殼聚糖-柑橘精油微膠囊制備工藝優(yōu)化及其在凡納濱對蝦保鮮中的應(yīng)用*

姚潔玉 李 苑 江楊陽 陳士國 胡亞芹

殼聚糖-柑橘精油微膠囊制備工藝優(yōu)化及其在凡納濱對蝦保鮮中的應(yīng)用*

姚潔玉 李 苑 江楊陽 陳士國 胡亞芹①

(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院 馥莉食品研究院 智能食品加工技術(shù)與裝備國家(地方)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)功能評價(jià)實(shí)驗(yàn)室 浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江大學(xué)寧波研究院 杭州 310058)

本研究分別以殼聚糖濃度、乳化劑用量和三聚磷酸鈉用量為指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以粒徑、PDI和Zeta電位為指標(biāo)進(jìn)行分析，制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊。以揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值、SDS-PAGE電泳、硫代巴比妥酸值(TBA)和菌落總數(shù)(TVC)為指標(biāo)分析殼聚糖-柑橘精油微膠囊在凡納濱對蝦()4℃貯藏過程中對其品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，與對照組相比，殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理組可以明顯抑制TVB-N值、TBA值和TVC值增長(<0.05)；SDS-PAGE圖譜也顯示實(shí)驗(yàn)組的肌球蛋白重鏈分解更慢。說明在4℃冷藏條件下，殼聚糖-柑橘精油微膠囊能夠有效地抑制蛋白質(zhì)的變性、脂肪的酸敗和微生物的增長，從而延緩凡納濱對蝦腐敗變質(zhì)，延長凡納濱對蝦貨架期3~4 d。

凡納濱對蝦；殼聚糖-柑橘精油微膠囊；品質(zhì)；保鮮

凡納濱對蝦()是世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類品種之一(曹榮等, 2009)。 凡納濱對蝦味道鮮美，營養(yǎng)豐富，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，現(xiàn)已成為中國養(yǎng)殖蝦類的主要品種(袁麗等, 2011)。凡納濱對蝦豐富的營養(yǎng)物質(zhì)極易被微生物利用而導(dǎo)致腐敗，貨架期短是影響凡納濱對蝦銷售流通的突出問題。

隨著人們對食品的口感、安全性、營養(yǎng)性等重視程度的提高，生物保鮮劑的應(yīng)用越來越廣泛，這些保鮮劑不僅可以抑制細(xì)菌生長、抗氧化而且相對安全。單一生物保鮮劑的作用相對局限，2種或2種以上協(xié)同作用可以大大降低單一保鮮劑的用量，提高保鮮效率。倪渠峰(2014)用茶多酚結(jié)合殼聚糖處理冷藏大黃魚()，發(fā)現(xiàn)茶多酚和殼聚糖能延緩肌肉蛋白質(zhì)中疏水基團(tuán)的暴露和巰基的氧化，從而抑制大黃魚肌原纖維蛋白的變性，控制組織微觀結(jié)構(gòu)的劣變。畢海丹等(2016)用茶多酚和乳清蛋白對冷藏魚糜進(jìn)行保鮮處理，結(jié)果顯示，茶多酚和乳清蛋白共同作用對蛋白氧化和脂肪氧化的抑制效果都優(yōu)于單獨(dú)添加茶多酚或乳清蛋白。

殼聚糖(Chitosan)是甲殼素脫乙酰產(chǎn)物，由α-氨基-D-葡胺糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的天然多糖。Gooday等(1986)的研究表明，殼聚糖具有廣譜抑菌作用和抗氧化作用；殼聚糖對假單胞菌、腸桿菌、沙門氏菌等革蘭氏陰性菌，以及金黃色葡萄球菌、乳酸菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌等革蘭氏陽性細(xì)菌和酵母菌均具有抑制作用(No, 2002; Jeon, 2001)；0.5%和1%的殼聚糖投喂花鱸()可以增強(qiáng)花鱸的溶菌酶活性和吞噬活性(常青等, 2006)。柑橘精油是柑橘果皮中提取的一種精油，有比較強(qiáng)的抑菌效果和抗氧化性。柑橘油不僅對酵母、霉菌和產(chǎn)孢子細(xì)菌有抑菌作用，對食品產(chǎn)毒細(xì)菌也有抗菌效果(Palhano, 2004)。

