南美白對(duì)蝦的冷藏特性及生物保鮮劑對(duì)腐敗菌的抑制作用

吳佩君,唐樹平,彭名軍,馬廣智,汪光華,楊 喆,王靜輝,黃儒強(qiáng),*

(1.華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東廣州510631;2.上海玖旭化妝品有限公司,上海201613;3.廣州市食品檢驗(yàn)所,廣東廣州510410)

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南美白對(duì)蝦的冷藏特性及生物保鮮劑對(duì)腐敗菌的抑制作用

吳佩君1,唐樹平2,彭名軍3,馬廣智1,汪光華1,楊 喆1,王靜輝1,黃儒強(qiáng)1,*

(1.華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東廣州510631;2.上海玖旭化妝品有限公司,上海201613;3.廣州市食品檢驗(yàn)所,廣東廣州510410)

以感官評(píng)價(jià)、pH、菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮為測(cè)定指標(biāo),探究冷藏南美白對(duì)蝦的貨架期。為了提高南美白對(duì)蝦冷藏期間的品質(zhì),用濾紙片法探究山棯子黃酮提取物、茶多酚、溶菌酶和Nisin對(duì)南美白對(duì)蝦腐敗菌的抑制效果,并用二倍稀釋法測(cè)定最小抑菌濃度(MIC)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在4 ℃條件下,整蝦貨架期為3 d;茶多酚對(duì)惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、魯氏不動(dòng)桿菌和嗜水氣單胞菌有抑制作用,MIC分別為0.12、016、0.06、0.18和0.14 g·100 mL-1;山棯子黃酮提取物可以抑制惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、蠟樣芽胞桿菌和魯氏不動(dòng)桿菌,MIC分別0.40、0.50、0.20、0.90和0.40 g·100 mL-1。溶菌酶對(duì)蠟樣芽胞桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌有抑制作用,MIC分別為0.18、0.04和0.02 g·100 mL-1,Nisin可以抑制魯氏不動(dòng)桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌,MIC分別為0.20、0.05和0.04 g·100 mL-1。綜合來說,山棯子黃酮提取物和茶多酚可以抑制部分的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌,而溶菌酶和Nisinz主要抑制革蘭氏陽(yáng)性菌。

南美白對(duì)蝦,山棯子黃酮提取物,茶多酚,乳酸鏈球菌素,溶菌酶,抑菌

南美白對(duì)蝦,學(xué)名凡納濱對(duì)蝦,殼薄體肥,肉質(zhì)細(xì)嫩,蛋白質(zhì)含量高,脂肪和碳水化合含量都極低,且富含微量元素,是膳食的理想食材[1]。南美白對(duì)蝦在捕撈、加工和銷售等環(huán)節(jié)中很容易受微生物侵染而腐敗變質(zhì),并且蝦頭富含多酚氧化酶,加速氧化分解反應(yīng),導(dǎo)致蝦體變軟變黑,降低了南美白對(duì)蝦的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。

表1 南美白對(duì)蝦感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Grading standard of Penaeus Vannamei sensory assessment

目前應(yīng)用于南美白對(duì)蝦保鮮的生物保鮮劑有茶多酚、溶菌酶、殼聚糖、乳酸鏈球菌和抗壞血酸等。茶多酚是一類多酚化合物,包括黃烷醇類、黃色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類。近年來的研究表明茶多酚具有抗氧化、清除自由基和抑制微生物生長(zhǎng)等多種生理活性[3]。溶菌酶因其溶解細(xì)菌細(xì)胞壁而得名,其作用機(jī)理是切斷N-乙酰壁酸和乙酰葡萄糖胺之間的β-1,4糖苷鍵,但是單獨(dú)溶菌酶的防腐保鮮作用有一定的的局限性,主要表現(xiàn)在其特異性高,只能分解芽孢細(xì)菌的活細(xì)胞,而不能分解芽孢;只對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有較強(qiáng)的抑制作用,對(duì)革蘭氏陰性菌幾乎不起作用[4]。乳酸鏈球菌,縮寫為Nisin,能有效殺死或者抑制引起食品腐敗的革蘭氏陽(yáng)性菌,對(duì)產(chǎn)生孢子的細(xì)菌,如芽孢桿菌也有較強(qiáng)的抑制作用[5],但是在貯藏過程中,pH、溫度等因素的改變也會(huì)影響Nisin的活性。

