三種生物保鮮劑結合冷藏對菊黃東方鲀的保鮮效果

邱楚雯，施永海，劉智禹，袁新程，王韓信

(1.上海市水產研究所，上海市水產技術推廣站，上海 200433；2.福建省海洋生物增養殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門 361013；3.福建省水產研究所，福建 廈門 361013)

水產品是人類食物蛋白質和其他必須營養物質的重要來源，被認為是谷類和牛奶之后人類食用的食物蛋白質的第三大來源，受到越來越多消費者的喜愛。然而，水產品具有水分含量高、蛋白質和不飽和脂肪酸穩定性較差的特點，易腐敗變質，其新鮮程度下降則會嚴重降低其食用品質和商業價值。先進的水產品保鮮技術有利于促進水產行業的發展。目前，國內外水產品保鮮技術主要包括物理、化學和生物保鮮等[1-3]。然而氣調包裝或冷藏、化學防腐劑、熱處理等技術并不能完全防止腐敗細菌滋生。生物保鮮劑作為一類新型保鮮劑，能夠抑制有害細菌繁殖，保持食品原有風味和營養價值，具有安全、無害、來源廣、成本低等優點，已成為近年來保鮮領域的研究熱點[4]。生物保鮮劑根據來源不同，可分為植物源、動物源與微生物源保鮮劑[5-6]。 生物保鮮劑的作用機理主要包括4個方面：含有抗菌、抑菌的活性物質，可抑制食品中有害微生物的生長；具有抗氧化的活性物質，可防止食品氧化變質；可抑制食品中酶的活性，防止食品被水解而加速腐爛變質；可在食品表面形成一層隔離膜，隔離其與氧氣的接觸，減少水分的散失，防止微生物的污染[5]。

水產品保鮮中常用的生物保鮮劑包括殼聚糖、茶多酚、乳酸鏈球菌素、細胞內溶素、溶菌酶等。茶多酚(Tea polyphenol，TP)對水產品具有抗氧化、抗菌的作用，抑制微生物的生長，延緩脂肪氧化，能顯著提高白鱸魚[7]、鰱魚[8]、泥鰍[9]、草魚[10]、羅非魚[11]、鯽魚[12]、帶魚[13]等魚類的貯藏品質，且能有效去除魚腥味，延長水產品貨架期[14]。乳酸鏈球菌素(Nisin)又名乳酸鏈球菌肽，是一種由乳酸鏈球菌產生的多肽物質[15]，其能夠抑制大部分革蘭氏陽性菌的生長[16]，尤其對耐熱芽孢桿菌、肉毒梭狀芽孢桿菌與單增李斯特菌有明顯的抑制作用，進入人體后即被蛋白酶分解為多種氨基酸，因此是一種天然安全的食品抑菌劑[17]，在食品領域中得到廣泛應用[18-19]。溶菌酶(Lysozyme)又稱胞壁質酶或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶，是一種葡萄糖苷酶[20]，其對革蘭氏陽性微生物非常敏感，但對革蘭氏陰性微生物沒有明顯的抑菌作用[4]。溶菌酶在水產品防腐保鮮中的應用可以分為單一溶菌酶與溶菌酶復合劑[21]。

菊黃東方鲀(Takifuguflavidus)具有較高的經濟價值、味道鮮美，在中國它被認為是價值突出的魚類養殖品種之一[22-23]。河鲀的特殊鮮味與其肌肉所含的氨基酸及核苷酸化合物有關，包括甘氨酸、賴氨酸、丙氨酸、5′-肌苷酸等[24]。菊黃東方鲀主要分布在東海、黃海沿海水域和渤海海灣[25]。隨著河鲀市場的開放，產品種類不斷增加，然而針對東方鲀肌肉保鮮劑的研究還比較少。針對不同生物保鮮劑存在抑菌效果局限性的特點，本研究選用三種生物保鮮劑(茶多酚、乳酸鏈球菌素、溶菌酶)分別對菊黃東方鲀魚塊進行保鮮實驗，探索不同濃度保鮮劑的保鮮效果，以期篩選出高效的保鮮劑，改善菊黃東方鲀的保鮮效果，為今后有針對性地研究復合生物保鮮劑提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮活菊黃東方鲀(200～250 g)，當日早晨捕撈于上海市水產研究所奉賢科研基地池塘，帶水運至實驗室。該試驗用魚為基地人工繁殖培育的菊黃東方鲀。

