殼聚糖對梅魚魚丸微生物菌群和品質的影響

儀淑敏，朱軍莉，勵建榮,*，林 毅

(1.浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江省食品安全重點實驗室，浙江 杭州 310035；2.山東省農業科學院農產品研究所，山東 濟南 250100)

殼聚糖對梅魚魚丸微生物菌群和品質的影響

儀淑敏1,2，朱軍莉1，勵建榮1,*，林 毅1

(1.浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江省食品安全重點實驗室，浙江 杭州 310035；2.山東省農業科學院農產品研究所，山東 濟南 250100)

殼聚糖是一種良好的食品生物保鮮劑，研究添加0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%殼聚糖的梅魚魚丸在真空包裝條件下0℃貯藏過程中微生物菌相和品質變化。結果表明：添加0.5%殼聚糖可以使梅魚魚丸的貨架期明顯延長；能顯著抑制梅魚魚丸中微生物的生長，對其中的優勢微生物腸桿菌、假單胞菌、微球菌/葡萄球菌等均能有效抑制(P＜0.05)，添加量低于0.5%則抑菌效果不明顯；且pH值和總揮發性鹽基氮明顯降低，能顯著增加魚丸硬度，對彈性影響不大。

殼聚糖；梅魚魚丸；微生物；質構

梅魚，又名梅童魚，梅童魚屬，石首魚科，是生活在西太平洋中的一種常見的魚類，主要分布在黃海和東海，是我國海洋捕撈的重要品種，產量較大，一般和其他魚類一起作為魚糜加工的原料。魚糜制品是指以鮮魚肉或冷凍魚糜為原料，添加食鹽、輔料等進行擂潰成魚漿后，再成型、加熱制成有彈性的凝膠狀食品的總稱。

殼聚糖為甲殼素脫乙酰化的天然產物[1]，是由氨基葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接起來的直鏈多糖，化學名為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖，分子式為(C6H13NO5)n，具有廣譜抗菌性[2-3]，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等都有很強的抑制作用[4]。殼聚糖應用于水產品保鮮也有很多報道，涂膜保鮮能顯著降低對蝦仁及蝦的細菌總數、TVB-N值等品質指標，且殼聚糖涂濃度對保鮮效果影響較大[5]；殼聚糖和硫代苯甲酰殼聚糖保鮮牡蠣，除蠟樣芽孢桿菌外，對抑制細菌的繁殖都具有很好的效果[6]；殼聚糖-凝膠制成一種包裝材料也非常適合于魚肉餅的防腐[7]。本實驗主要研究殼聚糖對魚糜制品(梅魚魚丸)保鮮作用以及在貯藏過程中微生物菌相變化規律和品質變化的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍梅魚魚糜 浙江興業集團有限公司；殼聚糖(脫乙酰度：90%～95%) 寧波市鎮海海鑫生物制品有限公司。

1.2 儀器與設備

拍打均質機 西班牙IUL公司；高壓滅菌鍋 英國Astell公司；厭氧培養箱400-M 英國Ruskinn公司；KJELTEC2300全自動定氮儀 瑞典福斯特卡托公司；CM-14斬拌機 西班牙Mainca公司；TA-XT2i型質構分析儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 魚丸制作工藝

魚丸樣品配方(均為質量分數)：魚肉65%～70%、淀粉15%～20%、水15%、鹽3%、殼聚糖(分別添加0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%)。

魚丸制作工藝流程：流水解凍梅魚魚糜→斬拌1min→添加鹽、淀粉、水(不同比例的殼聚糖溶解于水中)→繼續斬拌20min→成型→水浴(40～45℃)凝膠化20min→沸水煮3min→冷卻→真空包裝→貯藏

1.3.2 貯藏實驗

將魚丸分袋真空包裝后，于0℃貯藏，分別在l、7、15、22d和29d取樣測定細菌總數、TVB-N值、pH值以及進行感官分析。每次隨機取樣3袋，取平均值。1.3.2.1 微生物的測定

將處理后的樣品分別在l、7、15、22d和29d測定總細菌、微球菌/葡萄球、腸桿菌、假單胞菌屬、乳酸菌菌屬、腸球菌屬的數量。菌落總數按GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[8]進行測定。各種腐敗菌按表1條件進行培養，采用平板傾注記數法測定。各種腐敗菌按表1選擇培養基和培養條件進行培養。

