復(fù)合生物保鮮劑 對金線魚魚肉腸的保鮮作用

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(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,國家魚糜及魚糜制品加工技術(shù)研發(fā)分中心, 遼寧省高等學(xué)校生鮮食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,遼寧錦州 121013; 2.遼寧安井食品有限公司,遼寧鞍山 114100; 3.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

金線魚(Nemipterusvirgatus)屬于鱸形目、金線魚科，是一種海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)魚類,具有分布廣泛、價(jià)格低廉、肉質(zhì)細(xì)嫩等特點(diǎn),是常見冷凍魚糜及魚糜制品的原料[1]。2016年,金線魚的捕撈量超過44萬噸,比2015年增長10.01%,為水產(chǎn)品加工提供了充足穩(wěn)定的原料[2]。

生物保鮮劑是利用自然或人工控制微生物的抗菌化合物,可安全、有效地延長食品的保質(zhì)期[3]。在抑菌效果方面,兩種或兩種以上生物保鮮劑復(fù)合使用不僅能減少單一保鮮劑的使用量,而且抑菌更廣泛,可強(qiáng)化抑菌效果[4]。殼聚糖(Chitosan)是幾丁質(zhì)經(jīng)脫乙酰作用得到的一種生物活性物質(zhì),易溶于弱酸性溶劑,具有良好抑菌性,在水產(chǎn)品保鮮中應(yīng)用廣泛[5]。檸檬酸(Citric Acid)是人體正常代謝過程中三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物,是一種降低食品pH來抑制微生物生長繁殖的安全食品添加劑,可按生產(chǎn)所需適量添加[6-7]。ε-聚賴氨酸(ε-polylysine)是由白色鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種安全營養(yǎng)型抑菌劑,具有廣泛的抑菌性,在食品保鮮中應(yīng)用普遍,在熟肉制品中的添加量為0.025%[7-8]。竹醋液(Bamboo Vinegar)是竹材高溫分解后再經(jīng)冷卻得到的一種具有廣譜抑菌性的安全無毒的復(fù)雜液體混合物,主要成分為有機(jī)酸、酚類、醇類、酯類及酮類等,在食品領(lǐng)域有所應(yīng)用[9]。

生物保鮮劑在水產(chǎn)品中的應(yīng)用多在于魚和蝦的保鮮貯藏。Wu等將殼聚糖與nisin結(jié)合處理鯧魚片,得到較好保鮮效果[10]。熊青等得到在8 g/L茶多酚、5 g/L檸檬酸、2 g/L L-半胱氨酸復(fù)配條件下對冷藏南美白對蝦的保鮮效果最好[11]。李敬等得到在0.4%ε-聚賴氨酸、1.5%殼聚糖和0.05%乳酸鏈球菌素復(fù)配條件下對冷藏半滑舌鰨保鮮效果最佳[12]。孫濤等將竹醋液與茶多酚結(jié)合處理南美白對蝦,延長了貯藏期[13]。目前對于生物保鮮劑應(yīng)用于易腐敗變質(zhì)的魚糜制品的研究較少,且應(yīng)用的生物保鮮劑種類單一[14]。山梨酸鉀是化學(xué)保鮮方法中常用的一種保鮮劑,雖然保鮮效果好但存在安全問題,所以需要在魚糜制品保鮮方面探索新型安全的復(fù)合生物保鮮劑,為魚糜制品保鮮提供更多理論基礎(chǔ),因此本文將不同比例的殼聚糖、檸檬酸、ε-聚賴氨酸、竹醋液四種生物保鮮劑復(fù)配,加入到金線魚魚肉腸,觀察復(fù)合生物保鮮劑對金線魚魚肉腸在4 ℃貯藏過程中品質(zhì)變化的影響,旨在為金線魚魚肉腸的貯藏、保鮮提供研究依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金線魚糜 青島新錦昀國際貿(mào)易有限公司;土豆淀粉和鹽 購于錦州興隆超市;殼聚糖(脫乙酰度96.5%) 河南斯利達(dá)食品添加劑有限公司;檸檬酸 西安惠邦生物工程有限公司;ε-聚賴氨酸 鄭州市偉豐生物科技有限公司;竹醋液 江陰中炬生物科技有限公司;山梨酸鉀 常州洋森生物科技有限公司,以上材料均為食品級;平板計(jì)數(shù)瓊脂(PCA) 青島高科園海博生物技術(shù)有限公司;氯化鈉 分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