1.2 方法

1.2.1 菊黃東方鲀前處理

敲擊鮮活菊黃東方鲀頭部致死，去皮取肉，分割成25 g左右的魚塊，用無菌水清洗干凈，用吸水紙將肉表面的水分吸干，浸泡在不同種類不同濃度的生物保鮮劑溶液中，5 min后撈出置于不銹鋼網籃中自然瀝干至肉塊表面無水滴，裝于自封袋內冷藏。空白組(記為CK)直接裝袋冷藏。茶多酚不同濃度(0.1%、0.3%、0.5%、0.7%)處理組，分別標記為T0.1、T0.3、T0.5、T0.7；乳酸鏈球菌素不同濃度(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%)處理組，分別標記為N0.1、N0.2、N0.3、N0.4；溶菌酶不同濃度(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)處理組，分別標記為L0.1、L0.2、L0.3、L0.4、L0.5。

1.2.2 保鮮劑的制備

茶多酚用蒸餾水配制成0.1%、0.3%、0.5%、0.7%濃度梯度的溶液；乳酸鏈球菌素用蒸餾水配制成0.1%、0.2%、0.3%、0.4%濃度梯度的溶液；溶菌酶用蒸餾水配制成0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度梯度的溶液。

1.2.3 菊黃東方鲀冷藏期間理化及微生物指標的測定方法

1)菌落總數的測定

按照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》的方法[26]進行測定。

2)揮發性鹽基氮的測定

按照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》的自動凱式定氮儀法[27]進行測定。

3)汁液流失率的測定

1.4 數據處理

采用Origin 2017 作圖，利用SPSS 16.0 進行方差分析，顯著性水平設P<0.05為顯著。

2 結果

2.1 保鮮劑對菊黃東方鲀菌落總數的影響

由表1可知，所有處理組的菌落總數在貯藏前期增長較為緩慢，尤其是乳酸鏈球菌素組和溶菌酶組，隨后致腐菌適應了環境溫度后開始迅速增長，菊黃東方鲀肉質逐漸腐敗，營養逐漸消耗，菌落總數因競爭增長趨向平緩。空白組的菌落總數持續增加，貯藏至第10天時達到5.52 lg(CFU/g)，顯著高于其他處理組。對于保鮮劑茶多酚，在貯藏10 d時，0.5%、0.7%組濃度處理組的菌落總數分別為4.71、4.46 lg(CFU/g)，其他濃度處理組均達到5 lg(CFU/g)以上，但由于0.7%濃度處理組的汁液流失嚴重，因此0.5%為最佳保鮮濃度。乳酸鏈球菌素處理組菌落總數顯著低于空白組(P<0.05)，各濃度乳酸鏈球菌素處理組均顯著(P<0.05)抑制腐敗菌的生長，其中0.2%濃度處理組保鮮效果最好，在冷藏第15天時，菌落總數僅為4.44 lg(CFU/g)，其他處理組均有異味，因此0.2%濃度為最佳保鮮濃度。各濃度的溶菌酶均可以顯著抑制菌落的增殖，不同濃度處理組在貯藏10 d時的菌落總數均顯著(P<0.05)低于空白組。在不同濃度處理組中，0.1%和0.3%濃度組在貯藏10 d時，菌落總數較小，分別為4.26和4.68 lg(CFU/g)，二者差異不顯著(P>0.05)。

