抗菌涂膜與氣調(diào)包裝對生鮮凈魚保鮮的影響

唐亞麗， 盧立新， 呂淑勝

(1.江南大學機械工程學院包裝工程系，江蘇無錫 214122;2.中國包裝總公司食品包裝技術(shù)與安全重點實驗室，江蘇無錫 214122)

抗菌涂膜與氣調(diào)包裝對生鮮凈魚保鮮的影響

唐亞麗1，2， 盧立新1，2， 呂淑勝1

(1.江南大學機械工程學院包裝工程系，江蘇無錫 214122;2.中國包裝總公司食品包裝技術(shù)與安全重點實驗室，江蘇無錫 214122)

研究了抗菌性涂膜包裝與氣調(diào)包裝對于生鮮凈魚保鮮的影響.涂膜包裝采用海藻酸鈉和甘油為成膜劑，加入抗氧化劑茶多酚和甘草提取物形成抗菌性可食性膜.氣調(diào)包裝采用3種不同的氣體濃度，改變鮮魚所處的外在環(huán)境.通過菌落總數(shù)和組胺兩大指標評價魚肉鮮度，研究結(jié)果表明，海藻酸鈉涂膜包裝(4 g/L甘油、0.6%茶多酚、20 g/L甘草提取物)和氣調(diào)包裝(30%氧氣、10%氮氣、60%二氧化碳)對凈魚的涂膜保鮮效果良好，綜合考慮鮮度指標，均可以將凈魚貨架期延長兩天，但是兩種保鮮方式?jīng)]有顯著的協(xié)同作用.

生鮮凈魚;抗菌涂膜包裝;氣調(diào)包裝;保鮮

我國是一個漁業(yè)大國，魚類等水產(chǎn)品產(chǎn)量占世界水產(chǎn)總產(chǎn)量的30%左右，在我國農(nóng)業(yè)中占著舉足輕重的作用.新鮮魚類傳統(tǒng)的保鮮方法是低溫保存或室溫放置.常溫往往無法達到運輸及銷售過程中所需的儲存期;而低溫冷凍保鮮無論是緩慢凍結(jié)還是快速凍結(jié)，解凍后都不能保持其原有的新鮮狀態(tài)、形狀、色澤、氣味等，且長期凍結(jié)也出現(xiàn)魚類腐敗的現(xiàn)象.據(jù)統(tǒng)計，全世界平均有1/5的魚類產(chǎn)品由于各種腐敗而無法食用，而我國每年的損失也達到了驚人的40億元.所以，魚類等水產(chǎn)品的防腐研究對于自然資源的合理利用具有十分重要的作用.

生鮮凈魚保鮮技術(shù)的研究可以解決現(xiàn)有銷售方式存在的各種問題.國外對于鮮魚保鮮技術(shù)的研究較早，而在國內(nèi)生鮮凈魚的保鮮包裝還處于起步階段.氣調(diào)包裝(modified atmosphere packaging，MAP)技術(shù)，是用一種或幾種混合氣體代替食品包裝袋內(nèi)的空氣，通過抑制微生物生長繁殖、減少脂肪腐敗等作用，保持商品的新鮮度.延長食品保鮮期的包裝方法［1－3］.抗菌涂膜包裝不僅可以阻止食品和空氣直接接觸，而且可以在食品表面細菌大幅度增長之前將抗菌劑完全釋放出來產(chǎn)生作用，從而達到延長食品貨架期的效果［4－6］.本試驗旨在研究抗菌涂膜包裝與氣調(diào)包裝對于生鮮凈魚腐敗變質(zhì)的影響，以期為魚類保鮮提供科學理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 實驗材料

生鮮凈魚為市場上選購、體重在200～500 g的鮮活小鯽魚，去鱗、去腮、去內(nèi)臟制成凈魚，在實驗室洗凈、瀝干待用.

海藻酸鈉、無水氯化鈣、甘油、甘草、磷酸組胺(BR，98%)、對硝基苯胺(AR)、三氯乙酸溶液(100 g/L)、茶多酚.

1.2 主要儀器設(shè)備

氣調(diào)包裝機，熱封制袋機，WFZ UV－2802H型紫外可見分光光度計.

1.3 實驗方法

1.3.1 膜的制備

取一定量的海藻酸鈉溶解于滅菌水中→恒溫攪拌2h至形成粘度較大的溶液→添加一定濃度的甘油作為增塑劑→降溫為室溫待用.

A組:海藻酸鈉+甘油.

B組:海藻酸鈉+甘油+茶多酚.

C組:海藻酸鈉+甘油+茶多酚+甘草提取物.

