竹醋液與茶多酚對南美白對蝦的復合保鮮研究

孫 濤，劉華巍，陳麒名，謝 晶

上海海洋大學食品學院，上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海 201306

南美白對蝦的防腐保鮮一直是一個研究熱點［1］。使用化學防腐保鮮劑導致食品安全問題頻頻發生。因此開發高效、低毒、天然的防腐保鮮劑顯得尤為重要。竹醋液(Bamboo vinegar，BV)是竹材熱解得到的天然液體產物，其主要成分是水、有機酸、酚類、酮類以及醇類等物質，具有良好的抗氧化性和廣譜抑菌性。日本、韓國、歐洲等國家和地區已經把竹醋液作為天然防腐劑用于食品領域。茶多酚(Tea polyphenols，TP)屬于多元酚類中的一種，具有抗腫瘤、延緩衰老等生理功能［2］，是天然抗氧化劑和防腐劑，在食品工業有著廣泛的應用。因組分和結構的不同，防腐劑具有不同功能和各自的使用范圍。一種防腐劑不可能抑制可能出現的各種腐敗微生物，因此防腐劑復合使用在某些情況下比單一防腐劑更有效。本文研究了竹醋液與茶多酚的復配液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌及副溶血性弧菌四種常見食源性致病菌的抑制效果。考察竹醋液及茶多酚對這四種供試菌的最低抑菌濃度，進而用于南美白對蝦的保鮮，以期為南美白對蝦的保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

竹醋液，食品級，江陰中炬生物科技有限公司提供;茶多酚，食品級，浙江派諾生物技術有限公司提供;聚乙烯加厚保鮮袋(25×17 cm，厚度3×10-2cm)，購自上海豪亞塑料制品有限公司;大腸桿菌Escherichia coli O157 ATCC 43889、金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus AB 91093、銅綠假單胞菌Pseudomonas aeruginosa ATTC 27853及副溶血性弧菌Vibrio parahaemolyticus ATCC 33847，由上海海洋大學食品學院生物技術研究室提供;胰蛋白胨大豆瓊脂培養基和胰蛋白胨大豆肉湯培養基，購自北京陸橋技術有限責任公司;南美白對蝦，購自上海市南匯新蘆苑農貿市場;其它試劑均為分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 竹醋液與茶多酚復配液的抑菌效果

復配物質在活性相仿復配比例相近時易于產生協同增效作用［3］。通過抑菌圈試驗方法［4］考察50%的竹醋液，0.4%的茶多酚，以及二者以1∶2、1∶1及2∶1比例復配液對四種供試菌生長的抑制。無菌水為空白對照。

1.2.2 竹醋液及茶多酚最小抑菌濃度(MIC)的測定［5］

測定竹醋液及茶多酚對四種供試菌最低抑菌濃度。竹醋液的濃度為 0.5%、1.0%、1.5%、2.0% 以及 2.5%;茶多酚的濃度為 0.05%、0.1%、0.15%、0.20% 以及0.25%。無菌水為空白對照。

1.2.3 樣品處理

挑選出新鮮、肢體完好、個體大小均一且色澤好的南美白對蝦，沖洗干凈，用冰猝死，隨機分組。每組對蝦分別在對照組(無保鮮劑)、竹醋液、茶多酚及二者復配液中浸泡3 min，取出置于無菌超凈臺下晾干，必要時通風，在1 min內吹干，分裝入無菌保鮮袋中，置于(4±1)℃冰箱中儲藏。

1.2.4 感官評定

將南美白對蝦樣品置于白色瓷盤或不銹鋼工作臺上，在光線充足無氣味的環境中，由6名感官評定人員組成感官評定小組，對南美白對蝦從肌肉組織、體表色澤和氣味三方面進行綜合評分，取其平均值，總分在9分(極新鮮)和0分(完全腐敗之間)，6分以下表明蝦已不可食用。每天評定一次，并對每組評定的結果進行統計分析。氣味評定時，剝去蝦殼或切開蝦體嗅氣味［6］。

表1 南美白對蝦感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of Penaeus vannamei

1.2.5 pH 值的測定

將蝦肉剁碎后稱取5 g于燒杯中，加入中性蒸餾水45 mL，攪拌均勻后靜置30 min后過濾，用精密數顯酸度計測定濾液pH值［7］。

1.2.6 揮發性鹽基氮(TVB-N)的測定

根據半微量凱氏定氮的原理，采用Kiehec2300自動凱氏定氮儀測定揮發性鹽基氮的含量［7］。

1.2.7 總菌數(細菌總數)的測定

根據國標GB 4789.2-2008《食品衛生微生物學檢驗-菌落總數測定》，采用平板菌落計數法測定南美白對蝦在儲藏過程中細菌總數的變化。

2 結果與分析

2.1 竹醋液與茶多酚復配液的抑菌效果

表2 竹醋液和茶多酚及二者復配液對供試菌的抑制效果Table 2 Antibacterial activities of BV，TP and their mixture against tested bacteria

