FG/CS逐层复合保鲜涂膜对三文鱼鱼片品质的影响

杨华，王雅妮，孙晓冬，徐赵萌，孙彤

FG/CS逐层复合保鲜涂膜对三文鱼鱼片品质的影响

杨华1，王雅妮1，孙晓冬2，徐赵萌1，孙彤1

（1.渤海大学 a.食品科学与工程学院 b.生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁 锦州 121013；2.河南唐玺亲水胶体研究院有限公司，郑州 451100）

为了提高复合涂膜对三文鱼鱼片的保鲜性能，获得具有高效长效缓释性能的生物保鲜材料。以亚麻籽胶（FG）和壳聚糖（CS）为成膜材料，丁香酚（EG）和月桂精油（LEO）为保鲜剂，采用流延法制备逐层FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜。以三文鱼鱼片为研究对象，评估复合涂膜的保鲜性能。FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜能够显著抑制三文鱼鱼肉中微生物的生长，提高鱼肉持水力，延缓脂肪氧化、蛋白质分解和色差值的变化进程。EG和LEO复配使用具有一定的协同增效作用，同时，多层涂膜组成的缓释体系有效地延长了生物保鲜剂的作用时间，使EG和LEO对鱼片的保鲜效果更好，其中FG/CS+EG/FG+LEO复合涂膜的保鲜效果最优，可使生鲜三文鱼鱼片的货架期从7 d延长至13 d。

亚麻籽胶；壳聚糖；丁香酚；月桂精油；涂膜；保鲜；三文鱼鱼片

“三文鱼”由英语单词“”音译而来，我国市售的三文鱼主要包括大西洋鲑鱼（）和虹鳟（）。三文鱼不仅味道鲜美，还富含优质蛋白质、微量矿物质和多不饱和脂肪酸[1]。三文鱼是人体摄取营养物质的理想食物来源，具有良好的保健效果，尤其在预防慢性病方面[2]。然而，三文鱼脂肪易氧化，高蛋白和高含水量会导致微生物滋生，使其在加工、贮藏和销售过程中易腐败变质[3—4]。如何延长三文鱼的货架期，不仅能够减少食物浪费，还能降低生产成本，提高经济效益。

丁香酚（eugenol，EG）是一种天然酚类化合物，是从丁香中提取和分离得到的油状物[5]，月桂精油（laurel essential oil，LEO）是从月桂叶中提取得到的复合物，两者均具有较强的抗菌和抗氧化活性[6]。由于精油易挥发，且部分具有强烈的刺激性气味，限制了其在水产品保鲜中的应用[7]。采用适当的方法减缓植物精油挥发，提高精油稳定性，将有利于精油在食品保鲜中的应用。Wu等[8]将月桂精油和Ag纳米颗粒包覆于脂质体内，再与壳聚糖涂膜液混合，并涂布于聚乙烯薄膜，使猪肉的货架期延长至6 d。

亚麻籽胶（flaxseed gum，FG）是从亚麻籽中提取的一类水溶性亚麻籽多糖，主要由中性的阿拉伯木聚糖和酸性的鼠李糖半乳糖醛酸聚糖组成[9]。亚麻籽胶具有良好的成膜性，且无毒，可生物降解，故可用于制备可食性涂膜。由于单一成分涂膜的力学性能较差，且水溶性和粘度较高，限制了其在食品包装中的应用。壳聚糖（chitosan，CS）是通过化学脱乙酰作用从甲壳素衍生而来，因其优异的成膜能力和广谱抗菌性能被广泛应用于食品包装[10—12]。

文中以FG和CS为成膜材料，EG和LEO为生物保鲜剂，制备具有缓释性能的多层保鲜涂膜，用于三文鱼鱼片的保鲜。以保鲜贮藏过程中三文鱼鱼片的感官评分、菌落总数（TVC）、硫代巴比妥酸值（TBA）、pH值、挥发性盐基氮（TVB-N）值、成腺苷三磷酸关联物（值）、持水力和色差等鲜度指标，研究复合保鲜涂膜对三文鱼鱼片的保鲜性能。此研究可为三文鱼鱼片的贮藏保鲜提供新的思路和技术指导。

