3種保鮮劑及其復配對虹鱒魚片冷藏品質的影響

沈秋霞 - 李明元 - 朱克永 - 錢 楊 許童桐 - 吳李川 - 袁 洋

(1. 四川工商職業技術學院，四川 都江堰 611830；2. 西華大學，四川 成都 610039)

虹鱒又名彩虹鱒、三文鱒，屬太平洋鮭屬，是一種生長在16～18 ℃水域中的冷水優質食用魚類[1]。但由于虹鱒魚肉自身營養物質及水分含量高等特性，在貯藏及銷售過程中極易發生微生物污染、脂肪氧化和蛋白質分解等腐敗變質現象。

目前，已有學者將生物保鮮劑復配用于水產品保鮮研究，王玉婷等[4]采用茶多酚、殼聚糖、檸檬酸作為保鮮劑對大黃魚進行保鮮研究，將優化的保鮮劑溶液浸泡處理大黃魚，與對照組比較貨架期延長7 d；Qiu等[5]利用殼聚糖結合甘油提取物對鯧魚進行涂膜保鮮，與對照組比較，處理組魚片的TBA值更低，同時魚片失水率也隨之降低；李雙雙等[6]將茶多酚、殼聚糖、Nisin作為復合保鮮劑對金槍魚進行保鮮研究，結果表明復合保鮮劑能夠有效延緩魚肉的氧化降解速度，同時還能較好地保持魚肉原有的色澤和質構特性；Li等[7]采用1.5%殼聚糖與0.2% 茶多酚對大黃魚進行保鮮研究，發現兩種保鮮劑復合能有效抑制微生物生長，將貨架期延長8～10 d；王當豐等[8]采用茶多酚與溶菌酶對4 ℃貯藏條件下的鰱魚魚丸進行保鮮研究，結果表明，茶多酚與溶菌酶組成的復合保鮮劑可抑制魚丸貯藏過程中細菌生長，延緩蛋白質降解，有效延長其貨架期。

目前尚未見關于殼聚糖、茶多酚及檸檬汁復合對虹鱒魚片貯藏品質影響的研究。試驗擬以貯藏期間虹鱒魚片的感官評分、TVB-N值、菌落總數作為評價指標，研究殼聚糖、茶多酚及檸檬汁對4 ℃貯藏虹鱒魚片的保鮮效果，并優化3種保鮮劑的配比，以期延緩虹鱒魚片貯藏期間品質的劣變，延長其貯藏期。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

虹鱒：通威(成都)三文魚有限公司；

檸檬：尤力克，四川安岳產；

平板計數瓊脂培養基(PCA)：成都市迪維樂普科技有限公司；

硼酸、鹽酸、溴甲酚綠、甲基紅、氧化鎂、高氯酸、三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸：分析純，成都市科龍化工試劑廠；

水溶性殼聚糖：食品級，脫乙酰度90%，河南榮申化工有限公司；

茶多酚：食品級，河南千志商貿有限公司；

電子分析天平：TB-214型，北京賽多利斯儀器系統有限公司；

全自動定氮儀：K-1100型，山東海能科學儀器有限公司；

電熱恒溫培養箱：SGSP-02型，黃石市恒豐醫療器械有限公司；

自動臺式滅菌鍋：TMQR-3250型，山東新華醫療器械公司；

真空包裝機：TW-BZJ-2-4型，海沃迪智能裝備股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 原料處理 鮮活鱒魚清潔暫養24 h后，于清潔無菌條件下宰殺，去皮去內臟處理后采用碎冰包裝立即運送至實驗室，將魚肉清洗干凈后取背脊肉并分割成質量相差不大的魚片(每片20～30 g)，再次用清水清洗干凈。

1.2.2 保鮮液制備

(1) 殼聚糖溶液：稱取適量殼聚糖溶解于1%乙酸溶液中，分別配制質量分數為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5% 的殼聚糖溶液。

