劉金昉，劉紅英,,*，齊鳳生，秦紅麗，王慧青

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066000）

復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏對南美白對蝦的保鮮效果

劉金昉1，劉紅英1,2,*，齊鳳生2，秦紅麗1，王慧青1

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院，河北 秦皇島 066000）

目的：研究復(fù)合保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏對南美白對蝦的保鮮作用，避免其腐敗變質(zhì)，從而延長其貨架期。方法：將復(fù)合生物保鮮劑處理過的南美白對蝦貯藏在不同溫度（4 ℃和－2.2～－1 ℃）條件下，通過pH值、感官評分、菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮含量、Ca2+-ATP酶比活力和硫代巴比妥酸含量指標(biāo)的測定，對實驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，確定最佳保鮮貯藏組合。結(jié)果：復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏延長了南美白對蝦的貨架期。結(jié)論：復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏對南美白對蝦保鮮效果更佳，能使南美白對蝦貨架期達(dá)到21 d。

南美白對蝦；復(fù)合生物保鮮劑；冰溫貯藏；保鮮

南美白對蝦（Penaeus vannamei）學(xué)名凡納對蝦，是當(dāng)今世界蝦類養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大品種之一[1]。南美白對蝦殼厚肉脆，口感極佳，肉質(zhì)細(xì)嫩，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，并含有多種維生素及人體必需的微量元素，是高蛋白營養(yǎng)水產(chǎn)品，其中含有約20%的蛋白質(zhì)，是魚、蛋奶的幾倍甚至十幾倍，蝦肉所含的人體必需氨基酸纈氨酸含量并不高，但卻是營養(yǎng)均衡的蛋白質(zhì)來源，肉質(zhì)松軟、易消化，一般人群均可食用，近年來歐美和國內(nèi)對對蝦的需求均有上升趨勢。然而，對蝦具有水產(chǎn)品的一般特性，極易腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的銷售和流通。

目前，國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用物理、化學(xué)、生物等手段對蝦類保鮮技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，如 冷凍保鮮、氣調(diào)保鮮[2]、輻照保鮮[3]和生物保鮮[4-7]等。近年來，隨著人們安全、營養(yǎng)意識的提高，生物保鮮劑逐漸得到大家的關(guān)注，這些生物保鮮劑不僅能抑制細(xì)菌生長繁殖，還能增加產(chǎn)品附加值。單一生物保鮮劑在抑菌方面有一定的局限性，而將其復(fù)合使用，在增強(qiáng)抑菌效果的同時，還可以降低單一保鮮劑的使用量，從而減少對食品品質(zhì)的影響，提高應(yīng)用的安全性。曹榮等[8]將溶菌酶、茶多酚、殼聚糖復(fù)配的生物保鮮劑應(yīng)用于牡蠣保鮮中，將牡蠣的貨架期延長近一倍 ；邱春江等[9]將溶菌酶和Nisin復(fù)配處理貽貝，取得了良好的保鮮效果。冰溫技術(shù)是一種先進(jìn)的貯藏保鮮技術(shù)，將其結(jié)合生物保鮮劑技術(shù)，將會使水產(chǎn)品保鮮效果更佳。李建雄等[10]曾將冰溫結(jié)合生物保鮮劑技術(shù)在肉制品保鮮中應(yīng)用。目前研究多為冷藏或凍藏條件下結(jié)合保鮮劑使用，對于冰溫結(jié)合生物保鮮劑技術(shù)的研究與應(yīng)用在水產(chǎn)品保鮮方面還鮮有報道。

