(長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州434025)
淡水魚(yú)肉質(zhì)細(xì)嫩、營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量比較穩(wěn)定、季節(jié)性容易掌握。但正是由于魚(yú)肉水分含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn),在貯藏過(guò)程中由于自身的生物化學(xué)變化與外界微生物的共同作用,會(huì)導(dǎo)致其迅速變質(zhì)[1]。因此必須加強(qiáng)淡水產(chǎn)品的先進(jìn)保鮮技術(shù)研究,在保證水產(chǎn)食品安全的前提下提高其質(zhì)量、延長(zhǎng)其貨價(jià)期。
目前,添加特定的防腐劑是抑制淡水魚(yú)腐敗變質(zhì)的常用方法。但食品中人造防腐劑對(duì)于人體健康的潛在危害會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受程度下降。隨著人類(lèi)對(duì)自身健康和環(huán)保問(wèn)題認(rèn)識(shí)的不斷提高,健康、綠色食品越來(lái)越受到歡迎,這使得天然防腐保鮮劑日益受到人們的青睞。殼聚糖是一類(lèi)天然高分子多糖類(lèi)物質(zhì),具有抗菌、抗氧化等生物活性[2-5],因此,殼聚糖作為一種天然食品防腐劑具有廣泛的應(yīng)用潛力。目前,殼聚糖已經(jīng)成功地應(yīng)用于某些食品的生產(chǎn)加工,包括果蔬、以及某些肉制品,但將殼聚糖應(yīng)用于淡水魚(yú)的保鮮尚未見(jiàn)報(bào)道。
本研究使用殼聚糖涂膜處理新鮮白鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)魚(yú)肉,利用其天然抗菌及抗氧化活性,通過(guò)對(duì)白鰱貯藏期相關(guān)的感官、生物化學(xué)及微生物分析,研究其作為一種天然防腐劑對(duì)于白鰱貯藏期品質(zhì)的影響,以為殼聚糖在改良淡水魚(yú)貨價(jià)期品質(zhì)方面的應(yīng)用提供相關(guān)的理論依據(jù)。
鮮活白鰱,購(gòu)于長(zhǎng)江大學(xué)西校區(qū)市場(chǎng)。
KQ5200E型超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn);PHS-3C型pH計(jì),上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);722型可見(jiàn)光分光光度計(jì),上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);SW-CJ-1F型超凈工作臺(tái),蘇州凈化設(shè)備工程有限公司生產(chǎn)。
商品殼聚糖(相對(duì)分子量為30萬(wàn),脫乙酰度為95%)購(gòu)于上海鼎國(guó)生物技術(shù)有限公司,其他試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,均為分析純。
(1)殼聚糖溶液的制備 將殼聚糖溶于1%的醋酸溶液中,殼聚糖的濃度為1%。
(2)樣品處理 鮮魚(yú)去頭尾、去鱗、去內(nèi)臟,洗凈后切塊備用。將魚(yú)塊浸入殼聚糖溶液中30min,魚(yú)塊質(zhì)量與溶液體積之比為1∶3。對(duì)照為清水中浸泡30min的魚(yú)塊。瀝干后樣品貯存于4℃下待測(cè)定。
(1)pH的測(cè)定 使用pH計(jì)直接測(cè)定樣品水溶液的pH:稱取10.00g切碎試樣,加蒸餾水至100ml,搖勻,浸漬30min后過(guò)濾或離心,取約50ml濾液于100ml燒杯中,用pH計(jì)測(cè)定pH[6]。
(2)揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)值的測(cè)定 樣品揮發(fā)性鹽基氮含量根據(jù)Goulas等[7]的方法測(cè)定。
(3)TBA值的測(cè)定 樣品TBA值根據(jù)Gomes等[8]的方法測(cè)定。
(4)菌落總數(shù)的檢驗(yàn) 樣品菌落總數(shù)的檢驗(yàn)根據(jù)GB/T 4789.2-2003[9]的方法進(jìn)行。
魚(yú)肉新鮮度感官評(píng)定實(shí)驗(yàn)參考?xì)W盟1995規(guī)定的方法[10]進(jìn)行。規(guī)定感官最高分值為9分,7~9分為感官一級(jí),5~7分為感官二級(jí)。以本專(zhuān)業(yè)6名學(xué)生作為評(píng)分成員,對(duì)魚(yú)肉的表皮、氣味以及肌肉組織狀態(tài)等方面進(jìn)行感官評(píng)定,最后給出各自的綜合評(píng)分值。
實(shí)驗(yàn)中所有分析重復(fù)2次,每次做3個(gè)平行測(cè)定。結(jié)果以平均值±SD表示。方差分析使用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)軟件。顯著性差異檢驗(yàn)采用LSD檢驗(yàn)法。以P<0.05表示具有顯著性差異。
未經(jīng)殼聚糖處理的對(duì)照樣品初始pH為6.78,處理后的樣品初始pH為6.45,殼聚糖處理降低了樣品的pH,由于殼聚糖溶液含有醋酸,從而改變了魚(yú)肉的pH(圖1)。樣品的pH在貯藏期間呈先下降后緩慢上升趨勢(shì),到第9d的時(shí)候,對(duì)照樣品的pH上升到6.98,而殼聚糖涂膜處理過(guò)的樣品pH仍然保持在6.51左右。
圖1 白鰱4℃貯藏過(guò)程中pH的變化