微膠囊產(chǎn)品可通過預(yù)先設(shè)計(jì)的壁材溶解時(shí)間和釋放曲線，在規(guī)定的時(shí)間以一定的速率釋放芯材物質(zhì)。在食品工業(yè)中，微膠囊化用以保持被包埋物質(zhì)的生理活性，保護(hù)敏感性成分。曾治平(2010)用復(fù)凝聚法將葉黃素微膠囊化，提高了葉黃素的穩(wěn)定性，能更加方便的貯藏和應(yīng)用。韓寧(2006)發(fā)現(xiàn)，微膠囊能夠大大提高β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性，減緩降解速率。郭愛蓮等(1994)發(fā)現(xiàn)，將苯甲酸鈉用β-環(huán)狀糊精包埋成微囊后，能顯著延長產(chǎn)品的貨架期。肉桂醛經(jīng)噴霧干燥制備成微膠囊后可以延長其抗菌作用時(shí)間(武偉等, 2002)。

本研究以具有良好成膜性兼具抗菌性的殼聚糖作為壁材，以具有抗氧化性、抗菌性的柑橘精油作為芯材，制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊，并考察了殼聚糖濃度、乳化劑用量和三聚磷酸鈉用量對粒徑、PDI (Polydispersity Index分散指數(shù))及Zeta電位的影響，在此基礎(chǔ)上得到優(yōu)化的微膠囊制備條件，并研究了殼聚糖-柑橘精油微膠囊對凡納濱對蝦貯藏過程品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凡納濱對蝦購自杭州駱家莊農(nóng)貿(mào)市場，選取大小(15.0±0.5) g的凡納濱對蝦置于碎冰中，于20 min內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室；柑橘精油(法國Florihana公司)；吐溫80、Na5P3O10(TPP)、醋酸、殼聚糖(脫乙酰度80.0%~95.0%，粘度50~800 cp)、HCl、NaOH、乙醇、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、KI、氯仿、NaH2PO4、Na2HPO4、Na2S2O3、冰乙酸等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；TGL20M臺式低速冷凍離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；UV-2550紫外分光光度計(jì)，日本島津公司；EPS300電泳儀，上海天能科技有限公司；凱氏定氮裝置，鄭州市中原科技坡璃儀器廠；磁力攪拌器；粒度分析儀LS-230，美國庫爾特公司；Zeta電位分析儀Zetasizer Nano ZS90，英國馬爾文公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 殼聚糖-柑橘精油微膠囊的制備 稱取一定濃度的殼聚糖溶于1%的醋酸溶液，磁力攪拌至完全溶解，滴加一定量吐溫80，磁力攪拌2 h，用蠕動泵向溶液中加入一定量柑橘精油，磁力攪拌2 h，用蠕動泵以一定速率滴加一定量的TPP溶液，邊滴加邊用磁力攪拌器攪拌。攪拌12 h，在4000 r/min下離心 30 min，將沉淀在-40℃下凍干備用。

1.3.2 粒徑、PDI的測定 使用粒度分析儀進(jìn)行測量，測量溫度為25℃，每個(gè)樣品取3組平行，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。

1.3.3 Zeta電位的測定 使用Zeta電位分析儀進(jìn)行測量，測量溫度為25℃，每個(gè)樣品取3組平行，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示。

1.3.4 樣品處理 以1%的醋酸溶液為溶劑，制備1%(/)的微膠囊溶液，將凡納濱對蝦置于溶液中20 min后取出，等待其表面干燥后，置于4℃冰箱貯藏，并定期測量其指標(biāo)。

1.3.5 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值測定 參照Yerlikaya等(2017)的方法，蒸餾獲得均質(zhì)蝦肉末的總揮發(fā)性堿，并將這些揮發(fā)性堿用0.1mol/L的HCl收集，在Tashiro指示劑(0.2 g甲基紅和0.1 g亞甲基藍(lán)溶解于100 ml 95%乙醇)的存在下，用0.1mol/L的NaOH滴定餾出液。計(jì)算TVB-N并表示為mg TVB-N/100g樣品。

1.3.6 SDS-PAGE電泳 參照Laemmli(1970)的方法，采用SDS-PAGE分析不同處理對蝦肉蛋白質(zhì)的影響。采用10%的分離膠濃度，5%的濃縮膠濃度。電泳完成后，經(jīng)考馬斯亮藍(lán)染色，脫色后觀察蛋白質(zhì)條帶的變化。

