復(fù)合新型保鮮膜的制備及對低溫草魚質(zhì)量的影響

楊攀平，仲夢園，徐進(jìn), 徐江南，陳飛，朱少輝，趙立，盧河?xùn)|,2

復(fù)合新型保鮮膜的制備及對低溫草魚質(zhì)量的影響

楊攀平1，仲夢園1，徐進(jìn)1, 徐江南1，陳飛1，朱少輝1，趙立1，盧河?xùn)|1,2

（1.淮陰工學(xué)院 生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫 214028）

開發(fā)一種具有優(yōu)良理化性能和保鮮效果的新型生物保鮮膜。以普魯蘭多糖和魔芋膠為基材，通過添加不同濃度的魚膠原蛋白制備新型復(fù)合生物保鮮膜，結(jié)合其水溶性、透光性和質(zhì)構(gòu)性等指標(biāo)，研究魚膠原蛋白對復(fù)合膜物理性能的影響，并以TVB?N值、pH值、細(xì)菌總數(shù)和丙二醛含量及汁液流失率為指標(biāo)，探討在低溫下復(fù)合生物膜對草魚的保鮮效果。魚膠原蛋白能改善多糖保鮮膜的理化性能，且在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)的性能最佳；將經(jīng)不同涂膜處理的草魚置于4 ℃下儲(chǔ)藏12 d，結(jié)果表明，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白涂膜處理可延緩魚肉的腐敗、肉制品中食源性病原菌的滋生及揮發(fā)性鹽基氮的生成，有效延緩了脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化變質(zhì)進(jìn)程。采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白能改善多糖基生物保鮮膜的物理性能和生物性能，顯著保持其質(zhì)構(gòu)性能，可將草魚的貨架期從4 d延長至9～10 d，該新型復(fù)合保鮮膜具有良好的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)前景。

草魚；涂膜保鮮；魚膠原蛋白；魔芋膠；普魯蘭多糖

草魚（）又名草鯇，是我國“四大家魚”之一，其養(yǎng)殖產(chǎn)量、消費(fèi)量和產(chǎn)值均居淡水魚之首。據(jù)我國漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)道，2021年中國淡水魚類養(yǎng)殖的產(chǎn)量為3 088.9萬t，其中草魚的養(yǎng)殖產(chǎn)量為557.1萬t[1]。草魚營養(yǎng)豐富，富含維生素（A、B、D）、礦物質(zhì)（鈣、鐵、鋅、碘、硒）和人體必需不飽和脂肪酸等營養(yǎng)成分[2]。由于草魚具有含水量高、肉質(zhì)細(xì)膩且pH呈中性等特點(diǎn)，導(dǎo)致其在貯存、運(yùn)輸、加工處理及銷售過程中極易腐敗變質(zhì)，因此建立安全、實(shí)用的草魚保鮮方法具有重要的實(shí)際意義。目前，國內(nèi)外應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮的方法主要包括低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、化學(xué)保鮮等。由于上述保鮮技術(shù)容易造成草魚出現(xiàn)不同程度的脂質(zhì)氧化或蛋白質(zhì)變性、營養(yǎng)組分流失及化學(xué)藥物殘留等問題，因而綠色安全的生物保鮮技術(shù)逐漸成為水產(chǎn)品保鮮的研究重點(diǎn)。