近年來,關(guān)于植物提取物的抑菌性研究報(bào)道越來越多,本實(shí)驗(yàn)室一直在研究山棯子黃酮提取物的抗氧化性、抗腫瘤性、降血脂等功能[6],但尚未涉及抑菌性研究,并且國(guó)內(nèi)外關(guān)于山棯子黃酮提取物的抑菌性報(bào)道甚少,因此,本研究旨在比較通過比較山棯子黃酮提取物、茶多酚、溶菌酶和Nsin對(duì)南美白對(duì)蝦腐敗菌的抑制效果,為今后的復(fù)配保鮮劑提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南美白對(duì)蝦 購(gòu)自廣州市番禺區(qū)海鷗島養(yǎng)殖技術(shù)研發(fā)基地;乳酸鏈球菌素(Nisin)(1200 U/g) 浙江銀象生物技術(shù)有限公司;茶多酚(多酚≥98%) 成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司;溶菌酶(20000 U/mg) 美國(guó)Amresco公司;山棯子 市售;腐敗希瓦氏菌、蠟樣芽胞桿菌、魯氏不動(dòng)桿菌、藤黃微球菌、惡臭假單胞菌、嗜水氣單胞菌、哥倫比亞腸球菌 均由華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院325實(shí)驗(yàn)室篩選并保藏;營(yíng)養(yǎng)肉湯、瓊脂 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;其它化學(xué)試劑 均為分析純。

YXQ-LS-50SII立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司;ZHJH-1109B超凈工作臺(tái) 上海智城分析儀器制造有限公司;SP-02Y生化培養(yǎng)箱 黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司;PHS-3SpH計(jì) 上海大普儀器有限公司;K9840全自動(dòng)凱氏定氮儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 南美白對(duì)蝦采樣后加氧?；钸\(yùn)到實(shí)驗(yàn)室,挑選鮮活、完整、色澤鮮亮、大小均一的個(gè)體,加冰猝死,流水洗凈。隨機(jī)分為8組,每組10頭,置于保鮮盒中于4 ℃冷藏,每天取一組樣品測(cè)定相關(guān)指標(biāo)[7]。

1.2.2 山棯子黃酮類提取物的制備 取2000 g山棯子干燥粉碎,經(jīng)70%乙醇浸提過濾濃縮后,上樣于AB8大孔樹脂,60%乙醇洗脫,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至膏狀,真空干燥,稱重定量,最終質(zhì)量為100 g[8]。

1.2.3 南美白對(duì)蝦貯藏特性

1.2.3.1 感官評(píng)定 由5名具有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)人員組成評(píng)定小組,按照表1對(duì)整蝦的氣味、外觀和肉質(zhì)3個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分,此表參照Reilly[9]加以調(diào)整,總分值在9分(極鮮)和0分(完全腐敗)之間,6分以下表明樣品已不可食用。

1.2.3.2 pH測(cè)定 稱取2.00 g蝦肉,用無菌研缽研磨,并置于試管中,加入18 mL滅菌蒸餾水,攪拌均勻靜置10 min,過濾后用精密酸度計(jì)測(cè)定其pH。

1.2.3.3 菌落總數(shù)測(cè)定 根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2-2010[10]中食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)的測(cè)定方法測(cè)定,平行3次。

1.2.3.4 TVB-N含量測(cè)定 根據(jù)中國(guó)人民共和國(guó)水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SC/T 3032-2007[11]中水產(chǎn)品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定方法測(cè)定。