1.3.7 硫代巴比妥酸值(TBA)測定 參照Vyncke(1975)的方法并有所改動，取10 g碎蝦肉，加入50 ml 7.5%的三氯乙酸(含有0.1% EDTA)，振搖后靜置30 min，用雙層濾紙過濾。取5 ml濾液，加入5 ml 0.02 mol/L的TBA溶液，在沸水浴中保存40 min，取出后冷卻1 h，在1500 r/min條件下離心25 min，取上清液，加入5 ml氯仿，靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm波長下測定吸光度，用以下公式計(jì)算TBA值。

1.3.8 菌落總數(shù)(TVC)的測定 參照Saraiva等(2016)的方法，取蝦肉5 g，加入45 ml滅菌生理鹽水振搖并進(jìn)行10倍梯度稀釋，選擇3個(gè)合適稀釋度的樣本勻液，取1 ml樣品稀釋液于無菌培養(yǎng)皿內(nèi)。將約15 ml冷至45℃的平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基注入培養(yǎng)皿，待瓊脂凝固后，翻轉(zhuǎn)平板，置于(36±1)℃恒溫箱內(nèi)，培養(yǎng)72 h后計(jì)數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖濃度對粒徑、PDI與Zeta電位的影響

分別使用2.5、5.0、7.5、10.0、15.0和20.0 g/L濃度的殼聚糖溶液制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊，柑橘精油添加量為6 g/L，吐溫80添加量為3 ml/L，TPP添加量為2 g/L，TPP添加速度為1 mg/min。6個(gè)樣品粒徑、PDI與Zeta電位的測定結(jié)果見表1。由表1可以看出，隨著殼聚糖濃度的增加，微膠囊的平均粒徑增加，PDI增大。粒徑是考察微膠囊的一個(gè)重要指標(biāo)，平均粒徑反映了微膠囊的大小。PDI反映了微膠囊大小的分布情況，系數(shù)越低，表明微膠囊的大小越均勻，微膠囊的粒度分布，隨著殼聚糖濃度的增加越來越不均勻。在較低殼聚糖濃度下，殼聚糖和柑橘精油之間有更好的溶解性和相互作用，因此粒度較小(Fan, 2012)，隨著殼聚糖濃度的增加，溶液中殼聚糖分子增多，使得溶液粘度增加，從而使得微膠囊分布不均勻。Zeta電位也隨著殼聚糖濃度的增加而增大，Zeta電位反映了微膠囊溶液膠體體系的穩(wěn)定程度，Zeta電位數(shù)值越大表示溶液穩(wěn)定性越差，這與形成的微膠囊越來越不均勻有關(guān)。隨著殼聚糖濃度的增加，載有柑橘精油的微膠囊的Zeta電位增加，是因?yàn)闅ぞ厶菐в袛?shù)量過多的游離正電荷(Katas, 2006)。

表1 不同殼聚糖濃度下粒徑、PDI與Zeta電位變化情況

Tab.1 Changes of particle size, PDI and Zeta potential with different chitosan concentration

2.2 乳化劑添加量對粒徑、PDI與Zeta電位的影響

根據(jù)1.3的實(shí)驗(yàn)方法制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊，殼聚糖濃度為10 g/L，TPP添加量為2 g/L，TPP添加速度為1 mg/min，柑橘精油添加量為6 g/L，吐溫80添加量分別為0、3、6、9和12 ml/L。5個(gè)樣品粒徑、PDI與Zeta電位的測定結(jié)果如表2所示。可以看出，隨著乳化劑吐溫80的添加量增加，微膠囊的平均粒徑減小，粒徑分布系數(shù)減小，表示溶液中微膠囊粒徑分布均勻，Zeta電位也逐漸減小，表明微膠囊溶液較為穩(wěn)定。這是由于乳化劑使得柑橘精油在溶液體系中分布更為均勻，有利于形成更為分散和穩(wěn)定的微膠囊體系。

表2 不同乳化劑添加量下粒徑、PDI與Zeta電位變化情況

Tab.2 Changes of particle size, PDI and Zeta potential with different emulsifier concentration