(2) 茶多酚溶液：稱取適量茶多酚溶解于蒸餾水中，分別配制質量分數為0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30% 的茶多酚溶液。

(3) 檸檬汁溶液：將新鮮檸檬榨汁，紗布過濾果汁與果渣，用量筒量取一定體積的檸檬汁，并用蒸餾水稀釋配制體積分數為2%，4%，6%，8%，10%檸檬汁水溶液。

1.2.3 殼聚糖溶液保鮮試驗 將1.2.1步驟處理好的魚片分別于蒸餾水(對照組)，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5% 水溶性殼聚糖溶液中浸泡30 min，料液比為1∶4(g/mL)。取出后自然晾干，用PET/PE(聚對苯二甲酸二甲酯+聚乙烯)復合包裝袋進行真空包裝后于4 ℃下冷藏，每隔2 d進行微生物、理化指標檢測直至14 d，以此評定水溶性殼聚糖溶液對鱒魚的保鮮效果。

1.2.4 茶多酚溶液保鮮試驗 將1.2.1步驟處理好的魚片分別于蒸餾水(對照組)，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%茶多酚溶液中浸泡30 min，料液比為1∶4 (g/mL)。后續試驗操作步驟同1.2.3。

1.2.5 檸檬汁溶液保鮮試驗 將1.2.1步驟處理好的魚片分別于蒸餾水(對照組)，2%，4%，6%，8%，10%檸檬汁水溶液中浸泡30 min，料液比為1∶4 (g/mL)。后續試驗操作步驟同1.2.3。

1.2.6 3種保鮮劑的復配 根據Box-Behnken的設計原理，選用水溶性殼聚糖、茶多酚、新鮮檸檬汁添加量為自變量，根據單因素試驗結果確定中心響應點，設計響應面優化試驗，以在4 ℃條件下貯藏10 d的魚肉的TVB-N值作為響應值，優化3種保鮮劑的配比。

1.3 評價指標及測定方法

1.3.1 感官評價 選擇10名經過訓練的感官評價員(5男5女)，對虹鱒魚片的色澤、氣味及肉質進行評價(表1)，規定10分為最好，6分以上為較好，4分以下為腐敗變質，評價結果取感官評價員評分的平均值。

表1 虹鱒魚片的感官評分表

1.3.2 TVB-N值測定 參照文獻[9]。

1.3.3 菌落總數值測定 按GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》執行。

1.4 數據處理

采用Design-Expert 8.0.6、Excel 2006及Oringin 9.0對試驗數據進行分析處理。

2 結果與討論

2.1 殼聚糖溶液保鮮試驗

2.1.1 對魚片冷藏期間感官品質的影響 從圖1可以看出，6組魚片初始感官得分均為滿分，隨著貯藏時間的延長，對照組魚片的感官得分近乎呈直線下降，而經殼聚糖溶液處理的魚片組得分均高于對照組，且1.5%殼聚糖溶液處理組魚片在貯藏期的感官得分最高。貯藏至14 d時，6組魚片的感官得分依次為3.5，4.1，4.3，5.3，4.6，4.7分，此時對照組魚片已腐敗變質，略帶腐臭味。

圖1 殼聚糖溶液對魚片冷藏期間感官得分的影響

2.1.2 對魚片冷藏期間TVB-N值的影響 TVB-N值作為評價水產品新鮮程度的主要理化指標之一[10]，TVB-N值≤15 mg/100 g，表示新鮮；15 mg/100 g25 mg/100 g，為腐敗魚，不可食用[11]。從圖2可知，魚肉的TVB-N初始值為8.524 mg/100 g，隨著貯藏時間的延長，6組魚片的TVB-N值均呈現逐漸上升趨勢。在貯藏初期(0～2 d)，6個處理組魚肉的TVB-N值增長較為平緩，第2天后增長速度加快。隨著殼聚糖溶液濃度的增加，TVB-N值增長速度相應減緩，經1.5%，2.0%，2.5% 殼聚糖溶液處理的魚肉TVB-N值均相差不大。貯藏至第8天時，對照組，0.5%，1.0%處理組的魚肉TVB-N值分別增加至22.432，21.596，20.321 mg/100 g，此時魚肉新鮮度差；1.5%，2.0%，2.5%處理組的魚肉貯藏至第10天時TVB-N值均已超出20 mg/100 g。因此，適宜的殼聚糖溶液濃度選用1.5%為宜。比較殼聚糖溶液對魚片TVB-N值的影響，發現魚片經殼聚糖溶液處理后可延緩TVB-N值的增加，與Zahra等[12]的研究結果一致。

