复合生物保鲜剂配方优化及对鹰爪虾保鲜效果研究

李珍爱，刘英梅，刘 飞，朱希强，张秀华，苏移山，李海军，凌沛学*

（1. 山东省药学科学院 山东省生物药物重点实验室 山东省多糖类药物工程实验室 多糖类药物发酵与精制国家地方联合工程实验室，山东 济南 250101；2. 山东福瑞达医药集团公司，山东 济南 250101；3. 山东福瑞达生物科技有限公司，山东 临沂 276000；4. 山东大学药学院，山东 济南 250101）

虾肉质细嫩，味道鲜美，富含人体所需的多种营养物质。全球虾捕捞量每年约340万吨，鹰爪虾产量在众多海捕虾中位居第二，仅次于毛虾，约43万吨，占比22 %以上[1-2]。鹰爪虾出肉率高，肉味鲜美，营养价值高，有广泛的消费市场，但在捕捞和运输过程中极易损伤，导致腐败、变质。因此，鹰爪虾的保鲜保藏问题已成为研究热点之一[3]。

目前，食品保鲜主要采取低温、辐照、气调、化学和生物保鲜等方法，但有如保鲜期短、体内残留对人体的危害、价格昂贵等缺点。本文采用生物保鲜与冷藏保鲜相结合，不仅延长了鹰爪虾的货架期，且采用的生物保鲜剂安全性高，保鲜同时还能改善产品品质和档次。

普鲁兰多糖是一种由微生物发酵生产的多糖，利用其成膜性能有效地隔离食品与空气的接触，起到保鲜功效；乳酸链球菌素和纳他霉素是天然防腐剂，其中乳酸链球菌素能抑制大部分革兰阳性菌及芽孢生长和繁殖，可抑制细菌细胞壁中肽聚糖的生物合成，使细胞膜和卵磷脂合成受阻；纳他霉素对几乎所有的酵母菌和霉菌均有抗性，可与细胞膜中的麦角固醇结合，增加细胞膜通透性，导致细胞死亡。

本文利用普鲁兰多糖的成膜性，乳酸链球菌素及纳他霉素的抑菌性，并与柠檬酸复配，得到一种对鹰爪虾具有防腐保鲜的复合生物保鲜剂，有效延长了货架期。

1 材料与方法

1.1 材料

鹰爪虾（市售）。

1.2 试剂

乳酸链球菌素（nisin，900 IU/mg）、纳他霉素（95 %）、普鲁兰多糖（黏度140 cP）、（山东福瑞达生物科技公司）；柠檬酸（潍坊英轩）。

1.3 仪器和设备

BCD-239VC冰箱（河南新飞）；半微量定氮仪（上海楚柏）；PHS-3C型酸度计（杭州雷磁）。

1.4 方法

1.4.1 样品处理 将鹰爪虾用水清洗，选取完整的、新鲜的活虾，去除差异较大的个体，随机分组，作保鲜或对照备用。

1.4.2 复合生物保鲜剂设计 选取乳酸链球菌素、纳他霉素和普鲁兰多糖为保鲜剂主要成分，如表1配制，再复配5 g/L柠檬酸，配成复合生物保鲜剂。

1.4.3 复合生物保鲜剂使用 将保鲜剂按表1配方配成溶液，将洗净的虾浸入保鲜液中，处理比例为虾:保鲜剂=1 kg:1 L，处理时间10 min，沥干后分别装入保鲜袋，4 ℃贮藏，以不添加保鲜剂的虾为空白，定时取样测定指标。

表1 复合生物保鲜剂成分配方

1.4.4 鲜度指标检测

1.4.4.1 感官评定方法 虾类感官评定标准[4]见表2，评分小组由5～6名有感官评定经验的人员组成，分别从气味、色泽、组织状态三方面进行综合评分，以平均分为其感官的最后得分。

表2 鹰爪虾感官评定标准

1.4.4.2 菌落总数的测定 根据《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》[5]方法测定。

1.4.4.3 挥发性盐基氮（TVB-N）测定 根据《肉与肉制品卫生标准的分析方法》[6]采用半微量定氮法测定；按照《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》[7]，认为TVB-N值（mg/100g）≤30在可接受范围内。