2.3 TPP添加量對粒徑、PDI與Zeta電位的影響

根據(jù)1.3的實(shí)驗(yàn)方法，制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊。殼聚糖濃度為10 g/L，柑橘精油添加量為6 g/L，吐溫添加量為3 ml/L，TPP添加速度為1 mg/min，TPP添加量分別為0.5、1.0、2.0、4.0和8.0 g/L。5個(gè)樣品粒徑、PDI與Zeta電位的測定結(jié)果見表3。由表3可以看出，隨著TPP的用量增加，微膠囊的平均粒徑減小，而PDI無明顯變化，Zeta電位呈現(xiàn)出先降低、后升高的趨勢。這是由于TPP可以實(shí)現(xiàn)殼聚糖微膠囊壁材的凝聚，TPP產(chǎn)生小顆粒，因?yàn)樗且粋€(gè)小的聚陰離子分子，與殼聚糖的-NH3+基團(tuán)形成強(qiáng)烈的離子相互作用。因此，其用量的增加會促進(jìn)微膠囊體系形成。而TPP用量繼續(xù)增加，溶液體系穩(wěn)定性下降，這可能是由于小顆粒聚集在一起并形成團(tuán)簇所致(Rampino, 2013)。TPP制備的納米顆粒表現(xiàn)出低Zeta電位，這一結(jié)果可能是由TPP與殼聚糖的-NH3+基團(tuán)之間強(qiáng)烈的交聯(lián)引起的，-NH3+基團(tuán)可以中和部分游離電荷從而降低Zeta電位(Csaba, 2009)。綜上所述，制備殼聚糖-柑橘精油微膠囊的較優(yōu)參數(shù)是殼聚糖濃度 10 g/L，柑橘精油添加量為6 g/L，吐溫添加量為 9 ml/L，TPP添加量為4 g/L，TPP添加速度為1 mg/min。

表3 不同TPP添加量下粒徑、PDI與Zeta電位變化情況

Tab.3 Changes of particle size, PDI and Zeta potential with different TPP concentration

2.4 殼聚糖-柑橘精油微膠囊對冷藏凡納濱對蝦TVB-N值的影響

TVB-N是動物性食品的蛋白質(zhì)在貯藏過程中由于微生物和酶的作用而分解產(chǎn)生的氨以及胺類物質(zhì)，是反映水產(chǎn)品新鮮程度的主要指標(biāo)(Benjakul, 2002)。GB 2733-2005規(guī)定TVB-N含量不大于30 mg/100 g為可接受范圍。由圖1可知，新鮮凡納濱對蝦的揮發(fā)性鹽基氮含量接近7 mg/100 g，屬于一級鮮度，這與 劉金昉等(2014)的研究結(jié)果一致。貯藏過程中對照組(CK, Control check, 醋酸處理)和實(shí)驗(yàn)組(CS-CEOs, Chitosan-citrus essential oil microcapsules, 殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理)的TVB-N含量呈上升趨勢，用殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理的凡納濱對蝦TVB-N值與對照組相比在貯藏第19天時(shí)差異顯著(<0.05)，這與微膠囊抑制了微生物的生長繁殖有關(guān)。4℃貯藏17天后，對照組的TVB-N值超過30 mg/100 g。實(shí)驗(yàn)組在4℃貯藏22 d后，TVB-N值為27.47 mg/100 g，仍在可接受范圍內(nèi)。Cheng等(2016)的研究表明，茶多酚改性膠原蛋白-殼聚糖復(fù)合膜抑制了魚肉TVB-N值的升高，這與殼聚糖抑制了微生物的生長，延緩了蛋白的變性程度有很大關(guān)系。Wu等(2014)研究顯示，明膠-牛至精油薄膜可以將鰱魚的保質(zhì)期延長至12 d，并推測精油的抗菌性對延長鰱魚的貨架期做出貢獻(xiàn)。

圖1 凡納濱對蝦在4℃保藏過程中TVB-N值的變化

CK：醋酸處理；CS-CEOs：殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理。下同

CK：Control check；CS-CEOs：Chitosan-citrus essential oil microcapsules. The same as below

2.5 殼聚糖-柑橘精油微膠囊對冷藏凡納濱對蝦SDS- PAGE電泳圖譜的影響

如圖2所示，隨著貯藏時(shí)間的延長，對照組肌球蛋白重鏈條帶明顯變細(xì)，肌球蛋白重鏈含量明顯下降，實(shí)驗(yàn)組肌球蛋白重鏈條帶直到第16天都未見明顯變化，在第24天出現(xiàn)明顯變細(xì)現(xiàn)象，可能是因?yàn)殡S著貯藏時(shí)間的延長，凡納濱對蝦蛋白質(zhì)自身的交聯(lián)被打開，分解成分子量較低的蛋白質(zhì)或者形成其他交聯(lián)聚集成更高分子量的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)組與對照組的肌球蛋白輕鏈都變細(xì)且對照組表現(xiàn)更為明顯，可能是因?yàn)榧≡w維蛋白分子間二硫鍵、二聚酪氨酸的形成導(dǎo)致蛋白的聚集，形成了分子量更大的蛋白質(zhì)，而殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理起到了抗氧化作用，減少了二硫鍵和二聚酪氨酸的形成。在整個(gè)處理過程中，實(shí)驗(yàn)組與對照組的肌動蛋白條帶變化不明顯。

