冰温结合生物保鲜剂对扇贝的保鲜效果

吴雪丽1，刘红英1,2，韩冬娇1

（1.河北农业大学食品科技学院，河北 保定 071000；2.河北农业大学海洋学院，河北 秦皇岛 066000）

摘 要：以扇贝为研究对象，采用复合生物保鲜剂结合冰温与冷藏﹙0 ℃）的贮藏环境对扇贝进行保鲜处理，探讨其在保鲜过程中pH值、菌落总数、硫代巴比妥酸、挥发性盐基氮含量、Ca2+-ATP酶活性等指标的变化。结果表明：扇贝的冰点为－1.6 ℃，冰温结合复合生物保鲜剂贮藏扇贝的效果比直接冰温贮藏和冷藏结合复合生物保鲜剂的效果显著（P＜0.05）。可知，冰温结合复合生物保鲜剂在扇贝保鲜过程中能有效地减缓蛋白质降解和脂肪氧化，延缓腐败变质，延长扇贝的货架期。

关键词：冰温；扇贝；复合生物保鲜剂

Effect of Controlled Freezing Point Storage Combined with Biological Preservative on Quality Maintenance of Scallops

WU Xue-li1, LIU Hong-ying1,2, HAN Dong-jiao1

(1. College of Food Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, China;

2. Ocean College of Hebei Agricultural University, Qinhuangdao 066000, China)

Abstract: This study dealt with the effect of pre-storage treatment with a composite biological preservative comprising tea polyphenols, propolis and carboxymethyl chitosan on the changes in pH, total bacterial count, thiobarbituric acid (TBA) value, total volatile basic nitrogen (TVB-N) and Ca2 +-ATPase activity in scallops during controlled freezing point (CFP) storage or storage at 0 ℃.The results showed that the freezing point temperature for scallops was -1.6 ℃ and that CFP storage combined with preservative treatment was significantly more effective than single CFP storage (P ＜ 0.05). Thus, this study indicates that preservative treatment in combination with CFP storage can effectively slow down the process of protein degradation and fat oxidation and delay deterioration and spoilage of scallops, extending the shelf-life.

Key words: freezing point; scallops; composite biological preservative

中图分类号：S983 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）10-0273-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201410051

海湾扇贝（Argopectens irradias Lamarck），属瓣鳃纲，珍珠贝目，扇贝科，海湾扇贝属，是我国重要的经济品种之一[1-2]，2011年海水贝类总产量为1154万 t，其中扇贝产量135万 t，占海水养殖贝类总产量的11.7%。扇贝以低脂肪、高蛋白、高氨基酸含量的特点深受广大消费者的青睐[3]。由于扇贝组织柔嫩，蛋白质和水分含量较高，若将其自然放置，很快就会变质、腐败，失去食用价值[4]，因此必须采取相应的保鲜措施，延长其货架期，以满足扇贝加工企业和消费者的生活需要。应用于水产品的保鲜技术有低温、化学、辐照、气调和生物保鲜等，其中保鲜剂结合低温保鲜是最主要的保鲜技术。茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶的主要成分，茶多酚具有抗氧化、清除自由基、抑制微生物生长和抑制肿瘤细胞生长等多种生理活性，其研究范围己涉及食品、医药、日用化学品等许多领域[5-6]。羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，CMCS）是壳聚糖经羧甲基化后得到的一种衍生物，它具有良好的水溶性、无毒、抗菌保湿、聚电解质等性能[7]。蜂胶是蜜蜂从植物幼芽及树干上采集的树脂，混入上颚腺的分泌物、蜂蜡等加工而成的一种具有芳香气味的不透明胶状固体[8]，具有较强的抑菌[9]、抑病毒特性，可清除自由基，起到抗氧化的作用，同时具有良好的成膜性[10-11]。随着人们对食品安全越来越重视，安全无毒、营养的生物保鲜剂得到大家的关注，这些生物保鲜剂有抑菌、抗氧化等作用能使水产品保持良好的感官品质。

