茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼的保鲜效果

于 林,陈舜胜⋆,王娟娟,王 倩

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

摘 要:研究茶多酚改性后的胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼的保鲜效果。在4 ℃冷藏条件下,采用空白对照、胶原蛋白-壳聚糖复合膜、茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜3种方式处理样品并贮藏20 d,以K值、肌动球蛋白含量、巯基(—SH)含量、Ca 2+-ATPase活性以及pH值、硫代巴比妥酸(thiobarbityric acid,TBA)值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值、菌落总数、感官评定值作为研究指标。结果表明:胶原蛋白-壳聚糖复合膜、茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组斜带石斑鱼的巯基含量、肌动球蛋白含量、Ca 2+-ATPase活性和感官评定值均显著高于对照组(P<0.05),而K值、pH值、TVB-N值、菌落总数均显著低于对照组(P<0.05),且茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组的效果优于胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组,其中3 个处理组的TBA值的差异性不显著(P>0.05)。茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组鱼肉的肌动球蛋白变性和巯基含量降低缓慢、Ca 2+-ATPase活性下降受到阻碍、TVB-N值等理化指标变化以及细菌总数生长受到抑制。说明在4 ℃冷藏条件下,茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理组能有效延缓斜带石斑鱼的腐败变质,保鲜效果更明显。

关键词:斜带石斑鱼;胶原蛋白;复合膜;茶多酚;保鲜

斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)属于鲈形目(Perciformes)鮨科(Serranidae)石斑鱼属(Epinephelus),为暖水性大中型海产鱼类,广泛分布于我国东海等海域 [1-2]。斜带石斑鱼具有高蛋白、低脂肪、多不饱和脂肪酸含量高等特点,具有较高的食用价值和保健价值,消费需求旺盛,是我国最具潜在经济价值的海水鱼种 [2-3]。由于其营养丰富、极易氧化酸败、受细菌污染、货架期较短、无法满足长时间保存的需求,且传统单一的贮藏方式不能完全抑制鱼体中微生物的生长和脂肪氧化 [1,3-5]。近年来,随着人们对食品品质和保藏期要求的不断提高以及人们环保意识的增强,以天然生物材料制成的可食性复合膜对水产品进行保鲜成为研究的热点 [6-7]

从淡水鱼副产物中提取的胶原蛋白具有独特的三螺旋结构,其能够形成具有抗拉强度很大的纤维束,并且具有较高的营养价值 [8]。因此利用胶原蛋白制成的胶原蛋白-壳聚糖可食性复合膜具有一定的机械强度,且具有阻湿、阻氧、抗菌、抗氧化、保鲜等特点,应用于水产品保鲜不仅可以减少水产品在保藏时的水分损失,防止产品干缩变形,而且可以阻止氧气进入,抑制脂肪酸氧化、减缓蛋白质降解以及微生物的滋生,还能使食品表面具有光泽 [9-12]。Wu Jiulin等 [13]采用壳聚糖-明胶可食膜对鲜鱼片的保鲜效果进行研究,发现复合膜可以明显延长鱼肉的货架期。

目前,天然聚合物制成的可食性复合膜由于拉伸强度低、水蒸气透过率过高等缺点,需要通过改性剂来提升性能 [14]。传统的改性剂存在安全问题,因此安全的天然多酚类改性剂更具优势 [15]。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,具有能清除自由基、有效抑制自由基链式反应引起的氧化反应、对致病菌以及一些腐败菌具有一定的抑制作用等特点 [15-16]。同时,茶多酚具有形成稳定氢键结构的潜能,改变聚合物的网络结构,使得胶原蛋白的稳定性提高 [17-18]。杨胜平等 [19]采用壳聚糖结合茶多酚涂膜对带鱼的保鲜效果进行研究,发现其对带鱼的保鲜效果明显。通过细胞毒性实验,党美珠 [14]发现多酚改性后的胶原蛋白-壳聚糖复合膜对细胞形态、生长、增殖与代谢无明显损害,无细胞毒性作用。

因此利用茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜以期改善复合膜的机械性能和抑菌能力,将其应用于石斑鱼等水产品的保鲜研究中,使其发挥更加巨大的优势,避免资源的严重浪费,并延长水产品的货架期,为复合膜在水产品保鲜领域的应用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白鲢鱼鳞胶原蛋白,上海海洋大学食品学院实验室自制;斜带石斑鱼购于上海市芦潮港海鲜市场;茶多酚(食品级,纯度≥98%) 南京源叶生物科技有限公司;壳聚糖(平均相对分子质量1.6×10 5,脱乙酰度≥90%) 国药集团化学试剂有限公司。

蛋白定量测试盒、巯基测定试剂盒和超微量Ca 2+-ATPase测试盒 南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

