冰溫結合生物保鮮劑對扇貝的保鮮效果

吳雪麗，劉紅英,2，韓冬嬌

（1.河北農業大學食品科技學院，河北 保定 071000；2.河北農業大學海洋學院，河北 秦皇島 066000）

冰溫結合生物保鮮劑對扇貝的保鮮效果

吳雪麗1，劉紅英1,2，韓冬嬌1

（1.河北農業大學食品科技學院，河北 保定 071000；2.河北農業大學海洋學院，河北 秦皇島 066000）

以扇貝為研究對象，采用復合生物保鮮劑結合冰溫與冷藏（0 ℃）的貯藏環境對扇貝進行保鮮處理，探討其在保鮮過程中pH值、菌落總數、硫代巴比妥酸、揮發性鹽基氮含量、 Ca2+-ATP酶活性等指標的變化。結果表明：扇貝的冰點為-1.6 ℃，冰溫結合復合生物保鮮劑貯藏扇貝的效果比直接冰溫貯藏和冷藏結合復合生物保鮮劑的效果顯著（P＜0.05）。可知，冰溫結合復合生物保鮮劑在扇貝保鮮過程中能有效地減緩蛋白質降解和脂肪氧化，延緩腐敗變質，延長扇貝的貨架期。

冰溫；扇貝；復合生物保鮮劑

海灣扇貝（Argopectens irradias Lamarck），屬瓣鰓綱，珍珠貝目，扇貝科，海灣扇貝屬，是我國重要的經濟品種之一[1-2]，2011年海水貝類總產量為1154萬 t，其中扇貝產量135萬 t，占海水養殖貝類總產量的11.7%。扇貝以低脂肪、高蛋白、高氨基酸含量的特點深受廣大消費者的青睞[3]。由于扇貝組織柔嫩，蛋白質和水分含量較高，若將其自然放置，很快就會變質、腐敗，失去食用價值[4]，因此必須采取相應的保鮮措施，延長其貨架期，以滿足扇貝加工企業和消費者的生活需要。應用于水產品的保鮮技術有低溫、化學、輻照、氣調和生物保鮮等，其中保鮮劑結合低溫保鮮是最主要的保鮮技術。茶多酚又名茶單寧、茶鞣質，是茶葉的主要成分，茶多酚具有抗氧化、清除自由基、抑制微生物生長和抑制腫瘤細胞生長等多種生理活性，其研究范圍己涉及食品、醫藥、日用化學品等許多領域[5-6]。羧甲基殼聚糖（carboxymethyl chitosan，CMCS）是殼聚糖經羧甲基化后得到的一種衍生物，它具有良好的水溶性、無毒、抗菌保濕、聚電解質等性能[7]。蜂膠是蜜蜂從植物幼芽及樹干上采集的樹脂，混入上顎腺的分泌物、蜂蠟等加工而成的一種具有芳香氣味的不透明膠狀固體[8]，具有較強的抑菌[9]、抑病毒特性，可清除自由基，起到抗氧化的作用，同時具有良好的成膜性[10-11]。隨著人們對食品安全越來越重視，安全無毒、營養的生物保鮮劑得到大家的關注，這些生物保鮮劑有抑菌、抗氧化等作用能使水產品保持良好的感官品質。

由日本的山根昭美發明的冰溫技術是近年來國內外新興的食品保鮮技術，冰溫作為一項物理保鮮劑技術，不存在食品安全性的問題。日本已將該技術廣泛應用于食品貯藏、后熟、干燥和流通等領域內，形成了完整的冰溫貯藏、冰溫后熟、冰溫干燥和冰溫流通的冰溫冷藏體系[12]，冰溫技術是除保鮮劑和氣調保鮮技術以外的重要的保鮮技術，它能抑制大多數水產品酶促反應引起的自溶和微生物所引起的腐敗[13]，降低水產品的新陳代謝速度，延長保存時間[14]。Magnussen等[15]研究了冰溫技術在大麻哈魚的保鮮運輸中的效果，凌萍華等[16]研究了冰溫與4 ℃條件下貯藏南美白對蝦保鮮效果的差異，這些研究結果表明冰溫的保鮮效果明顯。目前對扇貝的研究主要集中在扇貝產品的加工和養殖等方面，貝類的保鮮已有研究[17-18]，但對扇貝進行冰溫保鮮研究卻未見報道。本實驗將探索冰溫與0 ℃貯藏同時結合蜂膠溶液、CMCS和茶多酚3 種復合生物保鮮劑對扇貝保鮮效果的影響，旨在為扇貝保鮮及延長貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

