李婷婷，勵建榮*，趙 崴

(1.大連民族學院生命科學學院，遼寧 大連 116600；2.渤海大學食品科學研究院，遼寧省食品安全重點實驗室，遼寧 錦州 121013；3.大連天寶綠色食品股份有限公司，遼寧 大連 116001)

美國紅魚(red drum，Sciaenops ocellatus)，學名眼斑擬石首魚，俗稱紅魚、紅姑魚、斑尾魚、海峽鱸，為鱸形目、石首魚科、擬石首魚屬，屬廣溫廣鹽溯河性魚類，淡水、半咸水、海水中均可正常生長，是一種商品經(jīng)濟價值較高的海產(chǎn)魚類。魚體內含有多種無機鹽、維生素和微量元素等，同時具有豐富的營養(yǎng)價值和良好的保健功能。美國紅魚作為一種高蛋白、低脂肪的海產(chǎn)經(jīng)濟魚類，現(xiàn)已成為世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的魚種之一，也是國際上高檔的熱銷水產(chǎn)品之一[1]。

然而，作為水產(chǎn)品的一般特性，美國紅魚由于其較高的水分和蛋白質含量，肌肉組織較松軟，組織蛋白酶活性較強，死后僵硬期短，自溶作用快，極易在捕撈、運輸、加工及貯藏過程中受細菌侵襲而腐敗變質，導致貨架期短、難以保藏[2-3]。為此，尋求一種既經(jīng)濟又安全且操作簡便的保鮮技術，在不添置任何附加設備的情況下，采用新穎安全的生物保鮮劑來延長美國紅魚的貨架期，已成為目前水產(chǎn)品加工業(yè)極需解決的課題。隨著我國美國紅魚養(yǎng)殖業(yè)和產(chǎn)量的逐年擴增，美國紅魚的保鮮加工必將成為今后長期主要工作之一。

殼聚糖(chitosan)又稱甲殼素(chitin)、幾丁質、脫乙酰甲殼素、聚氨基葡萄糖等，是甲殼素N-脫去乙酰基的產(chǎn)物，其化學結構是由大部分氨基葡萄糖和少量的N-乙酰葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接起來的聚陽離子高分子直鏈多糖。由于其是天然多糖中大量存在的唯一堿性氨基多糖，其來源豐富，制備簡單，保鮮性能優(yōu)越，同時具有抑菌等一系列特殊的功能性質，而且其降解產(chǎn)物一般在人體內不積蓄，對人體也無毒副作用、無免疫原性[4-6]。目前，殼聚糖在食品中常作為抑菌保鮮劑，不僅可在果蔬保鮮中受到廣泛的應用，同時也在水產(chǎn)品貯藏過程中得到了普遍的應用[7-8]。但利用殼聚糖涂膜保鮮美國紅魚片還沒有相關的研究，鑒于此，本研究分析了不同質量濃度殼聚糖涂膜后對美國紅魚品質的變化，并通過檢測其微生物、pH值、硫代巴比妥酸(TBA)值、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量、K值以及質構、感官等鮮度指標來比較不同質量濃度殼聚糖對美國紅魚品質的影響，為殼聚糖涂膜在美國紅魚保鮮中的進一步應用提供參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

美國紅魚 市購；殼聚糖(脫乙酰度為大于85%，食品級) 寧波市鎮(zhèn)海海鑫生物制品有限公司；ATP關聯(lián)物ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx 標準品 美國Sigma公司；甲醇、乙腈為色譜純；其余試劑為分析純。

1.2 儀器與設備

1100 LC液相儀 美國Agilent公司；CR400 色差儀 日本KonicaMinolta公司；KJELTEC2300全自動凱氏定氮儀 丹麥Foss公司；UV-2000紫外-可見分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司；DK-S24電熱恒溫水浴鍋、GRP-9080隔水恒溫培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器有限公司；BS223S精密電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；BCD-277西門子冰箱 博西華家用電器有限公司；PHS-3E PH計 上海精密科學儀器有限公司；KQ5200DB型數(shù)控超聲清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；TA.XT.plus質構儀 Stable Micro Systems公司；THZ-C-1恒低溫氣浴搖床 上海豐盟科技材料有限公司。

