羧甲基殼聚糖復(fù)配對(duì)蝦保水保鮮劑的研制

解萬(wàn)翠，王英文，楊錫洪，莫星優(yōu)，紀(jì)之嬌（.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 6604；.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東 湛江 54088；.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 6604）

羧甲基殼聚糖復(fù)配對(duì)蝦保水保鮮劑的研制

解萬(wàn)翠1，2，王英文1，楊錫洪2，3，莫星優(yōu)2，紀(jì)之嬌3
（1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島 266042；2.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東 湛江 524088；3.青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042）

南美白對(duì)蝦易發(fā)生蝦頭黑變、腐敗變質(zhì)，凍藏過(guò)程中脫水造成干耗，困擾著水產(chǎn)加工業(yè)。從抑制蝦頭黑變、抑菌、保水3方面篩選出植酸鈉、Nisin以及魔芋寡糖等天然配料，再與具有抑菌、保水、成膜作用的羧甲基殼聚糖進(jìn)行復(fù)配，開(kāi)發(fā)復(fù)合對(duì)蝦保水保鮮劑。結(jié)果表明，將0.3% 羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉、0.3%魔芋寡糖配制的保鮮保水劑可將對(duì)蝦貨架期延長(zhǎng)3～4 d，降低凍藏180 d的對(duì)蝦干耗50%。天然對(duì)蝦保鮮保水劑具有無(wú)硫無(wú)磷、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)保障水產(chǎn)品安全、提高對(duì)蝦品質(zhì)，具有重要意義。

南美白對(duì)蝦；羧甲基殼聚糖；保鮮；保水

解萬(wàn)翠，王英文，楊錫洪，等. 羧甲基殼聚糖復(fù)配對(duì)蝦保水保鮮劑的研制［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（8）：119-123.

南美白對(duì)蝦（Penaeus vanname）是目前世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大蝦類之一，對(duì)蝦體大殼薄，肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的水產(chǎn)品［1］。對(duì)蝦在捕獲后很快死亡，加工不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致對(duì)蝦黑變、腐敗變質(zhì)，降低感官品質(zhì)及食用鮮度，冷凍保藏的蝦產(chǎn)品由于干耗，造成損失［2-3］。

為減緩蝦頭黑變，抑制腐敗微生物的繁殖，已建立了低溫保鮮法、化學(xué)保鮮法、氣調(diào)保鮮法、生物保鮮法，以及保鮮方法的集成技術(shù)［4-6］。其中，基于關(guān)注水產(chǎn)品安全的大環(huán)境，生物保鮮技術(shù)是研究的焦點(diǎn)，目前主要有茶多酚、植酸、乳酸鏈球菌素和溶菌酶等［7］。而保水劑多采用磷酸鹽，天然成分如海藻酸鈉、海藻糖等因成本較高，應(yīng)用較少，但隨著國(guó)外對(duì)出口產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的提高，含磷保水劑也不能使用［8］。在冷凍對(duì)蝦產(chǎn)品的加工中，水產(chǎn)企業(yè)往往分別購(gòu)買對(duì)蝦保鮮劑和保水劑，分兩次工序處理原料，既浪費(fèi)，又繁瑣。依據(jù)蝦頭黑變機(jī)理［9］，及微生物繁殖特點(diǎn)，篩選保鮮劑配料［10］，再選擇強(qiáng)吸水性的魔芋多糖，酶解為寡糖，提高了溶解性，作為吸水劑配料［11-12］。

本研究對(duì)保鮮和保水的主要試劑通過(guò)篩選，復(fù)配成對(duì)蝦保鮮保水劑，既使用方便，又綠色天然，保障了水產(chǎn)品的安全，具有較好的實(shí)用意義。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

南美白對(duì)蝦：規(guī)格為40只/500 g，購(gòu)于湛江市東風(fēng)市場(chǎng)；羧甲基殼聚糖，廣東湛江欽晟有限公司；魔芋寡糖，實(shí)驗(yàn)室酶解制備［6］；海藻糖，分析純，廣州化學(xué)試劑廠；海藻酸鈉，分析純，天津北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開(kāi)發(fā)公司；乳酸鏈球菌素（Nisin），浙江銀象生物工程有限公司；其他試劑，分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)。

主要儀器：超凈工作臺(tái)，VS-1300-U，蘇靜集團(tuán)泰安公司；電子天平，UX420H，日本SHIMADZU；電熱干燥培養(yǎng)箱，HG303-4A，南京實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1對(duì)蝦預(yù)處理 將選購(gòu)的南美白對(duì)蝦打氧保活運(yùn)回，經(jīng)加冰猝死，清洗去雜物，剔除破損的對(duì)蝦，隨機(jī)分組備用。

1.2.2單因素試驗(yàn)篩選保鮮保水劑配料 （1）防黑變：分別配制異抗壞血酸鈉、植酸鈉和茶多酚溶液各0.2%，以蒸餾水為對(duì)照，將對(duì)蝦浸泡30 min后4℃保存，每隔1 d觀察其黑變程度。

