羧甲基殼聚糖涂膜保鮮冷藏河豚魚品質(zhì)的機(jī)理

周 然 劉 源 謝 晶 王錫昌

(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院 上海 201306)

河豚魚肉質(zhì)滑膩似脂，潔白如霜，味道極為鮮美，蘇東坡的詩句“食河豚而百無味”更是對河豚美味的絕妙贊頌。此外，河豚魚的營養(yǎng)價值很高，它的蛋白質(zhì)含量比一般魚類蛋白質(zhì)含量高出2%～3%[1]。養(yǎng)殖暗紋河豚魚的必須氨基酸含量很高，占總氨基酸的比例為43% 以上[2]。目前，我國生產(chǎn)的暗紋河豚魚主要面向日本、韓國市場出口，是重要的創(chuàng)匯漁業(yè)對象。在河豚魚肉生產(chǎn)和流通過程中常用的冷藏條件下(4℃)，根據(jù)經(jīng)驗，河豚魚肉僅能有4天左右的貨架期。因此，提高河豚魚的保鮮效果成為生產(chǎn)上亟待解決的問題。然而，有關(guān)冷藏過程中河豚魚肉的品質(zhì)變化，以及河豚魚保鮮方法的研究很少，非常有必要開展這方面的工作。

羧甲基殼聚糖由于可以在任意pH值溶液溶解，無毒，無味，及生物兼容性好，可降解的特性[3]。特別是其可以在水產(chǎn)品表面形成一層降低氧氣透過的薄膜，從而抑制細(xì)菌生長以及脂肪氧化，在水產(chǎn)品保鮮上得到了越來越多的應(yīng)用[4]。然而，到目前為止，還沒有利用羧甲基殼聚糖保鮮河豚魚肉的報道。這里利用了以羧甲基殼聚糖為主要成分的復(fù)合保鮮劑對河豚魚肉進(jìn)行保鮮，以期為河豚魚肉的保鮮研究提供一定的理論依據(jù)。另外，河豚魚肉以硬為美。在貯藏過程中，河豚魚肉的質(zhì)地變化對口感的影響很大，因此，研究還對冷藏過程中河豚魚質(zhì)構(gòu)特征變化進(jìn)行了較為詳細(xì)的檢驗。

1 材料與方法

1.1 材料，殼聚糖復(fù)合保鮮劑及浸涂處理

養(yǎng)殖暗紋東方鲀(Takifugu obscurus)，每條重約450～550g，購自上海青浦一家水產(chǎn)養(yǎng)殖場。購買活的河豚魚裝進(jìn)注水的尼龍塑料袋，在1h內(nèi)運送到實驗室后，立即對魚進(jìn)行屠宰，剝皮，去內(nèi)臟。并用自來水沖洗干凈。

羧甲基殼聚糖涂膜液由重量體積比(w/v)1%的N，O-羧甲基殼聚糖(食品級，90%脫乙酰度；南通興成生物制品廠)，體積比(v/v)6%丙二醇(國藥化學(xué)試劑公司)直接溶解于電解水中制成。電解水由旺旺集團(tuán)提供。電解水的HOCl含量，pH, 氧化還原電位(ORP)分別為21mg/kg，6.1，947.6mV。

屠宰后的河豚魚利用電解水沖洗后，在涂膜液中浸漬30秒，隨后懸掛瀝干。對照組為未經(jīng)處理的樣品。隨后，河豚魚被放置在4℃條件下進(jìn)行貯藏，每隔1天進(jìn)行取樣分析。

1.2 主要儀器設(shè)備

TA-XTplus質(zhì)構(gòu)分析儀(英國Stable Micro Systems公司)；HWS28型電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；IKA T10 basic Ultra-Turrax均質(zhì)機(jī)(德國IKA公司)； UV2100分光光度計(上海尤尼柯儀器有限公司)。

表1 實驗過程中的主要儀器設(shè)備Tab.1 The main equipments in the experiments

1.3 測試方法

采用TA-XTplus質(zhì)構(gòu)分析儀(英國Stable Micro Systems公司)測定河豚魚肉的質(zhì)構(gòu)結(jié)果。河豚魚魚體橫向切片，厚度為1.5cm。采用直徑為6mm的P6探頭，利用TPA模式，測試速率為1mm/s，壓縮程度為30%，5g自動觸發(fā)力。每種處理測定重復(fù)12次。研究選與魚肉品質(zhì)關(guān)系較大的硬度、彈性、回復(fù)性和咀嚼性等的質(zhì)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行研究，采用的質(zhì)構(gòu)參數(shù)按照潘秀娟等的方法計算[5]。

細(xì)菌總數(shù)的檢驗采用Huang等的方法[6]。揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)采用KjeltecTM 2300自動凱氏定氮儀(FOSS Tecator AB, Sweden)測定[7]。三甲胺(TMA)值采用韓書霞等的方法測定[8]。失重采用稱量法測定[9]。對貯藏過程中河豚魚品質(zhì)的感官評定利用9點法評定[10]，以5作為可接受的臨界值。所有生化指標(biāo)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 保鮮劑處理對細(xì)菌總數(shù)的影響