1.3.2 涂膜包裝

將瀝干的生鮮小鯽魚放入制備好的海藻酸鈉涂膜液體中，浸泡5 min，然后在氯化鈣溶液中膠化5 min，成膜后取出，放入清水中洗凈瀝干，置于冰箱4℃冷藏.

1.3.3 氣調(diào)包裝

PE/PET復(fù)合包裝材料→制袋機上制成三面熱封的袋子→在氣調(diào)包裝機上進行氣調(diào)包裝→置于冰箱4℃冷藏.

D 組:氧氣∶二氧化碳∶氮氣為1∶6∶3.

E 組:氧氣∶二氧化碳∶氮氣為3∶4∶3.

F 組:氧氣∶二氧化碳∶氮氣為3∶6∶1.

將包裝完成的涂膜組和氣調(diào)組以及空白對照組放置在冰箱4℃中保存，以后每天分別于每組中取出一條進行實驗.為了突出對比性，每次取出實驗材料為魚腹部脂肪含量較多的部分.

1.3.4 平板菌落計數(shù)［7］

1)若只有一個稀釋度平板上的菌落數(shù)在適宜的計數(shù)范圍內(nèi)，計算兩個平板菌數(shù)的平均值，再將平均值乘以相應(yīng)的稀釋倍數(shù)，作為每克中菌落總數(shù)的結(jié)果.

2)若有兩個連續(xù)稀釋度的平板菌落數(shù)在適宜計數(shù)范圍內(nèi)時，按照公式(1)進行計算

式(1)中，N為樣品中的菌落數(shù);∑C為平板菌落數(shù)之和;n1為第一個適宜稀釋度平板上的菌落數(shù);n2為第二個適宜稀釋度平板上的菌落數(shù);d為稀釋因子(第一稀釋度).

1.3.5 組胺分析［8］

1)試樣處理:稱取5.00～10.00 g絞碎并混和均勻的試樣，置于具塞錐形瓶中，加入15～20 mL的三氯乙酸溶液，浸泡2～3 h，過濾.吸取2.0 mL濾液，置于分液漏斗中，加氫氧化鈉溶液(250 g/L)使其呈堿性，每次加入3 mL正戊醇，振搖5 min，提取3次.合并正戊醇并稀釋至10.0 mL，吸取2.0 mL正戊醇提取液于分液漏斗中，每次加3 mL鹽酸(1+11)振搖提取3次，合并鹽酸提取液并稀釋至10.0 mL，備用.

2)測定:吸取2.0 mL鹽酸提取液于10 mL比色管中，另吸取 0，0.20，0.40，0.60，0.80，1.0 mL 組胺標準使用液(相當于 0，4.0，8.0，12，16，20 μg 組胺)，分別置于10 mL比色管中，加水至1 mL，再各加1 mL鹽酸.試樣與標準管各加3 mL碳酸鈉溶液(50 g/L)，3 mL偶氮試劑，加水至刻度，混勻，放置10 min后用1 cm比色皿，在分光光度計中，于480 nm波長處測量其吸光度，繪制標準曲線比較.

3)結(jié)果計算.試樣中組胺的含量按式(2)進行計算.

式(2)中，X為試樣中組胺的含量，mg/100 g;V為加入三氯乙酸溶液(100 g/L)的體積，mL;m1為測定時試樣中組胺的質(zhì)量，μg;m2為試樣質(zhì)量，g.

2 結(jié)果與討論

2.1 生鮮凈魚的微生物菌落總數(shù)

空白對照組菌落總數(shù)在2～3 d內(nèi)上升至7，即達到二級鮮度，可以判定為腐敗變質(zhì)，而經(jīng)過涂膜包裝的生鮮凈魚組可以有效地延緩微生物的生長，從而延長商品貨架期2～3 d，見圖1.從可食性膜組與空白對照組的對比來看，B組=C組＞A組＞空白對照組.A組與空白對照組相比，由于可食性膜海藻酸鈉的阻隔，使得魚體表的微生物缺少與空氣直接接觸的機會，從而使氧氣無法直接接觸滋生在魚體內(nèi)的微生物以及脂肪，減緩了脂肪的氧化速率和需氧性細菌的生長速率，從而使菌落總數(shù)相比于空白對照組達到7時，往后推遲了近兩天.B、C兩組相對于A組，其差別就在于前兩組中添加了抗氧化劑茶多酚和甘草提取物.由此可見，延長貨架期的原因在于這兩種物質(zhì)，而由魚肉的腐敗原理可知，由于可食性膜的阻隔作用，抗氧化劑能夠不斷的從可食性膜中擴散出來，作用于魚表或體內(nèi)，延緩脂肪的氧化速率和殺死一部分微生物，從而延緩微生物的增長［9－11］，所以，在菌落總數(shù)達到二級鮮度極限的時間就推遲了近3 d.

