牛至精油-壳聚糖复合涂膜协同茶多酚对海鲈鱼品质影响

周强，丁立云，刘蒙佳*

1(福建师范大学闽南科技学院 生命科学与化学学院，福建 泉州，362332) 2(江西省水产科学研究所，江西 南昌，330039)

海鲈鱼，属鲈形目，鲈属，是我国重要经济鱼类之一[1]。海鲈鱼中水分含量较高且营养物质丰富，致使其在储运、加工及销售过程极易发生腐败变质[2-3]。目前，国内外学者就防止海鲈鱼腐败变质等问题开展了相关研究。邵颖等[4]指出添加食盐可降低鲈鱼冰点，并改善其品质；唐文静等[5]指出采用乳酸菌复配液可有效延长海鲈鱼货架期；官海艳等[6]制备复合保鲜液冰藏来维持海鲈鱼品质；而MOLINA等[7]发现紫外照射可显著延长海鲈鱼货架期；蔡路昀等[8]报道6-姜酚协同超高压可改善海鲈鱼质构特性。国内外报道中常采用单一保鲜因子对海鲈鱼进行保鲜，改善其货架期及品质特性。对于牛至精油-壳聚糖复合保鲜液生物涂膜处理协同茶多酚应用在海鲈鱼的低温保鲜中还未见报道。牛至又名止痢草、土香蕾、小叶薄荷，为唇形科植物，牛至精油的主要成分为酚类化合物，具有良好抑菌性能[9-10]。壳聚糖是甲壳素经化学处理脱乙酰基后的产物，具备良好的成膜性及抑菌功能[11-12]。茶多酚具有较好的抗氧化及抑菌作用，被广泛应用于食品保鲜防腐中[13-14]。影响海鲈鱼的品质指标主要包括pH值、菌落总数、K值等，这些因子之间的综合效应，能够反映海鲈鱼品质特性。主成分分析(principal component analysis，PCA)，是利用原变量因子间的较强相关性的特点，将多个测定指标进行数据转换和降维，将原有多数指标组合成几个综合指标，用较少的综合指标来反映原有指标信息[15-16]。通过主成分分析可客观确定海鲈鱼各品质指标的权重。

以海鲈鱼为主要原料，探讨、比较生物保鲜因子协同作用对海鲈鱼品质的影响，并对其品质指标进行主成分分析，为海鲈鱼低温保鲜提供数据参考。

1 试验材料、仪器及方法

1.1 材料

挑选个体适中，体重(750±50)g，体长40 cm左右的新鲜鲈鱼，将其置于低温充气保温箱内，2 h内运回实验室。

1.2 试剂

壳聚糖(脱乙酰度85%)及茶多酚(纯度90%，食品级)，佳欣食品添加剂有限公司；牛至精油(折光率1.502～1.508)，吉安市恒诚大然香料油提炼厂；Ca2+-ATPase酶试剂盒，上海通蔚生物。

琼脂计数培养基(生化试剂)、硼酸、2-硫代巴比妥酸(分析纯)，国药集团。

1.3 主要仪器

Agilent 1100 LC液相仪，美国Agilent公司；UV-2450紫外可见分光光度计，日本岛津公司；RF-1000-SP流化冰生成器，南通瑞友工贸有限公司。

1.4 原材料的处理

流化冰制备：用体积分数80%颗粒冰和体积分数20%体积水制备流化冰固液混合相，备用[17]。

稀冰醋酸浸渍液制备：量取5 mL 2.0%冰醋酸于容量瓶中，用蒸馏水定容至1 000 mL，置于4 ℃冰箱中备用。

体积分数0.3%牛至精油质量浓度15 g/L(w/v)壳聚糖复合保鲜液制备：称(量)取15.0 g壳聚糖及3.0 mL牛至精油于烧杯中，加入5 mL 2.0%冰醋酸后用无菌蒸馏水定容至1 000 mL，置于4 ℃冰箱中备用。

质量浓度2 g/L茶多酚保鲜液制备：称取2.0 g茶多酚，转移至1 000 mL容量瓶，并用无菌蒸馏水定容。

挑选新鲜海鲈鱼宰杀，去头，去内脏后采用无菌超纯水清洗至无血水，置于无菌纱布上沥干，沿脊骨取下鱼肉，切成3.0 cm×3.0 cm×1.0 cm的鱼片，随机分为3组。

对照组：鱼片采用稀冰醋酸浸渍10 min，晾干后置于流化冰-3 ℃贮藏(V(流化冰)∶V(海鲈鱼片)=5∶1)；处理组A：鱼片采用牛至精油-壳聚糖复合保鲜液浸渍10 min，晾干置于流化冰-3 ℃贮藏；处理组B：鱼片先于0.2%茶多酚保鲜液中浸渍20 min，然后再于牛至精油-壳聚糖复合保鲜液中浸渍10 min，最后晾干，置于流化冰-3 ℃贮藏。

