王珠珠 王利強(qiáng),2 方丹丹 李保強(qiáng)

(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122;2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點實驗室，江蘇 無錫 214122)

三文魚屬于冷水域洄游魚類，主要分布在太平洋及大西洋北部，肉色橙紅，含有豐富的氨基酸與不飽和脂肪酸等，享有“冰海之皇”美譽(yù)[1]。由于三文魚肉中水分、可溶性蛋白質(zhì)含量高，不飽和脂肪酸易氧化，很容易發(fā)生腐敗，限制其貨架壽命[2]。目前國內(nèi)外用在生鮮魚肉銷售包裝上的多是有較好陳列效果的淺盤裹包，為避免血水堆積滋生細(xì)菌加速腐敗，采用的淺盤吸水襯墊多是聚丙烯(PP)無紡布等材料，同時肉品未經(jīng)過任何的保鮮處理，因此保鮮期往往僅有2～4 d[3]。目前國內(nèi)外多研究貯藏溫度對三文魚保鮮的影響[4-6]，鮮有關(guān)于保鮮劑對生鮮三文魚品質(zhì)影響的研究，尤其缺乏冷藏條件下，淺盤銷售包裝形式三文魚肉質(zhì)變化的相關(guān)報道。

魚鱗膠原蛋白來源于魚加工下腳料，能夠增加魚加工的經(jīng)濟(jì)附加價值，具有強(qiáng)吸水力和持水力，可防止汁液流失，抑制微生物生長[7-8]。殼聚糖可生物降解，易在細(xì)菌表面堆積從而抑制病原菌的生長，達(dá)到抗菌的目的，在食品保鮮方面應(yīng)用較為廣泛[9]，丁香油主要成分丁香酚，具有較強(qiáng)的抑制細(xì)菌和真菌作用[10]，常用于食品的防腐保鮮。為解決生鮮魚肉托盤包裝中血水堆積加速腐敗的問題，本研究擬采用魚鱗膠原蛋白、殼聚糖和丁香油為原料制備高吸濕性的海綿襯墊，研究在4 ℃冷藏條件下，比較含抗菌襯墊覆PE膜包裝、PP襯墊覆PE膜包裝以及無襯墊覆PE膜包裝對三文魚品質(zhì)變化的影響，以貨架期間魚肉的感官品質(zhì)、失重率、pH值、色差值、質(zhì)構(gòu)值、揮發(fā)性鹽基氮以及菌落總數(shù)指標(biāo)等來進(jìn)行生鮮三文魚品質(zhì)評價，為三文魚等魚類淺盤保鮮包裝保鮮技術(shù)的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

生鮮三文魚：智利深海三文魚；

PP無紡布：上海市希絲無紡布制品有限公司；

淀粉基塑料淺盤：常州龍駿天純環(huán)?？萍加邢薰?；

羅非魚鱗：雷州市烏石鎮(zhèn)龍之潤水產(chǎn)品加工廠；

胃蛋白酶：生物試劑，酶活力≥1 200.0 U/g，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

殼聚糖生物試劑：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

丁香油、吐溫80：化學(xué)純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速電動攪拌機(jī)：JB200-S型，上海標(biāo)本模型廠；

真空冷凍干燥機(jī)：Scientz-20F型，寧波新芝生物科技股份有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TMS-Pro型，美國FTC公司。

1.2 方法

1.2.1 抗菌襯墊制備 取20 g羅非魚魚鱗碎片置于燒杯中，加入300 mL去離子水、0.6 mol/L的乙酸和300 U/g的胃蛋白酶，室溫提取24 h，再將提取得到的膠原蛋白純化，在培養(yǎng)皿澆注5 mm，放入真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，即得純膠原蛋白海綿，-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

