Nisin结合辐照处理对冷藏鲈鱼品质的影响

鞠 健,胡建中,廖 李,熊光权,程 薇,*,乔 宇,*

(1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所/湖北省农业科技创新中心农产品加工分中心,湖北武汉 430064;2.湖北工业大学,轻工学部,食品与制药工程学院,湖北武汉 430068)



Nisin结合辐照处理对冷藏鲈鱼品质的影响

鞠 健1,2,胡建中2,廖 李1,熊光权1,程 薇1,*,乔 宇1,*

(1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所/湖北省农业科技创新中心农产品加工分中心,湖北武汉 430064;2.湖北工业大学,轻工学部,食品与制药工程学院,湖北武汉 430068)

本文以新鲜鲈鱼为原料,研究了Nisin结合辐照对冷藏鲈鱼品质的影响,为鲈鱼的生物保鲜提供思路。将鲈鱼分别用0.3‰ Nisin、辐照及0.3‰ Nisin结合辐照处理后置于4 ℃条件下冷藏。通过测定菌落总数(TVC)、硫代巴比妥酸(TBA)、挥发性盐基氮(TVB-N)、pH、汁液流失率、表面疏水性和白度等指标,研究Nisin结合辐照处理对冷藏鲈鱼的保鲜效果。结果表明:0.3‰ Nisin结合4 kGy的辐照处理能明显延缓鲈鱼在冷藏期间TVC、TVB-N值和表面疏水性的增长,延迟冷藏后期pH增加的时间,延长货架期。TBA值在经0.3‰ Nisin处理后较低;汁液流失率和白度值分别在辐照剂量为2 kGy和4 kGy时最低。根据TVC、TVB-N值、表面疏水性及pH指标预测在4 ℃冷藏条件下经0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照处理的鲈鱼相对于空白对照组延长4～5 d的冷藏货架期。

Nisin,辐照,鲈鱼,冷藏,品质

鲈鱼又名花鲈、鲈板、寨花、四肋鱼等,主要分布于太平洋西部、中国沿海,其中黄海、渤海较多,是常见的经济鱼类,也是发展海水养殖的主要品种之一。鲈鱼因其肉质鲜美、营养丰富、具有补肝肾、益脾胃、化痰止咳之效,因此深受各国消费者的喜爱[1]。鲈鱼虽易养殖,经济价值高,但其在储运加工过程中易腐败变质,使其货架期缩短。因此,如何延长鲈鱼在运输,贮藏,加工和销售过程中的保鲜期,保证其品质稳定和安全显得尤为重要。

Nisin又名乳酸链球菌素,是一种天然防腐剂和抑菌剂,具有安全性高、抗菌效果好等优点[2]。目前,许多研究工作者已经在水产品加工领域内对Nisin展开了广泛的研究,也已证实Nisin具有良好的保鲜效果。吕卫金等[3]研究发现Nisin结合溶菌酶对冷藏大黄鱼具有较好的保鲜效果,在整个冷藏期间Nisin结合溶菌酶处理组的细菌总数、pH、TBA值、TVB-N、K值均显著低于对照组。顾仁勇[4]等将 Nisin 与溶菌酶及抗坏血酸复合添加到半点叉尾鱼片中去冷藏保鲜,结果表明Nisin与真空包装结合可以使斑点叉尾鱼 在0 ℃条件下保鲜 21 d。

辐照是一种安全、无二次污染的保鲜技术,尤其适用于冷藏食品的保鲜[5]。它不会因温度波动而影响其对水产品的保鲜效果,且对水产品中的微生物具有较强的杀菌效果。此外,采用低剂量的射线照射食品不仅不会改变食品原有的感观性状且无任何有害物质残留[6]。张晓艳等[7]研究发现采用低剂量的辐照处理能够有效的抑制淡腌大黄鱼中微生物的生长繁殖且对脂肪氧化影响较小。刘春泉等[8]通过对冷冻虾仁辐照保鲜效果的研究表明,当辐照剂量在3～5 kGy时可以杀灭冷冻虾仁中99%以上的微生物,辐照后的冷冻虾仁保鲜期比对照组延长了6个月。因此,为了延长鲈鱼在冷藏条件下货架期,本文以鲈鱼为原料,研究了Nisin、辐照及Nisin结合辐照处理对冷藏鲈鱼品质的影响,旨在为鲈鱼等名优淡水鱼的生物保鲜和商业应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鲈鱼 购自武昌水产市场,体重(600±10) g,将运回实验室的鲜活鲈鱼用碎冰冻死,去除头尾和内脏、取背部肌肉,切成大小适宜的鱼块(约为(20±2) g),清洗,真空包装,备用。

