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酸性电解水与溶菌酶对冷藏带鱼品质变化的影响

2013-04-25蓝蔚青

关键词:鲜度电解水溶菌酶

蓝蔚青,谢 晶

(上海海洋大学食品学院/上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海201306)

带鱼(Trichiurus haumela)又名白带鱼、裙带鱼、刀鱼,是我国四大经济鱼类之一,以西太平洋和印度洋居多,我国则以东海产量最高[1].由于其体内含有丰富的优质蛋白质,脂肪含量高于一般鱼类,全身的鳞和银白色油脂层中含有6-硫代鸟嘌呤与丰富的微量元素,故深受人们欢迎[2].带鱼捕获后即刻死亡,贮运期间易受微生物与酶的作用而腐败变质,且会发生脂肪氧化,影响产品品质.目前,带鱼主要以冰藏方式进行运输销售,附加成本高且保鲜期短,而普通的低温冷冻又存在着鱼肉硬化、品质下降等诸多缺点.因此,采取适当措施减缓带鱼品质下降的速度,延长带鱼的冷藏货架期具有重要的研究意义与应用价值.

酸性电解水(acidic electrolyzed water,AEW)又称电解氧化水或酸性氧化还原电位水,是稀食盐水或稀盐酸溶液在电场作用下消耗微量电能电解而成的水,具有高效广谱杀菌、安全环保、生产成本相对较低的优点,其抑菌作用主要是依靠次氯酸浓度及氧化还原电位[3].上世纪90年代,日本对电解水的研究主要集中在对水产品表面微生物的杀灭作用[4-5].酸性电解水能使细菌菌体细胞壁表面皱缩,形成部分圆形孔道,改变细菌细胞膜的通透性,降低细胞质密度,使细胞质内容物溢出,导致细胞质酶失活[6-9].Kim et al[10]研究表明,酸性电解水可有效杀灭可能污染食品的各类病原菌,用酸性电解水清洗食品加工器具可防止食品交叉污染,从而有效控制各种微生物传播疾病的爆发.周然等[11]采用酸性电解水处理河豚鱼,得出其可减缓鱼体中TBA值的增长与贮藏过程中鱼肉肌原纤维的分解,使鱼肉硬度、弹性和回复性升高,冷藏货架期较对照组延长2 d.溶菌酶又称胞壁质酶或N-乙酸胞壁质聚糖水解酶,是一种无毒、无副作用的蛋白质,具有较强的溶菌作用,对革兰氏阳性菌、好气性孢子形成菌、枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌等均有良好的抗菌效果[12].陈舜胜等[13]采用溶菌酶保鲜液处理对虾,贮藏5 d后,保鲜剂组的细菌总数比对照组低10倍以上.舒留泉等[14]采用溶菌酶与Nisin组成的复合保鲜剂处理缢蛏,发现复合保鲜剂组样品的感官品质明显优于冷藏对照组.本研究分别用酸性电解水与溶菌酶保鲜液浸渍处理带鱼,置于(4±1)℃的冰箱中贮存,以挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、2-硫代巴比妥酸(2-thilbarbituric acid,TBA)、细菌总数(total viable counts,TVC)和pH值作为评价指标,同时结合感官评定分析,探讨不同处理方法对冷藏带鱼的保鲜效果,为延长带鱼货架期提供依据.

1 材料与方法

1.1 原料处理

带鱼(0.25-0.50 kg·条-1)购自上海市浦东新区芦潮港码头水产批发市场,冰藏条件下当日运至实验室进行实验.将带鱼洗净并处理(去头、去尾、去内脏),切成6-7 cm长的鱼段,除去差异较大个体,随机分组,作保鲜或对照使用.处理时,将各组样品分别用酸性电解水[电解时间11 min,pH=2.62±0.01,ORP=(1149.1 ±0.6)mV,ACC=(41.5 ±0.7)mg·L-1,以下简称电解水处理组]与 0.5 g·L-1的溶菌酶保鲜液(以下简称保鲜剂处理组)浸渍处理样品5 min,取出沥干,依次放入PE保鲜袋,并立即置于保鲜盒内,在4±1℃的冰箱中贮藏,以蒸馏水浸渍5 min的带鱼段作为对照.按AOAC分析方法[15]取样测定,每组样品平行测定3次,所有实验均重复3次.

1.2 药品与试剂

食品级溶菌酶(酶活力≥20000 U·mg-1)购自国药集团化学试剂有限公司;平板计数琼脂(PCA)购自北京陆桥技术责任有限公司;三氯乙酸(TCA)、2-硫代巴比妥酸、轻质氧化镁、硼酸、95%乙醇溶液和NaCl等均为国产分析纯.

