复合生物抑菌剂对即食鲍产品保藏效果的研究

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(1.泉州师范学院化学与生命科学学院,福建泉州 362002；2.分子生物学与芗化学福建省高校重点实验室,福建泉州 362002)

复合生物抑菌剂对即食鲍产品保藏效果的研究

郑瑞生1,2,许爱萍1,张青山1,戴聪杰1,2

(1.泉州师范学院化学与生命科学学院,福建泉州 362002；2.分子生物学与芗化学福建省高校重点实验室,福建泉州 362002)

为控制残留菌的污染,将复合生物抑菌剂(0.20g/Lε-PL+0.05g/L Nisin+0.05g/L溶菌酶)添加到即食鲍产品中,分析在低温(4℃)及常温(25℃)贮藏条件下即食鲍品质的变化情况。结果表明:4℃条件下即食鲍的失重率、水分活度、TVB-N值、好氧及厌氧菌落数均要低于25℃条件。在25℃条件下,未加抑菌剂的即食鲍出现明显流汁、酸败及恶臭现象；添加抑菌剂的即食鲍也出现部分腐败迹象,两者保质期分别为3d和6d。而在4℃条件下,添加抑菌剂的即食鲍未出现任何腐败变质迹象,保质期可达到90d；未添加抑菌剂的保质期只有30d。说明在低温条件下,添加生物抑菌剂更有利于保持即食鲍产品品质,缓解其腐败变质。此外,为控制真空包装食品微生物危害,厌氧菌落数应作为重要指标加以评判。

即食鲍,生物抑菌剂,品质安全,保藏

海洋经济已上升为国家战略,成为拉动我国经济发展的重要引擎。水产品养殖与加工产业是海洋经济的重要组成部分,福建省地处东南沿海,是我国最重要的鲍鱼养殖基地之一。然而,由于阶段性“供过于求”等因素影响,鲍鱼价格飞速下跌。单纯依靠出售鲜活鲍鱼已很难再获得利润,有必要寻找方便、高效、安全、高附加值的鲍鱼保鲜及深加工技术。即食鲍产品因其食用方便、口感佳等优点,深受消费者欢迎。但未经灭菌处理的即食鲍产品容易发生腐败变质等。而高温高压灭菌处理容易造成产品流汁、肉质发绵、口感变差等不良影响。因此,有必要对熟制后的鲍鱼进行温和杀菌,避免鲍鱼二次加热造成品质变差。

近年来,化学防腐剂的安全性受到挑战,天然食品防腐剂备受青睐。如ε-聚赖氨酸(ε-PL)、乳酸链球菌素(Nisin)和溶菌酶在食品防腐方面具有很好的杀菌效果[1]。ε-PL作为新型的天然防腐剂,已于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂[2]。Nisin也是世界公认的安全、天然生物性食品防腐剂,在食品工业上广泛应用[3]。溶菌酶广泛存在于家禽和鸟类的蛋清中和哺乳动物的体液(如淋液)和组织(如肝、肾)细胞内,其中在蛋清中的含量可达到0.3%[4]。复合生物抑菌剂应用于水产品及肉制品的加工,国内外已有大量文献研究[5-8],但在即食鲍产品开发上少见报道。

因此,本文在前期研究基础上,配制出ε-PL、Nisin和溶菌酶复合的生物抑菌剂,应用于即食鲍产品贮藏保存的研究,分析在低温(4℃)和常温(25℃)贮藏条件下,鲍鱼贮藏失重率、水分活度、pH、TVB-N、好氧菌落总数、厌氧菌落数与感官评定等指标的变化情况,为即食鲍产品非热力杀菌提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

皱纹盘鲍(38.2±5.4)g,肉比值44.6%±7.8%。调味料:调和油、酱油、料酒、食用盐、白砂糖、味精、香油等,均为食品级。

营养琼脂 北京双旋微生物培养基制品厂；酵母浸出粉 广东环凯微生物科技有限公司；L-半胱氨酸盐酸盐 上海远航试剂厂；三水合乙酸钠 广东光华化学厂有限公司；ε-PL 食品级,兰州伟日生物工程有限公司；Nisin 食品级,浙江银象生物工程有限公司；溶菌酶 上海金穗生物科技有限公司。

