透明質(zhì)酸涂膜對鯽魚微凍貯藏保鮮效果的影響

郭 麗 王 鵬 姜 喆 郭艷利 - 周鳳超 - 柴云雷 -

(綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江 綏化 152061)

隨著冷鏈技術(shù)和超市零售業(yè)的快速發(fā)展，生鮮凈魚的低溫銷售克服了傳統(tǒng)活魚銷售模式中運(yùn)輸難、損耗大、生鮮垃圾多等缺點，方便了現(xiàn)代快節(jié)奏生活的消費者需求，逐漸成為行業(yè)趨勢。鯽魚在中國各地均有養(yǎng)殖，其魚肉營養(yǎng)豐富，結(jié)締組織少，水分含量高，組織酶類活性高，很難長時間保持新鮮[1-3]。為了有效提高生鮮凈魚貯藏品質(zhì)，有研究人員[4-6]采用低溫與殼聚糖、海藻酸鈉等大分子物質(zhì)形成的凝膠體涂膜保鮮魚肉，減緩魚體內(nèi)水分蒸發(fā)與汁液流失，并具有較好的隔氧、抑菌作用。但殼聚糖存在溶解性差、對pH的依賴性強(qiáng)和機(jī)械性能不佳，離子交聯(lián)型海藻酸鈣水凝膠在生理條件下無法長期保持穩(wěn)定等缺點。因此，開發(fā)天然、安全、高效的生物保鮮劑具有重要的研究價值。

透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid，HA)作為動物細(xì)胞基質(zhì)的主要成分顯示出多種重要生理功能，如保水性、抗菌性、清除自由基、黏彈性、潤滑性、成膜性、調(diào)節(jié)細(xì)胞功能、促進(jìn)傷口愈合、生物相容性等[7-8]，自2008年衛(wèi)生部公布HA作為新資源食品后，已應(yīng)用于果汁、豆奶、果凍等食品中[9]，而將透明質(zhì)酸作為天然涂膜材料應(yīng)用于水產(chǎn)品貯藏的研究還未見報道。本研究擬采用不同濃度的HA涂膜與微凍技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于鯽魚的貯藏保鮮，分析HA涂膜對鯽魚肉TVB-N、TBA、電導(dǎo)率、pH值、持水力、色度和質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)的影響，為開發(fā)新型、安全的魚肉保鮮方法提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

生鮮鯽魚：黑龍江綏化市華晨超市；

透明質(zhì)酸：分析純，山東福瑞達(dá)生物化工有限公司；

2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

硫代巴比妥酸(TBA)、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠：分析純，天津光復(fù)精細(xì)化工研究所；

三氯乙酸：分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電子天平：AB104-N型，上海第二天平儀器廠；

食品加工機(jī)：EFP307L型，伊萊克斯(中國)電器有限公司；

pH計：PB-10型，德國賽多利斯集團(tuán)；

紫外可見分光光度計：752型，上海析譜儀器有限公司；

臺式低速離心機(jī)：80-2B型，湖南星科科學(xué)儀器有限公司；

高速冷凍離心機(jī)：GL-16G-II型，上海市安亭科學(xué)儀器廠；

數(shù)字電導(dǎo)率儀：FE38-Meter型，瑞士梅特勒-托利多國際貿(mào)易有限公司；

自動凱氏定氮儀：K9840型，海能(濟(jì)南)儀器有限公司；

色差計：CR-400/410型，柯尼卡美能達(dá)控股株式會社；

質(zhì)構(gòu)儀：TA-XT.puls型，英國 Stable Micro System公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗內(nèi)容 將購買的每條重量約為700 g的鮮活鯽魚用裝有冰塊的泡沫箱在1 h內(nèi)運(yùn)至實驗室，在碎冰上迅速進(jìn)行分割，去頭、去內(nèi)臟、去尾、去皮，在軀干部從腹鰭向背鰭均勻分割為上下兩部分，長約12 cm，寬約5～8 cm，流水快速沖洗干凈后用濾紙吸干，涂抹不同濃度HA，放置于裝有5%冰鹽混合液的套桶夾層中，于-3 ℃的微凍環(huán)境中貯藏。試驗分為4組，第1組為空白組，第2～4組分別涂抹濃度為0.3%，0.6%，0.9%的HA溶液，將不同濃度HA溶液完整均勻地涂抹于分割魚肉表面，晾干后表面形成一層透明、光亮、均勻的保護(hù)膜。每隔6 d測定各指標(biāo)。測定前，將鯽魚肉用食品加工機(jī)均質(zhì)為均勻肉糜，參數(shù)條件為12 000 r/min，間歇式打磨1 min，持水力、質(zhì)構(gòu)測定樣品按需要切成大小不同的鯽魚肉塊。

