徐 楚,王錫昌,*,馬 壯,盧 峰,張 龍,巴特爾達(dá)賴

(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)(2.新疆賽湖漁業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限公司,新疆博州 833400)

高白鮭(Coregonuspeled)廣泛分布于北緯50°以北的淡水水域[1],攝食浮游動(dòng)物,且養(yǎng)殖成本低,是一種良好的大水面養(yǎng)殖品種[2]。高白鮭肌肉中富含必需氨基酸、多不飽和脂肪酸以及其他營(yíng)養(yǎng)素[3],營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。然而,正是由于高白鮭脂肪含量豐富,導(dǎo)致其出水后易離刺[4],在捕撈到銷售過(guò)程中極易因微生物污染和組織酶作用而發(fā)生腐敗變質(zhì),從而嚴(yán)重影響其新鮮度,降低其利用價(jià)值。因此,為了有效防止高白鮭貯藏品質(zhì)及鮮度下降,合理有效的保鮮成為其貯藏運(yùn)輸過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),具有重要的研究意義。

近些年來(lái),由于化學(xué)保鮮導(dǎo)致的安全性問(wèn)題日益突出,生物保鮮技術(shù)逐漸引起人們的重視[5]。生物保鮮技術(shù)因其具有天然、安全和方便等優(yōu)點(diǎn),已成為水產(chǎn)品貯藏保鮮的研究熱點(diǎn)[6],目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究將生物保鮮劑與超高壓等新型保鮮技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),不僅有效延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期,而且還開(kāi)辟新的研究方向,具有廣闊的市場(chǎng)前景[5,7]。常用的生物保鮮劑包括茶多酚、殼聚糖和溶菌酶,將它們復(fù)配使用可發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)最佳保鮮作用。張群利等[8]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)殼聚糖、茶多酚和溶菌酶組成的復(fù)合保鮮劑處理后pH和TVB-N值均低于對(duì)照組,且貨架期延長(zhǎng)7～9 d。藍(lán)蔚青等[9]研究殼聚糖結(jié)合茶多酚、溶菌酶復(fù)配保鮮劑使帶魚(yú)貨架期延長(zhǎng)至13～15 d。

目前生物保鮮技術(shù)對(duì)于生鮮魚(yú)類貯藏保鮮的研究較多,但在高白鮭保鮮加工中的應(yīng)用還未有報(bào)道。本文將生物保鮮劑應(yīng)用于高白鮭的貯藏保鮮,采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn),將茶多酚、殼聚糖和溶菌酶復(fù)合使用,通過(guò)分析K值和菌落總數(shù)的變化,確定保鮮效果最佳的復(fù)合保鮮劑,以期為高白鮭保鮮加工和物流運(yùn)輸提供理論支持和參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高白鮭 采集12尾作為實(shí)驗(yàn)材料,平均體重(650.9±34.2) g,體長(zhǎng)(37.5±1.3) cm,冰藏條件下運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，新疆賽湖漁業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限公司;茶多酚 食品級(jí),菌落總數(shù)<100 cfu/g,純度≥99.8%,上海藍(lán)季科技有限公司;殼聚糖 食品級(jí),脫乙酰度≥90.0%,上海藍(lán)季科技有限公司;溶菌酶 食品級(jí),活力≥20000 U·mg-1,上海源葉生物科技有限公司;氫氧化鉀、營(yíng)養(yǎng)瓊脂、高氯酸、2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸 均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司;ATP、ADP、AMP、IMP、HxR、Hx標(biāo)準(zhǔn)品 純度≥99%,Sigma-aldrich公司。

FOSS Kjeltec8400型全自動(dòng)凱氏定氮儀 丹麥FOSS中國(guó)上海有限公司;TA.XT Plus型物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro System公司;Waters e2695型高效液相色譜儀 美國(guó)Waters公司;UV-2300型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 紫柯儀器(上海)有限公司;Avanti J-26xP型冷凍離心機(jī) 貝克曼庫(kù)爾特商貿(mào)(中國(guó))有限公司;SG8型精密pH計(jì) 梅特勒-托多利儀器(上海)有限公司;SPX-250BS-II型生化培養(yǎng)箱 上海予騰生物科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理 取冰鮮高白鮭樣品,去除頭、尾、內(nèi)臟,清水洗凈后切成2～3 cm厚的魚(yú)片,然后將魚(yú)片分別在不同濃度配比的保鮮溶液中浸漬1～2 min,取出瀝干,用自封袋分裝,置于0 ℃溫度下進(jìn)行貯藏。

