复合生物保鲜剂结合冰温贮藏对南美白对虾的保鲜效果

刘金昉，刘红英,,*，齐凤生，秦红丽，王慧青

（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）

复合生物保鲜剂结合冰温贮藏对南美白对虾的保鲜效果

刘金昉1，刘红英1,2,*，齐凤生2，秦红丽1，王慧青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）

目的：研究复合保鲜剂结合冰温贮藏对南美白对虾的保鲜作用，避免其腐败变质，从而延长其货架期。方法：将复合生物保鲜剂处理过的南美白对虾贮藏在不同温度（4 ℃和－2.2～－1 ℃）条件下，通过pH值、感官评分、菌落总数、挥发性盐基氮含量、Ca2+-ATP酶比活力和硫代巴比妥酸含量指标的测定，对实验结果进行方差分析，确定最佳保鲜贮藏组合。结果：复合生物保鲜剂结合冰温贮藏延长了南美白对虾的货架期。结论：复合生物保鲜剂结合冰温贮藏对南美白对虾保鲜效果更佳，能使南美白对虾货架期达到21 d。

南美白对虾；复合生物保鲜剂；冰温贮藏；保鲜

南美白对虾（Penaeus vannamei）学名凡纳对虾，是当今世界虾类养殖产量最高的三大品种之一[1]。南美白对虾壳厚肉脆，口感极佳，肉质细嫩，味道鲜美，营养丰富，并含有多种维生素及人体必需的微量元素，是高蛋白营养水产品，其中含有约20%的蛋白质，是鱼、蛋奶的几倍甚至十几倍，虾肉所含的人体必需氨基酸缬氨酸含量并不高，但却是营养均衡的蛋白质来源，肉质松软、易消化，一般人群均可食用，近年来欧美和国内对对虾的需求均有上升趋势。然而，对虾具有水产品的一般特性，极易腐败变质，严重影响了产品的销售和流通。

目前，国内外学者应用物理、化学、生物等手段对虾类保鲜技术进行了广泛研究，如 冷冻保鲜、气调保鲜[2]、辐照保鲜[3]和生物保鲜[4-7]等。近年来，随着人们安全、营养意识的提高，生物保鲜剂逐渐得到大家的关注，这些生物保鲜剂不仅能抑制细菌生长繁殖，还能增加产品附加值。单一生物保鲜剂在抑菌方面有一定的局限性，而将其复合使用，在增强抑菌效果的同时，还可以降低单一保鲜剂的使用量，从而减少对食品品质的影响，提高应用的安全性。曹荣等[8]将溶菌酶、茶多酚、壳聚糖复配的生物保鲜剂应用于牡蛎保鲜中，将牡蛎的货架期延长近一倍 ；邱春江等[9]将溶菌酶和Nisin复配处理贻贝，取得了良好的保鲜效果。冰温技术是一种先进的贮藏保鲜技术，将其结合生物保鲜剂技术，将会使水产品保鲜效果更佳。李建雄等[10]曾将冰温结合生物保鲜剂技术在肉制品保鲜中应用。目前研究多为冷藏或冻藏条件下结合保鲜剂使用，对于冰温结合生物保鲜剂技术的研究与应用在水产品保鲜方面还鲜有报道。

