3種保鮮劑對沙光魚片的保鮮效果

王靈昭，伊澤全，郝雪瑩，顏冬梅，于維霞，柏楊，邱春江，杜云建

（1.江蘇海洋大學海洋生命與水產學院/江蘇省海洋生物資源與生態(tài)環(huán)境重點實驗室，江蘇連云港222005；2.連云港百鮮屋食品有限公司，江蘇連云港222199）

沙光魚（Synechogobius hasta）學名“矛尾復蝦虎魚”，屬鱸形目、蝦虎魚科、復蝦虎魚屬，多生長于黃海海域。沙光魚多脂肪、色白細膩、煮湯鮮濃、風味獨特、營養(yǎng)豐富，民間有“十月沙光賽羊湯”之說。然而，魚體死后，肌肉在內源酶和微生物作用下發(fā)生僵直、解僵、自溶和腐敗變質[1-2]，導致肌肉保水性下降、組織軟爛、失去光澤、鮮度下降甚至喪失[3]。因此，研究方便、經濟、高效的魚類加工品保鮮技術具有現實意義。

目前，魚類保鮮法主要有低溫保鮮、化學保鮮、生物保鮮和氣調保鮮等。化學保鮮是利用各種添加物的殺菌、抑菌、抗氧化作用，單獨或制備成試劑與其他方法相結合的保鮮方法[4]。化學法保鮮具有方法簡單、成本低、保鮮程度高的特點。磷酸鹽對提高肉制品保水性具有良好作用，三聚磷酸鹽及焦磷酸鹽可以通過改變蛋白質電荷的電勢來提高肉體系的離子強度，并使其偏離等電點，使電荷之間相互排斥，在蛋白質之間產生更大的空間，肉組織可包容更多水分從而提高保水性；六偏磷酸鹽能螯合金屬離子，減少金屬離子與水的結合，使蛋白質結合更多水分而提高保水性[5]。趙立艷等[6]分別將牛肉用磷酸鹽溶液浸漬處理后，結果表明：焦磷酸鹽和三聚磷酸鹽極顯著地改善了牛半鍵肌的嫩度并降低了蒸煮損失。茶多酚、乳酸鏈球菌素均對微生物的生長繁殖具有抑菌作用[7-8]，可阻止微生物對魚體的降解，從而達到保水作用。歐陽濤等[9]使用茶多酚對冷藏草魚進行保鮮處理，發(fā)現茶多酚能夠明顯抑制細菌生長繁殖，降低揮發(fā)性鹽基氮，減緩感官品質的下降速度。李清秀等[10]使用納他霉素與乳酸鏈球菌素結合的方法處理雞肉，結果顯示添加0.049 g/kg的乳酸鏈球菌素和500 mg/L的納他霉素處理的雞肉保鮮效果最好。沙光魚經過清洗、挑選、分級、三去、開片等處理可加工成沙光魚片，沙光魚片可進一步被加工成各種冷凍或冷藏的調理食品，因此沙光魚片產品市場廣闊。但是，沙光魚肌肉高水分、高蛋白、高不飽和脂肪酸，含有水分76.32%、粗蛋白18.06%、粗脂肪1.52%，總脂肪含有22.20%的多不飽和脂肪酸和10.20%的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸[11]。而且，沙光魚片片薄、肉質易松散。這些原因導致沙光魚片在貯藏期間鮮度極易下降甚至喪失。目前，雖然有關魚片的保鮮研究較多[12-18]，但是尚未見有關沙光魚片的保鮮報道。沙光魚片特定的成分和形態(tài)決定了其保鮮技術不同于其他魚片。因此，本研究以沙光魚片為對象，研究復合磷酸鹽、茶多酚、乳酸鏈球菌素3種保鮮劑應用于沙光魚片的保鮮效果，以期為沙光魚片的流通和貯藏提供保鮮技術。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙光魚片：連云港百鮮屋食品有限公司；三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉：河南多之源生物科技有限公司；茶多酚：廣東信源食品配料有限公司；乳酸鏈球菌素：浙江銀象生物工程有限公司；氯化鈉、甘油、95%乙醇：國藥集團化學試劑有限公司；試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

YXQ-LS-50SII型立式壓力蒸汽殺菌鍋：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；RS-JR09A型絞肉機：合肥榮事達小家電有限公司；TGL-16M型臺式高速冷凍離心機：上海盧湘儀離心機儀器有限公司；DNP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏試驗設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 單一保鮮液處理對沙光魚片品質的影響

