復合生物抑菌劑對即食鮑產品保藏效果的研究

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(1.泉州師范學院化學與生命科學學院,福建泉州 362002；2.分子生物學與薌化學福建省高校重點實驗室,福建泉州 362002)

復合生物抑菌劑對即食鮑產品保藏效果的研究

鄭瑞生1,2,許愛萍1,張青山1,戴聰杰1,2

(1.泉州師范學院化學與生命科學學院,福建泉州 362002；2.分子生物學與薌化學福建省高校重點實驗室,福建泉州 362002)

為控制殘留菌的污染,將復合生物抑菌劑(0.20g/Lε-PL+0.05g/L Nisin+0.05g/L溶菌酶)添加到即食鮑產品中,分析在低溫(4℃)及常溫(25℃)貯藏條件下即食鮑品質的變化情況。結果表明:4℃條件下即食鮑的失重率、水分活度、TVB-N值、好氧及厭氧菌落數均要低于25℃條件。在25℃條件下,未加抑菌劑的即食鮑出現明顯流汁、酸敗及惡臭現象；添加抑菌劑的即食鮑也出現部分腐敗跡象,兩者保質期分別為3d和6d。而在4℃條件下,添加抑菌劑的即食鮑未出現任何腐敗變質跡象,保質期可達到90d；未添加抑菌劑的保質期只有30d。說明在低溫條件下,添加生物抑菌劑更有利于保持即食鮑產品品質,緩解其腐敗變質。此外,為控制真空包裝食品微生物危害,厭氧菌落數應作為重要指標加以評判。

即食鮑,生物抑菌劑,品質安全,保藏

海洋經濟已上升為國家戰略,成為拉動我國經濟發展的重要引擎。水產品養殖與加工產業是海洋經濟的重要組成部分,福建省地處東南沿海,是我國最重要的鮑魚養殖基地之一。然而,由于階段性“供過于求”等因素影響,鮑魚價格飛速下跌。單純依靠出售鮮活鮑魚已很難再獲得利潤,有必要尋找方便、高效、安全、高附加值的鮑魚保鮮及深加工技術。即食鮑產品因其食用方便、口感佳等優點,深受消費者歡迎。但未經滅菌處理的即食鮑產品容易發生腐敗變質等。而高溫高壓滅菌處理容易造成產品流汁、肉質發綿、口感變差等不良影響。因此,有必要對熟制后的鮑魚進行溫和殺菌,避免鮑魚二次加熱造成品質變差。

近年來,化學防腐劑的安全性受到挑戰,天然食品防腐劑備受青睞。如ε-聚賴氨酸(ε-PL)、乳酸鏈球菌素(Nisin)和溶菌酶在食品防腐方面具有很好的殺菌效果[1]。ε-PL作為新型的天然防腐劑,已于2003年10月被FDA批準為安全食品保鮮劑[2]。Nisin也是世界公認的安全、天然生物性食品防腐劑,在食品工業上廣泛應用[3]。溶菌酶廣泛存在于家禽和鳥類的蛋清中和哺乳動物的體液(如淋液)和組織(如肝、腎)細胞內,其中在蛋清中的含量可達到0.3%[4]。復合生物抑菌劑應用于水產品及肉制品的加工,國內外已有大量文獻研究[5-8],但在即食鮑產品開發上少見報道。

因此,本文在前期研究基礎上,配制出ε-PL、Nisin和溶菌酶復合的生物抑菌劑,應用于即食鮑產品貯藏保存的研究,分析在低溫(4℃)和常溫(25℃)貯藏條件下,鮑魚貯藏失重率、水分活度、pH、TVB-N、好氧菌落總數、厭氧菌落數與感官評定等指標的變化情況,為即食鮑產品非熱力殺菌提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

皺紋盤鮑(38.2±5.4)g,肉比值44.6%±7.8%。調味料:調和油、醬油、料酒、食用鹽、白砂糖、味精、香油等,均為食品級。

營養瓊脂 北京雙旋微生物培養基制品廠；酵母浸出粉 廣東環凱微生物科技有限公司；L-半胱氨酸鹽酸鹽 上海遠航試劑廠；三水合乙酸鈉 廣東光華化學廠有限公司；ε-PL 食品級,蘭州偉日生物工程有限公司；Nisin 食品級,浙江銀象生物工程有限公司；溶菌酶 上海金穗生物科技有限公司。