1.3 方法

1.3.1 美國紅魚處理方式

將鮮活美國紅魚采用碎冰凍死后，用雙蒸水清洗、并切成長5cm寬2cm厚1cm的魚片。然后將瀝干的魚片分成5組，分別浸泡于不同質量濃度的殼聚糖溶液(殼聚糖的水溶液在4℃冰庫中預冷卻)：A為0.5%冰乙酸+0.5%甘油(對照組)；B、C、D、E為在對照組的配方基礎上添加質量濃度分別為1.0、1.5、2.0、3.0g/100mL殼聚糖。浸泡時間為10min(冰乙酸甘油均為體積分數(shù))。取出瀝干后，采用蒸煮袋包裝于4℃冰箱中貯藏。樣品分別在第0、4、8、12、16、20天取樣測定其感官、微生物以及各個理化指標的變化。每次隨機取樣3組，測平均值。

1.3.2 測定指標

魚肉基本營養(yǎng)成分：水分含量按照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》中直接干燥法測定，在105℃條件下干燥至恒質量；蛋白質含量采用凱氏定氮法測定，蛋白質系數(shù)選擇6.25；脂肪含量按GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》中酸水解法測定；灰分含量按GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》測定；細菌總數(shù)的測定：按GB 4789.2—2010《菌落總數(shù)測定》進行測定，采用平板傾注法計數(shù)測定；pH值測定：依照GB/T 5009.45—2003《水產(chǎn)品衛(wèi)生標準的分析方法》中的酸度計法，稱取5～8g左右攪碎魚肉，加入10倍質量體積新煮沸后冷卻的雙蒸水，均質，靜止過濾后，測其上清液pH值。

TBA值測定：參考Siu等[9]的TBA測定方法，稱取10g攪碎魚肉，加入25mL雙蒸水，均質后，再加入25mL 5g/100mL三氯乙酸(TCA)攪勻，靜止30min。然后，取5mL上清液，加入5mL 0.02mol/L的TBA溶液?；旌弦涸?0℃恒溫水浴加熱40min顯色，冷卻至室溫后，在532nm波長處測定吸光度。TBA值用丙二醛(MDA)的含量表示，單位為mg MDA/kg。

TVB-N含量測定：使用全自動定氮儀，參考“FOSS應用子報[10]”中《鮮魚和凍魚中揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定》測定魚丸中的TVB-N含量(mg/100g)。

K值的測定：按照Ryder等[11]的方法，美國紅魚片ATP關聯(lián)物的提取：取5g魚肉加入25mL 冷卻的高氯酸(10g/100mL)，勻漿后3000×g離心10min 去沉淀，取上清液10mL，用1mol/L KOH調節(jié)pH值至6.5～6.8。靜置15min 后于3000×g離心10min，取上清液，將其置于50mL容量瓶定容，溶液用0.45μm的水相濾膜過濾后，將其放置于－80℃凍藏用于后期檢測。整個過程均在0～4℃條件下操作。ATP關聯(lián)物高效液相色譜(HPLC)檢測條件：色譜柱BDS C18(250mm×4.6mm)，以0.04mol/L磷酸二氫鉀和0.06mol/L磷酸氫二鉀混和液作為流動相進行平衡、洗脫。上樣量1μL，流速1mL/min，柱溫37℃，于254nm波長處檢測。

式中：CHxR為肌苷含量/(μmol/g)；CHx為次黃嘌呤含量/(μmol/g)；CATP為腺嘌呤核苷三磷酸含量/(μmol/g)；CADP為腺嘌呤核苷一磷酸含量/(μmol/g)；CAMP為腺嘌呤核苷含量/(μmol/g)；CIMP為次黃嘌呤核苷含量/(μmol/g)。

質構分析：將美國紅魚片切成正方體，采用質構測定儀室溫下測定。測定條件如下：每個樣品進行兩次軸向壓縮，壓縮百分比為50%，測試探頭類型：P/50R，測前速率：1mm/s，測試速率：lmm/s，測后速率：1mm/s，探頭2次測定間隔時間：5s，測定模式和選項：T.P.A，每次取不同魚片重復測量3次，取平均值。