生物保鮮技術(shù)將從動(dòng)植物或微生物中提取或由生物技術(shù)獲得的保鮮劑作用于食品，達(dá)到保鮮的目的[3]。與傳統(tǒng)保鮮技術(shù)相比，生物保鮮劑具有天然、安全和無毒等優(yōu)良特性，能保護(hù)食品免受機(jī)械損傷，減少因物理、化學(xué)和生物等引起的變質(zhì)。魔芋膠（Konjac glucomannan，KGM）是從魔芋塊莖中提取的非離子型高分子多糖，由D?葡萄糖和D?甘露糖通過β?1,4糖苷鍵連接而成，是世界公認(rèn)的天然健康食品和食品添加劑。除了具有良好的保水性和生物兼容性外，KGM還具有抗糖尿病、抗肥胖和抗炎癥等功能[4]?；诙喾N生物活性，魔芋膠被廣泛應(yīng)用于各種肉糜品質(zhì)的改善，如魔芋膠能改善魷魚糜[5]、南美白對蝦肌原纖維凝膠[6]的凝膠強(qiáng)度，彌補(bǔ)因凝膠劣化引起的品質(zhì)下降和經(jīng)濟(jì)損失。王瑩等[7]研究發(fā)現(xiàn)，魔芋膠的添加能有效降低雞胸肉糜的失水率，改善其硬度品質(zhì)。目前，關(guān)于魔芋膠在肉制品保鮮中的應(yīng)用報(bào)道較少，有必要進(jìn)一步探究其在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用價(jià)值。普魯蘭多糖是由出芽短梗霉產(chǎn)生的一種胞外多糖[8]，具有良好的成膜性和降解性，從而被廣泛應(yīng)用于食品保鮮中。陳露珠等[9]以普魯蘭多糖和羧甲基殼聚糖為基材，制備了復(fù)合保鮮膜，研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜能使羅氏沼蝦的貨架期延長4 d。胡云峰等[10]探究了普魯蘭多糖對儲(chǔ)藏期間雞蛋品質(zhì)的影響。魚膠原蛋白是從魚皮、魚骨和魚鱗等水生動(dòng)物的副產(chǎn)品中提取的雙親性蛋白，具有良好的成膜性、抗氧化性、抑制菌和生物降解性，被廣泛應(yīng)用于可食性包裝領(lǐng)域[11]。蛋白質(zhì)和多糖是食品的重要組分，它們可通過美拉德反應(yīng)形成共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵結(jié)合的蛋白質(zhì)?多糖復(fù)合物，研究表明，該復(fù)合物與單一組分相比，具有更加優(yōu)良的力學(xué)性能和氣體阻隔性，能降低水分和避免氣體的轉(zhuǎn)移或氧化，在食品保鮮中具有良好的應(yīng)用前景[12]。由乳清蛋白和膠原蛋白制備的混合涂膜層能顯著降低貯藏期間芒果和蘋果的氣體交換速率[13]。將殼聚糖、明膠制備的復(fù)合涂膜層應(yīng)用于辣椒的貯藏保鮮中，能有效地改善辣椒的質(zhì)地，降低微生物的腐敗率，可將辣椒的貨架期延長至14 d[14]。在前期的保鮮膜制備中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)魔芋膠與普魯蘭多糖組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，且魔芋膠與普魯蘭多糖的質(zhì)量比為3∶7時(shí)，復(fù)合多糖表現(xiàn)出最佳的成膜性能，但制得的保鮮膜表面粗糙且易碎。文中研究旨在通過添加魚膠原蛋白對多糖復(fù)合保鮮膜進(jìn)行性能改良，研究魚膠原蛋白的含量對復(fù)合膜質(zhì)構(gòu)性和穩(wěn)定性的影響，并進(jìn)一步驗(yàn)證保鮮液對低溫貯藏期間草魚的汁液流失率、揮發(fā)性鹽基氮含量、丙二醛含量等指標(biāo)的影響，分析其在緩解草魚冷藏過程中品質(zhì)變化的作用，為草魚的生物保鮮提供研究基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

主要材料：新鮮草魚（），購于淮安城南農(nóng)貿(mào)市場，每條魚的質(zhì)量為（1.6±0.2）kg。

1.2 試劑和設(shè)備

主要儀器：電子萬能試驗(yàn)機(jī)，AGS?500N，日本島津公司；半微量凱氏定氮儀，JH40?JHDN?6，北京海富達(dá)科技有限公司；螺旋測微儀，0～25 mm，河北章金生物有限公司；UV?5100紫外可見分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；KK580 盒式保鮮包裝機(jī)，蘇州市凱康機(jī)械設(shè)備有限公司；85?2A雙數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，金壇市城東新瑞儀器廠；GZX?9140MBE，電熱鼓風(fēng)干燥箱，美墨爾特股份有限公司。

