS 1160，美吉斯有限公司）；电热鼓风干燥箱（DGG-9123 A，上海森信实验仪器公司）；生化培养箱（SPX-808 SH-II，上海新苗医疗器械制造有限公司）。

1.4 试验方法

1.4.1 样品的处理与分组

参照Song等[16]对样品的处理方法并略作修改。将新鲜金鲳鱼去内脏，冷水冲洗掉表面血渍和异物，沥干其表面多余水分，并将鱼肉切块去骨（每块重25.0±2.0 g）。参照曾庆祝等[17]的钙盐交联法对样品进行处理与分组。

PL+SA组：经过ε-PL复合涂膜液（经前期预试验，复合膜液制备为：含0.5% ε-PL的2%海藻酸钠溶液）浸泡，取出后于2% CaCl2溶液中钙化20 s。

PL组：仅使用ε-PL膜液（0.5%）浸泡（0.5% ε-PL膜液制备方法同PL+SA组）。

SA组：仅使用海藻酸钠膜液（2%）浸泡，取出后于2% CaCl2溶液中钙化20 s（2%海藻酸钠膜液制备方法同PL+SA组）。

CK组：切块后不经涂膜处理，直接将鱼块进行包装。

待样品涂膜后进行真空包装，并将包装好的鱼肉放置于4 ℃恒温冰箱中冷藏，分别在第0，第1，第3，第5，第7和第9天取样测定其微生物及各项理化指标。

1.4.2 菌落总数的测定

参照GB 4789.2—2016《食品微生物学检验菌落总数测定》，采用平板倾注法计数测定。菌落总数测定用PCA平板计数琼脂，在37±1 ℃条件下培养48±2 h后计数，结果以菌落总数的对数表示。

1.4.3 色差的测定

参照邱淑冰[18]的测定方法，打开真空包装袋0.5 h后，进行色差测定。取相应肉样用X-rite SP 62便携式色度仪测定CIE L*值。每个样品至少测定5个位点，取平均值。

1.4.4 pH的测定

pH参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》的方法。称取1.0 g绞碎鱼肉样品置于烧瓶中，加入10 mL氯化钾溶液振荡，浸渍30 min后使用pH计测定溶液的pH。

1.4.5 水分的测定

水分的测定参照GB 5009.3—2016《食品中水分含量的测定》中的直接干燥法。

1.4.6 TBA值的测定

参考马俪珍等[19]的TBA测定方法并略作修改。称取10.0 g搅碎鱼肉，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1%EDTA），保鲜膜封口，恒温水浴振摇30 min（每隔10 min玻璃棒搅1次）。分装，5 000 r/min冷冻离心10 min，滤纸过滤，分别取5 mL滤液加5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸（TBA）溶液，摇匀，100 ℃水浴40 min。冷却1 h，以5 000 r/min离心5 min。分别取上清液，加5 mL氯仿，漩涡混合器摇匀。静置分层，分别取上清液备用。分别将上述上清液置于532 nm和600 nm下测定，并记录下吸光度。

1.4.7 TVB-N值的测定

参照国标GB 5009.228—2016《食品中挥发性盐基氮的测定》，分析TVB-N的方法为半微量滴定法。将20.0 g的样本鱼肉分散于100 mL水中，振荡摇匀30 min。将混合物进行过滤，向10 mL的滤液中加入5 mL的MgO溶液（10 g/L），将混合液通过凯氏蒸馏装置。蒸馏物由10 mL含有甲基红和亚甲基蓝混合试剂的硼酸溶液（2%）吸收，用0.01 mol/L的盐酸滴定硼酸吸收液，TVB-N值由消耗的盐酸量来测定。

式中：X表示试样中挥发性盐基氮的含量，mg/100 g或mg/100 mL；V1表示试液消耗盐酸或硫酸标准滴定溶液的体积，mL；V2表示试剂空白消耗盐酸或硫酸标准滴定溶液的体积，mL；c表示盐酸或硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L。

1.4.8 数据分析

试验数据采用SPSS（Version 20.0）软件来进行单因素方差分析（ANOVA），显著性差异采用Duncan多重比较检验分析（p＜0.05），并通过Origin 8.5软件作图，以±s表示试验结果。

2 结果与分析

2.1 金鲳鱼冷藏期间菌落总数的变化

金鲳鱼在4 ℃条件下冷藏9 d的菌落总数变化情况如图1所示。各组鱼肉中菌落总数均随着贮藏天数延长而逐渐增加。在贮藏过程中PL+SA组菌落总数增加最慢，说明该组鱼肉中微生物生长受到的抑制作用大于另外3组。贮藏7 d后，SA组菌落总数达到7.07 lg（CFU/g），超过生鲜鱼可接受上限7.00 lg（CFU/g）；CK组增加至7.57 lg（CFU/g），超过国家二级鲜度标准，鱼肉有明显恶臭味，呈现严重腐败现象。贮藏9 d时，PL+SA组菌落总数为6.35 lg（CFU/g），未发生明显腐败；PL组鱼肉菌落总数为6.81 lg（CFU/g），仍未超过二级鲜度；说明2组中的ε-PL对微生物生长起到明显抑制作用，且ε-PL复合涂膜对微生物的抑制作用较使用单一涂膜有效。Kito等[20]研究发现ε-PL的抑菌机理主要是通过改变细胞膜内外的电势差，破坏微生物的细胞膜结构，进而引起细胞的物质、能量和信息传递中断，最终导致细胞死亡。真空包装能抑制好氧或兼性厌氧菌的生长，同时ε-PL对大多数革兰氏阳性菌均有抑制作用，ε-PL协同真空包装在低氧环境下有效抑制微生物生长，且效果明显优于对照组（p＜0.05）。