揮發(fā)性鹽基總氮(TVBN)是指動(dòng)物性食品在貯藏過(guò)程中,由于肌肉中的內(nèi)源酶和細(xì)菌的共同作用,使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類(lèi)等堿性含氮物質(zhì)[11]。樣品中揮發(fā)性鹽基總氮的初始含量分別為:對(duì)照 4.43mg/100g,處理樣品3.49mg/100g,處理后的樣品略低于對(duì)照(圖2)。在4℃下貯藏期間,對(duì)照樣品的TVBN值上升速度顯著快于處理樣品,到貯藏期第9d時(shí),對(duì)照樣品的TVBN值為26.47mg/100g,處理樣品為11.89mg/100g,對(duì)照樣品顯著高于處理樣品(P<0.05)。
圖2 白鰱4℃貯藏過(guò)程中TVBN值的變化
食品體系中不飽和脂肪酸氧化分解而產(chǎn)生丙二醛(MDA),水溶液中以烯醇型存在,酸性條件下隨水蒸氣蒸出與TBA試劑(硫代巴比妥酸)產(chǎn)生紅色化合物。TBA值被廣泛用于評(píng)價(jià)水產(chǎn)品脂肪氧化程度,屬于非常好的脂肪氧化判定指標(biāo)[12]。處理樣品開(kāi)始并未顯示更低的TBA值,對(duì)照樣品和處理樣品的TBA值分別為:0.219mg MDA/kg和0.214mg MDA/kg。經(jīng)過(guò)4℃貯藏9d后,對(duì)照樣品和處理樣品的TBA值分別上升到0.746mg MDA/kg和0.597mg MDA/kg(圖3)。處理樣品的TBA值顯著低于對(duì)照樣品(P<0.05)。
對(duì)照和處理樣品的初始菌落總數(shù)分別為3.27和3.31lgcfu(cfu為每克樣品中細(xì)菌數(shù)),在4℃下儲(chǔ)藏9d后,對(duì)照和處理樣品的菌落總數(shù)分別上升到6.62和4.47lgcfu(圖4)。對(duì)照樣品的菌落總數(shù)顯著高于經(jīng)殼聚糖涂膜處理過(guò)的樣品(P<0.05)。
圖3 白鰱4℃貯藏過(guò)程中TBA值的變化
在整個(gè)貯藏過(guò)程中,白鰱的新鮮度感官評(píng)分值逐漸下降。對(duì)照和處理樣品的初始感官評(píng)分都為9分,4℃下儲(chǔ)藏9d后,對(duì)照和處理樣品的感官評(píng)分分別下降到4.2和7.3分(圖5)。對(duì)照和處理樣品的感官分值出現(xiàn)了明顯差異,處理樣品的感官評(píng)分值明顯高于對(duì)照(P<0.05)。感官評(píng)分結(jié)果也與本試驗(yàn)中對(duì)魚(yú)肉貯藏期內(nèi)的生物化學(xué)測(cè)定結(jié)果一致,由于殼聚糖涂膜的處理抑制了貯藏期魚(yú)體微生物的生長(zhǎng)繁殖,從而保持了貨價(jià)期的感官品質(zhì)。
圖4 白鰱4℃貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的變化
圖5 白鰱4℃貯藏過(guò)程中感官評(píng)分值的變化
在貯藏過(guò)程中,腐敗菌產(chǎn)生的腐敗產(chǎn)物如氨、三甲胺等可能是導(dǎo)致樣品pH升高的主要原因[13]。經(jīng)過(guò)殼聚糖處理的樣品在貯藏期間的pH之所以沒(méi)有太大變化,可能是由于殼聚糖成份的存在抑制了腐敗微生物的生長(zhǎng)繁殖,從而減少了微生物代謝產(chǎn)生的胺類(lèi)化合物的生成。
TVBN值在食品貯藏期間會(huì)持續(xù)升高,這主要是由于腐敗微生物在食品中的生長(zhǎng)繁殖以及食品中內(nèi)源酶類(lèi)對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用所致。此類(lèi)酶的作用導(dǎo)致氨、二甲胺、三甲胺等含氮化合物的生成。這些化合物也導(dǎo)致水產(chǎn)品產(chǎn)生腐敗異味和有毒物質(zhì)。而且,不同魚(yú)體內(nèi)不一樣的TVBN含量取決于其體內(nèi)非蛋白氮含量的差異,這又由餌料、捕獲季節(jié)、魚(yú)體大小等環(huán)境因素決定。同時(shí),魚(yú)體肌肉內(nèi)微生物的活性也與其TVBN的生成直接相關(guān)[14],殼聚糖的處理顯然抑制了這種導(dǎo)致TVBN生成的微生物活性。
有研究表明,殼聚糖對(duì)脂質(zhì)氧化的抑制作用取決于殼聚糖的濃度和分子量大小[15]。殼聚糖在魚(yú)肉中的抗氧化活性可能來(lái)源于它的金屬離子螯合能力。魚(yú)肉中存在著一些種類(lèi)的鐵結(jié)合蛋白,在魚(yú)糜產(chǎn)品熱凝膠化及貯藏過(guò)程中,這些鐵結(jié)合蛋白中的鐵離子被釋放出來(lái),從而激發(fā)活性氧,導(dǎo)致脂質(zhì)氧化作用的發(fā)生。殼聚糖通過(guò)螯合脂質(zhì)氧化連鎖反應(yīng)中的亞鐵離子,消除其過(guò)氧化物活性或?qū)⑵滢D(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)鐵離子,從而抑制脂質(zhì)氧化過(guò)程[16]。
有研究表明,殼聚糖的抑菌效果主要取決于殼聚糖分子的分子量、濃度和脫乙酰度[17],高分子量的殼聚糖能夠吸附在革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁表面,形成一層高分子膜,阻止了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸,并且可以引起細(xì)菌細(xì)胞膜裂解導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)外泄,從而起到抑菌殺菌作用。
本研究結(jié)果表明,1%濃度的殼聚糖涂膜對(duì)于白鰱魚(yú)肉具有較好的防腐效果,能夠有效地保持魚(yú)肉的貨價(jià)期品質(zhì),且為純天然原料,能避免化學(xué)防腐劑對(duì)人體的潛在危害。
[1]Wu T,Mao L C.Application of chitosan to maintain the quality of kamaboko gels made from grass carp(Ctenopharyngodonidellus)during storage [J].Journal of Food Processing and Preservation.2009,33:218-230.