表1 不同微生物的培養條件Table 1 Culture conditions for various microbes

1.3.2.2 質構分析

取魚丸切成1.5cm3的立方體，使用質構分析儀分析。設定參數為：測量前探頭下降速度：3.0mm/s；測試速度：0.5mm/s；測量后探頭回程速度：3.0mm/s；針入距離：3mm；觸發力值：5g；探頭類型：p/5。

1.3.2.3 TVB-N值的測定

使用FOSS KJELTEC2300全自動定氮儀，參考文獻[9]方法改進測定。用無氮稱量紙稱量15g樣品到750mL的蒸餾管中，精確到0.1mg。加入50mL蒸餾水到蒸餾管中，并用手搖晃混合。然后加入1.0g MgO和3滴消泡劑(正辛醇)，連接到蒸餾器上。設定儀器條件為1g/100mL硼酸接收液30mL，蒸餾時間300s，然后用0.1mol/L鹽酸標準滴定液滴定。每批樣品做空白實驗，TVB-N值用mg N/100g表示。

1.3.2.4 pH值的測定

按GB/T 5009.45—2003《水產品衛生標準的分析方法》[10]規定的方法進行測定。

1.4 數據分析

采用Origin 7.5繪圖，SPSS 12.0進行方差分析。顯著性水平設置為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖對魚丸貯藏過程中細菌總數的影響

圖1 殼聚糖添加量對魚丸貯藏過程中細菌總數的影響Fig.1 Effect of amount of added chitosan on total viable count in black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

添加不同殼聚糖含量的樣品貯藏過程中細菌總數測定結果見圖1。添加殼聚糖0.5%可以明顯(P＜0.05)抑制魚丸中微生物的生長，在保鮮第29天細菌總數和對照組第19天的細菌總數處于同一數量級上。但殼聚糖添加量低于0.5%時，抑菌效果不明顯(P＞0.05)。對殼聚糖的抑菌機理有不同的推測：一種是殼聚糖上的陽離子與細菌表面的陰離子結合，使得細菌磷脂蛋白吸附在殼聚糖表面來實現其抑菌作用的[11]；而Sudharshan等[12]認為殼聚糖可滲入細菌細胞核中，結合DNA，抑制mRNA合成，從而阻礙了mRNA到蛋白質的翻譯，起到抗菌作用。

2.2 魚丸貯藏過程的菌相分析

圖2 貯藏過程中梅魚魚丸菌相分析Fig.2 Change in microbial community of black-gill bighead croaker meatballs with 0.5% chitosan and without chitosan during storage at 0 ℃

由圖2可以看出，魚丸對照組中腸桿菌是主要的優勢菌，其次是假單胞菌。Pantazi等[13]報道氣調包裝條件下魚丸中的優勢菌為假單胞菌，是由于包裝條件和原料魚的種類引起的。在真空包裝0℃貯藏，前9d乳酸菌和假單胞菌生長速度較快，而其他微生物處于延遲期階段。經分析，可能由于乳酸菌為厭氧菌，適應真空包裝環境的能力較強，而腸桿菌為兼性厭氧菌，微球菌/葡萄球菌為好養或者兼性厭氧，有一個較長的延遲期。進入對數生長階段，各種細菌都開始迅速生長，特別是腸桿菌成為主要的優勢菌。同時，與對照組相比，在添加0.5%殼聚糖魚丸保鮮組中，腸桿菌、假單胞菌、微球菌和葡萄球菌、乳酸菌均表現顯著下降，生長速度也變得緩慢，特別是微球菌和葡萄球菌生長幾乎受到抑制。殼聚糖處理最初腸桿菌和假單胞菌同時組成梅魚魚丸中的優勢菌，而從第22天起腸桿菌的生長速度明顯大于假單胞菌，最終成為魚丸中最主要的優勢菌，是由于真空包裝條件下有利于腸桿菌的生長，而不利于假單胞菌的生長。

2.3 魚丸貯藏過程的TVB-N值變化

由圖3可見，所有樣品的TVB-N值在貯藏期都比較低，可能是由于魚糜加工中洗滌過程以及在魚丸的制作中有蒸煮過程可以使部分TVB-N溶解。貯藏前期殼聚糖對魚丸的TVB-N值的影響明顯(P＜0.001)；貯藏后期(15d后)殼聚糖對魚丸的TVB-N值的影響不明顯(P＞0.05)。

圖3 殼聚糖添加量對魚丸貯藏過程中TVB-N值的影響Fig.3 Effect of amount of added chitosan on total volatile basic nitrogen level of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

2.4 魚丸貯藏過程的pH值變化

圖4 殼聚糖添加量對魚丸貯藏過程中pH值的影響Fig.4 Effect of amount of added chitosan on pH of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

