壳聚糖复合涂膜对冷藏虾蛄保鲜效果的影响

齐懿涵 周季欣 范媛媛 兰孝维 孙 磊 张 振 郭雪松 李丹丹 常宝贤

(锦州医科大学，辽宁 锦州 121000)

虾蛄，又称虾爬子，分布于热带、亚热带海域，因较高的蛋白含量、较低的脂肪含量，以及鲜美的风味而备受消费者喜爱。由于高水分、高蛋白质以及微生物、酶等因素，虾蛄极易腐败变质，保藏期较短。目前，虾类等水产品常见保鲜方式包括低温保鲜、气调保鲜、辐照保鲜、生物保鲜剂等。其中，对人体安全性较高的生物保鲜应用较为广泛[1-2]，而壳聚糖涂膜是应用最多的一种。壳聚糖具有较强的抑菌性、抗氧化性、良好的成膜性等特点，且无毒、生物兼容性好[3]，被广泛应用于水产品的涂膜保鲜。研究[4-6]表明，利用壳聚糖进行单一涂膜保鲜能在一定程度上提高水产品品质，而且将壳聚糖与其他生物保鲜剂复合配比使用，可以更有效地延缓腐败变质。

维生素C(VC)又名抗坏血酸，不仅是一种抗氧化剂，同时还可以保护机体免受自由基的伤害，在胶原的合成上具有重要作用，已被广泛应用于水果、蔬菜、肉类保鲜。淀粉作为人类主要的膳食来源，是一种广泛存在的天然高分子多糖，价廉易得且黏合性较好[7]，其经糊化干燥后可形成透明膜。但是，由于淀粉膜具有难塑化、抗水性差等缺点，限制了其在食品加工中的应用[8]。岳晓华[9]将几种常见淀粉与壳聚糖复合保鲜布林，其中土豆淀粉—壳聚糖复合薄膜的保鲜效果最佳；尹璐[10]研究表明葛根淀粉—壳聚糖复合对荸荠的保鲜效果明显优于未涂膜组。但将壳聚糖、维生素C与玉米淀粉复合，研究其对水产品的涂膜保鲜效果目前还未见报道。试验拟以虾蛄为研究对象，选用壳聚糖、维生素C、玉米淀粉作为复合涂膜材料，通过感官、菌落总数以及pH值、TVB-N、TBA值等理化指标，研究该复合涂膜对虾蛄保鲜效果及货架期的影响，以期为虾蛄等水产品生物复合涂膜保鲜剂的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 试验原料

鲜活虾蛄：平均身长(10±2) cm，重量(25±2) g，市售。

1.1.2 主要试剂

壳聚糖、维生素C、玉米淀粉：河南洪鑫食化有限公司；

硫代巴比妥酸：分析纯，北京索莱宝科技有限公司；

1,1,3,3-四乙氧基丙烷：分析纯，酷尔化学科技(北京)有限公司；

三氯乙酸、盐酸、冰醋酸、EDTA、氧化镁、硼酸、四甲基乙二胺、甲基红：分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司；

亚甲基蓝、溴甲酚绿、乙醇：分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

1.1.3 主要仪器与设备

电热恒温水浴锅：HHS-21-8型，天津市泰斯特仪器有限公司；

紫外—可见分光光度计：UV-6300型，上海光谱仪器有限公司；

精密pH计：PHS-3C型，上海雷磁仪器有限公司；

电热恒温培养箱：WDP-9062型，上海安亭科学仪器有限公司；

立式压力蒸汽灭菌锅：YX-400B型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

垂直流超净工作台：ZHJH-112型，上海智城分析仪器制造有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 涂膜液的制备 称取1.5 g壳聚糖溶解于1%冰醋酸溶液中，制备1.5%的壳聚糖涂膜液，记为壳聚糖组；分别称取 1.7 g维生素C，1.0 g淀粉溶于1.5%的壳聚糖涂膜液，充分溶解，记为复合组，无任何处理的虾蛄记为空白对照组。

1.2.2 样品处理 将鲜活虾蛄用蒸馏水冲洗，使用冰水混合物将其猝死。随机分成3组，放入调配好的涂膜溶液中，浸渍5 min，沥干，用聚乙烯保鲜袋密封，于4 ℃冷藏。

1.2.3 感官评定 参照柏韵等[11]的方法并修改。采用10分制，评定小组由10人组成，感官品质不可接受值设定为6分，具体评分标准见表1。

表1 虾蛄感官评价标准

1.2.4 细菌总数(TVC)的测定 按GB 4789.2—2016执行。

1.2.5 pH值的测定 采用酸度计测定。

1.2.6 挥发性盐基氮含量(TVB-N)测定 按GB 5009.228—2016执行。

1.2.7 硫代巴比妥酸(TBA)值的测定 参照GB/T 35252—2017并略有改动。称取7.5 g三氯乙酸和 0.1 g DETA用蒸馏水溶解，并定容至100 mL，称取0.288 g TBA用蒸馏水溶解，并定容至100 mL，若难溶解，采用80 ℃水浴。取5 g剁碎的虾蛄肉样，加入5 mL三氯乙酸与EDTA混合液，振摇30 min，双层滤纸过滤21次，取上清液5 mL移入比色管，加入5 mL TBA溶液，混匀，封口，90 ℃水浴45 min，冷却，离心5 min，上清液转移至纳氏比色管，加入5 mL氯仿，摇匀，静置，分层，于532 nm处测定上清液吸光度值。采用丙二醛标准品绘制标准曲线，其方程为y=0.401 7x-0.028 2，R2=0.993。

