殼聚糖復合膜在草魚保鮮中的應用

周強++劉蒙佳++蔡倩敏++田陳聃

摘要：以草魚為原料，通過測定不同溫度及不同貯藏方式下復合保鮮液的pH值變化、揮發性鹽基氮含量、細菌總數、失質量率、感官評分，研究草魚在復合型保鮮液中的保鮮效果。結果表明：貯藏期與感官評分呈負相關，且殼聚糖復合膜組能有效保持魚肉的感官品質，防止草魚肉營養價值及鮮度的下降，明顯改善魚肉品質；貯藏期與氫離子濃度指數的大小（pH值）、揮發性鹽基氮含量、細菌總數、失質量率呈正相關，且殼聚糖復合膜處理能有效緩解氫離子濃度[JP3]指數、揮發性鹽基氮含量、細菌總數、失質量率的上升。由結果還可知其他處理情況相同時，4 ℃的保鮮效果明顯優于10 ℃。[JP]

關鍵詞：殼聚糖復合膜；草魚；保鮮；感官品質

中圖分類號： TS254.4文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）03-0159-04

收稿日期：2015-12-14

基金項目：福建省省級實驗教學示范中心專項“化學實驗教學示范中心”；福建省大學生創新項目（編號：201412992019）。

作者簡介：周強（1979—），男，江西樟樹人，碩士，副教授，主要從事農產品貯藏及其深加工研究。E-mail：407825829@qq.com。

草魚（Ctenopharyngodon idellus）別稱鯇魚，屬鯉形目鯉科草魚屬[1]。草魚是我國“四大家魚”中養殖規模、銷售額最大且最受歡迎的魚類。淡水魚的生長環境導致其肉質含有較多水分和易氧化的不飽和脂肪酸，在體內組織酶和細菌的作用下，如果存儲環境不佳極易引發腐敗。在我國的淡水漁業總產量中，草魚、鰱魚、鳙魚等低值淡水魚類所占比例超過50%，但活體難以存儲等因素限制了其市場潛力和價值，一直難以拓展。淡水漁業每年因腐敗損失巨大，發展更加先進的儲藏及加工方法已成為拓展淡水漁業的重中之重，找到保鮮草魚的適當方式極為迫切。

殼聚糖別稱脫乙酰甲殼素，是通過甲殼素脫乙酰化而形成的多糖類物質。其原料甲殼素散布于蝦、蟹、某些昆蟲的外殼或真菌的細胞壁中，極易提取。殼聚糖具有無毒、生物相溶性好、可降解的特點，并具有良好的成膜性，抑制細菌效果明顯，同時是一種可再生資源，作為食品包裝的制造材料具有廣闊前景。殼聚糖膜可食用，安全環保，對大腸桿菌、表皮葡萄球菌等細菌的抑制作用十分明顯，濃度越大則抑制細菌的效果越好。大量研究表明，采用殼聚糖膜涂抹處理水產品可明顯改善水產品的保鮮效果，延長水產品類食物的保質期，防止水產品腐敗變質[2-3]。

天然香辛料是一種擁有香、辛、麻、辣、苦、甜等一系列風味的天然防腐劑和調味品[4]，不僅能夠賦予水產品獨特的風味、良好的色澤及生理保健功能，還能提高和改善水產品的保鮮功能，從而延長水產品的貨架期。從生姜中提取的姜辣素、姜酚以及從大蒜中提取的大蒜素、蒜癢酸均可干擾細菌的氧化還原作用，抑制鮮肉中腐敗菌的活躍性，同時可抑制和滅殺黃曲霉、黑根霉等容易污染食品的真菌[5]，對細菌正常的氧化還原過程造成影響，特別是對肉類中導致腐敗的細菌具有極強的抑制能力，同時還能殺滅常大量存在于食品中的各種細菌。月桂氮卓酮、二甲基亞砜不但可加速花椒中易揮發性油滲入真菌的細胞內，從而促進細胞衰亡，而且還對真菌起到一定抑制及殺滅作用[6]。

本研究主要針對草魚的保鮮儲存問題，以殼聚糖復合膜作為保鮮劑，在低溫下對草魚魚肉塊進行保鮮處理，利用其抗菌及抗氧化特性，通過檢測儲藏期間草魚的酸堿性變化、揮發性鹽基氮含量、細菌總量、視覺評分[7]，比較不同溫度下殼聚糖復合膜與清水處理對魚塊的保鮮效果。本研究為殼聚糖復合膜在延長水產品貨架期、提升水產品品質等不同方向的運用提供依據。