1.2.2 復(fù)合保鮮劑正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)GB 2760-2014食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)食品中添加劑的規(guī)定[10],3種保鮮劑在水產(chǎn)品中最高許可用量為:茶多酚0.3 g/kg,殼聚糖6.0 g/kg,溶菌酶0.5 g/kg。由實(shí)驗(yàn)前分別探究單一生物保鮮劑對(duì)高白鮭魚(yú)片的分析結(jié)果可知,茶多酚濃度為0.2 g/kg,殼聚糖濃度為4.0 g/kg,溶菌酶濃度為0.5 g/kg保鮮效果較好,因此本實(shí)驗(yàn)采用茶多酚、殼聚糖和溶菌酶的取值水平分別為0.1～0.3、3.0～5.0、0.3～0.5 g/kg,選取L9(34)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合保鮮劑配方。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)的因素和水平表Table 1 Factors and levels used in orthogonal experiment

1.2.3 復(fù)合保鮮劑保鮮效果測(cè)定 通過(guò)上述正交實(shí)驗(yàn)挑選出最佳復(fù)合保鮮劑,將其作為研究保鮮溶液。將魚(yú)片分為兩組,分別浸漬于保鮮溶液和蒸餾水(對(duì)照組)中,每次浸泡20 s,重復(fù)操作3次,取出瀝干后分裝,置于0 ℃冰鮮條件下貯藏6 d。每隔1 d取樣測(cè)定其感官品質(zhì)、色差、質(zhì)構(gòu)、K值、TBA值、pH以及菌落總數(shù)等鮮度指標(biāo)。

1.2.4 鮮度指標(biāo)檢測(cè)方法

1.2.4.1 感官評(píng)價(jià) 由6名感官評(píng)價(jià)員對(duì)色澤、氣味、肌肉彈性和組織形態(tài)評(píng)分。其中,色澤、氣味、肌肉彈性和組織形態(tài)權(quán)重分別為0.3,0.2,0.2,0.3,以加權(quán)平均數(shù)作為感官評(píng)分值。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 高白鮭感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of Coregonus peled

1.2.4.2 色差測(cè)定 用色差計(jì)測(cè)定魚(yú)片表面的色澤狀態(tài),測(cè)定時(shí)直接讀取色差計(jì)上L*值、a*值和b*值。其中,L*為明度,L*值越小表明亮度越小;a*為紅度,a*>0表示紅色程度,a*<0表示綠色程度;b*為黃度,b*>0表示黃色程度,b*<0表示藍(lán)色程度[11]。

1.2.4.3 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 采用TA-XTplus物性分析儀對(duì)魚(yú)片進(jìn)行質(zhì)地多面分析(TPA)。TPA測(cè)定參數(shù)包括硬度、彈性和咀嚼性,可通過(guò)相應(yīng)軟件分析得出,其中硬度表示第1次壓縮時(shí)最大峰值,彈性用第二次壓縮與第一次壓縮的高度比值表示,而咀嚼性是硬度、凝聚性和彈性等綜合作用的結(jié)果[12]。實(shí)驗(yàn)所用探頭為P/5,測(cè)試速率1.0 mm/s,壓縮程度50%,2次壓縮時(shí)間間隔5 s,數(shù)據(jù)采集速率200.00 pps。

1.2.4.4 K值測(cè)定 K值測(cè)定參考Ryder[13]方法并修改。稱量樣品5 g,加20 mL 10%高氯酸(PCA)溶液,均質(zhì)后于4 ℃、8000 r/min離心15 min,加5% PCA溶液提取3次,用KOH調(diào)節(jié)pH至5.8,用1% PCA溶液(pH=5.8)定容,過(guò)0.22 μm水相濾膜,經(jīng)HPLC檢測(cè)。

HPLC參數(shù):色譜柱:島津ODS-3 C18柱(5 μm,4.6 mm×250 mm);流動(dòng)相:A為0.02 mol/L K2HPO4和KH2PO4(1∶1),用磷酸調(diào)節(jié)pH至5.8,B為純甲醇溶液;檢驗(yàn)波長(zhǎng)254 nm;流速1.0 mL/min;柱溫30 ℃;進(jìn)樣量10 μL。梯度洗脫程序:0～8 min,緩沖液為100%流動(dòng)相A;8～10 min,流動(dòng)相B線性增加到3%;10～15 min,流動(dòng)相B線性增加到6%;15～23 min,流動(dòng)相B線性增加到15%;23～28 min,流動(dòng)相B線性增加到30%;28～30 min,流動(dòng)相A恢復(fù)為100%,平衡5 min后進(jìn)下一個(gè)樣品[14]。

