解萬(wàn)翠,王英文,楊錫洪,莫星優(yōu),紀(jì)之?huà)桑?青島科技大學(xué)化工學(xué)院,山東 青島 6604;.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東 湛江 54088;.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院,山東 青島 6604)
羧甲基殼聚糖復(fù)配對(duì)蝦保水保鮮劑的研制
解萬(wàn)翠1,2,王英文1,楊錫洪2,3,莫星優(yōu)2,紀(jì)之?huà)?
(1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院,山東 青島 266042;2.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院,廣東 湛江 524088;3.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院,山東 青島 266042)
南美白對(duì)蝦易發(fā)生蝦頭黑變、腐敗變質(zhì),凍藏過(guò)程中脫水造成干耗,困擾著水產(chǎn)加工業(yè)。從抑制蝦頭黑變、抑菌、保水3方面篩選出植酸鈉、Nisin以及魔芋寡糖等天然配料,再與具有抑菌、保水、成膜作用的羧甲基殼聚糖進(jìn)行復(fù)配,開(kāi)發(fā)復(fù)合對(duì)蝦保水保鮮劑。結(jié)果表明,將0.3% 羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉、0.3%魔芋寡糖配制的保鮮保水劑可將對(duì)蝦貨架期延長(zhǎng)3~4 d,降低凍藏180 d的對(duì)蝦干耗50%。天然對(duì)蝦保鮮保水劑具有無(wú)硫無(wú)磷、安全、高效等優(yōu)點(diǎn),對(duì)保障水產(chǎn)品安全、提高對(duì)蝦品質(zhì),具有重要意義。
南美白對(duì)蝦;羧甲基殼聚糖;保鮮;保水
解萬(wàn)翠,王英文,楊錫洪,等. 羧甲基殼聚糖復(fù)配對(duì)蝦保水保鮮劑的研制[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,43(8):119-123.
南美白對(duì)蝦(Penaeus vanname)是目前世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類(lèi)之一,對(duì)蝦體大殼薄,肉質(zhì)鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的水產(chǎn)品[1]。對(duì)蝦在捕獲后很快死亡,加工不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致對(duì)蝦黑變、腐敗變質(zhì),降低感官品質(zhì)及食用鮮度,冷凍保藏的蝦產(chǎn)品由于干耗,造成損失[2-3]。
為減緩蝦頭黑變,抑制腐敗微生物的繁殖,已建立了低溫保鮮法、化學(xué)保鮮法、氣調(diào)保鮮法、生物保鮮法,以及保鮮方法的集成技術(shù)[4-6]。其中,基于關(guān)注水產(chǎn)品安全的大環(huán)境,生物保鮮技術(shù)是研究的焦點(diǎn),目前主要有茶多酚、植酸、乳酸鏈球菌素和溶菌酶等[7]。而保水劑多采用磷酸鹽,天然成分如海藻酸鈉、海藻糖等因成本較高,應(yīng)用較少,但隨著國(guó)外對(duì)出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的提高,含磷保水劑也不能使用[8]。在冷凍對(duì)蝦產(chǎn)品的加工中,水產(chǎn)企業(yè)往往分別購(gòu)買(mǎi)對(duì)蝦保鮮劑和保水劑,分兩次工序處理原料,既浪費(fèi),又繁瑣。依據(jù)蝦頭黑變機(jī)理[9],及微生物繁殖特點(diǎn),篩選保鮮劑配料[10],再選擇強(qiáng)吸水性的魔芋多糖,酶解為寡糖,提高了溶解性,作為吸水劑配料[11-12]。
本研究對(duì)保鮮和保水的主要試劑通過(guò)篩選,復(fù)配成對(duì)蝦保鮮保水劑,既使用方便,又綠色天然,保障了水產(chǎn)品的安全,具有較好的實(shí)用意義。
1.1試驗(yàn)材料
南美白對(duì)蝦:規(guī)格為40只/500 g,購(gòu)于湛江市東風(fēng)市場(chǎng);羧甲基殼聚糖,廣東湛江欽晟有限公司;魔芋寡糖,實(shí)驗(yàn)室酶解制備[6];海藻糖,分析純,廣州化學(xué)試劑廠;海藻酸鈉,分析純,天津北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開(kāi)發(fā)公司;乳酸鏈球菌素(Nisin),浙江銀象生物工程有限公司;其他試劑,分析純,上海國(guó)藥集團(tuán)。
主要儀器:超凈工作臺(tái),VS-1300-U,蘇靜集團(tuán)泰安公司;電子天平,UX420H,日本SHIMADZU;電熱干燥培養(yǎng)箱,HG303-4A,南京實(shí)驗(yàn)儀器廠。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1對(duì)蝦預(yù)處理 將選購(gòu)的南美白對(duì)蝦打氧?;钸\(yùn)回,經(jīng)加冰猝死,清洗去雜物,剔除破損的對(duì)蝦,隨機(jī)分組備用。
1.2.2單因素試驗(yàn)篩選保鮮保水劑配料 (1)防黑變:分別配制異抗壞血酸鈉、植酸鈉和茶多酚溶液各0.2%,以蒸餾水為對(duì)照,將對(duì)蝦浸泡30 min后4℃保存,每隔1 d觀察其黑變程度。
(2)保鮮劑:配制葡萄糖酸內(nèi)脂、溶菌酶、Nisin溶液各0.1%,以蒸餾水為對(duì)照,將對(duì)蝦浸泡30 min后4℃保存3 d,檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)。
