羧甲基殼聚糖復配對蝦保水保鮮劑的研制

解萬翠，王英文，楊錫洪，莫星優(yōu)，紀之嬌（.青島科技大學化工學院，山東 青島 6604；.廣東海洋大學食品科技學院，廣東 湛江 54088；.青島科技大學化學與分子工程學院，山東 青島 6604）

羧甲基殼聚糖復配對蝦保水保鮮劑的研制

解萬翠1，2，王英文1，楊錫洪2，3，莫星優(yōu)2，紀之嬌3
（1.青島科技大學化工學院，山東 青島 266042；2.廣東海洋大學食品科技學院，廣東 湛江 524088；3.青島科技大學化學與分子工程學院，山東 青島 266042）

南美白對蝦易發(fā)生蝦頭黑變、腐敗變質，凍藏過程中脫水造成干耗，困擾著水產(chǎn)加工業(yè)。從抑制蝦頭黑變、抑菌、保水3方面篩選出植酸鈉、Nisin以及魔芋寡糖等天然配料，再與具有抑菌、保水、成膜作用的羧甲基殼聚糖進行復配，開發(fā)復合對蝦保水保鮮劑。結果表明，將0.3% 羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉、0.3%魔芋寡糖配制的保鮮保水劑可將對蝦貨架期延長3～4 d，降低凍藏180 d的對蝦干耗50%。天然對蝦保鮮保水劑具有無硫無磷、安全、高效等優(yōu)點，對保障水產(chǎn)品安全、提高對蝦品質，具有重要意義。

南美白對蝦；羧甲基殼聚糖；保鮮；保水

解萬翠，王英文，楊錫洪，等. 羧甲基殼聚糖復配對蝦保水保鮮劑的研制［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2016，43（8）：119-123.

南美白對蝦（Penaeus vanname）是目前世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類之一，對蝦體大殼薄，肉質鮮美，營養(yǎng)豐富，是一種經(jīng)濟價值很高的水產(chǎn)品［1］。對蝦在捕獲后很快死亡，加工不及時會導致對蝦黑變、腐敗變質，降低感官品質及食用鮮度，冷凍保藏的蝦產(chǎn)品由于干耗，造成損失［2-3］。

為減緩蝦頭黑變，抑制腐敗微生物的繁殖，已建立了低溫保鮮法、化學保鮮法、氣調保鮮法、生物保鮮法，以及保鮮方法的集成技術［4-6］。其中，基于關注水產(chǎn)品安全的大環(huán)境，生物保鮮技術是研究的焦點，目前主要有茶多酚、植酸、乳酸鏈球菌素和溶菌酶等［7］。而保水劑多采用磷酸鹽，天然成分如海藻酸鈉、海藻糖等因成本較高，應用較少，但隨著國外對出口產(chǎn)品標準的提高，含磷保水劑也不能使用［8］。在冷凍對蝦產(chǎn)品的加工中，水產(chǎn)企業(yè)往往分別購買對蝦保鮮劑和保水劑，分兩次工序處理原料，既浪費，又繁瑣。依據(jù)蝦頭黑變機理［9］，及微生物繁殖特點，篩選保鮮劑配料［10］，再選擇強吸水性的魔芋多糖，酶解為寡糖，提高了溶解性，作為吸水劑配料［11-12］。

本研究對保鮮和保水的主要試劑通過篩選，復配成對蝦保鮮保水劑，既使用方便，又綠色天然，保障了水產(chǎn)品的安全，具有較好的實用意義。

1　材料與方法

1.1試驗材料

南美白對蝦：規(guī)格為40只/500 g，購于湛江市東風市場；羧甲基殼聚糖，廣東湛江欽晟有限公司；魔芋寡糖，實驗室酶解制備［6］；海藻糖，分析純，廣州化學試劑廠；海藻酸鈉，分析純，天津北聯(lián)精細化學品開發(fā)公司；乳酸鏈球菌素（Nisin），浙江銀象生物工程有限公司；其他試劑，分析純，上海國藥集團。

主要儀器：超凈工作臺，VS-1300-U，蘇靜集團泰安公司；電子天平，UX420H，日本SHIMADZU；電熱干燥培養(yǎng)箱，HG303-4A，南京實驗儀器廠。

1.2試驗方法

1.2.1對蝦預處理 將選購的南美白對蝦打氧?；钸\回，經(jīng)加冰猝死，清洗去雜物，剔除破損的對蝦，隨機分組備用。

1.2.2單因素試驗篩選保鮮保水劑配料 （1）防黑變：分別配制異抗壞血酸鈉、植酸鈉和茶多酚溶液各0.2%，以蒸餾水為對照，將對蝦浸泡30 min后4℃保存，每隔1 d觀察其黑變程度。

