苹果枝条多酚对草鱼保鲜效果的研究

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(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安 710062)

我国是世界上最大的苹果生产国,在东北、华北、华东、西北和四川、云南等地均有栽培。2012年我国的苹果种植面积为3800万亩,在苹果树生长过程中每年果农都会对其整形修剪,以调节果树生长与结果的关系[1]。据估计我国每年修剪的苹果枝条约为190万t。枝条中多酚类物质的含量远大于成熟果实,其中根皮苷含量最高可达64.32mg/g[2];苹果树体内酚类物质总含量中,根皮苷占95%[3],其降解物根皮酚,能够起到有效抑制微生物活动的作用。除此以外还含有其他多酚类活性物质。对其活性成分进行开发,起到了资源再生利用和保护环境的双重效果。

草鱼属鲤科雅罗鱼亚科草鱼属,因其生长迅速,饲料来源广,是中国淡水养殖的主要商业鱼种[4]。其蛋白质脂类含量较高,极容易腐败变质。目前淡水鱼加工率低下(不足10%),市场上仍以鲜销为主,而鲜销过程中腐败率高达30% 以上,易造成资源的极大浪费[5]。本实验以常用保鲜剂山梨酸钾为参比,探讨苹果枝条多酚对草鱼的保鲜效果,为开展生鲜鱼肉的保鲜新技术研究提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冬季修剪(2012年11月中旬)的苹果枝条,粗度在10mm以下,采摘于为陕西省咸阳市礼泉县;没食子酸标准品,山梨酸钾、福林酚、硫代巴比妥酸(TBA)、EDTA 均为分析纯,西安化学试剂厂。

WFJ2100型可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;CR-400型色彩色差计 柯尼卡美能达(中国)投资有限公司;RE-52A型旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;GSP-9080MBE隔水式恒温培养箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;DD-5M医用离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司;其他均为实验室常用设备与仪器。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将苹果枝条用蒸馏水洗净晾干后于烘箱内50℃烘干,粉碎密封保存备用。

采购于西安人人乐超市的新鲜活草鱼,去头、尾、鳞和内脏,清洗干净后剔除鱼骨及鱼皮,将鱼分割为3cm×4cm大小,在0.1%枝条多酚及山梨酸钾溶液浸泡5min,放置4℃的冰箱中冷藏。

1.2.2 苹果枝条多酚提取纯化 取粉碎后的苹果枝条100.00g,加入10倍体积70%的乙醇溶液,超声浸提1h。抽滤,将滤液减压蒸发至无醇味,4000r/min离心20min,取上清液。将上清液以1～2BV/h的速率上X-5大孔吸附树脂柱(湿法装柱量为550mL)。用2～3BV的纯化水冲洗吸附了多酚的柱子。用70%的乙醇溶液以1-2BV/h的速率洗脱柱子,乙醇溶液用量为3～4BV。将洗脱下来的溶液减压蒸发至无醇味后,真空冷冻干燥后得多酚样品[6]。

表1 鱼块的感官指标评价标准Table 1 Sensory evaluation standard of grass carp slices

1.2.3 标准曲线的制备

1.2.3.1 没食子酸标准溶液的配制 精确称取没食子酸标准品(0.110±0.001)g,置于100mL容量瓶中溶解定溶至刻度,摇匀[7]。

血磷正常62人，其中生存42例，死亡20例；低血磷者共43人，其中轻度低血磷18例，生存6例，死亡12例；中度低血磷21例，生存6例，死亡15例；重度低血磷4例，生存1例，死亡3例，差异有统计学意义（P＜0.05）（见表3），且Pearson相关性检验值0.405，双侧检验P＜0.01，提示APACHEⅡ评分与血磷水平呈显著负相关，故不同血磷水平患者的医院生存率及 APACHEII评分不同，患者血磷水平越低，APACHEⅡ评分越高[3]，医院生存率越低。

1.2.3.2 标准曲线的制作 精确吸取没食子酸标准溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL分别置于6个100mL的容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度。配制成浓度分别为10、20、30、40、50μg/mL的没食子酸工作液。准确吸取2mL的工作液至50mL的容量瓶中,再加入24mL 7.5%的碳酸钠溶液,摇匀,静置8min。精确加入2mL的福林酚,用蒸馏水定容。于常温下置于暗处反应1.5h。在波长765nm处测定吸光度,绘制标准曲线。

1.2.4 样品总多酚含量的测定 准确称取1.000g枝条粉,按实验方案进行超声波辅助提取,提取液过滤,取上清液,用70%的乙醇定容50mL。取2.0mL样品多酚提取液,按照1.2.3.2的方法测定其在765nm处的吸光度,根据标准曲线计算提取液中总酚含量[7]。计算公式:

得率D(%)=M/m×100

纯度P(%)=T/M×100

式中:A-吸光值(760nm);d-截距;R-斜率;V-提取液体积(mL);m-苹果枝条鲜重(g)。M-纯化后苹果枝条多酚含量(g)。

1.2.5 细菌总数的测定 参考GB 4789.2-2010《食品卫生微生物学检验:菌落总数测定》的方法,在无菌操作条件下准确取经多酚处理的鱼肉10.00g,用绞肉机绞碎,放入90mL 无菌生理盐水中,恒温振荡30min,取1mL 匀浆梯度稀释,选择3个合适的稀释度倾注平板,每个稀释度重复3次,30℃(1℃培养72h,菌落(CFU)计数[8]。

1.2.6 pH的测定 参考国标GB/T 5009.45-2003水产品pH的测定方法。准确称取经不同处理的鱼肉10.00g,绞碎后加100mL 蒸馏水后,于室温下搅拌浸提30min,过滤后取其上清液测其pH,每个样品重复测3次[9]。

1.2.7 样品感官评分 规定感官最高分值为9分,评分成员由学院7位老师组成,分别对鱼肉的外观、气味、肌肉组织状态以及消费者可接受程度等方面进行感官综合评定,及格线为4分[10]。评价标准见表1。

1.2.8 样品色度测定 色差计测贮藏期间不同处理组鱼肉红度(a*)的变化[11]。

1.2.9 TBA值的测定 准确吸取每相当于丙二醛10μg的标准溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mL置于纳氏比色管中,加水至总体积为5mL,加入5mL TBA溶液,然后按样品测定步骤进行,测得光密度绘制标准曲线[12]。

TBA水溶液:准确称取TBA 0.288g溶于水中,并稀释至100mL,相当于0.02mol/L;三氯乙酸混合液:准确称取三氯乙酸(分析纯)7.5g及0.1g EDTA,用水溶解,稀释至100mL;准确称取粉碎后鱼肉10g,置于100mL碘量瓶内,加入25mL三氯乙酸混合液,振摇半小时,用双层滤纸过滤,除去油脂。移取上述滤液5mL置于25mL比色管内,加入5mL TBA溶液,混匀,加塞,置于90℃水浴内保温40min,取出冷却1h,移入小试管内,离心5min,上清液倾入25mL纳氏比色管中,加入5mL氯仿,摇匀,静置,分层,吸出上清液于532nm波长比色,对照标准曲线得到微克数(同时做空白实验)。

式中:C-从标准曲线查得丙二醛的微克数(μg);m-样品质量(g)。

1.2.10 挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)的测定 参照SC/T3032-2007水产品中挥发性盐基氮的方法测定,称取绞碎好的鱼肉10.00g,加入含0.6mol/L 高氯酸和4%三氯乙酸的浸提液100mL,搅匀,抽提60min 后过滤备用。滤液按照半微量定氮法进行测定,每个处理3个重复,每个样品重复测3次,结果以每100g鱼肉样品中所含N的毫克数表示(mg/100g)[13]。

2 结果与分析

2.1 苹果枝条总酚含量、提取率以及纯度

苹果枝条多酚的总酚含量、提取率以及纯度见表2,通过采用大孔树脂对苹果枝条多酚提取物进行分离纯化可以很大程度的提高其纯度,解决使用粗提物为原料进行应用而造成因有效成分含量较低而影响其生理活性的发挥,增强其生理和药用价值。

表2 总酚含量、提取率以及纯度Table 2 The content of total phenol,purity and extraction rate

2.2 贮藏过程中鱼块pH的变化

贮藏过程中不同处理对鱼块pH的变化影响见图1。经不同保鲜剂处理后鱼块的pH为6.57～6.62,储藏1d后,各处理组的pH有小幅度的降低,差异不显著(p>0.05);之后随着冷藏时间的延长各处理组的pH逐渐增加,空白组和山梨酸钾组与枝条多酚组比较pH显著升高(p<0.05);枝条多酚组3d之后pH显著高于2d,但明显低于山梨酸钾组,对照组pH升高最明显。鱼体死亡后糖原酵解成乳酸,肌肉pH略有下降(见图1),之后随着微生物等原因使蛋白质等分解产生碱性物使pH明显升高[14],可以看出枝条多酚对因微生物分解引起的pH升高有明显的抑制作用,其次是山梨酸钾。

图1 贮藏过程中鱼块pH的变化 Fig.1 Changes of pH values in Fish cubes during storage

2.3 贮藏过程中鱼块菌落总数的变化

贮藏过程中不同处理对鱼块菌落总数的影响见图2,如图所示枝条多酚组和山梨酸钾处理组能有效的减少微生物生长,与空白组的差异显著(p<0.05)。枝条多酚组的抑菌效果与山梨酸钾组之间差异不显著(p>0.05)。鱼块腐败是由微生物作用引起的,鱼块中细菌总数的多少可以反映鱼类腐败程度。植物多酚对微生物的抑制作用机理可能是多种因素共同作用的结果,如对蛋白质的高度结合能力、通过与细胞膜结合改变微生物的代谢以及对金属的螯合作用等[15-16]。

图2 贮藏过程中鱼块菌落总数的变化 Fig. 2 Changes of total microbial count in Fish cubes during storage