1.2.4 山棯子黃酮提取物、茶多酚、Nisin和溶菌酶的抑菌效果測(cè)定 用濾紙片法探究Nisin、溶菌酶、山棯子黃酮提取物和茶多酚對(duì)冷藏南美白對(duì)蝦腐敗菌的抑菌效果。Nisin用pH為2～3檸檬酸配制出1 g/100 mL的母液,山棯子黃酮提取物、溶菌酶和茶多酚用蒸餾水分別配制成5、0.5、2 g/100 mL母液,用二倍稀釋法探究其最小抑菌濃度(MIC)[12],以有抑菌圈形成的保鮮劑濃度作為依據(jù),稀釋成連續(xù)的5個(gè)濃度梯度,接入用生理鹽水稀釋而成的細(xì)菌濃度約為 5×105CFU/m L的菌懸液1 mL,120 r/min、30 ℃條件下振蕩培養(yǎng)12 h,期間每隔2 h在600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定一次光密度值,每次均以無菌培養(yǎng)基為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)零,觀察光密度的變化,以O(shè)D值不變的最小濃度為該保鮮劑對(duì)該腐敗菌的最小抑菌濃度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用3次平行實(shí)驗(yàn)的平均值,數(shù)據(jù)間的差異性使用SPSS 19.0中的Duncan法進(jìn)行方差分析和多重比較。結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,數(shù)據(jù)曲線利用Origin Pro V8.5軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 南美白對(duì)蝦貯藏特性的變化

2.1.1 感官評(píng)定 由圖1可看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),整蝦呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。初始評(píng)分值為9分,蝦體具有光澤,體節(jié)連接緊密,肌肉結(jié)實(shí),有海蝦固有的氣味,冷藏1 d后,幾乎沒什么變化,但第4 d時(shí),整蝦的感官評(píng)分只有5.30分,蝦頭黑變嚴(yán)重,有異味,肉殼易分離,已腐敗不能食用。貯藏期間,蝦體內(nèi)的微生物分解含氮及含硫大分子而產(chǎn)生揮發(fā)性鹽基氮、三甲胺、硫化氫等腥臭物質(zhì),蝦頭的多酚氧化酶催化黑色素生成,使整蝦變黑,影響整蝦的外觀[13]。

圖1 南美白對(duì)蝦貯藏期間感官評(píng)分的變化Fig.1 Changes in sensory score of Penaeus Vannamei during refrigerated storage

2.1.2 pH測(cè)定 由圖2可知,在0 d時(shí),整蝦的pH為7.12,冷藏1 d后,體內(nèi)的糖原被降解,pH有所下降,但隨后蝦體內(nèi)的蛋白質(zhì)等物質(zhì)被微生物分解成氨類物質(zhì),pH逐漸升高。

圖2 南美白對(duì)蝦貯藏期間pH變化Fig.2 Changes in pH of Penaeus Vannamei during refrigerated storage

2.1.3 菌落總數(shù)測(cè)定 整蝦菌落總數(shù)變化如圖3所示,呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),這是因?yàn)樵诶洳仄陂g,一些不耐寒細(xì)菌,繁殖較慢或者死亡,導(dǎo)致細(xì)菌總數(shù)下降,隨后微生物開始大量繁殖,菌落總數(shù)逐漸上升。冷藏初期(0～2 d),菌落總數(shù)(cfu/g)≤105為一級(jí)鮮度,第3 d,菌落總數(shù)為5.28304 lg cfu/g,仍處于貨架期,第4 d,菌落總數(shù)為6.36837 lg cfu/g≥106腐敗已不能食用[14]。

圖3 南美白對(duì)蝦貯藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.3 Changes in bacteria amount of Penaeus Vannamei during refrigerated storage

2.1.4 TVB-N測(cè)定 由圖4可知,隨著冷藏天數(shù)的增加,TVB-N逐漸增大,在第4 d時(shí)整蝦的TVB-N為34.88 mg/100 g,不在可接受范圍之內(nèi)。TVB-N是蛋白質(zhì)在微生物和酶的作用下降解而產(chǎn)生的氨和胺類等堿性含氮物質(zhì)的總稱,是判斷水產(chǎn)品腐敗的指標(biāo)之一。根據(jù)SC/T 3032-2007[11]規(guī)定,TVB-N(mg/100 g)≤25 處于一級(jí)鮮,TVB-N(mg/100 g)≤30在可接受范圍之內(nèi)。綜合感官評(píng)定、pH、菌落總數(shù)和TVB-N這4個(gè)指標(biāo)分析,南美白對(duì)蝦的貨架期為3 d。