圖2 殼聚糖溶液對魚片冷藏期間TVB-N值的影響

2.1.3 對魚片冷藏期間菌落總數的影響 從圖3可以看出，不同殼聚糖溶液處理的魚肉在貯藏期間菌落總數呈現不斷上升的趨勢，其中在前6 d增長較為緩慢，第6天后開始加速增長，與感官結果一致。與對照組相比，經殼聚糖溶液處理后的菌落總數更低，且隨著殼聚糖溶液濃度的增加，其菌落總數增長更慢，可能是由于殼聚糖溶液在魚肉及微生物表面形成了一層具有抗菌性的半透膜，阻止了細胞與外界的物質交換[13]。貯藏至第10天時對照組及0.5%，1.0%處理組魚片的菌落總數值均超過了5×105CFU/g，根據國際微生物規格委員會(ICMSF)食品微生物限量規定[14]：魚類的菌落總數可接受水平限量值為5×105CFU/g，最高安全限量值為107CFU/g。1.5%，2.0%，2.5%處理組在第12天時菌落總數均已超出可接受水平限量值。綜合感官評分、TVB-N值及菌落總數結果分析，選用殼聚糖溶液處理濃度為1.5%為宜。

圖3 殼聚糖溶液對魚片冷藏期間菌落總數的影響

2.2 茶多酚溶液保鮮試驗

2.2.1 對魚片冷藏期間感官品質的影響 從圖4可以看出，與對照組比較，經茶多酚處理后的魚片其感官得分均更高。在貯藏初期，各組魚片色澤明亮，肉質紋理清晰，肉質飽滿有彈性；貯藏至第6天時，對照組魚片感官得分為7.4分，此時魚片顏色變暗，并伴有魚腥味產生，同時魚肉彈性開始變差；而經2.0%茶多酚溶液處理的魚片感官得分為8.7分，魚片紋理可辨，且肉質較緊實。從圖4可見，不同濃度茶多酚溶液處理的魚片組中，0.20%茶多酚溶液處理組魚片在貯藏期間綜合感官最好。

2.2.2 對魚片冷藏期間TVB-N值的影響 由圖5可知，對照組和茶多酚溶液處理組的TVB-N值隨著貯藏時間的延長均逐漸增加，其中在前6 d茶多酚處理組的TVB-N值增長較為緩慢。在貯藏期間，茶多酚處理組的TVB-N值均小于對照組，并隨著茶多酚濃度的增加，對應TVB-N值越小，但0.20%，0.25%，0.30%茶多酚溶液處理組之間TVB-N值變化趨于不明顯。貯藏至第14天時對照組TVB-N值增加至30.957 mg/100 g，此時魚肉已腐敗變質；而經不同濃度的茶多酚溶液處理后的魚片此時TVB-N值均低于30 mg/100 g。以上結果表明茶多酚能夠有效抑制鱒魚肉TVB-N值含量的增加，可能是由于茶多酚可以抑制微生物的生長繁殖，導致其對魚肉蛋白化合物分解速度減慢，從而使得胺類化合物減少[15]。