1029厭氧工作站 美國Thermo Fisher公司；HD-3A型智能水分活度測量儀 無錫華科儀器公司；DHG-9053A電熱鼓風干燥器,LRH系列生化培養箱 均為上海一恒科學儀器有限公司；多功能遠紅外線烤箱 南方電器有限公司；FS-1電動勻漿機調速器 江蘇環宇科學儀器廠；WSC-S測色色差計 上海精密科學儀器有限公司；DZQ4001-2D真空包裝機 溫州新達包裝機械廠；節能型熱泵脫水干燥機 自制；CT-2000 型高壓滅菌鍋 天津超拓科貿有限公司；超凈工作臺 蘇凈集團安泰公司；HZQ-F型全溫振蕩培養箱 東聯電子技術開發有限公司；PHS-3S型pH計 上海大普儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 工藝流程 基本的制作工藝:凍藏鮑魚→流水解凍→瀝干→拌料調味→噴淋生物抑菌劑(主要成分為0.20g/Lε-PL+0.05g/L Nisin+0.05g/L溶菌酶,對照組不處理)→低溫腌制→熱泵干燥→高溫烘烤熟制→低溫冷卻→真空包裝→巴氏殺菌→貯藏。模擬低溫及常溫條件,將即食鮑產品分別放入4℃冰箱和25℃培養箱中進行貯藏,于第1、3、6、12、15、30、60、90d時測定各項指標。這是由于常溫貯藏條件下,即食鮑產品在較短時間內便出現腐敗跡象。因此,貯藏前期檢測時間間隔比較短。另外,A代表未添加生物抑菌劑處理,B代表添加生物抑菌劑處理。

1.2.2 檢測方法

1.2.2.1 貯藏失重率的測定 參照Wang等方法[9],將真空包裝后的成品鮑魚放置在4℃和25℃下進行貯藏,分別于不同時間進行稱重,計算其貯藏失重率。具體公式如下:

貯藏失重率(%)=貯藏0d鮑魚質量(g)-貯藏Nd鮑魚質量(g)/貯藏0d鮑魚質量(g)×100

1.2.2.2 水分活度的測定 按照國標GB/T23490-2009方法測定[10]。

1.2.2.3 pH的測定 稱取5g經絞碎的鮑魚肉試樣(精確至0.01g),加去離子水至50mL,搖勻,浸漬30min后過濾,取濾液于50mL燒杯中,用酸度計測定pH[11]。

1.2.2.4 TVB-N的測定 按照GB/T 5009.44-2003方法測定[12]。

1.2.2.5 好氧菌落總數的測定 參照GB4789.2-2010方法測定[13]。

1.2.2.6 厭氧菌落數的測定 固體培養基的制備:采用150mL醫用試劑瓶,將配制好的TYGA固體培養基(胰蛋白胨1.5%,氯化鈉0.25%,酵母浸出粉0.5%,葡萄糖0.5%,L-半胱氨酸鹽酸鹽0.05%,硫乙醇酸鈉0.05%,刃天青0.001%,pH7.0±0.2)加熱溶解,每瓶取100mL左右加入醫用試劑瓶中,沖入氮氣,后塞上丁基T型膠塞,壓上鋁蓋,放入121℃高壓滅菌鍋中滅菌20min。

倒平板培養:在厭氧工作站中,稱取即食鮑樣品10g,放入90mL充氮除氧的無菌生理鹽水,并依次稀釋三個適當濃度梯度菌液。取1mL三個不同梯度菌懸液于培養皿中,倒入55±5℃ TYGA培養基,混勻待凝固后放在35℃厭氧工作站中培養48h,測定其菌落總數。

1.2.2.7 即食鮑產品的感官評價 即食鮑的色澤、香氣、味道以及組織形態是決定鮑魚品質的主要因素,能綜合反映產品的感官質量。因此本實驗選擇色澤、香氣、味道以及組織形態這4個指標作為評定指標,每項指標分值為0～5分,感官綜合總分=色澤×20%+香味×20%+味道×30%+組織狀態×30%。參加品評的人員由5名以上食品專業人員組成,分別對即食鮑的各項指標進行等級評定,記錄評分結果[14]。

1.2.2.8 統計方法 數據統計采用DPS軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1失重率的變化

即食鮑產品貯藏過程失重率的變化見圖1。

圖1 即食鮑產品貯藏過程失重率的變化Fig.1 Changes of weight loss rate of RTE abalone product during storage