1 实验

1.1 材料与试剂

主要材料：鲜活三文鱼（虹鳟），购于辽宁省锦州市某海水养殖场，质量为(5.00±0.30)kg；亚麻籽胶（食品级），新疆利世得生物科技有限公司；壳聚糖（脱乙酰度>95%，粘度为100～200 mPa∙s），上海麦克林生化科技有限公司；月桂精油，上海源叶生物科技有限公司；丁香酚（质量分数为99%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其他试剂均为分析纯，去离子水自制。

主要仪器：PHS-3C，雷磁酸度计，郑州长城科工贸有限公司；LRH-150，生化培养箱，上海一恒科技有限公司；TA-XT-PLUS，质构仪，Stable Micro Systems公司；LDZX-75KBS，立式高压蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；K9840+SH220F，凯氏定氮仪，郑州海能仪器有限公司海能仪器；Bagmixer 400W，拍击式均质机，上海智理科仪有限公司；Multifuge X1，冷冻高速离心机，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；1260，高效液相色谱仪，美国Agilent公司；CR400，便携式色差计，柯尼卡美能达。

1.2 方法

1.2.1 三文鱼鱼片的涂膜处理

将三文鱼去头、去内脏、去皮，取鱼体两侧背脊鱼肉，每侧取2片，每片质量为(260±10)g，采用无菌水清洗后，再用无菌滤纸擦干其表面水分。将鱼片放入FG（质量分数0.5%）+LEO（体积分数1.5%）涂膜液中，浸渍1 min，获得第1层涂膜；然后放入CS（质量分数1.0%）+EG（体积分数1.5%）涂膜液中，浸渍1 min，获得第2层涂膜；最后放入FG（质量分数0.5%）涂膜液中，完全浸渍后立即取出，即为FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理的样品。

将鱼片放入FG（质量分数0.5%）涂膜液中，浸渍1 min，获得第1层涂膜；然后放入CS（质量分数1.0%）+ EG（体积分数1.5%）+LEO（体积分数1.5%）涂膜液中，浸渍1 min，获得第2层涂膜；最后放入FG（质量分数0.5%）涂膜液中，完全浸渍后立即取出，即为FG/CS+EG+LEO/FG涂膜处理的样品。

将上述第2层涂膜液换成CS（质量分数1.0%）+ LEO（体积分数3.0%）、CS（质量分数1.0%）+ EG（体积分数3.0%）、CS（质量分数1.0%）和FG（质量分数0.5%），分别制得FG/CS+LEO/FG、FG/CS+ EG/FG、FG/CS/FG和FG涂膜液处理的样品，鱼片浸渍在无菌水中后取出，作为对照。所用涂膜液的体积均为500.0 mL。处理后将鱼片表面的膜液风干，放入已灭菌的蒸煮袋内，密封后于4 ℃冰箱内冷藏，贮藏一定时间后取出，测定相关鲜度指标。

1.2.2 三文鱼鱼片鲜度指标和质构特性的测定

从水产专业随机选取10名同学成立评定小组，参考Berizi等[13]描述的方法，略加修改。从颜色、气味、质地和外观等4个方面对鱼片进行综合评分，其中5分为最好，3分为可接受限值。

在无菌条件下，取10.00 g鱼肉置于无菌蒸煮袋中，将90 mL无菌生理盐水倒入蒸煮袋中。将蒸煮袋置于拍击式均质机上，拍打60 s，梯度稀释，取适当浓度，参照GB 4789.2—2016，测定鱼肉中的TVC。参考杨华等[14]的方法，测定贮藏过程中鱼肉的pH值。参考Cheng等[15]的方法，测定样品在532 nm处的吸光度，根据丙二醛标准曲线计算鱼片样品的TBA值。参考Sarmast等[16]的方法，测定贮藏过程中鱼肉的值。参考Shokri等[17]的方法，采用半自动凯氏定氮仪，测定鱼肉的TVB-N值，样品中的含氮量单位为g/kg。