(3)保水劑:配制魔芋寡糖、魔芋多糖、海藻酸鈉、海藻糖各1.5%,以蒸餾水為對(duì)照,將對(duì)蝦分別浸泡30 min,撈出瀝干,測(cè)定浸泡增重率。將浸泡的對(duì)蝦放入包裝袋,排氣封口,于-20℃凍藏7 d,取出后室溫下解凍2 h,測(cè)解凍損失率。將解凍對(duì)蝦100℃蒸2 min,瀝干水分后測(cè)定蒸煮損失率。
1.2.3正交試驗(yàn)優(yōu)化羧甲基殼聚糖、植酸鈉、Nisin和魔芋寡糖復(fù)合配方 根據(jù)抑制黑變、抑菌、保水的單因素試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)Nisin、植酸鈉、魔芋寡糖、羧甲基殼聚糖進(jìn)行復(fù)配,進(jìn)行四因素三水平優(yōu)化試驗(yàn)。
按照表1 配制保水保鮮劑,4℃下浸泡30 min,瀝干稱(chēng)重,于-20℃冰箱中保存,7、180 d后檢測(cè)保水指標(biāo)。
1.2.4優(yōu)化配方與市售保鮮劑、保水劑對(duì)比試驗(yàn) 根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,進(jìn)行復(fù)配的保水保鮮劑(復(fù)配優(yōu)化處理)與市售保鮮劑和保水劑(對(duì)照,主要配方為膠氫乙酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸鏈球菌素)的驗(yàn)證對(duì)比實(shí)驗(yàn),以蒸餾水為空白對(duì)照。每隔2 d檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮,凍藏180 d檢測(cè)保水指標(biāo)。
表1 L9(34)正交因素水平設(shè)計(jì)
1.2.5測(cè)定項(xiàng)目及方法 (1)細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定,按GB/T 4789.2-2008有氧平板菌落計(jì)數(shù)(APC)法測(cè)定細(xì)菌總數(shù)執(zhí)行。(2)揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定,按GB/T 5009.44-2003微量定氮法測(cè)量揮發(fā)性鹽基氮的含量執(zhí)行。(3)保水指標(biāo)的測(cè)定:
2.1單因素試驗(yàn)
2.1.1幾種配料的黑變抑制效果 抑制黑變?cè)咸幚韺?duì)蝦后4℃保存,對(duì)蝦黑變結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,茶多酚和植酸鈉都起到了防黑變作用,4℃下保存2 d,空白對(duì)照明顯黑變,植酸鈉處理3 d仍有光澤,故選植酸鈉進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)。
表2 黑變抑制處理后對(duì)蝦的變化
2.1.2抑菌配料的篩選 4℃下放置3 d的細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,溶菌酶、葡萄糖酸內(nèi)脂、Nisin都有抑菌作用,Nisin效果最顯著。Nisin抑制革蘭氏陽(yáng)性菌,特別是細(xì)菌芽孢,與羧甲基殼聚糖形成很好的互補(bǔ)作用,故選用Nisin作為抑菌劑進(jìn)行復(fù)配。
表3 抑菌處理后對(duì)蝦中細(xì)菌總數(shù)(CFU/g)
2.1.3保水配料篩選 不同保水劑處理對(duì)蝦后的保水指標(biāo)見(jiàn)圖1。由圖1可知,浸泡增重率主要受試劑溶解性的影響,溶解性相近時(shí),多糖增重率大于寡糖;解凍損失率受試劑溶解性和滲透性影響,多糖大于寡糖;蒸煮損失率受試劑溶解性和吸水性影響,寡糖大于多糖。魔芋寡糖由于具有良好的溶解性、滲透性和吸水性,增重速度快,且阻礙對(duì)蝦體內(nèi)水分流失,在凍藏和蒸煮過(guò)程中也保持了更多的水分,選擇作為復(fù)配原料之一。
圖1 保水劑處理后的保水指標(biāo)
2.2保鮮保水劑配方優(yōu)化
以細(xì)菌總數(shù)和解凍損失率為指標(biāo),正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)極差可知,保鮮效果C>A>D>B,最佳配方A3B3C3D1,保水效果D>A>C>B,確定最佳配方A3B1C3D3??紤]到Nisin成本,復(fù)配保鮮保水劑的綜合效果,最終選擇配方A3B2C2D2,并按照優(yōu)化最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
2.3優(yōu)化配方處理后指標(biāo)變化
2.3.1細(xì)菌總數(shù)變化 細(xì)菌菌落總數(shù)是水產(chǎn)食品衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)重要一項(xiàng),也是南美白對(duì)蝦貨架期的一項(xiàng)重要指標(biāo)。當(dāng)lg(CFU/g) ≤5,為一級(jí)鮮度,lg(CFU/g)≤6,為二級(jí)鮮度。將復(fù)合保鮮保水劑處理的對(duì)蝦,在4℃下保藏,與對(duì)照和空白對(duì)照隨天數(shù)細(xì)菌總數(shù)的變化見(jiàn)圖2。由圖2可知,處理后8 d復(fù)合保鮮保水劑處理和對(duì)照仍為二級(jí)鮮度,而空白對(duì)照處理后4 d達(dá)到6.05,即不能食用。
圖2 復(fù)合保鮮保水劑處理后細(xì)菌總數(shù)變化
2.3.2TVB-N變化 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是富含蛋白質(zhì)食品的腐敗變質(zhì)指標(biāo),蛋白質(zhì)在微生物作用下分解產(chǎn)生氨及低級(jí)胺類(lèi)物質(zhì)。當(dāng)對(duì)蝦的TVB-N≦20 mg/100g,為一級(jí)鮮度,TVB-N≦30 mg/100g,為二級(jí)鮮度。復(fù)合保鮮保水劑處理對(duì)蝦后揮發(fā)性鹽基氮含量變化見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn),空白對(duì)照處理后4 d已超過(guò)了二級(jí)鮮度,不能食用。復(fù)配優(yōu)化組和對(duì)照處理后8 d才達(dá)到二級(jí)鮮度,具有更長(zhǎng)的貨架期。
