周楓,靳羽慧,馬夢(mèng)婷,曹蒙,李建芳*
(1.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院食品學(xué)院,河南信陽(yáng) 464000)
(2.河南省大別山特色食物資源綜合利用工程技術(shù)研究中心,河南信陽(yáng) 464000)
植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)是革蘭氏陽(yáng)性厭氧菌,屬于乳酸桿菌屬,在自然界廣泛分布,是常見(jiàn)的乳酸菌。它可代謝產(chǎn)生有機(jī)酸、細(xì)菌素、雙乙酰等物質(zhì),對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖有抑制作用,如,Beatriz 等[1]用乳酸菌培養(yǎng)物對(duì)鱈魚(yú)進(jìn)行處理,0~2 ℃條件下,貯藏14 d,發(fā)現(xiàn)處理組的菌落總數(shù)低于對(duì)照組,可以有效地抑制單增李斯特氏菌的存在。還可減少膽固醇含量以及亞硝酸鹽的濃度等。An 等[2]發(fā)現(xiàn)新型細(xì)菌素(M1-UVs300)可以從植物乳桿菌中分離得到,且它具有廣譜抗菌活性和較好的耐熱性。另外,植物乳桿菌能耐受胃液到達(dá)腸道,對(duì)身體產(chǎn)生有益作用[3],也能對(duì)食品產(chǎn)生良好的保鮮效果,其安全性也能夠得到保障。
鳙魚(yú)是我國(guó)四大家魚(yú)之一,也是信陽(yáng)南灣湖的主要特產(chǎn)之一。它主要以浮游動(dòng)物、藻類為食[4]。鳙魚(yú)除水分含量外,粗蛋白質(zhì)的含量最高(高達(dá)17.90%),粗脂肪較低(只有0.12%)[5],是高蛋白質(zhì)的低脂優(yōu)質(zhì)食物。它還富含各種礦物質(zhì)、維生素和硒,硒被稱為抗癌元素,其含量高于其他池養(yǎng)鳙魚(yú),深受消費(fèi)者青睞。魚(yú)肉極易腐敗變質(zhì),腐敗微生物是引起魚(yú)肉變質(zhì)的主要原因。目前,國(guó)內(nèi)外用于魚(yú)類的保鮮技術(shù)主要有低溫保鮮、化學(xué)保鮮、生物保鮮、氣調(diào)保鮮、超高壓保鮮等[6]?;瘜W(xué)防腐劑應(yīng)用廣泛,但同時(shí)安全隱患較大。近年來(lái),生物保鮮越來(lái)越受研究者廣泛的關(guān)注。而植物乳桿菌是生物保鮮中的一類,是長(zhǎng)期應(yīng)用于發(fā)酵等食品生產(chǎn)過(guò)程的一種微生物,安全性也較高。大量研究已表明,其代謝產(chǎn)物具有一定的抑菌作用,如崔天琦等[7]用植物乳桿菌DL3 處理草魚(yú)魚(yú)片,結(jié)果表明其對(duì)銅綠假單胞菌和腐敗希瓦氏菌具有一定的抑制作用,4 ℃條件下,菌株DL3 處理組對(duì)保持草魚(yú)片的感官品質(zhì)有效;周艷等[8]探究了植物乳桿菌163 發(fā)酵上清液噴霧干燥產(chǎn)品對(duì)草魚(yú)肉的保鮮效果,結(jié)果表明,4%的植物乳桿菌163 發(fā)酵上清噴霧干燥產(chǎn)品處理組對(duì)草魚(yú)肉有很好保鮮效果,魚(yú)肉變質(zhì)較對(duì)照組延緩2 d;羅佩文等[9]研究植物乳桿菌SJ35 代謝產(chǎn)物的抑菌特性,結(jié)果表明,菌株SJ35 代謝產(chǎn)物具有較強(qiáng)的抗菌活性,在酸性條件下穩(wěn)定性好,對(duì)蛋白酶敏感,抗菌譜廣。
本研究主要分析植物乳桿菌對(duì)南灣鳙魚(yú)魚(yú)肉貯藏保鮮的效果。通過(guò)利用不同濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,測(cè)定其TVB-N、TBA、pH 及感官等指標(biāo),分析魚(yú)肉在貯藏期間各指標(biāo)的變化規(guī)律,來(lái)評(píng)價(jià)植物乳桿菌對(duì)南灣鳙魚(yú)肉貯藏品質(zhì)特性的影響,以期為南灣鳙魚(yú)的貯藏保鮮提供一定的參考依據(jù)。
南灣鳙魚(yú),市售;植物乳桿菌BNCC194165,北納生物科技有限公司;MRS 培養(yǎng)基,北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;PE 聚乙烯保鮮袋,無(wú)錫市優(yōu)能塑業(yè)有限公司;硼酸,天津市巴斯夫化工有限公司;濃鹽酸、濃硫酸,開(kāi)封市芳晶化學(xué)試劑有限公司;硫代巴比妥酸,鄭州派尼化學(xué)試劑廠;乙二胺四乙酸二鈉,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;三氯乙酸,上海試一試劑有限公司;1,1,3,3-四乙氧基丙烷,天津市隆美化工貿(mào)易有限公司;無(wú)水乙醇,開(kāi)封市鐵塔化學(xué)試劑有限公司;亞甲基藍(lán)、氧化鎂、甲基紅,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。
