蔣 碩，楊福馨*，張 燕，施文瑾，汪雨婷

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

聚乙烯醇抗菌包裝薄膜對鳊魚冷藏保鮮效果的影響

蔣 碩，楊福馨*，張 燕，施文瑾，汪雨婷

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

以聚乙烯醇為基膜材料，分別加入2 g/100 mL殼聚糖季銨鹽、0.5 g/100 mL茶多酚、2.5 g/100 mL丙酸鈣、0.5 g/100 mL對羥基苯甲酸乙酯聯(lián)合1.5 g/100 mL丙酸鈣做為抗菌劑，制得的聚乙烯醇抗菌包裝薄膜，在冷藏（4±1） ℃條件下對鳊魚肉進行包裝保鮮。以持水率、pH值、白度、硫代巴比妥酸值、揮發(fā)性鹽基氮值、菌落總數(shù)、質(zhì)構(gòu)指標、感官評定對保鮮效果進行評價。結(jié)果表明：添加0.5 g/100 mL茶多酚和添加0.5 g/100 mL對羥基苯甲酸乙酯聯(lián)合1.5 g/100 mL丙酸鈣的聚乙烯醇抗菌保鮮薄膜對（4±1） ℃鳊魚具有最佳的保鮮效果。

聚乙烯醇；包裝薄膜；抗菌；鳊魚；保鮮

鳊魚即武昌魚，溫水性鯉科魚類，廣泛分布于長江水域的中下層水體，因其生長迅速、環(huán)境適應(yīng)性良好、產(chǎn)量高、市場需求量大，備受廣大養(yǎng)殖戶和消費者的青睞[1]。但鮮魚在存放過程中，會因為微生物、酶、氧化等因素發(fā)生不良生理變化，嚴重降低其食用價值和商品價值，縮短了貨架期[2]。目前，魚類保鮮的方法主要是低溫結(jié)合氣調(diào)保鮮、冰溫保鮮、保鮮劑浸漬保鮮等[3]，但氣調(diào)保鮮成本略高，冰溫保鮮受制于設(shè)備，保鮮劑浸漬有效期略短?？咕b薄膜保鮮，即將抗菌劑加入到聚合物中，得到具有抑制微生物增殖和殺滅菌類的新型包裝材料，可以有效抑制食品在貯藏和處理過程中存留于表面的細菌，從而延長食品的貨架期以及提高安全性。依靠包裝材料“柵欄”效應(yīng)，可使保鮮劑通過緩釋遷移至食物表面，提高保鮮劑作用時間，從而有效延長食品貯藏期[4]。近年來，對于肉類抗菌薄膜保鮮的研究已經(jīng)有了顯著的進展；呂飛等[5]研究了含有肉桂油和Nisin的海藻酸鈉抗菌薄膜于（4±1） ℃對黑魚肉的保鮮效果，結(jié)果表明，其顯著抑制魚肉的腐敗變質(zhì)，使其維持較低pH值、揮發(fā)性鹽基氮含量和脂肪氧化值，有效抑制了魚肉色澤變化。陳亮等[6]研究了殼聚糖-混合精油薄膜對生豬肉的保鮮效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冷藏1 周，混合精油薄膜處理的生豬肉總菌數(shù)最小為5.93（lg（CFU/g）），低于沒有薄膜包裹處理組的6.85（lg（CFU/g））。

聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）是一種可降解的環(huán)境友好型塑料材料，目前將其結(jié)合抗菌劑制成的魚肉保鮮包裝薄膜的研究文獻比較少。本實驗在前期預(yù)實驗基礎(chǔ)上，以聚乙烯醇為成膜母液，添加抗菌劑2 g/100 mL殼聚糖季銨鹽、0.5 g/100 mL茶多酚、2.5 g/100 mL丙酸鈣、2 g/100 mL丙酸鈣聯(lián)合0.5g/100mL對羥基苯甲酸乙酯制得抗菌包裝薄膜，于（4±1） ℃條件下包裝保鮮鳊魚，每隔1 d測定其持水率、pH值、白度、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、菌落總數(shù)、質(zhì)構(gòu)變化、感官評定等指標，從而研究聚乙烯醇抗菌包裝薄膜對鳊魚保鮮品質(zhì)的影響，為今后的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活健康鳊魚，購于上海浦東新區(qū)臨港新城古棕路農(nóng)工商超市，每尾質(zhì)量約250～300 g。

