中國毛蝦(Aceteschinensis)蝦皮復(fù)合保鮮劑篩選及保鮮效果的研究

李馥君,翁佩芳,*,朱亞珠,吳祖芳,張 鑫,苗英杰

(1.寧波大學(xué)應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點實驗室,浙江寧波 315211;2.浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江舟山 316021)

中國毛蝦(Aceteschinensis)蝦皮復(fù)合保鮮劑篩選及保鮮效果的研究

李馥君1,翁佩芳1,*,朱亞珠2,吳祖芳1,張 鑫1,苗英杰1

(1.寧波大學(xué)應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點實驗室,浙江寧波 315211;2.浙江國際海運職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江舟山 316021)

為解決中國毛蝦干制品(蝦皮)在常溫流通、銷售過程中容易腐敗變質(zhì)的問題,從山梨酸鉀、雙乙酸鈉、Nisin三種抑菌保鮮劑和異抗壞血酸鈉、竹葉抗氧化物、植酸三種抗氧化劑中篩選出對蝦皮保鮮效果較好的兩種抑菌劑和一種抗氧化劑,結(jié)果得到山梨酸鉀、雙乙酸鈉和異抗壞血酸鈉作為蝦皮的復(fù)合保鮮劑;通過正交實驗優(yōu)化得到最佳復(fù)合保鮮劑的配比為0.10%山梨酸鉀、0.05%雙乙酸鈉和0.2%異抗壞血酸鈉。中國毛蝦經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理后,常溫貯藏(25 ℃)過程中細菌總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)增加緩慢,貨架期延長至25 d,比對照組延長了約15 d,保鮮效果較好,研究結(jié)果為蝦皮保鮮及其品質(zhì)控制提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

中國毛蝦,山梨酸鉀,雙乙酸鈉,異抗壞血酸鈉,保鮮

中國毛蝦(Aceteschinensis)俗稱毛蝦、小白蝦、水蝦,經(jīng)蒸煮、烘干等工序加工后的干制品又稱作蝦皮[1-2]。中國毛蝦分布廣、年產(chǎn)量高[3-4]、營養(yǎng)豐富,每100 g蝦皮中蛋白質(zhì)含量高達39.3 g,鈣、磷的含量分別高達2000 mg和1005 mg[5],在水產(chǎn)品中屬于價格比較低廉的大眾化海味品,深受廣大消費者喜愛。但是,中國毛蝦的捕撈受季節(jié)限制,使得蝦皮冬存夏銷,在貯藏銷售過程中,尤其溫度較高時,微生物大量繁殖、脂肪氧化速率加快[6],使蝦皮顏色變黃、色澤暗淡并伴有氨味等異味從而使蝦皮失去營養(yǎng)價值。因此,研究毛蝦的安全保鮮技術(shù)對于提高毛蝦品質(zhì),開發(fā)毛蝦常溫即食產(chǎn)品,促進毛蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