SPX-250BIII 生化培養(yǎng)箱:北京市中興偉業(yè)世紀(jì)儀器有限公司;LDZM-60KCS 立式壓力蒸汽滅菌器:上海申安醫(yī)療器械廠;pH-3C 雷磁pH 計(jì):海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;CP214 電子天平:奧豪斯儀器(上海)有限公司;ZHJH-C1112C 超凈工作臺(tái):上海智誠(chéng)分析儀器制造有限公司;A390 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):翱藝儀器(上海)有限公司;XH-DN0704 半微量法蒸餾裝置:上海昕滬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;HK-16E恒溫干燥箱:東莞市勤卓環(huán)境測(cè)試設(shè)備有限公司;BCD-521WDPW 海爾冰箱:青島海爾股份有限公司;G-080S 歌能超聲波清洗機(jī):深圳市歌能清洗設(shè)備有限公司。
1.3.1 植物乳桿菌菌懸液制備
參照植物乳酸桿菌轉(zhuǎn)接操作,具體步驟如下:在無(wú)菌條件下,將凍干管破裂,準(zhǔn)確移取0.5 mL 無(wú)菌水于凍干管中,待完全溶解后,吸收菌懸液(200 個(gè)/μL)置于MRS 培養(yǎng)基上并涂抹均勻,將培養(yǎng)皿置于37 ℃下,微氧,培養(yǎng)24~48 h。傳代培養(yǎng)一次,將其配置不同質(zhì)量濃度(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)的菌懸液,4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
稀釋液:0.9%無(wú)菌氯化鈉溶液、0.05%聚山梨酯80 的0.9%無(wú)菌氯化鈉溶液。
1.3.2 南灣鳙魚(yú)肉前處理
參照崔天琦等[7]的方法,并對(duì)其稍作修改。具體方法如下:將新鮮活魚(yú)敲擊致死,去鱗、除臟、去皮、去頭和尾部、切片(將魚(yú)背部肉切成約為10.0~12.0 g的魚(yú)肉片,每組約為9~10 片),每組稱取100 g 魚(yú)肉片。切片后立即用無(wú)菌水沖洗魚(yú)片后于無(wú)菌濾紙上瀝干待用。隨機(jī)將其分12 組,每組3 個(gè)平行。
將分組后的魚(yú)肉片于已滅菌的PE 保鮮袋中,分別用移液管準(zhǔn)確吸取10 mL 無(wú)菌水和不同濃度的植物乳桿菌菌懸液于PE 袋中,混勻,靜置30 min,隨后再將魚(yú)片取出放置于滅菌濾紙上瀝干3~5 min,最后,將瀝干后的南灣鳙魚(yú)肉裝入無(wú)菌PE 保鮮袋中,封口后置于常溫及4±1 ℃條件下貯藏9 d。每隔2 d 取出適量的南灣鳙魚(yú)肉樣品進(jìn)行TVB-N、TBA、pH、感官評(píng)價(jià)四大指標(biāo)的檢測(cè),每次每組作3 個(gè)平行。
1.3.3 植物乳桿菌對(duì)南灣鳙魚(yú)肉貯藏期間的理化指標(biāo)的測(cè)定
1.3.3.1 pH 值的測(cè)定
依照GB 5009.237-2016 用電子pH 計(jì)[10]進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3.2 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測(cè)定
依照GB 5009.228-2016 中半微量滴定法[11]進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3.3 硫代巴比妥酸(TBA)的測(cè)定
參照Z(yǔ)hu 等[12]的方法,并稍作修改,具體方法如下:稱取5.0 g南灣鳙魚(yú)肉用拍打均質(zhì)器拍碎于100 mL具塞三角瓶中,加入50 mL 質(zhì)量濃度7.5%的三氯乙酸,搖勻,50 ℃水浴鍋中水浴30 min,雙層濾紙過(guò)濾,用移液管準(zhǔn)確吸取5 mL 上清液于25 mL 比色管中。向比色管中注入5 mL 0.02 mol/L 的TBA 溶液,混勻,90 ℃水浴鍋中水浴30 min,冷卻至室溫。最后,取上層溶液于532 nm 處比色。TBA 含量以1 kg 肌肉樣品中所含丙二醛質(zhì)量(mg)表示。TBA 計(jì)算見(jiàn)公式(1)。
式中:
F——硫代巴比妥酸(TBA)含量,mg/kg;
A532——上清液在532 nm 下的吸光度值;
m——魚(yú)肉樣品質(zhì)量;
9.24——由樣品稀釋和摩爾消光系數(shù)得到的常數(shù)。
1.3.4 感官評(píng)價(jià)的測(cè)定