参照Sánchez-gonzález等[18]的方法，稍做修改。称取5.00 g（1）完整的鱼肉，用双层滤纸包裹置于离心管中，在温度为4 ℃，4000 r/min的条件下离心10 min，取出鱼肉称量记为2。持水力按照式（1）进行计算。

(1)

式中：1为离心前质量（g）；2为离心后质量（g）。

采用便携式色差仪测定鱼片的色差值。

1.3 数据统计分析

上述实验均进行3次平行测定，以“平均值±标准偏差”表示最终结果。使用SPSS 19.0软件进行显著性分析，采用Origin 8.5软件绘图。

2 结果与分析

2.1 复合涂膜对三文鱼鱼片感官评分的影响

感官评价是专业培训人员通过视觉、嗅觉和触觉直接评判水产品新鲜度的重要方法。随着贮藏时间延长，三文鱼鱼片的感官评分逐渐降低，见图1。新鲜三文鱼鱼片的感官评分为4.95，鱼肉无异味，呈现出特有的橙红色，肌肉组织富有纹理，且具有较好的弹性。冷藏3 d后，感官评分迅速下降，与未经处理的鱼片相比，经FG涂膜处理后，感官评分下降速度更快，可能是由于无抗菌及较低抗氧化性能的FG形成涂膜后具有一定的阻隔性能，且作为营养物质促进了鱼体内微生物的生长繁殖，导致鱼片腐败变质更快。经FG/CS/FG及复合保鲜剂涂膜处理后，鱼片感官评分的下降速度变缓。经FG涂膜处理的样品和未经处理的鱼片均在第9天之前达到不可接受限值，而经复合涂膜处理后，可延长至12～15 d，以FG/CS+EG/FG和FG/CS+EG/FG+LEO处理后的效果最好。分析认为，FG和CS之间能够形成静电引力，使膜更加致密，对气体的阻隔性更强；CS、EG和LEO均具有抗菌和抗氧化性能，能够抑制微生物的生长繁殖，及脂肪的氧化，从而延缓鱼片感官评分的下降。

图1 冷藏过程中三文鱼鱼片感官评分的变化

2.2 复合涂膜对三文鱼鱼片鲜度指标的影响

微生物、内源酶和脂肪氧化是引起水产品变质的主要因素。其中，微生物的生长繁殖会导致鱼类腐臭[19]。贮藏期间，三文鱼鱼片的菌落总数（TVC）持续上升，见图2a。新鲜鱼片的TVC为3.91 lg(CFU/g)，贮藏至第6天，经FG涂膜处理鱼片的菌落总数超过可接受限值7 lg(CFU/g)[20]，同期未处理样品为6.69 lg(CFU/g)，接近可接受限值。这是由于FG为微生物的生长繁殖提供了营养物质，使其生长速度更快。经FG/CS/FG涂膜处理后，鱼片中微生物生长速度减慢。这是由于CS的质子化NH3+与菌体表面阴离子结合，破坏了细胞膜，进而抑制微生物的生长[3]。涂膜中加入精油可显著抑制鱼体内微生物的生长，且FG/CS+EG/FG涂膜的抑菌效果优于FG/CS+LEO/FG涂膜，说明EG的抑菌性能优于LEO，这与精油的成分有关。LEO的主要抗菌物质为肉桂醛、芳樟醇和百里香酚等，但其含量较低，抗菌性能较差[21]。经FG/CS+EG/FG与FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后，鱼片的TVC没有显著性差异，表明EG和LEO有协同增效作用。与FG/CS+EG+LEO/FG涂膜相比，经FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后，鱼片中微生物的生长速度更低，这可能是由于在涂膜内层的LEO直接接触鱼片，能够更有效地抑制微生物的生长繁殖。

