李馥君,翁佩芳,*,朱亚珠,吴祖芳,张 鑫,苗英杰

(1.宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波 315211;2.浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山 316021)

中国毛虾(Aceteschinensis)虾皮复合保鲜剂筛选及保鲜效果的研究

李馥君1,翁佩芳1,*,朱亚珠2,吴祖芳1,张 鑫1,苗英杰1

(1.宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波 315211;2.浙江国际海运职业技术学院,浙江舟山 316021)

为解决中国毛虾干制品(虾皮)在常温流通、销售过程中容易腐败变质的问题,从山梨酸钾、双乙酸钠、Nisin三种抑菌保鲜剂和异抗坏血酸钠、竹叶抗氧化物、植酸三种抗氧化剂中筛选出对虾皮保鲜效果较好的两种抑菌剂和一种抗氧化剂,结果得到山梨酸钾、双乙酸钠和异抗坏血酸钠作为虾皮的复合保鲜剂;通过正交实验优化得到最佳复合保鲜剂的配比为0.10%山梨酸钾、0.05%双乙酸钠和0.2%异抗坏血酸钠。中国毛虾经复合保鲜剂处理后,常温贮藏(25 ℃)过程中细菌总数和挥发性盐基氮(TVB-N)增加缓慢,货架期延长至25 d,比对照组延长了约15 d,保鲜效果较好,研究结果为虾皮保鲜及其品质控制提供了一定的科学依据。

中国毛虾,山梨酸钾,双乙酸钠,异抗坏血酸钠,保鲜

中国毛虾(Aceteschinensis)俗称毛虾、小白虾、水虾,经蒸煮、烘干等工序加工后的干制品又称作虾皮[1-2]。中国毛虾分布广、年产量高[3-4]、营养丰富,每100 g虾皮中蛋白质含量高达39.3 g,钙、磷的含量分别高达2000 mg和1005 mg[5],在水产品中属于价格比较低廉的大众化海味品,深受广大消费者喜爱。但是,中国毛虾的捕捞受季节限制,使得虾皮冬存夏销,在贮藏销售过程中,尤其温度较高时,微生物大量繁殖、脂肪氧化速率加快[6],使虾皮颜色变黄、色泽暗淡并伴有氨味等异味从而使虾皮失去营养价值。因此,研究毛虾的安全保鲜技术对于提高毛虾品质,开发毛虾常温即食产品,促进毛虾产业发展具有重要意义。

目前国内外关于虾皮的研究主要集中在虾皮的加工工艺[7-8]、品质变化[9-10]、气调包装[11-12]以及毛虾休闲食品的开发[13]等,关于如何在常温下最大程度地保持干制虾皮的原有品质,延长虾皮的保质期却鲜有报道。研究表明,通过添加保鲜剂来抑制食品中的微生物,延长食品的贮藏时间是一种最普遍有效的方法,依据栅栏原理,将不同种类的保鲜剂复合使用不仅能降低单一保鲜剂的用量,而且保鲜效果更佳[14]。凡玉杰等[15]用壳聚糖、海藻酸钠和乳酸链球菌素(Nisin)保鲜冷藏银鲳,复合保鲜液中壳聚糖、海藻酸钠和乳酸链球菌素的最佳配比分别为5、7、0.3 g/L,使其货架期延长了约7 d,其中壳聚糖对银鲳的保鲜效果影响极显著;王四维[16]等采用山梨酸联合壳聚糖涂膜保鲜青虾,结果表明此方法可以抑制虾体细菌总数的增加,维持较低的TVB-N值,使青虾货架期延长了约3 d;田密霞等[17]研究了山梨酸钾、异抗坏血酸钠结合不同包装方式对鲜切梨的保鲜效果,结果表明0.1%山梨酸钾、2.0%异抗坏血酸钠处理后用保鲜盒包装,5 ℃贮藏可有效改善鲜切梨的感官及内在品质。目前应用到水产品中的复合保鲜剂主要集中在鱼类[15,18]、虾类[16,19]等,在虾皮中的应用较少。本实验在单一抑菌和单一抗氧化剂实验的基础上,从Nisin、山梨酸钾、双乙酸钠、异抗坏血酸钠、竹叶抗氧化物以及植酸中筛选出对虾皮保鲜效果较好的抑菌剂和抗氧化剂,并通过正交实验确定出复合保鲜液的最佳配方,旨在为毛虾虾皮的贮藏保鲜及品质控制、提高虾皮的经济效益和促进毛虾产业发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜毛虾 采自浙江省舟山市六横镇某加工厂,碎冰块保藏送至实验室，乳酸链球菌素(Nisin) 浙江银象生物工程有限公司;竹叶抗氧化物 杭州浙大力夫生物科技有限公司;植酸 莱阳市万基威生物工程有限公司;山梨酸钾 宁波王龙集团有限公司;双乙酸钠 宁波王龙集团有限公司;异抗坏血酸钠 江西省德兴市百勤异VC钠有限公司;平板计数培养基(PCA培养基) 国药集团化学试剂有限公司;无水乙醇、甲醛、硫代巴比妥酸等 均为分析纯。