2.4 贮藏过程中不同处理对鱼块红度(a*)的影响

贮藏过程中不同处理对鱼块红度(a*)的影响如图3所示,枝条多酚组和山梨酸钾处理组对于鱼肉红度的增长具有明显的减缓作用,并且随着时间增加与空白组的差异增大。贮藏3d后枝条多酚组和山梨酸钾组与空白组之间的差异显著(p<0.05),添加多酚和山梨酸钾的处理组均可改善贮藏到5d的肉色。多酚和山梨酸钾这两个处理组之间色值的差异不显著(p>0.05)。外观对于消费者可接受程度来说是一个很重要的指标,并且很大程度上与食物的质量有着重要的联系。水产品在贮藏过程中,表观色泽在亮度、明度、纯度上都有所改变,这种改变趋势与感官变化有很好的相关性。在红色方面的色差变化与样品的品质变化呈良好的线性关系[17]。

图3 贮藏过程鱼块红度的变化 Fig.3 Changes of a* in Fish cubes during storage

2.5 贮藏过程中TBA值的变化

TBA值主要是用来评价鱼和鱼肉产品脂肪的氧化程度[18]。不饱和脂肪酸体系中自氧化反应第二阶段中脂肪酸氧化产生的丙二醛,水溶液中以烯醇型存在,在酸性条件下与TBA 试剂(硫代巴比妥酸)产生粉红色化合物[19]。如图4显示,空白组与多酚和山梨酸钾处理组之间存在显著性差异(p<0.05),空白组在贮藏的5d时间内TBA值从0.2937mg/kg升至1.5667mg/kg。多酚和山梨酸钾处理组在贮藏期间的TBA值没有明显的变化。并且多酚处理的效果要优于山梨酸钾处理的鱼肉,结果显示苹果枝条多酚对于抑制鱼肉脂肪酸氧化具有良好的效果。

图4 贮藏过程中鱼块TBA值的变化 Fig.4 Changes of thiobarbituric acid(TBA)values in Fish cubes during storage

2.6 在贮藏过程中感官评分的变化

鱼肉感官评价的标准值主要与气味和形态相关,消费者对鱼肉的可接受程度与感官评价密不可分,由图5可知,对于空白组、枝条多酚组和山梨酸钾处理组的鱼肉从感官上面可以很容易的区分开来。经过5d的贮藏时间,空白组鱼块具有臭味、肌肉组织松散、弹性较差,且如结果显示在贮藏期间空白组的分数降低的速度较多酚和山梨酸钾处理组要快,空白组的得分在3d后就低于及格分数,明显快于多酚和山梨酸钾处理组。而多酚和山梨酸钾处理组差异不显著(p>0.05)。

图5 在贮藏过程中鱼块感官评分的变化 Fig.5 Changes of sensory scores in Fish cubes during storage

2.7 贮藏过程中挥发性盐基氮(TVB-N)的变化

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,GB 2733-2005《鲜、冻动物性水产品卫生标准》规定淡水鱼中TVB-N不超过20mg/100g。TVB-N随保藏时间的变化如图6所示。由图6可知,各组鱼肉的挥发性盐基氮(TVB-N)含量在冷藏过程中逐渐增加,空白组的TVB-N值显著高于枝条多酚组和山梨酸钾组(p<0.05),贮藏3d后空白组的TVB-N为22.57mg/100g按照标准判定为不可食用的腐败鱼,然而苹果枝条和山梨酸钾组在贮藏4d时其TVB-N值仍小于20mg/100g,于5d后出现腐败不可食用现象。经枝条多酚和山梨酸钾处理过的鱼肉的TVB-N上升缓慢,且这两组之间差异不显著(p>0.05)。

图6 贮藏过程中鱼块TVB-N值的变化 Fig.6 Changes of total volatile basic nitrogen (TVB-N)values in Fish cubes during storage

3 结论与讨论

实验结果表明,苹果枝条多酚可明显增强鱼肉的保鲜效果,利用该保鲜方法处理供试样,冷藏至5d,鱼肉的pH、TBA值、TVB-N值和细菌总数仍保持在理想范围之内,感官指标下降也不明显,这可能与苹果枝条多酚的抑菌作用和抗氧化作用有关,苹果枝条多酚能够较好地抑制有害微生物对鱼肉造成的损害,其良好的抗氧化作用能在一定程度上减缓鱼肉中营养物质的氧化。

随着人们对食品安全越来越重视,茶多酚、壳聚糖、普鲁兰多糖、橘皮提取液和生姜提取液等一些安全、营养的生物保鲜剂得到大家的关注,这些生物保鲜剂能够有效抑制微生物的生长繁殖,使水产品保持良好的感官品质。与这些方法比较，苹果枝条多酚作为保鲜剂具有原材料成本低并且可提高我国农产品废弃资源的利用,缓解农民焚烧枝条作为燃料对地区环境造成的污染等优点。综上所述，苹果枝条多酚提取方法简单,具有良好的保鲜效果,对食品、环境和人体都无毒无害,是一种非常理想并有市场潜力的水产品保鲜剂。

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