感官評分：由6名專業(yè)人員組成的感官評定小組進行，針對美國紅魚片的外觀、氣味、色澤、彈性4個方面為檢驗項目，以4個檢驗項目得分的平均值為魚肉感官評分，如表1所示。

表1 美國紅魚片感官評分表Table 1 Sensory evaluation of red drum fillets

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗重復2 次，每次各數(shù)據(jù)進行3 次重復測定(n=2×3)，通過肖維勒準則對可疑值進行剔除，采用Origin 7.5繪圖，SPSS 11.0進行方差分析。P＜0.01為極顯著，P＜0.05為顯著。

2 結果與分析

2.1 美國紅魚片基本營養(yǎng)成分

美國紅魚片的水分含量為78.4%，粗脂肪含量為0.71%，粗蛋白含量高達19.03%，灰分含量為1.18%。與劉世祿等[3]測得的美國紅魚肌肉營養(yǎng)組成相似，顯然，美國紅魚是一類高蛋白低脂肪的水產(chǎn)品，具有開發(fā)應用價值。

2.2 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片細菌總數(shù)的影響

引起魚類等水產(chǎn)品腐敗變質的主要因素一般包括3種：微生物、酶促作用和化學變化，其中微生物是導致多數(shù)水產(chǎn)品腐敗的主要因素，腐敗微生物的生長狀況可以反映出水產(chǎn)品的腐敗程度。不同質量濃度殼聚糖涂膜的美國紅魚片在4℃冷藏時細菌總數(shù)變化如圖1所示。美國紅魚片的初始細菌總數(shù)為3.69(lg(CFU/g))。按GB 2741—1994《海蝦衛(wèi)生標準》規(guī)定，細菌總數(shù)不大于105個/g為一級鮮度，不大于5×105個/g為二級鮮度，達到106～107個/g時，通常表明已極其腐敗，不能食用，此時判定為貨架期終點。根據(jù)標準規(guī)定，初始美國紅魚片為一級新鮮度，隨著儲藏時間的延長，對照組的細菌總數(shù)在第8天時為6.17(lg(CFU/g))，已經(jīng)超過國家規(guī)定的衛(wèi)生標準。而經(jīng)過殼聚糖溶液涂膜處理的美國紅魚片細菌總數(shù)增長幅度低于對照組，根據(jù)1.0、1.5、2.0、3.0g/100mL殼聚糖處理后的細菌總數(shù)與貯藏時間的線性關系可知，它們分別于第11、13、14、13天時達到了6.0(lg(CFU/g))，超過了可食用標準。這說明貯藏過程中殼聚糖具有明顯的抑菌效果，能夠使魚肉中腐敗菌的生長受到抑制，保證了魚肉的品質。整個貯藏過程中，2.0g/100mL組的抑菌效果最好，當殼聚糖質量濃度超過2.0g/100mL時，殼聚糖抑菌能力下降，這可能是由于殼聚糖質量濃度大、黏度過高而降低了其對細菌的抑制作用[12]。該結果與楊勝平等[13]采用不同質量濃度殼聚糖涂膜帶魚測定的細菌總數(shù)結果相似。

圖 1 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片細菌總數(shù)的影響Fig.1 Effect of chitosan coating on TVC of red drum fillets stored at 4 ℃

2.3 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片pH值的影響

圖 2 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片pH值的影響Fig.2 Effect of chitosan coating on pH of red drum fillets stored at 4 ℃