恒温培养箱 宁波江南仪器厂;LDZX-75KBS立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂;DHG-9140 AS型电热鼓风干燥器 宁波江南仪器厂;超净工作台 上海智成分析仪器制造有限公司;HR83自动水分测定仪 瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司;UV-3200扫描型紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;D-37520落地高速冷冻离心机 美国Thermo Fisher Scientific公司;FSH-2可调高速匀浆机 江苏省金坛市环宇科学仪器厂LDZX-50KBS。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 新鲜毛虾用蒸馏水漂洗,去除小鱼、小蟹及杂质,捞出沥干后于配制好的保鲜剂溶液中浸泡,固液比为1∶1.5,浸泡时间为30 min,然后煮沸1 min,捞出沥干水分,均匀摊开放到75 ℃烘箱里烘4～5 h,控制每个组样品的最终水分含量基本一致(35%左右)。将虾皮样品分装到保鲜袋中,置于25 ℃恒温贮藏,每5 d取样,其中以蒸馏水浸泡、蒸煮并烘干的毛虾为对照组,同时进行三个平行实验。

1.2.2 保鲜剂的筛选 根据GB 2760-2014及文献[15-17,20]分别配制0.06% Nisin、0.09%山梨酸钾和0.09%双乙酸钠保鲜液,按照1.2.1中的方法处理毛虾,筛选出保鲜效果较好的两种保鲜剂。

1.2.3 抗氧化剂的筛选 根据GB 2760-2014及文献[21-23]分别配制0.1%竹叶抗氧化物、0.5%异抗坏血酸钠、0.1%植酸溶液,按照1.2.1中的方法处理毛虾,筛选出抗氧化效果较好的一种抗氧化剂。

1.2.4 复合保鲜液的配制 在单一保鲜剂的保鲜实验基础上,对筛选得到的保鲜剂和抗氧化剂分别选取3个水平,进行正交实验,确定最佳的复合保鲜液配比。各因素水平见表1。

表1 虾皮保鲜的正交实验因素水平表

1.3 测定方法

1.3.1 感官评定方法 由5位有感官评定经验的人员组成感官评定小组,分别从虾皮的色泽、组织和形态、滋味和气味以及口感4方面进行综合评定,单项评分分为5(优)、4(良)、3(中)、2(差)、1(劣)五级,总分为20分。感官评定时先观察虾皮的色泽和组织形态,再对虾皮进行品尝,并评判其滋味及气味,当总分低于9分时,则认为该虾皮样品已经腐败不宜继续食用。具体评分标准见表2。

1.3.2 菌落总数的测定 按照GB 4789.2-2010食品微生物学检验菌落总数测定的方法进行。

1.3.3 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 参照SC/T 3032-2007半微量凯氏定氮法进行测定。

1.3.4 硫代巴比妥酸(TBA)值的测定 参考刘娜等[1]的方法。

1.3.5 色差测定分析 采用 CR-400 型色差仪测定虾皮样品的L*、a*、b*值。其中L*表示亮度,L*=0代表黑色,L*=100 代表白色;a*表示红色程度,+a*表示红,-a*表示绿;b*表示黄色程度,+b*表示黄,-b*表示蓝。每个样品平行测定6次。

