減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏品質(zhì)變化的影響

陳秋翰,楊學(xué)博,劉美嬌,黎鑄毅,周春霞,2,洪鵬志,2,3*,劉壽春,2,3*

1(廣東海洋大學(xué) 食品科技學(xué)院,廣東省水產(chǎn)品加工與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省海洋食品工程技術(shù)研究中心,廣東省水產(chǎn)預(yù)制食品加工與品質(zhì)控制工程技術(shù)研究中心,廣東 湛江,524088)2(海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,大連工業(yè)大學(xué),遼寧 大連,116034)3(南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(湛江),廣東 湛江,524004)

金鯧魚(Trachinotusovatus)學(xué)名卵形鯧鯵,俗名黃臘鯧、金鯧,常生活于熱帶及溫帶海洋中,在我國主要分布于渤海、東海、南海等海域。其肉質(zhì)鮮美,營養(yǎng)豐富,富含大量必需氨基酸和不飽和脂肪酸[1-2]。據(jù)《2020年金鯧魚產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù)顯示,2020年金鯧魚的養(yǎng)殖產(chǎn)量約20萬t,其加工銷售的主要形式是凍品、冰鮮,因此,綠色、高效的保鮮技術(shù)始終是金鯧魚行業(yè)亟待解決的問題[3-4]。魚死后受到內(nèi)源酶、體表及外源微生物、溫度濫用等多種因素影響,最終導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。魚體表面初始菌落影響著最終貨架期,魚捕獲后進(jìn)行減菌預(yù)處理聯(lián)合低溫貯運(yùn)后再進(jìn)行加工,可有效減少魚表面微生物含量,延長貨架期[5]。近年來國內(nèi)外學(xué)者對金鯧魚貯藏過程中的保鮮效果有一定研究,ZHANG等[6]對比分析了低溫下空氣包裝(air packaging,AP)和不同氣調(diào)包裝(modified atmosphere packaging,MAP)貯藏的金鯧魚微生物及品質(zhì)變化,結(jié)果表明,CO2與N2氣體比為3∶7時,可有效抑制微生物生長,減緩揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)及pH的增加,有效保持魚肉色澤,比空氣包裝延長約4～5 d貨架期。王佳媚等[7]采用低溫等離子處理能夠有效減少魚肉中微生物數(shù)量,減緩魚肉變黃,增加魚肉亮度,改善魚肉色澤,維持魚肉含水量。目前研究主要側(cè)重于金鯧魚的貯藏保鮮研究,對減菌劑預(yù)處理在金鯧魚后期加工貯藏品質(zhì)影響的研究報道較少。

常用于水產(chǎn)行業(yè)的減菌技術(shù)有:微波殺菌、輻照殺菌、電解水殺菌、臭氧殺菌、超高壓殺菌、次氯酸鈉殺菌等。LI等[8]采用弱酸性電解水作為減菌劑作用于河豚,處理后的微生數(shù)量顯著降低,并有效減緩 TVB-N、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)和三甲胺的上升,維持貯藏過程中的良好感官品質(zhì);ε-聚賴氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)具有良好的殺菌效果,與其他天然抑菌劑復(fù)配使用具有增效協(xié)同作用,提高其抑菌效果[9]。乙醇可使蛋白質(zhì)變性、破壞細(xì)菌細(xì)胞壁、破壞微生物的酶系統(tǒng),因此常作為減菌劑使用[10]。乳酸的減菌機(jī)制主要體現(xiàn)在細(xì)胞膜蛋白的表達(dá)上,當(dāng)參與細(xì)胞膜構(gòu)建的蛋白發(fā)生改變時,會直接影響膜的完整性和通透性,抑制細(xì)菌鞭毛的生物合成從而降低存活率;已有研究表明,采用體積分?jǐn)?shù)2%乳酸噴淋可使肉體表面菌落總數(shù)減少1.6 lg CFU/cm2[11-12]。

因此,本研究采用酸性電解水、復(fù)配天然抑菌劑、乙醇溶液、乳酸4種減菌劑對金鯧魚原料進(jìn)行處理,以菌落總數(shù)、pH、TBA、TVB-N、感官評價等指標(biāo)進(jìn)行分析,對比4種不同減菌劑對金鯧魚低溫冷藏品質(zhì)變化的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)樣品:鮮活金鯧魚宰殺后的新鮮魚肉。

