ε-聚賴氨酸、殼聚糖及植酸對南美白對蝦的保鮮作用

侯偉峰，謝 晶*

(上海海洋大學食品學院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306)

ε-聚賴氨酸、殼聚糖及植酸對南美白對蝦的保鮮作用

侯偉峰，謝 晶*

(上海海洋大學食品學院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306)

為延長南美白對蝦的貨架期，選取ε-聚賴氨酸、殼聚糖及植酸對南美白對蝦進行處理，并對各組蝦體感官、pH值、揮發(fā)性鹽基氮、菌落總數(shù)和三甲胺指標的測定。結(jié)果表明：在(4±1)℃的貯藏環(huán)境下，與不添加保鮮劑組相比，ε-聚賴氨酸、殼聚糖及植酸平均能明顯延長南美白對蝦貨架期2～4d。質(zhì)量分數(shù)0.08%的植酸溶液能夠較好地保持蝦體的感官品質(zhì)，而ε-聚賴氨酸在減緩蝦體菌落總數(shù)和三甲胺含量方面具有較好的效果。關(guān)鍵詞：南美白對蝦；生物保鮮劑；保鮮；貨架期

南美白對蝦(Penaeus vanmamei)原產(chǎn)于南美太平洋沿岸的水域，自20世紀90年代初開始在我國引進養(yǎng)殖以來，養(yǎng)殖產(chǎn)量不斷增加，在 2004年我國便已達到35萬t，成為養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的國家[1]。但由于南美白對蝦在捕獲、運輸、加工及貯藏過程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)，特別是在其死亡后因氧化而發(fā)生的黑變，極大地影響了其商品價值，造成了較大的資源浪費。因此南美白對蝦保鮮并延長其貯藏時間，滿足人們對其高鮮度和安全性的需求成為亟待解決的問題。

南美白對蝦常見的保鮮技術(shù)有低溫、氣調(diào)、生物保鮮劑等技術(shù)[2]，而生物保鮮技術(shù)因其具有較強的抑菌性及較高的安全性，并且在使用過程中不會改變食品原有的風味和品質(zhì)等特點，越來越多地在南美白對蝦保鮮上[3-4]得到應用。在常見的生物保鮮劑中，ε-聚賴氨酸是一種具有高抑菌能力的微生物類食品防腐劑，并且能產(chǎn)生人體所必需的賴氨酸[5]；殼聚糖是一種涂膜保鮮劑，具有較強的抑菌性，同時能預防蝦體因氧化而產(chǎn)生的黑變；植酸是一種抗氧化保鮮劑，不僅可以通過高度絡合金屬離子的特性[6]達到護色功能，同時還具有抑菌性。

為了延長南美白對蝦貨架期，本實驗通過在南美白對蝦中分別添加ε-聚賴氨酸、殼聚糖和植酸生物保鮮劑，結(jié)合感官及細菌總數(shù)等指標的評定，優(yōu)化選擇各保鮮劑的不同功能，期望能夠為南美白對蝦的保鮮及生物保鮮劑的優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮活南美白對蝦 市購；聚乙烯(PE)加厚保鮮袋(25cm ×17cm，厚度0.3mm) 上海豪亞塑料制品有限公司。

1.2 儀器與設備

Kjeltec2300凱氏定氮儀 瑞士Foss公司；PB-10精密數(shù)顯酸度計 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；UV-3000 PC型紫外-可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；YXQ-LS-30SH全自動立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；潔凈工作臺 蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱、電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司。

ε-聚賴氨酸(食品級) 浙江銀象生物工程有限公司；植酸(50%高純度植酸溶液，食品級) 浙江桐鄉(xiāng)鑫洋食品添加劑有限公司；平板計數(shù)瓊脂 北京陸橋技術(shù)有限責任公司；硼酸、輕質(zhì)氧化鎂、甲基紅、溴甲酚綠、無水乙醇、甲苯、碳酸鈉等(均為AR級)、殼聚糖(食品級，脫乙酰度＞85%) 國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

采集生長狀態(tài)良好的南美白對蝦，?；钸\回，剔除死亡、肢體殘缺、變色等異常個體，用自來水沖洗，放入碎冰水中猝死。并隨機分6組，編號分別為CK、A1、A2、A3、A4、A5，其中CK為對照組，A1～A5組分別浸泡在不同的保鮮劑溶液中，浸泡時間為3min，然后取出室溫下1min內(nèi)瀝干(必要時用超凈風吹干)，立刻裝入無菌保鮮袋，于(4±1)℃冰箱內(nèi)貯藏14d。對照組(CK)用無菌蒸餾水代替保鮮劑溶液浸泡，其他同上。

