新鲜罗非鱼片中挥发性盐基氮含量的检测

混合分子质量壳聚糖结合臭氧杀菌处理对罗非鱼片的冷藏保鲜作用广东海洋大学学报Journal of Guangdong Ocean University第 36卷 第 3期2016年 6月Vol.36 No.3Jun. 2016 广东海洋大学学报第 36卷72 doi ：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.03.012 混合分子质量壳聚糖结合臭氧杀菌处理对 罗非鱼片的冷藏保鲜作用 吴湛霞 1，潘江球 2，杨子明 3，陈 松 1，黄盛东 1，李普旺 3，杨锡洪 4，李思东 1 （1.广东海洋大学理学院，广东 湛江 524088；2.广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088； 3.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东 湛江 524001；4.青岛科技大学化学与分子工程学院，青岛山东 266061） 摘 要 ：以感官评分、细菌总数、pH 、挥发性盐基氮（TVB-N ）等作为其保鲜效果的评价指标，研究混合分子质 量的壳聚糖结合臭氧杀菌处理对罗非鱼片 4 ℃冷藏保鲜效果的影响。结果表明：混合分子质量壳聚糖结合臭氧水 杀菌处理能减少罗非鱼片的菌落总数并抑制细菌的生长繁殖，减缓 pH 的变化，保持罗非鱼片的感官品质，延缓 TVB-N 值的升高，延长罗非鱼片的保鲜期，其保鲜效果优于单一分子质量的壳聚糖。 关键词 ：罗非鱼片；冷藏保鲜；壳聚糖；臭氧水 中图分类号 ：S983 文献标志码 ：A 文章编号 ：1673-9159（2016）03-0071-05 Effect of Different Molecular Weight of Chitosan Mixture Combined with Ozone Water Sterilization on Preservation of Tilapia Fillets During Cold Storage WU Zhan-xia1，PAN Jiang-qiu2，YANG Zi-ming1，CHEN Song1, HUANG Sheng-dong1，LI Pu-wang3，YANG Xi-hong4，LI Si-dong1 （1. College of science ，Guangdong Ocean University ，Zhanjiang 524088，China ；2. College of Food Science and Technology ，Guangdong Ocean University ，Zhanjiang 524088，China ；3. Agricultural Products Processing Research Institute ，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences ， Zhanjiang 524001，China ；4. College of Chemistry and Molecular Engineering , Qingdao University of Science & Technology , Qingdao 266061, China ） Abstract ：The current study investigated the preservative effects of different molecular weight of chitosan mixture combined with ozone water sterilization for extending the shelf-life of filleted tilapia during refrigerated. The results showed that tilapia fillets treated with mixture chitosan can keep the better sensory score, slow down the change of pH and total volatile basic nitrogen （TVB-N ），and decrease total bacteria count, which indicate a better preservative effect. Key words ：Tilapia fillets ；cold storage ；chitosan ；ozone water 罗非鱼（Tilapia ）又名福寿鱼、非洲鲫鱼等，现已成为世界性的养殖鱼类 [1-2]。