海灣扇貝：產地秦皇島，鮮活、個體飽滿、大小均勻；蜂膠溶液（食用級） 河北農業大學科技市場；茶多酚、殼聚糖（食用級） 青島恒瑞泰貿易有限公司；超微量ATP酶（Ca2+）測試盒 南京建成生物工程研究所；三甲胺鹽酸鹽 西格瑪奧德里奇（上海）貿易有限公司。

YLD-6000生化培養箱 江蘇定壇市宏華儀器廠；KQ5200E超聲波 昆山市超聲儀器有限公司；UV-1700PharmaSpec型紫外-可見分光光度計 日本Shimadzu公司；冰柜 海爾集團；RS2222數顯溫度計（測溫精度±0.1 ℃） 天津今明公司。

1.2 方法

1.2.1 冰點測定

將多點溫度測定儀的探頭插入鮮活扇貝體的中央，置于-18 ℃冰箱中，溫度采集時間間隔設定為20 s，記錄溫度變化，然后根據凍結曲線的變化規律確定樣品的冰點溫度。

1.2.2 冰箱箱體溫度波動測定

用于扇貝冰溫貯藏的冰箱為海爾冰柜（經改造，溫度可控，分辨率為0.1 ℃），將多點溫度儀的溫度探頭用膠帶粘貼在扇貝將要放置的區域，溫度采集時間間隔設定為1 min，監測24 h，以此判定此冰箱用于扇貝冰溫貯藏的可行性。

1.2.3 羧甲基殼聚糖的制備

稱取15 g殼聚糖，加32 g 50%氫氧化鈉溶液于400 mL燒杯中堿化，加150 mL無水乙醇轉入反應釜中，滴加17 g氯乙酸反應2 h，升溫至65 ℃，反應2 h，停止加熱，冷卻至40 ℃，調pH值至中性[19]，用85%甲醇溶液洗滌多次，烘干得產品。

1.2.4 復合保鮮劑配制

精確稱取3 種生物保鮮劑，按0.2%茶多酚、0.3%蜂膠溶液、1.5%羧甲基殼聚糖配比制成復合生物保鮮劑溶液。

1.2.5 保鮮處理

用生理鹽水沖洗鮮活帶殼扇貝，室溫條件下開殼取肉，再用生理鹽水清洗貝柱，并進行以下分組：冰溫組（A組）：將樣品在生理鹽水中浸泡10 min，取出室溫條件下快速瀝干后，立刻裝入無菌保鮮袋（每袋1 kg樣品），放入（-1.2±0.1） ℃的冰箱中貯藏。冷藏結合復合生物保鮮劑組（B組）：將樣品在配好的復合生物保鮮劑中浸泡10 min，取出室溫條件下快速瀝干后，立刻裝入無菌保鮮袋（每袋1 kg樣品），放入0 ℃的冰箱中貯藏。冰溫結合復合生物保鮮劑組（C組）：將樣品在配好的復合生物保鮮劑中浸泡10 min，取出室溫條件下快速瀝干后，立刻裝入無菌保鮮袋（每袋1 kg樣品），放入（-1.2±0.1）℃的冰箱中貯藏。

貯藏期間，B組每天取樣、A組和C組隔天取樣測定各指標，每組樣品平行測定3 次。

1.2.6 指標測定

1.2.6.1 pH值的測定

將一定量的扇貝肉用組織搗碎機將其搗碎，取5 g于錐形瓶中，加入 45 mL中性蒸餾水，均質，靜置30 min，過濾，用精密酸度計測定濾液的pH值。

1.2.6.2 菌落總數的測定

按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物學檢驗：菌落總數測定》[20]規定傾注平板計數法進行，每個稀釋度做3 個平行。

1.2.6.3 揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量的測定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》[21]進行測定。

1.2.6.4 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值的測定

準確稱取研磨均勻的樣品10 g，置于100 mL具塞三角瓶內，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%乙二胺四乙酸），振搖30 min，用雙層濾紙過濾，重復用雙層濾紙過濾一次。準確移取上述濾液5 mL置于25 mL比色管內，加入5 mL TBA溶液（0.02 mol/L），混勻。加塞，置于90 ℃水浴鍋內保溫40 min，取出冷卻1 h，移入小試管內2 000 r/min離心5 min，上清液傾入25 mL比色管內，加入5 mL氯仿，搖勻，靜置，分層，吸出上清液分別在532 nm和600 nm波長處比色（同時做空白實驗），記錄吸光度。按式（1）計算：

1.2.6.5 Ca2+-ATP酶活力測定

稱取待測的扇貝肉糜1 g，制成10%的勻漿，用渦旋振蕩器混勻，將勻漿用冷凍離心機1 000 r/min，離心5 min。取上清液0.5 mL加生理鹽水4.5 mL制成1%的勻漿，取1 mL勻漿加1 mL生理鹽水制成0.5%的勻漿。按測試盒的測試方法測定。注意實際操作為10 min反應，計算時以每小時計。按式（2）計算Ca2+-ATP酶活力：