1材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮草魚購自康美農貿市場，姜片、花椒、大蒜購自康美豪利友超市。殼聚糖為食品級，氯化鈉、碳酸鉀、阿拉伯膠、甘油、硼酸、鹽酸、甲基紅、乙醇、次甲基藍指示劑均為分析純。平板計數瓊脂，生化試劑（BR）。

1.2主要儀器

PHS-25C型數顯酸度計（南京互川電子有限公司），DHG-9141A型電熱恒溫鼓風干燥箱（北京成萌偉業科技有限公司），HH-8型數顯恒溫水浴鍋（金壇市金城國勝實驗儀器廠），JA2003N型電子精密天平（鄭州萬博儀器設備有限公司），DRP-9082型電熱恒溫培養箱（上海森信實驗儀器有限公司），YXQ-LS-40S11型立式壓力蒸汽滅菌器（中國西安常儀儀器設備有限公司），BCD-215KS型冰箱（青島海爾股份有限公司），WSC-S型測色色差計（上海荊和分析儀器有限公司），微量擴散皿。

1.3處理方法

殼聚糖保鮮液的配制過程：稱取殼聚糖粉15 g，加入 1 000 mL 純水，于4 ℃下儲藏備用。

混合型香辛料保鮮液的配制過程：分別稱取姜片 100 g、大蒜100 g、花椒50 g，將其均勻混合并攪拌研磨制成漿狀物，添加蒸餾水至1 000 mL，將攪拌后的混合物體置于 60 ℃條件下，于0.2 kW、40 kHz的超聲波中提純約30 min，隨后進行過濾，棄去濾渣，得到濾液，并于4 ℃儲藏備用。

將活魚用清水洗凈并除去魚頭、魚尾、內臟、皮、鱗片，然后將其切割為厚度約2 cm、質量約50 g的魚塊，作為后備使用。將切下的魚塊放入香辛料保鮮液中浸泡約30 min，浸泡過程中使魚塊質量、復合液體積比保持在1 ∶[KG-*3]3，取出瀝干，采用殼聚糖保鮮膜涂抹魚塊。設對比對象，將魚塊在未加保鮮液的清水中浸泡30 min，取出瀝干，采用以下4種不同貯藏方式進行處理：于4 ℃冰箱和浸泡過殼聚糖-香辛料混合保鮮液的條件下進行儲藏；于4 ℃冰箱和浸泡過清水的條件下進行儲藏；于10 ℃培養箱和浸泡過殼聚糖-香辛料混合保鮮液的條件下進行儲藏；于10 ℃培養箱和浸泡過清水的條件下進行儲藏。

1.4測定指標及方法

1.4.1pH值的測定

樣品預處理：挑選出正常魚塊，絞碎拌勻，將其置于封閉的器皿中。

測定試樣的制備：稱取約10 g魚肉，置于燒杯中。將 150 mL 沸騰且溫度降至約75 ℃的水和燒杯中的樣品倒入250 mL容量瓶，將其置于沸水浴中煮沸0.5 h。煮沸過程中適時搖晃容量瓶使其保持均勻，以便魚肉中的有機酸完全溶解到溶液中。取出后冷卻至室溫，采用燒沸過的水將試樣液體定容至250 mL。將其過濾，除去濾渣，收集濾液以便測定備用。

樣品測定：將pH計放入濾液中，讀取數值。每個樣液測試2次，取2次測量的平均值[8]。

1.4.2揮發性鹽基氮的測定（微量擴散法）[9]

樣液制備：取適量魚肉，用研缽研磨成均勻的碎屑，稱取約10 g置于量瓶中，加入100 mL清水，適時搖晃量瓶使其保持均勻。樣液浸泡約30 min后進行過濾，置于冰箱中冷藏[10]。

用水溶性膠涂抹擴散皿的四周，于內室中添加約1 mL的吸收液和1滴混合指示劑。量取1 mL樣液以及1 mL飽和碳酸鉀溶液，將2種溶液各自均勻地置于擴散皿外室的兩邊，切勿使2種溶液發生混合。

蓋上擴散皿的皿蓋，將其封裝，之后在桌上緩慢旋轉擴散皿，以便試樣液體和飽和碳酸鉀溶液均勻混合。將擴散皿存放于37 ℃培養箱中保溫約2 h[11]。取出擴散皿，揭開皿蓋，使用標定過的鹽酸標準溶液將其滴定至顏色變為藍紫色，同時設空白對照。計算公式：

[JZ]X=（V1±V2）×C×14/[JB（（]m×[SX（]1100[SX）][JB））]×100。

式中：X為揮發性鹽基氮含量，mg/100 g；V1為測定樣液消耗鹽酸標準溶液體積，mL[12]；V2為試樣空白消耗鹽酸標準溶液體積，mL[13]；C為鹽酸的實際濃度，mol/L；m為試樣質量，g；14為與1.00 mL鹽酸標準滴定溶液相當的氮的質量。

