壳聚糖对冻藏金枪鱼肉的保鲜效果研究

李仁伟，李双双，夏松养

(1.浙江北极品水产有限公司，浙江杭州 310000；2.浙江海洋学院食品与医药学院，浙江舟山 316004)

金枪鱼因常年生活于无污染的深海区域，被视为绿色、安全、无污染的食品，具有很高的营养价值，其肌肉中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素A、维生素D和微量元素，尤其是DHA（二十二碳六烯酸）和EPA（二十碳五烯酸）等多不饱和脂肪酸、牛磺酸、蛋氨酸、矿物质等含量，是国际营养学会推荐的健康美食。与一般鱼类和肉类相比，金枪鱼具有低脂肪、低热量和高蛋白的特点。金枪鱼肉中又含有丰富的肌红蛋白和血红蛋白，新鲜的鱼肉呈鲜红色，而氧化以后则呈现暗褐色，让人产生肉质不新鲜的感觉，因而保鲜方法极为重要[2]。

壳聚糖又称为脱乙酰甲壳素、甲壳胺，是甲壳素(Chitin)脱乙酰后的产物，其原料甲壳素大量存在于海洋节肢动物的甲壳中和低等动物的细胞膜中，分布十分广泛。壳聚糖作为一种广谱抑菌剂，可以有效的抑制多种细菌和真菌的生长和繁殖。与一般抑制剂相比，壳聚糖具有高抑菌性、高杀菌率和无毒无害的优点。壳聚糖对不同微生物的抑菌作用不同，其抑菌机理可能是进入细胞内干扰微生物细胞的正常生理功能、吸附于细胞膜上阻止营养物质的运输、改变细胞膜的通透性、螯合金属离子等[3]。壳聚糖的化学稳定性好，不溶于水，只能溶解于部分稀的无机酸或有机酸中，这在很大程度上限制了壳聚糖的应用。而水溶性壳聚糖改善了普通壳聚糖的溶解性能，并且保持了壳聚糖的高分子特性，使用更加方便，应用范围更加广泛[4]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂

黄鳍金枪鱼Thunnus albacares：宁波远洋渔业；水溶性壳聚糖：青岛海维康生物制品有限公司；硼酸、95%乙醇、氢氧化钠均为分析纯。

1.1.2 主要仪器与设备

pH 计：PHS-3C；色差仪：WSC-100；高速均质机：FJ300-SH；冰箱：BCD-539WT；紫外可见分光光度计：751UVGD；高速低温离心机：A1301019；质构仪：TMS-PRO。

1.2 方法

1.2.1 原料处理

快速切取一部分黄鳍金枪鱼的背部肌肉（大概500 g左右），放入4℃冰箱内解冻2～2.5 h，待完全解冻后取出做保鲜或对照使用。样品处理时，将各组切好的鱼肉放入其对应浓度的保鲜液中浸渍15 min，以在蒸馏水中浸渍15 min为对照，取出沥水3～5 min，根据保鲜液浓度依次放入保鲜袋中并标记，于-18℃的冰箱中贮藏。分别于 30、60、90、120、150和180 d后抽样测定1次，每组样品平行测定2次。

1.2.2 浓度的确定

根据查阅的相关文献、国家标准和国家食品添加剂的使用限量，将水溶性壳聚糖的最大试验浓度定为25 g/L，其相应浓度梯度为5、10、15、20和25 g/L。配制时，用无菌蒸馏水将水溶性壳聚糖稀释成规定浓度的保鲜液备用。

1.2.3 鲜度指标

1）挥发性盐基氮（TVB-N）的测定：参照水产行业标准SC/T 3032-007《水产品中挥发性盐基氮的测定》[5]。

2）pH值测定：根据GB/T 9695.5-2008《肉与肉制品pH值测定》[6]，使用pH测定仪进行测定。

3）高铁肌红蛋白含量的测定：参照KRZYWICKI方法[7]进行测定，取金枪鱼背部肌肉 5.0 g，置于pH 6.8离子强度为 0.04的磷酸缓冲液中浸泡 0.5～1 h，测定其波长在 A525，A545，A565，A572下的吸光度值，按以下方法计算高铁肌红蛋白含量（Y/%）：Y=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100%

其中：R1=A572/A525；R2=A565/A525；R3=A545/A525。

1.2.4 感官品质

1）色差分析：用WSC-100型色差仪进行测定，每组样品均测定3次取平均值。在CIE-LAB系统中，采用指数 L*、a*、b*表色，L*称为明度指数，L*=0表黑色，L*=100表白色，中间有 100个等级；a*、b*决定色调，a*值越大越接近红色(a*=60)，a*值越小越接近绿色(a*=-60)，b*值越大越接近黄色(a*=60)，b*值越小越接近绿色(a*=-60)。由于本实验所采用的金枪鱼鱼肉含有丰富的肌红蛋白和血红蛋白，新鲜鱼肉色呈红色，而逐渐氧化后呈褐色，故采用a*值来反映鱼肉的色泽变化。