1.5 指标测定

1.5.1 pH值测定

参照李颖畅等[18]方法测定。

1.5.2 挥发性盐基氮测定

参照刘文丽等[19]方法测定。

1.5.3 菌落总数测定

参照GB4789.2—2016《食品微生物学检验菌落总数测定》进行测定。

1.5.4K值测定

参考JOHN[20]方法测定。

1.5.5 TBARS测定

参考YARNPAKDEE等[21]方法测定。

1.5.6 肌原纤维蛋白溶出量

参考张强等[22]方法测定。

1.5.7 Ca2+-ATPase活性测定

采用Ca2+-ATPase酶试剂盒测定。

1.5.8 总巯基测定

参照BENJAKUL等[23]方法测定。

1.6 数据处理

试验中试样进行3个平行测定，并重复3次，数据以平均值±标准差表示,采用SPSS19.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 海鲈鱼贮藏期间pH值变化

鱼肉pH值与其新鲜度具有密切关系[24]。由图1可知，随着贮藏时间延长，海鲈鱼pH值呈先下降后上升趋势，这与GAO等[25]和SONG等[26]报道一致。贮藏第12天，处理组A、处理组B的pH值较对照组降低了5.56%、7.76%。可以推测，处理组B中海鲈鱼经茶多酚浸渍处理，其表面微生物活性受到抑制，减缓了由蛋白质水解导致的pH值上升，这与李颖畅等[18]结果一致。

图1 海鲈鱼贮藏期间pH值变化

Fig.1 Changes of the pH value during Lateolabrax japonicus storage

注:小写字母代表同一试验组在不同贮藏时间点有显著性差异(P<0.05)，大写字母代表在同一贮藏时间点不同试验组有显著性差异(P<0.05)，下同。

2.2 海鲈鱼贮藏期间挥发性盐基氮含量变化

挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)常用于评价鱼类等水产品腐败程度[27]。

图2 海鲈鱼贮藏期间挥发性盐基氮变化

Fig.2 Changes of the volatile basic nitrogen in Lateolabrax japonicus during storage

由图2可知，贮藏末期(第12天)，对照组、处理组A、处理组B的TVB-N值分别为30.09、18.18、14.21 mg/100 g。按照GB2733—2015规定，海水鱼类TVB-N值≤20 mg/100 g为一级鲜度，20～30 mg/100 g为二级鲜度。对照组TVB-N值超出二级鲜度上限范围，样品出现腐败变质，并有臭味产生；而处理组A、处理组B的TVB-N值均处于一级鲜度范围内，就一级鲜度而言，处理组B可延长货架期6 d以上。这与牛至精油-壳聚糖抑菌性有关，另外，茶多酚兼具抑菌性及抗氧化性，这进一步强化了该抑制效应。这与赵海伊等[28]报道一致。

2.3 海鲈鱼贮藏期间菌落总数变化

微生物是引起水产品腐败变质的主要因素之一[29]。鱼类菌落总数≤4.0 (lg CFU/g)为一级鲜度，4.0～6.0 (lg CFU/g)为二级鲜度。由图3可知，贮藏第9天，对照组菌落总数为6.0 (lg CFU/g)，接近二级鲜度上限，而处理组A与处理组B菌落总数为4.25、3.22 (lg CFU/g)，处理组B处于一级鲜度。对比标准，就菌落总数而言，处理组B较对照组可延长约6 d货架期，这与刘明爽等[30]结果一致。WU等[31]曾报道牛至精油添加到明胶-壳聚糖具有较好的抑菌活性。

图3 海鲈鱼贮藏期间菌落总数变化

Fig.3 Changes of total numbers of colony in Lateolabrax japonicus during storage

2.4 海鲈鱼贮藏期间K值变化

一般认为K值0%～20%为一级鲜度，20%～40%为二级新鲜度，60%～80%为初级腐败[32]。由图4可知，贮藏第12天，对照组、处理组A、处理组B的K值分别为42.67%、24.16%、18.04 %，对照组处于初级腐败，处理组A处于二级鲜度水平，而处理组B处于一级鲜度水平。以K值为评价标准，处理组B可延长约6 d货架期。本试验中，流化冰降温速度快，微生物细胞膜流动性及生理代谢显著降低，海鲈鱼贮藏期K值上升幅度明显减缓，这与LI等[33]报道一致。