將殼聚糖加入0.5 mol/L的乙酸溶液中，配制成質(zhì)量濃度2%的殼聚糖溶液。將凍干膠原蛋白加入0.5 mol/L的乙酸溶液中溶脹24 h，配制成質(zhì)量濃度2%膠原蛋白溶液。將丁香油與乳化劑吐溫80以2∶1體積比混合并攪拌均勻得丁香油乳液。將殼聚糖溶液與膠原蛋白溶液以6∶4體積比混合并加入體積分?jǐn)?shù)1%的丁香油乳液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的甘油，配制成復(fù)合海綿溶液。在培養(yǎng)皿澆注5 mm，放于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，得到抗菌海綿襯墊，-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 樣品處理 將新鮮的三文魚切成8.0 cm×5.0 cm×0.5 cm的魚片，隨機(jī)進(jìn)行抗菌海綿襯墊覆PE膜包裝、PP襯墊覆PE膜包裝以及空白組覆PE膜包裝，分成3組，置于4 ℃恒溫冰箱中貯藏14 d。

1.2.3 新鮮度指標(biāo)測定 本試驗分別采用感官評定、化學(xué)指標(biāo)(pH值、TVB-N值)、物理指標(biāo)(失重率、色差值、質(zhì)構(gòu)值)和微生物指標(biāo)(菌落總數(shù))等來檢測三文魚肉的品質(zhì)。

(1)感官評定：參照GB/T 18108—2008建立感官評定標(biāo)準(zhǔn)。

(2)失重率：用分析天平稱量三文魚塊重量，每次做3個平行試驗，按式(1)計算失重率。

(1)

式中：

M——失重率，%；

m0——初始質(zhì)量，g；

mn——第n天質(zhì)量，g。

(3)色差值：用色差計每隔48 h測量三文魚肉色差值(L、a*、b*)。每次做3個平行試驗，按式(2)計算色差[11]。

(2)

式中：

ΔE——色差；

ΔL——所測亮度值與初始亮度值之差；

Δa*——所測紅度值和初始紅度值之差；

Δb*——所測黃度值與初始黃度值之差。

(4)質(zhì)構(gòu)值：使用球形探頭，對樣品進(jìn)行兩次壓縮質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面剖析(TPA)測試，每次做3個平行試驗。其中質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)包括硬度、黏附性、彈性、咀嚼性，各參數(shù)設(shè)計：測試速度1 mm/s，變形程度50%，最小壓力0.1 N，兩次壓縮時間間隔5 s[12]。

(5)pH值：參考文獻(xiàn)[13]的方法，取5.0 g三文魚肉攪碎并置于錐形瓶中，加入去離子50 mL震蕩30 min，靜置并過濾，測量濾液pH值，每次做3個平行試驗。

(6)揮發(fā)性鹽基氮值(TVB-N)：按GB 5009.228—2016的微量擴(kuò)散法執(zhí)行。

(7)菌落總數(shù)：按GB 4789.2—2010執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評定

如圖1所示，空白組、PP襯墊組和抗菌海綿襯墊組三文魚的感官評分均隨著時間的延長而降低。貯藏前期(0～2 d)抗菌海綿襯墊組和PP襯墊組的感官評分略高于空白組，是由于襯墊對魚肉流失汁液的吸收提升了本組的感官品質(zhì)。從第4天開始抗菌襯墊組評分開始超過其他兩組，說明抗菌海綿襯墊在貯藏過程中起到了抑菌效果，減緩了三文魚肉腐敗變質(zhì)的速度。第8天空白組和PP襯墊組三文魚肉感官評分已達(dá)5分以下，產(chǎn)生有刺激性的腐臭味。這與張新林等[5]研究4 ℃下三文魚品質(zhì)變化的結(jié)果是一致的。從感官評價看，抗菌海綿襯墊有效地延長了三文魚肉的貨架期。

圖1 三文魚肉感官評定變化Figure 1 Trends of organoleptic evaluation of salmon

2.2 失重率

重量的損失會影響魚肉的構(gòu)型外觀，影響其營養(yǎng)及口感[14]，生鮮三文魚肉在貯藏過程中失重率的變化情況如圖2所示，可以看出3組三文魚肉的失重率均隨貯藏時間的推移不斷增大。其中抗菌海綿襯墊組吸水保水性能好，失重率增大速度最快，4 ℃下冷藏2 d失重率8.55%，約為PP襯墊組的2.9倍，空白組的11.25倍。14 d 失重率達(dá)16.69%，PP襯墊組次之，空白組失重率增大速度最小，14 d失重率僅為5.93%。2～8 d 3組水分流失速度均趨緩，是由于生鮮三文魚肉自由水含量較高，隨著時間的延長，自由水含量變小，襯墊吸收水分的速度也隨之減緩。隨著貯藏時間繼續(xù)增加，三文魚肉的組織結(jié)構(gòu)逐漸松散，PP襯墊組和空白組的汁液流失速度8 d 后又有增大趨勢。