式中：2.8為反應體系中2.8 倍稀釋。

1.2.6.6 三甲胺（trimethylamine，TMA）含量的測定

采用GB 2731—1988《火腿衛生標準》中規定的方法，將樣品中的TMA抽提于無水甲苯中，與苦味酸作用，形成黃色的苦味酸三甲胺鹽，進行比色測定[22]。

1.3 數據處理

采用Excel進行繪圖，利用SPSS 17.0軟件進行實驗數據分析，采用多因素方差分析和多重比較分析，當P＜0.01時為極顯著性差異，0.01＜P＜0.05時為顯著性差異，P＞0.05時差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 冰箱溫度波動和冰點的測定

為檢驗冰箱的溫度波動情況，將可調恒溫冰箱溫度設定為-1.2 ℃，然后用多點溫度測定儀24 h監測溫度變化，結果表明，箱體溫度波動范圍為-1.5～-0.8 ℃，未超出冰溫帶范圍，符合冰溫技術要求。從圖1可以看出，扇貝的降溫過程中出現了過冷臨界溫度點和第一拐點，符合食品溫度-時間凍結曲線的一般特征，扇貝的冰點為-1.6 ℃，冰溫帶為-1.6～0 ℃，因此實驗設定的冰溫為（-1.2±0.1） ℃。

圖1 扇貝凍結曲線Fig.1 The freezing temperature curve of scallops

2.2 貯藏過程中扇貝pH值的變化

扇貝在貯藏過程中，pH值呈現前期迅速下降，之后緩慢上升的趨勢。由于扇貝死亡后停止呼吸，體內的糖原開始分解，產生乳酸，ATP酶活性增強，使得肌肉中pH值降低。在保鮮后期pH值上升主要是微生物生長導致扇貝組織內的蛋白質分解為含氮小分子物質所致。pH值越大，表明樣品的腐敗程度越高。從圖2可知，貯藏時間、貯藏溫度與復合保鮮劑對扇貝pH值的變化影響顯著（P＜0.05）。B組的pH值變化幅度最大，第7天的pH值降到6.33，第10天的pH值已升到6.54，而C組的pH值變化幅度最小，第15天的pH值才達到6.51。因此，冰溫結合復合生物保鮮劑的保鮮效果最好，能適當延長扇貝的貯藏時間。

圖2 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中pH值變化Fig.2 Changes in pH during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

2.3 貯藏過程中扇貝TVB-N含量的變化

圖3 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中TVB-N含量變化Fig.3 Changes in TVB-N during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated by the composite preservative

扇貝在貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長由于內源酶和微生物的作用產生氨和胺類堿性物質導致TVB-N的含量升高。從圖3可見，貯藏時間、貯藏溫度與復合保鮮劑對扇貝TVB-N含量的變化影響顯著（P＜0.05）。C組的TVB-N含量明顯低于A組和B組，B組第9天的TVB-N含量為15.29 mg/100 g，超過GB 2733—2005《鮮、凍動物性水產品衛生標準》中規定的≤15 mg/100 g，而C組在第13天的TVB-N含量為15.405 mg/100 g，達到標準的可接受限。可見，冰溫與復合保鮮劑能明顯抑制酶的活性和細菌的生長，減弱蛋白質的分解，從而明顯降低TVB-N含量的增長幅度。

2.4 貯藏過程中扇貝菌落總數的變化

菌落總數測定是用來判定食品被細菌污染的程度及衛生質量，它反映食品在生產過程中是否符合衛生要求，以便對被檢樣品做出適當的衛生學評價。從圖4可見，貯藏時間、貯藏溫度與復合保鮮劑對扇貝菌落總數的變化影響顯著（P＜0.05）。貯藏過程中A組和B組的增長速度明顯大于C組，A、B、C組分別在第11、9、13天超過菌落總數的二級鮮度標準，可見，冰溫與復合保鮮劑能有效地抑制微生物的生長繁殖，延緩扇貝的腐敗變質。

圖4 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中菌落總數的變化Fig.4 Changes in total number of colonies during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

2.5 貯藏過程中扇貝TBA值的變化

圖5 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中TBA值變化Fig.5 Changes in TBA values during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

復合生物保鮮劑處理的扇貝在貯藏過程中TBA值的變化如圖5所示，新鮮扇貝TBA值為0.047 5 mg/100 g，含量較低，A、B組和C組的TBA值的增長趨勢基本相同，隨著保鮮時間的延長TBA值逐漸上升，表明扇貝的脂肪氧化程度隨著時間的延長而加劇，但C組TBA值最低，上升趨勢最緩慢，說明冰溫與復合生物保鮮劑對扇貝的脂肪氧化起到了抑制作用，有效減弱了脂肪的氧化速度。