氣調(diào)包裝組和空白對照組的對比來看(見圖2)，貨架期D=E=F＞空白組.雖然實驗得出的貨架期相同，但是具體數(shù)據(jù)來看，微生物的菌落數(shù)的增長速度E＞F＞D組.F組和E組相比較，除去穩(wěn)定性極強的氮氣因素外，其剩下的唯一變量為二氧化碳含量.可以看出隨著二氧化碳含量的提高可以有效地控制脂肪的氧化速度，以及微生物菌落增長速度.其原因可能是二氧化碳可以溶于水和脂肪形成弱酸性環(huán)境，從而影響微生物的生長環(huán)境，減緩其生長速度，達到抑菌的目的.F組和D組相比較，除去氮氣的含量因素外，唯一不同的就是氧氣含量.由實驗數(shù)據(jù)分析可得，隨著氧氣含量的降低，微生物的增長速度逐漸減緩，脂肪氧化速度降低［12－13］.根據(jù)魚肉腐敗原理可得，氧氣促進魚體內(nèi)脂肪的氧化，氧氣含量增高為需氧微生物的生長提供了良好的環(huán)境，雖然同時也抑制了厭氧菌的生長，但總體趨勢仍然是促進菌落總數(shù)的增長.數(shù)據(jù)分析的氣調(diào)包裝可以延長生鮮凈魚的貨架期2 d.

圖1 保鮮涂膜對于凈魚菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of edible film packaging on changes in total bacteria count of fish

圖2 氣調(diào)包裝對于凈魚菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of modified atmosphere packaging on changes in total bacteria count of fish

綜上分析可得，海藻酸鈉型可食性膜可以有效阻止空氣的滲透，從而使與魚肉接觸的氧氣含量大幅度下降，減緩脂肪等的氧化速率及需氧性細菌的增長速率，使微生物的菌落總數(shù)增長放緩.而茶多酚和甘草等抗氧化劑的加入，使這種趨勢更加明顯，所以，他們的作用得以顯現(xiàn).可見茶多酚和甘草提取物在魚類保鮮膜的作用:減慢脂肪氧化速度，抑制微生物的增長，從本實驗看出后者作用更加明顯.而氣調(diào)包裝中二氧化碳和氧氣含量起到?jīng)Q定性作用，氧氣含量的降低、二氧化碳含量的增高都能抑制微生物在魚體內(nèi)的滋生，而本實驗看出低氧氣含量的效果更為明顯.

2.2 生鮮凈魚的組胺分析

組胺為一種生物胺，可在許多動、植物中發(fā)現(xiàn).鯽魚體內(nèi)含有大量的游離組氨酸.組氨酸在適宜的條件下可在微生物的組氨酸脫羧酶作用下生成組胺，當組胺含量過高時則會產(chǎn)生安全問題.鯽魚肌肉中含血紅蛋白較多，組氨酸含量也較高，當受到含高活性組氨酸脫羧酶的細菌污染后，可使魚肉中的游離組氨酸脫羧基形成組胺.通常，水產(chǎn)品中的組胺含量與其種類、儲藏條件、細菌污染程度等因素有關(guān).當魚內(nèi)組胺含量達到4 mg/g或人體攝入組胺達到1.5 mg/kg體重以上時，易發(fā)生中毒.許多國家的食品衛(wèi)生標準中建議用組胺含量作為魚類和水產(chǎn)品中微生物腐敗的指標［14－15］.食品中組胺測定的方法有生物學法、薄層層析法、熒光法和HPLC法.我國用于魚體中組胺測定的方法為正戊醇提取，遇偶氮試劑顯橙色，與標準系列比較定量［16－17］.

空白對照組的組胺含量在2～3 d內(nèi)超標，所以定其貨架期為2 d，在4攝氏度的環(huán)境下，前2 d內(nèi)組胺增長速率很快，之后速度有所放緩，見圖3.

圖3 涂膜包裝對于凈魚組胺變化的影響Fig.3 Effect of edible film packaging on the changes in histamine of fish

涂膜包裝和空白組對照顯示，組胺生成速率C組＜B組＜A組＜空白對照.對比A組和空白對照，組胺的生成速率有所減緩，但效果不是很明顯，但C組和B組的數(shù)據(jù)顯示兩組中鮮魚產(chǎn)生的組胺明顯小于空白對照，由此可以看出茶多酚和甘草提取物能夠有效地抑制魚肉中組胺產(chǎn)生.由于組氨酸形成組胺必須具備細菌和酶兩個因素，所以推理可得:茶多酚和甘草提取物抑制了這部分細菌的生長，從而延緩了組胺產(chǎn)生;茶多酚和甘草提取物作用于酶，使其活性降低，從而影響組胺的產(chǎn)生.加入茶多酚和甘草提取物的可食性膜包裝可以有效延長貨架期2 d.