FG2便携式pH计 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;BS-210型电子天平 北京赛多利斯仪器有限公司;色彩色差计CR-400 柯尼卡美能达株式会社;GL-25MS高速冷冻离心机 上海卢湘仪离心机仪器有限公司;SC-80C型全自动色差仪 北京康光仪器有限公司;F93 荧光分光光度计 上海棱光技术有限公司;SPX-250B-Z型生化培养箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂;UV-3802紫外可见分光光度计 上海尤尼科仪器有限公司。

1.2 鲈鱼原料处理

将洗净的鱼块用0.3‰ Nisin溶液浸泡15 min,沥干,真空包装,将包装好的鱼肉送至湖北省农业科学院辐照中心进行辐照12 h,采用动态辐照,辐照源为60Coγ射线,源活度1.21×1016Bq,辐照剂量分别为2、4 kGy,同时做空白。实验设计见表1,辐照后,将茶多酚结合辐照组、辐照组、茶多酚组和空白对照组的鲈鱼放入4 ℃冰箱中贮藏,每隔2 d对鱼片的理化,感官和细菌学进行分析,每个分析处理3次。

表1 实验设计Table 1 Experimental design

1.3 主要指标测定

1.3.1 菌落总数测定 依据GB 4789.2-2010采用平板计数法进行测定[9]。

1.3.2 TBA值的测定 参照Salih等人的方法[10]。

1.3.3 TVB-N的测定 参考FOSS的方法[11]。

1.3.4 pH的测定 取10.0 g鱼肉样品,剪碎,加入去离子水100 mL,均质后静置30 min。过滤,取滤液50 mL,用pH计测定。每个处理测定3次,取平均值。

1.3.5 汁液流失率的测定 参考徐永霞等[12]的方法。将新鲜鱼块沥干称重,记录数据m1。辐照处理后的鱼块记录数据m2。按下式计算汁液流失率:

式(1)

式中:m1:新鲜鱼块的质量(g);m2:辐照后的质量(g)

1.3.6 表面疏水性的测定 参考Kato的方法[13]。

1.3.7 白度的测定 使用便携式色差计测定L*(亮度)、a*(红度)和b*(黄度)值,计算白度,每个样品重复3次,取平均值。

式(2)

1.4 数据处理

采用SPSS11.0统计软件进行单因素方差分析,p<0.05为差异显著,实验数据用X±S表示。

2 结果与分析

2.1 菌落总数的变化

微生物是引起多数水产品腐败的主要因素之一,腐败微生物的数量反映了水产品的腐败程度[14]。鱼类在刚捕获时微生物的多少主要取决于其生存环境下的微生物数量。鱼体死后,随着贮藏时间的延长,体内微生物开始增长和繁殖从而成为导致鱼肉腐败变质的主要原因。由表2可知,在整个贮藏期间,随着贮藏时间的延长,辐照和Nisin处理都有效地抑制了微生物的生长繁殖。尤其是第6组即0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照处理效果最好,在冷藏第10 d时菌落总数仍小于10 CFU·g-1显著(p<0.05)低于其它组。Al-Daqal等[15]提出水产品可食用的菌落总数上限是6 lg CFU/g,而空白对照组在第8 d时菌落总数已经达到了6.96 lg CFU/g已明显超出食用范围。这表明Nisin结合辐照处理可以有效地抑制鲈鱼在冷藏期间微生物的生长繁殖,延长鲈鱼的货架期。

表2 鲈鱼冷藏期间菌落总数的变化Table 2 Total viable counts(TVC)changes of weever during cold storage