圖4 茶多酚溶液對魚片冷藏期間感官得分的影響

圖5 茶多酚溶液對魚片冷藏期間TVB-N值的影響

2.2.3 對魚片冷藏期間菌落總數的影響 從圖6可知，對照組和茶多酚溶液處理組魚片的菌落總數隨著貯藏時間的延長而逐漸增加，且對照組的菌落總數值始終高于茶多酚溶液處理組。貯藏至第10天時，對照組及0.10%，0.15%，0.20%茶多酚溶液處理組的菌落總數分別為6.25，6.12，5.94，5.87 lg (CFU/g)，均已超出魚類菌落總數可接受水平限量值；第14天時4組魚片的菌落總數均已超出107CFU/g。貯藏第12天時，0.25%，0.30%茶多酚溶液處理組的菌落總數值分別為6.32，6.13 lg (CFU/g)，超出可接受水平限量值。此外，由圖6還可知，隨著茶多酚溶液濃度的增大，其抑菌效果越為明顯，說明茶多酚能有效抑制魚肉中的微生物繁殖速度，延緩魚肉腐敗變質，與吳圣彬等[16]和鞠健等[17]的研究結果一致。因此，綜合考慮試驗結果，選用茶多酚濃度為0.20%為宜。

圖6 茶多酚溶液對魚片冷藏期間菌落總數的影響

2.3 檸檬汁溶液保鮮試驗

2.3.1 對魚片冷藏期間感官品質的影響 從圖7可知，隨著貯藏時間的延長，各組魚片的感官得分均逐漸降低；且隨著檸檬汁溶液濃度的增加，魚片的感官得分呈現先增加后下降的變化趨勢，當檸檬汁濃度為4%時，該處理組魚片的綜合感官在貯藏期與其他處理組比較是最好的。同時，從圖7還可以看出，檸檬汁溶液處理組魚片的感官得分均優于對照組，說明魚片經檸檬汁溶液處理后可較好地維持其感官品質，可能是由于檸檬汁中存在的檸檬酸及抗壞血酸等物質抑制了微生物的生長，延緩了魚肉脂肪氧化速度[18]，使得處理組魚片具有較好的感官品質。

2.3.2 對魚片冷藏期間TVB-N值的影響 由圖8可知，魚片隨著貯藏時間的延長其TVB-N值逐漸增加，且對照組的TVB-N值始終高于檸檬汁溶液處理組?？瞻捉M貯藏至第8天時TVB-N值達到22.457 mg/100 g，已達到魚肉食用臨界值。在貯藏期間，不同濃度檸檬汁溶液處理的魚片組間，6%，8%，10%檸檬汁處理組的TVB-N值差異不顯著。貯藏結束后，對照組與檸檬汁處理組的TVB-N值分別為30.399，29.792，28.963，28.635，28.712，28.684 mg/100 g。以上結果表明檸檬汁可在一定程度上延緩魚肉中TVB-N值的增加，可能是檸檬汁抑制了微生物的增長和某些蛋白酶活性，使得蛋白與非蛋白化合物分解速度減慢。

圖7 檸檬汁溶液對魚片冷藏期間感官得分的影響

圖8 檸檬汁溶液對魚片冷藏期間TVB-N值的影響

2.3.3 對魚片冷藏期間菌落總數的影響 由圖9可知，隨著貯藏時間的延長，對照組與檸檬汁處理組魚片的菌落總數均呈現逐漸上升的趨勢，且對照組菌落總數值始終低于檸檬汁處理組；隨著檸檬汁濃度的增加，其抑菌效果越好。貯藏至第14天時，對照組與2%檸檬汁處理組的樣品菌落總數分別為7.52，7.03 lg (CFU/g)，已超出107CFU/g；此時4%，6%，8%，10%處理組的菌落總數值均已超出5×105CFU/g可接受限量水平。綜上說明檸檬汁可在一定程度上抑制鱒魚片冷藏期間微生物的增長，可能是因為檸檬汁中的檸檬酸提供了一個低酸性環境，減緩了微生物的生長速度。綜合實際情況考慮，檸檬汁濃度選用4%為宜。

