冰鮮大黃魚植物源復(fù)合保鮮液的優(yōu)化研究

藍蔚青 胡瀟予 王 倩 楊曉慧 孫曉紅 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）

大黃魚（Pseudosciaena crocea）又名大鮮、石首魚、黃瓜魚等，其為硬骨魚綱鱸形目石首魚科海產(chǎn)魚類，主要分布于我國黃海南部、福建和江浙沿海地區(qū)，是傳統(tǒng)四大海產(chǎn)之一，在我國漁業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位。大黃魚肉質(zhì)細膩，味道鮮美，魚肉中富含蛋白質(zhì)、維生素與微量元素，因而受到消費者的普遍青睞。然而，其在貯藏過程中易受微生物與內(nèi)源酶的作用而發(fā)生腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，如何延長其貯藏貨架期是當前研究學者關(guān)注的熱點問題。

現(xiàn)有研究表明，化學防腐劑會對人類健康造成危害，將其用于食品中存在諸多顧慮。安全無毒的天然防腐劑逐漸走進人們的視線，成為食品防腐的一大趨勢。銀杏（Ginkgo biloba）為銀杏科銀杏屬裸子植物，又名白果、公孫樹，是有“活化石”之稱的最古老樹種之一[1]。相關(guān)研究證明，銀杏葉中含有200多種藥用成分，其中包括46種黃酮類活性成分、25種微量元素、17種氨基酸和生物堿等，具有保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)，擴張血管，保護心臟，抗氧化，抗腫瘤等作用，保健價值高[2-4]。茶多酚（Tea polyphenol，TP）又名維多酚，是茶葉中一種純天然多酚類物質(zhì)的總稱，是安全、理想的天然食品抗氧化劑，現(xiàn)已列入食品添加劑行列[5]。根據(jù)GB 2760-2014[6]，茶多酚作為抗氧化劑可應(yīng)用于各類食品如米面制品、糕點、肉制品類、水產(chǎn)品類及飲料中。竹醋液（Bamboo vinegar，BV）是竹材熱解得到的天然液體產(chǎn)物，具有良好的抗氧化性和廣譜抑菌性。日韓、歐洲等國家地區(qū)已把竹醋液作為天然防腐劑用于食品領(lǐng)域[7]。茶多酚和竹醋液因含多種活性成分，具有清除自由基能力，抑制微生物的生長，延緩脂肪氧化，而對水產(chǎn)品具有良好的保鮮作用[8-9]。

近年來，部分研究學者開展了植物源提取液用于水產(chǎn)品保鮮方面的研究。其中，Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)，使用0.2%茶多酚處理鯽魚，能抑制腐敗微生物的生長，控制TVB-N值的上升，使鯽魚的冷藏貨架期延長至13～14 d。李雙雙等[11]研究凍藏金槍魚的保鮮發(fā)現(xiàn)，金槍魚肉經(jīng)6.0 g/L茶多酚保鮮液處理后，樣品在第30天仍處于一級鮮度范圍內(nèi)，感官品質(zhì)無顯著降低，且使二級鮮度貨架期明顯延長。崔宇等[12]以草魚為原料，研究了不同濃度竹醋精制液對其品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，5.0%竹醋液對草魚冷藏期間的抑菌和抗氧化效果最好。王丹丹等[13]研究了茶多酚對帶魚品質(zhì)的影響，結(jié)果表明茶多酚能有效減緩蛋白質(zhì)變性和脂肪氧化，使帶魚貨架期延長3 d。如能將茶多酚、竹醋液以及銀杏葉提取液等3種植物源提取液復(fù)配，將可使其發(fā)揮柵欄效應(yīng)，延長水產(chǎn)品貨架期，達到更好的抑菌保鮮效果。本文以TVB-N值作為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面法優(yōu)化銀杏葉提取液、竹醋液與茶多酚溶液等3種植物源保鮮劑的質(zhì)量分數(shù)配比，用于冰藏大黃魚的貯藏保鮮，為將植物源保鮮劑應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮中提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

冰鮮大黃魚，上海蘆潮港海鮮市場。樣品體態(tài)勻稱，鱗片完整且緊貼，魚鰓鮮紅清晰、眼球黑亮飽滿，具原有清新氣味，質(zhì)量（500±50）g，30 min內(nèi)運至實驗室，層冰層魚裝入泡沫箱內(nèi)。

1.2 試驗試劑

茶多酚（Tea polyphenol，TP，白色粉末，含量：98%），南京源葉生物科技有限公司；竹醋液（Bamboo vinegar，BV，pH 2.61，竹材熱解制備竹炭時經(jīng)冷凝回流制成，無色液體，有效物質(zhì)含量5%～6%），江陰中矩生物科技有限公司；銀杏葉提取液（Ginkgo biloba leaves extract，GBLE，醇提法制成，棕黃色液體，活性物質(zhì)含量＞5%），廣州文玲貿(mào)易有限公司，均為食品級。