（2）保鮮劑：配制葡萄糖酸內(nèi)脂、溶菌酶、Nisin溶液各0.1%，以蒸餾水為對(duì)照，將對(duì)蝦浸泡30 min后4℃保存3 d，檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)。

（3）保水劑：配制魔芋寡糖、魔芋多糖、海藻酸鈉、海藻糖各1.5%，以蒸餾水為對(duì)照，將對(duì)蝦分別浸泡30 min，撈出瀝干，測(cè)定浸泡增重率。將浸泡的對(duì)蝦放入包裝袋，排氣封口，于-20℃凍藏7 d，取出后室溫下解凍2 h，測(cè)解凍損失率。將解凍對(duì)蝦100℃蒸2 min，瀝干水分后測(cè)定蒸煮損失率。

1.2.3正交試驗(yàn)優(yōu)化羧甲基殼聚糖、植酸鈉、Nisin和魔芋寡糖復(fù)合配方 根據(jù)抑制黑變、抑菌、保水的單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)Nisin、植酸鈉、魔芋寡糖、羧甲基殼聚糖進(jìn)行復(fù)配，進(jìn)行四因素三水平優(yōu)化試驗(yàn)。

按照表1 配制保水保鮮劑，4℃下浸泡30 min，瀝干稱重，于-20℃冰箱中保存，7、180 d后檢測(cè)保水指標(biāo)。

1.2.4優(yōu)化配方與市售保鮮劑、保水劑對(duì)比試驗(yàn) 根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行復(fù)配的保水保鮮劑（復(fù)配優(yōu)化處理）與市售保鮮劑和保水劑（對(duì)照，主要配方為膠氫乙酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸鏈球菌素）的驗(yàn)證對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以蒸餾水為空白對(duì)照。每隔2 d檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮，凍藏180 d檢測(cè)保水指標(biāo)。

表1　L9（34）正交因素水平設(shè)計(jì)

1.2.5測(cè)定項(xiàng)目及方法 （1）細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定，按GB/T 4789.2-2008有氧平板菌落計(jì)數(shù)（APC）法測(cè)定細(xì)菌總數(shù)執(zhí)行。（2）揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定，按GB/T 5009.44-2003微量定氮法測(cè)量揮發(fā)性鹽基氮的含量執(zhí)行。（3）保水指標(biāo)的測(cè)定：

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1幾種配料的黑變抑制效果 抑制黑變?cè)咸幚韺?duì)蝦后4℃保存，對(duì)蝦黑變結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，茶多酚和植酸鈉都起到了防黑變作用，4℃下保存2 d，空白對(duì)照明顯黑變，植酸鈉處理3 d仍有光澤，故選植酸鈉進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)。

表2　黑變抑制處理后對(duì)蝦的變化

2.1.2抑菌配料的篩選 4℃下放置3 d的細(xì)菌總數(shù)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，溶菌酶、葡萄糖酸內(nèi)脂、Nisin都有抑菌作用，Nisin效果最顯著。Nisin抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是細(xì)菌芽孢，與羧甲基殼聚糖形成很好的互補(bǔ)作用，故選用Nisin作為抑菌劑進(jìn)行復(fù)配。

表3　抑菌處理后對(duì)蝦中細(xì)菌總數(shù)（CFU/g）

2.1.3保水配料篩選 不同保水劑處理對(duì)蝦后的保水指標(biāo)見(jiàn)圖1。由圖1可知，浸泡增重率主要受試劑溶解性的影響，溶解性相近時(shí)，多糖增重率大于寡糖；解凍損失率受試劑溶解性和滲透性影響，多糖大于寡糖；蒸煮損失率受試劑溶解性和吸水性影響，寡糖大于多糖。魔芋寡糖由于具有良好的溶解性、滲透性和吸水性，增重速度快，且阻礙對(duì)蝦體內(nèi)水分流失，在凍藏和蒸煮過(guò)程中也保持了更多的水分，選擇作為復(fù)配原料之一。

圖1　保水劑處理后的保水指標(biāo)

2.2保鮮保水劑配方優(yōu)化

以細(xì)菌總數(shù)和解凍損失率為指標(biāo)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)極差可知，保鮮效果C＞A＞D＞B，最佳配方A3B3C3D1，保水效果D＞A＞C＞B，確定最佳配方A3B1C3D3。考慮到Nisin成本，復(fù)配保鮮保水劑的綜合效果，最終選擇配方A3B2C2D2，并按照優(yōu)化最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

表4　正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.3優(yōu)化配方處理后指標(biāo)變化

2.3.1細(xì)菌總數(shù)變化 細(xì)菌菌落總數(shù)是水產(chǎn)食品衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)重要一項(xiàng)，也是南美白對(duì)蝦貨架期的一項(xiàng)重要指標(biāo)。當(dāng)lg（CFU/g） ≤5，為一級(jí)鮮度，lg（CFU/g）≤6，為二級(jí)鮮度。將復(fù)合保鮮保水劑處理的對(duì)蝦，在4℃下保藏，與對(duì)照和空白對(duì)照隨天數(shù)細(xì)菌總數(shù)的變化見(jiàn)圖2。由圖2可知，處理后8 d復(fù)合保鮮保水劑處理和對(duì)照仍為二級(jí)鮮度，而空白對(duì)照處理后4 d達(dá)到6.05，即不能食用。