由日本的山根昭美发明的冰温技术是近年来国内外新兴的食品保鲜技术，冰温作为一项物理保鲜剂技术，不存在食品安全性的问题。日本已将该技术广泛应用于食品贮藏、后熟、干燥和流通等领域内，形成了完整的冰温贮藏、冰温后熟、冰温干燥和冰温流通的冰温冷藏体系[12]，冰温技术是除保鲜剂和气调保鲜技术以外的重要的保鲜技术，它能抑制大多数水产品酶促反应引起的自溶和微生物所引起的腐败[13]，降低水产品的新陈代谢速度，延长保存时间[14]。Magnussen等[15]研究了冰温技术在大麻哈鱼的保鲜运输中的效果，凌萍华等[16]研究了冰温与4 ℃条件下贮藏南美白对虾保鲜效果的差异，这些研究结果表明冰温的保鲜效果明显。目前对扇贝的研究主要集中在扇贝产品的加工和养殖等方面，贝类的保鲜已有研究[17-18]，但对扇贝进行冰温保鲜研究却未见报道。本实验将探索冰温与0 ℃贮藏同时结合蜂胶溶液、CMCS和茶多酚3 种复合生物保鲜剂对扇贝保鲜效果的影响，旨在为扇贝保鲜及延长货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

海湾扇贝：产地秦皇岛，鲜活、个体饱满、大小均匀；蜂胶溶液（食用级） 河北农业大学科技市场；茶多酚、壳聚糖（食用级） 青岛恒瑞泰贸易有限公司；超微量ATP酶（Ca2+）测试盒 南京建成生物工程研究所；三甲胺盐酸盐 西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司。

YLD-6000生化培养箱 江苏定坛市宏华仪器厂；KQ5200E超声波 昆山市超声仪器有限公司；UV-1700PharmaSpec型紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司；冰柜 海尔集团；RS2222数显温度计（测温精度±0.1 ℃） 天津今明公司。

1.2 方法

1.2.1 冰点测定

将多点温度测定仪的探头插入鲜活扇贝体的中央，置于－18 ℃冰箱中，温度采集时间间隔设定为20 s，记录温度变化，然后根据冻结曲线的变化规律确定样品的冰点温度。

1.2.2 冰箱箱体温度波动测定

用于扇贝冰温贮藏的冰箱为海尔冰柜（经改造，温度可控，分辨率为0.1 ℃），将多点温度仪的温度探头用胶带粘贴在扇贝将要放置的区域，温度采集时间间隔设定为1 min，监测24 h，以此判定此冰箱用于扇贝冰温贮藏的可行性。

1.2.3 羧甲基壳聚糖的制备

称取15 g壳聚糖，加32 g 50%氢氧化钠溶液于400 mL烧杯中碱化，加150 mL无水乙醇转入反应釜中，滴加17 g氯乙酸反应2 h，升温至65 ℃，反应2 h，停止加热，冷却至40 ℃，调pH值至中性[19]，用85%甲醇溶液洗涤多次，烘干得产品。

1.2.4 复合保鲜剂配制

精确称取3 种生物保鲜剂，按0.2%茶多酚、0.3%蜂胶溶液、1.5%羧甲基壳聚糖配比制成复合生物保鲜剂溶液。

1.2.5 保鲜处理

用生理盐水冲洗鲜活带壳扇贝，室温条件下开壳取肉，再用生理盐水清洗贝柱，并进行以下分组：冰温组（A组）：将样品在生理盐水中浸泡10 min，取出室温条件下快速沥干后，立刻装入无菌保鲜袋（每袋1 kg样品），放入（－1.2±0.1） ℃的冰箱中贮藏。冷藏结合复合生物保鲜剂组（B组）：将样品在配好的复合生物保鲜剂中浸泡10 min，取出室温条件下快速沥干后，立刻装入无菌保鲜袋（每袋1 kg样品），放入0 ℃的冰箱中贮藏。冰温结合复合生物保鲜剂组（C组）：将样品在配好的复合生物保鲜剂中浸泡10 min，取出室温条件下快速沥干后，立刻装入无菌保鲜袋（每袋1 kg样品），放入（－1.2±0.1）℃的冰箱中贮藏。

贮藏期间，B组每天取样、A组和C组隔天取样测定各指标，每组样品平行测定3 次。

1.2.6 指标测定

1.2.6.1 pH值的测定

将一定量的扇贝肉用组织捣碎机将其捣碎，取5 g于锥形瓶中，加入 45 mL中性蒸馏水，均质，静置30 min，过滤，用精密酸度计测定滤液的pH值。

1.2.6.2 菌落总数的测定

按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》[20]规定倾注平板计数法进行，每个稀释度做3 个平行。