圖2 三文魚肉失重率變化Figure 2 Trends of weight loss rate of salmon

2.3 色差值

色澤是鑒別三文魚肉新鮮度的重要指標(biāo)之一。色差值ΔE<12.0表示顏色變化不明顯，ΔE>12.0表示顏色變化明顯[15]。圖3表明，隨著貯藏時間的延長，各組三文魚肉的色差值ΔE均不斷增大，8 d時PP襯墊組與空白組的色差值ΔE分別為14.4，15.9，均已超過12.0，此時抗菌海綿襯墊組的色差值ΔE僅為7.5。14 d抗菌海綿襯墊組、PP襯墊組和空白組的色差值ΔE分別為14.3，19.6，20.9。在貯藏末期三文魚橙紅肉色轉(zhuǎn)變?yōu)榘瞪?，可能是橙色的顯色物質(zhì)蝦青素等類胡蘿卜素物質(zhì)因氧化而被破壞[16]?？咕r墊組的色差變化速度明顯小于其他兩組，PP襯墊組的色差變化速度略小于空白組，說明抗菌海綿襯墊對三文魚的顏色有良好的保護(hù)作用。

圖3 三文魚肉色澤變化Figure 3 Trends of color difference of salmon

2.4 質(zhì)構(gòu)值

三文魚死后肉質(zhì)會出現(xiàn)僵直、軟化等變化，在冷藏期間肉質(zhì)的變化可以通過質(zhì)構(gòu)參數(shù)反映出來。由表1～3可知，3組三文魚肉的硬度與彈性在貯藏初期逐漸增加而后逐漸降低，在貯藏初期，肌肉組織呼吸停止，在ATP降解、內(nèi)糖原分解作用下產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使肌肉組織僵直收縮[17]。隨著貯藏時間的延長，結(jié)締組織的力學(xué)強(qiáng)度下降，三文魚肉逐漸松散，其硬度值與彈性值又降低。咀嚼性則是三文魚肌肉硬度降低、彈性減小的綜合體現(xiàn)。隨著貯藏時間的延長，魚體不飽和脂肪酸氧化和微生物的生長繁殖，使三文魚加速變質(zhì)，從而導(dǎo)致魚體肌肉組織趨軟，咀嚼性下降[18]。黏附性的逐漸增加與三文魚肉富含的不飽和脂肪酸氧化有關(guān)，脂肪氧化以及微生物分解的作用導(dǎo)致肉質(zhì)發(fā)黏。

表1 空白組三文魚肉的質(zhì)構(gòu)變化Table 1 Changes in texture of blank control group of salmon

表2 PP襯墊組三文魚肉的質(zhì)構(gòu)變化Table 2 Changes in texture of PP pad group of salmon

表3 抗菌海綿襯墊組三文魚肉的質(zhì)構(gòu)變化Table 3 Changes in texture of antibacterial sponge pad group of salmon

2.5 pH值

pH值可以作為判斷產(chǎn)品新鮮度的重要指標(biāo)。3組三文魚肉在冷藏過程中pH值的變化情況如圖4所示。貯藏初期由于魚體內(nèi)糖原在糖原酶作用下產(chǎn)生乳酸，同時ATP與磷酸肌酸等物質(zhì)分解產(chǎn)生磷酸等酸性物質(zhì)導(dǎo)致酸積累[19]，3組三文魚肉pH值均有小幅降低，抗菌海綿襯墊組在第6天達(dá)到最低，PP襯墊組和空白組均在第4天達(dá)到最低。隨貯藏時間不斷增加，3組三文魚肉的pH值有不同程度地增大。這是由于魚體內(nèi)的蛋白質(zhì)在微生物及自溶酶的作用下不斷分解，積累氨、二甲胺等胺類以及其他含氮化合物等堿性物質(zhì)[20]。第14天，抗菌襯墊組、PP襯墊組和空白組的pH值分別為6.92，7.11，7.16?？咕r墊組的pH值的增加速度低于其他兩組，表明抗菌海綿襯墊在三文魚儲藏后期起到了很好地抑制微生物的作用。