甘油、輕質(zhì)氧化鎂、甲基纖維素、硼酸、鹽酸、溴甲酚綠、甲基紅、硫代巴比妥酸、三氯乙酸（均為分析純），胰蛋白胨、酵母浸膏、葡萄糖、瓊脂（均為化學(xué)純） 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；PVA（聚合度1 799） 中國石化上海石油化工有限公司；季銨鹽殼聚糖（chitosan quaternary ammonium salt，HACC）（取代度≥90%） 南通綠神生物工程有限公司；茶多酚（tea polyphenols，TP）（純度≥98%） 鄭州景德化工產(chǎn)品有限公司；丙酸鈣（calcium propionate，CP）（純度99.3%） 姜堰市榮昌食品添加劑有限公司；對羥基苯甲酸乙酯（ethylparaben，EP） 浙江圣效化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UDK15型全自動凱氏定氮儀 意大利VELP公司；CR-400型彩色色差儀 日本Konica Minolta公司；雷磁PHS-3C pH計 上海精密科學(xué)儀器有限公司；HPX-9052MBE數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱 上海博訊醫(yī)療公司；TAXTplus 質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems公司；UV2100可見光分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司；T10basic Ultra-Turrax均質(zhì)機 德國IKA公司；JB 90-S電動攪拌水浴鍋 上海標本模型廠；ZDX-30KBS自動滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 聚乙烯醇抗菌包裝薄膜的制備

制備薄膜按照蔣碩等[7]的方法。按表1試驗方案進行分組，將制備好的薄膜裁剪并封制成7 cm×13 cm的包裝袋待用。

表1 配方試驗設(shè)計Table1 Experimental dessiiggnnss g/100 mL

1.3.2 樣本處理

鮮活鳊魚買回后，立即進行去鱗，剖殺，去內(nèi)臟，無菌水清洗，分切，稱質(zhì)量，裝袋（刀具與案板均用75%乙醇溶液消毒，整個過程于無菌環(huán)境下進行），后將所有樣品組置于（4±1） ℃的環(huán)境貯藏[8]。

1.3.3 持水率測定

參考?zogul等[9]方法。持水率按照式（1）計算。

式中：m1為原樣品質(zhì)量/g；m2為樣品排出水的質(zhì)量/g。

1.3.4 pH值的測定

將絞碎的魚肉10.00 g置于燒杯內(nèi)，加入煮沸后冷卻的蒸餾水至100 mL， 攪拌均勻后靜置30 min，使用pH計進行測定[10]。

1.3.5 白度的測定

參考Liu Dasong等[11]的方法，使用彩色色差儀測定鳊魚肉的L*、a*、b*值。白度按照式（2）計算。

1.3.6 TBA值測定

參考Kilincceker等[12]方法，TBA值按式（3）計算。

式中：A532nm為樣品在波長532 nm處的吸光度。

1.3.7 TVB-N值測定

參考Aubourg等[13]的方法，利用半微量凱氏定氮原理，使用凱氏定氮儀對鳊魚肉的TVB-N值進行測定。

1.3.8 菌落總數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗：菌落總數(shù)測定》[14]，對鳊魚肉貯藏中菌落總數(shù)變化進行測定。

1.3.9 質(zhì)構(gòu)測定

參考周然等[15]的方法，使用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀測定鳊魚質(zhì)構(gòu)，本研究選硬度、彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性這4 個與魚肉品質(zhì)關(guān)系大的質(zhì)構(gòu)指標結(jié)果來進行分析。