目前國內(nèi)外關(guān)于蝦皮的研究主要集中在蝦皮的加工工藝[7-8]、品質(zhì)變化[9-10]、氣調(diào)包裝[11-12]以及毛蝦休閑食品的開發(fā)[13]等,關(guān)于如何在常溫下最大程度地保持干制蝦皮的原有品質(zhì),延長蝦皮的保質(zhì)期卻鮮有報道。研究表明,通過添加保鮮劑來抑制食品中的微生物,延長食品的貯藏時間是一種最普遍有效的方法,依據(jù)柵欄原理,將不同種類的保鮮劑復(fù)合使用不僅能降低單一保鮮劑的用量,而且保鮮效果更佳[14]。凡玉杰等[15]用殼聚糖、海藻酸鈉和乳酸鏈球菌素(Nisin)保鮮冷藏銀鯧,復(fù)合保鮮液中殼聚糖、海藻酸鈉和乳酸鏈球菌素的最佳配比分別為5、7、0.3 g/L,使其貨架期延長了約7 d,其中殼聚糖對銀鯧的保鮮效果影響極顯著;王四維[16]等采用山梨酸聯(lián)合殼聚糖涂膜保鮮青蝦,結(jié)果表明此方法可以抑制蝦體細菌總數(shù)的增加,維持較低的TVB-N值,使青蝦貨架期延長了約3 d;田密霞等[17]研究了山梨酸鉀、異抗壞血酸鈉結(jié)合不同包裝方式對鮮切梨的保鮮效果,結(jié)果表明0.1%山梨酸鉀、2.0%異抗壞血酸鈉處理后用保鮮盒包裝,5 ℃貯藏可有效改善鮮切梨的感官及內(nèi)在品質(zhì)。目前應(yīng)用到水產(chǎn)品中的復(fù)合保鮮劑主要集中在魚類[15,18]、蝦類[16,19]等,在蝦皮中的應(yīng)用較少。本實驗在單一抑菌和單一抗氧化劑實驗的基礎(chǔ)上,從Nisin、山梨酸鉀、雙乙酸鈉、異抗壞血酸鈉、竹葉抗氧化物以及植酸中篩選出對蝦皮保鮮效果較好的抑菌劑和抗氧化劑,并通過正交實驗確定出復(fù)合保鮮液的最佳配方,旨在為毛蝦蝦皮的貯藏保鮮及品質(zhì)控制、提高蝦皮的經(jīng)濟效益和促進毛蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮毛蝦 采自浙江省舟山市六橫鎮(zhèn)某加工廠,碎冰塊保藏送至實驗室，乳酸鏈球菌素(Nisin) 浙江銀象生物工程有限公司;竹葉抗氧化物 杭州浙大力夫生物科技有限公司;植酸 萊陽市萬基威生物工程有限公司;山梨酸鉀 寧波王龍集團有限公司;雙乙酸鈉 寧波王龍集團有限公司;異抗壞血酸鈉 江西省德興市百勤異VC鈉有限公司;平板計數(shù)培養(yǎng)基(PCA培養(yǎng)基) 國藥集團化學(xué)試劑有限公司;無水乙醇、甲醛、硫代巴比妥酸等 均為分析純。

恒溫培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠;LDZX-75KBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;DHG-9140 AS型電熱鼓風干燥器 寧波江南儀器廠;超凈工作臺 上海智成分析儀器制造有限公司;HR83自動水分測定儀 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司;UV-3200掃描型紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司;D-37520落地高速冷凍離心機 美國Thermo Fisher Scientific公司;FSH-2可調(diào)高速勻漿機 江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠LDZX-50KBS。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 新鮮毛蝦用蒸餾水漂洗,去除小魚、小蟹及雜質(zhì),撈出瀝干后于配制好的保鮮劑溶液中浸泡,固液比為1∶1.5,浸泡時間為30 min,然后煮沸1 min,撈出瀝干水分,均勻攤開放到75 ℃烘箱里烘4～5 h,控制每個組樣品的最終水分含量基本一致(35%左右)。將蝦皮樣品分裝到保鮮袋中,置于25 ℃恒溫貯藏,每5 d取樣,其中以蒸餾水浸泡、蒸煮并烘干的毛蝦為對照組,同時進行三個平行實驗。

1.2.2 保鮮劑的篩選 根據(jù)GB 2760-2014及文獻[15-17,20]分別配制0.06% Nisin、0.09%山梨酸鉀和0.09%雙乙酸鈉保鮮液,按照1.2.1中的方法處理毛蝦,篩選出保鮮效果較好的兩種保鮮劑。

1.2.3 抗氧化劑的篩選 根據(jù)GB 2760-2014及文獻[21-23]分別配制0.1%竹葉抗氧化物、0.5%異抗壞血酸鈉、0.1%植酸溶液,按照1.2.1中的方法處理毛蝦,篩選出抗氧化效果較好的一種抗氧化劑。

