殼寡糖在湘派休閑豆干保鮮中的應(yīng)用研究

龔周亮，趙良忠*，劉汁琪，林碧蓮，周勁松，劉斌斌

(1.邵陽(yáng)學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院，豆制品加工與安全控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南邵陽(yáng) 422000；2.平江縣勁仔食品有限公司，湖南岳陽(yáng) 414000）

湘派休閑豆干是以豆清發(fā)酵液（又稱酸漿）為凝固劑生產(chǎn)的酸漿豆腐經(jīng)再加工而成的休閑產(chǎn)品，其營(yíng)養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1-2]。但由于制作工藝繁雜且耗時(shí)較長(zhǎng)，導(dǎo)致湘派休閑豆干微生物污染嚴(yán)重，目前加入抑菌活性物質(zhì)、抗菌涂膜等新興技術(shù)相繼用于延緩豆干產(chǎn)品的變質(zhì)[3]。殼寡糖（Chitosan Oligosaccharides，COS）具有抗氧化、清除自由基以及抑菌等多種生物活性。課題組前期研究了不同聚合度殼寡糖處理對(duì)預(yù)包裝豆腐冷藏期間保鮮效果的影響，得到濃度為4 mg·mL-1的殼二糖至殼四糖聚合度的殼寡糖保鮮效果最佳。本研究在此基礎(chǔ)上，采用相同濃度的殼寡糖組合溶液對(duì)湘派休閑豆干進(jìn)行涂膜處理，探究其對(duì)湘派休閑豆干的保鮮作用，為殼寡糖在豆制品行業(yè)抑菌保鮮領(lǐng)域工業(yè)化應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

東北大豆，市售；平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，中山市百微生物技術(shù)有限公司；95%脫乙酰度膠體殼寡糖，上海源葉生物科技有限公司；鹽酸、乙醇、無(wú)水乙醚、石油醚、碘和碘化鉀等化學(xué)試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

SJJ-20型熟漿集成機(jī)，北京康得利科技有限公司；FE28-CN型pH計(jì)，瑞士Mettler Toledo公司；TA1型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Lloyd公司；Scientz-04型微生物均質(zhì)機(jī)，寧波新芝科技有限公司；UDK139型凱氏定氮儀，意大利VELP公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 殼寡糖酶法制備及涂膜

殼寡糖酶法制備參考林碧蓮等[4]的方法，配制濃度為4 mg·mL-1的殼二糖至殼四糖聚合度的殼寡糖涂膜溶液，定容至1000 mL。涂膜方法參考周楓等[5]的方法，待豆干自然攤涼后，浸入配制好的殼寡糖涂膜溶液中2 min，然后迅速烘干至豆干表面無(wú)明顯水跡。

1.2.2 樣品采集

殼寡糖涂膜處理樣品記為COS組；對(duì)照組樣品采用的無(wú)菌生理鹽水浸泡2 min，其他方法一致，記為CK組。兩組樣品真空包裝后進(jìn)行巴氏殺菌處理，馬上用冷水降至室溫，經(jīng)25 ℃貯藏40 d，間隔10 d取樣一次。

1.2.3 菌落總數(shù)、理化指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

菌落總數(shù)：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》（GB 4789.2—2022）；pH：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》（GB 5009.237—2016）；水分：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）；蛋白質(zhì)：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》（GB 5009.5—2016）；脂肪：參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》（GB 5009.6—2016）；質(zhì)構(gòu)特性：參照韓翠萍等[6]方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同組別樣品貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)變化

不同處理方式的湘派豆干在25 ℃下貯藏期間菌落總數(shù)變化如圖1所示，湘派豆干經(jīng)過(guò)巴氏殺菌后初始菌落總數(shù)并未檢出。CK組樣品菌落總數(shù)前期（0～30 d）增長(zhǎng)迅速，第30天時(shí)菌落總數(shù)已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，達(dá)到了5.67 lg cfu·g-1，已經(jīng)失去食用價(jià)值。COS樣品的菌落總數(shù)始終低于同時(shí)期的對(duì)照組，且在第40天時(shí)菌落總數(shù)為4.48 lg cfu·g-1，說(shuō)明殼寡糖涂膜處理能有效抑制湘派豆干中微生物的生長(zhǎng)繁殖。COS的抑菌效應(yīng)是通過(guò)其所帶正電荷基團(tuán)與微生物細(xì)胞膜上脂多糖、脂蛋白等負(fù)電荷成分的相互作用影響了細(xì)胞膜的完整性和通透性，干預(yù)微生物正常的新陳代謝[7]。