一般來說，在自然條件下，魚肉僅會受到等于或低于1CFU/g的細(xì)菌污染[11]。當(dāng)魚在宰殺和去內(nèi)臟過程中，細(xì)菌會污染魚肉[12]，這就使得屠宰以后的魚肉含有更多細(xì)菌。從研究結(jié)果來看，在第一天，細(xì)菌總數(shù)僅為2.80×log10CFU/g，說明屠宰后的河豚魚肉的受到較小的污染。如圖1所示，隨著貯藏時間的延長，河豚魚樣品的細(xì)菌總數(shù)逐漸增加。與對照組相比，羧甲基殼聚糖復(fù)合保鮮劑處理抑制了河豚魚細(xì)菌總數(shù)增加。這可能是由于羧甲基殼聚糖分子中含有的-NH2會與細(xì)菌的細(xì)胞膜表面發(fā)生作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜泄露，從而起到殺菌作用[13-14]。此外，保鮮劑中的酸性電解水中的次氯酸(HOCl)可以產(chǎn)生羥基(?OH)和氯基團(tuán)(?Cl)，這些分子可以抑制細(xì)胞質(zhì)酶，并損壞細(xì)菌的外層細(xì)胞膜[15]。另外，羧甲基殼聚糖保鮮劑會在魚的表面形成一層薄膜，使得魚肉和周圍環(huán)境得到很好的隔離，這樣降低了氧氣的透過，對一般的腐敗細(xì)菌起到的抑制生長的作用[4]。

Huang等指出對于人來說，5×log10CFU/g是魚肉的可食用上限[6]。根據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在貯藏第5天，對照組的細(xì)菌總數(shù)即超過了5×log10CFU/g，且與羧甲基殼聚糖復(fù)合保鮮劑處理組區(qū)別顯著(p＜0.05)。而羧甲基殼聚糖復(fù)合保鮮劑處理則在第7天才超過5×log10CFU/g。表明在冷藏條件下，保鮮劑處理可以延長貨架期達(dá)2天，達(dá)到原貨架期時間的50%。顯然，在研究中，羧甲基殼聚糖保鮮劑處理延緩了河豚魚的菌落總數(shù)的升高(圖1)，更好的保持了冷藏過程中河豚魚的品質(zhì)。

圖1 貯藏過程中河豚魚肉菌落總數(shù)的變化Fig.1 Changes in total viable counts (TVCs) of obscure puffer fi sh fl esh during storage

2.2 保鮮劑處理對失重的影響

如圖2所示，與對照組相比，經(jīng)過羧甲基殼聚糖保鮮劑處理的河豚魚肉在貯藏過程中的失重顯著降低(p＜0.05)。在貯藏結(jié)束后，保鮮劑處理的河豚魚肉僅有19.82%的失重，而對照組的失重達(dá)到30.52%。引起貯藏過程魚肉失重主要是水分蒸發(fā)。主要途徑是經(jīng)過肉表面的液相物質(zhì)進(jìn)行水分的擴(kuò)散。一般來說，涂膜降低失重主要是由于其在食品表面形成一層水蒸氣屏障，從而降低了食品的水分散失[9]。失重會導(dǎo)致河豚魚肉商品價值降低，使魚肉更容易發(fā)生氧化。在研究中，羧甲基殼聚糖保鮮劑可以降低貯藏過程中河豚魚肉失重，從而更好的保持魚肉的品質(zhì)。

圖2 貯藏過程中河豚魚肉重量的變化Fig.2 Changes in weight loss of obscure puffer fi sh fl esh during storage

2.3 保鮮劑處理對質(zhì)構(gòu)結(jié)果的影響

圖3 貯藏過程中河豚魚肉的硬度，彈性，回復(fù)性和咀嚼性的變化Fig.3. Changes in fi rmness, springiness, resilience and chewiness of obscure puffer fi sh fl esh during storage

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時間的延長，河豚魚肉的硬度，彈性，回復(fù)性和咀嚼性而逐漸下降。與對照組相比，羧甲基殼聚糖處理組的魚肉質(zhì)構(gòu)特征變化明顯變緩，到貯藏第7天，羧甲基殼聚糖處理組的魚肉硬度，彈性，回復(fù)性和咀嚼性均顯著高于對照組的魚肉(p＜0.05)。魚在死亡以后，伴隨著魚肌肉內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，經(jīng)歷了尸僵，自溶，微生物分解等幾個階段[17]，魚肉蛋白的自溶和微生物分解是肌肉質(zhì)地變化的重要原因[18]。這也是貯藏過程中河豚魚肉硬度，彈性，回復(fù)性和咀嚼性逐漸降低的一個重要原因(圖3)。由于羧甲基殼聚糖保鮮劑的抑菌作用(圖1)，延緩了微生物增長造成的河豚魚肉的分解，從而更好的保持了冷藏過程中河豚魚的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