由圖4可以看出，貯藏過程中，添加殼聚糖樣品pH值明顯低于(P＜0.05)對照組樣品，處于弱酸性狀態。不同樣品之間pH值隨貯藏時間的延長變化趨勢并不完全一致，說明添加不同比例的殼聚糖對魚丸pH值得影響較大。添加殼聚糖各組的pH值在第1天下降較明顯(P＜0.05)，是由于殼聚糖本身偏酸性的原因。7d內出現pH值一定程度的上升，是由于此時大量微生物生長繁殖利用魚丸中的蛋白質生成堿性含氮化合物造成pH值升高。7d以后所有樣品pH值均下降，因為細菌生長代謝利用有機小分子發酵產酸的緣故。

2.5 魚丸貯藏過程的質構變化

圖5 殼聚糖添加量對魚丸貯藏過程中硬度的影響Fig.5 Effect of amount of added chitosan on hardness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

由圖5可知，添加0.15%殼聚糖以上的樣品硬度相對比照組的硬度極顯著增加(P＜0.001)，并且隨殼聚糖添加量的增加，魚丸硬度顯著升高(P＜0.05)，殼聚糖添加量0.15%以下對魚丸的硬度影響不顯著。0℃貯藏期間，添加0.5%殼聚糖的魚丸硬度表現為先上升然后基本保持不變的變化趨勢，而對照組硬度基本不變。這是由于殼聚糖具有很強的黏附力，黏附于蛋白質表面而從結構相對穩定，而且不易降解，使得魚丸的硬度增加。

圖6 殼聚糖添加量對魚丸貯藏過程中彈性的影響Fig.6 Effect of amount of added chitosan on springiness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

添加不同比例殼聚糖魚丸的彈性變化如圖6所示，在貯藏前期魚丸彈性下降，但是隨著貯藏時間的延長，在貯藏第1天添加殼聚糖后樣品的彈性有顯著下降(P＜0.05)，但是隨著貯藏時間的延長，處理組與對照組魚丸的彈性無顯著差異(P＞0.05)，說明在貯藏過程中殼聚糖添加對魚丸的彈性影響不明顯。

3 結 論

殼聚糖在魚丸中的添加0.5%時具有較明顯的保鮮作用，殼聚糖對主要腐敗菌有明顯的抑制作用，可明顯延長魚丸的貨架期，具有較好的應用效果。考慮殼聚糖保鮮過程降低魚丸冷藏過程中pH值，可以同時添加一些堿性的天然保鮮劑，以減少殼聚糖對魚丸pH值的影響。因此，殼聚糖和其他生物保鮮劑的復合應用于水產品將具有更廣泛價值。

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Effect of Chitosan on Microbial Community and Quality of Black-gill Bighead Croaker Meatballs

YI Shu-min1,2，ZHU Jun-li1，LI Jian-rong1,*，LIN Yi1
(1. Food Safety Key Laboratory of Zhejiang Province, College of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310035, China；2. Institute of Agro-food Science and Technology, Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100, China)

Changes in the microbial community and quality of black-gill bighead croaker meatballs with added chitosan at levels of 0, 0.05%, 0.15%, 0.25%, 0.35% and 0.5% as an excellent biological food preservative were investigated during storage at 0 ℃in a vacuum packaging environment. It wad found that adding chitosan at 0.5% could markedly extend the shelf life of black-gill bighead croaker meatballs, and inhibit microbial growth, revealing a significant (P ＜ 0.05) inhibitory effect against the dominant microbes including Enterobacteriaceae, Pseudomonads, Micrococcaceae and Staphylococcus. No obvious antimicrobial effect was observed when chitosan was added at a level of less than 0.5%; meanwhile, both the pH and total volatile basic nitrogen of blackgill bighead croaker meatballs showed a notable decrease, the harness was remarkably elevated, and little change in the springiness was observed.

chitosan；black-gill bighead croaker meatballs；microbe；texture

TS202.3

A

1002-6630(2011)05-0128-04

2010-06-30

國家“863”計劃項目(2007AA091806)；浙江省重大科技專項和優先主題計劃項目(2009C03017-5)

儀淑敏(1980—)，女，博士，研究方向為食品質量與安全。E-mail：shuminyi@yahoo.com.cn

*通信作者：勵建榮(1964—)，男，教授，博士，研究方向為水產品貯藏加工及安全控制。

E-mail：lijianrong@zjgsu.edu.cn