[2]Ben-Shalom N,Ardi R,Pinto R,et al.Controlling gray mould caused byBotytiscinereain cucumber plants by means of chitosan[J].Crop Protection,2003,22:285-290.
[3]Chung Y C,Wang H L,Chen Y M,et al.Effect of abiotic factors on the antibacterial activity of chitosan against waterborne pathogens[J].Bioresource Technology,2003,88:179-184.
[4]Lin H Y,Chou C C.Antioxidative activities of water-soluble disaccharide chitosan derivatives [J].Food Research International,2004,37:883-889.
[5]Kim K W,Thomas R L.Antioxidative activity of chitosans with varying molecular weights [J].Food Chemistry,2007,101:308-313.
[6]Association of Official Analytical Chemists International.Official methods of analysis [S].Maryland,USA:Gaithersburg,2005.
[7]Goulas A E,Kontominas M G.Effect of salting and smoking-method on the keeping quality of chub mackerel(Scomberjaponicus):biochemical and sensory attributes [J].Food Chemistry,2005,93:511-520.
[8]Gomes H A,Silva E N,Nascimento M R L,et al.Evaluation of the 2-thiobarbituric acid method for the measurement of lipid oxidation in mechanically deboned gamma irradiated chicken meat [J].Food Chemistry,2003,80:433-437.
[9]中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 4789.2-2003,食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)-菌落總數(shù)測(cè)定 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[10]European Union.Commission Decision 95/149/EC [J].Official Journal of European Communities,1995,97:84-87.
[11]Ruiz-Capillas C,Moral A.Sensory and biochemical aspects of quality of whole bigeye tuna(Thunnusobesus)during bulk storage in controlled atmospheres[J].Food Chemistry,2005,89:347-354.
[12]Chouliara I,Savvaidis I N,Panagiotakis N,et al.Preservation of salted,vacuum-packaged,refrigerated sea bream(Sparusaurata)fillets by irradiation:microbiological,chemical and sensory attributes [J].Food Microbiology,2004,21:351-359.
[13]Masniyom P,Benjakul S,Visessanguan W.Shelf-life extension of refrigerated seabass slices under modified atmosphere packaging[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2002,82:873-880.
[14]Kyrana V R,Lougovois V P,Valsamis D S.Assessment of shelf-life of maricultured gilthead sea bream(Sparusaurata)stored in ice [J].International Journal of Food Science and Technology,1997,32:339-347.
[15]Shahidi F,Kamil J,Jeon Y J,et al.Antioxidant role of chitosan in a cooked cod(Gadusmorhua)model system [J].Journal of Food Lipids,2002,9:57-64.
[16]Peng C,Wang Y,Tang Y.Synthesis of crosslinked chitosan-crown ethers and evaluation of these products as adsorbents for metal ions [J].Journal of Applied Polmer Science,1998,70:501-506.
[17]No K H,Park N Y,Lee S H,et al.Antibacterial activity of chitosans and chitosan oligomers with different molecular weights [J].International Journal of Food Microbiology,2002,74:65-72.