殼聚糖是一種安全、無毒、可食、易降解的天然生物保鮮劑，具有良好的成膜性和光譜抗菌性，在食品保鮮中應(yīng)用廣泛。納米TiO2又叫鈦白粉，是一種無毒、無味、惰性的無機(jī)光催化抗菌材料，在光照下能夠起到抗菌的作用，并且殺菌范圍廣、速度快、效率高。殼聚糖與納米TiO2都具有很好的生物兼容性，安全無毒，制備成的復(fù)合材料中納米TiO2與殼聚糖之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用，從而使納米TiO2和殼聚糖之間有較好的界面作用，同時增加了殺菌、防腐等作用，將此復(fù)合材料用作保鮮膜，可增強(qiáng)持水率和透光率，從而增強(qiáng)果蔬保鮮效果，延長保鮮時間[11]。溶菌酶又稱N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶，因溶解細(xì)菌細(xì)胞而得名，在清酒、干酪、香腸、奶油、糕點等食品中作為防腐劑有應(yīng)用。蜂膠是一種由蜜蜂分泌加工的天然物質(zhì)，具有多種生物活性。除應(yīng)用于藥物和保健品外，蜂膠還廣泛應(yīng)用于天然食品防腐劑、抗氧化劑、天然保健型化妝品和口腔除菌劑等產(chǎn)品的開發(fā)[12]。Mosfer等[13]將蜂膠乙醇提取物加到白魚組織中置于冰箱內(nèi)貯存，結(jié)果表明蜂膠具有良好的防腐保鮮效果。

本實驗以南美白對蝦為研究對象，通過前期正交試驗得到較佳配比的生物保鮮劑，將用此復(fù)合保鮮劑處理后的南美白對蝦結(jié)合冰溫貯藏，通過指標(biāo)測定，研究復(fù)合生物保鮮劑與冰溫結(jié)合的保鮮效果，提高了社會經(jīng)濟(jì)效益，為蝦類保鮮劑的發(fā)展和技術(shù)推廣起到了一定的積極作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活南美白對蝦 秦皇島水產(chǎn)品市場；蜂膠 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗室；聚乙烯（polyethylene，PE）加厚保鮮袋 河北雄縣中瑞紙塑包裝有限公司；殼聚糖、硫代巴比妥酸 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；溶菌酶 北京博奧拓達(dá)科技有限公司；平板計數(shù)瓊脂 北京陸橋技術(shù)有限公司；二氧化鈦、硼酸、三氯乙酸 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；無水乙醇、鹽酸、碳酸鉀 天津市科密歐試劑有限公司；超微量Ca2+-ATP酶測試試劑盒 南京建成生物科技有限公司；冰乙酸 天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ZSD-A1430全自動新型生化培養(yǎng)箱 上海智誠分析儀器制造有限公司；SW-CJ-2F潔凈工作臺 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；YX-280D全自動壓力蒸汽滅菌器 合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司；JJ-2（2003-61）組織搗碎勻漿機(jī) 常州國華電器有限公司；MJ-25BMO3A組織搗碎機(jī) 廣東美的精品電器制造有限公司；UV-1700紫外-可見光分光光度計 日本島津國際貿(mào)易（上海）有限公司；電熱恒溫水浴鍋 北京利康達(dá)圣科技發(fā)展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料預(yù)處理

選取大小均一的新鮮南美白對蝦，加氧?；钏突貙嶒炇?，加冰猝死，清洗、去污，剔出破損的和鮮度不夠的蝦，然后將試樣個體隨機(jī)分組備用。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%納米TiO2＋1.5%殼聚糖＋0.065%溶菌酶＋0.7%蜂膠進(jìn)行復(fù)配得到的復(fù)合保鮮劑進(jìn)行浸泡處理，處理比例為對蝦∶保鮮劑=1∶1（kg/L），處理時間為10 min，瀝干后分組裝入無菌自封袋，分別貯藏在4 ℃和－2.2～－1 ℃條件下，定時取樣進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 感官評價

根據(jù)趙海鵬等[14]的感官評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改動。由6 名感官評定人員組成感官評定小組，按照表1要求對樣品氣味、組織、外觀進(jìn)行綜合評分，最終結(jié)果取3 項評分平均值，總分值在9 分（極新鮮）和0 分（完全腐?。┲g，5 分以下表明樣品不可食用。每天評定一次，并對各組評定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

表1 南美白對蝦感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table1 Criteria for sensory evaluation of Penaeus vannamei

1.3.2.2 細(xì)菌總數(shù)

采用GB/T 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗：菌落總數(shù)測定》規(guī)定的有氧平板菌落計數(shù)法[15]。

1.3.2.3 pH值

參考謝晶等[12]對帶魚pH值的測定方法，取5 g經(jīng)組織搗碎機(jī)搗碎的蝦體肌肉于錐形瓶中，加入45 mL煮沸后已冷卻的蒸餾水，靜置30 min，過濾，用精密酸度計測定濾液的pH值。