主要試劑：魔芋膠（AR，黏度≥15 000 mPa·s，魔芋甘露聚糖，純度≥95%），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；普魯蘭多糖（AR）；魚膠原蛋白（食品級），多美姿生物科技；三氯乙酸（AR）; 甲基紅（AR）、溴甲酚綠（AR）、硼酸（AR）、鹽酸（AR）、2?硫代巴比妥酸（AR）、無水氯化鈣（AR），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蛋白胨（生化試劑）、牛肉膏（生化試劑），上海阿拉丁生化科技有限公司。

1.3 方法

實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示，首先配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的復(fù)合保鮮膜液，用亞克力板澆筑成型。通過對復(fù)合保鮮膜的性能測定，評估不同濃度的魚膠原蛋白對復(fù)合多糖基生物膜性能的影響，最后選擇最優(yōu)的配比驗(yàn)證其對草魚的低溫保鮮效果。

1.3.1 保鮮膜的制備

準(zhǔn)確稱取0.1、0.3、0.5、1、3、5 g的魚膠原蛋白，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.3%、0.5%、1%、3%、5%的魚膠原蛋白原液。待溶解后加入魔芋膠和普魯蘭多糖（質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，魔芋膠與普魯蘭多糖的質(zhì)量比為3∶7），加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的聚乙二醇和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的甘油后攪拌混勻，并于60 ℃、180 r/min的磁力攪拌器里加熱攪拌10 min。采用超聲波震蕩脫氣20 min（40 kHz），吸取10 mL于亞克力板（5 cm×5 cm）上流延成膜。在45 ℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥后揭膜，分別制得不同比例的魚膠原蛋白/魔芋膠/普魯蘭多糖復(fù)合膜。實(shí)驗(yàn)以未添加魚膠原蛋白組（魔芋膠＋普魯蘭多糖）為對照組。

1.3.2 保鮮膜性能測定

1.3.2.1 透光性測定

將樣品制備成 11 mm × 30 mm 的長條，并貼于可見分光光度計(jì)比色皿的一側(cè)，以空白的玻璃皿為對照。在460 nm處測定復(fù)合膜的吸光度，每組樣品設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，求其平均值。按照式（1）計(jì)算吸光度。

式中：為吸光度；為透光率，%。

1.3.2.2 水溶性的測定

將復(fù)合膜剪成正方形，置于干燥箱中恒溫干燥，準(zhǔn)確稱量膜的質(zhì)量（a），放入蒸餾水中吸水，至質(zhì)量恒定。收集膜，在50 ℃下干燥，至質(zhì)量恒定，并稱量（b，精確到0.000 1 g），根據(jù)其質(zhì)量變化計(jì)算水溶性。每組樣品設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果取其平均值。按照式（2）計(jì)算水溶性，用表示（%）。

1.3.2.3 復(fù)合膜力學(xué)性能的測定

測試方法依據(jù)GB 13022－1991，將處理好的樣品置于電子萬能試驗(yàn)機(jī)上，將夾距設(shè)置為50 mm，測試速度為50 mm/min，測定薄膜的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率。每個(gè)樣品設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，取其平均值。拉伸強(qiáng)度的計(jì)算見式（3）。

式中：為拉伸強(qiáng)度，kPa；m為試樣斷裂時(shí)的最大拉力，N；為膜樣品的寬度，mm；為膜樣品的厚度，mm。

斷裂伸長率的計(jì)算見式（4）。

式中：δ為斷裂伸長率，%；L0為樣品拉伸前的長度，mm；L1為膜斷裂時(shí)所達(dá)到的最大長度，mm。

1.3.3 復(fù)合保鮮膜的草魚保鮮性能測試

1.3.3.1 樣品預(yù)處理

將鮮活草魚致死后，去頭、尾、鱗和內(nèi)臟，用無菌水清洗干凈，并切成魚片（5.0 cm×5.0 cm×1.0 cm）。

1.3.3.2 涂膜保鮮液制備及涂膜處理

按照1.3.1的方法制備魔芋膠＋普魯蘭多糖、魔芋膠＋普魯蘭多糖＋魚膠原蛋白（1%、3%、5%）各100 mL。以未涂膜處理的草魚片為空白組，魔芋膠+普魯蘭多糖處理組為對照組，不同濃度的魚膠原蛋白處理組為涂膜處理組。將上一步得到的魚肉隨機(jī)分組，并置于不同保鮮液中進(jìn)行涂膜處理，浸泡5 min，在空氣中晾干，置于均質(zhì)的保鮮袋中，并封口冷藏儲(chǔ)存。