1.3 仪器设备

FW-200强酸解水生成器(AMANO株式会社)、pH计(梅特勒托利多仪器上海有限公司)、BagMixer VW拍打式均质器(法国)、Kjeltec 2300凯氏定氮仪(丹麦FOSS中国上海有限公司)、Unico 2100分光光度计(尤尼柯上海仪器有限公司)、HVE-50灭菌锅(日本Hirayama制造有限公司)、1 mL Thermo移液器(热电上海仪器有限公司)、洁净工作台(上海康福特环境科技有限公司)、立式万用电炉(上海慧泰仪器有限公司)、三星冰箱、Precisa XS225A与BJ2100D电子分析天平等.

1.4 测定方法

1.4.1 感官评定 综合参考海水鱼感官评定方法[16]、SC/T 3102-1984《鲜带鱼》标准[17]、GB/T 18108-2008[18]与欧盟1995规定[19]的方法,制成带鱼感官评定表(表1),对样品的感官性状进行评价.由5名训练有素专业人员组成的感官评定小组,分别从鱼体的色泽、气味、组织形态与弹性结构等方面作感官分析,最后给出各自的综合评分值.

表1 带鱼感官评定表Table 1 Sensory evaluation of T.haumela

1.4.2 细菌总数测定 在无菌操作台内,称取25 g带鱼肉置于225 mL无菌生理盐水中,按GB/T 4789.2-2008操作[20].每个稀释度作3次平行,以灭菌的稀释液为空白作对照试验,结果以1 g样品中的菌落形成单位数(colony-forming units)表示,即 CFU·g-1.

1.4.3 pH测定 取绞碎的带鱼肉10 g于烧杯中,加入煮沸后冷却的蒸馏水定容至100 mL,搅拌均匀,静置30 min浸出,并不断摇晃,然后过滤,测定pH.

1.4.4 TVB-N测定 根据半微量凯氏定氮原理[21],依照邓辉萍等[22]的方法平行测定3次.

1.4.5 TBA测定 参考Mahmoud et al[23]的实验方法测定TBA,在532 nm处测定其吸光度,以蒸馏水代替样品作空白值.经换算,结果以1 kg样品中所含的丙二醛毫克数表示.

1.5 数据处理

实验数据均采用3次平行实验的平均值,数据用软件Origin(Pro)7.5绘制曲线,数据间的差异通过统计软件SPSS 13.0中的Duncan新复极差法进行方差分析与多重比较,结果以平均值±标准偏差表示.理化指标数据的综合分析由AlphaSoft V 11.0软件完成.

2 结果与分析

2.1 对冷藏带鱼感官品质变化的影响

带鱼冷藏期间,感官分值随贮藏时间的延长逐渐降低(图1),从冷藏的第2天起,不同组别的样品间差异显著(P<0.05).到第5天时,对照组样品已发生腐败,体表色泽暗淡,切面无光泽,肉质松散,固有色泽消失,产生较大异味.从冷藏的第6天起,电解水处理组与对照组样品的感官评分明显下降.贮藏后期,对照组与电解水处理组的感官分值逐渐接近,可能是由于酸性电解水中的有效成分活性较高,易分解失效.随着次氯酸及相应有效成分浓度的降低,电解水的杀菌与抑菌效果随之减弱.溶菌酶保鲜剂处理的样品,其感官品质仍保持较优,在冷藏后的第9天,仍能保持产品固有的色泽与弹性,但略带异味.

2.2 对冷藏带鱼细菌总数变化的影响

参照SC/T 3102-1984《鲜带鱼》标准[17],菌落总数≤104为一级鲜度,104<菌落总数≤106为二级鲜度.从图2中可以看出,从第2天起,对照组的细菌总数与处理组间差异显著(P<0.05),尤其是电解水处理组样品在贮藏的前3天,细菌总数明显减少,说明电解水处理法的瞬时杀菌效果显著.在贮藏的第5天,对照组样品的细菌总数为(5.70±0.13)lg CFU·g-1,第6天时,已超过二级鲜度指标;在贮藏第7天时,电解水处理组样品的细菌总数为(5.85±0.10)lg CFU·g-1,能保持在二级鲜度水平;保鲜剂处理组样品在第9天时,细菌总数为(5.51±0.14)lg CFU·g-1,达到带鱼二级鲜度指标.因此,电解水与溶菌酶保鲜液均能提高带鱼的保藏时间,延长产品的货架期.

图1 带鱼在冷藏过程中感官分值的变化Fig.1 Variations of sensory scores of T.haumela during cold storage

图2 带鱼在冷藏过程中细菌总数的变化Fig.2 Variations of total viable counts of T.haumela during cold storage

2.3 对冷藏带鱼pH值变化的影响

带鱼贮藏初期,pH先缓慢上升,由于僵硬期的到来,pH缓慢下降.随后在鱼体自溶和腐败变质的影响下,pH逐渐升高[24].pH越高,表明样品的腐败程度相对越高.

由图3可知,样品经酸性电解水处理后,能适当延缓其pH的上升,随着电解水杀菌活性成分的减少,其pH与对照组样品差异不明显.达到货架期终点时(即第9天),采用溶菌酶保鲜剂处理后,样品 pH 值为7.31±0.03,而冷藏对照组的 pH 最高为8.21±0.05.可能是由于溶菌酶具有溶解细菌细胞壁的能力,导致细菌死亡,从而能有效延缓鱼体自溶,抑制pH上升,起到保鲜作用.

