复合保鲜剂对冰温罗非鱼片的保鲜效果

金 枝，关志强，李 敏

复合保鲜剂对冰温罗非鱼片的保鲜效果

金 枝1，关志强2，李 敏2

（1. 广东海洋大学食品科技学院/ 广东省水产品加工与安全重点实验室/ 水产品深加工广东普通高等学校重点实验室；2. 广东海洋大学机械与动力工程学院，广东 湛江 524088）

研究冰温条件下罗非鱼片复合保鲜剂的最佳复配比，并评价该复合保鲜剂对罗非鱼片的保鲜效果。选择海藻酸钠、Nisin、异VC钠作为保鲜剂，设置不同的保鲜剂浓度，进行单因素和正交试验，通过测定菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸值（TBA）以及pH等指标，探究生物保鲜技术结合冰温技术对罗非鱼片品质的影响。复合保鲜剂处理的罗非鱼片在冰温条件下贮藏15 d时，鱼片微生物生长较为缓慢，细菌总数（cfu/g）的对数（以10为底）为5.38，TVB-N值达到167.3 mg/kg，脂肪氧化程度较小，TBA值为0.443 mg MDA /kg，pH回升至6.58，各指标均显著低于对照组（< 0.05），鱼片仍保持良好的品质。获得复合保鲜剂最佳配比是海藻酸钠浓度为8 g/L，Nisin 浓度为0.8g/L ，异抗血酸钠浓度7.5 g/L，使用该复合保鲜剂处理可将冰温罗非鱼片的货架期由15 d延长至22 d，该复合保鲜剂对冰温罗非鱼片有较好的保鲜效果。

罗非鱼片；复合保鲜；冰温；贮藏品质；货架期

罗非鱼是我国重要的淡水养殖鱼类品种之一，其在捕捞、运输、宰杀过程中易受自身与外界因素影响，导致营养价值和食用价值降低[1-2]。冰温保鲜是一种既吸收了冷冻、冷藏技术优点，又克服了两者不足的保鲜技术[3]。在冰温贮藏条件下，微生物生长受到阻碍，但仍会有许多嗜冷菌繁殖，因此单纯的冰温保鲜维持鱼片品质效果有限[4-5]。利用生物保鲜剂对罗非鱼片进行保鲜，可以弥补冰温保鲜不足之处，从而实现提高冰温罗非鱼片品质，延长其货架期的目的。然而单一保鲜剂保鲜效果具有一定局限性，当前还未有一种生物保鲜剂能够抑制所有菌类[6]，但若将几种不同的保鲜剂复配，不但可减少单一保鲜剂的使用量，而且其发挥的协同作用可让保鲜效果大大增强[7]。邓玉秀[8]发现添加乳酸链球菌素与聚赖氨酸盐酸盐复合保鲜液的红鱼调理鱼片比同期单独施加一种保鲜剂的鱼片菌落总数降低了0.03～0.34 lg(cfu/g)。Lu[9]利用肉桂酸、Nisin、海藻酸钙复合液涂膜保鲜黑鱼，冷藏条件下可将黑鱼货架期延长至15 d。顾仁勇[10]将Nisin、溶菌酶和抗坏血酸复合保鲜斑点叉尾鮰鱼片，在0 ℃条件下可保存21 d。苏红[6]将海藻酸钠、百里酚、柠檬酸复合对冰温红鳍东方进行保鲜，可有效减缓鱼肉品质劣变，货架期由13 d延长至30 d。

当前单纯的冰温、微冻、冷冻保鲜技术，以及低温保鲜剂技术与其他技术联合应用于罗非鱼的保鲜研究相继展开[11-12]，而将复合保鲜剂与冰温技术结合保鲜罗非鱼片的研究鲜见报道。因此，本研究选取海藻酸钠、乳酸链球菌（Nisin）、异抗坏血酸钠（异VC钠）3种保鲜剂并将其复合，通过单因素和正交实验，获得冰温条件下罗非鱼片复合保鲜剂的最佳复配比，并评价该复合保鲜剂对罗非鱼片的保鲜效果，以期提高冰温罗非鱼片的品质，为今后罗非鱼片冰温保鲜工艺的改善提供指导依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