1.4 指標(biāo)測定

將處理樣品當(dāng)天記為0 d，分別于0、4、8、12 d時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測定。

1.4.1 pH值、總揮發(fā)性鹽基氮、丙二醛和菌落數(shù)的測定

參照 GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品pH值的測定》對樣品pH 值進(jìn)行測定[15]，參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》對樣品的總揮發(fā)性鹽基氮（TVB?N）含量進(jìn)行測定，參照GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測定》對魚肉中的丙二醛含量進(jìn)行測定，參照GB/T 4789.17—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)肉與肉制品檢驗(yàn)》方法對樣品的菌落總數(shù)進(jìn)行測定[16]。

1.4.2 汁液流失率的測定

參考李敬等[17]的方法并稍作修改，稱量自封袋的質(zhì)量（1，kg）、0 d時(shí)帶自封袋樣品的總質(zhì)量（2，kg）。在貯藏過程中取出樣品，將樣品表面水分吸干后，稱量樣品的質(zhì)量（3，kg）。汁液流失率的計(jì)算見式（5）。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及分析計(jì)算采用SPSS，采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合保鮮膜的性能分析

2.1.1 不同含量魚膠原蛋白對復(fù)合膜透光性的影響

魚膠原蛋白對復(fù)合保鮮膜透光率的影響如圖2所示，在460 nm處，隨著魚膠原蛋白添加量的增加，復(fù)合保鮮膜的透光率逐漸增加。當(dāng)魚膠原蛋白的添加量小于1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，對照組與實(shí)驗(yàn)組差異不顯著。當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至3%時(shí)，復(fù)合保鮮膜的透光性達(dá)到84%。透光率是反映膠原蛋白和魔芋膠/普魯蘭多糖相容性的指標(biāo)，透光性越高則說明各組分相互協(xié)同作用良好[11]。當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至3%時(shí)，復(fù)合膜的透光性最好，說明在此比例下魚膠原蛋白與多糖基的相容性最好，這可能是多糖表面富集的還原羰基與魚膠原蛋白的游離胺基通過美拉德反應(yīng)形成了均質(zhì)共價(jià)復(fù)合物的結(jié)果。當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，部分魚膠原蛋白可能未參與美拉德反應(yīng)，從而附著于保鮮膜表面，降低了保鮮膜的透光性。

圖2 魚膠原蛋白對保鮮膜透光率的影響

2.1.2 不同含量魚膠原蛋白對復(fù)合膜水溶性的影響

作為一種食品級的可食性保鮮膜，涂膜層在水中的溶解性是值得關(guān)注的物理性能，良好的水溶性能拓寬保鮮膜的使用領(lǐng)域，提高消費(fèi)者的接受度。魚膠原蛋白對復(fù)合保鮮膜水溶性的影響如圖3所示。隨著魚膠原蛋白添加量的增加，復(fù)合膜的溶解性增大。當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、5%時(shí)，復(fù)合保鮮膜的溶解率分別達(dá)到91%、92.5%。說明在該比例下魚膠原蛋白能夠增加保鮮膜的溶解性。研究顯示，魚膠原蛋白具有乳化作用，可增加保鮮膜的乳化性，增加復(fù)合膜在水中的溶解度[11]。