1.2.6.3 挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量的测定

按照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》[21]进行测定。

1.2.6.4 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值的测定

准确称取研磨均匀的样品10 g，置于100 mL具塞三角瓶内，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%乙二胺四乙酸），振摇30 min，用双层滤纸过滤，重复用双层滤纸过滤一次。准确移取上述滤液5 mL置于25 mL比色管内，加入5 mL TBA溶液（0.02 mol/L），混匀。加塞，置于90 ℃水浴锅内保温40 min，取出冷却1 h，移入小试管内2 000 r/min离心5 min，上清液倾入25 mL比色管内，加入5 mL氯仿，摇匀，静置，分层，吸出上清液分别在532 nm和600 nm波长处比色（同时做空白实验），记录吸光度。按式（1）计算：

（1）

1.2.6.5 Ca2+-ATP酶活力测定

称取待测的扇贝肉糜1 g，制成10%的匀浆，用涡旋振荡器混匀，将匀浆用冷冻离心机1 000 r/min，离心5 min。取上清液0.5 mL加生理盐水4.5 mL制成1%的匀浆，取1 mL匀浆加1 mL生理盐水制成0.5%的匀浆。按测试盒的测试方法测定。注意实际操作为10min反应，计算时以每小时计。按式（2）计算Ca2+-ATP酶活力：

（2）

式中：2.8为反应体系中2.8 倍稀释。

1.2.6.6 三甲胺（trimethylamine，TMA）含量的测定

采用GB 2731—1988《火腿卫生标准》中规定的方法，将样品中的TMA抽提于无水甲苯中，与苦味酸作用，形成黄色的苦味酸三甲胺盐，进行比色测定[22]。

1.3 数据处理

采用Excel进行绘图，利用SPSS 17.0软件进行实验数据分析，采用多因素方差分析和多重比较分析，当
P＜0.01时为极显著性差异，0.01＜P＜0.05时为显著性差异，P＞0.05时差异不显著。

2 结果与分析

2.1 冰箱温度波动和冰点的测定

为检验冰箱的温度波动情况，将可调恒温冰箱温度设定为－1.2 ℃，然后用多点温度测定仪24 h监测温度变化，结果表明，箱体温度波动范围为－1.5～－0.8 ℃，未超出冰温带范围，符合冰温技术要求。从图1可以看出，扇贝的降温过程中出现了过冷临界温度点和第一拐点，符合食品温度-时间冻结曲线的一般特征，扇贝的冰点为－1.6 ℃，冰温带为－1.6～0 ℃，因此实验设定的冰温为（－1.2±0.1） ℃。

图 1 扇贝冻结曲线

Fig.1 The freezing temperature curve of scallops

2.2 贮藏过程中扇贝pH值的变化

扇贝在贮藏过程中，pH值呈现前期迅速下降，之后缓慢上升的趋势。由于扇贝死亡后停止呼吸，体内的糖原开始分解，产生乳酸，ATP酶活性增强，使得肌肉中pH值降低。在保鲜后期pH值上升主要是微生物生长导致扇贝组织内的蛋白质分解为含氮小分子物质所致。pH值越大，表明样品的腐败程度越高。从图2可知，贮藏时间、贮藏温度与复合保鲜剂对扇贝pH值的变化影响显著（P＜0.05）。B组的pH值变化幅度最大，第7天的pH值降到6.33，第10天的pH值已升到6.54，而C组的pH值变化幅度最小，第15天的pH值才达到6.51。因此，冰温结合复合生物保鲜剂的保鲜效果最好，能适当延长扇贝的贮藏时间。

图 2 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中pH值变化

Fig.2 Changes in pH during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

2.3 贮藏过程中扇贝TVB-N含量的变化

图 3 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中TVB-N含量变化

Fig.3 Changes in TVB-N during storage under CFP condition or at
0 ℃ of scallops pretreated by the composite preservative

扇贝在贮藏过程中，随着贮藏时间的延长由于内源酶和微生物的作用产生氨和胺类碱性物质导致TVB-N的含量升高。从图3可见，贮藏时间、贮藏温度与复合保鲜剂对扇贝TVB-N含量的变化影响显著（P＜0.05）。C组的TVB-N含量明显低于A组和B组，B组第9天的TVB-N含量为15.29 mg/100 g，超过GB 2733—2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》中规定的≤15 mg/100 g，而C组在第13天的TVB-N含量为15.405 mg/100 g，达到标准的可接受限。可见，冰温与复合保鲜剂能明显抑制酶的活性和细菌的生长，减弱蛋白质的分解，从而明显降低TVB-N含量的增长幅度。