1.3 主要儀器設(shè)備

FOSS Kjeltec8400型凱式定氮儀，丹麥FOSS中國上海有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 樣品預(yù)處理 將運至實驗室的冰鮮大黃魚用冰水清洗，并隨機分組。其中一組用無菌蒸餾水浸漬，其余15組分別用質(zhì)量分數(shù)為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%的茶多酚溶液、竹醋液及銀杏葉提取液浸漬處理5 min，然后將其放于滅菌的托盤中瀝干。瀝干后將其放入聚乙烯薄膜袋內(nèi)，再用層冰層魚的方式置于泡沫箱中，將泡沫箱置于4℃冰箱中，每隔3 d測定1次。

1.4.2 單因素試驗 分別使用質(zhì)量分數(shù)為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%的3種植物源保鮮劑，用凱氏定氮儀依次在 0，3，6，9，12，15 d 測定樣品的TVB-N值。

1.4.3 響應(yīng)面法優(yōu)化植物源復(fù)合保鮮液 根據(jù)單因素試驗結(jié)果，采用響應(yīng)面法在3因素3水平上對3種植物源復(fù)合保鮮劑配方進行優(yōu)化，以貯藏期間TVB-N含量的總和作為響應(yīng)值[14]，試驗因子和水平見表1。

表1 響應(yīng)面分析因素及水平Table1 Factors and levels for Box-Benhnken design

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用軟件origin（Pro）8.5繪圖，數(shù)據(jù)間的差異通過統(tǒng)計軟件SPSS13.0中的Duncan新復(fù)極差法進行方差分析與多重比較，結(jié)果以平均值±標準偏差表示；采用Design-Expert 8.0.6軟件進行響應(yīng)曲面的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 不同質(zhì)量分數(shù)茶多酚對大黃魚TVB-N值的影響 不同質(zhì)量分數(shù)茶多酚對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的影響如圖1所示。

圖1 不同質(zhì)量分數(shù)茶多酚溶液對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的變化影響Fig.1 Changes of TVB-N values of Pseudosciaena crocea during ice storage with different mass fraction of TP

由圖1可以看出，對照組樣品在貯藏期間TVB-N值總體高于茶多酚處理組，在第12天時已超出貨架期TVB-N的極限值，而茶多酚處理組均維持在較低水平。由此可以看出，茶多酚對大黃魚在貯藏期間的品質(zhì)有重要影響。由圖1可知，茶多酚的質(zhì)量分數(shù)為1.5%和0.5%時，不同貯藏時間的TVB-N值均較小，而質(zhì)量分數(shù)2.5%茶多酚處理組樣品的TVB-N值相對較高。因此，選擇質(zhì)量分數(shù)為0.5%，1.0%，1.5%的茶多酚做3個水平，進行響應(yīng)面試驗設(shè)計。

2.1.2 不同質(zhì)量分數(shù)竹醋液對大黃魚TVB-N值的影響 不同質(zhì)量分數(shù)竹醋液對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的影響如圖2所示。

由圖2可知，竹醋液對冰鮮大黃魚也有較好的保鮮作用。隨著貯藏時間的延長，每組樣品TVB-N值都呈上升趨勢，其中蒸餾水對照組上升速度最快。0.5%和1.0%竹醋液處理組樣品的TVB-N值相較于另外3個處理組，維持在更低水平。雖然質(zhì)量分數(shù)2.5%的竹醋液處理組效果好于1.5%和2.0%處理組，但考慮到成本因素，選擇質(zhì)量分數(shù)為0.5%，1.0%和1.5%的竹醋液做3個水平，進行響應(yīng)面試驗設(shè)計。

圖2 不同質(zhì)量分數(shù)竹醋液對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的變化影響Fig.2 Changes of TVB-N values of Pseudosciaena crocea during ice storage with different mass fraction of BV

2.1.3 不同質(zhì)量分數(shù)銀杏葉提取液對大黃魚TVB-N值的影響 不同質(zhì)量分數(shù)銀杏葉提取液對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的影響如圖3所示。

由圖3可知，銀杏葉提取液處理組樣品的TVB-N值均低于對照組樣品，由此可知，其對冰鮮大黃魚也有較好保鮮效果。由圖3還可看出，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的銀杏葉提取液處理組TVB-N值高于其它組，說明銀杏葉提取液的保鮮效果并非質(zhì)量分數(shù)越高效果越好。因此，選擇質(zhì)量分數(shù)為0.5%，1.0%和1.5%的銀杏葉提取液做3個水平，進行響應(yīng)面試驗設(shè)計。