由圖1可知,隨著貯藏時間的延長,即食鮑產品失重率逐漸升高,4℃與25℃差異達到顯著水平(p<0.05)。貯藏初期,4℃-A,4℃-B,25℃-A及25℃-B處理的失重率分別為0%、0%、0.29%、0.09%。貯藏第30d時,4組處理的失重率依次分別上升到0.49%、0.41%、4.05%、2.22%,比貯藏初期提高了0.49、0.41、3.81、2.13個百分點。由于25℃條件下,即食鮑產品出現嚴重腐敗變質現象,失去其商品價值,因此只檢測到30d為止。貯藏到90d時,4℃-A,4℃-B處理的鮑魚失重率分別上升為0.81%、0.72%。可見,25℃貯藏即食鮑產品損失率要遠高于4℃貯藏,而且添加生物抑菌劑的處理比未添加的失重率更低。即食鮑產品在貯藏過程出現質量損失,主要是由于微生物生長,消耗部分蛋白及脂類化合物,從而使得鮑魚質量逐漸減少。而低溫及添加生物防腐劑有利于抑制微生物生長,低溫也有利于抑制因肌肉蛋白發生變性增加肌球蛋白和肌動蛋白的結合,延緩肌原纖維收縮而導致的肌肉持水能力下降[15]。

2.2水分活度(Aw)的變化

水分活度對微生物生長的影響較大,Aw過高會影響產品的貯藏性,產品發生糜爛,影響其感官品質,而Aw過低會使產品過于干硬,喪失原有風味[16]。

圖2 即食鮑產品貯藏過程水分活度的變化Fig.2 Changes of water activity of RTE abalone product during storage

如圖2所示,即食鮑產品在貯藏過程Aw呈現先上升后下降趨勢。貯藏前期,4組處理鮑魚Aw呈快速上升趨勢。第1d時,4℃-A、25℃-A處理即食鮑產品Aw分別為0.847、0.874。到了第12d 時,2組處理Aw分別升高到0.957、0.968,隨后Aw開始降低。貯藏至30d時,鮑魚的Aw分別降為0.894、0.928。至90d時,4℃-A,4℃-B處理的Aw分別為0.863、0.889。常溫貯藏鮑魚Aw要略高于低溫貯藏,添加抑菌劑與未添加差異不顯著(p>0.05)。Aw呈現先升后降的原因可能是由于貯藏前期,剛烘烤完鮑魚表面水分含量較低,內部水分逐漸往表面遷移,使得Aw不斷升高。到了后期,鮑魚內外水分達到平衡后,表面析出的水分逐漸散失,使得鮑魚Aw又開始降低。同時肌纖維微觀結構發生變化,鹽溶蛋白與水分間的相互作用,使得整體Aw緩慢下降[17]。

2.3 pH的變化

如圖3所示,不同貯藏溫度下,pH呈現不同變化趨勢,尤其是在25℃與4℃下,差異達到顯著水平(p<0.05)。25℃貯藏30d內,25℃-A處理的pH呈現逐漸降低趨勢,由最初的7.00降至5.71。這是由于常溫條件下,即食鮑殘留的腐敗菌迅速繁殖,蛋白質及脂類物質降解形成有機酸,出現嚴重酸敗,pH迅速下降。而25℃-B處理的pH下降趨勢不明顯,反而在后期略有升高。說明添加生物抑菌劑有助于減緩即食鮑產品酸敗的發生。

圖3 即食鮑產品貯藏過程pH的變化Fig.3 Changes of pH value of RTE abalone product during storage

在4℃條件下,pH呈現先下降后上升趨勢。這是由于貯藏初期,蛋白質及脂類化合物降解,產生部分有機酸,降解速率比25℃來得緩慢；到了貯藏后期,含氮含硫物質進一步分解成氨基酸、氨、三甲胺、硫化氫、吲哚等堿性物質,導致pH逐漸上升。貯藏至90d時,4℃-A和4℃-B處理pH分別上升為:6.57、6.71,添加比未添加抑菌劑處理pH略高,但整個貯藏過程未表現明顯差異(p>0.05)。

2.4揮發性鹽基氮(TVB-N)的變化

在貯藏過程中,由于肌肉中的內源酶和微生物的作用,產生氮、氨及胺類等堿性含氮物質,統稱為揮發性鹽基氮(TVB-N)。由圖4可知,在25℃貯藏條件下,即食鮑產品的TVB-N呈現大幅上升趨勢,尤其是未添加抑菌劑處理。貯藏至第30d時,25℃-A、25℃-B處理的TVB-N含量分別為19.65、5.16mg/100g。而在4℃貯藏條件下,TVB-N呈現極緩慢上升趨勢；貯藏至90d時,4℃-A與4℃-B處理的TVB-N分別為5.38、4.17mg/100g。說明添加抑菌劑能有效抑制TVB-N的產生(p<0.05),且4℃貯藏鮑魚的TVB-N要明顯低于25℃(p<0.01)。由此可見,低溫貯藏結合生物抑菌劑更有利于抑制鮑魚揮發性鹽基氮的產生,保證產品品質。