2.2 金鲳鱼冷藏期间色泽的变化

随冷藏时间延长，各组鱼肉L*值均逐渐降低，表明鱼肉表面亮度下降。贮藏5 d后PL+SA组与另3组鱼肉之间L*值差异逐渐增强，9 d时PL+SA组样品的L*值为51.8，显著高于CK组在9 d时的L*值44.6（p＜0.05）；经海藻酸钠涂膜处理的SA组样品L*值下降速度整体上较PL组缓慢，9 d时SA组样品L*值降低至47.3。海藻酸钠与钙离子交联后可以在金鲳鱼表面形成通透、明亮的可溶性保护层[21]，协同ε-PL有利于增强金鲳鱼表面亮度。

图1 金鲳鱼4 ℃贮藏期间菌落总数的变化

图2 金鲳鱼4 ℃贮藏期间L*值的变化

2.3 金鲳鱼冷藏期间pH的变化

不同处理方式协同真空包装对金鲳鱼在贮藏期间pH变化的影响如图3所示。4组pH在5 d时都降低最低点，随后pH迅速升高。鱼类经捕捞致死之后，会发生僵直和自溶腐败现象，机体通过糖酵解反应生成ATP和乳酸，产生H+，从而降低pH[22]。随后pH逐渐升高，这是由于微生物在此阶段开始大量生长繁殖，导致碱性物质的积累[23]。冷藏5 d后pH增加速度为：PL+SA组＜PL组＜SA组＜CK组。说明ε-PL复合涂膜材料有效缓解鱼体内ATP下降，延长鱼体死后僵直和解僵时间。另外，ε-PL对鱼肉内中微生物生长有明显抑制作用，使碱性产物的积累变缓，从而有效抑制pH变化。

2.4 金鲳鱼冷藏期间水分的变化

由图4所示，冷藏期间鱼肉水分逐渐降低。PL+SA组和SA组鱼肉水分降低程度明显低于CK组（p＜0.05），贮藏9 d时，经海藻酸钠涂膜处理的2组鱼肉水分分别减少至49.50%和47.80%，而未经涂膜处理的PL组和CK组鱼肉水分减少至43.42%和42.01%。食物被干燥前，凝胶涂层作为自我牺牲剂使膜内水分先蒸发，海藻酸钠膜复合ε-PL涂膜可有效保护鱼肉中的水分[24]。PL+SA组和SA组在整个贮藏期间水分变化无明显差别（p＞0.05），可以得出海藻酸钠膜中添加的抑菌剂ε-PL对鱼肉水分未产生影响，可能是因为ε-PL被海藻酸钠聚合大分子的三维构象固定，对膜的透水性无明显影响[25]。

图3 金鲳鱼4 ℃贮藏期间pH的变化

图4 金鲳鱼4 ℃贮藏期间水分的变化

2.5 金鲳鱼冷藏期间TBA值的变化

TBA 值主要反映脂肪氧化次级产物量（以丙二醛为代表）的变化情况，被广泛用来评价脂肪氧化程度。图5显示鱼肉初始TBA值为0.208 mg/100 g，贮藏前期为脂肪酸氧化酸败诱导期[26]，故贮藏前3 d金鲳鱼TBA值增长缓慢或出现略微下降趋势，随后各组TBA值逐渐增大，表明鱼肉脂肪氧化程度逐渐加深。冷藏期间，CK组TBA值增加速度最快而PL+SA组最慢，2组在冷藏3 d后表现出明显差异（p＜0.05）。冷藏9 d后CK组TBA值达到0.283 mg/100 g，PL组和SA组分别增加至0.253和0.267 mg/100 g，此时PL+SA组鱼肉TBA值仅为0.223 mg/100 g。由于真空包装是接近无氧条件，可阻止鱼肉与氧气接触，且ε-PL抑制微生物大量繁殖，减缓样品脂肪氧化进程，与菌落总数变化趋势具有正相关性，类似结果在鲩鱼片[27]中有报道。

2.6 金鲳鱼冷藏期间TVB-N值的变化

TVB-N值也是评价水产品腐败变质的指标之一。图6显示，贮藏期间鱼肉TVB-N值持续增加，前5 d各处理组的TVB-N值增加缓慢，5 d后均迅速增加。PL+SA组样品TVB-N值增加速度最缓慢，始终低于另外3组，第5天时TVB-N值为11.31 mg/100 g，属于一级鲜度（≤13 mg/100 g），此时其余3组均已达到二级鲜度（30 mg/100 g）。9 d后PL+SA组和PL组样品TBV-N值分别达到22.75和25.48 mg/100 g，属于二级鲜度，而此时SA组和CK组超过国家二级鲜度标准，感官可接受程度降低。表明ε-PL复合涂膜在抑制鱼体内微生物和酶对蛋白质的分解有更明显作用，这可能是ε-PL具有抑菌活性，从而导致非蛋白化合物氧化脱氨基速度减慢[28]，最终减缓TVB-N值的增长。

图5 金鲳鱼4 ℃贮藏期间TBA值的变化

图6 金鲳鱼4 ℃贮藏期间TVB-N值的变化

3 结论

经过ε-PL复合涂膜协同真空包装的金鲳鱼冷藏9 d后，菌落总数为6.35 lg（CFU/g），TBA值和TVB-N值分别为0.223和22.75 mg/100 g，均未超过国家二级鲜度标准，颜色变化不明显，无不良气味逸出，感官性状处于可接受范围，未呈现明显腐败现象。结果表明ε-PL复合涂膜协同真空包装在抑制微生物生长、延缓鱼体内生化反应、保持良好的感官品质等方面具有重要作用。