殼聚糖對(duì)梅魚(yú)魚(yú)丸微生物菌群和品質(zhì)的影響

儀淑敏，朱軍莉，勵(lì)建榮,*，林 毅

(1.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310035；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所，山東 濟(jì)南 250100)

殼聚糖對(duì)梅魚(yú)魚(yú)丸微生物菌群和品質(zhì)的影響

儀淑敏1,2，朱軍莉1，勵(lì)建榮1,*，林 毅1

(1.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310035；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所，山東 濟(jì)南 250100)

殼聚糖是一種良好的食品生物保鮮劑，研究添加0、0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%殼聚糖的梅魚(yú)魚(yú)丸在真空包裝條件下0℃貯藏過(guò)程中微生物菌相和品質(zhì)變化。結(jié)果表明：添加0.5%殼聚糖可以使梅魚(yú)魚(yú)丸的貨架期明顯延長(zhǎng)；能顯著抑制梅魚(yú)魚(yú)丸中微生物的生長(zhǎng)，對(duì)其中的優(yōu)勢(shì)微生物腸桿菌、假單胞菌、微球菌/葡萄球菌等均能有效抑制(P＜0.05)，添加量低于0.5%則抑菌效果不明顯；且pH值和總揮發(fā)性鹽基氮明顯降低，能顯著增加魚(yú)丸硬度，對(duì)彈性影響不大。

殼聚糖；梅魚(yú)魚(yú)丸；微生物；質(zhì)構(gòu)

梅魚(yú)，又名梅童魚(yú)，梅童魚(yú)屬，石首魚(yú)科，是生活在西太平洋中的一種常見(jiàn)的魚(yú)類(lèi)，主要分布在黃海和東海，是我國(guó)海洋捕撈的重要品種，產(chǎn)量較大，一般和其他魚(yú)類(lèi)一起作為魚(yú)糜加工的原料。魚(yú)糜制品是指以鮮魚(yú)肉或冷凍魚(yú)糜為原料，添加食鹽、輔料等進(jìn)行擂潰成魚(yú)漿后，再成型、加熱制成有彈性的凝膠狀食品的總稱(chēng)。

殼聚糖為甲殼素脫乙酰化的天然產(chǎn)物[1]，是由氨基葡萄糖通過(guò)β-1,4-糖苷鍵連接起來(lái)的直鏈多糖，化學(xué)名為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖，分子式為(C6H13NO5)n，具有廣譜抗菌性[2-3]，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌等都有很強(qiáng)的抑制作用[4]。殼聚糖應(yīng)用于水產(chǎn)品保鮮也有很多報(bào)道，涂膜保鮮能顯著降低對(duì)蝦仁及蝦的細(xì)菌總數(shù)、TVB-N值等品質(zhì)指標(biāo)，且殼聚糖涂濃度對(duì)保鮮效果影響較大[5]；殼聚糖和硫代苯甲酰殼聚糖保鮮牡蠣，除蠟樣芽孢桿菌外，對(duì)抑制細(xì)菌的繁殖都具有很好的效果[6]；殼聚糖-凝膠制成一種包裝材料也非常適合于魚(yú)肉餅的防腐[7]。本實(shí)驗(yàn)主要研究殼聚糖對(duì)魚(yú)糜制品(梅魚(yú)魚(yú)丸)保鮮作用以及在貯藏過(guò)程中微生物菌相變化規(guī)律和品質(zhì)變化的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冷凍梅魚(yú)魚(yú)糜 浙江興業(yè)集團(tuán)有限公司；殼聚糖(脫乙酰度：90%～95%) 寧波市鎮(zhèn)海海鑫生物制品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

拍打均質(zhì)機(jī) 西班牙IUL公司；高壓滅菌鍋 英國(guó)Astell公司；厭氧培養(yǎng)箱400-M 英國(guó)Ruskinn公司；KJELTEC2300全自動(dòng)定氮儀 瑞典福斯特卡托公司；CM-14斬拌機(jī) 西班牙Mainca公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 魚(yú)丸制作工藝