注:表中数据为各组样品“平均值±标准差”(n=3);同列的不同字母表示差异性显著(p<0.05)，表3～表8同。

表3 鲈鱼冷藏期间TBA值的变化Table 3 TBA value changes of weever during cold storage

表4 鲈鱼冷藏期间TVB-N值的变化Table 4 TVB-N value changes of weever during cold storage

2.2 TBA值的变化

在食品贮藏过程中TBA被证明是评价脂质氧化程度的有效指标之一[16]。TBA值主要是根据脂类食品中不饱和脂肪酸氧化降解产生的丙二醛与硫代巴比妥酸试剂反应生成稳定的红色化合物。由表3可知,随着贮藏时间的延长各组中的TBA值都出现了一个先升高后降低的过程,这与陈思等人[17]报道的结果相一致。在整个贮藏期间第4组即0.3‰ Nisin处理组的TBA值均低于其它组,这表明Nisin处理可以较好的抑制鲈鱼在冷藏期间脂质的氧化。第2、3组即辐照处理组的TBA值在贮藏前期高于空白组,可能是因为贮藏前期辐照在一定程度上促进了脂肪的氧化而造成。第5、6组即Nisin结合辐照处理组在整个贮藏期间内的TBA值高于0.3‰ Nisin处理组,但低于辐照组,这表明对抑制鲈鱼在冷藏期间脂肪的氧化而言0.3‰ Nisin处理的保鲜效果要好于Nisin结合辐照处理,但Nisin结合辐照处理组的TBA值在贮藏10 d仍显著(p<0.05)低于4 ℃空白组。

2.3 TVB-N值的变化

TVB-N是动物性食品在贮藏过程中由于微生物和一些酶的作用使鱼降解为蛋白质和非蛋白质含氮化合物,挥发性盐基氮包括三甲胺、二甲胺、氨和其他氮类物质,它已经被世界上绝大多数国家认定为水产品腐败程度的指标[18]。根据GB 2733-2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》的规定,淡水鱼的TVB-N值不得大于限量值20 mg/100 g,超出不可食用。由表4可知,4 ℃冷藏空白对照组在第10 d时TVB-N值已明显超出限量值;而其它经过辐照和Nisin处理的实验组的TVB-N值均显著(p<0.05)低于空白组,尤其是第6组即0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照组的TVB-N值在第10 d时为13.40 mg/100 g仍接近淡水鱼一级新鲜度(≤13 mg/100 g)[19],由此可见,Nisin结合辐照处理能够有效地抑制鲈鱼在冷藏期间TVB-N值的升高,这可能是因为Nisin结合辐照处理能够有效的抑制细菌生长和酶的活性,从而导致蛋白质降解减少。

表5 鲈鱼在冷藏期间pH的变化Table 5 pH value changes of weever during cold storage

表6 鲈鱼在冷藏期间汁液流失率的变化Table 6 Drip loss value changes of weever during cold storage

表7 鲈鱼冷藏期间白度的变化Table 7 Whiteness changes of weever during cold storage

2.4 pH的变化

冷藏期间鱼肉pH的变化如表5所示,所有组中pH均呈现先降低后上升的趋势,整个贮藏期呈 “V” 字形。这与Fan等[20]报道的结果一致。pH的降低可能与鱼肉中糖原的含量和肌肉的缓冲能力有关。鱼死后ATP和磷酸肌酸等物质分解产生磷酸等酸性物质[21],同时糖原酶解产生乳酸,使pH降低。随后,随着贮藏时间的延长,由于蛋白质分解,产生三甲胺、二甲胺和氨等挥发性盐组成的化合物,由于碱性物质含量的增加,最终导致鱼肉的pH升高[22-23]。由表5可见,第6组即0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照组的pH在贮藏末期第10 d时显著(p<0.05)低于其它组。但由于鱼肉pH的变化还可能与鱼的品种,生长环境、捕捞方式及后期处理等有关,故pH仅可作为鲜度的参考指标。

2.5 汁液流失率的变化

肉的保水性能以肌肉的系水能力来衡量,是指当肌肉受到压力、切碎、冷冻、解冻、贮存加工等外力作用时,其保持原有水分与添加水分的能力。鲜肉在保藏期间,会发生不同程度的汁液流失现象,影响消费者对肉的接受度,又影响肉的品质。鲈鱼在冷藏期间汁液流失率的变化如表6所示,在整个贮藏期间所有组中的汁液流失率逐渐增加,但第2组即2 kGy辐照组的鱼肉的汁液流失率增加较为缓慢且在整个贮藏期间均显著(p<0.05)低于其它处理组,到贮藏末期第10 d 时与4 ℃空白组相比低64.9%,这表明低剂量的辐照处理有延缓鱼肉汁液流失的趋势。在贮藏期间由于鱼肉本身所携带的酶及微生物的作用,使其品质下降,导致蛋白结构发生改变,其持水力降低,汁液流失率增加。

2.6 色泽的变化

从消费者的角度来看,颜色也是评价鱼肉类产品新鲜程度的一个重要指标,因为它是消费者看见的最直接的品质属性。因此,对于销售者来说色泽的稳定性也是一个重要的考量因素。鱼肉在整个贮藏期间的白度变化如表7所示,随着贮藏时间的延长,辐照和Nisin处理都有效的延缓了鲈鱼在冷藏期间白度值的升高;到贮藏末期第10 d时空白对照组的白度值均显著高于(p<0.05)其它处理组。而在整个贮藏期间,第3组即4 kGy辐照处理组的白度值上升较为缓慢,这表明4 kGy辐照处理有利于抑制鲈鱼肉在贮藏期间白度的增加。