1.4 数据处理

采用Excel进行绘图,利用SPSS 19.0软件进行实验数据分析。

表2 虾皮感官评分表

2 结果与分析

2.1 不同保鲜剂对虾皮贮藏期间保鲜效果的影响

不同保鲜剂对虾皮贮藏期间感官评分的影响如图1所示,由图1可知,随着贮藏时间的延长,各处理组虾皮的感官评分均呈下降趋势,其中对照组下降最快。保鲜剂处理组与对照组间感官品质差异显著(p<0.05),对照组虾皮在第10 d时,颜色呈黄色、无光泽、组织疏松,头部断裂、有明显异味,不可食用,而添加保鲜剂组虾皮的感官评分均在11～15分之间,色泽、组织形态均保持较好。贮藏至第15 d时,Nisin处理组虾皮颜色发黄、无光泽并散发出氨臭味,不可食用;山梨酸钾、双乙酸钠处理组的虾皮防腐保鲜效果较好,贮藏至第20 d时仍无明显氨臭味,颜色微黄、部分虾皮出现断头现象,研究表明,食品在贮藏期间受到微生物、酶、物理及化学因素的影响,食品的色泽、气味及组织结构等逐渐变差,达到消费者能够承受的最低限度时,认为食品已经腐败变质,不可食用[24]。

图1 不同保鲜剂处理对虾皮贮藏期间感官评价的影响Fig.1 Effects of different preservatives on the sensory evaluation of dried Acetes chinensis during storage

不同保鲜剂对虾皮贮藏期间菌落总数的影响如图2所示,由图2可知,贮藏过程中各组虾皮的菌落总数均呈上升趋势,保鲜剂组显著低于对照组(p<0.05)。对照组虾皮贮藏至10 d时,菌落总数的对数值为6.14 lg CFU/g,贮藏至第15 d,Nisin处理组的虾皮菌落总数对数值达到7.14 lg CFU/g,山梨酸钾与双乙酸钠处理组虾皮菌落总数对数值分别为5.08 lg CFU/g和5.48 lg CFU/g,可见山梨酸钾与双乙酸钠具有较好的抑菌效果,可使虾皮贮藏至15～20 d,这与感官评价的结果相一致。

图2 不同保鲜剂处理对虾皮贮藏期间菌落总数的影响Fig.2 Effects of different preservatives on the total number of colonies of dried Acetes chinensis during storage

TVB-N是指动物性食品贮藏过程中,在细菌和霉菌等腐败微生物的作用下,蛋白质分解产生挥发性氨以及低级胺类等碱性含氮物质,是评价水产品新鲜度的指标之一[25]。本实验参考GB 2733-2005中规定的TVB-N值(mg/100 g)≤30在可接受范围内。不同保鲜剂处理组虾皮在贮藏过程中TVB-N的变化如图3所示。由图3可知,新鲜虾皮的TVB-N值在10.0～13.0 mg/100 g之间,随着贮藏时间的延长,各组虾皮的TVB-N值均呈上升趋势,尤其对照组增加较快,与保鲜剂组差异显著(p<0.05)。第15 d时,对照组虾皮的TVB-N值为32.27 mg/100 g,达到不可接受值;保鲜剂处理组均小于30 mg/100 g,由此可见,山梨酸钾、双乙酸钠的添加,有效的抑制了虾皮中的细菌等腐败微生物,从而减少了蛋白质分解产生的小分子胺以及脱羧氨基酸转化为氨类物质[26]。

图3 不同保鲜剂处理对虾皮贮藏期间TVB-N值的影响Fig.3 Effects of different preservatives on TVB-N value of dried Acetes chinensis during storage