一般认为，鱼体死后其pH值会先下降后上升。这是由于在贮藏前期，鱼体内糖原分解为葡萄糖，再进行无氧呼吸导致产生乳酸，而pH值下降的值与肌肉内糖原的含量密切相关[22]。此外，由于ATP降解产生无机磷的积累同样会造成pH值降低[23]。在贮藏中后期，微生物代谢将大分子蛋白质、小分子肽和氨基酸分解成碱性化合物，使pH值升高。三文鱼鱼片的pH值先降后升，且在第6天降至最低，见图2b。与未经处理的样品相比，经复合保鲜剂涂膜处理后，鱼片的pH值下降缓慢，其中以FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后pH值变化最小。这可能是由于EG和LEO可抑制糖原分解过程中糖原磷酸化酶的活性，从而降低乳酸的生成。此外，也可能是EG和LEO能够抑制ATP酶活性，减少无机磷的积累，从而导致pH值变化较小。在贮藏后期，未经处理及经FG涂膜处理后，鱼片的pH值迅速上升，经FG/CS/FG涂膜处理后pH值较低，加入精油后，pH值更低。分析认为，鱼片经涂膜处理后可有效降低氧气与鱼肉的接触，精油不仅能够显著降低鱼肉中的微生物数量，同时还能延缓蛋白质的分解，从而延缓鱼体内碱性含氮物质的生成。经FG/CS+EG/FG涂膜处理后，鱼片的pH值低于经FG/CS+LEO/FG涂膜处理的样品，这是由于EG的抗菌性能优于LEO，与TVC结果一致。

图2 冷藏过程中三文鱼鱼片鲜度指标的变化

冷藏过程中，鱼片中的不饱和脂肪酸会在有氧的条件下发生氧化反应，生成小分子物质，如酮和醛等。丙二醛（MDA）能够与硫代巴比妥酸反应生成红色复合物[24]。Dehghani等[24]建议将1～2 mg/kg鱼肉作为可接受水平限值。贮藏至第3天，未处理鱼片的TBA值从0.06 mg/kg直接升至最高点1.24 mg/kg，随后开始降低，见图2c。这是由于MDA在储存期间与氨基酸、蛋白质和其他鱼类成分之间存在多种相互作用，导致TBA值下降，这一现象与JOUKI等[25]的研究结果一致。经FG涂膜处理后，鱼片的TBA值在第6天升至最高点，但显著低于未处理样品第3天的值（＜0.05），这是由于FG中部分多糖具有抗氧化活性[9]。经FG/CS/FG涂膜处理后，鱼片的TBA值更低（＜0.05），可归因于CS具有一定的抗氧化性能。经复合保鲜剂涂膜处理后，鱼片的TBA值基本没有变化。这可能是由于涂膜能够隔绝氧气，同时EG和LEO具有较强的抗氧化能力，能够抑制脂肪的氧化。

腺嘌呤核苷酸及其降解的衍生物通常用于计算鱼类的新鲜指数，值是未磷酸化ATP降解化合物与总ATP降解化合物的比值，因此，值决定了鱼肉的新鲜度，值大于60%视为腐败[26]，见图2d，随着冷藏时间的延长，鱼片的值不断上升。新鲜鱼片的值为 13.37%，处于极新鲜水平。与未处理的样品相比，经FG涂膜处理后，鱼片的值上升加快，这是由于FG涂膜隔绝气体交换，且在一定程度上为微生物的生长繁殖提供营养，与TVC研究结果一致。经FG/CS/FG涂膜处理后，鱼片的值上升缓慢，这表明CS抑制了微生物的生长以及酶的活性。经复合保鲜剂涂膜处理后，鱼片的值显著降低（＜0.05），这是由于精油对微生物及酶活性的抑制作用更强[16]。经FG/CS+LEO/FG涂膜处理后，鱼片的值较低，FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理的值更低，FG/CS+ EG/FG+LEO涂膜处理的值最低，这可能是由于EG对微生物和酶的抑制效果优于LEO，且复合涂膜对微生物和酶的抑制性能与EG和LEO在涂膜中的释放途径有关。

