高分子量殼聚糖涂膜對白鰱魚肉的保鮮作用研究

(長江大學生命科學學院，湖北 荊州434025）

淡水魚肉質細嫩、營養豐富、產量比較穩定、季節性容易掌握。但正是由于魚肉水分含量高、營養豐富等特點，在貯藏過程中由于自身的生物化學變化與外界微生物的共同作用，會導致其迅速變質[1]。因此必須加強淡水產品的先進保鮮技術研究，在保證水產食品安全的前提下提高其質量、延長其貨價期。

目前，添加特定的防腐劑是抑制淡水魚腐敗變質的常用方法。但食品中人造防腐劑對于人體健康的潛在危害會導致消費者對產品的接受程度下降。隨著人類對自身健康和環保問題認識的不斷提高，健康、綠色食品越來越受到歡迎，這使得天然防腐保鮮劑日益受到人們的青睞。殼聚糖是一類天然高分子多糖類物質，具有抗菌、抗氧化等生物活性[2-5]，因此，殼聚糖作為一種天然食品防腐劑具有廣泛的應用潛力。目前，殼聚糖已經成功地應用于某些食品的生產加工，包括果蔬、以及某些肉制品，但將殼聚糖應用于淡水魚的保鮮尚未見報道。

本研究使用殼聚糖涂膜處理新鮮白鰱(Hypophthalmichthysmolitrix）魚肉，利用其天然抗菌及抗氧化活性，通過對白鰱貯藏期相關的感官、生物化學及微生物分析，研究其作為一種天然防腐劑對于白鰱貯藏期品質的影響，以為殼聚糖在改良淡水魚貨價期品質方面的應用提供相關的理論依據。

1 材料與方法

1．1 材料

鮮活白鰱，購于長江大學西校區市場。

1．2 主要儀器與試劑

KQ5200E型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司生產；PHS-3C型pH計，上海精密科學儀器有限公司生產；722型可見光分光光度計，上海精密科學儀器有限公司生產；SW-CJ-1F型超凈工作臺，蘇州凈化設備工程有限公司生產。

商品殼聚糖(相對分子量為30萬，脫乙酰度為95%）購于上海鼎國生物技術有限公司，其他試劑購自國藥集團化學試劑有限公司，均為分析純。

1．3 試驗方法

（1）殼聚糖溶液的制備 將殼聚糖溶于1%的醋酸溶液中，殼聚糖的濃度為1%。

（2）樣品處理 鮮魚去頭尾、去鱗、去內臟，洗凈后切塊備用。將魚塊浸入殼聚糖溶液中30min，魚塊質量與溶液體積之比為1∶3。對照為清水中浸泡30min的魚塊。瀝干后樣品貯存于4℃下待測定。

1．4 指標測定

（1）pH的測定 使用pH計直接測定樣品水溶液的pH：稱取10．00g切碎試樣，加蒸餾水至100ml，搖勻，浸漬30min后過濾或離心，取約50ml濾液于100ml燒杯中，用pH計測定pH[6]。

（2）揮發性鹽基氮(TVBN）值的測定 樣品揮發性鹽基氮含量根據Goulas等[7]的方法測定。

（3）TBA值的測定 樣品TBA值根據Gomes等[8]的方法測定。

（4）菌落總數的檢驗 樣品菌落總數的檢驗根據GB／T 4789．2-2003[9]的方法進行。

1．5 感官評定

魚肉新鮮度感官評定實驗參考歐盟1995規定的方法[10]進行。規定感官最高分值為9分，7～9分為感官一級，5～7分為感官二級。以本專業6名學生作為評分成員，對魚肉的表皮、氣味以及肌肉組織狀態等方面進行感官評定，最后給出各自的綜合評分值。

1．6 數據處理

實驗中所有分析重復2次，每次做3個平行測定。結果以平均值±SD表示。方差分析使用SPSS 12．0統計軟件。顯著性差異檢驗采用LSD檢驗法。以P＜0．05表示具有顯著性差異。

2 結果與分析

2．1 pH的變化

未經殼聚糖處理的對照樣品初始pH為6．78，處理后的樣品初始pH為6．45，殼聚糖處理降低了樣品的pH，由于殼聚糖溶液含有醋酸，從而改變了魚肉的pH(圖1）。樣品的pH在貯藏期間呈先下降后緩慢上升趨勢，到第9d的時候，對照樣品的pH上升到6．98，而殼聚糖涂膜處理過的樣品pH仍然保持在6．51左右。