由10 位經(jīng)驗(yàn)豐富的評(píng)價(jià)員對(duì)南灣鳙魚(yú)魚(yú)肉進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[8,13,14]。采用10 分量分表對(duì)南灣鳙魚(yú)肉顏色、氣味和質(zhì)地進(jìn)行評(píng)分,最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 分,最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 分,最低可接受分?jǐn)?shù)為5 分。根據(jù)評(píng)估小組成員對(duì)指標(biāo)的敏感性,確定各項(xiàng)權(quán)重:氣味:0.4;質(zhì)地:0.3;色澤:0.3。具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
表1 南灣鳙魚(yú)肉的感官指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Scoring criteria for sensory evaluation of bighead fish from Nanwan
采用Excel 和SPSS Statistics 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,使用Oringin 9.0 軟件進(jìn)行繪圖,所有實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3 次重復(fù)。
揮發(fā)性鹽基氮(Total Volatile Basic Nitrogen,TVB-N)是動(dòng)物性食品蛋白質(zhì)在酶和細(xì)菌的作用下被分解產(chǎn)生氨、胺類等一類堿性物質(zhì)。此類物質(zhì)具有一定揮發(fā)性,TVB-N 值越高,表明氨基酸的破壞越大,尤其是酪氨酸和蛋氨酸,動(dòng)物性食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受到很大影響[13]。因此,揮發(fā)性鹽基氮是判斷動(dòng)物性食品新鮮度的重要指標(biāo)之一,根據(jù)GB 2733-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品》[15]中對(duì)鳙魚(yú)等淡水魚(yú)鮮度等級(jí)規(guī)定,一般TVB-N 值不超過(guò)20 mg/100 g,大于此值時(shí),可判斷動(dòng)物性食品品質(zhì)超出可接受范圍。
本試驗(yàn)通過(guò)采用不同濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,分析其在不同溫度貯藏期間TVB-N的變化,見(jiàn)圖1。
由圖1 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),南灣鳙魚(yú)肉TVB-N 值呈上升趨勢(shì)。4 ℃條件下,1~5 d 的不同菌懸液濃度處理組TVB-N 值增長(zhǎng)緩慢且伴有輕微波動(dòng),這可能與內(nèi)源性酶的活動(dòng)有關(guān),TVB-N 值增加的主要原因是腺嘌呤核苷酸的脫氨作用,此時(shí)魚(yú)肉中的微生物處于抑制或緩慢生長(zhǎng)的狀態(tài)[14]。貯藏5 d 后,TVB-N值呈迅速上升趨勢(shì),相比于對(duì)照組,處理組TVB-N值顯著降低(p<0.05),這表明,植物乳桿菌可在一定程度上抑制魚(yú)肉蛋白質(zhì)的分解。當(dāng)貯藏第7 d 時(shí),對(duì)照組TVB-N 值為29.40 mg/100 g(>20 mg/100 g),表明此時(shí)對(duì)照組魚(yú)肉已超出可接受范圍。當(dāng)魚(yú)肉貯藏9 d 時(shí),菌懸液處理組TVB-N 值在42.00~56.00 mg/100 g之間,其中,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%處理的魚(yú)肉TVB-N值為42.00 mg/100 g,顯著低于其他組(p<0.05)。
圖1 貯藏期間不同濃度菌懸液對(duì)南灣鳙魚(yú)肉TVB-N 的影響Fig.1 Effect of bacteria suspension with different concentration on TVB-N of Nanwan bighead fish during storage
常溫貯藏條件下,1~3 d 內(nèi)各組TVB-N 值增長(zhǎng)緩慢,其中處理組第3 天時(shí)還在揮發(fā)性鹽基氮安全使用范圍內(nèi),而對(duì)照組在第3 天已達(dá)到20.53 mg/100 g(>20 mg/100 g),表明此時(shí)對(duì)照組魚(yú)肉已超出可接受范圍。此外,不同濃度處理組中菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%時(shí)TVB-N 值最低(p<0.05),較其他組增長(zhǎng)速率緩慢,減緩了貯藏期間鳙魚(yú)肉TVB-N 的產(chǎn)生。結(jié)果表明,不同濃度植物乳桿菌菌懸液能有效抑制魚(yú)片中揮發(fā)性鹽基氮的產(chǎn)生,同時(shí),4 ℃和常溫條件下,處理組較對(duì)照組均能延遲2 d 超出國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)值。