因其水分含量高和 营养成分丰富而极易腐败变质，导致罗非鱼及其相 关产品的货架期较短，这在一定程度上制约了其养 收稿日期 ：2016-02-19 殖业的发展。通过添加保鲜剂仍是延长罗非鱼冷藏 货架期的重要途径 [3]，安全、高效和低成本是人们 对防腐剂提出的新要求。壳聚糖作为一种天然、无 毒、无味、高效的生物防腐剂，在食品保鲜领域得 到了广泛应用 [4-11]。前期研究表明 [12]，壳聚糖虽对 罗非鱼具有较好的保鲜效果，但保鲜效果的提升仍 显有限。 臭氧水具有极强的氧化能力和杀菌消毒能 力 [13]。利用臭氧水处理鱼肉，不仅可改善罗非鱼片 的色泽，还可减少其初始菌落总数，从而延长产品 货架期 [11-16]。壳聚糖的成膜性、渗透性和抑菌性受 分子质量的影响；相对分子质量高的壳聚糖具有更 好的成膜特性，而低分子质量的壳聚糖具有更好渗 透性和抑菌性 [17]。将高低两种分子质量的壳聚糖按 不同配比混合制得新型保鲜剂其效果要好于单一 分子质量的壳聚糖 [18-19]。本研究以罗非鱼片为原 料，结合臭氧水杀菌处理，以不同分子质量的两种 壳聚糖不同比例混合液作为保鲜剂，探讨其对罗非 鱼片的冷藏保鲜品质的影响。 1 材料与方法 1.1 材料与仪器 原料：新鲜罗非鱼，平均每尾约 500 g ，购于 湛江市沃尔玛超市。 试剂：南通生物兴成制品厂壳聚糖（食品级，分子质量为 4 ku 、200 ku ，脱乙酰度 ≥90%），sigma 公司甲醇（色谱纯），上海源叶生物科技有限公司 ATP 关联物 ATP 、ADP 、AMP 、IMP 、HxR 、Hx 标准品，其余试剂均为分析纯。 仪器：日本日立 HIMAC CR22GII 冷冻离心机，日本岛津公司 LC-20AT 高效液相色谱，北京恒瑞 天创机电设备有限公司 HR/TYJ-2A 型菌落计数 器，上海佑科仪器仪表有限公司 722S 型可见光分 光光度计，青岛海尔股份有限公司 BCD-215KS 冰 箱，上海博迅实业有限公司 BPH-9272型恒温培养 箱，上海申安医疗器械厂 LDZX-50FBS 不锈钢立式 压力灭菌器。 1.2 实验方法 1.2.1 不同比例混合壳聚糖抑菌性能的测定 将 分子质量分别为 4 ku 与 200 ku 壳聚糖配制成质量 浓度为 10.0 g/L 的醋酸溶液（溶剂醋酸溶液的质量 浓度为 1%）。分别量取 0.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、100.0mL 分子质量 4 ku 壳聚糖溶液和 100.0、80.0、70.0、60.0、50.0、40.0、30.0、0.0分 子质量 200 ku 壳聚糖进行两两混合，制得 4 ku 的 壳聚糖比率分别为 0%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、100%（以混合壳聚糖中 4 ku 壳聚糖体 积分数计）的壳聚糖混合液。参照文献 [20-22]的方 法，测定不同比例混合壳聚糖的抑菌活性。 1.2.2 不同质量浓度臭氧水对罗非鱼初始附生菌 菌落总数的影响 将鲜活罗非鱼采用碎冰冰冻至 死，去除鳞、头、尾、内脏（“四去”处理）后，用冰水清洗干净，取其背部肉片并切成小块。通过 控制臭氧通入冷水的持续时间，制备不同浓度的臭 氧水。每份取罗非鱼片 20 g ，反复使用臭氧水浸泡 3次，每次使用臭氧水 80 mL ，浸泡 5 min 。参考文 献 [23]的方法来测定不同处理罗非鱼片的初始菌 落总数。 1.2.3 混合壳聚糖结合臭氧水杀菌处理对罗非鱼 的冷藏保鲜效果 1.2.3.1 试样的处理 将鲜活罗非鱼采用碎冰冰冻 至死，经 “四去 ”处理后，用冰水清洗干净，取罗非 鱼背部肉片，并切成长约为 5cm 、宽约为 3 cm 、厚 约为 1 cm 的鱼片。然后混匀、沥干，取出其中 500g 不做任何处理，作为空白对照组。再将剩余的罗非 鱼片浸泡于 4L 臭氧水中 5 min ，重复 3次。取出其 中 500g ，记作臭氧水处理组。最后将剩余的罗非 鱼片分为两组，每组均不少于 500g 。