圖2 凡納濱對蝦在4℃保藏過程中SDS-PAGE電泳圖譜的變化

2.6 殼聚糖-柑橘精油微膠囊對冷藏凡納濱對蝦TBA值的影響

脂質(zhì)氧化形成的過氧化物會分解產(chǎn)生丙二醛(Malondialdehyde，MDA)，MDA可與TBA產(chǎn)生顏色反應(yīng)，生成穩(wěn)定的紅色化合物通過測定吸光度定量(Jo, 2000)。TBA值是衡量水產(chǎn)品脂肪氧化酸敗程度的重要指標(biāo)(孫群, 2002)。在4℃條件下，凡納濱對蝦TBA值的變化趨勢見圖3。隨著貯藏時(shí)間的延長，實(shí)驗(yàn)組與對照組的TBA值曲線都呈上升趨勢，表明隨著時(shí)間的延長，凡納濱對蝦的脂肪酸敗越來越嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)組的TBA值與對照組相比在貯藏第19天時(shí)差異顯著(<0.05)，實(shí)驗(yàn)組的TBA值上升趨勢較對照組更平緩，此外，對照組貯藏第19天的TBA值為0.958 mg/kg，而實(shí)驗(yàn)組貯藏第22天的TBA值為0.789 mg/kg，表明殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理能延緩凡納濱對蝦脂肪酸敗速率。劉金昉等(2014)的研究結(jié)果顯示，含有殼聚糖的復(fù)合保鮮劑處理過的凡納濱對蝦的TBA上升速度更慢，在貯藏后期，當(dāng)TBA值上升到一定值后趨于平衡時(shí)，含有殼聚糖的復(fù)合保鮮劑處理過的樣品TBA的平衡值較未經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理的樣品低。因此， 劉金昉等(2014)認(rèn)為復(fù)合保鮮劑處理不僅可以延緩凡納濱對蝦脂肪氧化速率，而且還能降低凡納濱對蝦脂肪氧化程度。

圖3 凡納濱對蝦在4℃保藏過程中TBA值的變化

2.7 殼聚糖-柑橘精油微膠囊對冷藏凡納濱對蝦菌落總數(shù)(TVC)的影響

微生物生長是導(dǎo)致腐敗的主要原因，菌落總數(shù)是衡量水產(chǎn)品腐敗情況的重要指標(biāo)。Al-Dagal等(1999)的研究表明，蝦類的菌落數(shù)不大于5.0 lg(CFU/g)為一級鮮度；菌落總數(shù)在5.0~5.7lg(CFU/g)之間為二級鮮度，菌落總數(shù)大于5.7 lg(CFU/g)則判定蝦類已經(jīng)到達(dá)貨架終點(diǎn)。不同處理方式的凡納濱對蝦貯藏在4℃條件下的菌落總數(shù)變化情況見圖4。隨著貯藏時(shí)間的延長，凡納濱對蝦的菌落總數(shù)整體呈上升趨勢，新鮮樣品菌落總數(shù)為4.10lg(CFU/g)，為一級鮮度。不同處理方式的凡納濱對蝦的菌落總數(shù)在貯藏第19天差異顯著(<0.05)。第1天對照組樣品的菌落總數(shù)為4.05 lg(CFU/g)，可能是因?yàn)榇姿峤萏幚砥鸬搅藲⒕饔?，?shí)驗(yàn)組的菌落總數(shù)為3.42 lg(CFU/g)，可能是因?yàn)榇姿峤菖c殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理共同作用的結(jié)果。熊青等(2014)用茶多酚、檸檬酸和L-半胱氨酸復(fù)合保鮮劑處理凡納濱對蝦，實(shí)驗(yàn)組第2天的菌落總數(shù)與第0天相比也略有減少，認(rèn)為這是茶多酚、檸檬酸和L-半胱氨酸復(fù)合保鮮劑導(dǎo)致pH值的降低，而較低的pH值抑制了微生物的增長。對照組從第1天起微生物增長迅速，第13天已超過了5.7 lg(CFU/g)，實(shí)驗(yàn)組的菌落總數(shù)增長速率較對照組平緩，到第19天細(xì)菌總數(shù)為5.42 lg(CFU/g)，到第22天細(xì)菌總數(shù)為6.07 lg(CFU/g)，超出二級鮮度范圍?？梢姎ぞ厶?柑橘精油微膠囊處理對凡納濱對蝦微生物的生長繁殖起到一定抑制作用。