揮發(fā)性鹽基氮的產(chǎn)生部分是由魚(yú)肉中的細(xì)菌所致,植物乳桿菌菌懸液能夠顯著抑制魚(yú)肉中微生物的生長(zhǎng),從而減少由細(xì)菌作用的堿性物質(zhì)的產(chǎn)生[8]。在常溫和4 ℃條件下,相同處理方式下4 ℃魚(yú)肉能夠儲(chǔ)存7 d 組TVB-N 值仍在安全范圍內(nèi),而常溫條件下只能儲(chǔ)存3 d,第5 天時(shí)TVB-N 值超出可接受范圍,因此,4 ℃條件儲(chǔ)存溫度更有利于抑制魚(yú)肉中內(nèi)源酶活性的作用和減弱了蛋白質(zhì)被內(nèi)源酶的分解。
TBA 是用于評(píng)價(jià)肉類及水產(chǎn)品的氧化酸敗的程度的指標(biāo)之一,其值越大,表明魚(yú)肉腐敗越嚴(yán)重。大量研究指出,當(dāng)TBA 含量達(dá)到2 mg/kg 時(shí),魚(yú)肉會(huì)產(chǎn)生令人厭惡的氣味[14]。本試驗(yàn)通過(guò)采用不同濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,分析其在不同溫度貯藏期間TBA 的變化,見(jiàn)圖2。
圖2 貯藏期間不同濃度菌懸液對(duì)南灣鳙魚(yú)肉TBA 的影響Fig.2 Effects of bacteria suspension with different concentration on TBA of Nanwan bighead fish during storage
由圖2 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),南灣鳙魚(yú)肉TBA 值的先上升后下降,這是由于肉類產(chǎn)品在溫度低的貯藏過(guò)程中,其羰基含量漸漸上升,但隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng),羰基含量或許會(huì)下降,這可能是羰基化合物繼續(xù)反應(yīng),如醛基被氧化成羧酸,或生成醇醛縮合化合物,或與鄰近的氨基通過(guò)共價(jià)鍵形成希夫堿等[4]。
4 ℃條件下,貯藏5 d 后,菌懸液處理組TBA 值顯著低于對(duì)照組(p<0.05)。處理組TBA 值在貯藏期間均未超過(guò)2 mg/kg,其中處理組菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%在貯藏第7 天時(shí)TBA 值最高為0.17 mg/kg,而對(duì)照組在貯藏第7 天時(shí)TBA 值為0.33 mg/kg。常溫貯藏條件下,5 d 之后,處理組TBA 值顯著低于對(duì)照組(p<0.05)。處理組TBA 值在貯藏期間均未超過(guò)2 mg/kg。其中,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組在貯藏第5 天時(shí)TBA 值為0.11 mg/kg,未超過(guò)國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn),而對(duì)照組在貯藏第5 天時(shí)TBA 值為0.22 mg/kg。總體來(lái)看,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%與其他處理組相比TBA 值顯著降低(p<0.05),可更好地保持南灣鳙魚(yú)肉的貯藏期間的品質(zhì),表明該處理可有效減緩南灣鳙魚(yú)肉的脂肪氧化酸敗。
據(jù)研究表明,pH 值減少的主要原因是魚(yú)體猝死后糖原和ATP 分解產(chǎn)生乳酸和磷酸,而貯藏期間pH 值上升主要是由于魚(yú)體中的內(nèi)源酶和微生物產(chǎn)生的外源酶分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性胺類[16]。本試驗(yàn)通過(guò)采用不同濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,分析其在不同溫度貯藏期間pH 值的變化,結(jié)果見(jiàn)圖3。
圖3 貯藏期間不同濃度菌懸液處理對(duì)南灣鳙魚(yú)肉pH 的影響Fig.3 Effect of different concentration bacterial suspension treatment on pH of Nanwan bighead fish during storage
由圖3a 可知,在4 ℃條件下,pH 值有升有降,pH 值降低的主要原因是魚(yú)體猝死后糖原和ATP 分解產(chǎn)生乳酸和磷酸,第5 天時(shí)pH 值最低;而在魚(yú)肉繼續(xù)貯藏后,pH 值呈上升趨勢(shì),其主要原因是魚(yú)體中的內(nèi)源酶和微生物產(chǎn)生的外源酶分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性胺類。從圖5 可以看出,貯藏5 d 后處理組較對(duì)照組上升速率較小,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組與其他組相比上升趨勢(shì)較為緩慢。