2.6 貯藏過程中扇貝Ca2+-ATP酶活性的變化

圖6 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中Ca2+-ATP酶活性變化Fig.6 Changes in Ca2+-ATPase activity during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

在貯藏過程中扇貝Ca2+-ATP酶活性的變化如圖6所示，新鮮扇貝ATP酶的活力為0.293 2 μmol/（mg·h），隨著貯藏時間延長，Ca2+-ATP酶活性逐漸降低，并且出現先快后慢的趨勢。B組下降幅度最大，其Ca2+-ATP酶活性在貯藏的第10天降至0.031 1 μmol/（mg·h），C組的Ca2+-ATP酶活性降幅稍慢，第15天時其Ca2+-ATP酶活性只降至0.048 1 μmol/（mg·h）。因此采用復合生物保鮮劑處理的扇貝在冰溫貯藏過程中Ca2+-ATP酶活性變化最小，保鮮效果最佳。

2.7 貯藏過程中扇貝TMA含量的變化

TMA和組胺同樣也是魚體組織蛋白質細菌腐敗的產物，是水產品體內存在的氧化TMA經兼性厭氧菌還原產生的，含量隨海產品鮮度的下降而逐漸增加。在冷藏初TMA含量很低，隨著貯藏時間延長，冰溫貯藏過程中扇貝組織中TMA含量的變化如圖7所示：新鮮扇貝中TMA含量為0.257 5 μg/g，并且隨著貯藏時間的延長TMA含量呈上升趨勢。B組在冷藏的第10天，貝肉組織中TMA含量達到1.262 5 μg/g，A組第13天達到1.275 μg/g，C組第15天只含有1.065 μg/g，可見，冰溫結合復合生物保鮮劑能減少TMA的生成，其保鮮效果明顯。

圖7 復合保鮮劑處理扇貝在－1.2 ℃和0 ℃貯藏過程中TMA含量變化Fig.7 Changes in TMA values during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

3 討 論

實驗過程中測得扇貝的冰點為-1.6 ℃，由于冰溫帶相對較窄，選用可調恒溫冰箱使溫度波動較小，能保證溫度處在-1.2 ℃左右的冰溫帶內，符合冰溫技術要求。實驗結果表明：pH值、TBA值、菌落總數、TMA含量、Ca2+-ATP酶活性和TVB-N含量的變化說明，冰溫結合復合生物保鮮劑貯藏扇貝的效果比直接冰溫貯藏和冷藏結合復合生物保鮮劑的效果顯著（P＜0.05）。可見，冰溫技術結合復合生物保鮮劑能有效抑制扇貝體內酶的活性和微生物的生長，體現了冰溫保鮮效果較好，并且兩種保鮮方法的結合優于單獨使用的效果。

冰溫技術是一種物理保鮮方法，操作簡單，同時結合具有一定保鮮效果的復合生物保鮮劑能明顯延長扇貝的貨架期。冰溫技術如果應用于實際生產，對設備具有一定的技術要求，需要進一步研究解決。研究[23]表明單一保鮮劑的保鮮效果較差，而新型復合生物保鮮劑保鮮效果較好。將不同保鮮技術綜合運用，發揮其協同效應，不僅可以增強其保鮮效果，而且可以降低保鮮劑的使用量，從而減少其對食品品質的影響，提高其應用的安全性[24]。

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Effect of Controlled Freezing Point Storage Combined with Biological Preservative on Quality Maintenance of Scallops

WU Xue-li1, LIU Hong-ying1,2, HAN Dong-jiao1
(1. College of Food Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, China; 2. Ocean College of Hebei Agricultural University, Qinhuangdao 066000, China)

This study dealt with the effect of pre-storage treatment with a composite biological preservative comprising tea polyphenols, propolis and carboxymethyl chitosan on the changes in pH, total bacterial count, thiobarbituric acid (TBA) value, total volatile basic nitrogen (TVB-N) and Ca2+-ATPase activity in scallops during controlled freezing point (CFP) storage or storage at 0 ℃.The results showed that the freezing point temperature for scallops was -1.6 ℃ and that CFP storage combined with preservative treatment was signifi cantly more effective than single CFP storage (P ＜ 0.05). Thus, this study indicates that preservative treatment in combination with CFP storage can effectively slow down the process of protein degradation and fat oxidation a nd delay deterioration and spoilage of scallops, extending the shelf-life.

freezing point; scallops; composite biological preservative

S983

A

1002-6630（2014）10-0273-05

10.7506/spkx1002-6630-201410051

2013-07-15

國家海洋局海洋公益性行業科研專項（201205031）

吳雪麗（1987—），女，碩士研究生，研究方向為農副產品生物轉化及資源開發。E-mail：sherry428@sina.cn