主要材料：罗非鱼，购于湛江市湖光市场。主要试剂：海藻酸钠，源叶生物；Nisin，万利达生物科技有限公司；异VC钠，广州利源食品添加剂有限公司；2-硫代巴比妥酸，国药集团化学试剂优先公司；平板计数琼脂，北京陆桥技术有限责任公司；海藻酸钠、Nisin、异VC钠为食品级，其他试剂均为分析纯。主要设备：AUY220分析天平，日本岛津仪器有限公司；DZ400/2D真空包装机，瑞利包装机械有限公司；PHS-3C雷磁pH计，上海仪电科学仪器有限公司；125均质机，上海依肯机械设备有限公司；HHS 恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司；Vap450凯氏定氮仪，德国Gerhardt公司；HPX-9082MBE电热恒温培养箱，上海博迅实业有限公司；SW-CJ-2D双人单面净化工作台，苏州净化设备有限公司；LDZX-50KBS 立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将活鱼宰杀，除去头，尾，表皮及内脏，修整成规格12 cm×5 cm×1 cm，质量为（80±2）g的鱼片。

1.2.2 单因素实验 使用无菌蒸馏水分别配制不同浓度梯度的保鲜液：海藻酸钠保鲜液（2、4、6、8、10 g/L，Nisin保鲜液（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L），异VC钠保鲜液（3、56、9、12、15 g/L）。新鲜鱼片修整后立即放入各保鲜液中，于4 ℃环境中浸渍15 min，无菌蒸馏水浸渍相同时间的鱼片作为对照组，浸渍结束后于无菌环境自然沥干5 min。沥干后的鱼片真空包装后于-2 ℃环境中贮藏，每隔5 d对鱼片进行相关指标测定。

1.2.3 复合保鲜剂正交优化实验 在单因素实验基础上将3种保鲜剂复合，采用3因素3水平的正交实验，研究复合保鲜剂的最佳配比。海藻酸钠、Nisin、异VC钠的水平取值范围见表1。

表1 正交实验因素水平

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 菌落总数 参照GB/T4789.2—2016的方法进行测定。菌落计数以菌落形成单位（colony-forming units，CFU）表示，菌落总数测定结果取常用对数。

1.2.4.2 挥发性盐基氮(TVB-N) 按照《食品中挥发性盐基氮的测定》GB5009.228—2016的方法进行测定，采用自动凯氏定氮仪法。

1.2.4.3 硫代巴比妥酸(TBA)值测定 参照Lan[13]等的方法并稍作修改。称10 g绞碎鱼肉与40 ml预冷的体积分数5%的三氯乙酸混合，10 000 r/min均质1 min，然后在冷冻离心机上以5 000 r/min离心5 min，过滤上清液，吸取5 mL滤液于比色管中，随即再加5 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸试剂并充分混匀，于沸水中反应30 min取出，流动水冷却到室温（约15 min）。以蒸馏水为参照，在532 nm处测定溶液的吸光值。有下列公式计算TBA值：

TBA=×7.8

式中TBA为硫代巴比妥酸值，单位：mg/kg（每kg样品中丙二醛含量）；为溶液在532 nm处的光密度值；7.8为常数。

1.2.4.4 pH 参照GB5009.237—2016中规定的方法测定。

1.2.4.5 感官评价 参照官爱艳[14]等方法并稍作改动。由6名感官评定人员组成感官评定小组，按照表2要求对鱼片进行评分，分值在9分（新鲜）和0（完全腐败）之间，5分以下则表示鱼肉不可食用，最终结果取3项评分平均值并进行统计分析。

表2 罗非鱼片感官评定

1.2.5 数据处理 采用Excel 2007进行数据记录和整理，用SPSS18.0软件进行统计分析，设置显著水平为< 0.05，使用Origin8.0作图。实验结果均为3次平行实验平均值。