2695高效液相色谱系统 美国Waters公司;Synergy2自动酶标仪 美国Bio-Tek公司;全自动凯氏定氮仪 美国FOSS公司;紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 胶原蛋白-壳聚糖复合膜的制备

称取一定质量的胶原蛋白于烧杯中,加超纯水配制成2 g/100 mL的胶原蛋白溶液,50 ℃水浴溶解30 min,抽滤得到纯净的胶原蛋白溶液。称取一定质量的壳聚糖于烧杯中,加入体积分数为2%的冰醋酸配成2 g/100 mL的壳聚糖溶液于50 ℃的水浴中搅拌溶解30 min,静置过夜。将胶原蛋白与壳聚糖溶液按照1∶4质量比混合,并加入质量分数为25%的甘油作增塑剂,20 ℃条件下搅拌10 min混匀,在55 ℃的水浴中交联1 h即可。取50 mL的胶原蛋白-壳聚糖共混液流延于洁净的聚乙烯盘上,室温条件下自然晾干,揭膜即可 [20-21]

1.3.2 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜的制备

分别配制一定质量浓度的胶原蛋白溶液和壳聚糖溶液,添加适量的甘油,按一定比例共混。在预实验的基础上,采用L 9(3 3)正交试验优化复合膜配比,以抗菌能力和机械性能两项指标为评价标准,最终确定以体积分数10%的比例添加质量浓度0.5 g/100 mL的茶多酚溶液,在70 ℃条件下加热搅拌30 min,2 000 r/min低速离心4 min去除气泡后流延于干燥的聚乙烯盘中,室温条件下自然晾干,揭膜即可 [14,22]

1.3.3 样品处理与分组

参考顾仁勇 [23]、Elmasry [24]等的方法,将预冷至4 ℃的鲜活斜带石斑鱼低温致死后三去(去头、去尾、去鳞),沿背脊部剖为两半后取脊背肉,将鱼肉切分成若干份(3 cm×3 cm×1 cm)。将鱼块分别包裹在胶原蛋白-壳聚糖复合膜(T1)、茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜(T2)中,并用自封袋密封好,对照组不包裹复合膜直接密封在自封袋中。层冰层鱼的方式摆放在4 ℃冰箱并贮藏20 d。每隔2 d对指标进行检测,每次实验做3 次平行取均值。

1.3.4 指标测定

1.3.4.1 K值的测定

参考Cheng Junhu等 [25]的方法进行斜带石斑鱼肌肉中ATP关联物的提取:称取3 g绞碎的鱼肉,加10 mL 10%(体积分数,下同)4 ℃冷却的高氯酸(perchloric acid,PCA),10 ℃条件下匀浆后8 000 r/min离心10 min。取上清液,沉淀物用10 mL冷却(4 ℃)的5%的PCA洗涤,搅拌均匀后再8 000 r/min离心10 min,重复2 次。最后合并上清液,加入15 mL超纯水,用1 mol/L的KOH溶液和5% PCA溶液调节上清液pH值至6.5,静置30 min后取上清液于50 mL容量瓶中,定容,摇匀。最后用0.22 μm的膜过滤,滤液贮藏在液相进样瓶中于-20 ℃冰箱待测。

1.3.4.2 肌动球蛋白含量的测定

参考Benjakul等 [26]的方法提取肌动球蛋白并做适当修改:称取绞碎的2 g鱼肉,加入10 mL 0.6 mol/L预冷的KCl (pH 7.0)溶液,在低温条件下均质60 s,然后5 000×g、4 ℃离心 30 min,收集上清液。再加入3倍体积预冷的蒸馏水,5 000×g、4 ℃离心20 min,收集沉淀后加入1.2 mol/L等体积的预冷KCl(pH 7.0),低温条件下磁力搅拌30 min,再次离心,上清液即为肌动球蛋白。再用蛋白定量测试盒进行肌动球蛋白含量的测定。

1.3.4.3 总巯基含量的测定

实验开始前配制标准应用液(现用现配),以肌动球蛋白溶液为待测样本,根据巯基测定试剂盒进行测定,采用酶标仪测定412 nm波长处的吸光度。

1.3.4.4 Ca 2+-ATPase活性的测定

实验开始前30 min配制磷剂、标准磷应用液、粉剂。以肌动球蛋白溶液为待测样本,根据超微量Ca 2+-ATPase测试盒进行测定,采用酶标仪测定636 nm波长处的吸光度。

1.3.4.5 pH值、挥发性盐基氮值和硫代巴比妥酸值的测定

pH值使用精密pH计测定;挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值参照SC/T 3032—2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》 [27],使用全自动凯氏定氮仪测定每组鱼肉的TVB-N值;硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值按照王建辉等 [28]的方法测定。