1.3.2 保鮮劑溶液的配制及分組

根據(jù)前期研究[8]，認為添加0.1%的ε-聚賴氨酸具有較好的保鮮效果。參照趙海鵬等[8]的研究，殼聚糖的添加量為1.5%時，能夠較強地抑制南美白對蝦腐敗變質(zhì)及黑變。GB 2760—2007《食品添加劑衛(wèi)生標準》中未對植酸在蝦中的應用所需量做出規(guī)定，而根據(jù)GB 2760—1986《食品添加劑衛(wèi)生標準：增補品種》[9]中規(guī)定植酸適用于對蝦保鮮的參考用量為0.05%～0.1%。因此，在實際研究中，分組見表1。

表1 實驗組別Table 1 Preservative treatment groups

1.4 品質(zhì)指標及測定

將原料處理分組后，在(4±1)℃冰箱內(nèi)貯藏14d，隔天對其感官指標、pH值、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen，TVB-N)、細菌總數(shù)(total bacterial count，TBC)以及三甲胺(trimethylamine，TMA)等品質(zhì)指標進行測定，并分析不同處理組的差異。

1.4.1 感官檢驗

由6名感官評定人員組成感官評定小組，依據(jù)對蝦的衛(wèi)生標準[10]，對南美白對蝦從肌肉組織、體表色澤和氣味3方面進行綜合評分(評分標準見表2)，取其平均值，總分值在9分(極新鮮)和0分(完全腐敗)之間，6分以下表明樣品已不可食用。隔天評定一次，并對各組評定結(jié)果進行統(tǒng)計分析。

1.4.2 pH值的測定

將南美白對蝦剝殼并用組織搗碎機將蝦體肌肉搗碎的，取5g于錐形瓶中，加入45mL中性蒸餾水，靜置30min，過濾，用精密酸度計測定濾液的pH值[11]。

1.4.3 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定

使用自動凱氏定氮儀，應用半微量凱氏定氮原理[12-13]測定南美白對蝦TVB-N變化情況，結(jié)果以mgN/ 100g表示。

1.4.4 菌落總數(shù)的測定

按照GB/T 4789.2—2008《食品衛(wèi)生微生物學檢驗：菌落總數(shù)測定》規(guī)定傾注平板計數(shù)法進行[14]，每個稀釋度做3個平行。

1.4.5 三甲胺(TMA)的測定

TMA的測定采用苦味酸法[15-16]，但稍作修改，根據(jù)標準曲線，樣品三甲胺含量按如下公式計算：

式中：y為三甲胺含量/(μg/g)；A為吸光度。

表2 南美白對蝦感官評分標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of P vanmamei

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進行繪圖，利用SPSS17.0軟件進行實驗數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以“平均值±平均偏差”表示，利用t-檢驗進行組間分析，當P＜0.01時為極顯著差異，0.01＜P＜0.05時為顯著性差異，P＞0.05時差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 南美白對蝦感官品質(zhì)評定

隨著南美白對蝦貯藏時間的不斷延長，其感官品質(zhì)在不斷下降，主要表現(xiàn)在蝦的體表色澤、肉質(zhì)組織和氣味的不斷變化。由表3可知，各組感官評分均呈下降趨勢，其中對照組下降最為明顯，在第6天便已達到不可接受程度(＜6分)。而添加保鮮劑組在感官上均優(yōu)于對照組，特別是A2～A5組，其感官評分明顯高于對照組(P＜0.05)，這說明，殼聚糖和植酸相比于ε-聚賴氨酸能夠較好保持南美白對蝦較好的感官品質(zhì)，這與殼聚糖良好的成膜性和植酸的抗氧化性有一定的關(guān)系。但在A3～A5組中，感官評分整體差異不顯著，因此，在南美白對蝦中添加少量的植酸便可達到防黑變的作用，以保持較好的感官狀態(tài)。

2.2 南美白對蝦pH值的變化

圖1 不同生物保鮮劑處理下蝦的pH值的變化Fig.1 Kinetic changes of pH of shrimp treated with different natural preservatives