由圖3b 可知,常溫條件下,pH 值呈上升趨勢(shì),其主要是由于魚(yú)體中的內(nèi)源酶和微生物產(chǎn)生的外源酶分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性胺類。其中,在貯藏期間,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組第9天的pH值為7.67。而對(duì)照組第9 天的pH 值為7.86,其中,菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組與其他組相比上升趨勢(shì)較為緩慢。綜合表明,植物乳桿菌菌懸液能有效減緩南灣鳙魚(yú)肉貯藏過(guò)程品質(zhì)劣變,尤其是植物乳桿菌菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組。
感官評(píng)價(jià)是判定食品新鮮度的指標(biāo)之一。本試驗(yàn)通過(guò)采用不同濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,分析其在不同溫度貯藏期間感官評(píng)價(jià)的變化,結(jié)果見(jiàn)圖4。
圖4 貯藏期間不同濃度菌懸液處理對(duì)南灣鳙魚(yú)肉感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of different concentration bacteria suspension treatment on the sensory score of Nanwan bighead fish during storage
由圖4 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),南灣鳙魚(yú)肉感官評(píng)價(jià)呈下降趨勢(shì)。4 ℃貯藏條件下,魚(yú)肉處理組感官評(píng)價(jià)顯著高于對(duì)照組(p<0.05),均未低于最低可接受范圍(5 分),而對(duì)照組在第9 天時(shí)感官評(píng)價(jià)是3.60分已低于可接受范圍。菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%時(shí)感官評(píng)分最高(p<0.05),隨著貯藏期增加,評(píng)分下降趨勢(shì)較小,可更好地保持南灣鳙魚(yú)肉的貯藏期間的感官品質(zhì)。
常溫貯藏條件下,魚(yú)肉處理組感官評(píng)價(jià)顯著高于對(duì)照組相(p<0.05)。處理組菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%在第7 天時(shí)感官評(píng)價(jià)6.30,對(duì)照組在第7 天時(shí)感官評(píng)價(jià)2.60 分低于最低可接受范圍(5 分)。此時(shí),菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%與其他處理組相比評(píng)分最高且下降較為緩慢(p<0.05),可更好地保持貯藏期間南灣鳙魚(yú)肉的品質(zhì)。綜合表明,植物乳桿菌菌懸液處理組能有效延緩南灣鳙魚(yú)貯藏期間品質(zhì)的劣變,其中菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%的處理組貯藏效果最好。
本試驗(yàn)通過(guò)利用不同菌懸液濃度的植物乳桿菌菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,分析其在不同貯藏條件下,TVB-N 值、硫代巴比妥酸(TBA)、pH 值及感官四個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律。結(jié)果顯示,不同濃度菌懸液處理的南灣鳙魚(yú)肉(與對(duì)照組相比),在貯藏期間TBA、TVB-N、pH 值上升速率均有所減緩,肉質(zhì)感官評(píng)價(jià)總體較好。當(dāng)4 ℃下植物乳桿菌菌懸液質(zhì)量比濃度為0.8%時(shí),貯藏期間南灣鳙魚(yú)肉的品質(zhì)最好,貯藏期7 d后魚(yú)肉的TVB-N 為29.40 mg/100 g,TBA 為0.17 mg/kg,pH 值為6.54,魚(yú)肉變質(zhì)時(shí)間較對(duì)照組整體可延緩2 d。這表明植物乳桿菌(BNCC194165)菌懸液處理南灣鳙魚(yú)肉,可延緩魚(yú)肉變質(zhì),具有一定的保鮮效果,可以作為一種綠色生物保鮮劑應(yīng)用于南灣鳙魚(yú)肉貯藏保鮮。