1.4.4.4 pH值的测定 取试样10 g，加入100 ml蒸馏水，研磨均匀，冰箱内放置30 min，期间不停搅拌，过滤，用酸度计测定。

2 结果与分析

2.1 保鲜过程中感官评分变化

根据表2评分标准，结果见图1。

从图1可见，随着时间的延长，保鲜处理组和对照组的感官评分差异越来越显著。对照组第3 天时分值已至3分，肉与壳连接严重松弛，体表出现黑斑，有较强的硫化氢和氨味；而保鲜组第6 天时分值仍为4分以上，其中第1组保鲜剂保鲜效果最好。

图1 鹰爪虾保鲜期间感官评分的变化

2.2 保鲜过程中菌落总数的变化

菌落总数是判断微生物污染的重要指标之一，是表现虾品质变化情况最直观的指标，Mosfer[8]研究表明，虾类的菌落总数≤5.0 lg（gfu/g）为一级鲜度；5.0～5.7 lg（gfu /g）为二级鲜度。当虾总数超过二级鲜度时，为货架终点期。保鲜过程中菌落总数变化见图2。

图2 鹰爪虾保鲜期间菌落总数的变化

由图2可见，第1天时，保鲜组的细菌总数呈下降趋势，平板上菌落经显微镜检测多为杆状，还有较多霉菌，表明乳酸链球菌素和纳他霉素起到杀菌抑菌作用。随时间延长，菌落总数又逐渐上升，但保鲜组总体上菌落总数对数值明显低于对照组，对照组第3天时达6 lg（gfu/g），超过可接受范围，而保鲜1组在第6天时＜5.7 lg（gfu/g），保鲜效果最好。

2.3 保鲜过程中TVB-N的变化

挥发性盐基氮是评价虾新鲜度的重要指标，是指虾在贮藏过程中，由于酶和细菌的作用，使蛋白质分解而产生氨及胺类等具有挥发性碱性含氮物质，TVB-N值越高，表明氨基酸被破坏的越多，营养价值越低[9]。保鲜处理组和对照组在贮藏过程中TVB-N的变化见图3。

由图3 可见，随贮藏时间延长，虾的TVB-N值总体呈现上升趋势，但是保鲜组的TVB-N值明显低于对照组，其中对照组在第3天时超过30 mg/100 g，不可食用，而保鲜第1～3组在储存第6天时，仍处于可食用范围，表明复合生物保鲜剂在虾的保鲜过程中对于TVB-N增长有一定的抑制作用。

图3 鹰爪虾保鲜期间TVB-N值变化

2.4 保鲜过程中pH变化

虾死后体内的糖原发生糖酵解反应，开始降解，生成琥珀酸和乳酸等有机酸，导致pH值下降，随时间延长，在微生物及酶的作用下，虾体内的蛋白质等含氮物质被分解生成氨、组胺等碱性物质，pH开始上升[10]。新鲜虾的pH值为7.2～7.4，本实验鲜虾的pH为7.28，Shamshad[11]认为pH值为7.6时到达货架期终点。

图4 鹰爪虾保鲜期间pH值变化

由图4可见，第1天时pH降到最低点，随时间延长又不断上升。空白组的pH值上升较快，在第5天时达到不可接受值，保鲜组在第7天时仍处于可接受范围，保鲜组相比空白对照组延长了3 d，表明复合保鲜剂抑制了细菌生长，使蛋白分解速度变慢，进而延长了虾的货架期。

3 结果与讨论

本文通过检测鹰爪虾保鲜实验中各指标，确定了复合生物保鲜剂的最优配方：乳酸链球菌素 1 g/L，纳他霉素0.2 g/L，普鲁兰多糖 5 g/L，柠檬酸5 g/L。其中各保鲜剂组分均属于微生物发酵的天然产物，安全有效，操作简单，易被接受。但经核算，该保鲜剂成本比具有相同保鲜效果的化学保鲜剂略高，还需进一步优化配方以降低生产成本。本文为后续开发优质低廉的生物保鲜剂奠定了基础，为改善化学保鲜剂残留对人体健康和环境带来的危害提供了依据。