圖1 白鰱4℃貯藏過程中pH的變化

2．2 TVBN值的變化

揮發性鹽基總氮(TVBN）是指動物性食品在貯藏過程中，由于肌肉中的內源酶和細菌的共同作用，使蛋白質分解而產生的氨以及胺類等堿性含氮物質[11]。樣品中揮發性鹽基總氮的初始含量分別為：對照 4．43mg／100g，處理樣品3．49mg／100g，處理后的樣品略低于對照(圖2）。在4℃下貯藏期間，對照樣品的TVBN值上升速度顯著快于處理樣品，到貯藏期第9d時，對照樣品的TVBN值為26．47mg／100g，處理樣品為11．89mg／100g，對照樣品顯著高于處理樣品(P＜0．05）。

圖2 白鰱4℃貯藏過程中TVBN值的變化

2．3 TBA值的變化

食品體系中不飽和脂肪酸氧化分解而產生丙二醛(MDA），水溶液中以烯醇型存在，酸性條件下隨水蒸氣蒸出與TBA試劑(硫代巴比妥酸）產生紅色化合物。TBA值被廣泛用于評價水產品脂肪氧化程度，屬于非常好的脂肪氧化判定指標[12]。處理樣品開始并未顯示更低的TBA值，對照樣品和處理樣品的TBA值分別為：0．219mg MDA／kg和0．214mg MDA／kg。經過4℃貯藏9d后，對照樣品和處理樣品的TBA值分別上升到0．746mg MDA／kg和0．597mg MDA／kg(圖3）。處理樣品的TBA值顯著低于對照樣品(P＜0．05）。

2．4 菌落總數的變化

對照和處理樣品的初始菌落總數分別為3．27和3．31lgcfu(cfu為每克樣品中細菌數），在4℃下儲藏9d后，對照和處理樣品的菌落總數分別上升到6．62和4．47lgcfu(圖4）。對照樣品的菌落總數顯著高于經殼聚糖涂膜處理過的樣品（P＜0．05）。

圖3 白鰱4℃貯藏過程中TBA值的變化

2．5 感官評定

在整個貯藏過程中，白鰱的新鮮度感官評分值逐漸下降。對照和處理樣品的初始感官評分都為9分，4℃下儲藏9d后，對照和處理樣品的感官評分分別下降到4．2和7．3分(圖5）。對照和處理樣品的感官分值出現了明顯差異，處理樣品的感官評分值明顯高于對照(P＜0．05）。感官評分結果也與本試驗中對魚肉貯藏期內的生物化學測定結果一致，由于殼聚糖涂膜的處理抑制了貯藏期魚體微生物的生長繁殖，從而保持了貨價期的感官品質。

圖4 白鰱4℃貯藏過程中菌落總數的變化

圖5 白鰱4℃貯藏過程中感官評分值的變化

3 討論與小結

在貯藏過程中，腐敗菌產生的腐敗產物如氨、三甲胺等可能是導致樣品pH升高的主要原因[13]。經過殼聚糖處理的樣品在貯藏期間的pH之所以沒有太大變化，可能是由于殼聚糖成份的存在抑制了腐敗微生物的生長繁殖，從而減少了微生物代謝產生的胺類化合物的生成。

TVBN值在食品貯藏期間會持續升高，這主要是由于腐敗微生物在食品中的生長繁殖以及食品中內源酶類對蛋白質的分解作用所致。此類酶的作用導致氨、二甲胺、三甲胺等含氮化合物的生成。這些化合物也導致水產品產生腐敗異味和有毒物質。而且，不同魚體內不一樣的TVBN含量取決于其體內非蛋白氮含量的差異，這又由餌料、捕獲季節、魚體大小等環境因素決定。同時，魚體肌肉內微生物的活性也與其TVBN的生成直接相關[14]，殼聚糖的處理顯然抑制了這種導致TVBN生成的微生物活性。

有研究表明，殼聚糖對脂質氧化的抑制作用取決于殼聚糖的濃度和分子量大小[15]。殼聚糖在魚肉中的抗氧化活性可能來源于它的金屬離子螯合能力。魚肉中存在著一些種類的鐵結合蛋白，在魚糜產品熱凝膠化及貯藏過程中，這些鐵結合蛋白中的鐵離子被釋放出來，從而激發活性氧，導致脂質氧化作用的發生。殼聚糖通過螯合脂質氧化連鎖反應中的亞鐵離子，消除其過氧化物活性或將其轉變為三價鐵離子，從而抑制脂質氧化過程[16]。