1.2.4 復(fù)合保鮮液的配制 在單一保鮮劑的保鮮實驗基礎(chǔ)上,對篩選得到的保鮮劑和抗氧化劑分別選取3個水平,進行正交實驗,確定最佳的復(fù)合保鮮液配比。各因素水平見表1。

表1 蝦皮保鮮的正交實驗因素水平表

1.3 測定方法

1.3.1 感官評定方法 由5位有感官評定經(jīng)驗的人員組成感官評定小組,分別從蝦皮的色澤、組織和形態(tài)、滋味和氣味以及口感4方面進行綜合評定,單項評分分為5(優(yōu))、4(良)、3(中)、2(差)、1(劣)五級,總分為20分。感官評定時先觀察蝦皮的色澤和組織形態(tài),再對蝦皮進行品嘗,并評判其滋味及氣味,當總分低于9分時,則認為該蝦皮樣品已經(jīng)腐敗不宜繼續(xù)食用。具體評分標準見表2。

1.3.2 菌落總數(shù)的測定 按照GB 4789.2-2010食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定的方法進行。

1.3.3 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定 參照SC/T 3032-2007半微量凱氏定氮法進行測定。

1.3.4 硫代巴比妥酸(TBA)值的測定 參考劉娜等[1]的方法。

1.3.5 色差測定分析 采用 CR-400 型色差儀測定蝦皮樣品的L*、a*、b*值。其中L*表示亮度,L*=0代表黑色,L*=100 代表白色;a*表示紅色程度,+a*表示紅,-a*表示綠;b*表示黃色程度,+b*表示黃,-b*表示藍。每個樣品平行測定6次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行繪圖,利用SPSS 19.0軟件進行實驗數(shù)據(jù)分析。

表2 蝦皮感官評分表

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保鮮劑對蝦皮貯藏期間保鮮效果的影響

不同保鮮劑對蝦皮貯藏期間感官評分的影響如圖1所示,由圖1可知,隨著貯藏時間的延長,各處理組蝦皮的感官評分均呈下降趨勢,其中對照組下降最快。保鮮劑處理組與對照組間感官品質(zhì)差異顯著(p<0.05),對照組蝦皮在第10 d時,顏色呈黃色、無光澤、組織疏松,頭部斷裂、有明顯異味,不可食用,而添加保鮮劑組蝦皮的感官評分均在11～15分之間,色澤、組織形態(tài)均保持較好。貯藏至第15 d時,Nisin處理組蝦皮顏色發(fā)黃、無光澤并散發(fā)出氨臭味,不可食用;山梨酸鉀、雙乙酸鈉處理組的蝦皮防腐保鮮效果較好,貯藏至第20 d時仍無明顯氨臭味,顏色微黃、部分蝦皮出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象,研究表明,食品在貯藏期間受到微生物、酶、物理及化學(xué)因素的影響,食品的色澤、氣味及組織結(jié)構(gòu)等逐漸變差,達到消費者能夠承受的最低限度時,認為食品已經(jīng)腐敗變質(zhì),不可食用[24]。

圖1 不同保鮮劑處理對蝦皮貯藏期間感官評價的影響Fig.1 Effects of different preservatives on the sensory evaluation of dried Acetes chinensis during storage

不同保鮮劑對蝦皮貯藏期間菌落總數(shù)的影響如圖2所示,由圖2可知,貯藏過程中各組蝦皮的菌落總數(shù)均呈上升趨勢,保鮮劑組顯著低于對照組(p<0.05)。對照組蝦皮貯藏至10 d時,菌落總數(shù)的對數(shù)值為6.14 lg CFU/g,貯藏至第15 d,Nisin處理組的蝦皮菌落總數(shù)對數(shù)值達到7.14 lg CFU/g,山梨酸鉀與雙乙酸鈉處理組蝦皮菌落總數(shù)對數(shù)值分別為5.08 lg CFU/g和5.48 lg CFU/g,可見山梨酸鉀與雙乙酸鈉具有較好的抑菌效果,可使蝦皮貯藏至15～20 d,這與感官評價的結(jié)果相一致。