1029厌氧工作站 美国Thermo Fisher公司；HD-3A型智能水分活度测量仪 无锡华科仪器公司；DHG-9053A电热鼓风干燥器,LRH系列生化培养箱 均为上海一恒科学仪器有限公司；多功能远红外线烤箱 南方电器有限公司；FS-1电动匀浆机调速器 江苏环宇科学仪器厂；WSC-S测色色差计 上海精密科学仪器有限公司；DZQ4001-2D真空包装机 温州新达包装机械厂；节能型热泵脱水干燥机 自制；CT-2000 型高压灭菌锅 天津超拓科贸有限公司；超净工作台 苏净集团安泰公司；HZQ-F型全温振荡培养箱 东联电子技术开发有限公司；PHS-3S型pH计 上海大普仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 工艺流程 基本的制作工艺:冻藏鲍鱼→流水解冻→沥干→拌料调味→喷淋生物抑菌剂(主要成分为0.20g/Lε-PL+0.05g/L Nisin+0.05g/L溶菌酶,对照组不处理)→低温腌制→热泵干燥→高温烘烤熟制→低温冷却→真空包装→巴氏杀菌→贮藏。模拟低温及常温条件,将即食鲍产品分别放入4℃冰箱和25℃培养箱中进行贮藏,于第1、3、6、12、15、30、60、90d时测定各项指标。这是由于常温贮藏条件下,即食鲍产品在较短时间内便出现腐败迹象。因此,贮藏前期检测时间间隔比较短。另外,A代表未添加生物抑菌剂处理,B代表添加生物抑菌剂处理。

1.2.2 检测方法

1.2.2.1 贮藏失重率的测定 参照Wang等方法[9],将真空包装后的成品鲍鱼放置在4℃和25℃下进行贮藏,分别于不同时间进行称重,计算其贮藏失重率。具体公式如下:

贮藏失重率(%)=贮藏0d鲍鱼质量(g)-贮藏Nd鲍鱼质量(g)/贮藏0d鲍鱼质量(g)×100

1.2.2.2 水分活度的测定 按照国标GB/T23490-2009方法测定[10]。

1.2.2.3 pH的测定 称取5g经绞碎的鲍鱼肉试样(精确至0.01g),加去离子水至50mL,摇匀,浸渍30min后过滤,取滤液于50mL烧杯中,用酸度计测定pH[11]。

1.2.2.4 TVB-N的测定 按照GB/T 5009.44-2003方法测定[12]。

1.2.2.5 好氧菌落总数的测定 参照GB4789.2-2010方法测定[13]。

1.2.2.6 厌氧菌落数的测定 固体培养基的制备:采用150mL医用试剂瓶,将配制好的TYGA固体培养基(胰蛋白胨1.5%,氯化钠0.25%,酵母浸出粉0.5%,葡萄糖0.5%,L-半胱氨酸盐酸盐0.05%,硫乙醇酸钠0.05%,刃天青0.001%,pH7.0±0.2)加热溶解,每瓶取100mL左右加入医用试剂瓶中,冲入氮气,后塞上丁基T型胶塞,压上铝盖,放入121℃高压灭菌锅中灭菌20min。

倒平板培养:在厌氧工作站中,称取即食鲍样品10g,放入90mL充氮除氧的无菌生理盐水,并依次稀释三个适当浓度梯度菌液。取1mL三个不同梯度菌悬液于培养皿中,倒入55±5℃ TYGA培养基,混匀待凝固后放在35℃厌氧工作站中培养48h,测定其菌落总数。

1.2.2.7 即食鲍产品的感官评价 即食鲍的色泽、香气、味道以及组织形态是决定鲍鱼品质的主要因素,能综合反映产品的感官质量。因此本实验选择色泽、香气、味道以及组织形态这4个指标作为评定指标,每项指标分值为0～5分,感官综合总分=色泽×20%+香味×20%+味道×30%+组织状态×30%。参加品评的人员由5名以上食品专业人员组成,分别对即食鲍的各项指标进行等级评定,记录评分结果[14]。

1.2.2.8 统计方法 数据统计采用DPS软件进行分析。

2 结果与分析

2.1失重率的变化

即食鲍产品贮藏过程失重率的变化见图1。

图1 即食鲍产品贮藏过程失重率的变化Fig.1 Changes of weight loss rate of RTE abalone product during storage