有研究表明，殼聚糖的抑菌效果主要取決于殼聚糖分子的分子量、濃度和脫乙酰度[17]，高分子量的殼聚糖能夠吸附在革蘭氏陽性菌的細胞壁表面，形成一層高分子膜，阻止了營養物質向細胞內的運輸，并且可以引起細菌細胞膜裂解導致胞內物質外泄，從而起到抑菌殺菌作用。

本研究結果表明，1%濃度的殼聚糖涂膜對于白鰱魚肉具有較好的防腐效果，能夠有效地保持魚肉的貨價期品質，且為純天然原料，能避免化學防腐劑對人體的潛在危害。

[1]Wu T，Mao L C．Application of chitosan to maintain the quality of kamaboko gels made from grass carp（Ctenopharyngodonidellus）during storage [J]．Journal of Food Processing and Preservation．2009，33：218-230．

[2]Ben-Shalom N，Ardi R，Pinto R，et al．Controlling gray mould caused byBotytiscinereain cucumber plants by means of chitosan[J]．Crop Protection，2003，22：285-290．

[3]Chung Y C，Wang H L，Chen Y M，et al．Effect of abiotic factors on the antibacterial activity of chitosan against waterborne pathogens[J]．Bioresource Technology，2003，88：179-184．

[4]Lin H Y，Chou C C．Antioxidative activities of water-soluble disaccharide chitosan derivatives [J]．Food Research International，2004，37：883-889．

[5]Kim K W，Thomas R L．Antioxidative activity of chitosans with varying molecular weights [J]．Food Chemistry，2007，101：308-313．

[6]Association of Official Analytical Chemists International．Official methods of analysis [S]．Maryland，USA：Gaithersburg，2005．

[7]Goulas A E，Kontominas M G．Effect of salting and smoking-method on the keeping quality of chub mackerel（Scomberjaponicus）：biochemical and sensory attributes [J]．Food Chemistry，2005，93：511-520．

[8]Gomes H A，Silva E N，Nascimento M R L，et al．Evaluation of the 2-thiobarbituric acid method for the measurement of lipid oxidation in mechanically deboned gamma irradiated chicken meat [J]．Food Chemistry，2003，80：433-437．

[9]中華人民共和國衛生部，中國國家標準化管理委員會．GB／T 4789．2-2003，食品衛生微生物學檢驗-菌落總數測定 [S]．北京：中國標準出版社，2003．

[10]European Union．Commission Decision 95／149／EC [J]．Official Journal of European Communities，1995，97：84-87．

[11]Ruiz-Capillas C，Moral A．Sensory and biochemical aspects of quality of whole bigeye tuna（Thunnusobesus）during bulk storage in controlled atmospheres[J]．Food Chemistry，2005，89：347-354．

[12]Chouliara I，Savvaidis I N，Panagiotakis N，et al．Preservation of salted，vacuum-packaged，refrigerated sea bream(Sparusaurata）fillets by irradiation：microbiological，chemical and sensory attributes [J]．Food Microbiology，2004，21：351-359．

[13]Masniyom P，Benjakul S，Visessanguan W．Shelf-life extension of refrigerated seabass slices under modified atmosphere packaging[J]．Journal of the Science of Food and Agriculture，2002，82：873-880．

[14]Kyrana V R，Lougovois V P，Valsamis D S．Assessment of shelf-life of maricultured gilthead sea bream(Sparusaurata）stored in ice [J]．International Journal of Food Science and Technology，1997，32：339-347．

[15]Shahidi F，Kamil J，Jeon Y J，et al．Antioxidant role of chitosan in a cooked cod(Gadusmorhua）model system [J]．Journal of Food Lipids，2002，9：57-64．

[16]Peng C，Wang Y，Tang Y．Synthesis of crosslinked chitosan-crown ethers and evaluation of these products as adsorbents for metal ions [J]．Journal of Applied Polmer Science，1998，70：501-506．

[17]No K H，Park N Y，Lee S H，et al．Antibacterial activity of chitosans and chitosan oligomers with different molecular weights [J]．International Journal of Food Microbiology，2002，74：65-72．