表1 不同生物保鮮劑對菊黃東方鲀菌落總數的影響

2.2 保鮮劑對菊黃東方鲀揮發性鹽基氮的影響

揮發性鹽基氮(TVB-N)是水產品鮮度的常用指標，它是指在酶和微生物的作用下，蛋白質分解產生的氨和胺類等堿性含氮物質與腐敗過程中分解產生的有機酸結合而成的鹽基態氮的總稱[28]。由圖1～圖3可看出，各保鮮劑處理組的TVB-N值增長均緩于空白組，表明保鮮劑能延緩肉的腐敗變質。茶多酚處理組顯著低于空白組(P<0.05)，0.1%、0.3%、0.5%和0.7%茶多酚處理組在貯藏15 d時，TVB-N值分別為13.13、13.57、13.39、13.25 mg/100 g，均在食用范圍內。乳酸鏈球菌素處理組在貯藏第15天時不同濃度處理組TVB-N值均顯著低于空白組，0.1%、0.2%和0.4%濃度處理組的TVB-N 值分別為13.11、13.16、13.20 mg/100 g，均在食用范圍內，三者之間差異不顯著(P>0.05)；結合菌落總數分析結果，乳酸鏈球菌素處理組的最佳濃度是0.2%。溶菌酶處理組也可以顯著(P<0.05)減緩TVB-N值的上升，在貯藏第15天時，0.3%、0.4%和0.5%濃度處理組的TVB-N值分別為12.89、12.97、12.77 mg/100 g，均顯著低于空白組(P<0.05)，未達到食用上限，三者差異不顯著；鑒于高濃度處理組的汁液流失較嚴重，0.3%濃度處理組是最佳選擇。

2.3 保鮮劑對菊黃東方鲀汁液流失率的影響

汁液流失率反映了肉在貯藏過程中汁液流失的情況。由圖4～圖6可看出，所有處理組的汁液流失率均呈現上升的趨勢，所有保鮮劑處理組較空白組汁液流失更為嚴重。在貯藏第15天時低濃度0.1%茶多酚組汁液流失較嚴重，汁液流失率達8.19%，而0.5%茶多酚處理組在貯藏前15 d，汁液流失率顯著低于其他處理組(P<0.05)，從一定程度上保護了魚塊的品質，這可能是因為濃度增大，形成的較厚保鮮膜可以防止汁液流出；此外乳酸鏈球菌素處理組的汁液流失也較為嚴重，均顯著高于空白組(P<0.05)。不同乳酸鏈球菌素濃度處理組中，0.2%濃度乳酸鏈球菌素處理組的汁液流失率顯著低于其他處理組，在貯藏第15天時，汁液流失率為6.91%。從整體來看，菊黃東方鲀汁液流失率隨著溶菌酶濃度的增大而升高，高濃度0.5%溶菌酶處理組汁液流失率顯著高于其他處理組，因此高濃度的溶菌酶不適合作為菊黃東方鲀的生物保鮮劑；在貯藏15 d時，0.1%和0.3%濃度溶菌酶處理組的汁液流失率分別為6.23%和6.01%，二者之間差異不顯著(P>0.05)，但顯著低于其他處理組(P<0.05)，結合菌落總數及揮發性鹽基氮研究結果，溶菌酶最佳選擇濃度為0.3%。

3 討論

大多數水產品的腐敗主要是由微生物的作用引起的，活菌數的增加和水產品新鮮程度有著密切的關系。新鮮水產品的細菌總數為102～104CFU/g，初期腐敗的細菌總數為106CFU/g左右，當增加到107～108CFU/g時，便會有強烈的腐敗臭味[29]。蘇紅等研究生物保鮮劑結合冰溫貯藏對紅鰭東方鲀的保鮮效果時發現貯藏第10天時，1.5%海藻酸鈉組的菌落總數為4.74 lg(CFU/g)；在貯藏第10天時，0.5%檸檬酸組、0.9%植酸組的菌落總數分別為4.96、6.88 lg(CFU/g)；1.0%百里酚組的在貯藏第25天時菌落總數僅為4.33 lg(CFU/g)[30]，可見不同保鮮劑對魚肉的保鮮作用效果差異較大。與本研究結果類似，菊黃東方鲀在貯藏10 d時，0.5%濃度茶多酚組和0.3%濃度溶菌酶組的菌落總數分別為4.71、4.68 lg(CFU/g)；而0.2%濃度乳酸鏈球菌素組在貯藏15 d時的菌落總數僅為4.44 lg(CFU/g)。篩選最適保鮮劑有助于更有效地提升水產品保鮮效果。