2 结果与分析

2.1 各保鲜剂单因素实验

2.1.1 不同浓度海藻酸钠对冰温罗非鱼片的保鲜效果 图1反映了不同浓度的海藻酸钠对冰温罗非鱼片的保鲜效果。从图1（a）和图1（b）看出，在贮藏过程中，各浓度海藻酸钠处理的鱼片微生物繁殖速度和TVB-N值的增长速率均显著低于对照组（< 0.05）。海藻酸钠酸钠溶液可通过浸泡或涂膜等方式在鱼片表面形成一层隔绝氧气的薄膜，从而达到减慢鱼肉脂肪氧化进程和需氧菌的生长速率的目的[15]。贮藏前10 d，各浓度海藻酸钠处理的鱼片菌落总数差异不明显（> 0.05），但从贮藏15 d起至贮藏末期，2 g/L 和4 g/L 海藻酸钠处理的两组鱼片微生物繁殖速度明显加快，原因是两个浓度溶液形成的薄膜阻隔性能不佳。贮藏15 d时，6、8、10 g/L 这3个浓度处理组鱼片菌落总数(cfu/g)对数分别为5.72、5.64、5.93，海藻酸钠浓度在6 g/L ~ 8 g/L 之间能较好的抑制微生物的繁殖，且浓度高于8 g/L 后鱼片细菌总数略有上升，应该是由于海藻酸钠浓度过大使得涂膜液变得粘稠，从而导致微生物的代谢产物在鱼片内部积累使得保鲜效果下降，这与郗泽文[16]的研究结果相似。各浓度海藻酸钠处理的鱼片TVB-N值的变化趋势大致与菌落总数相似。TBA值反映了鱼片在贮藏过程中脂肪氧化的程度。对照组鱼片随着贮藏的进行脂肪氧化程度不断加大，显著高于各浓度海藻酸钠处理组，说明海藻酸钠处理可以减慢了鱼片氧化的进程。整个贮藏进程中，各组鱼片的pH值均呈现先下降后上升的趋势。贮藏前10 d，对照组鱼片的pH值与各浓度海藻酸钠处理的鱼片差异不大，贮藏15 d，对照组鱼片的pH回升幅度明显大于其他处理组，说明对照组鱼片蛋白质分解的程度大于各浓度海藻酸钠处理的鱼片。综合各指标来看，海藻酸钠浓度在6 ~ 8 g/L范围内鱼片品质维持相对较好。

2.1.2 不同浓度Nisin对冰温罗非鱼片的保鲜效果 图2反映了不同浓度的Nisin对冰温罗非鱼片的保鲜效果。贮藏前10 d，各浓度Nisin处理的鱼片微生物生长迟缓，随贮藏时间的推移，各组鱼片微生物数量开始逐渐增加，且增长速率与Nisin浓度有一定关联。Nisin浓度在0.2 ~ 0.8 g/L 之间时，抑菌作用随着浓度增大而越明显，其中0.8 g/L 浓度处理的鱼片微生物增长速率最慢，继续增大Nisin浓度至1.0 g/L 时发现抑菌效果并未明显变化，是当Nisin浓度达到0.8 g/L 时便能最大程度的破坏细菌细胞膜的完整性，并以此将微生物杀死[17]，因此当浓度增至1.0 g/L 时抑菌作用并未增强，这与付丽等[18]、游庆红[19]等的研究结果相似。贮藏期间，各处理组鱼片TVB-N值呈现逐渐上升的变化，Nisin处理让酶的作用受到抑制，使得蛋白质分解程度降低[20]，从而减缓鱼片TVB-N值的增长。贮藏后期各浓度Nisin处理的鱼片TBA值没有显著差异，但脂肪氧化的程度均低于对照组。各浓度Nisin处理的鱼片pH变化趋势大致相同，在贮藏10 d时pH降至最低随后又开始升高。Nisin阻碍了微生物的生长繁殖，使微生物代谢产物减少，同时Nisin降低蛋白质等营养成分的降解程度，使氨和胺类等碱性物质减少，故各浓度Ninsin处理的鱼片与对照组相比，pH值上升较缓慢。