動物肌肉的pH值變化與其鮮度密切相關，測定魚肌肉pH值變化可以作為判定其鮮度的參考指標之一，通常而言，水產(chǎn)動物停止呼吸后，體內的糖原被降解，生成乳酸等酸類物質，造成肌肉pH值的下降，下降程度與肌肉中糖原的含量有關。隨后在自身酶和微生物的作用下[14]，魚體內的蛋白質、氨基酸及其他含氮物質被分解為氨、三甲胺、吲哚、組胺等堿性物質，使得肌肉pH值上升，因此肌肉的pH值變化趨勢一般呈V字型。由圖2可知，5組初始pH值為6.78，相互之間的pH值差別不大，說明殼聚糖處理并不影響魚肉的初始pH值。5組的pH值在貯藏的前4d呈現(xiàn)明顯的降低趨勢，可能是因為魚體死后迅速進入僵直階段，其肌肉中的糖原經(jīng)糖酵解途徑產(chǎn)生乳酸，而使其肌肉pH值下降。隨后5組的pH值都開始增加，對照組增加最為迅速，而殼聚糖處理后的4組的pH值增加相對緩慢。從整體上看，殼聚糖處理組中2.0g/100mL處理組pH值上升趨勢平緩，且明顯低于對照組(P＜0.05)。這與微生物測定結果相吻合，說明2.0g/100mL殼聚糖能夠較好地保持美國紅魚的品質。

2.4 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片TBA值的影響

TBA(硫代巴比妥酸)值與肉類脂肪氧化程度有很強的相關性，TBA值越大，說明脂肪的氧化程度越高，酸敗就越嚴重，產(chǎn)生的小分子物質(醛、酮、酸等)越多，因此是廣泛用于水產(chǎn)品、肉品品質評價中反應脂類氧化的一個常用指標[15]。它的反應原理是根據(jù)脂肪酸氧化降解產(chǎn)物丙二醛與TBA試劑反應生成穩(wěn)定的紅色化合物。不同質量濃度殼聚糖處理的美國紅魚冷藏過程中TBA值變化如表2所示。美國紅魚初始的TBA值很低，僅有0.072mg MDA/kg，貯藏期前4d時，5組樣品的TBA值均略有升高，但之后其TBA值變化無顯著差異(P＞0.05)，表現(xiàn)出無規(guī)律性。這可能是因為一方面美國紅魚的脂肪含量極低(僅為0.71%)，脂肪氧化反應不明顯；另一方面也可能是因為脂肪氧化產(chǎn)物MDA還可以與核苷、核酸、蛋白質、磷脂氨基酸以及脂肪氧化的終產(chǎn)物醛類反應，從而使得MDA的量不能累積上升[16]。

表2 美國紅魚片在4℃貯藏過程中TBA值的變化Table 2 Changes in thiobarbituric acid (TBA) of red drum fillets during cold storage at 4 ℃mg MDA/kg

2.5 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片TVB-N含量的影響

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是指動物性食品在細菌和酶的作用下，分解蛋白質產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質。在許多肉類和魚類中TVB-N水平和鮮度感官評定之間有很高的相關性，因此TVB-N被廣泛作為反映肉類和魚類腐敗程度的最重要指標之一，已被我國和大多數(shù)國家作為鑒定肉類和水產(chǎn)品腐敗程度的標準，30mg/100g被認為是水產(chǎn)品品質可被消費者接受的TVB-N上限[17]。不同質量濃度殼聚糖處理對美國紅魚TVB-N值的影響如圖3所示。貯藏的前8d，5組TVB-N含量相互之間基本無差別，且都屬于一級新鮮度的范疇。到第8天后，TVB-N含量開始迅速上升，在第16天時，除了2.0g/100mL殼聚糖處理組之外，其他4組的TVB-N含量都超過了可被接受的上限。經(jīng)過顯著性差異分析得到，經(jīng)過殼聚糖處理的美國紅魚，2.0g/100mL殼聚糖處理組的TVB-N含量明顯低于對照組(P＜0.05)，其TVB-N含量變化與細菌總數(shù)變化等有較好的相關性，說明適宜質量濃度的殼聚糖能有效抑制細菌的生長，從而降低細菌對蛋白質的分解，達到減緩TVB-N含量上升的作用。

圖 3 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片TVB-N值的影響Fig.3 Effect of chitosan coating on TVB-N of red drum fillets stored at 4 ℃