竹醋液與茶多酚復配前后的抑菌效果見表2。竹醋液、茶多酚及二者復配液對上述四種供試菌的生長均有不同程度的抑制作用，且隨著竹醋液含量的增加，復配液對細菌作用的抑菌圈逐漸增大。其中，竹醋液與茶多酚比例為2∶1的抑菌圈最大，抑菌能力最強。即在竹醋液與茶多酚抑菌能力相仿時，在本文研究所選的比例中，二者復配比例為2∶1協同抑菌效果最好。竹醋液對細菌、酵母菌和霉菌的生長均有抑制作用，具有廣譜的抗菌性，且適合與其它抑菌劑復配使用。羅敏等［8］將竹醋液與黃連、厚樸聯合使用后產生明顯的協同抑菌作用。鄢洪德等［9］研究了竹醋液與蘆薈汁復配液的抑菌效果，復配液對常見的微生物有抑制作用，并且復配液的抑菌效果隨著竹醋液含量的增加而增加。茶多酚亦是抑菌譜較廣的天然抑菌劑。它具有酚羥基結構，可作用于細菌的細胞膜，使得內溶物外泄，導致細菌死亡;竹醋液含有多種抑菌成分，且酸度低，可鈍化細菌系統酶的作用，阻礙其新陳代謝，導致細菌死亡，二者作用位點不同，共同作用強于單獨作用的疊加。

2.2 竹醋液及茶多酚的最低抑菌濃度(MIC)

表3 竹醋液和茶多酚對供試菌的最低抑菌濃度Table 3 The MICs of BV and TP against tested bacteria

竹醋液及茶多酚對四種供試菌的MIC見表3。不長菌的竹醋液、茶多酚稀釋液最低濃度即為竹醋液、茶多酚的最低抑菌濃度(MIC)。竹醋液對上述四種供試菌都有較強的抑制作用，對大腸桿菌、銅綠假單胞菌、副溶血性弧菌的MIC均為1.0%，對金黃色葡萄球菌的MIC為2.0%。竹醋液具有抑菌活性主要竹醋液的pH值較低并且含有其它有效抑菌成分，抑制了細菌的繁殖。鄔國勝等［10］報道竹醋液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最小抑菌質量濃度約為0.8%，與本結論有輕微差異。這是因為竹醋液的抑菌成分是隨著竹材的種類、產地和制備工藝的不同而變化的。

茶多酚對上述四種食源性病菌都有較強的抑制作用，是比較廣譜的天然保鮮劑。茶多酚有效抑菌成分的含量受茶葉的產地及茶多酚的加工工藝影響;同時，供試菌菌種的特性差異也會影響茶多酚的抑菌性能［11］。本文研究的茶多酚對大腸桿菌、銅綠假單胞菌的MIC為0.15%;對金黃色葡萄球菌及副溶血性弧菌的MIC為0.1%。這與董金甫等［12］的結論有輕微差異。但與賀紅軍［4］報道的結論一致，即認為茶多酚對葡萄球菌、腸桿菌科、假單胞菌屬最低抑菌濃度一定小于0.5%。

大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌及副溶血性弧菌是南美白對蝦在腐敗過程中品質變化的常見指示菌。竹醋液對上述四種菌的最低抑菌濃度1%～2%，茶多酚對上述四種菌的最低抑菌濃度為0.1% ～0.15%。抑菌圈試驗結果表明，竹醋液與茶多酚復配比例為2∶1時對供試菌產生的抑菌圈直徑最大，抑菌能力最強，故而選用2%竹醋液、0.15%茶多酚及二者2∶1復配液用于南美白對蝦的保鮮。

2.3 南美白對蝦感官品質的變化

蝦在冷藏過程中體內的絡氨酸等易被多酚氧化酶氧化，導致蝦體變黑。同時，微生物將蛋白質、氨基酸以及其它含氮物質分解成有腐敗特征臭味的氨、吲哚、硫化氫及三甲胺等低級產物，因此蝦體表色澤、肉質組織、蝦氣味都會隨時間發生變化，通過對蝦感官評定可反映對蝦的鮮度。從圖1可以看出，隨著貯藏時間的增加，各組對蝦的感官品質均呈下降趨勢。其中，不加保鮮劑對蝦感官品質下降速度最快，評分顯著低于其它各組，在第4 d感官評分值僅有5.5分，低于6分，已不可食用。而竹醋液、茶多酚及二者復配液組的評分值分別是6.3、6.6和7.4分。在第6 d，復配液的組評分值才降到6.2分，而其它組均已不可食用，說明復配液對南美白對蝦具有最佳的保鮮效果。

