天然復合型保鮮劑對北太平洋柔魚品質及其體內甲醛含量的影響

陳喜鳳,閆 宇,謝 俊,陶寧萍,許長華,王錫昌

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

柔魚(Ommastrephesbartramii),別名魷魚,因其口味鮮美,營養(yǎng)豐富,含有大量?；撬嵋约安伙柡椭舅?深受人們的青睞。由于水產(chǎn)品在運輸、貯藏、加工、銷售等過程受自身條件(水分、蛋白質含量高和易攜帶細菌等)和外界條件影響,極易引起腐敗變質。柔魚大多是冷凍或干制品,使得魷魚的保鮮具有現(xiàn)實的研究意義。

茶多酚的主要組成成分兒茶素[1-2]在抗氧化能力、殺菌作用以及安全性方面都具有優(yōu)異的效果[3-4],并且價格低廉廣泛應用于食品保鮮方面[5],作為一種安全高效的抗氧化劑和防腐劑具有極強推廣性[6-9]。國外學者[9-13]研究發(fā)現(xiàn)甲醛能與茶多酚在C-6和C-8位結構上發(fā)生反應,因此能夠達到去甲醛的作用。

殼聚糖也是一種天然的提取物,屬于脫乙酰化合物,主要從甲殼類外殼中提取出來,例如蝦、蟹等。由于它易于在病原體細胞壁上蓄積,具有良好的抗菌效果和抗氧化能力[16-18]。在食品保鮮領域應用前景廣闊[16-18]。保鮮劑的結合使用,能夠在單一保鮮劑的保鮮效果的基礎上提升產(chǎn)品保鮮效率[19-22]。殼聚糖的分子結構中含有大量的氨基和酰胺基。殼聚糖還具有無毒無害易降解特點。其分子上的氨基易與甲醛反應,因此亦可作為綠色環(huán)保型甲醛清除劑的重要發(fā)展方向[23]。

現(xiàn)今,食品的保鮮越來越傾向于使用天然保鮮劑[24-25]。柔魚作為消費者日常主要食用的海產(chǎn)品,其大多以冷凍或干制品的及其加工產(chǎn)品的方式出售,冰鮮貨品的貨架期短暫,并且在冷藏貯藏期間也會在酶的作用產(chǎn)生甲醛。海產(chǎn)魚類體內多含有氧化三甲氨,魚體在腐敗過程中會被還原產(chǎn)生甲醛?；诓瓒喾雍蜌ぞ厶嵌季哂信c甲醛反應的能力,因此本研究主要比較茶多酚和殼聚糖復配后的保鮮劑與單一保鮮劑對柔魚的保鮮效果,以及該條件下魚體的保鮮期。同時在研究保鮮的基礎上通過檢測魚體內的甲醛含量,測定茶多酚和殼聚糖復配后對魷魚甲醛的去除率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

北太平洋柔魚(體表完整)于-80 ℃冷凍保存 上海蘆潮港水產(chǎn)市場;茶多酚(>98%)、氫氧化鈉、殼聚糖(分子式(C6H11NO4)n,分子量161,脫乙酰度>90%)、磷酸和磷酸二氫鉀(分析純) 上海辛森化學科技有限公司;磷酸氫二鉀標準品、腺苷酸標準品、腺苷三磷酸標準品、肌苷酸標準品、腺苷二磷酸標準品、次黃嘌呤標準品和次黃嘌呤核苷標準品等 上海安譜科學儀器有限公司。

Waters e269型高效液相色譜 沃特世科技(上海)有限公司;SPX-25085-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;PHS-3C型酸度計 上海精密儀器儀表有限公司;KJELTEC 8400型全自動凱氏定氮儀 福斯(上海)有限公司;Avanti J-26XP型冷凍離心機 貝克曼庫爾特商貿(中國)有限公司;FR423CN型分析天平 奧豪斯儀器上海有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品分組及處理 選用體表完整的北太平洋柔魚,去除內臟,清洗控干后切成5 cm左右的塊狀,肉體與保鮮劑的質量按1∶2～1∶3比例添加,復合保鮮劑的配制按以下方式:

殼聚糖試驗組:將魚體浸沒在2%殼聚糖溶液中1 h,取出后用保鮮膜密封,存放在4 ℃冰箱中每天取樣,進行感官評價、菌落總數(shù)、pH、TVB-N值和K值五項指標的測定。

1%酸溶液處理柔魚樣品組：將魚體浸沒在1%乙酸溶液中1 h，取出后用保鮮膜密封，存放在4 ℃冰箱中每天取樣測定pH。

茶多酚試驗組:將魚體置于0.6%茶多酚溶液中浸泡1 h,取出后用保鮮膜密封,存放在4 ℃冰箱中每天取樣,進行感官評價、菌落總數(shù)、pH、TVB-N值和K值五項指標的測定。

復合保鮮劑試驗組:將上述濃度的茶多酚溶液和殼聚糖溶液按3∶2的體積比混合,得到混合后的保鮮劑,樣品處理方法同上,每天取樣,進行感官評價、菌落總數(shù)、pH、TVB-N值和K值五項指標的測定。

空白試驗組:不作處理,覆以保鮮膜,存放在4 ℃冰箱中每天取樣,進行感官評價、菌落總數(shù)、pH、TVB-N值和K值五項指標的測定。

1.2.2 感官評定 評定標準如下:

表1 柔魚感官評定標準Table 1 The sensory evaluation standard of squid

感官分值在16～20(包含20)品質較好,8分以下不可食用[26]。

1.2.3 菌落總數(shù)的測定 根據(jù)GB 47892-2010 規(guī)定方法[27]。

1.2.4 pH的測定 根據(jù)GB 5009.237-2016規(guī)定方法[28]。

1.2.5 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N值)的測定 根據(jù)GB 5009.228-2016規(guī)定方法[29],結果以mg N/100 g表示。

1.2.6 K值的測定 采用高效液相色譜法[30](配有紫外檢測器)。色譜柱:島津ODS-3 C18(4.6 mm×250 mm,5 μm)色譜柱;流動相:A為20 mmol/L磷酸二氫鉀和20 mmol/L磷酸氫二鉀(1∶1)溶液,用磷酸調pH至5.8,B為純甲醇溶液;柱溫:30 ℃;進樣量:10 μL;檢測波長:254 nm。梯度洗脫;流速:1.0 mL/min;洗脫程序為:0～6 min,緩沖液為100%流動相A;6～15 min,流動相B線性增加至8%;15～20 min,流動相B線性增加至35%,保持2 min;22～24 min將流動相A線性調到100%初始梯度狀態(tài)。

1.2.7 甲醛含量的測定 根據(jù)SCT 3025-2006 規(guī)定方法[31]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均進行3次以上重復試驗,采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及標準偏差的計算,利用SPSS Statistics 19軟件進行差異性顯著分析。

2 結果與分析

2.1 保鮮劑對北太平洋柔魚感官分值的影響

圖1為不同保鮮劑對柔魚感官的影響。由圖1所示,在冷藏貯藏期的前2 d,各組的感官分值都在16分以上,品質較好;4組的感官分值相近,三組保鮮劑的保鮮效果并不明顯(p>0.05),可能是由于茶多酚本身顏色較深,容易影響柔魚肉體色澤,很難通過肉眼清楚的判斷,殼聚糖處理的柔魚色澤偏淡,柔魚的感官分值受到外界顏色的影響[32]。4～7 d感官分值差距明顯,各組間差異顯著(p<0.05)。三組保鮮劑試驗組中,復合保鮮劑組的感官分值較茶多酚和殼聚糖實驗組高,以8分為感官接受限值[26],此時魚體色澤暗淡,有腥臭味且組織無彈性,已不可食用。在第5 d時空白組分值為8.6,已接近不可食用;而復合組的柔魚在第7 d時感官分值達到8.4(不可接受范圍),即保質期可達7 d。綜上,試驗說明了保鮮劑能夠延長對柔魚的新鮮品質,同時復合組的效果要優(yōu)于單一成分的保鮮劑組的效果。

圖1 不同保鮮劑下柔魚的感官分值變化Fig.1 Sensory score changes of squid under different preservative treatment