圖4 凡納濱對蝦在4℃保藏過程中菌落總數(shù)的變化

3 結(jié)論

殼聚糖-柑橘精油微膠囊處理過的凡納濱對蝦在4℃冷藏過程中TVB-N值、TBA值和TVC值等指標(biāo)明顯低于空白對照組，說明殼聚糖-柑橘精油微膠囊能夠有效地抑制蛋白質(zhì)的變性、脂肪的酸敗和微生物的增長，從而阻礙凡納濱對蝦腐敗變質(zhì)。近年來，隨著人們對食品的口感、安全性和營養(yǎng)性等因素的重視程度的提高，人們對天然保鮮劑越來越感興趣，天然保鮮劑不僅可以抑制細(xì)菌生長、抗氧化而且相對更安全。殼聚糖具有廣譜抑菌作用和抗氧化作用，殼聚糖在中性pH下溶解度較低、表面積較小、孔隙度較低、高濃度時(shí)有澀感，單獨(dú)使用時(shí)可以通過化學(xué)修飾、改變殼聚糖粒徑、制備納米殼聚糖纖維等方式來增大殼聚糖與被保鮮物質(zhì)的接觸面積，從而增強(qiáng)保鮮性能。單一生物保鮮劑的作用相對局限，2種或2種以上生物保鮮劑協(xié)同作用，可以大大降低單一保鮮劑的用量，提高保鮮效率，國內(nèi)外對于殼聚糖和多酚類物質(zhì)的結(jié)合使用，用于生鮮水果保鮮的研究比較多。同時(shí)，在水產(chǎn)保鮮貯藏技術(shù)上，單一柵欄因子的冷凍冷藏效果相對局限，利用多個(gè)柵欄因子的協(xié)同作用，例如引用生物保鮮劑等將有較好的發(fā)展前景。

Al-Dagal MM, Bazaraa WA. Extension of shelf life of whole and peeled shrimp with organic acid salts and bi?dobacteria. Journal of Food Protection, 1999, 62(1): 51–56

Benjakul S, Visessanguan W, Riebroy S,. Gel-forming properties of surimi produced from bigeye snapper,and, stored in ice. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2002, 82(13): 1442–1451

Bi HD, Cui XH, Wang ZY,. Effects of tea polyphenols and whey protein isolate on preservation of surimi quality during cold storage. Food Science, 2016, 37(10): 272–277 [畢海丹,崔旭海, 王占一, 等. 茶多酚和乳清蛋白對冷藏魚糜保鮮效果的影響. 食品科學(xué), 2016, 37(10): 272–277]

Cao R, Xue CH, Xu LM. Application of complex preservative on prawn anti-melanosis and preservation. Transactions of the CSAE, 2009, 25(8): 294–298 [曹榮, 薛長湖, 徐麗敏. 復(fù)合保鮮劑在對蝦保鮮及防黑變中的應(yīng)用. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(8): 294–298]

Chang Q, Liang MQ, Wang JL,. Influence of chitosan on the growth and non-specific immunity of Japanese sea bass (). Marine Fisheries Research, 2006, 27(5): 17–22 [常青, 梁萌青, 王家林, 等. 殼聚糖對花鱸生長和非特異性免疫力的影響. 海洋水產(chǎn)研究, 2006, 27(5): 17–22]

Cheng JH, Sun DW, Qu JH,. Developing a multispectral imaging for simultaneous prediction of freshness indicators during chemical spoilage of grass carp fish fillet. Journal of Food Engineering, 2016, 182: 9–17

Csaba N, Koping-Hoggard M, Alonso MJ. Ionically crosslinked chitosan/ tripolyphosphate nanoparticles for oligonucleotide and plasmid DNA delivery. International Journal of Pharmaceutics, 2009, 382(1–2): 205–214

Fan W, Yan W, Xu ZS,. Formation mechanism of monodisperse, low molecular weight chitosan nanoparticles by ionic gelation technique. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2012, 90: 21–27

Gooday GW, Jeuniaux C, Muzzarelli R. Chitin in nature and technology//International conference on chitin and chitosan (1985: Senigallia, Italy). Plenum Press, 1986

Guo AL, Yuan J. Some preservatives and their protection. Food Science, 1994(4): 3–16 [郭愛蓮, 袁靜. 某些防腐劑及其保護(hù)作用. 食品科學(xué), 1994(4): 3–16]