1.2.4.5 TBA值測(cè)定 參考Salih等[15]方法并有所修改。取5 g樣品,加25 mL 20%三氯乙酸(TCA),均質(zhì),8000 r/min離心15 min后過(guò)濾,定容50 mL,取5 mL上清液,加0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液5 mL,80 ℃水浴20 min,選取紫外分光光度計(jì)在532 nm測(cè)出吸光度(A)。根據(jù)以下公式計(jì)算TBA值。

TBA值=A×7.8 mg/100 g

1.2.4.6 pH測(cè)定 參考Arashisar等[16]測(cè)定方法并修改。取5 g樣品,加入45 mL蒸餾水后均質(zhì),過(guò)濾,取精密pH計(jì)測(cè)出濾液pH。

1.2.4.7 菌落總數(shù)測(cè)定 菌落總數(shù)按GB 4789.2-2016方法測(cè)定[17]。稱量25 g樣品加入225 mL無(wú)菌生理鹽水,均質(zhì)后制成1∶10的樣品勻液,并依次進(jìn)行10倍遞增稀釋處理,最終從1∶100和1∶1000稀釋溶液中取1 mL涂布在培養(yǎng)基表面,36 ℃培養(yǎng)(48±2) h。每個(gè)稀釋梯度至少做2個(gè)平行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量三次,數(shù)據(jù)用SPSS 21.0和Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,p>0.05表示差異不顯著,p<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合保鮮劑正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以L9(34)正交實(shí)驗(yàn)研究茶多酚、殼聚糖和溶菌酶的最佳復(fù)合比例,正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。根據(jù)表3中極差R能夠看出,各因素影響的主次順序:K值為B>C>A,菌落總數(shù)為C>B>A。最優(yōu)水平組合:K值為A1B2C2保鮮作用最優(yōu),達(dá)最小值24.81%;菌落總數(shù)為A2B2C3抑菌效果最佳,達(dá)最低值4.32 lg(cfu/g),而C因素對(duì)菌落總數(shù)影響顯著,A因素影響都不顯著,因此選擇A1B2C3為最佳復(fù)合保鮮劑比例,即茶多酚濃度為0.1 g/kg,殼聚糖濃度為4.0 g/kg,溶菌酶濃度為0.5 g/kg。

表3 復(fù)合保鮮劑處理第6 d正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 The results of orthogonal experiment for the treatment of complex preservatives at the sixth day

2.2 復(fù)合保鮮劑對(duì)高白鮭魚(yú)片的保鮮效果

2.2.1 感官品質(zhì)的變化 感官是評(píng)價(jià)魚(yú)類品質(zhì)變化最直觀的參數(shù)[18]。從圖1能夠得出,整個(gè)冰藏時(shí)期,高白鮭魚(yú)片感官評(píng)分值均隨時(shí)間增加而持續(xù)降低。對(duì)照組感官評(píng)分值降低程度最明顯,保藏1 d后就與保鮮劑組存在顯著差異(p<0.05),保藏終點(diǎn)時(shí)對(duì)照組感官評(píng)分值達(dá)6.91,此時(shí)感官品質(zhì)已明顯下降,而保鮮劑組感官評(píng)分值為7.94,魚(yú)片仍保持良好的色澤和組織狀態(tài),其感官品質(zhì)顯著優(yōu)于對(duì)照組(p<0.05),這與張璟晶等[19]研究復(fù)合保鮮劑處理?xiàng)l件下感官品質(zhì)的變化趨勢(shì)基本相符,說(shuō)明復(fù)合保鮮劑能夠顯著抑制感官品質(zhì)發(fā)生劣變,改善高白鮭魚(yú)片的感官特性,使其在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持良好貯藏品質(zhì)。