1.3.4.6 菌落总数的测定

菌落总数测定参照GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落总数测定》方法测定 [29]。无菌条件下取一定质量绞碎的鱼肉,置于灭菌的生理盐水中,制成料液比1∶10(m/V)的均匀稀释液,选择3个合适的稀释梯度,每个梯度做2 个平行,用营养琼脂到平板的方法测定细菌总数,培养温度为36 ℃,培养时间48 h,并采用(lg(CFU/g))鱼肉样来计数。

1.3.4.7 感官评定

参照GB/T 18108—2008《鲜海水鱼》 [30]建立感官评定标准:由5 位经过专业培训的感官人员作为评分成员,分别从色泽、气味、组织形态、组织弹性4 个方面来感官评分,满分10 分,7~10 分为一级鲜度,4~7 分为二级鲜度,4 分以下即为不新鲜,2 分以下为完全腐败,感官不能接受,最后给出综合评分值。

表1 石斑鱼的感官评定
Table1 Criteria for sensory evaluation of Epinephelus coioiiddeess

项目分值10742色泽色泽正常,鱼脂紧贴体表,富有光泽色泽暗淡,鱼脂严重脱落或发黏,无光泽气味固有腥味明显固有腥味清淡,略带异味色泽稍暗,鱼脂局部脱落,稍有光泽色泽暗淡,鱼脂局部脱落或发黏,无光泽无固有腥味,有臭味或胺味有强烈臭味或胺味组织形态肌纤维清晰,致密完整肌纤维不清晰,不紧密,松散组织弹性坚实富有弹性,手指压后凹陷立即消失肌纤维清晰,较致密,不松散肌纤维不清晰,不紧密,局部松散坚实富有弹性,手指压后凹陷较慢消失稍有弹性,手指压后凹陷很慢消失无弹性,手指压后凹陷不消失

1.4 数据分析

实验数据采用SPSS(Version 20.0)软件来进行单因素方差分析(ANOVA),并通过Origin 8.5软件作图,显著性差异采用Duncan多重比较检验分析(P<0.05),以 ±s来表示实验结果。

2 结果与分析

2.1 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼K值的影响

K值是评价水产品鲜度的重要指标。姚燕佳等 [31]指出,K值愈小表示水产品的鲜度愈高,即ATP被降解的程度愈低,ATP在内源酶作用下降解产生HxR与Hx的量与ATP关联物总量的比即为K值。苏辉等 [32]研究认为即杀鱼的K值一般小于10%,K值小于20%为很新鲜,20%~40%为中等鲜度水平,而K值大于60%时步入腐败阶段。

由图1可知,随着贮藏时间的延长,3 种处理组冷藏斜带石斑鱼的K值均逐渐增加,这与TVB-N值的变化趋势类似,这跟姚燕佳等 [31]的研究结论一致。但K值作为水产品前期鲜度评价的指标,上升趋势比TVB-N值更明显,更能代表水产品贮藏前期的鲜度变化 [33]。4 ℃条件下贮藏0 d的石斑鱼鱼片的K值为8.68%;贮藏4 d后T1和T2处理组的K值仍处于一级鲜度水平;14 d后对照组K值达到61.25%,处于初期腐败阶段;T1处理组在贮藏20 d后K值达到61.48%,比对照组的腐败期延长6 d;T2处理组在贮藏14 d左右仍处于二级鲜度水平,且在贮藏末期的K值仍未达到初期腐败水平。T1和T2处理组相较于对照组具有显著性差异(P<0.05),且T2处理组的效果比T1处理组好。Li Xuepeng等 [1]报道指出鱼的种类、肌肉组织、捕食、贮藏方式等因素均对K值产生影响。本实验中茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜处理的冷藏斜带石斑鱼的K值较低,Zhu Yingchun等 [34]认为这可能是由于多酚抑制了鱼肉内源酶的活性,减少ATP降解产物的含量,从而降低了K值。

图1 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中K值的变化
Fig.1 Change of K value in grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

2.2 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼肌动球蛋白含量的影响

肌动球蛋白是在ATP的存在下由肌动蛋白与肌球蛋白作用形成的复合物,是构成肌原纤维蛋白的重要组成部分,其与鱼肉蛋白质变性存在重要联系 [33]

图2 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中肌动球蛋白含量的变化
Fig.2 Change in actomyosin content in grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