圖2 不同保鮮劑處理對蝦皮貯藏期間菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effects of different preservatives on the total number of colonies of dried Acetes chinensis during storage

TVB-N是指動物性食品貯藏過程中,在細菌和霉菌等腐敗微生物的作用下,蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性氨以及低級胺類等堿性含氮物質(zhì),是評價水產(chǎn)品新鮮度的指標之一[25]。本實驗參考GB 2733-2005中規(guī)定的TVB-N值(mg/100 g)≤30在可接受范圍內(nèi)。不同保鮮劑處理組蝦皮在貯藏過程中TVB-N的變化如圖3所示。由圖3可知,新鮮蝦皮的TVB-N值在10.0～13.0 mg/100 g之間,隨著貯藏時間的延長,各組蝦皮的TVB-N值均呈上升趨勢,尤其對照組增加較快,與保鮮劑組差異顯著(p<0.05)。第15 d時,對照組蝦皮的TVB-N值為32.27 mg/100 g,達到不可接受值;保鮮劑處理組均小于30 mg/100 g,由此可見,山梨酸鉀、雙乙酸鈉的添加,有效的抑制了蝦皮中的細菌等腐敗微生物,從而減少了蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的小分子胺以及脫羧氨基酸轉(zhuǎn)化為氨類物質(zhì)[26]。

圖3 不同保鮮劑處理對蝦皮貯藏期間TVB-N值的影響Fig.3 Effects of different preservatives on TVB-N value of dried Acetes chinensis during storage

2.2 不同抗氧化劑對蝦皮貯藏期間抗氧化效果的影響

表3 不同抗氧化劑處理對蝦皮貯藏期間色差值的影響

注:大寫字母不同表示同一貯藏時間下不同抗氧化劑處理的色差值差異顯著,p<0.05;小寫字母不同表示同一處理方式下不同貯藏時間的色差值差異顯著,p<0.05。

不同抗氧化劑對蝦皮抗氧化效果的影響結(jié)果如圖4、圖5和表3所示。由圖4可知,蝦皮感官評分均隨貯藏時間的延長而減小,尤其是對照組蝦皮(p<0.05),說明隨著貯藏時間的延長蝦皮的品質(zhì)逐漸下降。第0 d時,經(jīng)抗氧化劑處理的蝦皮色澤透亮,較對照組評分略高;在25 ℃條件下貯藏10 d時,對照組蝦皮顏色發(fā)黃、無光澤,出現(xiàn)斷頭、斷尾現(xiàn)象并伴有氨臭味,不可食用;而添加抗氧化劑組蝦皮的感官評分均在10～14分之間,色澤、組織形態(tài)均保持較好。貯藏至第15 d時,植酸處理組蝦皮顏色稍發(fā)黃、光澤暗淡并散發(fā)出氨臭味,不可食用;異抗壞血酸鈉處理組的蝦皮顏色稍發(fā)黃、光澤較貯藏初期暗淡、少量斷頭斷尾現(xiàn)象,由此可見,異抗壞血酸鈉的抗氧化效果較好。

圖4 不同抗氧化劑處理對蝦皮貯藏期間感官評價的影響Fig.4 Effects of different antioxidants on sensory evaluation of dried Acetes chinensis during storage

圖5 不同抗氧化劑處理對蝦皮貯藏期間TBA值的影響Fig.5 Effects of different antioxidants on TBA value of dried Acetes chinensis during storage