由图1可知,随着贮藏时间的延长,即食鲍产品失重率逐渐升高,4℃与25℃差异达到显著水平(p<0.05)。贮藏初期,4℃-A,4℃-B,25℃-A及25℃-B处理的失重率分别为0%、0%、0.29%、0.09%。贮藏第30d时,4组处理的失重率依次分别上升到0.49%、0.41%、4.05%、2.22%,比贮藏初期提高了0.49、0.41、3.81、2.13个百分点。由于25℃条件下,即食鲍产品出现严重腐败变质现象,失去其商品价值,因此只检测到30d为止。贮藏到90d时,4℃-A,4℃-B处理的鲍鱼失重率分别上升为0.81%、0.72%。可见,25℃贮藏即食鲍产品损失率要远高于4℃贮藏,而且添加生物抑菌剂的处理比未添加的失重率更低。即食鲍产品在贮藏过程出现质量损失,主要是由于微生物生长,消耗部分蛋白及脂类化合物,从而使得鲍鱼质量逐渐减少。而低温及添加生物防腐剂有利于抑制微生物生长,低温也有利于抑制因肌肉蛋白发生变性增加肌球蛋白和肌动蛋白的结合,延缓肌原纤维收缩而导致的肌肉持水能力下降[15]。

2.2水分活度(Aw)的变化

水分活度对微生物生长的影响较大,Aw过高会影响产品的贮藏性,产品发生糜烂,影响其感官品质,而Aw过低会使产品过于干硬,丧失原有风味[16]。

图2 即食鲍产品贮藏过程水分活度的变化Fig.2 Changes of water activity of RTE abalone product during storage

如图2所示,即食鲍产品在贮藏过程Aw呈现先上升后下降趋势。贮藏前期,4组处理鲍鱼Aw呈快速上升趋势。第1d时,4℃-A、25℃-A处理即食鲍产品Aw分别为0.847、0.874。到了第12d 时,2组处理Aw分别升高到0.957、0.968,随后Aw开始降低。贮藏至30d时,鲍鱼的Aw分别降为0.894、0.928。至90d时,4℃-A,4℃-B处理的Aw分别为0.863、0.889。常温贮藏鲍鱼Aw要略高于低温贮藏,添加抑菌剂与未添加差异不显著(p>0.05)。Aw呈现先升后降的原因可能是由于贮藏前期,刚烘烤完鲍鱼表面水分含量较低,内部水分逐渐往表面迁移,使得Aw不断升高。到了后期,鲍鱼内外水分达到平衡后,表面析出的水分逐渐散失,使得鲍鱼Aw又开始降低。同时肌纤维微观结构发生变化,盐溶蛋白与水分间的相互作用,使得整体Aw缓慢下降[17]。

2.3 pH的变化

如图3所示,不同贮藏温度下,pH呈现不同变化趋势,尤其是在25℃与4℃下,差异达到显著水平(p<0.05)。25℃贮藏30d内,25℃-A处理的pH呈现逐渐降低趋势,由最初的7.00降至5.71。这是由于常温条件下,即食鲍残留的腐败菌迅速繁殖,蛋白质及脂类物质降解形成有机酸,出现严重酸败,pH迅速下降。而25℃-B处理的pH下降趋势不明显,反而在后期略有升高。说明添加生物抑菌剂有助于减缓即食鲍产品酸败的发生。

图3 即食鲍产品贮藏过程pH的变化Fig.3 Changes of pH value of RTE abalone product during storage

在4℃条件下,pH呈现先下降后上升趋势。这是由于贮藏初期,蛋白质及脂类化合物降解,产生部分有机酸,降解速率比25℃来得缓慢；到了贮藏后期,含氮含硫物质进一步分解成氨基酸、氨、三甲胺、硫化氢、吲哚等碱性物质,导致pH逐渐上升。贮藏至90d时,4℃-A和4℃-B处理pH分别上升为:6.57、6.71,添加比未添加抑菌剂处理pH略高,但整个贮藏过程未表现明显差异(p>0.05)。

2.4挥发性盐基氮(TVB-N)的变化

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)。由图4可知,在25℃贮藏条件下,即食鲍产品的TVB-N呈现大幅上升趋势,尤其是未添加抑菌剂处理。贮藏至第30d时,25℃-A、25℃-B处理的TVB-N含量分别为19.65、5.16mg/100g。而在4℃贮藏条件下,TVB-N呈现极缓慢上升趋势；贮藏至90d时,4℃-A与4℃-B处理的TVB-N分别为5.38、4.17mg/100g。说明添加抑菌剂能有效抑制TVB-N的产生(p<0.05),且4℃贮藏鲍鱼的TVB-N要明显低于25℃(p<0.01)。由此可见,低温贮藏结合生物抑菌剂更有利于抑制鲍鱼挥发性盐基氮的产生,保证产品品质。