氣調(diào)包裝組和空白對照組對比顯示(見圖4)，組胺產(chǎn)生速率E組和F組大致相同且小于D組、小于空白對照，由F組和D組對比可知其氣體成份有差異的是氧氣濃度.所以考慮可以產(chǎn)生組胺的細菌中有厭氧菌存在，高氧氣含量可以抑制該種細菌的生長，從而導致組胺的產(chǎn)生速率降低.同理可以分析E組和D組的結(jié)果.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以看出氣調(diào)包裝可以延長鮮魚的貨架期2天.

圖4 氣調(diào)包裝對于凈魚組胺變化的影響Fig.4 Effect of modified atmosphere packaging on changes in histamine of fish

綜上所述，茶多酚和甘草提取物，以及高濃度的氧氣均可以不同程度地抑制鮮魚內(nèi)組胺的產(chǎn)生.

2.3 抗菌涂膜與氣調(diào)包裝的協(xié)同作用

通過兩種不同包裝形式的結(jié)果分析，采用了氣調(diào)包裝和可食性膜兩者相結(jié)合的包裝形式，即30%氧氣+10%氮氣+60%二氧化碳的氣調(diào)包裝袋內(nèi)放置涂有海藻酸鈉+甘油+茶多酚+甘草提取物的生鮮鯽魚，通過比較微生物菌落總數(shù)和組胺的變化，可以看出相對于單一保鮮方式，組合包裝的樣品品質(zhì)有所提高，但兩者沒有明顯的協(xié)同作用，未能顯著提高生鮮凈魚的貨架期(見圖5).

圖5 抗菌涂膜與氣調(diào)包裝對于凈魚保鮮的協(xié)同影響Fig.5 Synergistic effect of antimicrobial film and modified atmosphere packaging on preservation of fish

3 結(jié)論

通過對可食性包裝膜的實驗分析，可知抗菌膜是通過對膜內(nèi)保鮮劑的釋放達到抑菌作用的.海藻酸鈉型涂膜不僅可以阻止魚肉和空氣直接接觸，而且是保鮮劑的有效載體，它可以在魚體表面將保鮮劑釋放出來;茶多酚和甘草提取物可以抑制水產(chǎn)品中常見腐敗微生物生長，從而使涂膜包裝的鮮魚達到延長貨架期的效果.

從細菌總數(shù)和組胺值的角度上來看，抗菌涂膜將鯽魚的貨架期延長了2 d.抗菌性海藻酸鈉涂膜不僅可改善鮮魚的感官品質(zhì)而且可延長其貨架期.涂膜操作工藝簡單、成本低廉，性價比較高;生成的降解物對環(huán)境無污染，適用于鮮魚的中短距離運輸和銷售.氣調(diào)包裝由于改變了鮮魚所處的保存環(huán)境，抑制了在空氣中可以顯著生長的細菌，而且因為包裝材料的保護，又使得鮮魚避免了與外界的接觸，降低了二次污染的風險.與未處理的生鮮鯽魚相比較，氣調(diào)包裝能夠延長其貨架期2 d.但是研究結(jié)果表明抗菌涂膜與氣調(diào)包裝沒有明顯的協(xié)同作用，綜合包裝成本和運輸成本，本實驗得到的最優(yōu)的包裝組合為海藻酸鈉(20 g/L)+甘油(4 g/L)+茶多酚(0.6%)+甘草提取物(20 g固體甘草提取液/L)的涂膜包裝.

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(責任編輯:檀彩蓮)

Preservative Effect of Antimicrobial Film and Modified Atmosphere Packaging on Fish(Carassius auratus)

TANG Ya－li1，2，LU Li－xin1，2，Lü Shu－sheng1
(1.Department of Packaging Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China;2.Key Laboratory of Food Packaging Techniques and Safety of China National Packaging Corporation，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

In this study，the fish were processed by modified atmosphere packaging and antimicrobial film packaging.The edible film was made of alginate as the forming agent，adding tea polyphenols and the extract from licorice as the antimicrobial agents.The modified atmosphere packaging contained three kinds of gases(oxygen，carbon dioxide and nitrogen).The total bacteria count and histamine were used to evaluate the freshness of fish.It was found that both treatments could extend the shelf life of fish for about 2 days，but there was no significant synergistic effect on the preservation of fish.

fresh net fish;antimicrobial film packaging;MAP;preservation

TS206.6

A

1671－1513(2011)06－0058－05

2011－07－12

國家科技支撐計劃項目(2008BAD94B06);國家自然科學基金青年科學基金項目(31101376);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(JUSRP11114).

唐亞麗，女，副教授，博士，主要從事食品營養(yǎng)與安全、食品包裝等方面的研究.