由图2可知,在第0~2天对照组、T1、T2处理组冷藏斜带石斑鱼的肌动球蛋白含量略微增加,这可能是由于在ATP的作用下肌动蛋白与肌球蛋白产生不可逆的聚合,产生较大分子质量的分子聚集沉淀起来,这与高萌等 [35]的研究结果类似。对照组呈显著(P<0.05)下降趋势,20 d时肌动球蛋白含量为13.44 mg/g,是第0天(24.63 mg/g)的54.57%,下降了45.43%。而T1和 T2处理组下降较为缓慢,在贮藏末期仅下降了20.58%和17.38%,说明在贮藏期间对照组肌动球蛋白变性严重,复合膜T1和茶多酚改性复合膜T2对石斑鱼鱼片的肌动球蛋白变性的抑制程度较高。荣建华等 [36]的研究发现,巯基氧化产生的二硫键导致肌动球蛋白重链的聚合,降低了肌动球蛋白含量。章银良 [37]指出肌动球蛋白在贮藏期间变性后产生碱溶性的蛋白质,也会引发肌动球蛋白溶解度的降低。

2.3 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼巯基含量的影响

巯基含量大小可反映肌肉蛋白质变性聚合的程度,巯基是肌原纤维蛋白中最具活性的功能基团,易被氧化 [35]。4 ℃条件下不同处理组对于石斑鱼鱼片巯基含量的影响如图3所示。

图3 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中巯基含量的变化
Fig.3 Change in sulfhydryl content in grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

从图3可以发现,不同处理组的巯基含量随着贮藏时间的延长而显著降低(P<0.05),这与荣建华等 [36]的研究结果类似。对照组的巯基含量从第0天的4.41×10 -5mol/g到贮藏末期的0.86×10 -5mol/g,下降了80.50%,在第10天呈现明显的下降趋势。而T1和T2处理组的巯基含量下降趋势缓慢,仅下降了58.3%和53.38%。分析可知T2处理组的巯基含量明显高于T1处理组和对照组(P<0.05),说明茶多酚改性复合膜能够有效地减缓巯基的氧化变性趋势。

Ko等 [38]研究报道指出,在冷藏期间肌原纤维蛋白的降解导致蛋白空间构象发生改变,将分子内的巯基暴露出来并被氧化成二硫键,巯基含量逐渐下降。T2处理组的总巯基含量始终高于T1处理组和对照组,这可能是由于多酚改性复合膜有效地阻碍了外界的氧气,并且抑制巯基的自动氧化,降低了斜带石斑鱼蛋白质的变性程度 [38]。巯基含量的变化与肌动球蛋白含量的变化趋势一致,可能与巯基氧化产生二硫键引发肌动球蛋白的重链聚合,降低其盐溶性有关 [39]

2.4 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼Ca 2+-ATPase活性的影响

陶欢等 [40]指出,Ca 2+-ATPase活性是评价鱼肉中肌原纤维蛋白完整性的重要指标,因而常被用于分析鱼肉中蛋白质变性的程度。经过3 种不同处理方式对石斑鱼鱼片Ca 2+-ATPase活性的影响如图4所示。

图4 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中CCaa 22+-ATPase活性的变化
Fig.4 Change in Ca 2+-ATPase activity in grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

由图4可知,随着贮藏时间的延长,不同处理组的Ca 2+-ATPase活性呈现明显的下降趋势。对照组下降速率最快,从第0天的2.41 μmol Pi/(mg pro·h)下降到第20天的0.93 μmol Pi/(mg pro·h)。而T1处理组Ca 2+-ATPase活性下降速率较慢,第0~10天仅下降了5%,10 d后下降速率升高,贮藏末期达到1.17 μmol Pi/(mg pro·h)。T2处理组Ca 2+-ATPase活性下降更为缓慢,在0~20 d仅下降了0.43 μmol Pi/(mg pro·h)。本研究发现Ca 2+-ATPase活性下降趋势跟巯基含量下降趋势一致,由于复合膜对石斑鱼鱼片的包裹作用,使得—SH氧化程度下降,抑制微生物破坏蛋白质的能力,因而降低Ca 2+-ATPase活性下降趋势 [35]。吕卫金等 [41]研究表明,TP具有抗氧化能力和抑制微生物破坏蛋白的能力,减缓了肌原纤维蛋白质Ca 2+-ATPase活性的下降趋势,这也可能是由于茶多酚含有的羟基改变蛋白质分子内的自由水的结构,从而影响蛋白质的聚集和变性的程度。

2.5 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼pH值、TVB-N值和TBA值的影响

图5 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中pH值的变化
Fig.5 Change in pH of grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