图4 即食鲍产品贮藏过程TVB-N的变化Fig.4 Changes of TVB-N of RTE abalone product during storage

2.5好氧性菌落总数的变化

贮藏过程即食鲍产品好氧性微生物菌落总数的变化趋势见图5。

由图5可知,不同贮藏条件下,即食鲍产品好氧菌落总数随着贮藏时间的延长而不断增长,差异达到极显著(p<0.01)。在25℃贮藏前12d,菌落总数呈对数增长趋势。第6d时,25℃-A处理菌落总数就已达到3.67×107CFU/g。由于目前尚未建立即食鲍产品国家标准,参照香港即食食品微生物限量标准[18-19],即食鲍产品要达到A级满意要求小于106CFU/g,25℃-A处理在第6d时超过相关标准。而25℃-B处理在第12d时才达到1.02×106CFU/g,刚好超过标准要求,比25℃-A处理的超标时间延迟了6d。

图5 即食鲍产品贮藏过程好氧菌落总数的变化Fig.5 Changes of the total aerobic colony count of RTE abalone product during storage

而在4℃贮藏条件下,即食鲍产品菌落总数要远低于25℃(p<0.01)。贮藏初期,微生物生长受到抑制,尤其是添加生物抑菌剂处理,好氧菌落数明显低于其它处理组。到第30d时,4℃-A处理的好氧菌落总数上升到3.72×102CFU/g,但仍未超出卫生标准。到90d时,4℃-A和4℃-B处理分别上升为2.11×106CFU/g和4.38×101CFU/g,4℃-A处理的菌落总数已超标,而4℃-B处理仍远低于标准范围。说明低温贮藏及添加生物抑菌剂能有效抑制好氧微生物生长。这主要是由于生物抑菌剂能够破坏微生物细胞膜完整性,导致细胞壁通透性增大,使菌体失去新陈代谢的功能；同时抑制肌肉蛋白质降解,从而有效缓解即食鲍产品腐败变质[20-21]。

2.6厌氧菌落数的变化

即食鲍产品贮藏过程厌氧菌落数的变化趋势见图6。

由图6可知,在贮藏期间,即食鲍产品厌氧菌落数随着时间的延长而不断升高,4组处理差异达到极显著(p<0.01)。在25℃贮藏前12d,即食鲍产品厌氧菌落数呈对数生长趋势。第3d时,25℃-A、25℃-B处理的厌氧菌落数分别为2.92×103、5.59×101CFU/g。第6d时,分别上升为1.89×108、6.83×103CFU/g。参照香港即食食品对厌氧梭菌的限量标准要求小于100CFU/g[19]。25℃-A处理在第3d时已超出限量标准,而25℃-B处理在第6d也超出标准,但比未添加处理延迟了3d。

图6 即食鲍产品贮藏过程厌氧菌落总数的变化Fig.6 Changes of the total anaerobic colony count of RTE abalone product during storage

在4℃低温贮藏条件,厌氧菌被有效抑制,生长缓慢。贮藏至30d时,4℃-A、4℃-B处理的厌氧菌落总数分别为2.16×102、<10CFU/g。4℃-A处理在第30d已经超过限量标准。到90d时,两者厌氧菌落总数分别上升为2.75×103、1.51×101CFU/g,添加抑菌剂的厌氧菌落总数仍未超出标准范围,差异达到极显著(p<0.01)。由此可见,在低温贮藏条件下有利于抑制厌氧微生物生长,而且添加生物抑菌剂的抑菌效果更为明显。这是由于生物抑菌剂能够通过在细胞膜上形成孔道或抑制细胞壁合成来达到抑菌目的。

2.7感官指标的变化

图7 即食鲍产品贮藏过程感官综合指标的变化Fig.7 Changes of comprehensive sensory index of RTE abalone product during storage