經(jīng)不同生物保鮮劑處理的南美白對蝦，在(4±1)℃條件貯藏過程中，pH值的變化情況如圖1所示。研究結(jié)果表明，pH值變化是由于肌體的生化反應和微生物的分解產(chǎn)物雙重作用引起的，能夠反應肉制品的品質(zhì)變化程度[17]。由圖1可知，在整個貯藏過程中，南美白對蝦的pH值呈先降后升的趨勢，這與Lopez-Caballero等[18]對動物性組織在貯藏過程中pH值的變化研究相似。Shamshad等[19]通過對墨吉對蝦的研究認為，對蝦的不可接受pH值為7.60。從圖1可以看出，對照組pH值在第4天已達到7.53，接近不可接受值，而其他各組整體優(yōu)于對照組，特別是A4、A5組，其pH值在第10天才達到7.60。由此可知，植酸在降低南美白對蝦pH值的變化上明顯優(yōu)于殼聚糖和ε-聚賴氨酸。

2.3 南美白對蝦揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的變化

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是動物性食品在腐敗過程中，由于細菌和霉菌的作用，使組織中蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及低級胺類等堿性含氮物質(zhì)。這些物質(zhì)表征了動物性食品的腐敗程度，因此可用TVB-N作為南美白對蝦的腐敗指標。根據(jù)浙江省地方標準DB 33/451—2003《海捕蝦質(zhì)量要求》規(guī)定[20]：海蝦一級、二級、三級鮮度的TVB-N 值上限分別為15、20、30mg/100g。當TVBN值超過規(guī)定的三級鮮度時，一般認為不可食用。

圖2 不同生物保鮮劑處理下蝦的揮發(fā)性鹽基氮的變化Fig.2 Kinetic changes of TVB-N of shrimp treated with different natural preservatives

由圖2可知，對照組TVB-N變化情況較為明顯，在貯藏的第6天便已接近二級鮮度指標，第7天超過規(guī)定的30mg/100g，達到不可食用的地步。而其他各組在第8天明顯小于對照組，數(shù)值最大的為A1組，僅為26.6485mg/100g，特別是A5組，其TVB-N值剛剛超過二級鮮度指標。因此，所用生物保鮮劑對于減緩南美白對蝦TVB-N的升高具有較好的作用，并且在可食用范圍之內(nèi)，添加保鮮劑組差異并不顯著。

表3 南美白對蝦感官評定結(jié)果(n＝6)Table 3 Sensory evaluation scores of P vanmamei(n＝6)

2.4 南美白對蝦菌落總數(shù)(TBC)的變化

菌落總數(shù)測定是用來判定食品被細菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量，它能直接反映食品是否符合衛(wèi)生要求，菌落總數(shù)的多少在一定程度上標志著食品衛(wèi)生質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，菌落總數(shù)也能直觀地反映南美白對蝦品質(zhì)變化情況。Al-Dagal[21]研究表明：蝦類的菌落數(shù)≤5.0 (lg(CFU/g))為一級鮮度；5.0～5.7(lg(CFU/g))為二級鮮度。當細菌總數(shù)超過二級鮮度時，通常認為蝦已腐敗不可食用，此時判定為貨架期的終點。

圖3 不同保鮮劑處理條件下蝦的菌落總數(shù)變化Fig.3 Kinetic changes of TBC of shrimp treated with different natural preservatives

由圖3可知，對照組菌落總數(shù)在第4天已達到5.18 (lg(CFU)/g)，在第8天為5.87(lg(CFU)/g)，分別超過了一級和二級鮮度指標。而其他各組達到一級鮮度指標的時間為第8天，整個貯藏過程菌落總數(shù)明顯低于對照組，甚至A1、A3和A4組在整個貯藏期間都未達到二級鮮度指標，但根據(jù)感官評定、pH及TVB-N指標，蝦體已經(jīng)不可食用，因此認為已經(jīng)腐敗。在蝦體菌落總數(shù)達到二級鮮度指標之前，A1組低于其他各組，而在A3、A4和A5組中，A4組的菌落總數(shù)較低，這說明ε-聚賴氨酸的抑菌功能優(yōu)于殼聚糖和植酸，而對于不同體積分數(shù)的植酸溶液，并不一定質(zhì)量分數(shù)越高保鮮效果越好，選擇適宜體積分數(shù)的植酸溶液對南美白對蝦的保鮮具有積極的作用。