2.2 不同抗氧化剂对虾皮贮藏期间抗氧化效果的影响

表3 不同抗氧化剂处理对虾皮贮藏期间色差值的影响

注:大写字母不同表示同一贮藏时间下不同抗氧化剂处理的色差值差异显著,p<0.05;小写字母不同表示同一处理方式下不同贮藏时间的色差值差异显著,p<0.05。

不同抗氧化剂对虾皮抗氧化效果的影响结果如图4、图5和表3所示。由图4可知,虾皮感官评分均随贮藏时间的延长而减小,尤其是对照组虾皮(p<0.05),说明随着贮藏时间的延长虾皮的品质逐渐下降。第0 d时,经抗氧化剂处理的虾皮色泽透亮,较对照组评分略高;在25 ℃条件下贮藏10 d时,对照组虾皮颜色发黄、无光泽,出现断头、断尾现象并伴有氨臭味,不可食用;而添加抗氧化剂组虾皮的感官评分均在10～14分之间,色泽、组织形态均保持较好。贮藏至第15 d时,植酸处理组虾皮颜色稍发黄、光泽暗淡并散发出氨臭味,不可食用;异抗坏血酸钠处理组的虾皮颜色稍发黄、光泽较贮藏初期暗淡、少量断头断尾现象,由此可见,异抗坏血酸钠的抗氧化效果较好。

图4 不同抗氧化剂处理对虾皮贮藏期间感官评价的影响Fig.4 Effects of different antioxidants on sensory evaluation of dried Acetes chinensis during storage

图5 不同抗氧化剂处理对虾皮贮藏期间TBA值的影响Fig.5 Effects of different antioxidants on TBA value of dried Acetes chinensis during storage

利用色差仪分别测定各处理组虾皮贮藏过程中的色泽变化,结果如表3所示。由表3可知,随着贮藏时间的延长,L*值逐渐减小,a*及b*值逐渐增大,说明虾皮在贮藏过程中逐渐失去光泽,红色及黄色逐渐加深,这与感官评定结果相一致。抗氧化剂处理组虾皮与对照组之间差异显著(p<0.05),同一处理组虾皮随着时间的延长,差异显著(p<0.05),此结果表明,抗氧化剂一定程度上减缓了虾皮的颜色变化[27],其中,竹叶抗氧化物与异抗坏血酸钠的效果较好。贮藏过程中虾皮颜色变红,可能是虾皮中的虾青素与蛋白质发生反应,形成了红色物质;虾皮颜色发黄,可能与虾皮的脂肪氧化以及蛋白质降解有关。

TBA值是指食品在贮藏过程中,不饱和脂肪酸发生自动氧化以及酶促反应等一系列反应生成的丙二醛,能够与TBA发生颜色反应,生成的稳定红色化合物在532 nm处有吸收峰,通过测定此处的吸光度值,就可以检测丙二醛的相对含量变化,以了解食品的脂质氧化情况[28-29]。由图5可知,随着贮藏时间的延长,TBA值总体呈现上升趋势;贮藏初期,各处理组虾皮的TBA值均上升缓慢,这可能是虾皮在贮藏初期氧化生成的丙二醛与虾皮中的氨基相互作用从而减缓了TBA值的上升[30]。贮藏至10 d后,对照组TBA值上升较快,植酸处理组次之。对照组与保鲜剂组差异显著(p<0.05),说明各抗氧化剂均能有效抑制虾皮的脂肪氧化,其中异抗坏血酸钠的抗氧化效果最好,可能是因为异抗坏血酸钠能够降低蛋白质的分解,延缓了虾皮在微生物作用下的脂肪酸败[31-32]。

2.3 复合保鲜剂的配方优化

表4 正交实验直观分析结果

表5 正交实验方差分析表

注:* 表示影响显著。

保鲜剂筛选实验结果表明,各单一保鲜剂均能抑制虾皮中的细菌繁殖、降低TVB-N值,对虾皮具有一定的保鲜作用。根据筛选实验结果选择山梨酸钾、双乙酸钠和异抗坏血酸钠进行正交实验,结果如表4、表5所示。由表4、表5可知,山梨酸钾和双乙酸钠对虾皮TVB-N值以及菌落总数影响效果均显著(p<0.05),异抗坏血酸钠对虾皮菌落总数影响效果显著(p<0.05)。各因素对虾皮TVB-N值影响主次顺序为:B>A>C,对虾皮菌落总数影响主次顺序为:A>C>B。两个指标的最优组合均为A3B1C1，因此得到虾皮复合保鲜剂的最优配方为A3B1C1,即山梨酸钾0.10%、双乙酸钠0.05%、异抗坏血酸钠0.2%。