（2）保鮮劑：配制葡萄糖酸內脂、溶菌酶、Nisin溶液各0.1%，以蒸餾水為對照，將對蝦浸泡30 min后4℃保存3 d，檢測細菌總數(shù)。

（3）保水劑：配制魔芋寡糖、魔芋多糖、海藻酸鈉、海藻糖各1.5%，以蒸餾水為對照，將對蝦分別浸泡30 min，撈出瀝干，測定浸泡增重率。將浸泡的對蝦放入包裝袋，排氣封口，于-20℃凍藏7 d，取出后室溫下解凍2 h，測解凍損失率。將解凍對蝦100℃蒸2 min，瀝干水分后測定蒸煮損失率。

1.2.3正交試驗優(yōu)化羧甲基殼聚糖、植酸鈉、Nisin和魔芋寡糖復合配方 根據(jù)抑制黑變、抑菌、保水的單因素試驗結果，對Nisin、植酸鈉、魔芋寡糖、羧甲基殼聚糖進行復配，進行四因素三水平優(yōu)化試驗。

按照表1 配制保水保鮮劑，4℃下浸泡30 min，瀝干稱重，于-20℃冰箱中保存，7、180 d后檢測保水指標。

1.2.4優(yōu)化配方與市售保鮮劑、保水劑對比試驗 根據(jù)正交試驗結果，結合生產(chǎn)實際，進行復配的保水保鮮劑（復配優(yōu)化處理）與市售保鮮劑和保水劑（對照，主要配方為膠氫乙酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸鏈球菌素）的驗證對比實驗，以蒸餾水為空白對照。每隔2 d檢測細菌總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮，凍藏180 d檢測保水指標。

表1　L9（34）正交因素水平設計

1.2.5測定項目及方法 （1）細菌總數(shù)的測定，按GB/T 4789.2-2008有氧平板菌落計數(shù)（APC）法測定細菌總數(shù)執(zhí)行。（2）揮發(fā)性鹽基氮的測定，按GB/T 5009.44-2003微量定氮法測量揮發(fā)性鹽基氮的含量執(zhí)行。（3）保水指標的測定：

2　結果與分析

2.1單因素試驗

2.1.1幾種配料的黑變抑制效果 抑制黑變原料處理對蝦后4℃保存，對蝦黑變結果見表2。由表2可知，茶多酚和植酸鈉都起到了防黑變作用，4℃下保存2 d，空白對照明顯黑變，植酸鈉處理3 d仍有光澤，故選植酸鈉進行復配試驗。

表2　黑變抑制處理后對蝦的變化

2.1.2抑菌配料的篩選 4℃下放置3 d的細菌總數(shù)檢測結果見表3。由表3可知，溶菌酶、葡萄糖酸內脂、Nisin都有抑菌作用，Nisin效果最顯著。Nisin抑制革蘭氏陽性菌，特別是細菌芽孢，與羧甲基殼聚糖形成很好的互補作用，故選用Nisin作為抑菌劑進行復配。

表3　抑菌處理后對蝦中細菌總數(shù)（CFU/g）

2.1.3保水配料篩選 不同保水劑處理對蝦后的保水指標見圖1。由圖1可知，浸泡增重率主要受試劑溶解性的影響，溶解性相近時，多糖增重率大于寡糖；解凍損失率受試劑溶解性和滲透性影響，多糖大于寡糖；蒸煮損失率受試劑溶解性和吸水性影響，寡糖大于多糖。魔芋寡糖由于具有良好的溶解性、滲透性和吸水性，增重速度快，且阻礙對蝦體內水分流失，在凍藏和蒸煮過程中也保持了更多的水分，選擇作為復配原料之一。

圖1　保水劑處理后的保水指標

2.2保鮮保水劑配方優(yōu)化

以細菌總數(shù)和解凍損失率為指標，正交試驗設計及結果見表4。根據(jù)極差可知，保鮮效果C＞A＞D＞B，最佳配方A3B3C3D1，保水效果D＞A＞C＞B，確定最佳配方A3B1C3D3?？紤]到Nisin成本，復配保鮮保水劑的綜合效果，最終選擇配方A3B2C2D2，并按照優(yōu)化最佳條件進行驗證實驗。

表4　正交試驗設計與結果

2.3優(yōu)化配方處理后指標變化

2.3.1細菌總數(shù)變化 細菌菌落總數(shù)是水產(chǎn)食品衛(wèi)生質量標準重要一項，也是南美白對蝦貨架期的一項重要指標。當lg（CFU/g） ≤5，為一級鮮度，lg（CFU/g）≤6，為二級鮮度。將復合保鮮保水劑處理的對蝦，在4℃下保藏，與對照和空白對照隨天數(shù)細菌總數(shù)的變化見圖2。由圖2可知，處理后8 d復合保鮮保水劑處理和對照仍為二級鮮度，而空白對照處理后4 d達到6.05，即不能食用。