2.4 3種保鮮劑的復配

2.4.1 響應面試驗設計及結果 在單因素試驗的基礎上，以1.5%水溶性殼聚糖、0.20%茶多酚、4%檸檬汁為中心點，設計試驗因素水平見表2，試驗設計及結果見表3。

圖9 檸檬汁溶液對魚片冷藏期間菌落總數的影響

對表3的試驗數據進行多元回歸分析，建立TVB-N值數學模型方程式為：

Y=19.12-0.051A-0.034B-0.028C+0.007 5AB-0.040AC-0.025BC+0.069A2+0.049B2+0.047C2。

(1)

從表4可以看出，該二次多元回歸模型P<0.01，差異極顯著；失擬項P>0.05，差異不顯著，說明該回歸模型的擬合程度較好。模型的R2為0.979 2，矯正后R2為0.952 5，說明模型能較好地解釋響應值變化，可以用于鱒魚貯藏期間TVB-N值的預測。一次項A、B、C的P值均小于0.01，即證明3種保鮮劑的添加對鱒魚貯藏期間TVB-N值的影響極顯著；交互項AB、AC、BC的P值分別為0.382 3，0.001 8，0.018 9，表明殼聚糖與檸檬汁對響應值的交互影響極顯著，茶多酚與檸檬汁對響應值的交互影響顯著，殼聚糖與茶多酚對響應值的交互影響不顯著；同時二次項A2、B2、C2對響應值的影響均極其顯著。

表2 響應面試驗因素水平設計表

表3 響應面試驗設計與結果

2.4.2 響應面分析與優化 從圖10(a)～(c)中可以看出，殼聚糖與茶多酚的等高線圖為圓形，反之檸檬汁與殼聚糖、茶多酚的等高線圖均為橢圓形，說明殼聚糖、茶多酚分別與檸檬汁之間交互作用顯著，而殼聚糖與茶多酚交互作用不顯著，此結果與回歸方程的偏回歸系數顯著性檢驗結果一致。從圖10(d)～(f)可以看出，當處于編碼范圍(-1，0)時，兩種保鮮劑之間存在顯著的協同效用，此時TVB-N值隨著兩者添加量的增加而減少；當兩者均處于0水平時，達到最佳協同作用；當兩種保鮮劑處于編碼范圍(0，1)時，TVB-N值隨著兩者添加量的增加而增加，此時兩種保鮮劑劑的作用表現為拮抗作用。

2.4.3 驗證實驗 經Design-Expert 8.0.6 軟件進行數據處理分析，當回歸模型中TVB-N值達到最低值19.09 mg/100 g 時，3種保鮮劑的最優濃度為：1.75%殼聚糖，0.25%茶多酚，4.98%檸檬汁。按照上述配比進行3次平行驗證實驗，所得樣品的感官得分、TVB-N值、菌落總數值分別為7.9分，19.12 mg/100 g，5.23 lg (CFU/g)。而對照組魚片的感官得分、TVB-N值及菌落總數值分別為5.4分，24.52 mg/100 g，6.25 lg (CFU/g)，說明該復合保鮮劑具有較好的保鮮效果。

表4 回歸方程系數顯著性檢驗?

? *表示差異顯著，P<0.05； **表示差異極顯著，P<0.01。

圖10 保鮮劑交互影響TVB-N值的等高線圖和響應曲面圖

3 結論

殼聚糖、茶多酚、檸檬汁作為保鮮劑均對虹鱒魚片具有保鮮效果，在單因素試驗基礎上，利用Box-Behnken響應面試驗設計對篩選出的3種保鮮劑較優濃度進行組合優化確定最佳配比濃度為：1.75%殼聚糖，0.25% 茶多酚，4.98%檸檬汁。通過驗證實驗表明復配保鮮劑對冷藏虹鱒魚片具有良好的保鮮效果，可延緩貯藏期間魚片的感官變化及魚肉蛋白質等含氮物質的分解，同時對微生物的生長具有一定的抑制作用。