圖4 即食鮑產品貯藏過程TVB-N的變化Fig.4 Changes of TVB-N of RTE abalone product during storage

2.5好氧性菌落總數的變化

貯藏過程即食鮑產品好氧性微生物菌落總數的變化趨勢見圖5。

由圖5可知,不同貯藏條件下,即食鮑產品好氧菌落總數隨著貯藏時間的延長而不斷增長,差異達到極顯著(p<0.01)。在25℃貯藏前12d,菌落總數呈對數增長趨勢。第6d時,25℃-A處理菌落總數就已達到3.67×107CFU/g。由于目前尚未建立即食鮑產品國家標準,參照香港即食食品微生物限量標準[18-19],即食鮑產品要達到A級滿意要求小于106CFU/g,25℃-A處理在第6d時超過相關標準。而25℃-B處理在第12d時才達到1.02×106CFU/g,剛好超過標準要求,比25℃-A處理的超標時間延遲了6d。

圖5 即食鮑產品貯藏過程好氧菌落總數的變化Fig.5 Changes of the total aerobic colony count of RTE abalone product during storage

而在4℃貯藏條件下,即食鮑產品菌落總數要遠低于25℃(p<0.01)。貯藏初期,微生物生長受到抑制,尤其是添加生物抑菌劑處理,好氧菌落數明顯低于其它處理組。到第30d時,4℃-A處理的好氧菌落總數上升到3.72×102CFU/g,但仍未超出衛生標準。到90d時,4℃-A和4℃-B處理分別上升為2.11×106CFU/g和4.38×101CFU/g,4℃-A處理的菌落總數已超標,而4℃-B處理仍遠低于標準范圍。說明低溫貯藏及添加生物抑菌劑能有效抑制好氧微生物生長。這主要是由于生物抑菌劑能夠破壞微生物細胞膜完整性,導致細胞壁通透性增大,使菌體失去新陳代謝的功能；同時抑制肌肉蛋白質降解,從而有效緩解即食鮑產品腐敗變質[20-21]。

2.6厭氧菌落數的變化

即食鮑產品貯藏過程厭氧菌落數的變化趨勢見圖6。

由圖6可知,在貯藏期間,即食鮑產品厭氧菌落數隨著時間的延長而不斷升高,4組處理差異達到極顯著(p<0.01)。在25℃貯藏前12d,即食鮑產品厭氧菌落數呈對數生長趨勢。第3d時,25℃-A、25℃-B處理的厭氧菌落數分別為2.92×103、5.59×101CFU/g。第6d時,分別上升為1.89×108、6.83×103CFU/g。參照香港即食食品對厭氧梭菌的限量標準要求小于100CFU/g[19]。25℃-A處理在第3d時已超出限量標準,而25℃-B處理在第6d也超出標準,但比未添加處理延遲了3d。

圖6 即食鮑產品貯藏過程厭氧菌落總數的變化Fig.6 Changes of the total anaerobic colony count of RTE abalone product during storage

在4℃低溫貯藏條件,厭氧菌被有效抑制,生長緩慢。貯藏至30d時,4℃-A、4℃-B處理的厭氧菌落總數分別為2.16×102、<10CFU/g。4℃-A處理在第30d已經超過限量標準。到90d時,兩者厭氧菌落總數分別上升為2.75×103、1.51×101CFU/g,添加抑菌劑的厭氧菌落總數仍未超出標準范圍,差異達到極顯著(p<0.01)。由此可見,在低溫貯藏條件下有利于抑制厭氧微生物生長,而且添加生物抑菌劑的抑菌效果更為明顯。這是由于生物抑菌劑能夠通過在細胞膜上形成孔道或抑制細胞壁合成來達到抑菌目的。

2.7感官指標的變化

圖7 即食鮑產品貯藏過程感官綜合指標的變化Fig.7 Changes of comprehensive sensory index of RTE abalone product during storage