1.4.3細菌總體數量的測定（涂布平板培養法）

培養基的制作：按平板計數瓊脂的配方，稱取23.5 g瓊脂并添加1 L水煮沸，分別存放于若干個三角瓶中，包扎后置于121 ℃高壓環境下滅菌處理15 min。

生理鹽水的制作：稱取8.5 g NaCl，加入1 000 mL蒸餾水溶解；量取225 mL裝于若干個250 mL三角瓶中，并加入適量的玻璃珠；另取9 mL裝于試管中，包扎后于121 ℃下高壓滅菌15 min。

樣品的處理：在無菌環境中稱取試樣25 g，剪碎后置于無菌乳缽，加入少量稀釋液浸泡、研磨，再轉入含有225 mL無菌醫用鹽水和適量玻璃珠的三角瓶中，然后充分搖晃，將其制成10-1稀釋度的均勻稀釋液[14]。

編號：取滅菌平皿若干個，各自采用標簽標示不同的稀釋程度，分別標示4份。采用20支裝有9 mL滅菌醫用鹽水的試管，分別標記其稀釋程度[15]。

樣品的稀釋：采用滅菌移液槍吸取1 mL 10-1稀釋液，將其沿著試管內壁緩慢加入標有10-2無菌醫用鹽水的試管中[16]。更換新移液槍頭在10-2試管中吸吹液體至少10次，使其充分振蕩，即為10-2稀釋液[17]。按照相同操作分別制成10-3、10-4、10-5、10-6稀釋液。對1個稀釋濃度液體進行操作后，制作其他濃度液體之前須要取用全新的移液槍頭[18]。

菌落計數方法：記錄每個平板的菌落數量，計算得出同一稀釋濃度下每個平板的平均菌落數量[19]。

標準平皿菌落數量的選取方式：將菌落數量為30～300 CFU 的平板視為菌落總數檢測的基準，且每個稀釋濃度下采用2個平板的菌落數量，將其平均值作為該濃度下的菌落數[20]。如果其中1個平板存在連接成整片的菌落，或存在點樣菌落蔓延生長的情況，則此平板不進行數量統計[21]。

菌落數[CFU/mL（g）]=相同稀釋濃度下2次測量結果的平均值×稀釋倍數×10[22]。

1.4.4失質量率的測定[23]

將草魚肉切為厚度約2 cm、質量20 g的肉片。采用精密電子天平稱量處理過的草魚肉，記錄原始質量。將草魚肉置于一次性杯中，用保鮮膜密封并再次稱量，記錄魚肉、一次性杯、保鮮膜的總質量。測量后分別于4、10 ℃下保存。平均每4 d進行稱量，每次稱量重復3次。失質量率的計算公式：

[JZ]草魚肉的失質量率=[SX（]初始質量-貯藏后質量初始質量[SX）]×100%。

1.4.5色差值的測定

采用WSC-S型測色色差計對草魚肉進行a*值的檢測[24]。L*表示明度，取值范圍在0～100；+a*、-a*分別表示偏紅色、偏綠色，取值范圍在-60～60；+b*、-b*分別表示偏黃色、偏藍色，取值范圍在-60～60。對a*進行10次測量，計算10次測量結果的平均值。

1.4.6感官評定標準

將魚肉的感官表現轉化為分值，進行綜合感官評分的判定。對貯藏期間草魚肉的色澤、氣味、質地進行綜合評分（表1），最高分為10分。每3 d測評1次，對綜合評定結果進行統計分析。

將魚肉的氣味表現轉化為分值，進行脫腥效果感官評分的判定。對貯藏期間草魚肉的氣味進行脫腥效果評分（表2），最高分為10分。每3 d測評1次，對氣味評定結果進行統計分析。

2結果與分析

2.1魚肉貯藏期內的pH值變化

由圖1可知，在貯藏期內草魚內部的pH值均呈先下降、后上升的趨勢；處理組與對照組魚肉的初始pH值分別為702、7.03。貯藏3 d時魚肉pH值出現明顯下降，這是由于草[CM（25]魚死后微生物作用于魚肉內部的蛋白質類物質，將其分解成小分子氨基酸，從而使草魚pH值緩慢下降。對照組魚肉pH值于貯[JP3]藏6 d時迅速上升，魚體鮮度逐漸下降，這是由于魚體內堿性揮發性物質生成，使得pH值呈上升趨勢。經殼聚糖復合膜溶液處理后，草魚塊的pH值變化較緩慢，其中 4 ℃ 殼聚糖復合膜溶液處理的保鮮效果較明顯，起到了保鮮作用。[JP]