2.4 贮藏过程中扇贝菌落总数的变化

菌落总数测定是用来判定食品被细菌污染的程度及卫生质量，它反映食品在生产过程中是否符合卫生要求，以便对被检样品做出适当的卫生学评价。从图4可见，贮藏时间、贮藏温度与复合保鲜剂对扇贝菌落总数的变化影响显著（P＜0.05）。贮藏过程中A组和B组的增长速度明显大于C组，A、B、C组分别在第11、9、13天超过菌落总数的二级鲜度标准，可见，冰温与复合保鲜剂能有效地抑制微生物的生长繁殖，延缓扇贝的腐败变质。

图 4 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中菌落总数的变化

Fig.4 Changes in total number of colonies during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

2.5 贮藏过程中扇贝TBA值的变化

图 5 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中TBA值变化

Fig.5 Changes in TBA values during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

复合生物保鲜剂处理的扇贝在贮藏过程中TBA值的变化如图5所示，新鲜扇贝TBA值为0.047 5 mg/100 g，含量较低，A、B组和C组的TBA值的增长趋势基本相同，随着保鲜时间的延长TBA值逐渐上升，表明扇贝的脂肪氧化程度随着时间的延长而加剧，但C组TBA值最低，上升趋势最缓慢，说明冰温与复合生物保鲜剂对扇贝的脂肪氧化起到了抑制作用，有效减弱了脂肪的氧化速度。

2.6 贮藏过程中扇贝Ca2+-ATP酶活性的变化

图 6 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中Ca2+-ATP酶活性变化

Fig.6 Changes in Ca2+-ATPase activity during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

在贮藏过程中扇贝Ca2+-ATP酶活性的变化如图6所示，新鲜扇贝ATP酶的活力为0.293 2 μmol/（mg•h），随着贮藏时间延长，Ca2+-ATP酶活性逐渐降低，并且出现先快后慢的趋势。B组下降幅度最大，其Ca2+-ATP酶活性在贮藏的第10天降至0.031 1 μmol/（mg•h），C组的Ca2+-ATP酶活性降幅稍慢，第15天时其Ca2+-ATP酶活性只降至0.048 1 μmol/（mg•h）。因此采用复合生物保鲜剂处理的扇贝在冰温贮藏过程中Ca2+-ATP酶活性变化最小，保鲜效果最佳。

2.7 贮藏过程中扇贝TMA含量的变化

TMA和组胺同样也是鱼体组织蛋白质细菌腐败的产物，是水产品体内存在的氧化TMA经兼性厌氧菌还原产生的，含量随海产品鲜度的下降而逐渐增加。在冷藏初TMA含量很低，随着贮藏时间延长，冰温贮藏过程中扇贝组织中TMA含量的变化如图7所示：新鲜扇贝中TMA含量为0.257 5 μg/g，并且随着贮藏时间的延长TMA含量呈上升趋势。B组在冷藏的第10天，贝肉组织中TMA含量达到1.262 5 μg/g，A组第13天达到1.275 μg/g，C组第15天只含有1.065 μg/g，可见，冰温结合复合生物保鲜剂能减少TMA的生成，其保鲜效果明显。

图 7 复合保鲜剂处理扇贝在－1.2 ℃和0 ℃贮藏过程中TMA含量变化

Fig.7 Changes in TMA values during storage under CFP condition or at 0 ℃ of scallops pretreated with the composite preservative

3 讨 论

实验过程中测得扇贝的冰点为－1.6 ℃，由于冰温带相对较窄，选用可调恒温冰箱使温度波动较小，能保证温度处在－1.2 ℃左右的冰温带内，符合冰温技术要求。实验结果表明：pH值、TBA值、菌落总数、TMA含量、Ca2+-ATP酶活性和TVB-N含量的变化说明，冰温结合复合生物保鲜剂贮藏扇贝的效果比直接冰温贮藏和冷藏结合复合生物保鲜剂的效果显著（P＜0.05）。可见，冰温技术结合复合生物保鲜剂能有效抑制扇贝体内酶的活性和微生物的生长，体现了冰温保鲜效果较好，并且两种保鲜方法的结合优于单独使用的效果。

冰温技术是一种物理保鲜方法，操作简单，同时结合具有一定保鲜效果的复合生物保鲜剂能明显延长扇贝的货架期。冰温技术如果应用于实际生产，对设备具有一定的技术要求，需要进一步研究解决。研究[23]表明单一保鲜剂的保鲜效果较差，而新型复合生物保鲜剂保鲜效果较好。将不同保鲜技术综合运用，发挥其协同效应，不仅可以增强其保鲜效果，而且可以降低保鲜剂的使用量，从而减少其对食品品质的影响，提高其应用的安全性[24]。

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