图3 带鱼在冷藏过程中pH值的变化Fig.3 Variations of pH values of T.haumela during cold storage

2.4 对冷藏带鱼TVB-N变化的影响

根据SC/T 3102-1984《鲜带鱼》标准[17],鲜带鱼的 TVB-N≤130 mg·kg-1为一级鲜度,TVB-N≤250 mg·kg-1为二级鲜度.贮藏的第1天,带鱼的TVB-N为(73.2±8.0)mg·kg-1,随着贮藏时间的延长,由于带鱼中含有高不饱和脂肪酸,极易被氧化,同时也易在微生物的作用下发生分解,产生氨、胺类碱性物质,导致TVB-N升高.由图4可知,带鱼在贮藏的第6天前,电解水处理组的TVB-N均低于保鲜剂处理组,可能是由于电解水处理后,样品中的微生物明显减少,从而延缓带鱼样品TVB-N的升高趋势.电解水处理组样品贮藏第6-8天,其TVB-N急剧上升,到贮藏的第8天时,TVB-N>250 mg·kg-1,说明电解水在冷藏条件下可使产品的货架期延长2 d,这与细菌总数的研究一致.保鲜剂处理组样品的TVB-N始终保持平稳增长,其TVB-N均明显低于对照组,到贮藏的第9 天,其 TVB-N 为(242.8 ±7.2)mg·kg-1,符合二级鲜度指标.

2.5 对冷藏带鱼TBA变化的影响

由图5可知,冷藏的第2天起,各组带鱼样品间的TBA变化差异显著(P<0.05).随着贮藏时间的延长,冷藏对照组的TBA在冷藏过程中明显上升.在贮藏的第9天,其TBA升至(76.01±1.85)mg·kg-1.采用电解水处理的样品,TBA在前6天缓慢上升,可能由于电解水的抑菌作用,样品的TBA的上升幅度变缓.保鲜剂处理样品的TBA变化幅度较小,冷藏的第9天,TBA从初始的(13.07±1.87)mg·kg-1升至(38.61±1.96)mg·kg-1.因此,溶菌酶保鲜液具有明显抑制带鱼脂肪氧化酸败的作用.

图4 带鱼在冷藏过程中TVB-N的变化Fig.4 Variations of total volatile basic nitrogen(TVB-N)values of T.haumela during cold storage

图5 带鱼在冷藏过程中TBA的变化Fig.5 Variations of 2-thilbarbituric acid(TBA)values of T.haumela during cold storage

2.6 带鱼理化指标综合分析

将带鱼的感官评定、细菌总数、pH、TVB-N和TBA指标进行综合分析,通过AlphaSoft V 11.0软件绘制冷藏带鱼理化指标的综合分析图.横纵坐标的主成分百分比(principal component,PC)表示各主成分对分析效果的贡献率,图中各点与初始点的距离远近代表着样品新鲜度的高低.由图6可以看出,三组样品在贮藏第1-3天的数据点相对集中,表明鱼肉鲜度较好.随着贮藏时间的延长,电解水处理组与保鲜剂处理组的样品点与初始点的距离逐渐增大,但其增长速度均显著慢于冷藏对照组,冷藏对照组L-06所在的位置也较电解水处理组D-07与保鲜剂处理组B-09的距离远,说明冷藏对照组样品在第6天时,其综合评价指标已远不如其余两组样品.

图6 冷藏带鱼理化指标综合分析(PCA)图Fig.6 Principal component analysis for the physical and chemical indexes of T.haumela during cold storage

3 结论

(1)带鱼经酸性电解水[电解时间11 min,pH=2.62 ±0.01,ORP=(1149.1 ±0.6)mV,ACC=(41.5 ±0.7)mg·L-1]处理后,能使带鱼的冷藏货架期延长2-3 d,其保鲜效果优于冷藏对照组.

(2)0.5 g·L-1溶菌酶保鲜剂能明显改善带鱼的感官品质,延缓带鱼腐败,冷藏保鲜期显著延长.在带鱼贮藏的第9天,样品仍能达到二级鲜度标准,且感官品质变化不大,较冷藏对照组样品延长了3-4 d的二级鲜度货架期.

(3)在样品贮藏前期,酸性电解水处理显著降低带鱼样品的细菌总数与TVB-N,具有瞬时杀菌力强,减缓TVB-N升高的特点.但其杀菌活性成分易受时间、光照、空气和接触介质的影响,从而保鲜持久性较差,因此,在贮藏后期对产品各项指标的影响不显著.溶菌酶保鲜剂能有效延缓鱼体自溶,抑制鱼体内脂肪的氧化酸败,明显延长带鱼的冷藏货架期.在以后的研究中,可以考虑预先使用酸性电解水处理样品,然后辅以溶菌酶等生物保鲜剂处理,充分发挥两种物质的协同作用,延长带鱼冷藏货架期.

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