2）质构分析：采用TMS-Pro物质分析仪测定Texture Profile Analysis（TPA）模式，探头型号为P/20，测试前速度1 mm/s，测试速度4 mm/s，测试后速度1 mm/s，形变量60%，触发力1 N，往复运动2次，回复时间4 s，测定样品的硬度、弹性等指标。样品为金枪鱼背部肌肉，规格3 cm×3 cm×3 cm，每个样品做3个平行，结果以平均值形式表示（图1）。

硬度：第一次压缩时的最大峰值，多数样品的硬度值出现在最大变形处；

弹性：变形样品在去除压力后恢复到变形前的高度比率，用第二次压缩与第一次压缩的高度比值表示。

图1 TPA典型图形Fig．1 Typical graph of TPA

2 结果与分析

2．1 不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液对金枪鱼肉鲜度指标的影响

2．1．1 TVB－N 值

鱼体在贮藏过程中，由于肌肉中的内源酶和微生物的作用，产生氮、氨及胺类等碱性含氮物质，统称为挥发性盐基氮(TVB－N)。TVB－N是我国水产品国家卫生标准中主要的鲜度指标，可以反映水产品的新鲜程度。不同的 TVB－N(mg(N)/100 g)代表着不同的新鲜程度，由SC/T 3117－2006[8]得知，生食金枪鱼肉的TVBN＜13 mg(N)/100 g为一级品；TVB－N＜25 mg(N)/100 g为二级品；25 mg(N)/100 g为临界值，大于 25 mg(N)/100g为已降解不可食用。

采用不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉在贮藏期间内TVB－N值随贮藏时间的变化如图2所示。由图2可知，TVB－N值随着贮藏时间的增加而增加，其中各处理组样品鱼肉TVB－N值均较对照组低，变化程度也较对照组缓慢。用15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉，在贮藏期间内TVB－N值最小，变化程度也最缓慢，在第30天时其TVB－N值为 12．78 mg(N)/100 g，仍能保持在一级鲜度，到第180天时才超过临界指标（25 mg(N)/100 g）；而对照组在第30天时就超过了一级鲜度指标，到第150天时早已腐败，不可食用。可见，水溶性壳聚糖可以抑制由微生物引起的TVB－N值的增加，达到保鲜的作用，其最佳保鲜浓度为15 g/L。

图2 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉TVB－N值的影响Fig．2 Different concentrations of water－soluble Chitosan tuna meat TVB－N value

2．1．2 pH 值

pH值也是判定鱼肉肉质优劣的一个关键指标[6]。鱼体死后，体内发生着三个阶段的变化：死后僵硬阶段、自溶作用阶段和腐败变质阶段，与此同时微生物开始繁殖。随着糖原的酵解、乳酸的积聚和ATP酶活力的增强，鱼肉的pH会逐渐降低；而当鱼肉中的ATP被完全分解后，鱼体进入到自溶和腐败阶段，这时候蛋白质以及其它一些含氮物质就会被分解成氨基酸、氨、三甲胺、硫化氢、吲哚等碱性物质，导致鱼肉的pH逐渐上升[9]。

通过不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜剂处理过的金枪鱼肉，其pH值均有不同程度的变化，变化趋势如图3所示。由图可知，金枪鱼肉的pH值随贮藏时间的变化呈先下降后上升的趋势。各处理组样品鱼肉pH值均较对照组低，上升程度也较对照组缓慢，其中以15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液处理的样品pH值最低，效果最好。

图3 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉pH值的影响Fig．3 Different concentrations of water－soluble chitosan on the pH value of the tuna meat

2.1.3MetMb含量

肉色与肌红蛋白的含量有一定的正相关性，肌红蛋白含量越多，肉色就越深。刚死后的鱼体中Mb（肌红蛋白）尚未与O2结合，Mb中的铁离子以二价（Fe2+）形式存在，它的第六个配位键与水结合，呈现暗红色。当鱼肉中的Mb与空气中的O2接触后可以很快地与之共价结合形成MbO2（氧合肌红蛋白），MbO2中的铁离子仍为二价（Fe2+），表现出鲜红色。随着时间的延长，Fe2+被氧化成Fe3+，此时Mb或MbO2成为MetMb（高铁肌红蛋白），呈现暗褐色[10]。在一般情况下，当鱼肉中的MetMb达30%时就显示出暗红色；MetMb达50%时就显示出褐红色；MetMb达70%以上时呈褐色[10]。金枪鱼在贮藏期间，三种形式的肌红蛋白（肌红蛋白（Mb）、氧合肌红蛋白（MbO2）、高铁肌红蛋白（MetMb））不断的相互转变，它们的相对含量决定着肉的颜色。

采用不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉，在贮藏期间内MetMb含量随贮藏时间的变化如图4所示。由图4可知，MetMb含量随贮藏时间的延长呈上升趋势。其中，用水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉，其MetMb含量较对照组低，上升程度也较对照组缓慢，其中又以15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液效果最好。用15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的鱼肉样品，在第120天时MetMb才达到35.58%，使鱼肉开始呈现暗红色；而对照组样品在第90天时，MetMb含量就达到了40.12%，到150天时MetMb含量达到了56.36%，肉色呈现褐红色。可见水溶性壳聚糖有延缓鱼肉褐变的作用，能较好地保持金枪鱼原有的色泽。