Han N. Preparation of β-carotene microcapsules and their stability. Master′s Thesis of Zhejiang University, 2006, 1–78 [韓寧. β-胡蘿卜素微膠囊的制備和穩(wěn)定性研究. 浙江大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文, 2006, 1–78]

Jeon YJ, Park PJ, Kim SK. Antimicrobial effect of chitooligosaccharides produced by biorector. Carbohydrate Polymers, 2001, 44(1): 71–76

Jo C, Ahn DU. Volatiles and oxidatives changes in irradiated pork sausage with different fatty acid composition and tocopherol content. Journal of Food Science, 2000, 65(2): 270–275

Katas H, Alpar HO. Development and characterisation of chitosan nanoparticles for siRNA delivery. Journal of Controlled Release, 2006, 115(2): 216–225

Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970, 227(5259): 680–685

Liu JF, Liu YH, Qi FS,. Preservation effect of complex biological preservative combined with ice temperature storage on. Food Science, 2014, 35(20): 286– 290 [劉金昉, 劉紅英, 齊鳳生, 等. 復(fù)合生物保鮮劑結(jié)合冰溫貯藏對南美白對蝦的保鮮效果. 食品科學(xué), 2014, 35(20): 286–290]

Ni QF. The effects of tea polyphenols combined with chitosan coating on muscle protein of refrigerated large yellow croaker (). Master′s Thesis of Zhejiang Gongshang University, 2014, 1–100 [倪渠峰. 茶多酚結(jié)合殼聚糖對冷藏大黃魚肌肉蛋白質(zhì)的影響. 浙江工商大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文, 2014, 1–100]

No HK, Park NY, Lee SH,. Antibacterial activity of chitosans and chitosan oligomers with different molecular weights. International Journal of Food Microbiology, 2002, 74: 65–72

Palhano FL, Vilches TTB, Santos RB,. Inactivation ofspores by high hydrostatic pressure combined with citral or lemongrass essential oil. International Journal of Food Microbiology, 2004, 95(1): 61–66

Rampino A, Borgogna M, Blasi P,. Chitosan nanoparticles: Preparation, size evolution and stability. International Journal of Pharmaceutics, 2013, 455(1–2): 219–228

Saraiva C, Vasconcelos H, de Almeida JMMM. A chemometrics approach applied to Fourier transform infrared spectroscopy (Ftir) for monitoring the spoilage of fresh salmon () stored under modified atmospheres. International Journal of Food Microbiology, 2016, 241: 331–339

Sun Q. Lipid oxidation of meat products: Determination of aldehydes by thiobarbituric acid test. Food Science, 2002, 23(8): 331–333 [孫群. 肉制品脂類氧化: 硫代巴比妥酸試驗(yàn)測定醛類物質(zhì). 食品科學(xué), 2002, 23(8): 331–333]

Vyncke W. Evaluation of the direct thiobarbituric acid extraction method for determining oxidative rancidity in mackerel (L.). Fette, Seifen, Anstrichmittel, 1975, 77(6): 239–240

Wu JL, Ge SY, Liu H,. Properties and antimicrobial activity of silver carp () skin gelatin- chitosan films incorporated with oregano essential oil for fish preservation. Food Packaging and Shelf Life, 2014, 2(1): 7–16

Wu W, Tan LF, Yang LS. Studies on microencapsulation processing of cinnaldehyde. Journal of Wuxi University of Light Industry, 2002, 21(2): 108–111 [武偉, 譚龍飛, 楊連生.肉桂醛微膠囊的制備工藝. 無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 21(2): 108–111]

Xiong Q, Xie J, Qian YF,. Effect of tea polyphenol complex preservative on the quality ofunder cold storage. Food Science, 2014, 35(2): 287–291 [熊青, 謝晶, 錢韻芳, 等. 茶多酚復(fù)合保鮮劑對冷藏南美白對蝦品質(zhì)的影響. 食品科學(xué), 2014, 35(2): 287–291]

Yerlikaya P, Yatmaz HA, Gokoglu N,. The quality alterations of rainbow trout mince treated with transglutaminase. LWT- Food Science and Technology, 2017, 84: 815–820

Yuan L, Gao RC, Xue CH,. Effect of alginate pyrolysis product on the quality of frozen white leg shrimp. Progress in Fishery Sciences, 2011, 32(6): 121–127 [袁麗, 高瑞昌, 薛長湖, 等. 褐藻酸鈉裂解物對冷凍南美白對蝦品質(zhì)的影響. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2011, 32(6): 121–127]