圖2　復(fù)合保鮮保水劑處理后細(xì)菌總數(shù)變化

2.3.2TVB-N變化 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是富含蛋白質(zhì)食品的腐敗變質(zhì)指標(biāo)，蛋白質(zhì)在微生物作用下分解產(chǎn)生氨及低級(jí)胺類物質(zhì)。當(dāng)對(duì)蝦的TVB-N≦20 mg/100g，為一級(jí)鮮度，TVB-N≦30 mg/100g，為二級(jí)鮮度。復(fù)合保鮮保水劑處理對(duì)蝦后揮發(fā)性鹽基氮含量變化見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，空白對(duì)照處理后4 d已超過(guò)了二級(jí)鮮度，不能食用。復(fù)配優(yōu)化組和對(duì)照處理后8 d才達(dá)到二級(jí)鮮度，具有更長(zhǎng)的貨架期。

圖3　復(fù)合保鮮保水劑處理后對(duì)蝦揮發(fā)性鹽基氮含量變化

圖4　冷凍6個(gè)月的保水指標(biāo)變化

2.3.3處理后180 d保水指標(biāo)變化 浸泡對(duì)蝦后的浸泡增重率，和冷凍180 d后測(cè)定的解凍損失率和蒸煮損失率見(jiàn)圖4。由圖4可知，經(jīng)復(fù)合保鮮保水劑處理后的對(duì)蝦，提高了對(duì)蝦的浸泡增重率，冷凍保藏6個(gè)月后，解凍損失率維持在4%以下，蒸煮的損失最少。降低了冷凍對(duì)蝦的干耗，很好地保證了對(duì)蝦在蒸煮烹飪后的口感和風(fēng)味。

3　結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，篩選出植酸鈉作為抗蝦頭黑變的配料，Nisin作為抑菌成分，魔芋寡糖作為保水劑主配料。與羧甲基殼聚糖復(fù)配，開(kāi)發(fā)對(duì)蝦保鮮保水劑。并經(jīng)正交試驗(yàn)優(yōu)化，確定了0.3%羧甲基殼聚糖、0.05%Nisin、0.3%植酸鈉和0.3%魔芋寡糖的復(fù)合保鮮保水劑的最佳配方。

將對(duì)蝦保鮮保水劑與空白和市場(chǎng)產(chǎn)品對(duì)比，處理的對(duì)蝦在4℃條件下7 d仍在二級(jí)鮮度上，將南美白對(duì)蝦貨架期延長(zhǎng)了3～4 d，有效的減緩了對(duì)蝦黑變。處理的對(duì)蝦在冷凍保藏180 d后，比空白對(duì)照降低干耗50%以上，保證了對(duì)蝦蒸煮后的口感及風(fēng)味。

新保鮮保水劑各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于市面上購(gòu)買的產(chǎn)品，但不含硫、磷等有害成分，為廣大消費(fèi)者提供了綠色、安全水產(chǎn)品，也為將來(lái)水產(chǎn)品保鮮劑、保水劑的開(kāi)發(fā)提供了新思路。

［1］ G Bono，C O R Okpala，G R A Alberio，et al. Toward shrimp consumption without chemicals：Combined effects of freezing and modified atmosphere packaging（MAP）on some quality characteristics of Giant Red Shrimp （Aristaeomorpha foliacea）during storage［J］. Food Chemistry，2016，197：581-588.

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（責(zé)任編輯 白雪娜）

Development of complex fresh-keeping and water-holding agent for Penaeus vannamei by carboxymethyl chitosan

XIE Wan-cui1，2，WANG Ying-wen1，YANG Xi-hong2，3，MO Xing-you2，JI Zhi-jiao3
（1.College of Chemical Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042，China；2 .College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China 3 .College of Chemistry and Molecular Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042 ，China；）

Penaeus vannamei is susceptible to blach change，microbial contamination，drying lose during storage，puzzling aquatic product industry. Sodium phytate，nisin and konjak oligosaccharide，as natural ingredients were selected from test of inhibition shrimp head dark，anti-bacteria and water-holding. Then complex formula of water and fresh-keeping for shrimp was developed for preparation with carboxymethyl chitosan，which had better water and fresh-keeping capacity. The results showed that the shelf life of shrimp could prolong for 3-4 days，and drying loss could be reduced by 50% after 6 months frozen storage，with regeant of 0.3% carboxymethyl chitosan，0.05% nisin，0.3% sodium phytate and 0.3% konjak oligosaccharide. Natural biological water and fresh-keeping agent without sulfur and phosphorus，was safe，efficient，had a larger space for development and prospects in current to food quality requirements.

Penaeus vannamei；carboxymethyl chitosan；fresh-keeping；water-holding

TS254.9

A

1004-874X（2016）08-0119-05

2016-02-15

湛江市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013A05006）

解萬(wàn)翠（1969-），女，博士，教授，E-mail：xiewancui@163.com

楊錫洪（1963-），男，博士，教授，E-mail：yangxihong63@163.com