壳聚糖是一种安全、无毒、可食、易降解的天然生物保鲜剂，具有良好的成膜性和光谱抗菌性，在食品保鲜中应用广泛。纳米TiO2又叫钛白粉，是一种无毒、无味、惰性的无机光催化抗菌材料，在光照下能够起到抗菌的作用，并且杀菌范围广、速度快、效率高。壳聚糖与纳米TiO2都具有很好的生物兼容性，安全无毒，制备成的复合材料中纳米TiO2与壳聚糖之间存在较强的氢键作用，从而使纳米TiO2和壳聚糖之间有较好的界面作用，同时增加了杀菌、防腐等作用，将此复合材料用作保鲜膜，可增强持水率和透光率，从而增强果蔬保鲜效果，延长保鲜时间[11]。溶菌酶又称N-乙酰胞壁质聚糖水解酶，因溶解细菌细胞而得名，在清酒、干酪、香肠、奶油、糕点等食品中作为防腐剂有应用。蜂胶是一种由蜜蜂分泌加工的天然物质，具有多种生物活性。除应用于药物和保健品外，蜂胶还广泛应用于天然食品防腐剂、抗氧化剂、天然保健型化妆品和口腔除菌剂等产品的开发[12]。Mosfer等[13]将蜂胶乙醇提取物加到白鱼组织中置于冰箱内贮存，结果表明蜂胶具有良好的防腐保鲜效果。

本实验以南美白对虾为研究对象，通过前期正交试验得到较佳配比的生物保鲜剂，将用此复合保鲜剂处理后的南美白对虾结合冰温贮藏，通过指标测定，研究复合生物保鲜剂与冰温结合的保鲜效果，提高了社会经济效益，为虾类保鲜剂的发展和技术推广起到了一定的积极作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜活南美白对虾 秦皇岛水产品市场；蜂胶 河北农业大学实验室；聚乙烯（polyethylene，PE）加厚保鲜袋 河北雄县中瑞纸塑包装有限公司；壳聚糖、硫代巴比妥酸 国药集团化学试剂有限公司；溶菌酶 北京博奥拓达科技有限公司；平板计数琼脂 北京陆桥技术有限公司；二氧化钛、硼酸、三氯乙酸 天津市凯通化学试剂有限公司；无水乙醇、盐酸、碳酸钾 天津市科密欧试剂有限公司；超微量Ca2+-ATP酶测试试剂盒 南京建成生物科技有限公司；冰乙酸 天津市津东天正精细化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

ZSD-A1430全自动新型生化培养箱 上海智诚分析仪器制造有限公司；SW-CJ-2F洁净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；YX-280D全自动压力蒸汽灭菌器 合肥华泰医疗设备有限公司；JJ-2（2003-61）组织捣碎匀浆机 常州国华电器有限公司；MJ-25BMO3A组织捣碎机 广东美的精品电器制造有限公司；UV-1700紫外-可见光分光光度计 日本岛津国际贸易（上海）有限公司；电热恒温水浴锅 北京利康达圣科技发展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料预处理

选取大小均一的新鲜南美白对虾，加氧保活送回实验室，加冰猝死，清洗、去污，剔出破损的和鲜度不够的虾，然后将试样个体随机分组备用。用质量分数0.05%纳米TiO2＋1.5%壳聚糖＋0.065%溶菌酶＋0.7%蜂胶进行复配得到的复合保鲜剂进行浸泡处理，处理比例为对虾∶保鲜剂=1∶1（kg/L），处理时间为10 min，沥干后分组装入无菌自封袋，分别贮藏在4 ℃和－2.2～－1 ℃条件下，定时取样进行指标测定。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 感官评价

根据赵海鹏等[14]的感官评定标准进行改动。由6 名感官评定人员组成感官评定小组，按照表1要求对样品气味、组织、外观进行综合评分，最终结果取3 项评分平均值，总分值在9 分（极新鲜）和0 分（完全腐败）之间，5 分以下表明样品不可食用。每天评定一次，并对各组评定结果进行统计分析。

表1 南美白对虾感官评定标准Table1 Criteria for sensory evaluation of Penaeus vannamei

1.3.2.2 细菌总数

采用GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》规定的有氧平板菌落计数法[15]。

1.3.2.3 pH值

参考谢晶等[12]对带鱼pH值的测定方法，取5 g经组织捣碎机捣碎的虾体肌肉于锥形瓶中，加入45 mL煮沸后已冷却的蒸馏水，静置30 min，过滤，用精密酸度计测定滤液的pH值。