魚(yú)丸樣品配方(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))：魚(yú)肉65%～70%、淀粉15%～20%、水15%、鹽3%、殼聚糖(分別添加0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.5%)。

魚(yú)丸制作工藝流程：流水解凍梅魚(yú)魚(yú)糜→斬拌1min→添加鹽、淀粉、水(不同比例的殼聚糖溶解于水中)→繼續(xù)斬拌20min→成型→水浴(40～45℃)凝膠化20min→沸水煮3min→冷卻→真空包裝→貯藏

1.3.2 貯藏實(shí)驗(yàn)

將魚(yú)丸分袋真空包裝后，于0℃貯藏，分別在l、7、15、22d和29d取樣測(cè)定細(xì)菌總數(shù)、TVB-N值、pH值以及進(jìn)行感官分析。每次隨機(jī)取樣3袋，取平均值。1.3.2.1 微生物的測(cè)定

將處理后的樣品分別在l、7、15、22d和29d測(cè)定總細(xì)菌、微球菌/葡萄球、腸桿菌、假單胞菌屬、乳酸菌菌屬、腸球菌屬的數(shù)量。菌落總數(shù)按GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[8]進(jìn)行測(cè)定。各種腐敗菌按表1條件進(jìn)行培養(yǎng)，采用平板傾注記數(shù)法測(cè)定。各種腐敗菌按表1選擇培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件進(jìn)行培養(yǎng)。

表1 不同微生物的培養(yǎng)條件Table 1 Culture conditions for various microbes

1.3.2.2 質(zhì)構(gòu)分析

取魚(yú)丸切成1.5cm3的立方體，使用質(zhì)構(gòu)分析儀分析。設(shè)定參數(shù)為：測(cè)量前探頭下降速度：3.0mm/s；測(cè)試速度：0.5mm/s；測(cè)量后探頭回程速度：3.0mm/s；針入距離：3mm；觸發(fā)力值：5g；探頭類(lèi)型：p/5。

1.3.2.3 TVB-N值的測(cè)定

使用FOSS KJELTEC2300全自動(dòng)定氮儀，參考文獻(xiàn)[9]方法改進(jìn)測(cè)定。用無(wú)氮稱(chēng)量紙稱(chēng)量15g樣品到750mL的蒸餾管中，精確到0.1mg。加入50mL蒸餾水到蒸餾管中，并用手搖晃混合。然后加入1.0g MgO和3滴消泡劑(正辛醇)，連接到蒸餾器上。設(shè)定儀器條件為1g/100mL硼酸接收液30mL，蒸餾時(shí)間300s，然后用0.1mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定。每批樣品做空白實(shí)驗(yàn)，TVB-N值用mg N/100g表示。

1.3.2.4 pH值的測(cè)定

按GB/T 5009.45—2003《水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[10]規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 7.5繪圖，SPSS 12.0進(jìn)行方差分析。顯著性水平設(shè)置為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)的影響

圖1 殼聚糖添加量對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)的影響Fig.1 Effect of amount of added chitosan on total viable count in black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

添加不同殼聚糖含量的樣品貯藏過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。添加殼聚糖0.5%可以明顯(P＜0.05)抑制魚(yú)丸中微生物的生長(zhǎng)，在保鮮第29天細(xì)菌總數(shù)和對(duì)照組第19天的細(xì)菌總數(shù)處于同一數(shù)量級(jí)上。但殼聚糖添加量低于0.5%時(shí)，抑菌效果不明顯(P＞0.05)。對(duì)殼聚糖的抑菌機(jī)理有不同的推測(cè)：一種是殼聚糖上的陽(yáng)離子與細(xì)菌表面的陰離子結(jié)合，使得細(xì)菌磷脂蛋白吸附在殼聚糖表面來(lái)實(shí)現(xiàn)其抑菌作用的[11]；而Sudharshan等[12]認(rèn)為殼聚糖可滲入細(xì)菌細(xì)胞核中，結(jié)合DNA，抑制mRNA合成，從而阻礙了mRNA到蛋白質(zhì)的翻譯，起到抗菌作用。