利用色差儀分別測定各處理組蝦皮貯藏過程中的色澤變化,結(jié)果如表3所示。由表3可知,隨著貯藏時間的延長,L*值逐漸減小,a*及b*值逐漸增大,說明蝦皮在貯藏過程中逐漸失去光澤,紅色及黃色逐漸加深,這與感官評定結(jié)果相一致。抗氧化劑處理組蝦皮與對照組之間差異顯著(p<0.05),同一處理組蝦皮隨著時間的延長,差異顯著(p<0.05),此結(jié)果表明,抗氧化劑一定程度上減緩了蝦皮的顏色變化[27],其中,竹葉抗氧化物與異抗壞血酸鈉的效果較好。貯藏過程中蝦皮顏色變紅,可能是蝦皮中的蝦青素與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng),形成了紅色物質(zhì);蝦皮顏色發(fā)黃,可能與蝦皮的脂肪氧化以及蛋白質(zhì)降解有關(guān)。

TBA值是指食品在貯藏過程中,不飽和脂肪酸發(fā)生自動氧化以及酶促反應(yīng)等一系列反應(yīng)生成的丙二醛,能夠與TBA發(fā)生顏色反應(yīng),生成的穩(wěn)定紅色化合物在532 nm處有吸收峰,通過測定此處的吸光度值,就可以檢測丙二醛的相對含量變化,以了解食品的脂質(zhì)氧化情況[28-29]。由圖5可知,隨著貯藏時間的延長,TBA值總體呈現(xiàn)上升趨勢;貯藏初期,各處理組蝦皮的TBA值均上升緩慢,這可能是蝦皮在貯藏初期氧化生成的丙二醛與蝦皮中的氨基相互作用從而減緩了TBA值的上升[30]。貯藏至10 d后,對照組TBA值上升較快,植酸處理組次之。對照組與保鮮劑組差異顯著(p<0.05),說明各抗氧化劑均能有效抑制蝦皮的脂肪氧化,其中異抗壞血酸鈉的抗氧化效果最好,可能是因為異抗壞血酸鈉能夠降低蛋白質(zhì)的分解,延緩了蝦皮在微生物作用下的脂肪酸敗[31-32]。

2.3 復(fù)合保鮮劑的配方優(yōu)化

表4 正交實驗直觀分析結(jié)果

表5 正交實驗方差分析表

注:* 表示影響顯著。

保鮮劑篩選實驗結(jié)果表明,各單一保鮮劑均能抑制蝦皮中的細菌繁殖、降低TVB-N值,對蝦皮具有一定的保鮮作用。根據(jù)篩選實驗結(jié)果選擇山梨酸鉀、雙乙酸鈉和異抗壞血酸鈉進行正交實驗,結(jié)果如表4、表5所示。由表4、表5可知,山梨酸鉀和雙乙酸鈉對蝦皮TVB-N值以及菌落總數(shù)影響效果均顯著(p<0.05),異抗壞血酸鈉對蝦皮菌落總數(shù)影響效果顯著(p<0.05)。各因素對蝦皮TVB-N值影響主次順序為:B>A>C,對蝦皮菌落總數(shù)影響主次順序為:A>C>B。兩個指標的最優(yōu)組合均為A3B1C1，因此得到蝦皮復(fù)合保鮮劑的最優(yōu)配方為A3B1C1,即山梨酸鉀0.10%、雙乙酸鈉0.05%、異抗壞血酸鈉0.2%。

2.4 驗證實驗

根據(jù)正交實驗結(jié)果得到的最佳復(fù)合保鮮劑配方做驗證實驗,樣品處理方法同1.2.1,通過菌落總數(shù)、TVB-N值、TBA值和感官評分進行綜合評定。實驗結(jié)果表明,對照組蝦皮貯藏至第10 d時,細菌總數(shù)為5.29 lg CFU/g,TVB-N值為26.37 mg/100 g,TBA值為0.415 mg/kg,感官評分為11分,貯藏至15 d時,各項指標均已超出了可食用范圍,蝦皮顏色發(fā)黃、無光澤、伴有氨臭味;復(fù)合保鮮劑處理組蝦皮貯藏至25 d時,細菌總數(shù)為5.64 lg CFU/g,TVB-N值為28.68 mg/100 g,TBA值為0.426 mg/kg,感官評分為10分。復(fù)合保鮮劑可以使蝦皮常溫(25 ℃)下貯藏25 d,比對照組蝦皮延長了約15 d,由此可見,復(fù)合保鮮劑可有效減緩蝦皮感官品質(zhì)的下降,延緩蛋白質(zhì)的降解,抑制微生物的生長,延長其貯藏期。