1.3.2.4 挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量

TVB-N含量的测定采用GB 2733—2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》，认为TVB-N含量不大于30 mg/100 g在可接受范围内。

1.3.2.5 Ca2+-ATP酶比活力

精确称取0.5 g虾肉糜，制成质量分数10%的匀浆，冷冻离心机1 000 r/min转速离心5 min。取上清液制成质量分数为0.5%的匀浆，按测试盒的测试方法在636 nm波长处测定吸光度，得到酶比活力。

1.3.2.6 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）含量

准确称取虾肉糜5.00 g置离心管中，加入25 mL质量分数20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸馏水，振摇60 s，静置l h后2 000 r/min转速离心10 min，过滤，用双蒸水定容至50 mL，取5 mL滤液加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中反应20 min，取出，流动水冷却5 min后用分光光度计在532 nm波长处测定吸光度A，以蒸馏水取代滤液为空白样[16-17]。

TBA含量/（mg/kg）=A×7.8

式中：7.8为通过标准曲线得到系数。

1.4 数据分析

采用Excel绘图，利用 SPSS 17.0软件进行实验数据分析，结果以平均值±标准差表示，利用t检验进行组间分析，当P＜0.01时差异极显著，0.01＜P＜0.05 时差异显著，P＞0.05时差异不显著。

2 结果与分析

2.1 感官评分变化

图1 南美白对虾在不同贮藏条件下感官评分变化Fig.1 Change in sensory evaluation score of Penaeus vannamei during refrigerated storage

感官评分是衡量样品黑变和腐败变质的指标之一[18]，评分低于5 分时样品已不可接受，不可食用。新鲜南美白对虾具有海草味、有光泽、壳肉连接紧密等特征，感官评分为满分9 分。由图1可知，鲜活的南美白对虾感官分值为满分9 分。随着贮藏时间的延长，各组南美白对虾品质明显下降，感官评分不断降低。冰温贮藏条件下样品感官品质明显高于冷藏条件；冷藏条件下，空白对照组感官评分明显低于复合保鲜剂处理组，在第5天低于不可接受值，保鲜剂处理组在第9天达到不可接受值；冰温贮藏过程中，空白对照组感官评分明显低于复合保鲜剂处理组，在第16天低于不可接受值，保鲜剂处理组在第22天达到不可接受值。进一步数据处理可知，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对南美白对虾感官品质影响差异均显著（P＜0.05）。未经过保鲜剂处理，且在冷藏条件下的样品品质最差，保鲜剂处理后贮藏在冰温条件下的样品品质最佳。贮藏温度降低，微生物繁殖速度减慢，酶比活力降低，延缓了腐败变质和黑变发生。复合生物保鲜剂具有一定的防腐效果，并且纳米TiO2-壳聚糖和蜂胶具有一定的抑制黑变效果，也能够减缓感官品质的下降。

2.2 pH值变化

图2 南美白对虾在不同贮藏条件下pH值变化Fig.2 Changes in pH of Penaeus vannamei during refrigerated storage

鲜活南美白对虾死后发生糖酵解作用，进而生成琥珀酸和乳酸等有机酸，酸性物质增加，从而导致pH值下降，而随着时间的延长，蛋白质发生分解，生成各种碱性物质，又导致pH值上升[19]。因此在一定范围内虾肉pH值的升高幅度可以反映虾肉的新鲜程度。Shamshad等[20]认为pH值为7.60是不可接受值。由图2可知，新鲜南美白对虾pH值为7.10，在冷藏条件下，保鲜剂处理组在第2天南美白对虾pH值下降至最低点，随着贮藏时间的延长，又不断上升；空白对照组pH值在第6天为7.52，保鲜剂处理组在第9天为7.60，达到货架期终点。冰温条件下贮藏的样品，空白对照组pH值在第13天为7.62，达到不可接受值，保鲜剂处理组pH值在第22天为7.61，达到不可接受值。数据分析表明，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对南美白对虾的影响差异均显著（P＜0.05）。品质最好的是冰温条件下保鲜组，最差的是冷藏条件下空白对照组。由于低温能减缓酶比活力变化，冰温条件下样品pH值上升较慢，复合生物保鲜剂对南美白对虾鲜度保持较好，减缓了样品糖酵解作用，延缓了pH值上升速率。