2.4 验证实验

根据正交实验结果得到的最佳复合保鲜剂配方做验证实验,样品处理方法同1.2.1,通过菌落总数、TVB-N值、TBA值和感官评分进行综合评定。实验结果表明,对照组虾皮贮藏至第10 d时,细菌总数为5.29 lg CFU/g,TVB-N值为26.37 mg/100 g,TBA值为0.415 mg/kg,感官评分为11分,贮藏至15 d时,各项指标均已超出了可食用范围,虾皮颜色发黄、无光泽、伴有氨臭味;复合保鲜剂处理组虾皮贮藏至25 d时,细菌总数为5.64 lg CFU/g,TVB-N值为28.68 mg/100 g,TBA值为0.426 mg/kg,感官评分为10分。复合保鲜剂可以使虾皮常温(25 ℃)下贮藏25 d,比对照组虾皮延长了约15 d,由此可见,复合保鲜剂可有效减缓虾皮感官品质的下降,延缓蛋白质的降解,抑制微生物的生长,延长其贮藏期。

3 结论

从山梨酸钾、双乙酸钠、Nisin三种抑菌保鲜剂和异抗坏血酸钠、竹叶抗氧化物、植酸三种抗氧化剂中筛选出对虾皮保鲜效果较好的两种抑菌剂和一种抗氧化剂,分别为山梨酸钾、双乙酸钠和异抗坏血酸钠;经过复合保鲜液处理的虾皮在贮藏期间菌落总数、TVB-N值以及TBA值等指标均呈缓慢增加趋势并且与对照组差异显著,进一步数据分析得出虾皮保鲜的最佳复合保鲜剂配方为0.10%山梨酸钾、0.05%双乙酸钠、0.2%异抗坏血酸钠。正交实验的结果表明,山梨酸钾、双乙酸钠、异抗坏血酸钠三者复合能明显减缓虾皮的腐败进程,使虾皮在常温下可贮藏至25 d,较对照组延长了约15 d。可能是三者复合使用后更加有效地抑制了细菌、霉菌等腐败菌的生长繁殖,从而减缓了虾皮的腐败进程,延长了虾皮的保鲜期,并且其成本较低、操作简单,具有广阔的应用前景。

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Screening and fresh-keeping effect of composite preservatives onAceteschinensis

LI Fu-jun1,WENG Pei-fang1,*,ZHU Ya-zhu2,WU Zu-fang1,ZHANG Xin1,MIAO Ying-jie1

(1.Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology of Ministry of Education,Ningbo University,Ningbo 315211,China;2.Zhejiang International Maritime College,Zhoushan 316021,China)

In order to solve the problems thatAceteschinensis(dried small shrimps)are apt to deteriorate in transport or saleing at ambient temperature,three kinds of antimicrobial preservatives,including potassium sorbate,sodium diacetate and Nisin,as well as three kinds of anti-oxidants,including sodium erythorbate AOB,and phytic acid,were investigated,respectively. The results showed that complex preservatives ofAceteschinensiswere obtained and they were potassium sorbate,sodium diacetate and sodium erythorbate. By orthogonal test to obtain the optimal combination of compound preservative,the results indicated that the optimal proportion of compound fresh-keeping agent was 0.10% potassium sorbate,0.05% sodium diacetate,0.2% sodium isoascorbate respectively. Results showed that complex preservative treatment slowed down the increase of aerobic plate count and total volatile basic nitrogen(TVB-N)ofAceteschinensissignificantly at room temperature and prolonged the shelf life to 25 days,than that of the control group was prolonged by about 15 days. This compound preservative had a good fresh-keeping effect,which could provide theoretical basis for the preservation and quality control ofAceteschinensis.

Aceteschinensis;potassium sorbate;sodium diacetate;sodium isoascorbate;preservation

2016-09-06

李馥君(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：食品精深加工及其高值化，E-mail:991938843@qq.com。

*通讯作者:翁佩芳(1963-)，女，教授，研究方向：食品精深加工及其高值化，E-mail:wengpf@hotmail.com。

浙江省自然科学基金面上项目(LY15C200015); 舟山市科技局公益类科技项目(2014C31052); 宁波大学“水产”浙江省重中之重开放基金资助项目(XKZSC1534)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)06-0333-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.06.055