鹽酸,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;NaCl、三氯乙酸,西隴科學(xué)股份有限公司;營養(yǎng)瓊脂、平板計(jì)數(shù)瓊脂,北京路橋技術(shù)股份有限公司;乳酸鏈球菌素(nisin)、ε-聚賴氨酸,上海麥克林生化科技有限公司;以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Avanti-J-26 sxp高速冷凍離心機(jī),美國 Beckman 公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;LH-M300 ORP檢測儀,陸恒生物科技有限公司;GDYS-104SM有效氯檢測儀,吉林小天鵝儀器有限公司;3nh色差儀,深圳市3nh科技公司;Cintra-1010紫外分光光度計(jì),澳大利亞科學(xué)設(shè)備有限公司;AnyWhere-320酸性氧化電位水生成器系統(tǒng),睿安德環(huán)保設(shè)備(北京)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 減菌劑制備

復(fù)配天然抑菌劑(A組):質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% nisin、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2% ε-聚賴氨酸、體積分?jǐn)?shù)0.2%殼聚糖加入體積分?jǐn)?shù)2%乙酸完全溶解后加水定容,靜置后無沉淀產(chǎn)生。

乙醇溶液(B組):用無菌蒸餾水配制成體積分?jǐn)?shù)75%的乙醇溶液。

酸性電解水(C組):通過實(shí)驗(yàn)室的酸性電解水生成機(jī)電解1 mol/L的HCl溶液制備,使用前用 pH計(jì)、ORP計(jì)、有效氯測定儀測定其 pH、氧化還原電位、有效氯含量(available chlorine content,ACC),經(jīng)測定可知:pH為6.32±0.27,ORP為(896.80±7.60) mV,有效氯含量為(35.00±1.20)×10-6。

乳酸溶液(D組):用無菌蒸餾水配制成體積分?jǐn)?shù)2%的乳酸溶液。

空白對照(CK組):無菌蒸餾水。

1.3.2 樣品預(yù)處理

將鮮活金鯧魚宰殺,去除頭、尾、內(nèi)臟,再用無菌蒸餾水沖洗表面血漬與其他雜質(zhì),瀝干表面水分,將魚切塊[(20.0±1.0) g],隨機(jī)分為4組,分別在A、B、C、D 4組處理液中浸泡10 min,以無菌蒸餾水浸泡樣品作為對照組(CK組)。將處理后的樣品瀝干水分,分裝至無菌袋中密封,置于冰箱4 ℃保存,每隔一定時間取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

1.3.3 感官評價

感官評價如表1所示。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 pH值測定

將魚肉攪碎后稱取5.0 g,加入45 mL蒸餾水,浸提30 min,采用酸度計(jì)測定濾液的pH。

1.3.5 TVB-N值測定

參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的方法進(jìn)行測定。

1.3.6 TBA值測定

稱取5.0 g魚肉加入25.0 mL三氯乙酸混合溶液振蕩均勻,靜置浸提30 min后10 000 r/min離心5 min,取離心后上清液10.0 mL與等量的0.02 mol/mL的TBA溶液混勻,90 ℃水浴40 min,待冷卻至室溫后,4 000 r/min離心10 min。分別在波長532和600 nm處測定吸光值,根據(jù)公式(1)計(jì)算TBA值[13]。

(1)

式中:A532nm,波長532 nm的吸光度;A600nm,波長600 nm的吸光度。

1.3.7 持水力測定

稱取5 g(M)魚肉,用濾紙包裹后置離心管中,6 000 r/min離心15 min,瀝干表面水分稱質(zhì)量(m),根據(jù)公式(2)計(jì)算持水力[14]。

(2)

1.3.8 色差測定

采用色差計(jì)測定樣品表面的亮度值(L*)、紅度值(a*)及黃度值(b*),計(jì)算色差值 ΔE,分析色澤變化。

1.3.9 菌落總數(shù)測定

菌落總數(shù)參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用 SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,采用 Duncan’s 法進(jìn)行顯著性分析和多重比較,差異顯著水平P<0.05;用 Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中感官品質(zhì)的影響

在貯藏過程中,通過感官可以直觀的感受到冷藏過程中金鯧魚的品質(zhì)變化[4],由圖1可知,隨著貯藏時間延長,5個處理組的感官色澤、氣味、彈性、組織形態(tài)的感官評分均呈下降趨勢(P<0.05),圖1-b表明各處理組的氣味差異較為明顯,新鮮的金鯧魚肉質(zhì)緊實(shí)、顏色明亮不灰白、無異味。貯藏第6天時,CK 組和 C 組的氣味已不可接受,B 組中乙醇本身的刺激性氣味混合魚肉腥味及腐敗氣味,故導(dǎo)致不可接受。就色澤、組織、彈性而言,各處理組間的差異不明顯。Nisin、ε-聚賴氨酸、殼聚糖及乳酸可明顯抑制魚體表面微生物的生長[15-16],綜上,A、D 處理組維持金鯧魚在貯藏過程中的品質(zhì)有良好的效果。

