殼聚糖復(fù)合涂膜對冷藏蝦蛄保鮮效果的影響

齊懿涵 周季欣 范媛媛 蘭孝維 孫 磊 張 振 郭雪松 李丹丹 常寶賢

(錦州醫(yī)科大學(xué)，遼寧 錦州 121000)

蝦蛄，又稱蝦爬子，分布于熱帶、亞熱帶海域，因較高的蛋白含量、較低的脂肪含量，以及鮮美的風(fēng)味而備受消費(fèi)者喜愛。由于高水分、高蛋白質(zhì)以及微生物、酶等因素，蝦蛄極易腐敗變質(zhì)，保藏期較短。目前，蝦類等水產(chǎn)品常見保鮮方式包括低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、輻照保鮮、生物保鮮劑等。其中，對人體安全性較高的生物保鮮應(yīng)用較為廣泛[1-2]，而殼聚糖涂膜是應(yīng)用最多的一種。殼聚糖具有較強(qiáng)的抑菌性、抗氧化性、良好的成膜性等特點(diǎn)，且無毒、生物兼容性好[3]，被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品的涂膜保鮮。研究[4-6]表明，利用殼聚糖進(jìn)行單一涂膜保鮮能在一定程度上提高水產(chǎn)品品質(zhì)，而且將殼聚糖與其他生物保鮮劑復(fù)合配比使用，可以更有效地延緩腐敗變質(zhì)。

維生素C(VC)又名抗壞血酸，不僅是一種抗氧化劑，同時還可以保護(hù)機(jī)體免受自由基的傷害，在膠原的合成上具有重要作用，已被廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、肉類保鮮。淀粉作為人類主要的膳食來源，是一種廣泛存在的天然高分子多糖，價廉易得且黏合性較好[7]，其經(jīng)糊化干燥后可形成透明膜。但是，由于淀粉膜具有難塑化、抗水性差等缺點(diǎn)，限制了其在食品加工中的應(yīng)用[8]。岳曉華[9]將幾種常見淀粉與殼聚糖復(fù)合保鮮布林，其中土豆淀粉—?dú)ぞ厶菑?fù)合薄膜的保鮮效果最佳；尹璐[10]研究表明葛根淀粉—?dú)ぞ厶菑?fù)合對荸薺的保鮮效果明顯優(yōu)于未涂膜組。但將殼聚糖、維生素C與玉米淀粉復(fù)合，研究其對水產(chǎn)品的涂膜保鮮效果目前還未見報(bào)道。試驗(yàn)擬以蝦蛄為研究對象，選用殼聚糖、維生素C、玉米淀粉作為復(fù)合涂膜材料，通過感官、菌落總數(shù)以及pH值、TVB-N、TBA值等理化指標(biāo)，研究該復(fù)合涂膜對蝦蛄保鮮效果及貨架期的影響，以期為蝦蛄等水產(chǎn)品生物復(fù)合涂膜保鮮劑的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)原料

鮮活蝦蛄：平均身長(10±2) cm，重量(25±2) g，市售。

1.1.2 主要試劑

殼聚糖、維生素C、玉米淀粉：河南洪鑫食化有限公司；

硫代巴比妥酸：分析純，北京索萊寶科技有限公司；

1,1,3,3-四乙氧基丙烷：分析純，酷爾化學(xué)科技(北京)有限公司；

三氯乙酸、鹽酸、冰醋酸、EDTA、氧化鎂、硼酸、四甲基乙二胺、甲基紅：分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；

亞甲基藍(lán)、溴甲酚綠、乙醇：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

電熱恒溫水浴鍋：HHS-21-8型，天津市泰斯特儀器有限公司；

紫外—可見分光光度計(jì)：UV-6300型，上海光譜儀器有限公司；

精密pH計(jì)：PHS-3C型，上海雷磁儀器有限公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：WDP-9062型，上海安亭科學(xué)儀器有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌鍋：YX-400B型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

垂直流超凈工作臺：ZHJH-112型，上海智城分析儀器制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 涂膜液的制備 稱取1.5 g殼聚糖溶解于1%冰醋酸溶液中，制備1.5%的殼聚糖涂膜液，記為殼聚糖組；分別稱取 1.7 g維生素C，1.0 g淀粉溶于1.5%的殼聚糖涂膜液，充分溶解，記為復(fù)合組，無任何處理的蝦蛄記為空白對照組。

1.2.2 樣品處理 將鮮活蝦蛄用蒸餾水沖洗，使用冰水混合物將其猝死。隨機(jī)分成3組，放入調(diào)配好的涂膜溶液中，浸漬5 min，瀝干，用聚乙烯保鮮袋密封，于4 ℃冷藏。

1.2.3 感官評定 參照柏韻等[11]的方法并修改。采用10分制，評定小組由10人組成，感官品質(zhì)不可接受值設(shè)定為6分，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 蝦蛄感官評價標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 細(xì)菌總數(shù)(TVC)的測定 按GB 4789.2—2016執(zhí)行。

1.2.5 pH值的測定 采用酸度計(jì)測定。

1.2.6 揮發(fā)性鹽基氮含量(TVB-N)測定 按GB 5009.228—2016執(zhí)行。

1.2.7 硫代巴比妥酸(TBA)值的測定 參照GB/T 35252—2017并略有改動。稱取7.5 g三氯乙酸和 0.1 g DETA用蒸餾水溶解，并定容至100 mL，稱取0.288 g TBA用蒸餾水溶解，并定容至100 mL，若難溶解，采用80 ℃水浴。取5 g剁碎的蝦蛄肉樣，加入5 mL三氯乙酸與EDTA混合液，振搖30 min，雙層濾紙過濾21次，取上清液5 mL移入比色管，加入5 mL TBA溶液，混勻，封口，90 ℃水浴45 min，冷卻，離心5 min，上清液轉(zhuǎn)移至納氏比色管，加入5 mL氯仿，搖勻，靜置，分層，于532 nm處測定上清液吸光度值。采用丙二醛標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其方程為y=0.401 7x-0.028 2，R2=0.993。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0和Excel軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用Excel作圖，顯著性(P<0.05)分析采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評分