圖3 魚膠原蛋白對復(fù)合膜水溶性的影響

2.1.3 復(fù)合膜力學(xué)性能的測定

力學(xué)性能是評判保鮮膜質(zhì)構(gòu)性的重要指標(biāo)，魚膠原蛋白對復(fù)合保鮮膜性能的影響如表1所示。隨著魚膠原蛋白添加量的增加，保鮮膜的厚度增加，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率都呈現(xiàn)增加的趨勢。當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，復(fù)合保鮮膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率最大，分別增加至55.06 MPa和246%，這說明魚膠原蛋白的添加改善了復(fù)合保鮮膜的質(zhì)構(gòu)性能，使其具有更加良好的力學(xué)性能。多糖與蛋白質(zhì)通過共價(jià)結(jié)合、靜電作用、疏水作用、氫鍵和范德華力，形成了具有優(yōu)良力學(xué)性能的蛋白質(zhì)?多糖復(fù)合物[18]。

綜上所述，當(dāng)復(fù)合保鮮膜中魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%時(shí)，保鮮膜的水溶性、透光性和質(zhì)構(gòu)性與對照組相比無顯著變化；當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、5%時(shí)，保鮮膜的各項(xiàng)性能最優(yōu)。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中將探究添加1%、3%、5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的魚膠原蛋白對冷藏草魚的保鮮效果。

2.2 復(fù)合保鮮膜對草魚的保鮮效果

2.2.1 復(fù)合處理對草魚pH的影響

在冷藏過程中，草魚肉的pH變化情況如圖4所示。草魚肉的初始pH值為6.75～6.87。在貯藏期間，不同處理組的變化趨勢相近，在0～4 d期間，魚肉的pH呈下降趨勢。宰殺后魚肉的血液循環(huán)受阻，細(xì)胞呼吸代謝紊亂，導(dǎo)致乳酸積累。無氧呼吸啟動(dòng)了細(xì)胞壞死和凋亡程序，主要表現(xiàn)為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞[19]，能量代謝終止，ATP合成與代謝的平衡破壞，磷酸基團(tuán)的積累導(dǎo)致儲(chǔ)藏初期魚肉pH的降低[20]。在4～12 d期間，魚肉的pH呈增長趨勢，這主要?dú)w因于魚肉在儲(chǔ)藏過程中，其內(nèi)源性蛋白酶或微生物酶能使魚肉中的糖原和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解為氨、胺類等堿性含氮物質(zhì)，主要表現(xiàn)為氧化三甲胺（TMAO）和非蛋白質(zhì)含氮物質(zhì)，導(dǎo)致魚肉腐敗變質(zhì)、營養(yǎng)成分流失，使得魚肉的pH值增高[21]。與涂膜處理組相比，對照組草魚肉的pH變化極為顯著（＜0.01），這說明復(fù)合保鮮膜處理能夠延緩草魚pH的變化進(jìn)程。在涂膜處理組中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白復(fù)合組的pH值變化率較低（＜0.05），這證明質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白復(fù)合多糖保鮮膜的保鮮效果最佳。該結(jié)果與保鮮膜的質(zhì)構(gòu)性測試結(jié)果相符，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白與魔芋膠/普魯蘭多糖可形成強(qiáng)聯(lián)作用的復(fù)合膜，能有效阻斷氧氣流通，隔絕致病微生物污染。

2.2.2 復(fù)合處理對草魚丙二醛含量的影響

魚肉中含有多種促氧因子，包括不飽和脂肪酸、亞鐵血紅素及過渡態(tài)金屬粒子等。這些物質(zhì)可作為產(chǎn)生ROS自由基或非自由基的前體物質(zhì)誘導(dǎo)氧化反應(yīng)[22]，誘導(dǎo)肉質(zhì)的氧化腐敗。這一過程會(huì)產(chǎn)生大量的H2O2，它易與烷烴、酮、醇和碳?xì)浠衔锝Y(jié)合發(fā)生氧化反應(yīng)，散發(fā)出不愉快的氣味。丙二醛是生物體的氧化終產(chǎn)物，其含量可反映魚肉的氧化程度，復(fù)合處理組魚肉的丙二醛含量測試結(jié)果如圖5所示。對照組和涂膜處理組的丙二醛含量差異較為顯著（＜0.01），說明魚膠原蛋白?復(fù)合多糖涂膜層能阻隔空氣，抑制魚肉的氧化反應(yīng)。相較于多糖涂膜處理組，魚膠原蛋白的添加能顯著降低魚肉組織間的丙二醛含量（＜0.05）。這可能是因魚膠原蛋白中富含Pro和Gly等富電子基團(tuán)，它們可以向缺電子的自由基提供質(zhì)子，以清除機(jī)體中的自由基，也可能是魚膠原蛋白螯合還原能力的金屬粒子阻斷了機(jī)體中自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[23]。在貯藏第4天時(shí)，不同處理組草魚肉的丙二醛含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白組的變化率最低，該結(jié)果與質(zhì)構(gòu)性能測試結(jié)果一致，說明質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白能與復(fù)合多糖基形成致密的分子結(jié)構(gòu)，且能降低了魚肉的氧化程度。