魚貯藏過程中，揮發性鹽基氮的值會因魚肉中酶和微生物共同作用分解蛋白質，不斷產生氨及胺類等堿性含氮物質而增大[31-32]。根據GB 2733—2015《食品安全國家標準 鮮、凍動物性水產品》[33]，揮發性鹽基氮的限量標準為淡水魚、蝦≤20 mg/100 g，海水魚、蝦≤30 mg/100 g。但對不同種類的水產品，人們所能接受的最大揮發性鹽基氮值也不同，因而在對不同的水產品研究時應該根據具體的揮發性鹽基氮的值來判斷新鮮程度[29]。蘇紅等研究認為紅鰭東方鲀在貯藏第10天菌落總數為5.13 lg(CFU/g)，接近食用上限，此時TVB-N值為13.98 mg/100 g[30]。而本研究中0.1%茶多酚處理組第10天的菌落總數為5.12 lg(CFU/g)，接近周然等研究中暗紋東方鲀的食用上限[5.0 lg(CFU/g)]，此時的TVB-N值為13.45 mg/100 g。由此推測菊黃東方鲀食用上限的TVB-N值略高于暗紋東方鲀(12 mg/100 g)[34]，低于紅鰭東方鲀(13.98 mg/100 g)。

在貯藏過程中，流出的汁液為微生物提供了良好的繁殖場所，會加快肉的腐敗變質。目前生物保鮮劑對肉質汁液流失影響方面的研究較少，研究較多的是氣調保鮮下的汁液流失。本研究得出在冷藏條件下0.5%濃度的茶多酚、0.2%濃度的乳酸鏈球菌素及0.3%濃度的溶菌酶處理組在貯藏第15天時汁液流失分別為6.06%、7.39%及6.01%。蘇紅等研究發現生物保鮮劑處理組均比空白組汁液流失大[30]，這與本研究結果類似。但蘇紅等研究結果顯示1.5%海藻酸鈉貯藏第10天時，汁液流失率為 0.37%；0.5%檸檬酸、0.9%植酸在貯藏第15天時，汁液流失率分別為1.26%、3.98%；1.0%百里酚在貯藏25 d時，汁液流失率為3.65%[30]。本研究中冷藏條件下菊黃東方鲀的汁液流失率與冰溫條件下紅鰭東方鲀研究結果相比偏高，這可能與貯藏溫度和東方鲀種類不同有關。

4 結論

綜上所述，不同濃度保鮮劑抑制了菊黃東方鲀肉質中菌落的生長，菌落總數增長較為緩慢，尤其是乳酸鏈球菌素組和溶菌酶組，貯藏15 d時的菌落總數仍在6 lg(CFU/g)以下，揮發性鹽基氮值升高減緩。高濃度的茶多酚、溶菌酶抑菌效果較好，但汁液流失較嚴重。0.2%濃度的乳酸鏈球菌素對菊黃東方鲀的作用效果略顯優勢，貯藏15 d時的菌落總數僅為4.44 lg(CFU/g)，TVB-N值為13.16 mg/100 g，但保鮮劑處理組汁液流失較為嚴重。綜合考慮各項指標，確定0.5%茶多酚、0.2%乳酸鏈球菌素及0.3%溶菌酶對菊黃東方鲀的保鮮效果均最佳。這為今后探索利用復合生物保鮮劑擴大抑菌譜、延長菊黃東方鲀貨架期提供了數據支持。