圖2　復合保鮮保水劑處理后細菌總數(shù)變化

2.3.2TVB-N變化 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是富含蛋白質食品的腐敗變質指標，蛋白質在微生物作用下分解產(chǎn)生氨及低級胺類物質。當對蝦的TVB-N≦20 mg/100g，為一級鮮度，TVB-N≦30 mg/100g，為二級鮮度。復合保鮮保水劑處理對蝦后揮發(fā)性鹽基氮含量變化見圖3。由圖3可見，空白對照處理后4 d已超過了二級鮮度，不能食用。復配優(yōu)化組和對照處理后8 d才達到二級鮮度，具有更長的貨架期。

圖3　復合保鮮保水劑處理后對蝦揮發(fā)性鹽基氮含量變化

圖4　冷凍6個月的保水指標變化

2.3.3處理后180 d保水指標變化 浸泡對蝦后的浸泡增重率，和冷凍180 d后測定的解凍損失率和蒸煮損失率見圖4。由圖4可知，經(jīng)復合保鮮保水劑處理后的對蝦，提高了對蝦的浸泡增重率，冷凍保藏6個月后，解凍損失率維持在4%以下，蒸煮的損失最少。降低了冷凍對蝦的干耗，很好地保證了對蝦在蒸煮烹飪后的口感和風味。

3　結論

通過單因素實驗，篩選出植酸鈉作為抗蝦頭黑變的配料，Nisin作為抑菌成分，魔芋寡糖作為保水劑主配料。與羧甲基殼聚糖復配，開發(fā)對蝦保鮮保水劑。并經(jīng)正交試驗優(yōu)化，確定了0.3%羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉和0.3%魔芋寡糖的復合保鮮保水劑的最佳配方。

將對蝦保鮮保水劑與空白和市場產(chǎn)品對比，處理的對蝦在4℃條件下7 d仍在二級鮮度上，將南美白對蝦貨架期延長了3～4 d，有效的減緩了對蝦黑變。處理的對蝦在冷凍保藏180 d后，比空白對照降低干耗50%以上，保證了對蝦蒸煮后的口感及風味。

新保鮮保水劑各項指標均優(yōu)于市面上購買的產(chǎn)品，但不含硫、磷等有害成分，為廣大消費者提供了綠色、安全水產(chǎn)品，也為將來水產(chǎn)品保鮮劑、保水劑的開發(fā)提供了新思路。

［1］ G Bono，C O R Okpala，G R A Alberio，et al. Toward shrimp consumption without chemicals：Combined effects of freezing and modified atmosphere packaging（MAP）on some quality characteristics of Giant Red Shrimp （Aristaeomorpha foliacea）during storage［J］. Food Chemistry，2016，197：581-588.

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（責任編輯 白雪娜）

Development of complex fresh-keeping and water-holding agent for Penaeus vannamei by carboxymethyl chitosan

XIE Wan-cui1，2，WANG Ying-wen1，YANG Xi-hong2，3，MO Xing-you2，JI Zhi-jiao3
（1.College of Chemical Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042，China；2 .College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China 3 .College of Chemistry and Molecular Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042 ，China；）

Penaeus vannamei is susceptible to blach change，microbial contamination，drying lose during storage，puzzling aquatic product industry. Sodium phytate，nisin and konjak oligosaccharide，as natural ingredients were selected from test of inhibition shrimp head dark，anti-bacteria and water-holding. Then complex formula of water and fresh-keeping for shrimp was developed for preparation with carboxymethyl chitosan，which had better water and fresh-keeping capacity. The results showed that the shelf life of shrimp could prolong for 3-4 days，and drying loss could be reduced by 50% after 6 months frozen storage，with regeant of 0.3% carboxymethyl chitosan，0.05% nisin，0.3% sodium phytate and 0.3% konjak oligosaccharide. Natural biological water and fresh-keeping agent without sulfur and phosphorus，was safe，efficient，had a larger space for development and prospects in current to food quality requirements.

Penaeus vannamei；carboxymethyl chitosan；fresh-keeping；water-holding

TS254.9

A

1004-874X（2016）08-0119-05

2016-02-15

湛江市科技計劃項目（2013A05006）

解萬翠（1969-），女，博士，教授，E-mail：xiewancui@163.com

楊錫洪（1963-），男，博士，教授，E-mail：yangxihong63@163.com