冷藏过程中，水产品内小分子氨和胺类化合物等的产生可归因于微生物对蛋白质的利用及内源酶（组织蛋白酶）对蛋白质的分解作用[27—28]，其被定义为挥发性盐基氮（TVB-N）。GB/T 18108—2019《鲜海水鱼通则》规定，海水鱼优级品的TVB-N值≤0.15 g/kg，合格品的TVB-N值应在0.15～0.3 g/kg。新鲜鱼片的TVB-N值为0.07 g/kg，此时鱼片属于优级品，见图2e。随着贮藏时间延长，鱼片的TVB-N值逐渐上升。未处理和FG涂膜处理后的样品分别于第7.8天和第7天达到合格品限值，而经FG/CS/FG涂膜处理后，第10.6天才达到这一限值，表明CS可以抑制微生物的代谢，从而抑制TVB-N值上升。加入精油后，鱼片的TVB-N值增长缓慢，表明精油可以抑制微生物的生长，延缓蛋白质的分解。经FG/CS+EG/FG复合涂膜处理后，鱼片的TVB-N值显著低于FG/CS+LEO/FG复合涂膜处理的样品，这是由于EG的抗菌性能优于LEO。经FG/CS+EG/FG和FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后，鱼片的TVB-N值无显著性差异，表明EG和LEO有协同增效的作用。经FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后，鱼片的TVB-N值显著低于FG/CS+EG+LEO/FG涂膜处理的样品，进一步说明涂膜中精油的位置影响其性能，这与菌落总数的研究结果一致。

2.3 复合涂膜对三文鱼鱼片持水力的影响

持水力指在一定外力作用下（通常是低速离心），鱼肉截留水的能力。随着贮藏时间延长，三文鱼鱼片持水力呈先下降，后上升，再下降的趋势，见图3。新鲜鱼片的持水力为85.27%，未处理鱼片的持水力在第9天下降至最低点，然后开始上升。这可能是因为细胞骨架的降解缓慢消除了肌原纤维的收缩，先前排出的水有可能流入，从而表现为鱼肉的持水力提 高[29]。经FG/CS/FG涂膜处理后，持水力在第12天降至最低点，且显著高于未处理样品（＜0.05），表明CS能够抑制微生物的代谢，降低其对蛋白质的破坏，从而减少对鱼体细胞的破坏，提高鱼肉的持水力。加入精油后，鱼肉的持水力更高，表明EG和LEO不仅能够抑制微生物的生长，还能抑制内源酶的活性，降低对蛋白质结构的破坏，提高样品持水力。经FG/CS+LEO/FG涂膜处理后，样品具有较高的持水力，经FG/CS+EG/FG涂膜和FG/CS+EG/FG+LEO涂膜处理后，鱼肉的持水力最高，两者无显著性差异，且显著优于FG/CS+EG+LEO /FG涂膜处理的样品。这是由于EG的抗菌效果优于LEO，EG和LEO，具有协同增效作用，且涂膜内精油的位置影响其保鲜性能。