2.2 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉感官品质的影响

2.2.1 a*值

采用不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉样品在贮藏期间内a*值的变化结果如图5所示。由图5可知，随着贮藏时间的延长，金枪鱼肉a*值呈下降趋势，其中采用水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉a*值均比对照组高，变化趋势也比对照组缓慢，这可能是由于水溶性壳聚糖保鲜液能将鱼肉与空气隔离，有防止鱼肉氧化褐变的作用。其中，用15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉a*值最高，变化程度最小。说明水溶性壳聚糖保鲜液有明显延缓鱼肉色泽变化的效果，其中又以15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液的效果最好。

2.2.2 硬度

硬度可反映人的触觉，也可反映使金枪鱼肉达到一定程度的形变所需要的力。由图6可知，金枪鱼肉的硬度变化随贮藏时间的增加而逐渐下降。这是由于低温冻藏虽然能在较大程度上抑制微生物和酶的作用，但作用缓慢，而且冻藏过程中产生的冰结晶会对肌肉细胞造成机械损伤，导致肌肉蛋白质变性，从而造成肌肉硬度的下降[11]。金枪鱼肉在冻藏过程中硬度的变化不利于保持新鲜鱼片肉质鲜嫩的感觉。

图4 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉MetMb含量的影响Fig.4 Different concentrations of water-soluble chitosan impact on the tuna meat MetMb content

图5 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉a*值的影响Fig.5 Different concentrations of watersoluble chitosan tuna a*values

图6 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉硬度的影响Fig.6 Different concentrations of watersoluble chitosan tuna meat hardness

由图6可以看出，采用水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉样品硬度明显高于对照组，且下降程度也较对照组缓慢。这可能是由于壳聚糖和蛋白质分子间存在着交联作用，这种交联作用有助于改善蛋白质分子结构，使凝胶变得更为致密，从而能固定较多的水分，因此提高了盐溶性蛋白质的保水力和硬度，改善凝胶的特性[12]。其中用15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉硬度最高，变化程度最小。

2.2.3 弹性

采用不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液处理过的金枪鱼肉样品在贮藏期间内弹性的变化结果如图7所示。图7结果显示，在贮藏过程中不同处理组的鱼肉弹性均比对照组低，说明不同浓度的水溶性壳聚糖保鲜液会影响鱼肉的弹性，这可能是由于壳聚糖自身会形成的脆性凝胶，与鱼肉结合后，水溶性壳聚糖会导致鱼肉的弹性略为下降。

图7 不同浓度的水溶性壳聚糖对金枪鱼肉弹性的影响Fig.7 Different concentrations of watersoluble chitosan tuna meat flexible

3 小结

通过对金枪鱼肉在冻藏条件下的TVB-N值、pH值、MetMb含量及色差与质构分析研究的结果表明，金枪鱼肉经水溶性壳聚糖保鲜液处理后，保鲜效果明显优于对照组，能显著延长鱼肉的冻藏保鲜期。经水溶性壳聚糖保鲜液浸渍处理后的金枪鱼肉能使TVB-N值、pH值、MetMb含量处于相对较低的水平，提高鱼肉的色泽a*值和鱼肉的硬度，会略微导致鱼肉的弹性下降，但下降程度不高，无明显影响。从多个浓度梯度的水溶性壳聚糖保鲜液对照实验中可知，15 g/L的水溶性壳聚糖保鲜液为最适浓度。

[1]多纪保彦,奥古乔司,近江卓,等.食材鱼贝大百科[J].东京:平凡社,2000.

[2]苗振清,黄锡昌.远洋金枪鱼渔业[M].上海:上海科学技术文献出版社,2003:245-246.

[3]吴小勇,曾庆孝,莫少芳,等.几种壳聚糖的抑菌性能[J].食品与发酵工业,2005,31(2):18-21.

[4]林 毅.鱼糜制品复合生物保鲜剂的研制及效果评价[D].杭州:浙江工商大学,2009.

[5]蓝蔚青,谢 晶,赵海鹏,等.茶多酚对冷藏带鱼保鲜效果的比较研究[J].湖北农业科学,2010,49(1):159-161.

[6]郭新东,罗海英,侯向昶.GB/T 9695.5-2008肉与肉制品pH测定[S].北京:中国标准出版社,2009.

[7]KRZYWICKI K.Assessment of relative content of myoglobin,oxymyoglobin and hemoglobin at the surface of beef[J].Meat Sic,1979(3):1-10.

[8]上海水产大学.SC/T 3117-2006生食金枪鱼[S].2006

[9]励建荣,李婷婷,李学鹏,等.水产品鲜度品质评价方法研究进展[J].北京工商大学学报:自然科学版,2010,29(2):1-8.

[10]汤祥明.高铁肌红蛋白还原酶活力与肉色稳定性的研究[D].南京:南京师范大学,2006.

[11]王 鸿.冻藏加工对鲢肌肉质构特性影响的研究[D].上海:上海水产大学,2002:23-24.

[12]蒋大挺.壳聚糖[M].第2版.北京:化学工业出版社,2006:284-287.