由图7可知,在贮藏过程,即食鲍产品感官综合指标呈现逐渐降低趋势。尤其是在25℃贮藏条件下,鲍鱼感官品质下降更为严重。贮藏至30d时,25℃-A处理的即食鲍产品出现严重流汁、酸败现象,并产生恶臭。而25℃-B处理虽未出现明显流汁及恶臭现象,但也出现部分腐败迹象。说明常温贮藏条件下,添加生物抑菌剂虽然能有效抑制微生物生长,缓解鲍鱼腐败变质,但产品的感官品质仍无法满足实际要求。而在4℃贮藏条件下,鲍鱼品质得到较好的保存,与常温贮藏比较差异达到极显著(p<0.01)。贮藏到90d时,鲍鱼未出现任何流汁腐败变质迹象,尤其是添加了生物抑菌剂的处理,即食鲍产品色泽金黄,未出现任何异味,质地仍较为紧实,整体品质保存更为完整。

3 结论

将复合生物抑菌剂应用于即食鲍产品的贮藏保存研究,分析在4℃和25℃贮藏条件下,产品品质的变化。结果表明:在4℃条件下,即食鲍产品失重率、水分活度、TVB-N值均要低于25℃,而且添加生物抑菌剂的处理比未添加的保藏效果更好。即食鲍好氧及厌氧菌落数均随着贮藏时间的延长而不断增加。在25℃条件下,添加抑菌剂与未添加的即食鲍微生物超标时间分别为6d和3d,添加抑菌剂的处理比未添加推迟了3d。而在4℃条件下,添加抑菌剂的即食鲍微生物超标时间可达到90d,未添加的只有30d。添加抑菌剂处理比未添加推迟了60d,说明低温及添加生物抑菌剂能有效抑制微生物生长。从感官指标上判断,25℃贮藏30d时,未添加抑菌剂的鲍鱼出现流汁、酸败现象,并伴有恶臭；添加抑菌剂的鲍鱼虽未出现明显流汁及恶臭现象,但也出现部分腐败迹象。在4℃贮藏条件下,鲍鱼品质得到很好的保存,贮藏到第90 d时,添加抑菌剂的鲍鱼未出现任何腐败变质迹象,即食鲍品质保存效果良好。

综上所述,低温贮藏条件下,添加生物抑菌剂更有利于保持即食鲍产品品质,缓解鲍鱼腐败变质。此外,为控制真空包装食品微生物危害,保障食品安全,厌氧菌落数应作为重要指标加以评判。

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Study on preservation effect of applying combined bio-inhibitor agent on Ready-to-Eat(RTE)abalone product

ZHENGRui-sheng1,2,XUAi-ping1,ZhangQing-shan1,DaiCong-jie1,2

(1.College of Chemistry and Life Sciences,Quanzhou Normal University,Quanzhou 362002,China;2.Laboratory of Molecular Biology and Medicinal Chemistry,Fujian Province University,Quanzhou362002,China)

In order to control the polution of residual bacteria,the combined bio-inhibitor agents(0.20g/L ε-Poly-L-lysine+0.05g/L Nisin+0.05g/L Lysozyme)were applied on ready-to-eat(RTE)abalone. The quality changes of RTE abalone which storing at low-temperature(4℃)and room-temperature(25℃)were analyzed. The results showed that rate of weight loss,water activity,TVB-N,total aerobic and anaerobic colony count of RTE abalone under 4℃ condition were lower than that of 25℃. Under 25℃,RTE abalone without inhibitor agents showed obvious symptoms of juice exudation,rancid flavor and malodor. RTE abalone with inhibitor agents also showed some spoilage symptoms. The shelf-life of RTE abalone without and with inhibitor agent under 25℃ condition were only 3 and 6d respectively. But under 4℃ condition,RTE abalone with inhibitor agent didn’t showed any spoilage symptoms,which shelf-life could be up to 90d. RTE abalone without bio-inhibitor agent were only up to 30d. It showed that the conditions of low temperature and bio-inhibitor agent were able to remain the quality of RTE abalone product and relieve their spoilage. In addition,in order to control microbial hazards from vacuum-packing food,the total anaerobic colony count should be as an importment evaluation index.

RTE abalone;bio-inhibitor agent;quality safety;preservation

2013-12-30

郑瑞生(1979-),男,博士,副教授,研究方向:水产品加工与保鲜技术。

国家级大学生创新创业训练计划项目(201310399019)；泉州市科技计划项目(2013Z42、2013Z126)；福建省教育厅科技项目(JA11220)；福建省服务海西重点项目(A101)。

TS254.4

A

1002-0306(2014)17-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2014.17.001