在4 ℃条件下冷藏20 d的石斑鱼鱼片的pH值变化如图5所示。新鲜石斑鱼鱼片的pH值为6.81±0.02,pH值整体呈现先下降后回升再下降的走势,这与苏辉等 [32]的研究结果类似。这是因为在鱼肉的解僵初期,机体中糖原无氧降解产生乳酸,然后在磷酸肌酸和ATP作用下产生磷酸,pH值降低,之后斜带石斑鱼鱼片中氨基酸脱羧,蛋白质等在酶和微生物的作用下分解产生碱性物质,使得pH值上升 [23]。在贮藏到14 d时对照组的pH值达到7.20,而T1和T2处理组pH值在20 d仍低于7.00,品质处于接受范围。茶多酚改性复合膜处理样品具有较低的pH值,有效地抑制内源性蛋白酶的活性,张进杰等 [42]指出,pH值的变化既与腐败微生物的生长导致的碱性胺类物质累计有关,也受物种、捕捞季节、饮食摄入等影响的影响,需要综合考虑不同的因素对pH值进行分析。

图6 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中TVB-N值的变化
Fig.6 Change in TVB-N value of grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

TVB-N值是评价水产品鲜度的重要指标,与蛋白质变性程度有关 [1]。如图6所示,在4 ℃冷藏20 d期间,石斑鱼鱼片的TVB-N值显著增加(P<0.05)。新鲜石斑鱼鱼片的初始TVB-N值为8.9 mg N/100 g,属一级鲜度,这与宣伟等 [5]的研究结果相似。随着贮藏时间的延长,对照组、T1以及T2处理组的TVB-N值逐渐增加,这是由于石斑鱼鱼片由于酶分解和细菌共同作用产生了蛋白酶,并引发鱼肉中蛋白质水解,产生氨和碱性胺类物质导致TVB-N值迅速升高 [23]。冷藏20 d后对照组TVB-N值达到(41.29±1.34) mg N/100 g,与细菌总数变化显著性相关(P<0.05),而T1和T2处理组的TVB-N值显著低于对照组(P<0.05),分别为(19.17±0.40)mg N/100 g和(15.57±0.58) mg N/100 g。Cheng Junhu等 [25]研究发现,茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜抑制了鱼肉中微生物的滋长,降低鱼肉内源酶的活性,延缓鱼肉蛋白的变性程度,从而抑制TVB-N值的升高。

在4 ℃条件下冷藏20 d后石斑鱼的脂肪氧化值TBA值的变化趋势如图7所示。丙二醛(malondialdehyde,MDA)是脂质过氧化反应形成的脂质过氧化的分解产物,TBA是脂质氧化和MDA含量变化的综合衡量指标 [43]。据报道 [42],TBA值达到1~2 mg MDA/kg以上就已腐败变质,但在本实验结果中石斑鱼鱼片TBA水平没有显著的差别(P>0.05),对照组的TBA值在0.37~0.57 mg MDA/kg之间,T1和T2处理组TBA值在0.37~0.56 mg MDA/kg和0.37~0.55 mg MDA/kg之间,T1和T2处理组TBA值低于对照,且低于报道中的脂肪氧化值 [1],石斑鱼鱼片中脂肪氧化程度很低。根据Li Xuepeng等 [1]报道,这可能是由于脂肪氧化产生的MDA还能与蛋白质、氨基酸、以及脂肪氧化的醛类反应。因此,TBA值不能作为衡量鱼片氧化程度的参考指标。

图7 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中TBA值的变化
Fig.7 Change in thiobarbityric acid (TBA) of grouper fillets stored at 4 ℃under different treatments

2.8 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼菌落总数的影响

图8 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中菌落总数的变化
Fig.8 Change in total bacterial counts in grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

不同处理方式的石斑鱼在4 ℃条件下保藏20 d的菌落总数变化如图8所示。石斑鱼鱼片中的细菌总数随着贮藏时间的延长呈现不同增长趋势,新鲜鱼片的菌落总数为2.89(lg(CFU/g)),处于一级鲜度水平 [13]。对照组在前6 d菌落增长较快,6~12 d生长速率变缓,12 d后菌落总数迅速增加到6.32(lg(CFU/g));T1处理组在前12 d的菌落总数增长缓慢,12 d后增加较快,在18 d达到6.51(lg(CFU/g));而T2处理组在20 d达到6.22(lg(CFU/g)),且T2处理组菌落总数显著低于T1处理组(P<0.05)。依据相关规定 [44],水产品鱼肉中细菌总数达到6(lg(CFU/g))作为产品的货架期终点。本实验中T2对石斑鱼中菌落的抑制能力强于对照组和T1处理的样品,茶多酚作为天然多酚增强了胶原蛋白-壳聚糖复合膜的抑菌能力。

2.9 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏斜带石斑鱼感官评分的影响

图9 不同处理方式的石斑鱼在4 ℃保藏过程中感官评分值的变化
Fig.9 Change in sensory evaluation scores of grouper fillets stored at 4 ℃ under different treatments