圖1 不同組別樣品貯藏過(guò)程中的菌落總數(shù)變化

2.2 不同組別樣品貯藏過(guò)程中理化指標(biāo)變化

不同處理方式的湘派豆干在25 ℃下貯藏期間pH及水分含量變化如圖2所示。貯藏過(guò)程中COS組樣品中的pH無(wú)明顯變化，COS組樣品pH值降低緩慢的原因可能是殼寡糖能抑制微生物分解碳水化合物產(chǎn)生酸性物質(zhì)的生理活動(dòng)。而CK組樣品中的pH從第20天開(kāi)始顯著下降，第40天時(shí)pH為4.66，與菌落總數(shù)的變化趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)，主要是因?yàn)槲⑸镞^(guò)度生長(zhǎng)繁殖，大量產(chǎn)酸導(dǎo)致。由圖2可知，CK組樣品中的水分含量在第10天后迅速降低，第40天時(shí)水分含量為54.13%，觀察發(fā)現(xiàn)豆干邊緣有液體滲出。相比之下，COS組樣品中水分含量降低不明顯，從第0天的57.90%降低至第40天的56.63%。這是因?yàn)樵诙垢赡z體系中，水與多糖和蛋白質(zhì)的官能團(tuán)耦合，也可以被束縛在凝膠網(wǎng)絡(luò)的微小網(wǎng)格或空隙中[8]。CK組樣品在后期開(kāi)始腐敗變質(zhì)，凝膠結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，固水能力逐漸降低，水分子被釋放，表現(xiàn)為水分含量下降。

圖2 不同組別樣品貯藏過(guò)程中pH、水分含量變化

由圖3可知，兩組樣品中蛋白質(zhì)和脂肪含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少，其中COS組樣品蛋白質(zhì)含量從第0天的19.39%減少到第40天的18.20%，而CK組樣品第40天蛋白質(zhì)含量為15.80%。COS組樣品脂肪含量從第0天的15.36%減少到第40天的13.86%，而CK組樣品第40天脂肪含量為13.21%。其原因可能是由于豆干中微生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中分解復(fù)雜的多糖、脂肪和蛋白質(zhì)[9]，進(jìn)而降低脂肪和蛋白質(zhì)含量。

綜上所述，結(jié)合兩組樣品在貯藏期間菌落總數(shù)的變化，可以發(fā)現(xiàn)CK組樣品在20 d后就開(kāi)始發(fā)生腐敗變質(zhì)現(xiàn)象，而COS組樣品在第40天時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)依然優(yōu)于CK組20 d時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，說(shuō)明殼寡糖涂膜處理能使產(chǎn)品貨架期延長(zhǎng)20 d以上。

2.3 不同組別樣品貯藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性變化

本研究通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定了不同組別樣品在貯藏過(guò)程中硬度、彈性和咀嚼性的變化，結(jié)果如圖4所示。貯藏期間兩組樣品的咀嚼性都是逐漸下降的，這是由于豆干的咀嚼性是由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)與水之間的相互作用力決定的，而蛋白質(zhì)含量的降低勢(shì)必導(dǎo)致豆干樣品咀嚼性降低。COS組在貯藏過(guò)程中硬度和彈性逐漸增加，分別從初始的739.62 g、0.86升到795.23 g、1.22，硬度和彈性與豆干中蛋白質(zhì)含量變化、水分含量變化趨勢(shì)相反。這說(shuō)明豆干蛋白質(zhì)和水分含量與硬度和咀嚼性密切相關(guān)，與卜宇芳等[10]研究結(jié)果一致。其主要原因是豆干蛋白質(zhì)變性和水分含量下降，改變了豆干蛋白凝膠致密性，導(dǎo)致豆干硬度增大。而CK組樣品的硬度和彈性先增加后減少，是因?yàn)楹笃谖⑸飻?shù)量過(guò)多，嚴(yán)重破壞了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)品變軟，彈性下降。這說(shuō)明殼寡糖涂膜處理能在貨架期間有效地保持產(chǎn)品的物理特性。

圖4 不同組別樣品貯藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性變化

3 結(jié)論

本研究通過(guò)配制濃度為4 mg·mL-1的殼二糖至殼四糖聚合度的殼寡糖溶液，作為柵欄因子對(duì)湘派豆干進(jìn)行涂膜處理，研究樣品在25 ℃貯藏40 d期間的菌落總數(shù)、理化指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性的變化。結(jié)果表明與對(duì)照組相比，殼寡糖涂膜處理能有效延緩湘派豆干在常溫貯藏過(guò)程中的微生物生長(zhǎng)繁殖及品質(zhì)劣變，保持產(chǎn)品的物理特性，延長(zhǎng)貨架期在20 d以上。本研究為豆制品企業(yè)延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期的方法提供了新技術(shù)路線。