由圖1可知，蝦蛄樣品的感官評分均下降，其中空白組的下降速率最快，貯藏第3天，蝦蛄樣品黑變，出現(xiàn)臭味，已不可接受。貯藏0～3 d，殼聚糖組蝦蛄無黑化現(xiàn)象和明顯異味，保鮮效果良好，并于貯藏第4天發(fā)生蝦體變質(zhì)，有輕微異味，表面灰暗且無光澤；而此時復(fù)合組的蝦體肉質(zhì)依然緊密，適宜食用，感官評分于貯藏第5天接近不可接受限值。這可能是由于殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜有效抑制了冷藏期間蝦蛄腐敗微生物及酶的活動，從而延緩了其感官品質(zhì)的下降。

2.2 菌落總數(shù)

蝦類一級、二級鮮度及腐敗終點(diǎn)對應(yīng)的TVC分別為≤5.0，5.0～5.7，6.0 lg(CFU/g)[12]。由圖2可知，新鮮蝦蛄菌落總數(shù)為2.32 lg(CFU/g)，屬于一級新鮮；隨著貯藏時間的延長，蝦蛄菌落總數(shù)逐漸上升。貯藏期間，空白組菌落總數(shù)顯著高于殼聚糖組和殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜組(P<0.05)。貯藏第3天，空白組菌落總數(shù)達(dá)6.01 lg(CFU/g)，已發(fā)生腐敗。貯藏第4天，殼聚糖組菌落總數(shù)達(dá)5.75 lg(CFU/g)，為二級鮮度，并于第5天上升至6.25 lg(CFU/g)，已發(fā)生腐??；而此時復(fù)合涂膜組菌落總數(shù)為5.65 lg(CFU/g)，屬于二級新鮮，并于第6天上升至6.07 lg(CFU/g)，已無食用價值。與空白組相比，復(fù)合涂膜組蝦蛄貨架期延長了3 d，主要是由于殼聚糖的抑菌作用，以及殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜液在蝦蛄表面形成了一層保護(hù)膜，有效抑制了微生物的生長和代謝。

圖1 蝦蛄貯藏期間的感官評分

2.3 pH值變化

由圖3可知，蝦蛄初始pH值為7.1，與南美白對蝦[13]的(pH 7.04)接近。隨著貯藏時間的延長，蝦蛄pH值呈先下降后增高的趨勢，貯藏第2天時達(dá)最低值，可能是因?yàn)槲r蛄死后因糖原降解，體內(nèi)產(chǎn)生了一些酸性物質(zhì)(如乳酸)，酸度下降；貯藏第3天，pH值又開始上升，其中空白組上升得最快，殼聚糖組次之，主要是因?yàn)槲r蛄體內(nèi)因微生物的作用產(chǎn)生了一些堿性物質(zhì)。通常，pH值≥7.6時蝦蛄已無食用價值[14]，而空白組、殼聚糖組、復(fù)合涂膜組分別于貯藏的第3，5，6天無法食用。蝦蛄死亡后，體內(nèi)的糖原會被分解為酸類物質(zhì)，pH值變低，之后由于蝦蛄蛋白質(zhì)分解而形成的胨、肽、氨基酸等，經(jīng)微生物作用，進(jìn)一步分解產(chǎn)生硫化氫、吲哚、胺類等多種堿性物質(zhì)，pH值升高[15]。綜上，殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜能有抑制蝦蛄pH值的上升。

圖2 蝦蛄貯藏期間的菌落總數(shù)

圖3 蝦蛄貯藏期間的pH值

2.4 TVB-N值變化

由圖4可知，新鮮蝦蛄的TVB-N值為4.5 mg/100 g；隨著貯藏時間的延長，蝦蛄的TVB-N值逐漸升高，其中空白組的上升速度最快，殼聚糖組次之。貯藏第3天，空白組的TVB-N值超過GB 5009.228—2016的限量值(>30 mg/100 g)，蝦蛄已腐敗。殼聚糖組與復(fù)合涂膜組的TVB-N值分別于貯藏的第5，6天超過30 mg/100 g，說明殼聚糖基涂膜，特別是殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜可以有效抑制蝦蛄TVB-N值的上升，延長其貨架期。TVB-N值的升高，除了酶的作用外，微生物作用是主要原因[16]。殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜對蝦蛄冷藏期間微生物生長和代謝作用的抑制，也是其延緩TVB-N值上升的原因。

2.5 TBA值變化

由圖5可知，蝦蛄的TBA值隨貯藏時間的延長逐漸升高，空白組明顯高于殼聚糖組和復(fù)合涂膜組(P<0.05)，其中殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜組的TBA值上升最為緩慢，貯藏末期，復(fù)合涂膜組較空白組低26.3%，說明殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜可以延緩蝦蛄脂肪氧化的速率，有效延長蝦蛄的貨架期。

圖4 蝦蛄貯藏期間的TVB-N值

圖5 蝦蛄貯藏期間的TBA值

3 結(jié)論

殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜有效延緩了蝦蛄冷藏期間感官、理化品質(zhì)的下降；與空白組相比，殼聚糖—維生素C—玉米淀粉復(fù)合涂膜組的貨架期延長了2～3 d。后續(xù)可從復(fù)合涂膜對蝦姑腐敗菌的影響方面揭示該復(fù)合涂膜產(chǎn)生保鮮效果的機(jī)理。