1.3.2.4 揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量

TVB-N含量的測定采用GB 2733—2005《鮮、凍動物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，認(rèn)為TVB-N含量不大于30 mg/100 g在可接受范圍內(nèi)。

1.3.2.5 Ca2+-ATP酶比活力

精確稱取0.5 g蝦肉糜，制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的勻漿，冷凍離心機(jī)1 000 r/min轉(zhuǎn)速離心5 min。取上清液制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的勻漿，按測試盒的測試方法在636 nm波長處測定吸光度，得到酶比活力。

1.3.2.6 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）含量

準(zhǔn)確稱取蝦肉糜5.00 g置離心管中，加入25 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸餾水，振搖60 s，靜置l h后2 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min，過濾，用雙蒸水定容至50 mL，取5 mL濾液加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中反應(yīng)20 min，取出，流動水冷卻5 min后用分光光度計在532 nm波長處測定吸光度A，以蒸餾水取代濾液為空白樣[16-17]。

TBA含量/（mg/kg）=A×7.8

式中：7.8為通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得到系數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel繪圖，利用 SPSS 17.0軟件進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，利用t檢驗進(jìn)行組間分析，當(dāng)P＜0.01時差異極顯著，0.01＜P＜0.05 時差異顯著，P＞0.05時差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評分變化

圖1 南美白對蝦在不同貯藏條件下感官評分變化Fig.1 Change in sensory evaluation score of Penaeus vannamei during refrigerated storage

感官評分是衡量樣品黑變和腐敗變質(zhì)的指標(biāo)之一[18]，評分低于5 分時樣品已不可接受，不可食用。新鮮南美白對蝦具有海草味、有光澤、殼肉連接緊密等特征，感官評分為滿分9 分。由圖1可知，鮮活的南美白對蝦感官分值為滿分9 分。隨著貯藏時間的延長，各組南美白對蝦品質(zhì)明顯下降，感官評分不斷降低。冰溫貯藏條件下樣品感官品質(zhì)明顯高于冷藏條件；冷藏條件下，空白對照組感官評分明顯低于復(fù)合保鮮劑處理組，在第5天低于不可接受值，保鮮劑處理組在第9天達(dá)到不可接受值；冰溫貯藏過程中，空白對照組感官評分明顯低于復(fù)合保鮮劑處理組，在第16天低于不可接受值，保鮮劑處理組在第22天達(dá)到不可接受值。進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理可知，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對南美白對蝦感官品質(zhì)影響差異均顯著（P＜0.05）。未經(jīng)過保鮮劑處理，且在冷藏條件下的樣品品質(zhì)最差，保鮮劑處理后貯藏在冰溫條件下的樣品品質(zhì)最佳。貯藏溫度降低，微生物繁殖速度減慢，酶比活力降低，延緩了腐敗變質(zhì)和黑變發(fā)生。復(fù)合生物保鮮劑具有一定的防腐效果，并且納米TiO2-殼聚糖和蜂膠具有一定的抑制黑變效果，也能夠減緩感官品質(zhì)的下降。

2.2 pH值變化

圖2 南美白對蝦在不同貯藏條件下pH值變化Fig.2 Changes in pH of Penaeus vannamei during refrigerated storage

鮮活南美白對蝦死后發(fā)生糖酵解作用，進(jìn)而生成琥珀酸和乳酸等有機(jī)酸，酸性物質(zhì)增加，從而導(dǎo)致pH值下降，而隨著時間的延長，蛋白質(zhì)發(fā)生分解，生成各種堿性物質(zhì)，又導(dǎo)致pH值上升[19]。因此在一定范圍內(nèi)蝦肉pH值的升高幅度可以反映蝦肉的新鮮程度。Shamshad等[20]認(rèn)為pH值為7.60是不可接受值。由圖2可知，新鮮南美白對蝦pH值為7.10，在冷藏條件下，保鮮劑處理組在第2天南美白對蝦pH值下降至最低點，隨著貯藏時間的延長，又不斷上升；空白對照組pH值在第6天為7.52，保鮮劑處理組在第9天為7.60，達(dá)到貨架期終點。冰溫條件下貯藏的樣品，空白對照組pH值在第13天為7.62，達(dá)到不可接受值，保鮮劑處理組pH值在第22天為7.61，達(dá)到不可接受值。數(shù)據(jù)分析表明，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對南美白對蝦的影響差異均顯著（P＜0.05）。品質(zhì)最好的是冰溫條件下保鮮組，最差的是冷藏條件下空白對照組。由于低溫能減緩酶比活力變化，冰溫條件下樣品pH值上升較慢，復(fù)合生物保鮮劑對南美白對蝦鮮度保持較好，減緩了樣品糖酵解作用，延緩了pH值上升速率。