1.3.10 感官評定

參考黃曉春等[16]的方法，評分小組共6 位同學(xué)，以鳊魚肉的色澤、氣味、質(zhì)地、表皮等方面進行評價，并計分。其中最高為9 分，7～9 分為一級鮮度，4～7（不包括7） 分為二級鮮度，4 分以下為不新鮮肉。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各指標（除白度）重復(fù)測試3 次，白度（L*、a*、b*）重復(fù)測試10 次。用SPSS Statistics 20.0計算各指標數(shù)據(jù)，并進行鄧肯氏多重比較。利用Origin 8.0繪制各指標變化曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷藏過程中鳊魚肉持水率的變化

鳊魚肉中水分主要分為2種：分布于結(jié)締組織間游離狀態(tài)的自由水；與蛋白質(zhì)、糖類中羥基、氨基、羧基等結(jié)合的結(jié)合水[17]。魚肉在貯藏中會因微生物，酶等作用發(fā)生生理變化，導(dǎo)致水分的流失，因此通過持水率變化情況可有效反映魚肉在貯藏中水分與蛋白結(jié)合的狀態(tài)。

圖1 冷藏過程中鳊魚肉持水率的變化Fig.1 Changes in WHC of bream during cold storage

由圖1可以看出，鳊魚在貯藏過程中，魚肉的持水率呈不斷下降的趨勢，其中貯藏前4 d，各組持水率均下降平緩；4 d后，對照組（A）持水率下降速率加快，明顯高于其他組，其于第10天下降至87.7%，比同天E組持水率低6.5%。結(jié)果表明：添加抗菌劑后，魚肉肉體纖維破壞速率下降，其保持水分的能力得到提高。各實驗組持水率均優(yōu)于對照組，且效果依次為E＞D＞B＞C＞A。這說明CP＋EP兩種抗菌劑聯(lián)合起來，有效抑制了對魚肉肌纖維裂解作用的微生物的繁殖，周然[15]、Femandezl[18]等的研究均發(fā)現(xiàn)一些微生物可以分泌一種裂解肌纖維細胞的酶。單獨使用CP抗菌劑也有效抑制了魚肉纖維的破壞，第10天，HACC和TP對維持魚肉持水率效果要低于E組（P＜0.05）和D組（P＜0.05），這說明1.5 g/100 mL CP＋0.5 g/100 mL EP對魚肉持水率的維持效果最佳。

2.2 冷藏過程中鳊魚肉pH值的變化

鳊魚在宰殺后，會經(jīng)歷僵直和腐敗2個過程。僵直期內(nèi)pH值會持續(xù)下降，而到達腐敗期后又持續(xù)上升，這是因為僵直期內(nèi)，魚肉中糖原、ATP等物質(zhì)降解為乳酸和磷酸，導(dǎo)致其pH值下降，而進入自溶腐敗后，蛋白質(zhì)分解為含氮類物質(zhì)，又使pH值上升[19]。從圖2可以看出，除了C組外的其余組鳊魚肉在貯藏2 d內(nèi)pH值下降，處于僵直期，C組pH值則略有上升，這可能是茶多酚的抗氧化作用縮短了其僵直期，范文教等[20]的研究也證明了茶多酚能有效減弱鰱魚僵直期的不良變化。而在貯藏的后幾天，添加抗菌劑組pH值上升趨勢均小于對照組。在10 d時，效果最好的D組pH值為7.05；而對照組A則達到7.29，與B（7.06）、D（7.05）、E（7.09）組均呈現(xiàn)差異顯著（P＜0.05），而B、D、E組間無顯著性差異（P＞0.05）。結(jié)果表明：PVA薄膜中添加抗菌劑能有效減緩鳊魚pH值的變化，其中效果最好的為加入CP＋EP、HACC、CP這3 組抗菌成分，在第10天其pH值依次是對照組的0.972、0.968、0.967 倍。

圖2 冷藏過程中鳊魚肉pH值的變化Fig.2 Changes in pH value of bream during cold storage

2.3 冷藏過程中鳊魚肉白度的變化

商品肉的顏色本身對其風(fēng)味無明顯影響，但卻是影響消費者選擇的一個重要因素。在魚肉的貯藏過程中，往往因為脂肪氧化以及一些色素降解導(dǎo)致其顏色變化，白度通常用來反映這一變化程度[21]。