2.2.3 復(fù)合處理組對草魚揮發(fā)性鹽基氮的影響

揮發(fā)性鹽基氮（Total Volatile Base Nitrogen，TVB?N）是肉制品在貯藏過程中微生物或者內(nèi)源性蛋白酶分解蛋白質(zhì)等大分子化合物產(chǎn)生的氨及胺類等堿性含氮物質(zhì)的總稱，它的含量是反映肉制品的保鮮質(zhì)量、細(xì)菌污染程度及新鮮度的重要指標(biāo)[23]，其變化過程如圖6所示。涂膜處理組和對照組的TVB?N含量變化顯著（＜0.01），在涂膜處理組中，魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、5%處理組的TVB?N生成量相近。說明魚膠原蛋白單獨(dú)降低魚肉中TVB?N的效果甚微，故魚膠原蛋白添加組的揮發(fā)性鹽基氮值較低，可能是多糖基與魚膠原蛋白相互協(xié)同的結(jié)果。

表1 魚膠原蛋白/多糖基復(fù)合保鮮膜的力學(xué)性能

Tab.1 Mechanical properties of fish collagen/polysaccharide-based composite preservation film

圖4 保鮮處理對草魚pH的影響

圖5 涂膜處理對草魚丙二醛的影響

圖6 保鮮處理對草魚肉TVB?N含量的影響

2.2.4 復(fù)合處理對草魚汁液流失率的影響

汁液流失率是反映魚肉中水分含量的指標(biāo)。魚肉的保水性依賴于肌肉組織中蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力，關(guān)鍵在于蛋白質(zhì)表面的水合能力及肌原纖維晶格的毛細(xì)吸管效應(yīng)[24]，肌原纖維蛋白和肌漿蛋白中羰基數(shù)量及肌肉組織中蛋白質(zhì)的交聯(lián)程度對肌肉的保水性也具有一定的影響[25]。在儲(chǔ)藏期間，草魚的汁液流失率如圖7所示，隨著保鮮時(shí)間的延長，空白組、對照組和涂膜處理組的汁液流失率均呈現(xiàn)上升趨勢。與空白組相比，涂膜組的汁液損失率變化較緩慢（＜0.01），魚膠原蛋白的添加可顯著降低汁液的損失。在實(shí)驗(yàn)中，魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、3%、5%的處理組在12 d時(shí)其汁液流失率分別為5.24%、4.81%、4.31%，保水效果顯著，這可能與魚膠原蛋白分子表面存在的親水羥基和羧基可與水分子形成氫鍵有關(guān)，從而延緩了汁液的流失[13]。

圖7 處理組的汁液流失率

2.2.5 復(fù)合處理對微生物數(shù)總量的影響

微生物菌落數(shù)可以反映肉制品在儲(chǔ)存過程中的受污染程度，也是評價(jià)保鮮效果的重要指標(biāo)，復(fù)合處理組的菌落總數(shù)變化情況如圖8所示。在低溫貯藏過程中，草魚的菌落數(shù)總體呈增長的趨勢，不同處理組又呈現(xiàn)出不同的變化態(tài)勢，這也表明不同實(shí)驗(yàn)組的設(shè)計(jì)較為合理。根據(jù)國際微生物規(guī)格委員會(huì)（ICMSF）對食品微生物限量規(guī)定，當(dāng)每克肉制品中的微生物超過5×105CFU則認(rèn)定為腐敗肉[26]?？瞻捉M在第4 天已達(dá)5.01í105CFU/g，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的魚膠原蛋白處理組在第8天時(shí)的菌落數(shù)僅為4.89×105CFU/g，仍在限定值之內(nèi)，說明該處理能抑制食源病原菌的滋生。這可能歸因于多糖能破壞致病菌的分子結(jié)構(gòu)，擾亂細(xì)菌的能量代謝，且魚膠原蛋白也是一種良好的表面活性劑，親脂結(jié)構(gòu)能破壞食源性致病菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)[27]。