a-色澤得分;b-氣味得分;c-彈性得分;d-組織形態(tài)得分;e-總得分

2.2 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中pH的影響

由圖2可知,新鮮金鯧的pH為6.76±0.02,隨貯藏時間的延長,各處理組的pH均呈先降低后上升的趨勢。pH值下降可能是由于此刻為魚體僵直階段,酵母和乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸或糖原的糖酵解導(dǎo)致[15];后期魚體進(jìn)入自溶階段,pH值隨著組織中蛋白酶和堿化細(xì)菌分解魚體內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性化合物而增加[16]。除 D 組外,其余組最初的pH都在6.70左右,差異不大,D 組由于乳酸本身呈酸性,故在貯藏過程中,pH低于其他組。在貯藏末期,對照組pH大于其他處理組,且各處理組的pH差異顯著(P<0.05),表明處理組均可一定程度抑制pH的上升,與不同減菌處理對暗紋東方鲀pH變化的研究結(jié)果相似[5]。

圖2 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中pH的影響

2.3 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中TVB-N的影響

TVB-N是魚體內(nèi)源酶和外源微生物共同作用,使肌肉蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)的總稱[17-18],是表征魚類新鮮度和品質(zhì)的重要指標(biāo)[16,19]。由圖3可知新鮮金鯧魚的TVB-N值為(5.23±0.35) mg/100 g,隨著貯藏時間的延長,各處理組TVB-N的變化與時間呈正相關(guān),且各組在不同時間點(diǎn)的TVB-N值差異顯著(P<0.05)。在貯藏0～4 d,各組的變化趨勢趨于平緩,是由于魚肉僵直收縮釋放的蛋白酶使蛋白質(zhì)分解為胺類物質(zhì);貯藏4～12 d時,由于微生物大量生長繁殖,產(chǎn)生胞外蛋白酶,使氨基酸分解速率加快,所以TVB-N值隨之增大;B組變化趨勢小于其他組,乙醇會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,因此產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)的含量隨之降低[20-21]。GB/T 18108—2019《鮮海水魚通則》中規(guī)定海水魚類TVB-N值≤15 mg/100 g為優(yōu)級品,15～30 mg/100 g為合格品,以15 mg/100 g為界限,A、B、C、D 4組可延長樣品貨架期分別為2、6、2、4 d。

圖3 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中TVB-N值的影響

2.4 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中TBA的影響

TBA值反映了脂肪的氧化進(jìn)程,是衡量魚肉氧化酸敗的重要指標(biāo)[22]。由圖4可知,在貯藏前期(0～4 d),CK 組和 B 組的增長趨勢較大,表明乙醇會促進(jìn)脂肪氧化,產(chǎn)生醛類物質(zhì)[23];在貯藏中期(4～8 d),A、C、D 3組的變化趨勢趨于一致,CK 組和 B 組依舊處于上升趨勢,且在不同貯藏時間對應(yīng)的 TBA 值差異顯著(P<0.05);在貯藏末期(8～12 d),CK 組變化趨于平穩(wěn),此時 CK 組和 B 組均已腐敗,脂肪氧化嚴(yán)重。經(jīng)對比,A、C、D 3組均可抑制 TBA 值增加,有效延緩脂肪氧化酸敗進(jìn)程。與采用酸性電解水[24]、天然減菌劑[25]及乳酸[26]用于家禽及海鱸魚減菌處理的研究結(jié)果相似。

圖4 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中TBA值的影響

2.5 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中持水力的影響

持水力是指機(jī)體通過物理方式截留大量水而阻止水滲出的能力[27]。由圖5可知,新鮮金鯧魚的持水力在80%以上,隨著貯藏時間的增加,微生物使蛋白質(zhì)分解,從而影響水分子與蛋白降解產(chǎn)物的水合作用,故各組樣品的持水力均呈下降趨勢[28]。在貯藏初期,除 A 組外,其余各組的持水力均在85.00%左右,A 組的持水力高于其余組是因?yàn)闇p菌劑中殼聚糖形成的一層水凝膜,具有一定的保水性;在貯藏末期,A、C可抑制微生物的生長繁殖,減緩蛋白質(zhì)被分解的速度,防止水分流失,兩組的持水力分別為77.66%、77.64%,比CK組高了約1.00%;而B組中乙醇加速了蛋白質(zhì)變性,從而使細(xì)胞膜和肌肉組織發(fā)生改變,促進(jìn)了胞外水分子的釋放,故B組的持水力最低;結(jié)果表明 D 組對魚肉的持水力無明顯影響。