图4 鲈鱼贮藏期间K值变化

Fig.4 Changes of the K value in Lateolabrax japonicus during storage

2.5 海鲈鱼贮藏期间TBARS值变化

TBARS值常用于评价鱼肉脂肪氧化程度[21]。由图5可知，贮藏第3天开始，处理组A、处理组B的TBARS值显著低于对照组(P<0.05)，贮藏第6～9天，处理组B的TBARS值显著低于处理组A(P<0.05)，可以推测这与添加的茶多酚能够抑制海鲈鱼的脂肪氧化有关。贮藏第12天，处理组A﹑处理组B与对照组比较其TBARS值下降了30.86%、49.71%，这与OJAGH等[34]报道趋势一致。

图5 海鲈鱼贮藏期间TBARS值变化

Fig.5 Changes of the TBARS value in Lateolabrax japonicus during storage

2.6 海鲈鱼贮藏期间肌原纤维蛋白溶出量变化

图6 海鲈鱼贮藏期间肌原纤维蛋白溶出量变化

Fig.6 Change of dissoulution of myofibrillar protein during Lateolabrax japonicus storage

肌原纤维蛋白质溶出量可反映蛋白质的变性情况[22]。由图6可知，海鲈鱼对照组、处理组A、处理组B肌原纤维蛋白溶出量随贮藏时间的延长呈显著下降趋势(P<0.05)。相同贮藏时间而言(3～12 d)，处理组A﹑处理组B肌原纤维蛋白溶出量显著高于对照组(P<0.05)，且处理组B显著高于处理组A(P<0.05)。贮藏第12天，处理组A、处理组B肌原纤维蛋白溶出量较对照组高出47.23%、72.71%，这与鞠健等[1]结果一致。

2.7 海鲈鱼贮藏期间Ca2+-ATPase活性变化

Ca2+-ATPase活性大小能反映肌球蛋白变性程度[1]。由图7可知，当贮藏时间相同时(6～12 d)，处理组A﹑处理组B的Ca2+-ATPase活性显著高于对照组(P<0.05)，且处理组B显著高于处理组A(P<0.05)。贮藏第12天，处理组A、处理组B的Ca2+-ATPase活性较对照组高出78.57%、142.86%。本试验中，茶多酚均具有较强抑菌性，能有效减缓海鲈鱼因受腐败菌作用导致的蛋白质水解变性，从而降低了Ca2+-ATPase活性下降幅度。这与张强等[22]结果一致。

图7 海鲈鱼贮藏期钙激酶活性变化

Fig.7 Changes of Ca2+-ATPase in Lateolabrax japonicus during storage

2.8 海鲈鱼贮藏期间总巯基含量变化

总巯基含量可作为评价蛋白质氧化的重要指标之一[23]。由图8可知，对照组、处理组A、处理组B各时间水平对应的总巯基含量差异显著(P<0.05)。相同贮藏时间下(3～12 d)，处理组A与处理组B总巯基含量显著高于对照组(P<0.05)。由此可知，处理组A、处理组B可显著抑制总巯基含量的下降，且在贮藏中后期处理组B抑制效果较处理组A显著，这与吕卫金等[35]研究报道一致。

图8 海鲈鱼贮藏期总巯基变化

Fig.8 Changes of the total sulfhydryl group content in Lateolabrax japonicus during storage

2.9 海鲈鱼贮藏期间品质指标主成分分析

由表1可知，主成分1(PC1)的特征值为7.505，方差贡献率达93.809%，说明主成分1即可反映原始变量的绝大部分信息。由表2可知，pH、挥发性盐基氮、菌落总数、K值、TBARS值、肌原纤维蛋白溶出量、Ca2+-ATPase活性、总巯基在第1主成分上均具有较高载荷，说明第1主成分可以反映这8个指标信息，且主成分中的8个指标载荷绝对值均大于0.900。在主成分矩阵中，检测绝对值反映对主成分贡献率的大小。在第1主成分中，贡献率大小为菌落总数>挥发性盐基氮>K值>Ca2+-ATPase活性>TBARS值>肌原纤维蛋白溶出量>总巯基>pH，并建立第1主成分(Y1)与pH(X1)、挥发性盐基氮(X2)、菌落总数(X3)、K值(X4)、TBARS(X5)、肌原纤维蛋白溶出量(X6)、钙激酶活性(X7)、总巯基(X8)8个变量之间的得分系数模型：Y1=0.121X1+0.131X2+0.132X3+0.130X4+0.130X5-0.129X6-0.130X7-0.129X8。

表1 主成分方差分析

表2 成分载荷矩阵

3 结论

结果表明,与对照组相比，处理组A﹑处理组B均可有效改善海鲈鱼低温贮藏的品质，处理组B较对照组可延长约6 d货架期。8个鲜度指标可简化为1个主成分，其方差贡献率为93.809%，能较好地反映海鲈鱼在贮藏期内的品质变化。