圖1 冰藏期間高白鮭魚(yú)片感官品質(zhì)的變化Fig.1 Changes in sensory quality of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.2 色差值的變化 色差值是指用色差計(jì)對(duì)樣品顏色的偏差情況進(jìn)行分析[20]。高白鮭魚(yú)片亮度值、紅度值以及黃度值的變化見(jiàn)表4。從表4能夠得出,整個(gè)冰藏時(shí)期,高白鮭亮度值、紅度值和黃度值均出現(xiàn)持續(xù)減小的變化情況,這與Erikson等[21]研究貯藏期間大西洋鮭魚(yú)色澤的測(cè)定結(jié)果相似。對(duì)照組色差值降低程度較明顯,而保鮮劑組變化相對(duì)緩慢,且貯藏期間L*值、a*值和b*值均顯著高于對(duì)照組(p<0.05),這可能是由于殼聚糖具有良好的成膜特性,能夠阻止魚(yú)肉與空氣接觸,從而抑制其氧化褐變[22]。因此,復(fù)合保鮮劑能有效控制色差值的改變,保證魚(yú)片固有色澤,實(shí)現(xiàn)最佳保鮮作用。

表4 冰藏期間高白鮭魚(yú)片亮度值(L*)、紅度值(a*)、黃度值(b*)的變化Table 4 Changes in L*,a*,b* value of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.3 質(zhì)構(gòu)特性的變化 魚(yú)類死后體質(zhì)會(huì)出現(xiàn)僵直、軟化等變化,因此通過(guò)質(zhì)構(gòu)參數(shù)反應(yīng)貯藏時(shí)期肉質(zhì)變化[23]。本文TBA測(cè)定參數(shù)包括硬度、彈性以及咀嚼性,它們直接影響生鮮魚(yú)片的優(yōu)良口感,且數(shù)值越大說(shuō)明魚(yú)肉質(zhì)地越好。從表5能夠明顯得出,高白鮭硬度、彈性以及咀嚼性均隨時(shí)間增加而持續(xù)降低,該結(jié)果與陳濤等[24]研究0 ℃貯藏條件下質(zhì)構(gòu)特性的變化趨勢(shì)基本相同。對(duì)照組質(zhì)構(gòu)特性降低速率較快,貯藏1 d后兩者之間就出現(xiàn)顯著性差異(p<0.05),而保鮮劑組下降緩慢,由此可以說(shuō)明復(fù)合保鮮劑能夠抑制高白鮭質(zhì)構(gòu)特性的改變,維持魚(yú)片良好的食用口感。

表5 冰藏期間高白鮭魚(yú)片硬度、彈性、咀嚼性的變化Table 5 Changes in hardness,springiness,chewiness of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.4 K值的變化 K值是用ATP分解產(chǎn)物含量表現(xiàn)魚(yú)類新鮮程度變化的關(guān)鍵參數(shù)[25]。K值小于20%為一級(jí)鮮度,其品質(zhì)屬于生鮮魚(yú)片優(yōu)良級(jí)別,因此認(rèn)為是生食終點(diǎn)的判斷依據(jù)[25]。從圖2能夠看到,對(duì)照組K值增長(zhǎng)速率較快,保藏到第2 d為20.82%,超過(guò)一級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn),已不可食用。而保鮮劑組保藏3 d僅19.42%,仍屬于一級(jí)鮮度,在第4 d達(dá)21.13%,才超過(guò)生食鮮度要求,且貯藏期間K值變化速率均顯著低于對(duì)照組(p<0.05),這與陳曉眠等[26]研究保鮮劑對(duì)K值變化的影響結(jié)果相似。說(shuō)明經(jīng)茶多酚、殼聚糖以及溶菌酶復(fù)配得到的復(fù)合保鮮劑能夠有效抑制ATP降解,延緩K值的增長(zhǎng),維持高白鮭魚(yú)片良好的鮮度品質(zhì),顯著增加保鮮時(shí)間(p<0.05)。

圖2 冰藏期間高白鮭魚(yú)片K值的變化Fig.2 Changes in K value of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.5 TBA值的變化 TBA值是用于判定生鮮魚(yú)類脂肪氧化水平的關(guān)鍵參數(shù)[27]。高白鮭肌肉中脂肪含量較高,且多為不飽和脂肪酸,在冰藏期間極易發(fā)生氧化變質(zhì),導(dǎo)致其鮮度下降。從圖3可以看出,高白鮭TBA值均隨時(shí)間增加而持續(xù)升高。對(duì)照組TBA值增長(zhǎng)速度最快,由最初0.097 mg/100 g上升到第6 d的0.431 mg/100 g,且保藏1 d就與對(duì)照組之間存在顯著差異(p<0.05),該結(jié)論與黎柳等[28]研究保鮮劑冰處理?xiàng)l件下TBA值的變化趨勢(shì)基本相符。這可能是由于茶多酚和殼聚糖能夠有效抑制不飽和脂肪酸的氧化降解,減緩TBA值的增加,且殼聚糖和溶菌酶對(duì)微生物繁殖有較強(qiáng)的抑制作用,從而延長(zhǎng)高白鮭魚(yú)片的保鮮期限,達(dá)到長(zhǎng)期保鮮的目的。