圖1 南美白對蝦在(4±1)℃儲藏過程中的感官品質Fig.1 Sensory evaluation of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.4 南美白對蝦pH值的變化

南美白對蝦在冷藏保鮮過程中的pH值變化見圖2。新鮮樣品的pH值為7.18，貯藏期間各組的pH值均呈先下降后又上升趨勢。這可能是因為南美白對蝦在儲藏初期，體內蛋白質被微生物利用，發生糖酵解作用生成一些小分子氨基酸等有機酸，從而導致其pH值下降;隨后，細菌開始大量繁殖，將蛋白質分解成一些堿性物質，致使對蝦pH值逐漸上升［13］。對蝦的pH值的不可接受值為7.80，在第7 d時，竹醋液、茶多酚與對照組的pH值均超過7.80，而復配液組為7.76，仍在可接受值的范圍內。由于貯藏期間，pH值有下降和上升兩個階段，所以不能將pH值單一作為對蝦鮮度的評定標準，還需要其它指標綜合衡量。

圖2 南美白對蝦在(4±1)℃儲藏過程中的pH值Fig.2 pH values of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.5 南美白對蝦揮發性鹽基氮的變化

揮發性鹽基氮(TVB-N)是一種有毒物質，是指對蝦由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質分解而產生氨以及胺類等堿性含氮物質，其值可作為蝦肉的鮮度指標［14］。GB 2741-94《海蝦衛生標準》規定:蝦TVB-N(mg/100 g)≤25為一級鮮度，≤30為二級鮮度。南美白對蝦在冷藏期間揮發性鹽基氮的變化結果見圖3。隨著冷藏時間的延長，各組的TVB-N含量呈逐漸上升趨勢，對照組上升速度最快，第4d，對照組TVB-N含量已達到28.52 mg/100 g，接近貨架終點(30 mg/100 g)。而竹醋液、茶多酚及復配液組的TVB-N值分別為24.71、22.53和15.81 mg/100 g。第7 d時復配液組的值才26.85 mg/100 g，優于竹醋液和茶多酚組。竹醋液與茶多酚復配液能夠產生協同抑菌作用，抑制了低級胺類化合物的產生，從而降低了TVB-N的含量，對南美白對蝦起到良好保鮮作用。

圖3 南美白對蝦在(4±1)℃儲藏過程中的揮發性鹽基氮Fig.3 Volatile basic nitrogen in Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

2.6 南美白對蝦細菌總數的變化

在蝦類產品貯藏過程中，測定蝦體的細菌總數可以反映對蝦的腐敗情況。據GB 2471-1994，對蝦細菌總數(個/g)≤105為一級鮮度，≤5×105為二級鮮度，106～107為貨架期終點。南美白對蝦在冷藏過程中細菌總數的變化情況見圖4。不加保鮮劑組在第4 d細菌對數值已達5.35，接近腐敗邊緣。而加保鮮劑都能抑制細菌的生長，降低細菌總數。前3 d，抑菌能力強弱次序是竹醋液＞復配液＞茶多酚，第4～7 d，竹醋液對細菌抑制作用大幅度下降，與茶多酚組接近。這可能由于竹醋液組的抑菌效果與蝦腐敗過程中優勢菌發生變化有關。復配液組細菌總數上升較緩慢，在第7 d，細菌的對數值為5.13，比對照組小2.20個對數值。這表明竹醋液與茶多酚復配液可以有效地抑制對蝦細菌總數的生長，起到良好的保鮮作用。

圖4 南美白對蝦在(4±1)℃儲藏過程中的細菌總數Fig.4 Total bacterial quantity of Penaeus vannamei during storage at(4±1)℃

3 結論

竹醋液與茶多酚復配液對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和副溶血性弧菌產生了協同抑制作用，進而將竹醋液與茶多酚復配液用于南美白對蝦在(4±1)℃冷藏保鮮。結果說明，竹醋液與茶多酚的復合使用能夠有效地抑制細菌的生長，第7 d的TVB-N值才達腐敗邊緣，較未加保鮮劑組延長了南美白對蝦的腐敗進程，貨架期由原來的4 d，延長到了7 d。竹醋液與茶多酚復配不僅能夠降低茶多酚的使用量，降低生產成本，還能產生高效的保鮮效果。這為減少或替代化學合成防腐劑的使用量，提高食品安全性具有重要意義。

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