圖4 南美白對(duì)蝦貯藏期間TVB-N的變化Fig.4 Changes in TVB-N of Penaeus Vannamei during refrigerated storage

2.2 山棯子黃酮提取物、茶多酚、Nisin和溶菌酶的抑菌效果

由表2～表6可知,山棯子黃酮提取物、茶多酚、溶菌酶和Nisin對(duì)惡臭假單胞菌、嗜水氣單胞菌、魯氏不動(dòng)桿菌、腐敗希瓦氏菌、蠟樣芽胞桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌有一定的抑制作用。溶菌酶對(duì)蠟樣芽胞桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌有抑制作用,MIC分別為0.18、0.04和0.02 g·100 mL-1,Nisin可以抑制魯氏不動(dòng)桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌,MIC分別為0.20、0.05和0.04 g·100 mL-1。據(jù)研究,Nisin通過與G+的細(xì)胞膜結(jié)合,插入、孔道形成等多步過程形成孔道復(fù)合物,從而引起細(xì)胞液的滲漏[15]。溶菌酶對(duì)革蘭氏陰性菌幾乎沒無抑制作用,一是因?yàn)殡木厶菍?duì)溶菌酶很敏感,而G-的細(xì)胞壁主要成分不是肽聚糖,并且位于內(nèi)層,不能與溶菌酶很快地直接接觸。二是因?yàn)镚-細(xì)菌特殊的細(xì)胞壁外層結(jié)構(gòu)——脂質(zhì)雙層,具有屏障作用,能阻止多種物質(zhì)透過[16]。茶多酚對(duì)惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、魯氏不動(dòng)桿菌和嗜水氣單胞菌的MIC分別為0.12、016、0.06、0.18和0.14 g·100 mL-1;山棯子黃酮提取物對(duì)惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、蠟樣芽胞桿菌和魯氏不動(dòng)桿菌的MIC分別0.40、0.50、0.20、0.90和0.40 g·100 mL-1。茶多酚是兒茶素、黃酮和花色苷等一類物質(zhì)的總稱,關(guān)于茶多酚抑菌機(jī)理的相關(guān)報(bào)道較少,孫京新等人認(rèn)為茶多酚處理假單胞菌能夠逐步破壞其細(xì)胞壁的完整性,使得堿性磷酸酶滲出,繼而破壞細(xì)胞膜的完整性[17],而山棯子黃酮類提取物,其分子結(jié)構(gòu)上有較多的酚羥基,這些官能團(tuán)與蛋白質(zhì)或酶通過氫鍵方式結(jié)合,導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)的固縮和解體[18]。

表2 山棯子黃酮提取物對(duì)腐敗菌的抑菌圈直徑(mm)Table 2 The inhibition zone of flavonoids extracts of Fructus rhdomyrti to spoilage bacteria(mm)

注:“-”表示無抑制效果;表3～表6同。

表3 茶多酚對(duì)腐敗菌的抑菌圈直徑(mm)Table 3 The inhibition zone of tea polyphenols to spoilage bacteria(mm)

表4 Nisin對(duì)腐敗菌的抑菌圈直徑(mm)Table 4 The inhibition zone of Nisin to spoilage bacteria(mm)

表5 溶菌酶對(duì)腐敗菌的抑菌圈直徑(mm)Table 5 The inhibition zone of lysozyme to spoilage bacteria(mm)

表6 生物保鮮劑對(duì)腐敗菌的最小抑菌濃度(g·100 mL-1)Table 6 The MIC of biological preservative to spoilage bacteria(g·100 mL-1)