2.5 南美白對蝦三甲胺(TMA)的變化

三甲胺((CH3)3N)是由氧化三甲胺((CH3)3NO)在細菌的作用下還原生成的，氧化三甲胺廣泛分布在豬肉、魚肉和蝦中，它具有特殊的鮮味。同時，生物體內(nèi)的卵磷脂經(jīng)微生物作用也分解產(chǎn)生三甲胺[22]，生成的三甲胺越多則說明豬肉和魚蝦的鮮度越差，是一種鮮度指標。圖4反映了不同保鮮劑處理下的蝦體三甲胺的變化情況，由圖4可知，隨著時間的延長，三甲胺的含量呈上升趨勢，在貯藏期的前4d上升趨勢較為平緩，并且各組差異并不明顯，這可能與蝦體仍處于新鮮狀態(tài)有關(guān)。從第4天開始，對照組三甲胺含量呈較快的上升趨勢，整體明顯高于保鮮劑組，這說明生物保鮮劑對減緩三甲胺的生成具有一定的作用。在保鮮劑組之間，通過感官、pH值及TVB-N和菌落總數(shù)的評定，在蝦體可接受時間之內(nèi)(不超過10d)，各組三甲胺含量的差異并不明顯(P＞0.05)，其中A1組整體水平較其他保鮮劑組低，也與ε-聚賴氨酸較強的抑菌能力有關(guān)。

圖4 不同保鮮劑處理下蝦的三甲胺的變化Fig.4 Kinetic changes of TMA of shrimp treated with different natural preservatives

3 結(jié) 論

在南美白對蝦中分別添加0.1%的ε-聚賴氨酸、1.5%殼聚糖及不同體積分數(shù)的植酸溶液，通過各組之間的比較研究。結(jié)果表明：與對照組相比，添加一定量的ε-聚賴氨酸、殼聚糖和植酸溶液均能在一定程度上改善南美白對蝦的保鮮效果，平均能夠延長其貨架期2～4d。在感官評定方面，添加植酸組明顯優(yōu)于其他各組，這可能與植酸較強的抗氧化能力有關(guān)，能夠減緩因多酚氧化酶的氧化而導致的黑變；而ε-聚賴氨酸對南美白對蝦菌落總數(shù)和三甲胺含量的影響較為明顯，這可能與ε-聚賴氨酸的抗菌譜廣和抑菌能力強的特點有關(guān)；殼聚糖較好的成膜性及抗菌能力對南美白對蝦黑變和腐敗的控制，也有一定的作用。通過對A3、A4和A5組各指標的綜合評比及成本核算，結(jié)果顯示在南美白對蝦中添加0.08%的植酸優(yōu)于其他兩組，這也說明了少量的生物保鮮劑便具有較好的保鮮效果。三種生物保鮮劑對南美白對蝦的保鮮效果各有所長，期望在以后的研究中能夠?qū)⑷邚团涫褂茫赃M一步完善南美白對蝦的保鮮效果，延長其貨架期。

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Preservation Effects of ε-Polylysine, Chitosan and Phytic Acid on Penaeus vannamei

HOU Wei-feng，XIE Jing*
(Shanghai Aquatic Products Processing and Storage EngineeringTechnology Research Center, College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

In order to understand their preservation effects of Penaeus vannamei, sensory characteristics, pH, total volatile basic nitrogen (TVB-N), total bacteria count (TBC) and trimethylamine (TMA) were measured on Penaeus vannamei treated with ε-polylysine, chitosan or phytic acid during cold storage at (4 ± 1) ℃. The results showed that the shelf life of Penaeus vannamei was prolonged averagely by 2－4 d due to treatment withε-polylysine, chitosan or phytic acid compared with control samples. The sensory quality could be maintained well due to treatment with 0.08% phytic acid solution. However, ε-polylysine was more effective in reducing the TBC and TMA of Penaeus vannamei.

Penaeus vannamei；natural preservative；preservation；shelf-life

TS254.4

A

1002-6630(2012)08-0308-05

2011-04-14

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2011BAD24B02)；上海市科委工程中心建設項目(11DZ2280300)；上海市教委重點學科資助項目(T1102)

侯偉峰(1986—)，男，碩士研究生，研究方向為食品保鮮。E-mail：houweifenghappy@163.com

*通信作者：謝晶(1968—)，女，教授，博士，研究方向食品冷鏈技術(shù)與裝備、食品保鮮。E-mail：jxie@shou.edu.cn