2.3 菌落总数变化

图3 南美白对虾在不同贮藏条件下菌落总数变化Fig.3 Changes inaerobic plate count (APC) of Penaeus vannamei during refrigerated storage

细菌总数是表现南美白对虾品质变化情况最直观的指标，Mosfer等[13]研究表明：虾类的菌落数不大于5.0（lg（CFU/g））为一级鲜度；5.0～5.7（lg（CFU/g））为二级鲜度。当虾细菌总数超过二级鲜度时，通常判定为虾的货架期终点。由图3可知，新鲜南美白对虾菌落总数为3.25（lg（CFU/g）），随着贮藏时间的延长，菌落总数不断增加。冷藏条件下，空白对照组的菌落总数第5天为5.55（lg（CFU/g）），第6天为6.01（lg（CFU/g）），故货架期为5 d；保鲜剂处理组在第9天达到不可接受值，故货架期为9 d。冰温条件下，空白对照组菌落总数在第15天为5.65（lg（CFU/g）），第16天为5.85（lg（CFU/g）），货架期为15 d。保鲜剂处理组在第21天达到国标规定的货架期。数据分析表明，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对南美白对虾菌落总数的影响差异均显著（P＜0.05）。保鲜效果最好的是复合生物保鲜剂结合冰温贮藏，效果最差的是冷藏空白组。低温贮藏和复合生物保鲜剂均能够降低微生物繁殖速率，两种保鲜方法相结合效果更佳。

2.4 TVB-N含量变化

图4 南美白对虾在不同贮藏条件下TVB-N含量变化Fig.4 Changes in total volatile basic nitrogen (TVB-N) of Penaeus vannamei during refrigerated storage

TVB-N是指动物性食品在储藏过程中，由于酶和细菌的作用，使组织中的蛋白质分解而产生的氨以及低级胺类等碱性含氮物质，是水产品腐败的一个指标之一。GB 2733—2005规定TVB-N含量不大于30 mg/100 g在可接受范围内。由图4可知，新鲜南美白对虾TVB-N含量为7.23 mg/100 g，随着贮藏时间的延长，TVB-N含量不断上升。冷藏条件下，空白对照组在第5天TVB-N含量为28.58 mg/100 g，第6天为34.30 mg/100 g，故货架期视为5 d；保鲜剂处理组在第9天达到国标规定值，货架期为9 d。冰温条件下，空白对照组在第13天TVB-N含量为30.33 mg/100 g，达到货架期终点，保鲜剂处理组在第22天达到国标规定货架期。数据分析表明，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对南美白对虾TVB-N含量的影响差异均显著（P＜0.05）。复合保鲜剂主要通过抑制细菌繁殖来减缓TVB-N产生，冰温贮藏主要通过低温抑制微生物繁殖和样品自身酶比活力来减缓TVB-N产生，两种保鲜技术相结合效果更佳。

2.5 Ca2+-ATP酶比活力变化

图5 南美白对虾在不同贮藏条件下Ca2＋-ATP酶比活力变化Fig.5 Change in Ca2+-ATPase of Penaeus vannamei during refrigerated storage