復合磷酸鹽保鮮液：將復合磷酸鹽（六偏磷酸鈉∶焦磷酸鈉∶三聚磷酸鈉質量比=2∶2∶1）配成2%濃度的保鮮液；茶多酚保鮮液：配成0.07%茶多酚濃度的保鮮液；乳酸鏈球菌素保鮮液：配成0.1%乳酸鏈球菌素濃度的保鮮液。

把沙光魚片分別放入上述不同濃度的保鮮液中浸漬20 min（以蒸餾水處理作為空白組），撈出后瀝去表面水分，裝入聚乙烯自封袋中，置于冰箱中冷藏（4±0.5）℃。每隔2 d取樣，分析樣品的感官指標、菌落總數、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）等指標，做3次平行試驗。

1.3.2 復合保鮮液的研制

復合磷酸鹽、茶多酚、乳酸鏈球菌素對食品保鮮的作用機理和效果各不相同[5-7]，因此將這三者復配以研制復合保鮮液可為沙光魚片的保鮮提供新技術。以沙光魚片的失水率為響應值，利用Design-Expert 8.0軟件進行Box-Behnken試驗設計和數據處理，研究茶多酚（X1）、復合磷酸鹽（X2）和乳酸鏈球菌素（X3）對沙光魚片失水率的影響，以期研制復合保鮮液。樣品處理如所述，其中浸漬20 min，8 d后測定樣品失水率。在單因素預試驗的基礎上，Box-Behnken試驗因素水平表如表1所示。

表1 沙光魚片保鮮響應面試驗因素水平表Table 1 Table of Synechogobius hasta fillets fresh-keeping response surface factor level

1.3.3 感官評價

采用5位食品專業(yè)人員組成的小組對樣品進行感官評價，具體標準如表2所示。

1.3.4 菌落總數、TVB-N及失水率分析

菌落總數分析執(zhí)行GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》中的方法；TVB-N分析執(zhí)行GB 5009.228-2016《食品安全國家標準食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的微量擴散法。

表2 沙光魚片的感官質量評價標準Table 2 Standards for sensory evaluation of Synechogobius hasta fillets

失水率的分析采用離心法：將樣品取出，擦去表面水分，記錄離心前樣品質量，然后在離心管的底部墊上濾紙，將樣品放在濾紙上置4℃下離心（4 000 r/min，15 min），記錄樣品離心后質量。

失水率/%=（1-離心后樣品質量/離心前樣品質量）×100

1.3.5 數據統計分析

采用SPSS Statistics V17.0軟件對試驗數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 單一保鮮液處理對沙光魚片品質的影響

單一保鮮液處理對沙光魚片品質的影響見圖1。

圖1 單一保鮮液處理對沙光魚片品質的影響Fig.1 Effect of single fresh-keeping agent treatment on the quality of Synechogobius hasta fillets

如圖1A所示，同一處理的樣品感官評分均隨貯藏時間的延長而下降；樣品分別貯藏2、6、8 d時，不同處理的樣品在相同貯藏時間下的感官評分無顯著性差異（P＞0.05）；樣品分別貯藏 4、10 d 時，相同貯藏時間下只有茶多酚處理與空白樣品的感官評分有顯著性差異（P＜0.05）；樣品貯藏 10 d時，復合磷酸鹽、茶多酚、乳酸鏈球菌素處理的樣品中，茶多酚處理的感官評分最高，且只有該處理的感官評分顯著地高于空白（P＜0.05）。此外，復合磷酸鹽處理的產品會帶有輕微澀味。總的來說，茶多酚處理的樣品感官評分最高。

如圖1B所示，同一處理的樣品菌落總數均隨貯藏時間的延長而上升；相同貯藏時間下，空白樣品的菌落總數均顯著高于其他處理（P＜0.05），復合磷酸鹽、乳酸鏈球菌素處理的樣品菌落總數無顯著性差異（P＞0.05），而茶多酚處理的樣品菌落總數均顯著低于其他處理（P＜0.05）；同時，各國家對水產品的菌落總數限定值一般為 1×105CFU/g～5×105CFU/g[19-20]，此試驗條件下空白的樣品菌落總數在8 d就超標了，其余處理組均未超標。