圖3 不同質(zhì)量分數(shù)銀杏葉提取液對冰鮮大黃魚貯藏期間TVB-N值的變化影響Fig.3 Changes of TVB-N values of Pseudosciaena crocea during ice storage with different mass fraction of GBLE

2.2 響應(yīng)面試驗優(yōu)化結(jié)果

2.2.1 Box-Behnken結(jié)果 根據(jù)表1的因素水平表，進行響應(yīng)面試驗方案設(shè)計。具體試驗方案與結(jié)果如表2所示。

表2 響應(yīng)面試驗方案與結(jié)果Table2 Box-Behnken experimental design and results

該響應(yīng)面共15個試驗點，其中12-15是中心試驗點，重復(fù)3次用來評估試驗誤差。由表2，可以得到中心試驗平均值為（51.02±1.59）mg N/100 g，誤差較小，符合試驗設(shè)計的要求。通過對試驗結(jié)果進行回歸擬合，得到的回歸方程為：

Y=51.02-8.34A+2.17B+3.23C+0.90AB+0.21AC+3.58BC+5.61A2+5.27B2+4.63C2

式中，Y為TVB-N 值，A、B、C分別為銀杏葉提取液、竹醋液、茶多酚溶液的水平數(shù)。

2.2.2 模型顯著性檢驗對回歸方程進行方差分析，結(jié)果見表3。

表3 方差分析表Table3 Analysis of variance

由表3 可知，模型參數(shù)中，A、C、A2、B2、C2的P＜0.01，表明銀杏葉提取液、茶多酚、銀杏葉提取液二次項、竹醋液二次項和茶多酚二次項對TVBN值有極顯著影響；B、BC的P＜0.05，說明竹醋液、竹醋液和茶多酚的交互項對TVB-N影響顯著。總模型方程極顯著（P＜0.01），且 R2=98.15%，模型相關(guān)度較好。變異系數(shù)C.V.=3.26%，表明試驗有較好的重復(fù)性，模型的可信度較高；失擬項P=0.3783＞0.05，表明模型與試驗結(jié)果擬合度高，該模型預(yù)測值與實際值能較好吻合。

為更直觀反映各因素對響應(yīng)值TVB-N的影響，利用Design-expert 8.0.6軟件繪制模型的三維響應(yīng)面圖，具體如圖4所示。

等高線圖的形狀可反映兩因素間交互作用的強弱，橢圓說明兩者交互作用顯著，圓形則說明交互作用較弱[15]。由圖中的等高線可以看出，銀杏葉提取液和竹醋液之間交互作用較弱（圖4a），銀杏葉提取液和茶多酚溶液之間交互作用較弱（圖4b），而竹醋液和茶多酚溶液之間交互作用較強（圖4c），這也與表3的分析結(jié)果相符。由圖4c可以看出，隨著竹醋液和茶多酚的濃度增加，TVB-N值先降到最低，隨后逐漸升高。因此，響應(yīng)面的最低點即為極值，即為TVB-N最小值。對二次回歸擬合方程求一階偏導數(shù)等于零[16]，求得銀杏葉提取液質(zhì)量分數(shù)為1.38%、竹醋液質(zhì)量分數(shù)為0.92%、茶多酚質(zhì)量分數(shù)為0.85%時，TVB-N的最小預(yù)測值為47.17 mg N/100 g。

將響應(yīng)面所優(yōu)化的最優(yōu)質(zhì)量分數(shù)進行復(fù)配，按同樣方法將大黃魚樣品在復(fù)合保鮮劑中浸漬處理，于0～15 d內(nèi)每隔3 d測定1次其TVB-N值，算得TVB-N值之和為50.80 mg N/100 g，與預(yù)測值相近。因此，該響應(yīng)面回歸模型可靠。

圖4 不同植物源提取液交互作用對TVB-N值的影響Fig.4 Effect of interaction between different plant-source extracts on TVB-N value

3 結(jié)論

銀杏葉提取液、竹醋液和茶多酚溶液對冰鮮大黃魚的TVB-N值品質(zhì)最佳的質(zhì)量分數(shù)分別為0.5%，0.5%和1.5%；竹醋液和茶多酚溶液的交互作用對TVB-N的影響顯著（P<0.05）；3種植物源保鮮劑的配比為銀杏葉提取液1.38%，竹醋液0.92%，茶多酚0.85%時，有最佳保鮮效果，此時TVB-N的預(yù)測值為47.17 mg N/100 g，實測值為50.80 mg N/100 g，響應(yīng)面回歸模型可靠。