由图9可以发现,在4 ℃贮藏条件下,石斑鱼的感官评分随贮藏时间的延长逐渐下降,T2处理组的劣变程度明显慢于对照组,这表明茶多酚改性复合膜处理可有效地阻碍石斑鱼感官品质的降低,而冷藏过程中2 种复合膜对石斑鱼的保鲜效果并无明显差异。以感官评分值为保鲜指标,对照组的贮藏期为10 d,而T1和T2处理组的贮藏期分别为18 d和20 d,与菌落总数的变化趋势一致。感官评定是对石斑鱼品质变化的外在体现,是衡量石斑鱼鲜度的重要指标 [19]

3 结 论

综合考虑pH值、TVB-N值、TBA值、菌落总数和感官评分值,斜带石斑鱼对照组的货架期为12 d,此时菌落总数超过相关规定,鱼肉具有显著臭味或胺味,处于腐败阶段,且pH值的变化也与TVB-N值和菌落总数的变化时间一致。T1处理组的石斑鱼货架期为16 d,而T2处理组的货架期可达20 d,且鱼肉无明显异味,相较于对照组和T1处理组的货架期分别延长了8 d和4 d,保证了斜带石斑鱼在贮藏期间的良好品质。

对K值、肌动球蛋白含量、巯基含量和Ca 2+-ATPase活性等变化的研究发现:K值呈显著的上升趋势(P<0.05),ATP分解较快,T2处理组的斜带石斑鱼鱼肉中ATP降解缓慢,贮藏至20 d仍处于二级鲜度水平,且肌动球蛋白含量、巯基含量与Ca 2+-ATPase活性下降趋势较为缓慢,相较于对照组与T1组具有明显优势。在4 ℃冷藏条件下,茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜能够有效地抑制蛋白质的变性,阻碍鱼肉腐败变质。

本实验结果表明:茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜能够有效抑制石斑鱼鱼肉中微生物的滋长,抑制蛋白质的变性,延长斜带石斑鱼的货架期,且茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖复合膜的效果优于胶原蛋白-壳聚糖复合膜的保鲜效果。

参考文献:

[1] LI Xuepeng, LI Jianrong, ZHU Junli, et al. Postmortem changes in yellow grouper (Epinephelus awoara) fillets stored under vacuum packaging at 0 ℃[J]. Food Chemistry, 2011, 126(3): 896-901. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.11.071.

[2] 王大鹏, 曹占旺, 谢达祥, 等.石斑鱼的研究进展[J]. 南方农业学报, 2012(7): 1058-1065. DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2012.07.1058.

[3] 林建斌, 陈度煌, 朱庆国, 等. 3 种石斑鱼肌肉营养成分比较初探[J].福建农业学报, 2010(5): 548-553.

[4] 程波, 陈超, 王印庚, 等. 七带石斑鱼肌肉营养成分分析与品质评价[J].渔业科学进展, 2009(5): 51-57.

[5] 宣伟, 励建荣, 李学鹏, 等. 真空包装青石斑鱼片在0 ℃贮藏时的品质变化特性[J]. 水产学报, 2010(8): 1285-1293. DOI:10.3724/ SP.J.1231.2010.06901.

[6] 刘少博, 陈复生, 徐卫河, 等. 胶原蛋白的提取及其可食性膜的研究进展[J]. 食品与机械, 2014(2): 242-246.

[7] 张赟彬, 江娟. 可食膜的研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2011, 11(1):191-198.

[8] LEE C H, SINGLA A, LEE Y Y. Biomedical applications of collagen[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2001, 221(1/2):1-22.

[9] DURAN M, ADAY M S, ZORBA N N D, et al. Potential of antimicrobial active packaging ‘Containing Natamycin, Nisin, Pomegranate and Grape Seed Extract in Chitosan Coating’ to extend shelf life of fresh strawberry[J]. Food and Bioproducts Processing, 2016, 98: 354-363. DOI:10.1016/j.fbp.2016.01.007.

[10] 陈达佳. 胶原蛋白: 壳聚糖可食用复合膜的制备、改性及应用[D].南昌: 江西科技师范大学, 2014: 13-15.

[11] 方海峰. 壳聚糖/牛蒡/明胶/甘油复合膜制备及其在蓝莓保鲜中的应用[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2014: 38-58.

[12] 党美珠, 李春美, 邹波, 等. 草鱼鱼鳞胶原蛋白-壳聚糖共混膜的制备及其性能研究[J]. 中国皮革, 2010(9): 21-23. DOI:10.13536/j.cnki. issn1001-6813.2010.09.012.

[13] WU Jiulin, GE Shangying, LIU Hui, et al. Properties and antimicrobial activity of silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) skin gelatinchitosan films incorporated with oregano essential oil for fish preservation[J]. Food Packaging & Shelf Life, 2014, 2(1): 7-16. DOI:10.1016/j.fpsl.2014.04.004.