1.2.2 TVB-N的測定 按GB 5009.228—2016的自動凱氏定氮儀法執(zhí)行，平行測定3次。

1.2.3 pH值的測定 鯽魚肉均質(zhì)化后，按GB 5009.237—2016測定pH值，平行測定3次。

1.2.4 電導(dǎo)率的測定 校準(zhǔn)電導(dǎo)率儀后，稱取3 g均質(zhì)樣品，用去離子水配制成濃度為10%的溶液，用玻璃棒攪拌混勻，靜置30 min后過濾，取濾液測定電導(dǎo)率值，平行測定3次。

1.2.5 TBA的測定 參照文獻(xiàn)[10]，平行測定3次。

1.2.6 持水力的測定 參照文獻(xiàn)[11]，修改如下：稱取5 g鯽魚肉塊(精確至0.000 1 g)，用濾紙包住，放入離心管中，3 000 r/min 離心15 min，取出樣品稱重，按式(1)計算樣品持水力。平行測定3次。

(1)

1.2.7 色差的測定 取均質(zhì)樣品裝于直徑6 cm，高度為4 cm 的稱量瓶，將色差儀垂直輕壓在樣品表面，接觸面無空氣，迅速測定L*、a*、b*數(shù)值，做平行試驗，測定6次。

1.2.8 質(zhì)構(gòu)的測定 沿肌纖維方向?qū)Ⅵa魚肉分割為2 cm×1 cm×1 cm的肉塊，并沿著垂直于肌纖維方向測定肉柱的剪切力值。測定參數(shù)：測定探頭為HDP/BSW，測試前和測試中的速度均為1.5 mm/s，測試后速度1 cm/s，下壓距離20 mm，數(shù)據(jù)獲取率200 pps，觸發(fā)力40 g，平行測定6次。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行組間的差異顯著性分析，P<0.05時為差異顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 微凍貯藏過程中生化指標(biāo)的變化

2.1.1 TVB-N的變化 由圖1可知，在微凍貯藏初期，未經(jīng)HA處理和0.3% HA處理的鯽魚肉TVB-N呈緩慢增加趨勢，0.6%和0.9% HA處理的鯽魚肉TVB-N呈現(xiàn)下降趨勢，原因是低溫抑制了內(nèi)源蛋白酶活性的增長和微生物的繁殖，使非蛋白氮物質(zhì)氧化脫氨作用減弱，同時也抑制了微生物對鯽魚中蛋白質(zhì)的降解作用[12-13]。在貯藏12 d后，鯽魚肉中TVB-N增速變大，微生物生長繁殖代謝產(chǎn)生的外源蛋白酶作用于魚體蛋白質(zhì)，加速了蛋白質(zhì)分解，最終導(dǎo)致TVB-N的含量不斷增長[14]，與唐文艷等[15]在4 ℃下對鯽魚進(jìn)行異硫氰酸烯丙酯殼聚糖涂膜保鮮得到的結(jié)果一致。

圖1 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中TVB-N 含量的變化

Figure 1 Changes of TVB-N contents in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

在微凍貯藏期間，不同濃度HA處理的鯽魚肉中TVB-N≤10.94 mg/100 g，符合GB 2733—2015《鮮、凍動物性水產(chǎn)品》規(guī)定：TVB-N≤20 mg/100 g。未經(jīng)HA處理的鯽魚肉TVB-N含量最高，貯藏24 d內(nèi)，增加了39.14%；涂抹HA的鯽魚肉TVB-N含量增加較小，各處理之間差異顯著(P<0.05)，經(jīng)0.9% HA處理的鯽魚肉TVB-N含量增加最緩慢，可能是達(dá)到一定黏彈性的HA與細(xì)胞周基質(zhì)(pericellular matrix , PCM)相互作用形成分子屏障，阻擋有害物質(zhì)對細(xì)胞造成損傷[16]。說明黏彈性相對較大的HA溶液(0.9%)能夠較好地延緩鯽魚蛋白質(zhì)的降解速度。