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)探究,在4 ℃條件下,南美白對(duì)蝦的貨架期為3 d,這與徐麗敏[19]的研究結(jié)果相近,貨架期的長(zhǎng)短與對(duì)蝦生活的環(huán)境有密切的聯(lián)系,初始菌落數(shù)目及細(xì)菌種類等因素都會(huì)影響對(duì)蝦的品質(zhì)。茶多酚對(duì)惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、魯氏不動(dòng)桿菌和嗜水氣單胞菌有抑制作用,MIC分別為0.12、016、0.06、0.18和0.14 g·100 mL-1;山棯子黃酮提取物可以抑制惡臭假單胞菌、腐敗希瓦氏菌、藤黃微球菌、蠟樣芽胞桿菌和魯氏不動(dòng)桿菌,MIC分別0.40、0.50、0.20、0.90和0.40 g·100 mL-1。溶菌酶對(duì)蠟樣芽胞桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌有抑制作用,MIC分別為0.18、0.04和0.02 g·100 mL-1,Nisin可以抑制魯氏不動(dòng)桿菌、哥倫比亞腸球菌和藤黃微球菌,MIC分別為0.20、0.05和0.04 g·100 mL-1。綜合來說,Nisin和溶菌酶對(duì)革蘭氏陰性菌幾乎無抑制作用,但對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有很好的抑制效果;山棯子黃酮提取和茶多酚的抑菌譜相似,都能抑制部分的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌,且抑菌效果較好。山棯子作為中國(guó)比較常見的植物,抗逆性強(qiáng),價(jià)格低廉,易栽培,易分離提純,將其發(fā)展為一種天然的抑菌劑和保鮮劑具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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Refrigerated characteristics ofPenaeusVannameiand effects of biological preservatives against the spoilage bacteria

WU Pei-jun1,TANG Shu-ping2,PENG Ming-jun3,MA Guang-zhi1, WANG Guang-hua1,YANG Zhe1,WANG Jing-hui1,HUANG Ru-qiang1,*

(1.College of Life Science,South China Normal University,Guangzhou 510631,China; 2.Shanghai Joies Cosmetics Co.,Ltd.,Shanghai 201613,China; 3.Guangzhou Institute for Food Control,Guangzhou 510410,China)

In order to evaluate the shelf life ofPenaeusVannamei,sensory evaluation,pH,total bacteria count(TVC)and total volatile basic nitrogen(TVB-N)were determined. Using the method of paper disc to determine the antibacterial activity of Fructus rhdomyrti, tea polyphenols,lysozyme and Nisin to the spoilage bacteria ofPenaeusVannamei. Then fold dilution method was used to determine different preservative’s MIC of different spoilage bacteria. Results showed that the self life of shrimp was 3 d under 4 ℃. Tea polyphenols can inhibitPseudomonasputida,Shewanellaputrefaciens,Micrococcusluteus,AcinetobacterlwoffiiandAeromonashydrophilia. The MIC of tea polyphenols to these spoilage bacteria were 0.12,016,0.06,0.18 and 0.14 g·100 mL-1. flavonoids extracts ofFructusrhdomyrtican inhibitPseudomonasputida,Shewanellaputrefaciens,Micrococcusluteus,BacilluscereusandAcinetobacterlwoffii. The MIC of Fructus rhdomyrti to these spoilage bacteria were 0.40,0.50,0.20,0.90 and 0.40 g·100 mL-1. The MIC of lysozyme toBacilluscereus,ColumbiaenterococcusandMicrococcusluteuswere 0.18,0.04 and 0.02 g·100 mL-1. The MIC of Nisin toAcinetobacterlwoffii,ColumbiaenterococcusandMicrococcusluteuswere 0.20,0.05 and 0.04 g·100 mL-1. To summarize,tea polyphenol and flavonoids extracts of Fructus rhdomyrti can inhibit part of G+and G-when Nisin and lysozyme mainly inhibit the G+.

PenaeusVannamei;flavonoids extracts ofFructusrhdomyrti;tea polyphenol;Nisin;lysozyme;antibacterial

2016-11-28

吳佩君(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：微生物與生化藥學(xué)，E-mail：1264414436@qq.com。

*通訊作者:黃儒強(qiáng)(1968-)，男，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向：食品生物技術(shù)、微生物與生化藥學(xué)，E-mail：qiangdoctor@126.com。

廣州市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新重大專項(xiàng)(201604020068)。

TS254.4

A

1002-0306(2017)10-0341-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.057