[14] 党美珠. 天然多酚改性鱼鳞胶原蛋白: 壳聚糖膜复合材料的制备及其应用研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2010: 19-33.

[15] 车旭, 王婷, 杜若源, 等. 植物源生物保鲜剂在水产品保鲜中的研究进展[J].食品工业科技, 2015, 36(12): 375-378; 384. DOI:10.13386/ j.issn1002-0306.2015.12.071.

[16] ZHANG Lihua, LI Shunfeng, DONG Yu, et al. Tea polyphenols incorporated into alginate-based edible coating for quality maintenance of Chinese winter jujube under ambient temperature[J]. LWTFood Science and Technology, 2016, 70: 155-161. DOI:10.1016/ j.lwt.2016.02.046.

[17] 姜绍通, 吴洁方, 刘国庆, 等. 茶多酚和大蒜素在冷却肉涂膜保鲜中的应用[J]. 食品科学, 2010, 31(10): 313-316.

[18] 崔欣悦, 任虹, 安磊. 植物源保鲜剂的研究进展[J]. 中国调味品, 2014(9): 138-140. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2014.09.036.

[19] 杨胜平, 谢晶, 佟懿, 等. 壳聚糖结合茶多酚涂膜保鲜带鱼的效果[J].江苏农业学报, 2010, 26(4): 818-821.

[20] 陈丽, 李八方, 赵雪, 等. 可食性狭鳕鱼皮明胶-壳聚糖复合膜的制备与性质[J]. 水产学报, 2009(4): 685-691.

[21] 刘伟. 姜酚抑菌作用及姜酚: 壳聚糖复合膜性质与应用研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2015: 77-91.

[22] ALEMÁN A, GONZÁLEZ F, ARANCIBIA M Y, et al. Comparative study between film and coating packaging based on shrimp concentrate obtained from marine industrial waste for fish sausage preservation[J]. Food Control, 2016, 70: 325-332. DOI:10.1016/ j.foodcont.2016.06.007.

[23] 顾仁勇. Nisin、溶菌酶用于斑点叉尾鮰鱼片保鲜的研究[J]. 食品科学, 2010, 31(14): 305-308.

[24] ELMASRY G, NAKAZAWA N, OKAZAKI E, et al. Non-invasive sensing of freshness indices of frozen fi sh and fi llets using pretreated excitation-emission matrices[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 2016, 228: 237-250. DOI:10.1016/j.snb.2016.01.032.

[25] CHENG Junhu, SUN Dawen, QU Jiahuan, et al. Developing a multispectral imaging for simultaneous prediction of freshness indicators during chemical spoilage of grass carp fish fillet[J]. Journal of Food Engineering, 2016, 182: 9-17. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2016.02.004.

[26] BENJAKUL S, SEYMOUR T A, MORRISSEY M T, et al. Physicochemical changes in pacific whiting muscle proteins during iced storage[J]. Journal of Food Science, 1997, 62(4): 729-733.

[27] 农业部. 水产品中挥发性盐基氮的测定: SC/T 3032—2007[S]. 北京:中国农业出版社, 2007.

[28] 王建辉, 刘永乐, 刘冬敏, 等. 冷藏期间草鱼鱼片脂肪氧化变化规律研究[J]. 食品科学, 2013, 34(6): 243-246.

[29] 食品卫生微生物学检测 菌落总数测定: GB 4789.2—2010[S]. 北京:中国标准出版社, 2010.

[30] 农业部. 鲜海水鱼: GB/T 18108—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010. [31] 姚燕佳, 张进杰, 顾伟钢, 等. 不同储藏温度对鲢鱼鲜度品质的影响[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2011, 37(2): 212-218. DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2011.02.014.

[32] 苏辉, 谢晶, 黎柳, 等. 不同温度下鲳鱼品质及微观组织的变化研究[J]. 现代食品科技, 2014, 30(8): 106-111. DOI:10.13982/ j.mfst.1673-9078.2014.08.031.

[33] 倪渠峰, 李婷婷, 傅玉颖, 等. 冷藏大黄鱼肌肉蛋白质的生化特性及降解规律[J]. 中国食品学报, 2014, 14(6): 41-47.

[34] ZHU Yingchun, MA Lizhen, YANG Hua, et al. Super-chilling (-0.7 ℃) with high CO 2packaging inhibits biochemical changes of microbial origin in catf i sh (Clarias gariepinus) muscle during storage[J]. Food Chemistry, 2016, 206: 182-190. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.03.053.

[35] 高萌, 张宾, 王强, 等. 流化冰保鲜对鲣鱼蛋白质功能特性的影响[J].食品科学, 2014, 35(22): 304-309. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201422059.

[36] 荣建华, 甘承露, 丁玉琴, 等. 低温贮藏对脆肉鲩鱼肉肌动球蛋白特性的影响[J]. 食品科学, 2012, 33(14): 273-276.