2.2 保鮮劑對北太平洋柔魚菌落總數(shù)的影響

由圖2可得,4組不同試驗組的細菌總數(shù)隨貯藏時間的延長,都呈緩慢增長趨勢。在1 d前,各組的菌落總數(shù)較低且無顯著性差異(p>0.05),可能是由于柔魚相對較新鮮,本身的微生物的含量比較低所致。在貯藏時間大于2 d后,空白組的菌落總數(shù)均大于其它三組;貯藏時間在2 d內時,添加保鮮劑對柔魚的菌落總數(shù)無明顯影響,而貯藏時間大于2 d時,復合保鮮劑組的菌落總數(shù)最低。由圖2可知,添加單一保鮮劑的魚體和空白組在貯藏5～6 d后菌落總數(shù)均超過6 lg(cfu/g),而復合組的菌落總數(shù)在7 d后才超過6 lg(cfu/g)。當菌落總數(shù)超過6 lg(cfu/g)時,魚體已腐敗變質,即失去了商品的食用價值[33]。因此,復合保鮮劑組的抑菌性優(yōu)于茶多酚和殼聚糖組。

圖2 不同保鮮劑下柔魚的菌落總數(shù)變化Fig.2 The total bacterial count changes of squid under different preservative treatment

2.3 保鮮劑對北太平洋柔魚pH的影響

由圖3可知,在貯藏前2 d時,各組 pH均呈現(xiàn)下降的趨勢,空白組的pH變化最大,而添加殼聚糖組變化最小;隨著貯藏時間的延長,茶多酚組、復合組和空白組的pH均呈現(xiàn)上升的趨勢,而殼聚糖組呈現(xiàn)下降的趨勢。是由于死后的魚體由于酵解反應的作用,魚體酸性物質增多,此時pH低于7,當酵解反應進行完全,堿性物質隨之生成,pH又會回升。在貯藏2～5 d時,空白組的pH低于復合組和茶多酚組;而在貯藏時間大于5 d時,空白組的pH均高于其他組。由于茶多酚通過提供氫質子,抑制了脂肪自由基鏈式反應引起的氧化反應,與蔣蘭宏等[34]和李雙雙等[35]研究結果一致。殼聚糖處理后的樣品的pH在冷藏前0～4 d處于下降趨勢，在4～5 d后仍然保持降低趨勢并且低于茶多酚組、復合組和空白組，可能是由于殼聚糖本身溶于醋酸溶液，從而影響到了pH的測定。鑒于此，1%醋酸溶液對比實驗結果如圖3所示，魚體經(jīng)過醋酸處理后，魚體的pH隨冷藏時間延長，堿性物質的釋出，pH有所上升，但始終低于空白對照組pH。

圖3 不同保鮮劑下北太平洋柔魚的pH變化Fig.3 pH changes of squid under different preservative treatment

2.4 保鮮劑對北太平洋柔魚TVB-N的影響

TVB-N值也是評價食品新鮮度的主要方法之一,海水魚蝦的TVB-N值限量標準為30 mg N/100 g[33]。

冷藏保鮮期間柔魚的TVB-N值變化如圖4所示,由圖4可知,柔魚初始TVB-N值是5.6 mg N/100 g,在貯藏前3 d內,各組的TVB-N值均無明顯變化,且組間的差異不顯著(p>0.05),是由于在最初的新鮮狀態(tài)下微生物含量較少。而茶多酚組、空白組和殼聚糖組分別在貯藏4、5、6 d后的TVB-N值發(fā)生明顯上升;而復合組在貯藏期間一直無明顯變化。在貯藏5 d以后,空白組的TVB-N值明顯高于其他組。

圖4 不同保鮮劑下柔魚的TVB-N變化Fig.4 TVB-N changes of squid under different preservative treatment

海水魚蝦的TVB-N限量值為30 mg N/100 g[33],從圖4中可以得出空白組在第7 d時達到不可接受范圍(66.99 mg N/100 g);而其它三組均低于TVB-N限量值,且復合組TVB-N值最低,僅為11.42 mg N/100 g。說明了復合后的保鮮劑效果相對單一成分的茶多酚和殼聚糖可延長柔魚的貨架期,保持新鮮度。