如圖1C所示，同一處理的樣品TVB-N值均隨貯藏時間的延長而上升；貯藏時間大于2 d時，空白樣品的TVB-N值均顯著高于其他處理（P＜0.05）；樣品分別貯藏2、4 d時，茶多酚處理的樣品TVB-N值顯著地低于其他處理的樣品（P＜0.05）；樣品分別貯藏 6、8、10 d時，茶多酚處理與乳酸鏈球菌素處理的TVB-N值無顯著性差異（P＞0.05），但貯藏樣品至10 d時，僅有茶多酚處理的樣品TVB-N值顯著地低于復合磷酸鹽處理的樣品（P＜0.05）。空白樣品在貯藏6 d之后，TVB-N值迅速增長，原因可能在于菌落總數的快速上升（如圖1B所示）導致微生物作用于蛋白質產生氨及胺類物質。TVB-N是水產品中主要的鮮度指標，魚的TVBN值大于30 mg/100 g時不可食用[21]。貯藏10 d時，空白樣品的TVB-N值達到31.6 mg/100 g，超出限量標準（30 mg/100 g）而不可食用，而其他處理樣品的TVB-N值均低于限量標準。

圖1的結果表明，不同的單一保鮮液處理均能有效保鮮沙光魚片，其中經茶多酚保鮮液處理的樣品感官品質最好，抑制揮發(fā)性鹽基氮增長、菌落總數上升的效果也最優(yōu)。

當前，復合保鮮劑是將具有不同功能的保鮮劑協同使用，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢以提高產品保鮮效果，已成為保鮮劑研究的主要方向之一。水產品的保水性是其重要質量指標，能簡單直觀的判斷產品的嫩度、鮮度及感官品質，會直接影響產品保質期、反映產品的鮮度[22-23]。尚校蘭等[24]和丁武等[25]均以保水性為衡量指標，優(yōu)化產品保鮮配方。失水率可以直接反映產品的保水性。復合磷酸鹽是常用的食品保水劑，但茶多酚、復合磷酸鹽、乳酸鏈球菌素對食品保鮮的作用機理和效果各不相同，三者復配對沙光魚片失水率的影響值得研究，因為復配的協同增效可能會減少復合磷酸鹽用量，同時賦予產品更好的感官品質以及更優(yōu)的揮發(fā)性鹽基氮和菌落總數指標。圖1的結果表明，所有樣品貯藏8 d時菌落總數和TVB-N值均不超標。因此，本文將茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素進行復配，通過Box-Behnken試驗設計，深入研究茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響，以期研制復合保鮮液。

2.2 復合保鮮液的研制

2.2.1 響應面分析

Box-Behnken試驗設計及結果見表3，響應面二次模型的方差分析見表4。

表3 Box-Behnken試驗設計及失水率響應值Table 3 Box-Behnken design and response for water loss rate

表4 響應面二次模型的方差分析Table 4 ANOVA for response surface quadratic model

利用Design-Expert軟件對表3的試驗結果進行響應面二次模型擬合和方差分析。所擬合的數學模型反映了茶多酚（X1）、復合磷酸鹽（X2）和乳酸鏈球菌素（X3）3個自變量和響應值（沙光魚片失水率）的關系，其方程式見式1。

所擬合的響應面模型必須具有足夠的必要性且擬合度良好，否則可能導致錯誤的結果[26]。由表4可知，模型的P=0.001 0＜0.05，表明模型顯著；失擬項的P=0.850 9＞0.1，表明失擬項不顯著。這兩個P值說明模型擬合度良好。模型判定系數R2定義為可解釋的變異占總變異的比值，該值越接近1說明模型的預測值和真實值越接近[27]。模型判定系數R2=0.947 9，說明建立的模型能解釋響應值變化的94.79%，可以用該模型預測茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素構成的復合保鮮液對沙光魚片失水率的影響。

各模型項P值越小，其對響應值影響程度越大，P＜0.05表明影響顯著。因此，各因素對沙光魚片失水率的影響程度順序為復合磷酸鹽（X2）＞茶多酚（X1）＞乳酸鏈球菌素（X3），其中復合磷酸鹽和茶多酚對響應值均有顯著影響。

2.2.2 茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響

茶多酚和復合磷酸鹽對沙光魚片失水率的影響見圖2。

圖2 茶多酚和復合磷酸鹽對沙光魚片失水率的影響Fig.2 Effects of tea polyphenol and compound phosphate on the water loss rate of Synechogobius hasta fillets