圖8 復(fù)合處理組菌落總數(shù)

3 結(jié)語

為了開發(fā)新型生物保鮮膜，以魔芋膠/普魯蘭多糖和魚膠原蛋白為保鮮膜壁材，研究了不同含量的魚膠原蛋白對普魯蘭多糖/魔芋膠多糖基保鮮膜物理性能和生物保鮮的影響。通過檢測物理性能、水溶性和透光性發(fā)現(xiàn)，魚膠原蛋白能顯著提升多糖基材保鮮膜的性能，當(dāng)魚膠原蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)其性能最優(yōu)。通過對低溫草魚的保鮮實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，魚膠原蛋白參與多糖涂膜處理能延緩魚肉的腐敗、肉制品中食源性病原菌的滋生和揮發(fā)性鹽基氮的生成，有效延緩了魚肉脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化變質(zhì)進(jìn)程。綜合考慮TVB?N值和微生物菌落數(shù)的國際鮮肉標(biāo)準(zhǔn)及pH和汁液流失率，最后得出保鮮膜組分為魚膠原蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%、普魯蘭多糖/魔芋膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%（魔芋膠與普魯蘭多糖的質(zhì)量比為3∶7）時(shí)具有最好的冷藏（4 ℃）保鮮效果，最終將草魚的貨架期從4 d延長至9～10 d。

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Preparation of Novel Composite Preservation Film and Its Effect on Quality of Grass Carp during Low Temperature Storage

YANG Pan-ping1, ZHONG Meng-yuan1, XU Jin1, XU Jiang-nan1, CHEN Fei1, ZHU Shao-hui1, ZHAO Li1,LU He-dong1,2

(1. School of Life Science and Food Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Jiangsu Huaian 223003, China; 2. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Jiangsu Wuxi 214028, China)

The work aims to develop a novel biological preservation film with excellent physical and chemical properties and good preservation effect. Pullulan and konjac glucomannan (KGM) were used as the base materials and then added with different concentrations of fish collagen to prepare novel composite biological preservation film. The effects of fish collagen on the physical and biological properties of the composite film were analyzed by measuring water solubility, light transmittance and texture, and the preservation effect of the composite film on grass carp during low temperature storage was discussed by taking the values of TVB-N, pH and total bacteria on the surface of fish fillet as indexes. Fish collagen could improve the physical and chemical properties of polysaccharide preservation film and the preservation effect was the best when its mass fraction was 3%. After the grass carps treated with different films were stored at 4 ℃ for 12 d, the film with 3% fish collagen could delay the spoilage of fish meat, the breeding of food-borne pathogens and the generation of volatile base nitrogen in meat products and effectively inhibited the oxidative deterioration of lipids and protein. The use of 3% fish collagen can improve the physical and biological properties of polysaccharide-based biological preservation film, significantly maintain the texture properties, and extend the shelf life of grass carp from 4 d to 9～10 d. This novel composite preservation film has good application value and development prospects.

grass carp; preservation by film; fish collagen; KGM; pullulan

TS206.4

A

1001-3563(2023)03-0106-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.03.013

2022?03?02

國家自然科學(xué)基金青年基金（31801524）；江蘇省自然科學(xué)基金青年基金（BK20170461）；江蘇省研究生創(chuàng)新項(xiàng)目（HGYK202204）

楊攀平（1997—），男，碩士，主要研究方向?yàn)榻獾矸垩挎邨U菌代謝機(jī)理。

盧河?xùn)|（1985—），男，博士，講師，主要研究方向?yàn)橐嫔x機(jī)理。

責(zé)任編輯：彭颋