2.2 魚(yú)丸貯藏過(guò)程的菌相分析

圖2 貯藏過(guò)程中梅魚(yú)魚(yú)丸菌相分析Fig.2 Change in microbial community of black-gill bighead croaker meatballs with 0.5% chitosan and without chitosan during storage at 0 ℃

由圖2可以看出，魚(yú)丸對(duì)照組中腸桿菌是主要的優(yōu)勢(shì)菌，其次是假單胞菌。Pantazi等[13]報(bào)道氣調(diào)包裝條件下魚(yú)丸中的優(yōu)勢(shì)菌為假單胞菌，是由于包裝條件和原料魚(yú)的種類(lèi)引起的。在真空包裝0℃貯藏，前9d乳酸菌和假單胞菌生長(zhǎng)速度較快，而其他微生物處于延遲期階段。經(jīng)分析，可能由于乳酸菌為厭氧菌，適應(yīng)真空包裝環(huán)境的能力較強(qiáng)，而腸桿菌為兼性厭氧菌，微球菌/葡萄球菌為好養(yǎng)或者兼性厭氧，有一個(gè)較長(zhǎng)的延遲期。進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段，各種細(xì)菌都開(kāi)始迅速生長(zhǎng)，特別是腸桿菌成為主要的優(yōu)勢(shì)菌。同時(shí)，與對(duì)照組相比，在添加0.5%殼聚糖魚(yú)丸保鮮組中，腸桿菌、假單胞菌、微球菌和葡萄球菌、乳酸菌均表現(xiàn)顯著下降，生長(zhǎng)速度也變得緩慢，特別是微球菌和葡萄球菌生長(zhǎng)幾乎受到抑制。殼聚糖處理最初腸桿菌和假單胞菌同時(shí)組成梅魚(yú)魚(yú)丸中的優(yōu)勢(shì)菌，而從第22天起腸桿菌的生長(zhǎng)速度明顯大于假單胞菌，最終成為魚(yú)丸中最主要的優(yōu)勢(shì)菌，是由于真空包裝條件下有利于腸桿菌的生長(zhǎng)，而不利于假單胞菌的生長(zhǎng)。

2.3 魚(yú)丸貯藏過(guò)程的TVB-N值變化

由圖3可見(jiàn)，所有樣品的TVB-N值在貯藏期都比較低，可能是由于魚(yú)糜加工中洗滌過(guò)程以及在魚(yú)丸的制作中有蒸煮過(guò)程可以使部分TVB-N溶解。貯藏前期殼聚糖對(duì)魚(yú)丸的TVB-N值的影響明顯(P＜0.001)；貯藏后期(15d后)殼聚糖對(duì)魚(yú)丸的TVB-N值的影響不明顯(P＞0.05)。

圖3 殼聚糖添加量對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中TVB-N值的影響Fig.3 Effect of amount of added chitosan on total volatile basic nitrogen level of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

2.4 魚(yú)丸貯藏過(guò)程的pH值變化

圖4 殼聚糖添加量對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中pH值的影響Fig.4 Effect of amount of added chitosan on pH of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

由圖4可以看出，貯藏過(guò)程中，添加殼聚糖樣品pH值明顯低于(P＜0.05)對(duì)照組樣品，處于弱酸性狀態(tài)。不同樣品之間pH值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)變化趨勢(shì)并不完全一致，說(shuō)明添加不同比例的殼聚糖對(duì)魚(yú)丸pH值得影響較大。添加殼聚糖各組的pH值在第1天下降較明顯(P＜0.05)，是由于殼聚糖本身偏酸性的原因。7d內(nèi)出現(xiàn)pH值一定程度的上升，是由于此時(shí)大量微生物生長(zhǎng)繁殖利用魚(yú)丸中的蛋白質(zhì)生成堿性含氮化合物造成pH值升高。7d以后所有樣品pH值均下降，因?yàn)榧?xì)菌生長(zhǎng)代謝利用有機(jī)小分子發(fā)酵產(chǎn)酸的緣故。