表8 鲈鱼冷藏期间表面疏水性的变化Table 8 Surface hydrophobicity changes of weever during cold storage

2.7 表面疏水性的变化

蛋白质氨基酸残基的疏水性是影响蛋白质理化和功能性质的一个重要因素。蛋白质的表面疏水性反映的是蛋白质分子表面疏水性氨基酸的相对含量,也可以用来衡量蛋白质的变性程度[24]。由表8可知,随着贮藏时间的延长,在贮藏末期第10 d时,第6组即0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照组的表面疏水性值显著(p<0.05)低于其它组。一般情况下蛋白质的结构是相对稳定的,但在一定条件下如低温贮藏,蛋白质分子空间结构会发生改变,导致非极性氨基酸残基暴露,使蛋白质的表面疏水性开始增加。

3 结论

鲈鱼肉质鲜美,营养丰富,并占有相当的市场份额。目前低温冷藏鲈鱼仍不失为保持其鲜鱼品质的主要方法。本实验在4 ℃贮藏条件下,通过测定鲈鱼的菌落总数(TVC)、挥发性盐基氮值(TVB-N)、硫代巴比妥酸值(TBA)、表面疏水性、pH、汁液流失率和白度指标,表明0.3‰ Nisin结合4 kGy的辐照处理能明显延缓鲈鱼在贮藏期间TVC、TVB-N值和表面疏水性的增长,延迟贮藏后期 pH增加的时间,延长货架期。TBA值在经0.3‰ Nisin处理后较低;汁液流失率和白度分别在辐照剂量为2 kGy和4 kGy时最低。根据 TVC、TVB-N值、表面疏水性及pH指标预测在4 ℃贮藏条件下经0.3‰ Nisin结合4 kGy辐照处理的鲈鱼相对于空白对照组延长4～5 d的冷藏货架期。

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Influence of Nisin combined with irradiation on quality of Weever during cold storage

JU Jian1,2,HU Jian-zhong2,LIAO Li1,XIONG Guang-quan1,CHENG Wei1,*,QIAO Yu1,*

(1.Research Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology,Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Province Agricultural Science and Technology Innovation Center of Agricultural Products Processing Wuhan 430064,China;(2.College of Food and Pharmaceutical,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China)

Inthisstudy,theweeverswereselectedastherawmaterialtoresearchtheeffectofnisincombinedwithirradiationonthequalityoffreshweeverrefrigeration.Atfirst,thefreshweeversweretreatedwith0.3‰Nisin,irradiationand0.3‰Nisincombinedwithirradiation,respectivelyandthenstoragedat4 ℃.Thetotalviablecounts(TVC),2-thiobarbituricacid(TBA),totalvolatilebasenitrogen(TVB-N),pH,surfacehydrophobicity,driplossvalueandwhitenesswerechoosenastheevaluationindexes.Theresultshowedthatthetreatmentof0.3‰Nisincombinedwithirradiationcanobviouslydelaytheincreaseofthesurfacehydrophobicity,TVC,TVB-NandpHandthenextendtheshelflife.TheTBAvaluewasminimuminthegroupof0.3‰Nisin.Thedriplossandthewhitenesshadthelowestvaluesinthegroupof2kGyand4kGyirradiation,respectively.Basedonthevaluesofsurfacehydrophobicity,TVC,TVB-NandpHresualt,thetreatmentof0.3‰Nisincombinedwith4kGyirradiationcanextend4to5daysofshelflifecomparedwithblankgroupat4 ℃.

Nisin;irradiation;weever;chilledstorage;quality

2016-04-08

鞠健(1989-)，男，硕士研究生，主要从事食品加工与保鲜,E-mail:986881156@qq.com。

*通讯作者:乔宇(1981-)，女，博士，副研究员，主要从事农产品加工研究,E-mail:180840093@qq.com。 程薇(1962-)，女，博士，研究员，主要从事农产品加工研究,E-mail:Xucheng288@sohu.com。

国家科技支撑课题(2014BAA03B05); 湖北省重大科技创新计划(2015ABA038);湖北省农业科技创新中心创新团队项目(2016-620-000-001-034)。

TS254.4

A

1002-0306(2016)21-0280-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.045