2.3 菌落總數(shù)變化

圖3 南美白對蝦在不同貯藏條件下菌落總數(shù)變化Fig.3 Changes inaerobic plate count (APC) of Penaeus vannamei during refrigerated storage

細(xì)菌總數(shù)是表現(xiàn)南美白對蝦品質(zhì)變化情況最直觀的指標(biāo)，Mosfer等[13]研究表明：蝦類的菌落數(shù)不大于5.0（lg（CFU/g））為一級鮮度；5.0～5.7（lg（CFU/g））為二級鮮度。當(dāng)蝦細(xì)菌總數(shù)超過二級鮮度時，通常判定為蝦的貨架期終點。由圖3可知，新鮮南美白對蝦菌落總數(shù)為3.25（lg（CFU/g）），隨著貯藏時間的延長，菌落總數(shù)不斷增加。冷藏條件下，空白對照組的菌落總數(shù)第5天為5.55（lg（CFU/g）），第6天為6.01（lg（CFU/g）），故貨架期為5 d；保鮮劑處理組在第9天達(dá)到不可接受值，故貨架期為9 d。冰溫條件下，空白對照組菌落總數(shù)在第15天為5.65（lg（CFU/g）），第16天為5.85（lg（CFU/g）），貨架期為15 d。保鮮劑處理組在第21天達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的貨架期。數(shù)據(jù)分析表明，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對南美白對蝦菌落總數(shù)的影響差異均顯著（P＜0.05）。保鮮效果最好的是復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏，效果最差的是冷藏空白組。低溫貯藏和復(fù)合生物保鮮劑均能夠降低微生物繁殖速率，兩種保鮮方法相結(jié)合效果更佳。

2.4 TVB-N含量變化

圖4 南美白對蝦在不同貯藏條件下TVB-N含量變化Fig.4 Changes in total volatile basic nitrogen (TVB-N) of Penaeus vannamei during refrigerated storage

TVB-N是指動物性食品在儲藏過程中，由于酶和細(xì)菌的作用，使組織中的蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及低級胺類等堿性含氮物質(zhì)，是水產(chǎn)品腐敗的一個指標(biāo)之一。GB 2733—2005規(guī)定TVB-N含量不大于30 mg/100 g在可接受范圍內(nèi)。由圖4可知，新鮮南美白對蝦TVB-N含量為7.23 mg/100 g，隨著貯藏時間的延長，TVB-N含量不斷上升。冷藏條件下，空白對照組在第5天TVB-N含量為28.58 mg/100 g，第6天為34.30 mg/100 g，故貨架期視為5 d；保鮮劑處理組在第9天達(dá)到國標(biāo)規(guī)定值，貨架期為9 d。冰溫條件下，空白對照組在第13天TVB-N含量為30.33 mg/100 g，達(dá)到貨架期終點，保鮮劑處理組在第22天達(dá)到國標(biāo)規(guī)定貨架期。數(shù)據(jù)分析表明，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對南美白對蝦TVB-N含量的影響差異均顯著（P＜0.05）。復(fù)合保鮮劑主要通過抑制細(xì)菌繁殖來減緩TVB-N產(chǎn)生，冰溫貯藏主要通過低溫抑制微生物繁殖和樣品自身酶比活力來減緩TVB-N產(chǎn)生，兩種保鮮技術(shù)相結(jié)合效果更佳。

2.5 Ca2+-ATP酶比活力變化

圖5 南美白對蝦在不同貯藏條件下Ca2＋-ATP酶比活力變化Fig.5 Change in Ca2+-ATPase of Penaeus vannamei during refrigerated storage