由圖2可知，當乳酸鏈球菌素濃度為定值0.15%時，茶多酚濃度的持續(xù)增加導致沙光魚片失水率先降低后升高。復合磷酸鹽對失水率的影響趨勢類同茶多酚：隨著復合磷酸鹽濃度的增加，失水率降低到一定值后，繼而又有所升高。此外，圖2的響應曲面呈鐘罩型程度較弱，說明茶多酚和復合磷酸鹽的交互作用不顯著，這與表3的結果一致（模型項X1X2的P＞0.1）。

茶多酚和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響見圖3。

圖3 茶多酚和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響Fig.3 Effects of tea polyphenol and nisin on the water loss rate of Synechogobius hasta fillets

由圖3可知，當復合磷酸鹽濃度為定值1.25%時。茶多酚濃度、乳酸鏈球菌素濃度的持續(xù)增加均導致沙光魚片失水率先降低后升高。此外，圖3的響應曲面呈鐘罩型程度較弱，說明茶多酚和乳酸鏈球菌素的交互作用不顯著，這與表3的結果一致（模型項X1X3的P＞0.1）。復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響見圖4。

圖4 復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素對沙光魚片失水率的影響Fig.4 Effects of compound phosphate and nisin on the water loss rate of Synechogobius hasta fillets

由圖4可知，當茶多酚濃度為定值0.07%時。復合磷酸鹽、乳酸鏈球菌素濃度的持續(xù)增加均導致沙光魚片失水率先降低后升高。此外，圖4的響應曲面呈鐘罩型程度較弱，說明茶多酚和乳酸鏈球菌素的交互作用不顯著，這與表3的結果一致（模型項X2X3的P＞0.1）。

綜合圖2、圖3和圖4可知，茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素只有在特定濃度時才能使沙光魚片失水率達到最低值。此外，茶多酚為多羥基化合物，乳酸鏈球菌素的化學本質是多肽類化合物，兩者分子結構中的親水性基團能夠和水分子產生親水相互作用而束縛沙光魚片中的水分。但是，這三者復配成保鮮液使用時，磷酸鹽濃度過高可能會導致魚片中的水分流失，茶多酚和乳酸鏈球菌素的濃度過高可能會由于競爭作用而使魚片中的水分流失，從而導致樣品失水率有所升高，有關機理值得深入研究。此外，出于經濟上考慮，各組分的濃度不適宜過高。

2.2.3 最佳試驗條件預測與驗證

通過Design-Expert軟件對所擬合的方程式（式1）求解，在試驗的因素水平范圍內預測復合保鮮液的最佳配方為茶多酚0.07%、復合磷酸鹽1.25%、乳酸鏈球菌素0.15%，此條件下沙光魚片失水率達到最低值7.70%。在此條件下進行3次驗證性試驗，測得的沙光魚片失水率為（7.68±0.52）%，與理論預測值7.70%的相對誤差很小，說明上述擬合的方程式對響應值的預測非常可靠。本研究中復合保鮮液處理樣品的時間為8 d，該復合保鮮液作用下沙光魚片的貨架期尚需進一步研究。

3 結論

以感官評分、菌落總數、揮發(fā)性鹽基氮為指標，研究了復合磷酸鹽、茶多酚、乳酸鏈球菌素在特定濃度下作為單一保鮮液對沙光魚片的保鮮效果。在此基礎上，以失水率為指標，通過響應面法的Box-Behnken試驗設計，深入研究了茶多酚、復合磷酸鹽和乳酸鏈球菌素復配而成的保鮮液對沙光魚片的保鮮效果。結果表明，3種單一保鮮液分別處理沙光魚片時，經茶多酚保鮮液處理的樣品感官品質最好，其抑制樣品揮發(fā)性鹽基氮增長、菌落總數上升的效果也最優(yōu)。復合磷酸鹽、茶多酚、乳酸鏈球菌素的復配研究表明，最佳配方為茶多酚0.07%、復合磷酸鹽1.25%、乳酸鏈球菌素0.15%，該配方中復合磷酸鹽和茶多酚對沙光魚片失水率均有顯著影響（P＜0.05）。沙光魚片經此復配保鮮液處理后，樣品冷藏8 d時的失水率為7.68%。研究結果對沙光魚片保鮮提供了技術及其理論參考。