Zeng ZP. The study on microcapsule preparation of lutein and its stability. Master′s Thesis of South China University of Technology, 2010, 1–74 [曾治平. 葉黃素的微膠囊制備及其穩(wěn)定性的研究. 華南理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文, 2010, 1–74]

Optimization of Chitosan-Citrus Essential Oil Microcapsules for Application in the Preservation of

YAO Jieyu, LI Yuan, JIANG Yangyang, CHEN Shiguo, HU Yaqin①

(National Engineering Laboratory of Intelligent Food Technology and Equipment, Key Laboratory for Agro-Products Postharvest Handling of Ministry of Agricultureand Rural Affairs, Key Laboratory for Agro-Products Nutritional Evaluation of Ministry of Agricultureand Rural Affairs, Zhejiang Key Laboratory for Agro-Food Processing, Fuli Institute of Food Science, College of Biosystems Engineering and Food Science, Ningbo Research Institute, Zhejiang University, Hangzhou 310058)

In this study, chitosan-citrus essential oil microcapsules were prepared with the following three ingredients at varying concentrations: citrus essential oil 6 g/L, emulsifier 3 ml/L, TPP(Thiamine pyrohphosphate) 2 g/L, and chitosan at 2.5, 5.0, 7.5, 10, 15, or 20 g/L; citrus essential oil 6 g/L, TPP 2 g/L, chitosan 10 g/L, and emulsifier at 0, 3, 6, 9, or 12 ml/L; and citrus essential oil 6 g/L, emulsifier 3 ml/L, chitosan 10 g/L, and TPP at 0.5, 1, 2, 4, or 8 g/L. The particle size, PDI(Poly-dispersible), and zeta potential were used as indicators, and chitosan 10 g/L, citrus essential oil 6 g/L, emulsifier 9 ml/L, and TPP 4 g/L were eventually selected as the final ingredient concentrations for preparing the microcapsules. After soakingwith 1% (/) microcapsule solution for 20 min, the total volatile basic nitrogen (TVB-N) content, SDS-PAGE patterns, thiobarbituric acid (TBA) content, and total viable count (TVC) were analyzed to determine the effectiveness of the chitosan-citrus essential oil microcapsules in preserving the quality ofduring storage at 4℃. The results showed that the TVB-N level of the experimental group increased slowly (<0.05), reaching 27.47 mg/100 g on the 22nd day of storage, which was at the secondary freshness level, whereas that of the control group exceeded the secondary freshness level on the 19th day of storage. Likewise, the TBA level of the experimental group increased slowly (<0.05), reaching 0.789 mg/kg on the 22nd day of storage, which was the same level as that of the control group on the 15th day. The TVC of the experimental group also increased slowly (<0.05), reaching 5.42 [lg (CFU/g)] on the 19th day of storage, which was at the secondary freshness level, whereas that of the control group exceeded the secondary freshness level on the 13th day of storage. The SDS-PAGE patterns showed that the myosin heavy chain of the experimental group had decomposed more slowly. These results indicated that the chitosan-citrus essential oil microcapsules could effectively inhibit the degeneration of protein, the rancidity of fat, and the growth of microorganisms, thus, hindering the spoilage ofand extending its shelf life by 3~4 days compared with that of the control.

; Chitosan-citrus essential oil microcapsules; Quality; Preservation

TS254.7

A

2095-9869(2019)06-0203-07

10.19663/j.issn2095-9869.20180814003

http://www.yykxjz.cn/

姚潔玉, 李苑, 江楊陽, 陳士國, 胡亞芹. 殼聚糖-柑橘精油微膠囊制備工藝優(yōu)化及其在凡納濱對蝦保鮮中的應(yīng)用. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2019, 40(6): 203–209

Yao JY, Li Y, Jiang YY, Chen SG, Hu YQ. Optimization of chitosan-citrus essential oil microcapsules for application in the preservation of. Progress in Fishery Sciences, 2019, 40(6): 203–209

* “十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFD0400403)資助 [This work was supported by the National Thirteenth Five-Year Key Research and Development Project (2017YFD0400403)]。姚潔玉，E-mail: 1326496020@qq.com

胡亞芹，教授，E-mail: yqhu@zju.edu.cn

2018-08-14,

2018-08-29

HU Yaqin, E-mail: yqhu@zju.edu.cn

(編輯 陳輝)