图3 冷藏过程中三文鱼鱼片持水力的变化

冷藏过程中，鱼类及鱼肉制品的颜色会发生显著变化，特别是三文鱼这类本身具有颜色的鱼肉。对消费者而言，颜色被认为是关键因素，直接决定产品的优质程度，人们会根据感知到的颜色评价产品的品质。采用L（亮度），a（红色）和b（黄色）来表征颜色[30]，L值先升高，后降低，再升高，见图4。贮藏过程中，未处理鱼片的*值缓慢增加，这可能是由于蛋白质发生水解，在鱼片表面形成更大的光散射[30]。由图4可知，经涂膜处理后的鱼片贮藏至第3天时，L值显著增加，然后缓慢下降。这可能是涂膜影响了表面肌肉组织的光散色[19]，且涂膜液具有一定的亮度，使鱼片的L值升高[24]。a值和b值均呈现先下降，后上升，再下降的趋势。新鲜的三文鱼鱼片具有较高的a值，这是由于类胡萝卜素（虾青素）含量决定的[31]。在冷藏前期，经FG涂膜处理后，鱼片的a值高于未处理的样品，经FG/CS/FG复合涂膜处理后，鱼片的a值更高。这是由于涂膜能够形成低氧微环境，且FG和CS具有一定的抗氧化作用，能够延缓虾青素的氧化。经过加入精油的复合保鲜涂膜处理后，鱼片的a值最高，这是由于精油的抗氧化性能更优，延缓了鱼片内类胡萝卜素含量的降低。在冷藏后期，未处理样品的b值显著高于经复合保鲜剂涂膜处理的鱼片，b值的升高可归因于脂肪自动氧化的产物醛类与蛋白质的氨基反应[20]。综上所述，加入精油不仅能够延缓鱼片内虾青素的氧化速度，还可以抑制醛类与蛋白质的反应，最大限度地保护鱼片的颜色。

图4 冷藏过程中三文鱼鱼片色差值的变化

3 结语

研究表明，经FG涂膜处理后，三文鱼鱼片的菌落总数和挥发性盐基氮值升高较快，说明FG促进了鱼体内微生物的生长，加快了鱼肉的腐败变质。经FG/CS/FG复合保鲜涂膜处理后，三文鱼鱼片的微生物生长繁殖及脂肪氧化减缓。复合涂膜中加入精油后，使鱼片TVC和TBA的升高速度显著降低。其中，FG/CS+EG/FG复合保鲜涂膜对鱼片的保鲜效果最优，使生鲜三文鱼鱼片的货架期从7 d延长至13 d。

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Effects of FG/CS Layer-by-Layer Composite Coatings on Storage Quality of Salmon Fillets

YANG Hua1, WANG Ya-ni1, SUN Xiao-dong2, XU Zhao-meng1, SUN Tong1

(1a.College of Food Science and Engineering b.National & Local Joint Engineering Research Center of Storage, Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2.Henan Tangxi Hydrocolloid Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou 451100, China)

The work aims to improve the preservation properties of the composite coatings on salmon fillets, and obtain biological preservation materials with long-term and sustained-release properties. With flaxseed gum (FG) and chitosan (CS) as film-forming materials, eugenol (EG) and laurel essential oil (LEO) as preservatives, layer-by-layer FG/CS+EG/FG+LEO composite coating was prepared by casting method. The preservation properties of the composite coatings were evaluated with salmon fillets as objects. FG/CS+EG/FG+LEO composite coating can significantly restrain the growth of microorganisms in salmon meat, improve the water holding capacity of fish meat, and delay fat oxidation, protein decomposition and changes in color difference. The combination of EG and LEO has a certain synergistic effect. At the same time, the action time of biological preservative is effectively prolonged by the slow-release system of multilayer coating, which make the preservation effect of EG and LEO better. Among them, the preservation properties of the FG/CS+EG/FG+LEO composite coating are the optimal, and the shelf life of fresh salmon fillets can be extended from 7 d to 13 d.KEY WORDS: flaxseed gum; chitosan; eugenol; laurel essential oil; coating; preservation; salmon fillet

TS254.4

A

1001-3563(2022)01-0098-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.013

2021-04-21

辽宁省高等学校创新人才支持计划

杨华（1995—），男，渤海大学硕士生，主攻水产品贮藏加工及质量安全控制。

孙彤（1966—），女，博士，渤海大学教授、博导，主要研究方向为水产品贮藏加工及质量安全控制。