圖3 復(fù)合保鮮保水劑處理后對(duì)蝦揮發(fā)性鹽基氮含量變化
圖4 冷凍6個(gè)月的保水指標(biāo)變化
2.3.3處理后180 d保水指標(biāo)變化 浸泡對(duì)蝦后的浸泡增重率,和冷凍180 d后測(cè)定的解凍損失率和蒸煮損失率見(jiàn)圖4。由圖4可知,經(jīng)復(fù)合保鮮保水劑處理后的對(duì)蝦,提高了對(duì)蝦的浸泡增重率,冷凍保藏6個(gè)月后,解凍損失率維持在4%以下,蒸煮的損失最少。降低了冷凍對(duì)蝦的干耗,很好地保證了對(duì)蝦在蒸煮烹飪后的口感和風(fēng)味。
通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),篩選出植酸鈉作為抗蝦頭黑變的配料,Nisin作為抑菌成分,魔芋寡糖作為保水劑主配料。與羧甲基殼聚糖復(fù)配,開(kāi)發(fā)對(duì)蝦保鮮保水劑。并經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化,確定了0.3%羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉和0.3%魔芋寡糖的復(fù)合保鮮保水劑的最佳配方。
將對(duì)蝦保鮮保水劑與空白和市場(chǎng)產(chǎn)品對(duì)比,處理的對(duì)蝦在4℃條件下7 d仍在二級(jí)鮮度上,將南美白對(duì)蝦貨架期延長(zhǎng)了3~4 d,有效的減緩了對(duì)蝦黑變。處理的對(duì)蝦在冷凍保藏180 d后,比空白對(duì)照降低干耗50%以上,保證了對(duì)蝦蒸煮后的口感及風(fēng)味。
新保鮮保水劑各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于市面上購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品,但不含硫、磷等有害成分,為廣大消費(fèi)者提供了綠色、安全水產(chǎn)品,也為將來(lái)水產(chǎn)品保鮮劑、保水劑的開(kāi)發(fā)提供了新思路。
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(責(zé)任編輯 白雪娜)
Development of complex fresh-keeping and water-holding agent for Penaeus vannamei by carboxymethyl chitosan
XIE Wan-cui1,2,WANG Ying-wen1,YANG Xi-hong2,3,MO Xing-you2,JI Zhi-jiao3
(1.College of Chemical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266042,China;2 .College of Food Science and Technology,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China 3 .College of Chemistry and Molecular Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266042 ,China;)
Penaeus vannamei is susceptible to blach change,microbial contamination,drying lose during storage,puzzling aquatic product industry. Sodium phytate,nisin and konjak oligosaccharide,as natural ingredients were selected from test of inhibition shrimp head dark,anti-bacteria and water-holding. Then complex formula of water and fresh-keeping for shrimp was developed for preparation with carboxymethyl chitosan,which had better water and fresh-keeping capacity. The results showed that the shelf life of shrimp could prolong for 3-4 days,and drying loss could be reduced by 50% after 6 months frozen storage,with regeant of 0.3% carboxymethyl chitosan,0.05% nisin,0.3% sodium phytate and 0.3% konjak oligosaccharide. Natural biological water and fresh-keeping agent without sulfur and phosphorus,was safe,efficient,had a larger space for development and prospects in current to food quality requirements.
Penaeus vannamei;carboxymethyl chitosan;fresh-keeping;water-holding
TS254.9
A
1004-874X(2016)08-0119-05
2016-02-15
湛江市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013A05006)
解萬(wàn)翠(1969-),女,博士,教授,E-mail:xiewancui@163.com
楊錫洪(1963-),男,博士,教授,E-mail:yangxihong63@163.com