圖5 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中持水力的影響

2.6 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中色澤的影響

在貯藏過程中,由于脂質(zhì)氧化和色素降解,水產(chǎn)品的肌肉顏色會隨之發(fā)生變化,魚肌肉顏色的變化與蛋白質(zhì)變性、凝膠組成、聚合和交聯(lián)程度以及光學(xué)特性等因素密切相關(guān)[29-30]。如圖6所示,ΔE值隨著貯藏時間的增加而降低,表明亮度下降,與感官評價魚肉顏色逐漸暗淡的結(jié)果一致,顏色發(fā)暗可能是魚肌肉組織中的高鐵肌紅蛋白和高鐵血紅蛋白在肌肉表面累積導(dǎo)致[31]。在貯藏期間,各處理組的ΔE均有明顯的上升趨勢,同時可觀察到 A、B、C、D 組均可減緩色澤變暗的趨勢,A 組的效果優(yōu)于其他組。結(jié)果表明,與 CK 組相比,A、C、D 各處理組均對魚肉色澤變化影響較大,B 組對ΔE的變化影響效果不明顯。

圖6 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中ΔE的影響

2.7 不同減菌預(yù)處理對金鯧魚冷藏過程中微生物的影響

微生物的生長繁殖是導(dǎo)致水產(chǎn)品腐敗的主要因素,菌落總數(shù)是衡量食品腐敗變質(zhì)的衛(wèi)生指標(biāo)[32]。新鮮金鯧魚的初始菌落總數(shù)為2.40 lg CFU/g,由圖7可知,菌落總數(shù)隨著貯藏時間的延長而增加,且在貯藏過程中各處理之間菌落總數(shù)與對照組均差異顯著(P<0.05)。貯藏第6天時,CK 組的菌落總數(shù)為(6.90±0.16) lg CFU/g,接近腐敗值7.00 lg CFU/g,A、B、C、D 4個處理組與 CK 組相比,菌落總數(shù)分別低了15.92%、32.16%、4.20%、12.89%,抑菌效果為B組>A組>D組>C組,其中A、B、D處理組均可延長貨架期約4 d,C組可延長貨架期約2 d,結(jié)果與ANNAMALAI等[32]關(guān)于大黃魚貯藏過程中品質(zhì)變化的研究結(jié)果相似。

圖7 不同減菌處理對金鯧魚冷藏過程中菌落總數(shù)的影響

2.8 相關(guān)性分析結(jié)果

由圖8可知,不同的減菌處理方式與各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性基本一致,結(jié)果表明各組的菌落總數(shù)與TBA、TVB-N、色差、貯藏天數(shù)呈正相關(guān),且相關(guān)系數(shù)r均大于0.8;與感官呈負(fù)相關(guān)且相關(guān)系數(shù)r均大于0.9,均表現(xiàn)為高度相關(guān),具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。金鯧魚貯藏過程中,在微生物及內(nèi)源酶的作用下,蛋白質(zhì)和脂肪進(jìn)行分解氧化,產(chǎn)生小分子的胺類、醛類物質(zhì),使TBA、TVB-N上升,同時使得金鯧魚的感官品質(zhì)降低。結(jié)果與藍(lán)蔚青等[33]和WANG等[34]對金鯧魚品質(zhì)變化的相關(guān)研究結(jié)果一致。

a-CK組;b-A組;c-B組;d-C組;e-D組

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了酸性電解水、復(fù)配天然抑菌劑、75%乙醇溶液和2%乳酸4種不同減菌預(yù)處理方式對金鯧魚冷藏期間品質(zhì)變化的影響。結(jié)果表明,4組處理組均可有效抑制金鯧魚貯藏過程中的TVB-N、菌落總數(shù)、ΔE、TBA的上升,同時減緩金鯧魚感官品質(zhì)的劣變速率;酸性電解水的綜合效果與其他組相比較差,75%乙醇溶液雖然有明顯的抑菌效果,但其氣味降低了綜合效果。各組指標(biāo)間相關(guān)性分析表明,各組菌落總數(shù)與感官呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與TVB-N、TBA值、ΔE顯著正相關(guān)(P<0.05)。綜上所述,復(fù)配天然抑菌劑、2%乳酸這2種減菌劑可用于金鯧魚的原料減菌預(yù)處理,有利于后續(xù)冷藏保鮮,延長其貨架期。