UMC5真空斬拌機(jī) 德國Stephan公司;YSN立式灌腸機(jī) 廣州優(yōu)連食品加工機(jī)械有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司;MIR-554低溫恒溫培養(yǎng)箱 日本三洋電機(jī)株式會社;CR-400色彩色差計(jì) 杭州祥盛科技有限公司;FJ200-SH數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠;FE28K pH計(jì) METTLER TOLEDO公司;全能臺式高速冷凍離心機(jī) Thermo Fisher Scientific公司;MLS-3030CH立式高壓滅菌鍋 廣州三洋電機(jī)有限公司;Bag Mixer拍擊式均質(zhì)器 法國Interscience公司;SW-CJ-2FD超凈工作臺 蘇景集團(tuán)蘇州安泰技術(shù)有限公司;LRH系列生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司;TA-XT-Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 保鮮液的制備 各保鮮液濃度均以物料總量為基準(zhǔn),復(fù)配組比例由前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定,復(fù)配時(shí)將0.07%檸檬酸、0.025% ε-聚賴氨酸、0.09%竹醋液、0.09%殼聚糖依次加入水中溶解,分別以空白組和0.1%山梨酸鉀組作對照。

1.2.2 魚腸的制備 在實(shí)驗(yàn)前對實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行消毒,降低樣品初始微生物數(shù)值。將-20 ℃冰箱中的金線魚糜在靜水中解凍,切成小塊后放入真空斬拌機(jī)斬拌1 min,隨后加鹽斬拌2 min,再加土豆淀粉和含有保鮮劑的水(保鮮液),真空斬拌7 min,取出物料灌腸。在斬拌過程中物料溫度低于10 ℃,各物料的比例分別為金線魚糜54%,食鹽2.5%、土豆淀粉6%、水37.5%。

將魚腸在45 ℃恒溫水浴鍋中加熱20 min,成型凝膠化,然后在95 ℃恒溫水浴鍋中加熱5 min,進(jìn)行熟化。將魚腸在冰水混合物中冷卻至0 ℃,放入4 ℃冰箱貯藏備用,分別在第1、7、13、19、25 d取樣測定各指標(biāo)。

1.2.3 菌落總數(shù)測定 參考GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定》的測定方法[15]進(jìn)行稀釋平板計(jì)數(shù)法測定。每個(gè)樣品濃度3組平行。

1.2.4 pH測定 參考GB 5009.237-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品pH的測定》的測定方法[16]稍作修改,取5 g樣品,加入50 mL蒸餾水,均質(zhì)后靜置30 min,過濾取上清液,用pH計(jì)測定樣品的pH,每組3個(gè)平行。

1.2.5 白度測定 參考Marchetti等[17]方法,將魚腸橫切成2 cm高的圓柱體,使用色差計(jì)測定其亮度值L*、紅綠值a*及黃藍(lán)值b*,通過如下白度公式計(jì)算出白度值,每組3個(gè)平行。

1.2.6 持水性測定 將魚腸樣品橫切成5 mm薄片,準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為G1,將薄片放入三層濾紙中,包好后放入50 mL離心管中離心,離心參數(shù)為4 ℃、5000 g、15 min。離心后立即取出,準(zhǔn)確稱量樣品質(zhì)量為G2,根據(jù)如下公式計(jì)算出持水性,每組3個(gè)平行[18]。

1.2.7 質(zhì)地分析 參考Priyadarshini等[19]方法稍作修改,將魚腸樣品在室溫下放置30 min,橫切成高度為2.5 cm的圓柱體,圓柱體的底面直徑為2.5 cm。采用TA-XT-Plus質(zhì)構(gòu)儀對樣品進(jìn)行質(zhì)地分析。測定參數(shù)為:探頭型號P/50;測前速度、測試速度、測后速度均為1 mm/s;壓縮比為40%;觸發(fā)力5 g。每組6個(gè)平行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析,顯著性水平為p<0.05;采用Origin 8.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚腸4 ℃貯藏過程中菌落總數(shù)的變化