圖3 冰藏期間高白鮭魚(yú)片TBA值的變化Fig.3 Changes in TBA value of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.6 pH的變化 冰藏期間高白鮭魚(yú)片pH的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4能夠得出,高白鮭pH均具有先降低再升高的變化情況。這是由于魚(yú)類死后呼吸停止導(dǎo)致體內(nèi)糖原和ATP降解,生成乳酸和磷酸等酸性成分,使得pH下降[29]。而隨著保藏時(shí)間增加,在微生物和酶的共同作用下,蛋白質(zhì)、多肽等降解生成堿性成分,pH又開(kāi)始升高[29]。此結(jié)果與丁婷等[30]分析三文魚(yú)片pH的變化趨勢(shì)相一致,均呈現(xiàn)V字型的規(guī)律性變化。對(duì)照組pH變化程度明顯,保藏到第3 d達(dá)最低值6.27,然后迅速升高。而保鮮劑組pH回升時(shí)間較晚且速率緩慢,這說(shuō)明復(fù)合保鮮劑能夠延緩高白鮭自身的自溶作用,保持優(yōu)良的新鮮度,實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)貯藏期限的作用。

圖4 冰藏期間高白鮭魚(yú)片pH的變化Fig.4 Changes in pH value of Coregonus peled fillets during iced storage

2.2.7 菌落總數(shù)的變化 微生物的侵染水平對(duì)于維持生鮮魚(yú)類新鮮度起關(guān)鍵作用[31]。根據(jù)GB/T 18108-2008國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[32],菌落總數(shù)≤4 lg(cfu/g)為一級(jí)鮮度。從圖5可以發(fā)現(xiàn),整個(gè)冰藏時(shí)期,高白鮭菌落總數(shù)均隨時(shí)間增加而持續(xù)升高。對(duì)照組菌落總數(shù)增長(zhǎng)程度最明顯,保藏到第2 d為4.02 lg(cfu/g),超過(guò)一級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn),而保鮮劑組上升緩慢,保藏4 d后菌落總數(shù)僅4.07 lg(cfu/g),才超過(guò)一級(jí)鮮度要求,且貯藏期間菌落總數(shù)的變化速率均顯著低于對(duì)照組(p<0.05),這與上述感官評(píng)價(jià)、K值以及TBA值的測(cè)定結(jié)果基本相符。這可能是由于茶多酚、殼聚糖和溶菌酶本身具有較強(qiáng)的抑菌殺菌作用[33],能夠有效控制微生物的增殖水平,防止細(xì)菌污染,達(dá)到良好的防腐保鮮效果。

圖5 冰藏期間高白鮭魚(yú)片菌落總數(shù)的變化Fig.5 Changes in aerobic plate count of Coregonus peled fillets during iced storage

3 結(jié)論

本文以生鮮高白鮭魚(yú)片為研究對(duì)象,采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn),探討茶多酚、殼聚糖和溶菌酶復(fù)合保鮮劑對(duì)高白鮭魚(yú)片品質(zhì)變化的影響。結(jié)果表明:最佳復(fù)合保鮮劑配方為:茶多酚濃度0.1 g/kg,殼聚糖濃度4.0 g/kg,溶菌酶濃度0.5 g/kg。高白鮭魚(yú)片經(jīng)最佳復(fù)合保鮮劑處理后,其感官品質(zhì)、色差和質(zhì)構(gòu)下降緩慢,且K值、TBA值以及菌落總數(shù)均顯著低于對(duì)照組(p<0.05)。以K值小于20%作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可知,對(duì)照組保藏2 d達(dá)生食終點(diǎn),而保鮮劑組將一級(jí)鮮度延長(zhǎng)至4 d,有效抑制微生物侵染,延緩腐敗變質(zhì),增加保鮮時(shí)間,為高白鮭保鮮加工和物流運(yùn)輸提供參考價(jià)值。

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