肌原纤维蛋白质中的肌球蛋白具有ATP酶比活力，在虾肉的贮藏过程中，蛋白质的变性会引起ATP酶活性发生改变，因此Ca2+-ATP酶比活力大小可以反映蛋白质的变性情况[21]。由图5可知，鲜活南美白对虾Ca2+-ATP酶比活力为0.54 U/mg，随着贮藏时间的延长，各组样品的Ca2+-ATP酶比活力呈现不断下降的趋势。样品Ca2+-ATP酶比活力下降速率由快到慢依次为冷藏空白组、复合保鲜剂冷藏组、冰温空白组、复合保鲜剂冰温组。酶比活力下降速率越快，说明蛋白质变性情况越快，鲜度下降越快。方差分析结果表明，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对酶活影响差异性均显著（P＜0.05）。说明冰温贮藏条件下样品新鲜度高于冷藏条件；保鲜剂处理的样品新鲜度高于空白对照组。

2.6 TBA含量变化

图6 南美白对虾在不同贮藏条件下TBA含量变化Fig.6 Change in TBA of Penaeus vannamei during refrigerated storage

不饱和脂肪酸的氧化产物醛类可与TBA生成有色化合物，通过测定有色物的吸光度，可以来衡量脂肪的氧化程度[22]。脂肪氧化程度越深，样品品质和新鲜度越差。如图6所示，鲜活的南美白对虾TBA含量为0.091 mg/kg，随着贮藏时间的延长，各处理样品的TBA含量会逐渐升高，贮藏后期TBA含量升高到一定值后趋于平衡。其中，贮藏温度越高，脂肪氧化速率越快，程度越深。方差分析结果表明，不同处理、贮藏时间和贮藏温度对南美白对虾TBA含量影响差异均显著（P＜0.05）。冰温贮藏的样品和复合保鲜剂处理过的样品脂肪氧化速率明显降低，复合保鲜剂处理的样品TBA含量达到的平衡值较未经保鲜剂处理样品低。说明复合生物保鲜剂结合冰温不仅能减缓样品脂肪氧化速率，还能降低脂肪氧化程度。

3 结 论

综合各个指标考虑，经复合生物保鲜剂处理的南美白对虾在（4±1） ℃条件下货架期为9 d，较空白组延长了4 d。经复合生物保鲜剂处理的南美白对虾在冰温贮藏条件下货架期为21 d，空白组货架期为13 d，延长了7 d。即经复合生物保鲜剂处理的南美白对虾结合冰温贮藏货架期明显延长，样品品质更好，保鲜效果更佳。

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Preservation Effect of Complex Biological Preservative Combined with Ice Temperature Storage on Penaeus vannamei

LIU Jin-fang1, LIU Hong-ying1,2,*, QI Feng-sheng2, QIN Hong-li1, WANG Hui-qing1
(1. College of Food Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China; 2. College of Ocean, Hebei Agricultural University, Qinhuangdao 066000, China)

Objective: To explore the effect of composite biological preservative combined with ice temperature storage on preventing deterioration and prolonging the shelf-life of Penaeus vannamei. Methods: Penaeus vannamei were treated with a composite biological preservative consisting of nano-TiO2, chitosan, lysozyme, and propolis and then stored at different temperatures. pH, sensory evaluation, total plate count, TVB-N value, Ca2+-ATPase activity, and TBA value were measured during storage periods, and the experimental data were analyzed by analysis of variance. Results: The composite biological preservative combined with ice temperature storage could prolong the shelf-life of Penaeus vannamei. Conclusion: The shelf-life of Penaeus vannamei stored at ice temperature can be prolonged to 21 days by treatment with the composite biological preservative.

Penaeus vannamei; composite biological preservative; ice temperature storage; preservation

TS207.7

A

1002-6630（2014）20-0286-05

10.7506/spkx1002-6630-201420056

2014-01-16

国家海洋局海洋公益性行业科研专项（201205031）；秦皇岛市科技支撑计划项目（2012022A015）

刘金昉（1986—），女，硕士研究生，研究方向为农产品加工及贮藏。E-mail：liujinfang.de@163.com

*通信作者：刘红英（1962—），女，教授，博士，研究方向为水产品加工与贮藏。E-mail：liu066000@sina.com