2.5 魚(yú)丸貯藏過(guò)程的質(zhì)構(gòu)變化

圖5 殼聚糖添加量對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中硬度的影響Fig.5 Effect of amount of added chitosan on hardness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0 ℃

由圖5可知，添加0.15%殼聚糖以上的樣品硬度相對(duì)比照組的硬度極顯著增加(P＜0.001)，并且隨殼聚糖添加量的增加，魚(yú)丸硬度顯著升高(P＜0.05)，殼聚糖添加量0.15%以下對(duì)魚(yú)丸的硬度影響不顯著。0℃貯藏期間，添加0.5%殼聚糖的魚(yú)丸硬度表現(xiàn)為先上升然后基本保持不變的變化趨勢(shì)，而對(duì)照組硬度基本不變。這是由于殼聚糖具有很強(qiáng)的黏附力，黏附于蛋白質(zhì)表面而從結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，而且不易降解，使得魚(yú)丸的硬度增加。

圖6 殼聚糖添加量對(duì)魚(yú)丸貯藏過(guò)程中彈性的影響Fig.6 Effect of amount of added chitosan on springiness of black-gill bighead croaker meatballs during storage at 0℃

添加不同比例殼聚糖魚(yú)丸的彈性變化如圖6所示，在貯藏前期魚(yú)丸彈性下降，但是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，在貯藏第1天添加殼聚糖后樣品的彈性有顯著下降(P＜0.05)，但是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，處理組與對(duì)照組魚(yú)丸的彈性無(wú)顯著差異(P＞0.05)，說(shuō)明在貯藏過(guò)程中殼聚糖添加對(duì)魚(yú)丸的彈性影響不明顯。

3 結(jié) 論

殼聚糖在魚(yú)丸中的添加0.5%時(shí)具有較明顯的保鮮作用，殼聚糖對(duì)主要腐敗菌有明顯的抑制作用，可明顯延長(zhǎng)魚(yú)丸的貨架期，具有較好的應(yīng)用效果?？紤]殼聚糖保鮮過(guò)程降低魚(yú)丸冷藏過(guò)程中pH值，可以同時(shí)添加一些堿性的天然保鮮劑，以減少殼聚糖對(duì)魚(yú)丸pH值的影響。因此，殼聚糖和其他生物保鮮劑的復(fù)合應(yīng)用于水產(chǎn)品將具有更廣泛價(jià)值。

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Effect of Chitosan on Microbial Community and Quality of Black-gill Bighead Croaker Meatballs

YI Shu-min1,2，ZHU Jun-li1，LI Jian-rong1,*，LIN Yi1
(1. Food Safety Key Laboratory of Zhejiang Province, College of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310035, China；2. Institute of Agro-food Science and Technology, Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100, China)

Changes in the microbial community and quality of black-gill bighead croaker meatballs with added chitosan at levels of 0, 0.05%, 0.15%, 0.25%, 0.35% and 0.5% as an excellent biological food preservative were investigated during storage at 0 ℃in a vacuum packaging environment. It wad found that adding chitosan at 0.5% could markedly extend the shelf life of black-gill bighead croaker meatballs, and inhibit microbial growth, revealing a significant (P ＜ 0.05) inhibitory effect against the dominant microbes including Enterobacteriaceae, Pseudomonads, Micrococcaceae and Staphylococcus. No obvious antimicrobial effect was observed when chitosan was added at a level of less than 0.5%; meanwhile, both the pH and total volatile basic nitrogen of blackgill bighead croaker meatballs showed a notable decrease, the harness was remarkably elevated, and little change in the springiness was observed.

chitosan；black-gill bighead croaker meatballs；microbe；texture

TS202.3

A

1002-6630(2011)05-0128-04

2010-06-30

國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2007AA091806)；浙江省重大科技專(zhuān)項(xiàng)和優(yōu)先主題計(jì)劃項(xiàng)目(2009C03017-5)

儀淑敏(1980—)，女，博士，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。E-mail：shuminyi@yahoo.com.cn

*通信作者：勵(lì)建榮(1964—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品貯藏加工及安全控制。

E-mail：lijianrong@zjgsu.edu.cn