1.2.8 数据处理 采用SPSS 19.0和Excel软件处理试验数据，采用Excel作图，显著性(P<0.05)分析采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 感官评分

由图1可知，虾蛄样品的感官评分均下降，其中空白组的下降速率最快，贮藏第3天，虾蛄样品黑变，出现臭味，已不可接受。贮藏0～3 d，壳聚糖组虾蛄无黑化现象和明显异味，保鲜效果良好，并于贮藏第4天发生虾体变质，有轻微异味，表面灰暗且无光泽；而此时复合组的虾体肉质依然紧密，适宜食用，感官评分于贮藏第5天接近不可接受限值。这可能是由于壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜有效抑制了冷藏期间虾蛄腐败微生物及酶的活动，从而延缓了其感官品质的下降。

2.2 菌落总数

虾类一级、二级鲜度及腐败终点对应的TVC分别为≤5.0，5.0～5.7，6.0 lg(CFU/g)[12]。由图2可知，新鲜虾蛄菌落总数为2.32 lg(CFU/g)，属于一级新鲜；随着贮藏时间的延长，虾蛄菌落总数逐渐上升。贮藏期间，空白组菌落总数显著高于壳聚糖组和壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜组(P<0.05)。贮藏第3天，空白组菌落总数达6.01 lg(CFU/g)，已发生腐败。贮藏第4天，壳聚糖组菌落总数达5.75 lg(CFU/g)，为二级鲜度，并于第5天上升至6.25 lg(CFU/g)，已发生腐败；而此时复合涂膜组菌落总数为5.65 lg(CFU/g)，属于二级新鲜，并于第6天上升至6.07 lg(CFU/g)，已无食用价值。与空白组相比，复合涂膜组虾蛄货架期延长了3 d，主要是由于壳聚糖的抑菌作用，以及壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜液在虾蛄表面形成了一层保护膜，有效抑制了微生物的生长和代谢。

图1 虾蛄贮藏期间的感官评分

2.3 pH值变化

由图3可知，虾蛄初始pH值为7.1，与南美白对虾[13]的(pH 7.04)接近。随着贮藏时间的延长，虾蛄pH值呈先下降后增高的趋势，贮藏第2天时达最低值，可能是因为虾蛄死后因糖原降解，体内产生了一些酸性物质(如乳酸)，酸度下降；贮藏第3天，pH值又开始上升，其中空白组上升得最快，壳聚糖组次之，主要是因为虾蛄体内因微生物的作用产生了一些碱性物质。通常，pH值≥7.6时虾蛄已无食用价值[14]，而空白组、壳聚糖组、复合涂膜组分别于贮藏的第3，5，6天无法食用。虾蛄死亡后，体内的糖原会被分解为酸类物质，pH值变低，之后由于虾蛄蛋白质分解而形成的胨、肽、氨基酸等，经微生物作用，进一步分解产生硫化氢、吲哚、胺类等多种碱性物质，pH值升高[15]。综上，壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜能有抑制虾蛄pH值的上升。

图2 虾蛄贮藏期间的菌落总数

图3 虾蛄贮藏期间的pH值

2.4 TVB-N值变化

由图4可知，新鲜虾蛄的TVB-N值为4.5 mg/100 g；随着贮藏时间的延长，虾蛄的TVB-N值逐渐升高，其中空白组的上升速度最快，壳聚糖组次之。贮藏第3天，空白组的TVB-N值超过GB 5009.228—2016的限量值(>30 mg/100 g)，虾蛄已腐败。壳聚糖组与复合涂膜组的TVB-N值分别于贮藏的第5，6天超过30 mg/100 g，说明壳聚糖基涂膜，特别是壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜可以有效抑制虾蛄TVB-N值的上升，延长其货架期。TVB-N值的升高，除了酶的作用外，微生物作用是主要原因[16]。壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜对虾蛄冷藏期间微生物生长和代谢作用的抑制，也是其延缓TVB-N值上升的原因。

2.5 TBA值变化

由图5可知，虾蛄的TBA值随贮藏时间的延长逐渐升高，空白组明显高于壳聚糖组和复合涂膜组(P<0.05)，其中壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜组的TBA值上升最为缓慢，贮藏末期，复合涂膜组较空白组低26.3%，说明壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜可以延缓虾蛄脂肪氧化的速率，有效延长虾蛄的货架期。

图4 虾蛄贮藏期间的TVB-N值

图5 虾蛄贮藏期间的TBA值

3 结论

壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜有效延缓了虾蛄冷藏期间感官、理化品质的下降；与空白组相比，壳聚糖—维生素C—玉米淀粉复合涂膜组的货架期延长了2～3 d。后续可从复合涂膜对虾姑腐败菌的影响方面揭示该复合涂膜产生保鲜效果的机理。