2.6 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片K值的影響

K值為肌苷(HxR)和次黃嘌呤(Hx)的含量總和與腺嘌呤核苷(ATP)代謝的含量總和的比值，一般鮮魚肌肉的ATP含量為4～9μmol/g，死后ATP迅速分解成IMP、HxR和Hx。ATP降解速率與品種、死后時間、貯藏溫度、運輸條件和殺死方法有關[18]。K值越小就表示魚的鮮度越好，K值越大則鮮度越差。從圖4可以看出，隨著冷藏時間的延長，K值呈現(xiàn)上升的趨勢，其中上升最快的是對照組，最慢的是以2.0g/100mL殼聚糖涂膜處理的美國紅魚片。可見2.0g/100mL的殼聚糖能夠有效的抑制ATP分解，從而有效延長美國紅魚低溫貯藏的貨架期。

圖 4 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片K值的影響Fig.4 Effect of chitosan coating on K value of red drum fillets stored at 4 ℃

2.7 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片質構的影響

魚類等水產(chǎn)品在死后由于自身降解和微生物作用，使其鮮度降低并發(fā)生腐敗，同時會引起肌肉組織結構的變化以及質構特性的變化，最終導致水產(chǎn)品肌體變軟，彈性下降。質構特性包括硬度(hardness)、彈性(springiness)、咀嚼性(chewiness)、黏著性(adhesiveness)、凝聚性(cohesiveness)、膠性(gumminess)和回復性(resilience)等，是反映水產(chǎn)品品質的一個重要屬性[19-20]。貯藏過程中各組處理樣品質構特性(硬度、彈性和咀嚼性)的變化如表3所示。可以看出隨著貯藏時間延長，各組樣品的硬度呈現(xiàn)先增加而后開始下降，主要由于魚體死后，體內糖原在無氧條件下產(chǎn)生乳酸，肌肉中ATP含量急劇下降而使肌肉收縮導致僵硬，當ATP消耗完全消失，魚體變得最硬，肌肉僵硬結束，開始重新變軟，進入“自溶”階段。所以其硬度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。對于對照組，處理組的硬度下降趨勢較平緩，且殼聚糖質量濃度為2.0g/100mL的硬度較好，同時從表3可以看出殼聚糖涂膜的美國紅魚的彈性及咀嚼性均優(yōu)于對照組。表明適當質量濃度的殼聚糖涂膜能夠有效抑制細菌增長，減緩魚的氧化變質，保持和改善美國紅魚的質構品質。

表3 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片質構的影響Table 3 Changes in texture of red drum fillets stored at 4℃ by chitosan coating

2.8 不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片感官評分的影響

圖 5 殼聚糖涂膜對冷藏美國紅魚片感官評分的影響Fig.5 Effect of chitosan coating on sensory scores of red drum fillets stored at 4 ℃

不同質量濃度殼聚糖涂膜對美國紅魚片感官的影響如圖5所示?？梢钥闯?，隨著貯藏時間的延長，紅魚片的感官評分逐漸下降。在實驗開始時，所有實驗組和對照組的評分都為10分，隨著貯藏時間的延長，對照組的紅魚片感官評分明顯下降，表現(xiàn)出肌肉組織松散，彈性變差，肉質黏稠，并帶有臭味，其分值明顯低于殼聚糖涂膜處理組。不同質量濃度殼聚糖涂膜的處理組感官評分也一直呈現(xiàn)下降趨勢，質量濃度為2.0g/100mL的殼聚糖涂膜的美國紅魚片分值一直高于其他處理組。由此表明，殼聚糖涂膜能夠有效抑制冷藏過程中美國紅魚片體內微生物的生長繁殖速度，從而較好的保持了其感官品質。

3 結 論

實驗結果表明，經(jīng)過殼聚糖涂膜的美國紅魚片在冷藏過程，其細菌總數(shù)、pH值、TBA值、TVB-N含量和K值等指標明顯低于對照組，感官評分也具有較好的效果。且當殼聚糖質量濃度為2.0g/100mL時，能較好地抑制細菌生長，減緩蛋白質分解和脂肪氧化的速度，有效延長美國紅魚片貨架期4～6d，因此殼聚糖涂膜在美國紅魚片的冷藏保鮮中具有良好的應用前景。

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