2.2魚肉貯藏期內揮發性鹽基氮含量的變化

揮發性鹽基氮是動物類食品中蛋白質被內源酶和細菌分解，從而生成的氨及胺類堿性含氮物質的概括性稱呼，是評定肉質新鮮程度的關鍵指標。魚肉貯藏期內揮發性鹽基氮含量的變化情況見圖2，可見貯藏剛開始時，各組的變化差異很小，添加了復合保鮮液的魚肉，其揮發性鹽基氮含量均低于空白對照組。魚肉中的揮發性鹽基氮含量大致隨著時間的延長而遞增。貯藏9 d時，測得4 ℃復合保鮮液組的揮發性氨基氮含量為16.21 mg/100 g，仍在二級標準范圍內；而10 ℃復合保鮮液、4 ℃對照組、10 ℃對照組的揮發性氨基氮含量分別達到28.98、57.20、75.30 mg/100 g，表明肉已發生變質（圖2）。可見，復合保鮮液能有效抑制草魚體內揮發性鹽基氮的產生，其中4 ℃處理的效果最佳。

2.3魚肉貯藏期內細菌總數的變化

細菌總數的多少可反映魚肉被微生物作用而引起腐敗的程度，從而預測魚肉的貨架期。由圖3可見，菌落的總體數量隨著貯藏時間的延長而逐漸增加，對照組魚肉中的細菌總數于貯藏3 d開始急劇上升，而加入復合保鮮液的魚肉中細菌總數增長較緩慢。可見，復合保鮮液對魚肉中細菌總數的增長具有抑制效果。

2.4魚肉貯藏期內失質量率的變化

[JP3]失質量率可反映貯藏期內草魚肉水分減少的程度。添加了復合保鮮液的魚肉和對照組魚肉的失質量率變化情況見圖4，可見在貯藏期間，草魚肉的失質量率呈上升趨勢；復合保鮮液組的失質量率明顯低于對照組，表明添加復合保鮮液的魚肉其水分散失速度明顯降低，對草魚肉保鮮具有明顯的積極作用。

2.5色差值的變化

色差分析中的a*值可反映貯藏期內草魚肉的顏色差異程度。添加了復合保鮮液的魚肉和對照組魚肉的a*值變化情況見圖5，可見a*值隨著貯藏時間的延長先提高、后稍微降低，而添加了復合保鮮液的魚肉中a*值的提高較緩慢。這是由于復合保鮮液能使魚肉和外界氧氣有效隔絕，從而阻止魚肉發生變質。由此可見，復合保鮮液可有效減緩草魚肉顏色的改變。

2.6貯藏期內魚肉的感觀評分變化

2.6.1綜合感官評分的變化

貯藏期內草魚的感官評分值見圖6，可見草魚肉的初始綜合評分值均為29，貯藏9 d時，4、10 ℃ 對照組的綜合評分值分別為22、18分，而4、10 ℃復合保鮮液組的綜合評分值分別為13、9分。草魚的感官狀態隨著貯藏時間的延長而下降，對照組草魚感官狀態的下降趨勢快于復合保鮮液組。添加了復合保鮮液的魚肉，其外觀、氣味、質地的變化不明顯，表明復合保鮮液對魚肉具有一定保鮮作用。對照組的魚肉在貯藏期內感官變化明顯，變化趨勢從貯藏3 d時開始明顯增加。

2.6.2脫腥效果單項評分的變化

貯藏期內草魚的脫腥效果評分見圖7，可見草魚肉的初始綜合評分值均為9.5分，貯藏9 d時，4、10 ℃對照組的綜合評分值分別為3.8、2.8分，而4、10 ℃復合保鮮液組的綜合評分值分別為7.4、6.0分。草魚肉的腥味變化幅度隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢，而對照組草魚肉的下降趨勢快于復合保鮮液組。添加了復合保鮮液的草魚肉其腥味變化不明顯，與綜合感官評分的情況大體一致，表明復合保鮮液對草魚肉具有一定的去腥作用。

[TPZQ7.tif][FK）]

3結論

購買草魚后應盡量縮短貯藏期和運輸周轉期，最好置于低溫下貯藏，以延緩草魚肉的腐敗，并防止因微生物污染而引起的腐變，從而達到保鮮目的。本試驗結果表明，復合保鮮液于4 ℃貯藏的保鮮效果優于10 ℃。通過比較4、10 ℃復合保鮮液及對照組的保鮮效果發現，草魚肉經復合殼聚糖涂抹后貯藏，能有效保持其感官品質，減輕水分含量損失，保持魚肉的鮮度，同時可減緩魚肉變質和魚肉pH值的升高，降低揮發性鹽基氮含量的增加速度，對魚肉中細菌的增長也具有一定抑制作用。

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