肌原纖維蛋白質(zhì)中的肌球蛋白具有ATP酶比活力，在蝦肉的貯藏過程中，蛋白質(zhì)的變性會引起ATP酶活性發(fā)生改變，因此Ca2+-ATP酶比活力大小可以反映蛋白質(zhì)的變性情況[21]。由圖5可知，鮮活南美白對蝦Ca2+-ATP酶比活力為0.54 U/mg，隨著貯藏時間的延長，各組樣品的Ca2+-ATP酶比活力呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。樣品Ca2+-ATP酶比活力下降速率由快到慢依次為冷藏空白組、復(fù)合保鮮劑冷藏組、冰溫空白組、復(fù)合保鮮劑冰溫組。酶比活力下降速率越快，說明蛋白質(zhì)變性情況越快，鮮度下降越快。方差分析結(jié)果表明，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對酶活影響差異性均顯著（P＜0.05）。說明冰溫貯藏條件下樣品新鮮度高于冷藏條件；保鮮劑處理的樣品新鮮度高于空白對照組。

2.6 TBA含量變化

圖6 南美白對蝦在不同貯藏條件下TBA含量變化Fig.6 Change in TBA of Penaeus vannamei during refrigerated storage

不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物醛類可與TBA生成有色化合物，通過測定有色物的吸光度，可以來衡量脂肪的氧化程度[22]。脂肪氧化程度越深，樣品品質(zhì)和新鮮度越差。如圖6所示，鮮活的南美白對蝦TBA含量為0.091 mg/kg，隨著貯藏時間的延長，各處理樣品的TBA含量會逐漸升高，貯藏后期TBA含量升高到一定值后趨于平衡。其中，貯藏溫度越高，脂肪氧化速率越快，程度越深。方差分析結(jié)果表明，不同處理、貯藏時間和貯藏溫度對南美白對蝦TBA含量影響差異均顯著（P＜0.05）。冰溫貯藏的樣品和復(fù)合保鮮劑處理過的樣品脂肪氧化速率明顯降低，復(fù)合保鮮劑處理的樣品TBA含量達(dá)到的平衡值較未經(jīng)保鮮劑處理樣品低。說明復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫不僅能減緩樣品脂肪氧化速率，還能降低脂肪氧化程度。

3 結(jié) 論

綜合各個指標(biāo)考慮，經(jīng)復(fù)合生物保鮮劑處理的南美白對蝦在（4±1） ℃條件下貨架期為9 d，較空白組延長了4 d。經(jīng)復(fù)合生物保鮮劑處理的南美白對蝦在冰溫貯藏條件下貨架期為21 d，空白組貨架期為13 d，延長了7 d。即經(jīng)復(fù)合生物保鮮劑處理的南美白對蝦結(jié)合冰溫貯藏貨架期明顯延長，樣品品質(zhì)更好，保鮮效果更佳。

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Preservation Effect of Complex Biological Preservative Combined with Ice Temperature Storage on Penaeus vannamei

LIU Jin-fang1, LIU Hong-ying1,2,*, QI Feng-sheng2, QIN Hong-li1, WANG Hui-qing1
(1. College of Food Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China; 2. College of Ocean, Hebei Agricultural University, Qinhuangdao 066000, China)

Objective: To explore the effect of composite biological preservative combined with ice temperature storage on preventing deterioration and prolonging the shelf-life of Penaeus vannamei. Methods: Penaeus vannamei were treated with a composite biological preservative consisting of nano-TiO2, chitosan, lysozyme, and propolis and then stored at different temperatures. pH, sensory evaluation, total plate count, TVB-N value, Ca2+-ATPase activity, and TBA value were measured during storage periods, and the experimental data were analyzed by analysis of variance. Results: The composite biological preservative combined with ice temperature storage could prolong the shelf-life of Penaeus vannamei. Conclusion: The shelf-life of Penaeus vannamei stored at ice temperature can be prolonged to 21 days by treatment with the composite biological preservative.

Penaeus vannamei; composite biological preservative; ice temperature storage; preservation

TS207.7

A

1002-6630（2014）20-0286-05

10.7506/spkx1002-6630-201420056

2014-01-16

國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項（201205031）；秦皇島市科技支撐計劃項目（2012022A015）

劉金昉（1986—），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。E-mail：liujinfang.de@163.com

*通信作者：劉紅英（1962—），女，教授，博士，研究方向為水產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：liu066000@sina.com