圖3 冷藏過程中鳊魚肉白度的變化Fig.3 Changes in whiteness of bream during cold storage

由圖3可以看出，魚肉的白度隨貯藏時間的延長而呈下降趨勢。其中，對照組下降趨勢略快于其他組，C組的趨勢下降最為緩慢，這可能是因為TP的抗氧化作用減緩了脂質(zhì)氧化帶來的顏色變化。在貯藏第8天，C組白度為52.5，與A（49.4）、B（49.9）、E（49.5）組差異顯著（P＜0.05），而達到10d時，各組間無顯著性差異（P＞0.05）。結(jié)果表明：6 d內(nèi)，添加TP的抗菌薄膜能有效延緩魚肉顏色變化；而當貯藏期到達10 d時，各組抗菌薄膜均基本喪失了對魚肉的護色作用（P＞0.05）。

2.4 冷藏過程中鳊魚肉TBA值的變化

脂類食品（例如水產(chǎn)品）中不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物丙二醛可以與TBA試劑反應(yīng)生成紅色化合物，并且在波長532 nm處有最大吸收峰[22]。因此，TBA值可以用來反映魚肉中脂肪氧化程度，并以此判斷其腐敗程度。

圖4 冷藏過程中鳊魚肉TBA值的變化Fig.4 Changes in TBA value of bream during cold storage

從圖4可以看出，鳊魚肉的TBA值隨時間的延長呈現(xiàn)增長狀態(tài)。添加抗菌劑的組TBA值均低于對照組A，這可能是因為添加抗菌劑后，減輕了因微生物釋放出的酶類作用導(dǎo)致的魚肉肌纖維細胞裂解[15′18]，從而加劇了其中脂肪的氧化；其中C組TBA值上升趨勢最為緩和，且始終低于其他組，這可能是因為TP的抗氧化作用抑制了鳊魚脂肪的腐敗氧化。第10天，C組TBA值僅為0.67mg/kg，低于對照組的0.89mg/kg，且差異顯著（P＜0.05）。結(jié)果表明：添加抗菌劑可以有效阻止鳊魚TBA值的上升，而同時具有抗氧化性的抗菌劑效果更佳。

2.5 冷藏過程中鳊魚肉TVB-N值的變化

貯藏中魚肉在內(nèi)源酶以及細菌的作用下，蛋白質(zhì)分解為胺類、氨以及含氮揮發(fā)性物質(zhì)和鹽基態(tài)氮，這類物質(zhì)總稱TVB-N。魚類的新鮮度與TVB-N的關(guān)系緊密，因此被廣泛作為評價魚類等水產(chǎn)品變質(zhì)腐敗程度的重要指標[23]。參考水產(chǎn)品新鮮度標準[24]：一級鮮度不大于15 mg/100 g，二級鮮度大不于20 mg/100 g，變質(zhì)肉大于20 mg/100 g。

圖5 冷藏過程中鳊魚肉TVB-N值的變化Fig.5 Changes in TVB-N value of bream during cold storage

由圖5可以看出，隨著貯藏時間的延長，鳊魚TVB-N值逐漸上升，表明其魚肉腐敗加劇，大量含氮揮發(fā)物釋放。在貯藏的前6 d，所有組TVB-N值均緩慢上升，其后A、B兩組上升趨勢加劇。在第8天，對照組A的值為30.4 mg/100 g，達到變質(zhì)肉標準。當貯藏達到10 d時，B、C、D組均超過20 mg/100 g，達到變質(zhì)標準，而效果最好的E組為18.90 mg/100 g，處于二級鮮肉的接受上限內(nèi)，且E組與A、B、C組差異顯著（P＜0.05）。結(jié)果表明，添加了抗菌劑的幾個實驗組上升趨勢均明顯低于對照組A，說明了其有效延長鳊魚貨架期的功能，其中E組效果最佳。

2.6 冷藏過程中鳊魚肉菌落總數(shù)的變化

圖6 冷藏過程中鳊魚肉菌落總數(shù)的變化Fig.6 Changes in total viable counts of bream during cold storage