2.1.2 pH值的變化 微凍貯藏過程中鯽魚肉的pH值呈先上升后下降的趨勢，見圖2。貯藏初期，鯽魚肉的pH值變化不明顯，可能是鯽魚肉發(fā)生了糖酵解反應(yīng)，產(chǎn)生乳酸，中和了堿性的TVB-N；在貯藏中期，隨著TVB-N的不斷增加，pH值也逐漸增加，并隨著TVB-N增加速度的加快而快速上升[17]，同時氨基酸等堿性物質(zhì)分解，也會導(dǎo)致鯽魚肉pH值升高；在貯藏后期，pH值出現(xiàn)了下降趨勢，原因是糖酵解反應(yīng)生成的乳酸、ATP和磷酸肌酸等物質(zhì)分解為磷酸等酸性物質(zhì)，導(dǎo)致鯽魚肉的pH值降低[18]。未經(jīng)處理的鯽魚肉pH值變化幅度最大，與不同濃度HA處理的鯽魚肉pH值變化差異顯著(P<0.05)，與陸利霞等[19]在0 ℃溫度下貯藏鯽魚測得的pH值相近。

圖 2 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中pH值的變化

Figure 2 Changes of pH in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

2.1.3 電導(dǎo)率的變化 鯽魚在貯藏末期電導(dǎo)率呈增加趨勢，見圖3。鯽魚肉蛋白質(zhì)、脂肪等被微生物分解成大量小分子物質(zhì)，產(chǎn)生大量離子，從而使魚肉浸出液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，隨著貯藏時間的延長，魚肉被分解的程度越來越高，分解產(chǎn)物逐漸增多，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，導(dǎo)致鯽魚肉新鮮度變差[20]。本試驗結(jié)果與何其等[21]在-5 ℃溫度下對羅非魚貯藏的結(jié)果相似。

圖3 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中電導(dǎo)率的變化

Figure 3 Changes of conductivity in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

未經(jīng)HA處理的鯽魚肉電導(dǎo)率增加幅度最大，與經(jīng)HA處理的鯽魚肉電導(dǎo)率變化差異顯著(P<0.05)，但HA處理之間差異不顯著(P>0.05)。說明HA涂抹于鯽魚肉表面可延緩鯽魚在微凍貯藏過程中品質(zhì)的劣變。

2.1.4 TBA的變化 鯽魚肉中不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生丙二醛，進(jìn)一步與TBA反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，以此來反映肉類和水產(chǎn)品脂肪氧化程度。由圖4可知，鯽魚肉在微凍貯藏過程中丙二醛含量逐漸增加，貯藏初期增加較緩慢(P>0.05)，貯藏12～24 d時增幅明顯變大(P<0.05)。在微凍貯藏前期微生物和酶的作用受到抑制，隨著貯藏時間的延長，冰晶對細(xì)胞破壞作用加快，鯽魚肉脂肪更易發(fā)生氧化，同時鯽魚肉中脂肪酸的雙鍵易氧化成氫過氧化物，氫過氧化物不穩(wěn)定又進(jìn)一步分解產(chǎn)生醛、酮、醇、酸等小分子物質(zhì)，導(dǎo)致鯽魚肉中丙二醛的含量增加[22]。

未經(jīng)HA涂膜處理的鯽魚肉丙二醛含量較高，從0.038 mg/kg 增加到0.290 mg/kg，與劉敏等[23]將鯽魚經(jīng)殼聚糖涂膜處理，貯藏在4 ℃溫度下得到的結(jié)果一致，丙二醛含量的變化范圍也相同。其中，涂抹0.6%，0.9% HA的鯽魚肉丙二醛增加幅度小于0.3%HA處理和未經(jīng)HA涂膜處理的(P<0.05)。研究[16]表明，高黏彈性的HA可使細(xì)胞免受氧衍生自由基的破壞，原因是高黏彈性的HA可在細(xì)胞周圍形成屏障，阻止刺激因子與細(xì)胞的接觸，從而抑制氧衍生自由基的產(chǎn)生；而低濃度的HA由于黏彈性降低，抑制氧衍生自由基的作用減弱。

圖4 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中丙二醛含量的變化

Figure 4 Changes of malondialdehyde contents in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