将其中一组 浸泡于质量浓度为 1%、分子质量为 4ku 的壳聚糖 溶液中，记作 4 ku 壳聚糖组；另外一组浸泡于质量 浓度为 1%的混合壳聚糖溶液中，其中分子质量为 4 ku 和 200 ku 壳聚糖的比例为 2∶3，记作混合壳 聚糖组。随后，将各组罗非鱼片滤干并进行真空包 装和标记，每个包装袋罗非鱼片的质量约为 50 g ，然后平铺于 4℃的冰箱中进行冷藏保鲜。在贮藏过 程中，每天随机取出袋装样品对其进行感官评分、细菌总数、pH 和挥发性盐基氮（TVB-N 值）的 测定。本实验使用的溶液和臭氧水均预先冷却至 4℃，臭氧水由臭氧发生器产生的臭氧通入 4℃的纯 净水 5 min 所制得的。 1.2.3.2 测定方法 主要测定罗非鱼片在贮存过程 中的感官评分值、菌落总数、pH 值以及挥发性盐 基氮（TVB-N ），各指标的测定方法同文献 [12]。 2 结果与讨论 2.1 不同比例混合壳聚糖的抗菌性能 分子质量 4 ku 和 200 ku 的壳聚糖按不同比例 混合后的抑菌圈大小见图 1。随着 4 ku 分子质量 壳聚糖比率的逐渐升高，其抑菌圈先增大后减小，当 4 ku 分子质量壳聚糖的比率为 40%时，抑菌圈 最大，达到 19.7 mm ，比 4 ku 分子质量壳聚糖的 大 11%，比 200 ku 分子质量壳聚糖的大 55%。此 时混合壳聚糖的抑菌圈大于单一分子质量的，说 明混合壳聚糖的抗菌性可以强于单种分子质量的 壳聚糖，更能发挥不同分子质量壳聚糖抗菌性能 的优势。有研究表明，高分子质量的壳聚糖易在 微生物表面形成一层薄膜，阻碍了微生物的物质 转化和呼吸基质的消耗 [24,25]；小分子质量壳聚糖 具有较强的渗透力，渗入到微生物的细胞体内，扰乱微生物的正常生理活动 [26,27]。两种分子质量 的壳聚糖混合，可以充分发挥它们各自的优势，从而增强其抑菌效果。 The r a ti o of 4ku mol e cular wei gh t of chit osa n /% 图 1 不同比例混合壳聚糖的抑菌活性 Fig. 1 Antibacterial activity of mixed chitosan with different proportion 2.2 臭氧水质量浓度对罗非鱼片菌落总数的影响 由图 2可知，随着臭氧通入时间的增加，臭氧 水的浓度在增大。用不同浓度的臭氧水处理罗非鱼 片，罗非鱼片的菌落总数随着臭氧水浓度的增大而 减小。将臭氧通入冷水 5 min 所制得的臭氧水质量 浓度可达 4.48 mg/L ，用该臭氧水处理罗非鱼片，可 将罗非鱼片上附生菌的菌落总数降低至初始值的 19.0%。因此可知，将臭氧通入 4℃的纯净水 5 min 所制得的臭氧水用于罗非鱼片保鲜的杀菌预处理 方法可行，效果明显。 2.3 混合壳聚糖结合臭氧水杀菌处理对罗非鱼的 冷藏保鲜效果 2.3.1 罗非鱼片在冷藏过程中感官评分的变化 由图 3可知，在整个保鲜过程中，未经壳聚糖处理 组别的感官评分相对下降得较快，呈先快后慢的趋 势，而经壳聚糖处理后的组别的下降速度则相对较 为平缓，表明壳聚糖能有效延缓罗非鱼的腐败变 质，延长罗非鱼的冷藏保鲜期。新鲜罗非鱼片可在 4℃的条件下保持一级鲜度 1 d ，二级鲜度 3 d 。经 臭氧水处理后，罗非鱼片的初始菌落总数有所下 降，冷藏保鲜期为 4 d ，比对照组延长了 1 d 。而罗 非鱼片经臭氧水杀菌处理后，配合壳聚糖进行保鲜 的效果更佳，均能使罗非鱼片的冷藏保鲜期延长至 10 d 以上。与 4 ku 壳聚糖组相比，混合壳聚糖组的 感官评分更高，说明混合壳聚糖更能保持罗非鱼的 品质，具有更好的保鲜效果。 图 2 臭氧水处理对罗非鱼片菌落总数的影响 Fig. 2 The effect of ozone water on total bacterial count of Tilapia Fillets 图 3 罗非鱼片在冷藏过程中感官评分的变化 Fig.3 Sensory scores of Tilapia fillets during cold storage 2.3.2 罗非鱼片在冷藏保鲜过程中 pH 的变化 在 死鱼体整个冷藏保鲜过程中，糖原酵解产生乳酸及 ATP 、磷酸肌酸而使 pH 逐渐降低，但达到最小值 后，随着鱼体鲜度的下降，氨和胺类化合物的生成， pH 又逐渐回升。