水產(chǎn)品在保鮮中菌落總數(shù)的變化是衡量其品質(zhì)與腐敗程度的重要指標。由圖6可以看出，所有組的鳊魚肉片菌落總數(shù)隨著時間延長均呈現(xiàn)遞增趨勢。添加抗菌劑后的實驗組菌落總數(shù)要低于對照組A，這是因為抗菌劑在貯藏期間通過膜體與魚肉接觸緩釋進入其表面，達到了抑制微生物增長的效果。在前4 d，各組增長情況無顯著差異（P＞0.05），第6天，對照組A增長迅速，表明微生物增殖加速，魚肉腐敗加快。在貯藏第10天，效果最好的E、C、D組菌落總數(shù)分別為6.04、6.32、6.40（lg（CFU/g）），低于B組的7.08（lg（CFU/g））和A組的7.29（lg（CFU/g）），且差異極顯著（P＜0.01）。從圖6可以看出，菌落總體增長速率分別為A＞B＞C＞D＞E。這可能是因為不同抗菌劑組在保鮮中所發(fā)揮的抑菌效果差異所致。其中B組HACC通過水解出的直鏈聚陽離子達到抑制微生物生長的效果[25]，于貯藏期內(nèi)比對照組的菌落總數(shù)低（第10天，B組比A組低0.21（lg（CFU/g）），C組TP能特異性地凝固細菌蛋白、破壞細菌細胞膜結(jié)構(gòu)[26]，D組CP可以游離出丙酸對細菌細胞膜有破壞作用[27]，E組加入EP和CP起到聯(lián)合抗菌作用，效果均顯著優(yōu)于對照組和B組。第10天，E、C、D與A、B差異極顯著（P＜0.01），其中效果最好的為E組，且第10天，E組比D組低0.36（lg（CFU/g）），說明EP＋CP聯(lián)合使用比單獨使用CP發(fā)揮了更強的抑菌性。

2.7 冷藏過程中鳊魚肉質(zhì)構(gòu)指標的變化

圖7 冷藏過程中鳊魚肉硬度（a）、彈性（b）、回復(fù)性（cc）和內(nèi)聚性（d）的變化Fig.7 Changes in firmness springiness resilience and cohesiveness of bream during cold storage

魚在宰后貯藏中，肉體中肌肉纖維蛋白隨著自溶和微生物作用而不斷破壞降解，肉中水分流失，魚肉變軟，喪失彈性[28]。質(zhì)構(gòu)指標中，硬度、彈性、回復(fù)性以及內(nèi)聚性均可以反映魚肉品質(zhì)的變化。從圖7可以看出，鳊魚的硬度、彈性、回復(fù)性、內(nèi)聚性隨著貯藏時間的延長均呈現(xiàn)下降趨勢。在整個冷藏過程中，對照組A的上述質(zhì)構(gòu)指標均低于實驗組。在貯藏的第10天，A組的硬度、彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性數(shù)值分別比效果最好的E組低64 N、0.15、0.045、0.064且均差異顯著（P＜0.05）。結(jié)果說明，抗菌包裝能弱化貯藏中鳊魚質(zhì)構(gòu)指標的下降趨勢，能有效延緩魚肉因微生物腐敗等原因造成的品質(zhì)下降。其中，E組效果最好，這可能是由于CP＋EP的聯(lián)合抗菌作用，有效抑制了可以分泌出裂解肌纖維細胞酶的微生物的繁殖[15,18]，最大限度地維持了魚肉的質(zhì)構(gòu)緊密。2.8 冷藏過程中鳊魚肉感官評定的變化