2.4 保鮮劑處理對揮發(fā)性鹽基氮的影響

揮發(fā)性鹽基氮因為與微生物分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的含氮類物質(zhì)有關(guān)，所以常作為一項評價魚類產(chǎn)品品質(zhì)的指標(biāo)[18-19]。高的揮發(fā)性鹽基氮含量，會導(dǎo)致魚類產(chǎn)品散發(fā)出難聞的氣味，使產(chǎn)品商品價值下降，不可食用[18]。由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)(圖4)，隨著貯藏時間的延長，河豚魚肉揮發(fā)性鹽基氮產(chǎn)生量逐漸增加。然而，貯藏過程中，羧甲基殼聚糖保鮮劑處理的河豚魚肉揮發(fā)性鹽基氮顯著低于對照組(p ＜0.05)。不同的魚類產(chǎn)品的揮發(fā)性鹽基氮可接受的上限不同[20]。在研究中，設(shè)定TVBN為12mg/100g作為河豚魚的可接受上限。由結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在貯藏第5天，對照組即達(dá)到TVBN為12.07mg/100g的含量，超過了揮發(fā)性鹽基氮的可接受上限。與對照組相比，羧甲基保鮮劑處理組的揮發(fā)性鹽基氮含量在貯藏第7天，才達(dá)到TVBN為12.87mg/100g，超過可接受上限，說明在冷藏條件下羧甲基殼聚糖保鮮劑可以延長河豚魚貨架期達(dá)到2天，這個結(jié)果也與微生物結(jié)果相一致(圖1和圖4)。

圖4 貯藏過程中河豚魚肉揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)的變化Fig.4 Changes in TVBN of obscure puffer fi sh fl esh during storage

2.5 保鮮劑處理對三甲胺的影響

三甲胺(TMA)是由于細(xì)菌分解海洋硬骨魚中含有的氧化三甲胺(TMAO)等非蛋白氮成分產(chǎn)生的[19]。三甲胺是魚肉發(fā)生腐敗后產(chǎn)生腥臭味道的主要原因[21]。由圖5可以發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏時間的延長，河豚魚肉中的三甲胺含量逐漸增加。尤其是對照組河豚魚的三甲胺含量增加的較為迅速，從貯藏4天開始直到貯藏結(jié)束，顯著高于羧甲基殼聚糖保鮮劑處理的河豚魚 (p＜0.05)。羧甲基殼聚糖保鮮劑的抑菌作用可能是該處理的河豚魚肉能夠保持相對較低的三甲胺含量的原因(圖1和圖5)。

圖5 貯藏過程中河豚魚肉三甲胺(TMA)的變化Fig.5 Changes in TMA of obscure puffer fi sh fl esh during storage

2.6 保鮮劑處理對感官評定結(jié)果的影響

圖6 貯藏過程中河豚魚肉可接受性的變化Fig.6 Changes in sensory score of obscure puffer fi sh fl esh during storage

如圖6所示在貯藏開始，兩種處理的感官結(jié)果沒有顯著性區(qū)別(p＜0.05),說明羧甲基殼聚糖保鮮劑處理并不影響河豚魚肉的商品價值。隨著貯藏時間的延長，所有處理的河豚魚的可接受性都逐漸降低。特別是在貯藏5天后，對照組的感官結(jié)果僅為4.93，低于設(shè)定的可接受臨界值5，且與羧甲基殼聚糖處理組區(qū)別顯著(p＜0.05)。而與此對應(yīng)，羧甲基殼聚糖處理的河豚魚肉在貯藏第7天，才低于可接受臨界值5。顯然，羧甲基殼聚糖保鮮劑較強(qiáng)的抑菌以及抑制失重變化的作用使得河豚魚肉品質(zhì)得到了更好的保持。

3 結(jié)論

1)利用羧甲基殼聚糖保鮮劑處理河豚魚，可以減緩河豚魚細(xì)菌總數(shù)、質(zhì)構(gòu)結(jié)果，揮發(fā)性鹽基氮、三甲胺、感官等品質(zhì)指標(biāo)的變化，更好的保持河豚魚肉的品質(zhì)。

2)在4℃冷藏條件下，河豚魚肉貨架期僅為4天。利用羧甲基殼聚糖保鮮劑可以延長冷藏條件下(4℃)河豚魚貨架期2天，延長時間為原貨架期時間的50%。

本文受“創(chuàng)新行動計劃”部分地方院校計劃項目(08390513900)，上海市教育委員會重點學(xué)科建設(shè)項目(J50704)，上海市教育委員會科研創(chuàng)新項目(11YZ160)，上海海洋大學(xué)校級重點建設(shè)課程項目(A-2600-10-0023)資助。(The project was supported by grants from the Shanghai Science and Technology Commission (No.08390513900), the Leading Academic Discipline Project of Shanghai Municipal Education Commission (No.J50704), the Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission (No.11YZ160)and the Developing Curriculum Projects of Shanghai Ocean University (No.A-2600-10-0023).)

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