图1 不同浓度海藻酸钠对罗非鱼片菌落总数、TVB-N、TBA、pH的影响

图2 不同浓度Nisin对罗非鱼片菌落总数、TVB-N、TBA、pH的影响

2.1.3 不同浓度异VC钠对冰温罗非鱼片保鲜效果 图3反映不同浓度异VC钠对冰温罗非鱼片的保鲜效果。贮藏前5 d，各组鱼片菌落总数没有明显差异，随后对照组的鱼片微生物繁殖迅速，贮藏至15 d时对照组鱼片已开始腐败，而各浓度异VC钠处理的鱼片品质均可在接受范围内。各处理组鱼片的TVB-N值在贮藏过程中呈增大趋势，贮藏前10 d，各处理组鱼片TVB-N值没有明显差异，但随着贮藏时间推移，各浓度异VC钠处理的鱼片与对照之间TVB-N值出现差异，异VC钠处理的鱼片TVB-N值明显低于对照组。各处理组鱼片TBA值呈现的变化趋势大致相同，贮藏前期上升较平缓，贮藏15 d对照组鱼片脂肪氧化的速度加快，贮藏25 d时，对照组鱼片TBA值达到0.854 mg MDA / kg，而各浓度异VC钠处理的鱼片TBA值依次分别是0.795、0.698、0.669、0.722、0.728 mg MDA / kg，均低于对照组，表明添加异VC钠可以减缓鱼片脂肪氧化的进程。其中3 g/L 浓度处理组TBA值与对照组差异不大（> 0.05），当异VC钠浓度达到6 g/L 后，各浓度处理组TBA值与对照组均有显著差异（< 0.05）。异VC钠浓度上升至9 g/L 时鱼片TBA值略有降低，但变化幅度与6 g/L 浓度处理组相近（> 0.05）。继续增大浓度至12 g/L 和15 g/L 时，鱼片TBA值略有上升，表明当异VC钠浓度范围在6 ~9 g/L 之间有较好抑制脂肪氧化的效果。异VC钠能减慢脂肪的氧化速率，是因为其分子结构中含有易于脱氢的基团，在水溶液中容易与氧自由基发生反应而除去氧，从而实现抗氧化的效果[21]。

图3 不同浓度异VC钠对罗非鱼片菌落总数、TVB-N、TBA、pH影响

2.2 正交优化各保鲜剂配比实验

根据单因素实验结果，选择海藻酸钠质量浓度6、7、8 g/L，Nisin浓度0.6、0.7、0.8 g/L，异VC钠浓度6、7.5、9 g/L，进行正交实验。微生物和氧化作用是引发鱼类腐败变质的主要因素[22]，因此选取菌落总数、TBA值为考察指标。单因素实验中鱼片的货架期接近20 d ，故各正交实验组鱼片选择在贮藏20 d时进行指标测定，以此获得最佳复合保鲜剂配比。

根据表3中极差以及表4值可知，3种保鲜剂对2个指标影响的主次顺序分别是菌落总数：B>A>C ，TBA值：A> C > B。由值的大小初步选定最优工艺条件，菌落总数A3B3C2，TBA值A3B3C3。表4方差分析可知，因素C对指标的影响不显著，故从成本角度考虑，因素C选择C2。综上所述本实验选择的最优复配比为A3B3C2，即海藻酸钠浓度8 g/L ，Nisin浓度0.8 g/L ，异VC钠浓度7.5 g/L 。

表3 复合保鲜剂的正交实验直观分析结果

表4 正交实验结果方差分析

2.3 复合保鲜剂对冰温罗非鱼片保鲜效果的验证

2.3.1 菌落总数 由图4可见，对照组和复合保鲜剂处理的鱼片在贮藏期间菌落总数均呈现逐渐上升趋势。贮藏前5 d，2组鱼片的菌落总数差异并不显著，从贮藏10 d至贮藏终点，2组鱼片的微生物数量显现出显著差异（< 0.05）。贮藏15 d，对照组鱼片细菌总数(cfu/g)对数增长至5.91，有关标准指出生鲜水产品菌落总数(cfu/g)对数应≤6.0，超过限量标准即认为产品已经腐败[12]，根据标准可知对照组鱼片已接近次鲜肉，而复合保鲜剂处理的鱼片菌落总数(cfu/g)对数仅为5.37，鲜度远远大于对照组。复合保鲜剂中海藻酸钠在鱼片表面形成了可隔绝的氧气的薄膜，阻碍了需氧菌的繁殖，然而厌氧性的乳酸菌在真空包装状态下也可生长，而Nisin对此类革兰氏阳性菌有较好抑制效果[16]，因此该复合保鲜剂有效抑制了罗非鱼片在冰温贮藏过程中微生物生长繁殖。贮藏25 d时对照组鱼片微生物数量(cfu/g)对数已经蔓延至6.70，鱼肉腐败程度严重，此时复合保鲜剂处理的鱼片微生物数量(cfu/g)对数上升至6.27，也进入腐败状态。通过菌落总数限量标准判定对照组鱼片的货架期为15 d，复合保鲜剂处理组鱼片的货架期为22 d，表明此复合保鲜剂可有效延长冰温罗非鱼片的贮藏期。