[37] 章银良. 冷冻保藏对海鳗肌动球蛋白的影响[J]. 食品科学, 2009, 30(2): 250-253.

[38] KO W C, YU C C, HSU K C. Changes in conformation and sulfhydryl groups of tilapia actomyosin by thermal treatment[J]. LWT-Food Science and Technology, 2007, 40(8): 1316-1320. DOI:10.1016/ j.lwt.2006.10.002.

[39] 黄晓春, 侯温甫, 杨文鸽, 等. 冰藏过程中美国红鱼生化特性的变化[J].食品科学, 2007, 28(1): 337-340.

[40] 陶欢, 陈舜胜. 3 种淡水对虾在冻藏过程中蛋白质特性的变化[J]. 水产学报, 2010, 34(3): 389-394. DOI:10.3724/SP.J.1231.2010.06487.

[41] 吕卫金, 赵进, 汪金林, 等. 茶多酚延缓冷藏大黄鱼肌原纤维蛋白变性降解机理研究[J]. 中国食品学报, 2014, 14(1): 60-67.

[42] 张进杰, 阙婷婷, 曹玉敏, 等. 壳聚糖、Nisin涂膜在鲢鱼块冷藏保鲜中的应用[J]. 中国食品学报, 2013, 13(8): 132-139.

[43] 宋永令, 罗永康, 张丽娜, 等. 不同温度贮藏期间团头鲂品质的变化规律[J]. 中国农业大学学报, 2010, 15(4): 104-110.

[44] LACEY A M L D, LÓPEZ-CABALLERO M E, MONTERO P. Agar fi lms containing green tea extract and probiotic bacteria for extending fish shelf-life[J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 55(2):559-564. DOI:10.1016/j.lwt.2013.09.028.

Preservation Effect of Collagen-Chitosan Blend Film Modified by Tea Polyphenols on Grouper (Epinephelus coioides) Fillets Stored at 4 ℃

YU Lin, CHEN Shunsheng⋆, WANG Juanjuan, WANG Qian
(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

Abstract:The preservative effect of collagen-chitosan blend fi lm modif i ed by tea polyphenols on the quality of Epinephelus coioides was evaluated. The samples from the blank control group, collagen-chitosan blend fi lm group (T1) and blend fi lm group modif i ed by tea polyphenols (T2) were stored at 4 ℃ for 20 days. The K value, actomyosin content, total sulfhydryl content (-SH), Ca 2+-ATPase activity, pH, total volatile basic nitrogen (TVB-N) value, thiobarbityric acid (TBA) value, total viable count (TVC), and sensory evaluation were measured during storage. The results indicated that total sulfhydryl content, actomyosin content, Ca 2+-ATPase activity and sensory evaluation in T1 and T2 treatments were significantly (P < 0.05) higher than those in the blank control group, while a signif i cant decrease in K value, pH, TVB-N, and TVC was observed (P < 0.05), indicating that the preservative effect of T2 was superior to that of T1. Furthermore, the difference in TBA was not signif i cant (P > 0.05) among these groups. T2 treatment slowed down the degradation of actomyosin, blocked the reduction of -SH content and Ca 2+-ATPase activity, and inhibited the increase of TVB-N and TVC as well as the growth of total bacterial counts. These observations suggested that the blend fi lm modif i ed by tea polyphenols could effectively retard the spoilage of Epinephelus coioides at 4 ℃, being advantageous in preservation.

Key words:grouper; collagen; blend fi lm; tea polyhenols; preservation

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201703036

中图分类号:TS254.4

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2017)03-0220-07

收稿日期:2016-06-29

基金项目:国家自然科学基金面上项目(31471685);“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD28B05);融合海洋食品科学的海洋生物药物项目(B5201120040);上海市2015高校内涵建设项目(A2018150009)

作者简介:于林(1991—),男,硕士,主要从事水产品加工与保藏研究。E-mail:1209839517@qq.com

⋆通信作者:陈舜胜(1956—),男,教授,硕士,主要从事水产品加工与贮藏研究。E-mail:sschen@shou.edu.cn

引文格式:

于林, 陈舜胜, 王娟娟, 等. 茶多酚改性胶原蛋白-壳聚糖可食性复合膜对冷藏斜带石斑鱼的保鲜效果[J]. 食品科学, 2017, 38(3): 220-226. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201703036. http://www.spkx.net.cn

YU Lin, CHEN Shunsheng, WANG Juanjuan, et al. Preservation effect of collagen-chitosan blend film modified by tea polyphenols on grouper (Epinephelus coioides) fillets stored at 4 ℃[J]. Food Science, 2017, 38(3): 220-226. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201703036. http://www.spkx.net.cn