2.5 冷藏過程中北太平洋柔魚K值的變化

K值的大小也是反映魚體鮮度的另一指標。一般來說,K值在60%以下為加工原料的鮮度標準,也是可供食用范圍,超過60%說明水產(chǎn)品已腐敗變質[36-37]。

冷藏過程中柔魚K值的變化如圖5所示,各處理組K值隨貯藏時間的延長呈上升趨勢,空白對照組K值顯著高于其他三組試驗組(p<0.05),在第5 d時,空白對照組的K值為67%,已不具有商業(yè)價值,而經(jīng)過復配保鮮劑處理組的K值為45%,茶多酚處理組的K值為53%,殼聚糖實驗組的K值為48%,K值仍處在正常范圍內。茶多酚組和殼聚糖組在第6 d時K值分別為63%和62%,均已超標;而復合組在第7 d時K值為64%(超標)。由于殼聚糖、茶多酚和復合組通過有效抑制ATP降解酶等酶的活性,繼而延長腐敗期,延遲K值的增長。茶多酚和殼聚糖組的K值之間沒有顯著性差異(p>0.05)。

圖5 冷藏過程中柔魚K值的變化Fig.5 Changes of K value of squid during cold storage

因此,柔魚經(jīng)過復合保鮮劑處理能夠有效延長保鮮時間。綜合分析,復合組的保鮮期在為7 d,較單一保鮮劑而言可延長1～2 d。

2.6 北太平洋柔魚體內甲醛含量的變化

魚體在冷藏的同時,魚體自身腐敗也同時在發(fā)生,氨基酸和蛋白質通過微生物的酶產(chǎn)生脫羧作用或脫氨作用,間接產(chǎn)生的甲醛是魚體腐敗產(chǎn)生的腥臭味的主要成分之一[38]。

通過對冷藏期間的柔魚體內的甲醛含量的變化(如圖6所示)可以看出,在第1 d時,添加保鮮劑組的柔魚體內甲醛的含量明顯低于起初值(28.64 mg/kg);而后續(xù)幾天的魚體內甲醛含量在第1 d的基礎上有所上升,這是與體內的氧化酶有關,柔魚體內含有氧化三甲胺酶,該酶可使氧化三甲胺產(chǎn)生甲醛,在第3 d后茶多酚和殼聚糖的含量都有所消耗,導致體內產(chǎn)生甲醛的速率超過了茶多酚和殼聚糖對甲醛的去除速率,所以甲醛含量會呈現(xiàn)增加的趨勢。此外,空白組在冷藏期間的甲醛含量也隨著酶的作用呈現(xiàn)增長的趨勢。添加復合保鮮劑以及單一成分保鮮劑的魚體內的甲醛含量與空白組相比都有不同程度的下降,且差異顯著(p<0.05)。例如:在第7 d時,復合保鮮劑組、殼聚糖組和茶多酚組的甲醛含量相比于空白組分別下降了47%、10%和13%。在冷藏期間,復合組的甲醛含量最低,殼聚糖組最高,而茶多酚組次之,且它們之間有顯著的差異(p<0.05)。綜合分析,茶多酚和殼聚糖復配后能夠有效的去除魚體內的甲醛。

圖6 冷藏過程中柔魚甲醛含量的變化Fig.6 Changes of formaldehyde content of squid during cold storage

3 結論

在冷藏過程中,五項鮮度指標在冷藏初期由于魚體自身的微生物含量較低,在保鮮劑的作用下差異不顯著(p>0.05),隨冷藏時間的延長,添加保鮮劑組的北太平洋柔魚,五項鮮度指標均明顯低于空白對照組,并且空白對照組的鮮度指標在冷藏保鮮期間變化速率較高。同時,劉開華等[39]和Li等[40]研究茶多酚和殼聚糖的復合保鮮,證明了具有減緩各項鮮度指標的上升,復合保鮮劑的確具有明顯保鮮功效,與本實驗結果一致。綜合分析,經(jīng)保鮮劑處理后不僅保證了在冷藏期間柔魚的品質,也能夠達到去除甲醛的效果。經(jīng)過復配保鮮劑處理后魚體的保鮮期可達一周,較單一保鮮劑處理組的保鮮期延長1～2 d。本試驗也可為后續(xù)柔魚的開發(fā)與利用提供一定的理論依據(jù)。