菌落總數(shù)是判斷水產(chǎn)品腐敗程度的重要指標(biāo)之一,可有效反映出產(chǎn)品被微生物污染的情況[20]。在GB10136-2015 《動(dòng)物性水產(chǎn)制品》中規(guī)定,魚糜制品的菌落總數(shù)限量為5 lg cfu/g[21]。由圖1可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組的菌落總數(shù)均有顯著性變化(p<0.05),這說明貯藏時(shí)間對樣品的菌落總數(shù)有顯著影響。三組的菌落總數(shù)均呈現(xiàn)上升的變化趨勢,在第19 d菌落總數(shù)均未超標(biāo),在第25 d空白組超標(biāo),復(fù)配組菌落總數(shù)為5.04lg cfu/g,達(dá)到限量標(biāo)準(zhǔn),山梨酸鉀組菌落總數(shù)為4.98lg cfu/g,接近限量標(biāo)準(zhǔn),但復(fù)配組和山梨酸鉀組的菌落總數(shù)無顯著性差異,均顯著低于空白組(p<0.05),并且除第1 d,復(fù)配組和山梨酸鉀組菌落總數(shù)始終低于空白組,說明保鮮劑可抑制微生物的生長繁殖,適當(dāng)延長貯藏期,在貯藏前19 d山梨酸鉀組的菌落總數(shù)顯著低于復(fù)配組(p<0.05),在19～25 d菌落總數(shù)無差異。這是由于魚糜制品在4 ℃貯藏25 d,初期的優(yōu)勢腐敗菌是乳酸菌,末期大腸桿菌也成為優(yōu)勢腐敗菌,山梨酸鉀對乳酸菌有較強(qiáng)抑制作用,對大腸桿菌無抑制作用,且隨貯藏時(shí)間的延長山梨酸鉀的抑菌效果減弱,不能顯著抑制微生物[22-23]。復(fù)配組因由多種不同來源的保鮮劑組成,具有廣泛的抑菌性,所以菌落總數(shù)曲線的曲線勻速上升。因此,在貯藏前19 d,山梨酸鉀的保鮮效果顯著優(yōu)于復(fù)配組(p<0.05),19～25 d山梨酸鉀與復(fù)配組保鮮效果相同,且均剛達(dá)到菌落限量,說明復(fù)合生物保鮮劑與山梨酸鉀的抑菌效果相同。

圖1 魚腸4 ℃貯藏過程中菌落總數(shù)變化趨勢Fig.1 Changes in total colony number in fish sausage during storage at 4 ℃

注:同列字母A～E表示空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組分別隨貯藏時(shí)間變化的差異顯著性(p<0.05);同列字母a～c表示相同貯藏時(shí)間下空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組之間的差異顯著性(p<0.05);圖2、圖3同。

2.2 魚腸4 ℃貯藏過程中pH的變化

pH是反映食品新鮮程度重要指標(biāo)之一,隨著貯藏時(shí)間的延長,食品的腐敗程度加劇,品質(zhì)降低,pH會呈現(xiàn)上升趨勢[24]。由圖2可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組的pH變化相對平穩(wěn),呈現(xiàn)先升高后下降再升高的趨勢。pH呈現(xiàn)升高趨勢是由于微生物生長繁殖時(shí)分解樣品中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生含氮的堿性化合物?？瞻捉M第13 d的pH顯著降低(p<0.05),是由于在貯藏初期乳酸菌成為優(yōu)勢菌,分解有機(jī)物,發(fā)酵產(chǎn)酸。山梨酸鉀對乳酸菌有較好的抑制作用,所以pH沒有顯著下降[22-23]。復(fù)配組第1 d的pH最低,且在貯藏期間復(fù)配組的pH均低于空白組和山梨酸鉀組,是由于復(fù)配生物保鮮劑呈弱酸性,延緩微生物的繁殖代謝,從而達(dá)到保鮮的目的。pH的升高或降低以及變化幅度主要在于微生物分解蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)酸的速度。

圖2 魚腸4 ℃貯藏過程中pH變化趨勢Fig.2 Changes in pH of fish sausage during storage at 4 ℃

2.3 魚腸4 ℃貯藏過程中白度的變化

食品的色澤及品質(zhì)與消費(fèi)者對其印象、評價(jià)有著密不可分的關(guān)系,所以對食品進(jìn)行顏色測定,客觀評價(jià)食品表面或內(nèi)部的色澤變化是必不可少的[25-26]。由表1可知,在4 ℃貯藏條件下,隨著貯藏時(shí)間的延長,空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組的L*值、a*值、b*值和白度值均有顯著性差異(p<0.05),整體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,但變化幅度較小,基本保持穩(wěn)定,這與龐彩霞等研究結(jié)果相同[24]。由表1可知,復(fù)配組的L*值和白度值顯著高于山梨酸鉀組和空白組(p<0.05),說明復(fù)配組通過提高魚腸的亮度從而提高白度,這可能與復(fù)配組中含有殼聚糖有關(guān),已有研究表明殼聚糖可提高樣品白度[27]。

表1 魚腸4 ℃貯藏過程中L*值、a*值、b*值和白度的變化Table 1 Changes in L* value,a* value,b* value and whiteness of fish sausage during storage at 4 ℃