图4 复合保鲜剂对罗非鱼片冰温贮藏期间菌落总数的影响

2.3.2 挥发性盐基氮 挥发性盐基氮（TVB-N）是指动物性食品腐败变质过程中蛋白质被分解产生氨以及胺类等碱性含氮物质，可通过此类物质含量来判断氨基酸被破坏的程度[23]。图5反映了2组鱼片在冰温贮藏过程中TVB-N值的变化。在贮藏期间，2组鱼片的TVB-N值均显现持续增长趋势，但复合保鲜剂处理的鱼片TVB-N值上升幅度显著小于对照组（< 0.05）。贮藏15 d，对照组鱼片TVB-N值已由初始值98.6 mg/kg升至194.5 mg/kg，《鲜、冻动物性水产品安全标准》规定淡水鱼虾挥发性盐基氮限量≤200 mg/kg，对照组鱼片TVB-N指标虽仍在规定范围内，但也即将进入腐败状态，而复合保鲜剂处理的鱼片TVB-N值仅为167.3 mg/kg。贮藏25 d，对照组鱼片TVB-N值上升到234.6 mg/kg，鱼肉的营养价值已严重损失。复合保鲜剂处理的鱼片TVB-N值达到了198.1 mg/kg，鱼肉也将腐败劣变。复合保鲜剂有效抑制微生物的生长，降低其分解蛋白质的速率，使得碱性含氮物质减少，从而延缓鱼片在贮藏期间TVB-N值上升速度。

图5 复合保鲜剂对罗非鱼片冰温贮藏期间wTVB-N的影响

2.3.3 TBA值 鱼片在冰温贮藏过程中脂肪氧化的情况如图6所示。新鲜罗非鱼片TBA值仅为0.215 mg MDA /kg，脂肪氧化程度极低。随着贮藏进行，2组鱼片的TBA值开始逐渐升高。贮藏5 d时，两组鱼片脂肪氧化的程度大致相同，没有明显差异。从贮藏10 d起，对照组鱼片脂肪氧化开始加快，贮藏15 d时TBA值增加至0.578 mg MDA / kg，贮藏25 d，TBA值上升至0.757 mg MDA / kg，与新鲜鱼片相比TBA值增加了0.542 mg MDA / kg，而复合保鲜剂处理组TBA值为0.524 mg MDA / kg，与初始值比只增加了0.309 mg MDA / kg，这是由于海藻酸钠薄膜形成低氧环境，同时异VC钠能有效抑制不饱和脂肪酸的氧化降解，因此复合保鲜剂处理的鱼片脂肪氧化程度远小于对照组。

图6 复合保鲜剂对罗非鱼片冰温贮藏期间wTBA值的影响

Fig. 6 Effects of composite preservative on TBA value of tilapia fillets during ice temperature storage

2.3.4 pH 水产品在加工和贮藏过程中，肌肉pH会因内源酶和微生物共同作用而产生一定变化，而pH的改变会影响水产品新鲜状态[24]。由图7可以看到，2组鱼片的pH值表现出贮藏前期下降后期回升的趋势。贮藏前期，由于鱼片厌氧代谢及ATP分解磷酸根离子从而导致肌肉pH值下降，在随后贮藏过程中，鱼肉蛋白质被大量繁殖的微生物分解，产生了碱性物质，pH值出现了回升[25]。对照组鱼片在贮藏10 d时pH开始上升，鱼片进入自溶阶段，复合保鲜剂组鱼片在贮藏15 d时pH值才逐渐升高，复合保鲜剂处理延缓了鱼片进入自溶的进程。新鲜罗非鱼肉的pH值为6.79，贮藏末期对照组鱼片的pH值为6.84，复合保鲜剂组鱼片pH值为6.71，对照组鱼片pH值比复合保鲜剂组回升显著（< 0.05），复合保鲜剂抑制微生物的繁殖，减慢了微生物分解蛋白质而产生碱性物质的速率，因此有效减缓鱼片pH值回升。