由圖7可知,在貯藏過程,即食鮑產品感官綜合指標呈現逐漸降低趨勢。尤其是在25℃貯藏條件下,鮑魚感官品質下降更為嚴重。貯藏至30d時,25℃-A處理的即食鮑產品出現嚴重流汁、酸敗現象,并產生惡臭。而25℃-B處理雖未出現明顯流汁及惡臭現象,但也出現部分腐敗跡象。說明常溫貯藏條件下,添加生物抑菌劑雖然能有效抑制微生物生長,緩解鮑魚腐敗變質,但產品的感官品質仍無法滿足實際要求。而在4℃貯藏條件下,鮑魚品質得到較好的保存,與常溫貯藏比較差異達到極顯著(p<0.01)。貯藏到90d時,鮑魚未出現任何流汁腐敗變質跡象,尤其是添加了生物抑菌劑的處理,即食鮑產品色澤金黃,未出現任何異味,質地仍較為緊實,整體品質保存更為完整。

3 結論

將復合生物抑菌劑應用于即食鮑產品的貯藏保存研究,分析在4℃和25℃貯藏條件下,產品品質的變化。結果表明:在4℃條件下,即食鮑產品失重率、水分活度、TVB-N值均要低于25℃,而且添加生物抑菌劑的處理比未添加的保藏效果更好。即食鮑好氧及厭氧菌落數均隨著貯藏時間的延長而不斷增加。在25℃條件下,添加抑菌劑與未添加的即食鮑微生物超標時間分別為6d和3d,添加抑菌劑的處理比未添加推遲了3d。而在4℃條件下,添加抑菌劑的即食鮑微生物超標時間可達到90d,未添加的只有30d。添加抑菌劑處理比未添加推遲了60d,說明低溫及添加生物抑菌劑能有效抑制微生物生長。從感官指標上判斷,25℃貯藏30d時,未添加抑菌劑的鮑魚出現流汁、酸敗現象,并伴有惡臭；添加抑菌劑的鮑魚雖未出現明顯流汁及惡臭現象,但也出現部分腐敗跡象。在4℃貯藏條件下,鮑魚品質得到很好的保存,貯藏到第90 d時,添加抑菌劑的鮑魚未出現任何腐敗變質跡象,即食鮑品質保存效果良好。

綜上所述,低溫貯藏條件下,添加生物抑菌劑更有利于保持即食鮑產品品質,緩解鮑魚腐敗變質。此外,為控制真空包裝食品微生物危害,保障食品安全,厭氧菌落數應作為重要指標加以評判。

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Study on preservation effect of applying combined bio-inhibitor agent on Ready-to-Eat(RTE)abalone product

ZHENGRui-sheng1,2,XUAi-ping1,ZhangQing-shan1,DaiCong-jie1,2

(1.College of Chemistry and Life Sciences,Quanzhou Normal University,Quanzhou 362002,China;2.Laboratory of Molecular Biology and Medicinal Chemistry,Fujian Province University,Quanzhou362002,China)

In order to control the polution of residual bacteria,the combined bio-inhibitor agents(0.20g/L ε-Poly-L-lysine+0.05g/L Nisin+0.05g/L Lysozyme)were applied on ready-to-eat(RTE)abalone. The quality changes of RTE abalone which storing at low-temperature(4℃)and room-temperature(25℃)were analyzed. The results showed that rate of weight loss,water activity,TVB-N,total aerobic and anaerobic colony count of RTE abalone under 4℃ condition were lower than that of 25℃. Under 25℃,RTE abalone without inhibitor agents showed obvious symptoms of juice exudation,rancid flavor and malodor. RTE abalone with inhibitor agents also showed some spoilage symptoms. The shelf-life of RTE abalone without and with inhibitor agent under 25℃ condition were only 3 and 6d respectively. But under 4℃ condition,RTE abalone with inhibitor agent didn’t showed any spoilage symptoms,which shelf-life could be up to 90d. RTE abalone without bio-inhibitor agent were only up to 30d. It showed that the conditions of low temperature and bio-inhibitor agent were able to remain the quality of RTE abalone product and relieve their spoilage. In addition,in order to control microbial hazards from vacuum-packing food,the total anaerobic colony count should be as an importment evaluation index.

RTE abalone;bio-inhibitor agent;quality safety;preservation

2013-12-30

鄭瑞生(1979-),男,博士,副教授,研究方向:水產品加工與保鮮技術。

國家級大學生創新創業訓練計劃項目(201310399019)；泉州市科技計劃項目(2013Z42、2013Z126)；福建省教育廳科技項目(JA11220)；福建省服務海西重點項目(A101)。

TS254.4

A

1002-0306(2014)17-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2014.17.001