2.4 魚腸4 ℃貯藏過程中持水性的變化

持水性是反映魚糜制品凝膠結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要指標(biāo),持水性越高說明魚糜制品的凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密,束縛水的能力更強(qiáng)[28-29]。由圖3可知,空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組的持水性隨著貯藏時(shí)間的延長均有顯著差異(p<0.05),說明貯藏時(shí)間對魚腸的持水性有很大影響。三組樣品的持水性總體呈現(xiàn)出下降趨勢,是由于微生物生長繁殖時(shí)分解了蛋白質(zhì),破壞了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致持水性下降?？瞻捉M第19 d和復(fù)配組在第13 d持水性有上升趨勢,而山梨酸鉀組并未有上升,可能是因?yàn)樵谫A藏初期產(chǎn)生較多乳酸菌[22]。乳酸菌在利用碳水化合物產(chǎn)生乳酸時(shí)也會代謝產(chǎn)生乳酸菌素,有抑制其他微生物生長的作用,減少了對蛋白結(jié)構(gòu)的破壞,所以持水性上升[30-32]。由于復(fù)配組與乳酸菌素均有抑菌作用所以同時(shí)作用效果更加顯著,持水性比空白組提前6 d呈現(xiàn)上升趨勢,且復(fù)配組中的殼聚糖具有一定的保水性,所以持水性上升的幅度較大[33]。

圖3 魚腸4 ℃貯藏過程中持水性變化趨勢Fig.3 Changes in water holding capacity of fish sausage during storage at 4 ℃

山梨酸鉀對乳酸菌有較強(qiáng)抑制作用,所以持水性沒有上升,呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。在貯藏初期山梨酸鉀組的持水性優(yōu)于空白組和復(fù)配組,是因?yàn)樯嚼嫠徕浘哂斜Ｋ?而復(fù)配組中的殼聚糖水溶性差,在溶解過程中容易不均勻,相對于空白組對持水性略有影響[24]。

2.5 魚腸4 ℃貯藏過程中質(zhì)地的變化

質(zhì)地分析是評價(jià)魚糜制品品質(zhì)的重要因素,同時(shí)它會影響消費(fèi)者對產(chǎn)品的喜好程度[34]。由表2可知,隨著貯藏時(shí)間的延長,空白組、復(fù)配組和山梨酸鉀組的彈性、硬度、膠著度及咀嚼度均整體呈現(xiàn)增大趨勢,且硬度、膠著度及咀嚼度變化相同,說明貯藏時(shí)間對樣品的質(zhì)地有影響?？瞻捉M的硬度在前13 d顯著增大(p<0.05),這是由于魚腸在低溫貯藏初期內(nèi)部結(jié)構(gòu)會聚凝收縮,在19 d硬度減小是由于微生物及脂肪氧化對蛋白結(jié)構(gòu)的破壞,在25 d硬度增大可能是由于水分有所損失導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的距離減小,質(zhì)地更加緊實(shí);復(fù)配組硬度在第19 d才達(dá)到最大值,隨后減小,是由于復(fù)配組的殼聚糖能與蛋白質(zhì)絡(luò)合,使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,不易被降解破壞,且復(fù)配組具有抑菌性和抗氧化性,所以延緩了硬度的減小[27];山梨酸鉀組的硬度在第7 d增大但在第13 d減小可能是由于山梨酸鉀在貯藏前期的抑菌效果顯著,脂肪氧化成為影響硬度的主要因素,所以導(dǎo)致山梨酸鉀組的硬度變化趨勢提前?？瞻捉M和山梨酸鉀組的彈性呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,可能是由于貯藏初期硬度增大,減小了凝膠結(jié)構(gòu)的間隙,使彈性減小,在貯藏后期由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,水分流失,導(dǎo)致彈性隨硬度的增大而增大。而復(fù)配組具有提高彈性的效果所以彈性持續(xù)增大[27]。在貯藏期間,樣品的水分、脂肪、蛋白質(zhì)、微生物等均會影響樣品的質(zhì)地,所以質(zhì)地的變化主要在于多種影響因素之間的平衡及側(cè)重,很難明確每個(gè)變化趨勢的準(zhǔn)確原因[35]。

表2 魚腸4 ℃貯藏過程中質(zhì)地變化Table 2 Change in texture of fish sausage during storage at 4 ℃

3 結(jié)論

本文研究四種生物保鮮劑復(fù)配對金錢魚魚肉腸保鮮效果的影響。研究表明，在4 ℃貯藏條件下,隨著貯藏時(shí)間的延長,菌落總數(shù)升高,pH和質(zhì)地總體呈現(xiàn)升高趨勢,白度先升高后下降,持水性下降。復(fù)配組的菌落總數(shù)和pH顯著(p<0.05)低于空白組,白度顯著(p<0.05)高于空白組。