2.2 微凍貯藏過程中物理指標(biāo)的變化

2.2.1 持水力的變化 鯽魚肉在微凍貯藏條件下的持水力總體呈下降趨勢，見圖5。在貯藏過程中，細(xì)胞內(nèi)外冰晶的形成對細(xì)胞內(nèi)組織結(jié)構(gòu)及蛋白活性產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致鯽魚肉的持水力降低。與-20 ℃凍藏條件相比，微凍條件下魚體內(nèi)僅部分凍結(jié)，微生物和各種酶的作用受到抑制，同時這部分冰晶對魚體內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)損傷較小，因此微凍貯藏能較好地保持魚肉的持水力[24]。貯藏24 d時，未經(jīng)HA涂膜處理的鯽魚肉持水力降幅最大(下降了19.1%)，涂抹0.9% HA的持水力降幅最小(僅下降了9.1%)，未經(jīng)HA涂膜處理與涂膜處理的鯽魚肉持水力之間差異顯著(P<0.05)。

2.2.2 色差的變化 由圖6、7可知，微凍貯藏過程中鯽魚肉L*值一直處于較平穩(wěn)狀態(tài)，a*值的變化趨勢是先上升后下降。在貯藏前期肌球蛋白含量較低且變性不明顯，導(dǎo)致貯藏18 d內(nèi)a*值上升幅度較?。籥*值在貯藏末期下降幅度較大，可能是魚肉的肌紅蛋白在貯藏過程中氧化成高鐵肌紅蛋白導(dǎo)致的，本試驗a*值變化趨勢與曹雷鵬等[25]在(0.5±0.5) ℃溫度下貯藏草魚得到的結(jié)果相似。

圖5 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中持水力的變化

Figure 5 Changes of water-holding capacity in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖6 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中L*值的變化

Figure 6 Changes ofL*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖7 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中a*值的變化

Figure 7 Changes ofa*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

微凍貯藏過程中鯽魚肉中b*值呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，見圖8。隨著脂肪氧化程度的加大，產(chǎn)生的羰基化合物增多，這些化合物能夠與游離氨基酸或肽發(fā)生非酶促褐變反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)了b*值的變化，在貯藏過程中，b*值是逐漸上升的，可能是隨著貯藏時間的延長，蛋白質(zhì)逐漸變性，引起魚肉表面色澤的變化，導(dǎo)致b*值上升。

未經(jīng)HA涂膜處理的鯽魚肉a*、b*值最高，變化幅度最大，涂抹0.9% HA的鯽魚肉表面色澤要好于0.3%和0.6% 處理的(P<0.05)，因此，涂抹不同濃度的HA能在一定程度上對鯽魚肉的顏色變化起到保護(hù)作用。

2.2.3 質(zhì)構(gòu)的變化 鯽魚肉的剪切力隨貯藏時間的延長呈下降趨勢(圖9)，原因是肌球蛋白分子聚集變形導(dǎo)致鯽魚肉內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而剪切力逐漸下降。在貯藏前期剪切力下降明顯(P<0.05)，在貯藏12 d后，剪切力變化差異不顯著(P>0.05)。

圖8 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中b*值的變化

Figure 8 Changes ofb*value in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

圖9 HA涂膜處理鯽魚肉在微凍貯藏中剪切力的變化

Figure 9 Changes of shear force in HA-coated meat of crucian carp during superchilling storage

未經(jīng)HA處理的鯽魚肉剪切力下降程度最大，試驗結(jié)果與何其等[21]將羅非魚片在-5 ℃貯藏60 d得到的結(jié)果類似。經(jīng)不同濃度HA處理的鯽魚肉變化趨勢較小，其中涂抹0.9% HA的鯽魚肉的剪切力變化幅度最小，與其他各處理之間差異顯著(P<0.05)。說明涂抹HA有利于維持鯽魚肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

3 結(jié)論

(1) 不同濃度HA涂膜結(jié)合微凍貯藏處理延緩了鯽魚肉TVB-N、電導(dǎo)率和TBA的增加，持水力的下降，色澤和質(zhì)構(gòu)的降低。其中，涂抹0.9% HA對微凍鯽魚肉保鮮效果最好，在貯藏24 d時，與未經(jīng)HA處理樣品相比，鯽魚肉的TVB-N、電導(dǎo)率和TBA分別下降了16.5%，12.3%，368.6%，持水力增加了12.9%，剪切力提高了20.5%。

(2) HA結(jié)合微凍技術(shù)可延緩鯽魚肉品質(zhì)的下降，使鯽魚肉在24 d內(nèi)保持較高新鮮度。后續(xù)可對透明質(zhì)酸的抑菌作用、保鮮作用機(jī)制進(jìn)行深入研究，以更好地為天然涂膜保鮮材料的研發(fā)提供理論依據(jù)。

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