由图 4可知，未经壳聚糖处理的 组别的 pH 变化较快，幅度也较大，而经壳聚糖处 理后的组的 pH 变化则较为平缓，表明壳聚糖能有 效延缓鱼体酸性物质和碱性物质的生成，延长罗非 鱼的冷藏保鲜期。其次，与空白对照组相比，臭氧 水处理组的变化及其变化幅度均较小，说明臭氧水 杀菌处理可在一定程度上延长罗非鱼的冷藏保鲜 期。与 4 ku 壳聚糖组相比，混合壳聚糖组的变化速 度及其变化幅度较 4 ku 壳聚糖组小，pH 出现的最 低值也相对较高，这表明混合壳聚糖更能延缓鱼体 酸性物质和碱性物质的生成，具有更佳的冷藏保鲜 效果。在整个保鲜过程中，壳聚糖组的 pH 均低于 空白对照组，这可能与醋酸残留于鱼体外表有关，尚需进一步实验证明。此外，pH 达到最低值的时 间依次是空白对照组、臭氧水处理组、4 ku 壳聚糖 组和混合壳聚糖组，这表明臭氧水和壳聚糖可在一 定程度上延缓 pH 达到最低值的时间，这可能是由 于臭氧水杀菌和壳聚糖处理能延缓糖原酵解产生 乳酸、磷酸肌酸等酸性物质。由于酸性物质的生成 被延缓了，而碱性物质也一直在生成，因此鱼体 pH 值的变化速度和变化幅度就变得较为平缓。 图 4 罗非鱼片的 pH 值与贮藏时间的关系 Fig.4 pH values of Tilapia fillets during cold storage 2.3.3 壳聚糖浓度对罗非鱼片挥发性盐基氮 （TVB-N ）的影响 挥发性盐基氮是通过测定蛋白 质在酶和细菌作用下分解产生的挥发性氮等碱性 含氮化合物的鲜度指标。随着罗非鱼冷藏保鲜时间 的延长、鲜度的下降，其 TVB-N 值也逐渐升高。 TVB-N 值越小，说明保鲜效果越好。由图 5可知，保鲜效果由劣至好依次为空白对照组、臭氧水处理 组、4 ku 壳聚糖组和混合壳聚糖组。臭氧水处理组 的 TVB-N 值基本上比空白对照组的小，说明臭氧 水杀菌处理可在一定程度上延缓鱼肉的腐败。壳聚 糖处理组的 TVB-N 值均低于空白对照组，说明壳 聚糖能有效延缓鱼体蛋白质的分解、变性、腐败，延长罗非鱼的货架期。混合壳聚糖的 TVB-N 值最 小，变化速度也最为缓慢，说明其保鲜效果最好。 此外，空白对照组可保持一级鲜度 1 d ，到 4 d 时， TVB-N 值已达到 33.05×10-2 mg/g ，超过了二级鲜度 的阈值（30 mg/100g ），而壳聚糖组 TVB-N 值均没 超过二级鲜度的阈值（30 mg/100g ），这表明壳聚 糖配合臭氧水杀菌处理可延长罗非鱼的冷藏保鲜 期至 10 d 以上。 图 5 罗非鱼片的挥发性盐基氮值与贮藏时间的关系 Fig.5 Total volatile basic nitrogen （TVB-N ）values of Tilapia fillets during cold storage 2.3.4 混合壳聚糖与罗非鱼片菌落总数的关系 随着冷藏保鲜时间的延长，鱼体鲜度的下降，罗非 鱼的细菌总数也逐渐增加。罗非鱼片在冷藏保鲜过 程中的细菌总数的对数值由大到小依次为空白对照 组、臭氧水处理组、4 ku 壳聚糖组和混合壳聚糖组。微生物的生命活动是导致水产品腐败变质的主要因 素，细菌总数是判断罗非鱼鲜度的重要指标之一。由图 6可知，臭氧水处理组可减少罗非鱼的初始菌 落总数，并延长罗非鱼的货架期，并且臭氧水杀菌 处理配合壳聚糖的保鲜效果更佳。保鲜 10 d ，壳聚 糖处理组菌落总数的对数值仍未超过 6。与 4 ku 壳 聚糖组相比，混合壳聚糖组的细菌总数更少，说明 其保鲜效果更好。因此，混合壳聚糖能有效抑制微 生物的生长繁殖，保持罗非鱼的品质，延长罗非鱼 的冷藏保鲜期，配合臭氧水杀菌处理，效果更佳。 图 6 罗非鱼片的菌落总数与贮藏时间的关系 Fig.6 Total bacterial count of Tilapia fillets during cold storage 3 结 论 混合壳聚糖配合臭氧水杀菌处理能有效抑制 细菌的生长繁殖，减缓蛋白质的自溶和分解，保持 罗非鱼片的品质，延缓罗非鱼片的腐败变性，延长 罗非鱼的保鲜期，且其保鲜效果优于单纯壳聚糖。采用臭氧水杀菌处理并结合混合分子质量壳聚糖 处理罗非鱼片的保鲜鲜果要好于单一分子质量的 壳聚糖或臭氧水，操作方便、效果好，具有较好的 应用前景。 参考文献 [1] 巩育军，郭先霞，李瑞伟，等 .罗非鱼营养成分研究进 展 [J].中国食物与营养，2009（11）：50-52. 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