3 結(jié)論

從山梨酸鉀、雙乙酸鈉、Nisin三種抑菌保鮮劑和異抗壞血酸鈉、竹葉抗氧化物、植酸三種抗氧化劑中篩選出對蝦皮保鮮效果較好的兩種抑菌劑和一種抗氧化劑,分別為山梨酸鉀、雙乙酸鈉和異抗壞血酸鈉;經(jīng)過復(fù)合保鮮液處理的蝦皮在貯藏期間菌落總數(shù)、TVB-N值以及TBA值等指標均呈緩慢增加趨勢并且與對照組差異顯著,進一步數(shù)據(jù)分析得出蝦皮保鮮的最佳復(fù)合保鮮劑配方為0.10%山梨酸鉀、0.05%雙乙酸鈉、0.2%異抗壞血酸鈉。正交實驗的結(jié)果表明,山梨酸鉀、雙乙酸鈉、異抗壞血酸鈉三者復(fù)合能明顯減緩蝦皮的腐敗進程,使蝦皮在常溫下可貯藏至25 d,較對照組延長了約15 d?？赡苁侨邚?fù)合使用后更加有效地抑制了細菌、霉菌等腐敗菌的生長繁殖,從而減緩了蝦皮的腐敗進程,延長了蝦皮的保鮮期,并且其成本較低、操作簡單,具有廣闊的應(yīng)用前景。

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Screening and fresh-keeping effect of composite preservatives onAceteschinensis

LI Fu-jun1,WENG Pei-fang1,*,ZHU Ya-zhu2,WU Zu-fang1,ZHANG Xin1,MIAO Ying-jie1

(1.Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology of Ministry of Education,Ningbo University,Ningbo 315211,China;2.Zhejiang International Maritime College,Zhoushan 316021,China)

In order to solve the problems thatAceteschinensis(dried small shrimps)are apt to deteriorate in transport or saleing at ambient temperature,three kinds of antimicrobial preservatives,including potassium sorbate,sodium diacetate and Nisin,as well as three kinds of anti-oxidants,including sodium erythorbate AOB,and phytic acid,were investigated,respectively. The results showed that complex preservatives ofAceteschinensiswere obtained and they were potassium sorbate,sodium diacetate and sodium erythorbate. By orthogonal test to obtain the optimal combination of compound preservative,the results indicated that the optimal proportion of compound fresh-keeping agent was 0.10% potassium sorbate,0.05% sodium diacetate,0.2% sodium isoascorbate respectively. Results showed that complex preservative treatment slowed down the increase of aerobic plate count and total volatile basic nitrogen(TVB-N)ofAceteschinensissignificantly at room temperature and prolonged the shelf life to 25 days,than that of the control group was prolonged by about 15 days. This compound preservative had a good fresh-keeping effect,which could provide theoretical basis for the preservation and quality control ofAceteschinensis.

Aceteschinensis;potassium sorbate;sodium diacetate;sodium isoascorbate;preservation

2016-09-06

李馥君(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品精深加工及其高值化，E-mail:991938843@qq.com。

*通訊作者:翁佩芳(1963-)，女，教授，研究方向：食品精深加工及其高值化，E-mail:wengpf@hotmail.com。

浙江省自然科學(xué)基金面上項目(LY15C200015); 舟山市科技局公益類科技項目(2014C31052); 寧波大學(xué)“水產(chǎn)”浙江省重中之重開放基金資助項目(XKZSC1534)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)06-0333-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.055