图7 复合保鲜剂对罗非鱼片冰温贮藏期间pH的影响

2.3.5 感官评价 由图8可知，2组鱼片的感官品质随着贮藏进行呈现下降趋势，且对照组鱼片下降速率明显快于复合保鲜剂组。在贮藏15 d时，对照组的鱼片的感官评分为5.3分，鱼片感官品质还在可接受范围内。当贮藏至20 d时，对照组鱼片感官评分下降到3.2分，鱼片已经腐败而不具有食用性，而复合保鲜组鱼片感官评分为5.7分，鱼片还保持着较好的色泽和弹性。应该是3种保鲜剂混合后，分子间相互作用，形成了更加紧密的膜分子结构，同时海藻酸钠的阻隔作用，Nisin 和异VC钠能够不断地在海藻酸钠膜中扩散出来，作用于鱼表和内部[26-27]，延缓了鱼肉品质的劣变，因此复合保鲜处理能将鱼片的贮藏品质维持更长时间。

图8 复合保鲜剂对罗非鱼片冰温贮藏期间感官品质影响

3 结论

单因素实验筛选以及正交实验表明，3种保鲜剂的最佳配比是海藻酸钠浓度为8 g/L ，Nisin 浓度为0.8 g/L ，异抗血酸钠浓度7.5 g/L 。该复合保鲜剂抑制微生物繁殖作用显著，有效减缓鱼片挥发性盐基氮和脂肪氧化的上升趋势，同时可以延缓pH值的回升。与对照组相比，鱼片的感官品质和货架期得到了有效保持和延长，货架期由15 d延长至22 d，冰温罗非鱼片品质得到极大改善。

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Study on Fresh-keeping Effect of Compound Preservative on Using Ice-preserved Tilapia Fillets

JIN Zhi1, GUAN Zhi-qiang2, LIN Min2

（1.,，，；2.，，524088，）

The best ratio of the composite preservative for tilapia slices was studied and the effect of the compound preservative on tilapia slices was evaluated.Sodium alginate, nisin and sodium erythorbate were selected as preservatives, and different preservative concentrations were set. Single factor and orthogonal tests were performed. The total numbrt of colonies, volatile base nitrogen (TVB-N)), thiobarbituric acid (TBA) and pH were determined to explore the effects of biological preservation technology combined with ice temperature technology on the quality of tilapia fillets.When the tilapia fillets treated with composite preservative were stored at freezing temperature for 15 days, the growth of microorganisms in the fillets was relatively slow, the logarithm of the total number of bacteria reached log10= 5.38 (cfu/g), and theTVB-Nvalue rose to 167.3 mg/kg. The degree of fat oxidation was small, theTBAvalue was 0.443 MDA mg/kg, and the pH value was 6.58. The indexes are significantly lower than that of the control group (< 0.05), and the fish fillets were still maintained in good quality.The optimal ratio of compound preservative is 8 g/L sodium alginate, 0.8 g/L Nisin and 7.5 g/L sodium erythorbate. The shelf life of glacial tilapia slices could be extended from 15 daysto 22 days by using this compound preservative, and the compound preservative has a good effect on the preservation of glacial tilapia slices.

Tilapia fillets; composite preservation; ice temperature; storage quality; shelf life

TS254.4

A

1673-9159（2019）06-0115-09

10.3969/j.issn.1673-9159.2019.06.015

2019-04-09

广东省科技厅 ( 2014A020208115)；广东省海洋渔业科技推广专项 (A201508C10)

金枝（1992－），女，硕士研究生，研究方向为水产品高值化加工与利用。E-mail：1743750016@qq.com

关志强（1956－），男，硕士，教授，研究方向为食品冷冻冷藏工程。E-mail：mmcgzq@163.com

金枝，关志强，李敏. 复合保鲜剂对冰温罗非鱼片的保鲜效果[J].广东海洋大学学报，2019，39（6）：115-123.

（责任编辑：刘岭）