表2 感官評分Table2 Sensory scores of breambream

感官評定可以通過人來最直接的感受食品品質(zhì)的變化，其結(jié)果最貼近消費者對魚肉在貯藏間品質(zhì)的判斷。表2是鳊魚的感官評分，可以看出，所有組的感官評分都隨著貯藏期的延長逐漸降低，對照組評價總體低于實驗組。在貯藏的第4天，A組分數(shù)降至7 分以下，降至二級鮮度；而實驗組均保持一級鮮度。第8天，A、B組均降至4 分以下，為不新鮮肉；效果最好的D、E組分數(shù)均在5 分以上，與A、B組差異極顯著（P＜0.01）。而在貯藏的第10天，所有組均達到腐敗，效果最好的D、E組與對照組A差異顯著（P＜0.05）。結(jié)果表明，添加抗菌劑可以延長人類對魚肉腐敗時間的評判，效果最佳的實驗組是D和E組。

3 結(jié) 論

實驗結(jié)果表明，向PVA薄膜中添加抗菌劑（2 g/100 mL殼聚糖季銨鹽，0.5 g/100 mL茶多酚，2.5 g/100 mL丙酸鈣，0.5 g/100 mL對羥基苯甲酸乙酯＋1.5 g/100 mL丙酸鈣）能有效改善鳊魚在冷藏保鮮中品質(zhì)的不良變化，延緩鳊魚持水率、白度、質(zhì)構(gòu)指標、感官評分的下降趨勢，降低鳊魚pH值、TBA值、TVB-N值、菌落總數(shù)的上升速率。其中，E組（0.5 g/100 mL對羥基苯甲酸乙酯＋1.5 g/100 mL丙酸鈣）對維持鳊魚持水率、pH值、TVB-N值、質(zhì)構(gòu)指標、感官評分、菌落總數(shù)效果最佳，說明這兩種協(xié)同抗菌劑的廣譜抑菌性在冷藏薄膜保鮮中得到了有效發(fā)揮，可以提高鳊魚2～3 d的貯藏期；C組（0.5 g/100 mL茶多酚）對維持鳊魚白度值、TBA值的效果最好，說明茶多酚抗菌薄膜兼具抗菌性與抗氧化性，且效果良好。本實驗E組和C組抗菌包裝薄膜對鳊魚的冷藏保鮮效果最好，有良好的市場前景。同時，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如能在PVA薄膜中同時協(xié)同C、E組抗菌劑，在不影響薄膜包裝性能的前提下，將發(fā)揮更大的保鮮效果。這為后續(xù)的進一步研究提供了實驗參考。

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Effect of Antibacterial Polyvinyl Alcohol Packaging Films on Quality of Bream during Cold Storage

JIANG Shuo YANG Fuxin*′ZHANG Yan SHI Wenjin WANG Yuting
(College of Food Science and Technology Shanghai Ocean University Shanghai 201306′China)

The preservative effect of antibacterial polyvinyl alcohol packaging films fabricated with polyvinyl alcohol and one of four antioxidant treatments (2 g/100 mL chitosan quaternary ammonium salt′0.5 g/100 mL tea polyphenols′2.5 g/100 mL calcium propionate′0.5 g/100 mL or ethylparaben + 1.5 g/100 mL calcium propionate on bream meat was examined by measuring water-holding capacity (WHC)′pH whiteness thiobarbituric acid (TBA)′total volatile basic nitrogen (TVB-N)′aerobic plate count texture properties and sensory evaluation during storage at (4 ± 1) ℃. The results indicated the antibacterial polyvinyl alcohol packaging films with 0.5 g/100 mL tea polyphenols and 0.5 g/100 mL ethylparaben + 1.5 g/100 mL calcium propionate could keep the bream fresh effectively during (4 ± 1) ℃ storage.

polyvinyl alcohol packaging film antibacterial activity bream preservative

TS254.4

A

1002-6630（2015）06-0226-06

10.7506/spkx1002-6630-201506043

2014-08-04

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）項目（2012AA0992301）；上海市科委工程中心建設(shè)資助項目（11D22280300）；上海高校一流學(xué)科建設(shè)項目

蔣碩（1988—），男，碩士研究生，研究方向為食品包裝技術(shù)。E-mail：826991756@qq.com

*通信作者：楊福馨（1958—），男，教授，博士，研究方向為包裝機械、包裝工程理論與技術(shù)。E-mail：fxyang@shou.edu.cn