圖4 三文魚肉pH值變化Figure 4 Trends of pH value of salmon

2.6 揮發(fā)性鹽基氮值

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是判斷魚類品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，在貯藏過程中，魚類蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)在內(nèi)源酶和微生物的作用下分解，產(chǎn)生胺類及其他含氮化合物等堿性揮發(fā)物質(zhì)[21]，TVB-N含量越高，生鮮魚肉品質(zhì)越差。圖5顯示，在0～2 d兩組襯墊處理組與空白組無顯著差異，而在4～14 d時3組TVB-N值呈現(xiàn)顯著差異，儲藏前期，由于微生物增殖速率與蛋白質(zhì)分解速率較低，三文魚新鮮度良好，TVB-N值增加緩慢，4 d之后，三文魚TVB-N 值增加速度開始增大。根據(jù)GB 2733—2015，當(dāng)TVB-N值≤10 mg/100 g時，三文魚肉新鮮度最好，屬于一級鮮度；當(dāng)TVB-N值≤20 mg/100 g時新鮮度較差，仍可食用；三文魚的TVB-N值≤30 mg/100 g才符合食用標(biāo)準(zhǔn)。由圖5可知，抗菌海綿襯墊組的TVB-N值在14 d超過食用標(biāo)準(zhǔn)，PP襯墊組和空白組則分別在12，10 d超過食用標(biāo)準(zhǔn)。表明抗菌海綿襯墊可有效延緩三文魚肉在貯藏過程中微生物及內(nèi)源酶對蛋白質(zhì)的分解，在淺盤保鮮包裝中起到一定的保鮮效果。

圖5 三文魚肉TVB-N含量的變化Figure 5 Trends of TVB-N value of salmon

2.7 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)是評價水產(chǎn)品污染程度的常用指標(biāo)，生鮮三文魚的水分含量高，且含有大量的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸等，微生物不斷分解魚肉中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，并利用這些分解產(chǎn)物作為其繁殖的營養(yǎng)來源，不斷增殖，引起魚體的腐敗變質(zhì)。這與圖6顯示冷藏三文魚菌落總數(shù)值總體隨著儲藏時間的延長呈現(xiàn)增加的趨勢一致，10 d后曲線增長趨勢放緩，可能是微生物數(shù)量在儲藏中期增速較快，后期相互競爭魚體營養(yǎng)物質(zhì)。在1～2 d空白組與襯墊組的菌落總數(shù)無顯著差異，而在4 d后抗菌海綿襯墊組與其他兩組的差異顯著，說明抗菌海綿襯墊在三文魚肉的淺盤包裝中起到了抑菌作用。根據(jù)國際食品微生物委員會(ICMSF)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[22]，生鮮魚類的菌落總數(shù)不得超過106CFU/g。圖6表明，空白組三文魚肉在第6天已超過106CFU/g，抗菌襯墊組在第10天超過106CFU/g。由此可知，抗菌海綿襯墊在三文魚肉冷藏過程中具有良好的保鮮效果，可將其貨架期延長約4 d。

圖6 三文魚肉菌落總數(shù)的變化Figure 6 Trends of total number of colonies of salmon

3 結(jié)論

本研究以魚鱗膠原蛋白和殼聚糖為基材，將添加丁香油為抗菌劑制備的抗菌海綿襯墊應(yīng)用于三文魚肉的保鮮，結(jié)果表明抗菌海綿襯墊有效延緩了三文魚肉的腐敗速率，抑制細(xì)菌的生長，并改善了其感官品質(zhì)，4 ℃條件下保存的生鮮三文魚肉貨架期延長2～4 d，且該抗菌海綿襯墊綠色可降解，在生鮮魚肉的淺盤包裝領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

本研究選用的抗菌劑屬于揮發(fā)油，后期研究可以將抗菌劑包裹在微膠囊中，使抗菌劑有效緩釋，達(dá)到更好的抑菌效果。