1(上海海洋大学食品学院，上海，201306)2(国家淡水水产品加工技术研发中心(上海)，上海，201306)
摘要以南美白对虾为原料，探究鱼精蛋白-壳聚糖复配保鲜剂的保鲜效果。通过对pH值、硫代巴比妥酸值(TBA)、持水力、菌落总数(TBC)、K值、挥发性盐基氮(TVB-N)、色差、感官评价等指标的考察，分别比较了1%(体积分数)醋酸(CK)、0.01g/mL壳聚糖(CTS)、0.005g/mL鱼精蛋白(PTM)、0.01g/mL壳聚糖+0.001g/mL鱼精蛋白(CP1)、0.01g/mL壳聚糖+0.003g/mL鱼精蛋白(CP2)、0.01g/mL壳聚糖+0.005g/mL鱼精蛋白(CP3)对冷藏(4℃)南美白对虾的保鲜效果。结果表明，与对照组(CK)相比，鱼精蛋白和壳聚糖复配处理组具有良好的抗菌和抗氧化作用，能有效抑制微生物的生长，延长对虾的保质期，其中0.01g/mL壳聚糖+0.003g/mL组(CP2)能更有效地抑制pH值、TBA、TBC、K值、TVB-N的上升和持水力的下降，但CP1、CP2和CP3在色差和感官评定中无显著性差异。综合分析CP2组为有效保鲜组。
关键词鱼精蛋白；壳聚糖；南美白对虾；贮藏；保鲜
南美白对虾(Penaeusvannamei)又名凡纳滨对虾，隶属于对虾科(Penaeidae)、对虾属(Penaeus)、Litopenaeus亚属，原产于中、南美洲太平洋沿岸的温暖水域，是世界三大养殖虾类之一，具有较好的营养价值[1]。该虾生长快、适应性强、产量高、品质好，是重要的水资源。但由于对虾特殊的生理生化特性，即含有大量的高活性多酚氧化酶和蛋白质，再加之虾肉中的含水量也很高[2-3]。因此对虾在死亡后易受到微生物的污染以及由于蛋白质等含氮物质的分解而产生大量的尸胺、组胺等有害物质而很快腐败变质[4-6]。同时其体内的多酚氧化酶也将催化酪氨酸等物质，产生一系列的生化反应，生成黑色素，从而使虾体表面出现黑斑，即黑变现象[7-8]。因此需要采取相应的措施来抑制对虾体内的酶活和微生物的生长繁殖，从而延缓对虾的腐败变质，延长其货架期。
鱼精蛋白是一种分子质量较小的球形碱性蛋白质。不仅是肝素唯一的拮抗剂，同时也具有良好的抑菌性，具有天然、无毒、安全等特点。其对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于革兰氏阴性菌，而食品包括各种虾类的腐败菌以革兰氏阴性菌为主，因此可将鱼精蛋白与其他保鲜剂复配使用，以提高鱼精蛋白的抑菌谱。壳聚糖是一种天然多糖，具有广谱抑菌作用、抗氧化作用和很好的成膜性，对假单胞菌、沙门氏菌等革兰氏阴性菌都具有很好的抑制效果。国内外对鱼精蛋白的应用研究侧重于医学领域，如抗凝血、运输药物的载体等，而在食品保鲜领域的应用研究并不多。本研究利用具有较好抑菌作用的鱼精蛋白作为保鲜剂，并与壳聚糖进行复配作为保鲜剂，分析南美白对虾在贮藏过程中的品质和理化指标的变化，探究其对南美白对虾的保鲜效果，不仅为南美白对虾的贮藏和保鲜技术提供理论支持，也为鱼精蛋白的高效利用提供参考依据。
鲜活南美白对虾，购于临港新城农工商超市生鲜部；鱼精蛋白(来自暗纹东方鲀)，上海海洋大学食品学院实验室自制；壳聚糖(食品级)，浙江澳兴生物技术有限公司。
H3PO4、HClO4、KOH、NaOH、NaCl(均为分析纯)，国药集团上海化学试剂有限公司；KH2PO4、K2HPO4、甲醇(均为色谱纯)，上海安普实验科技股份有限公司；三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)、二磷酸腺苷(adenosinediphosphate，ADP)、AMP、IMP、次黄嘌呤(hypoxanthine，Hx)、肌苷(inosine，HxR)，美国Sigma公司。
H2050R高速冷冻离心机，长沙湘仪有限公司；AD200L-P数显高速分散均质机，上海标本模型厂；PHS-3CpH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；LC-2010CHTHPLC仪，日本岛津公司；AUW320分析天平，日本岛津公司；UV-2100紫外-可见分光光度计，美国尤尼柯仪器有限公司；Kjeltec8400凯氏定氮仪，丹麦FOSS公司。
1.3.1样品预处理
将鲜活的南美白对虾用冰块低温致死，挑选无损伤且大小相近的虾((10±2)g)若干，浸泡在相应的保鲜剂中(表1)，10min后取出，放在无菌密封袋中，4℃冰箱贮藏，各指标每2d测1次。
表1鱼精蛋白-壳聚糖复合保鲜剂实验设计表
Table1Experimentaldesigntableofprotamine-chitosancompositepreservative
实验组保鲜剂配方CK1%(体积分数)醋酸溶液CTS0.01g/mL壳聚糖PTM0.005g/mL鱼精蛋白CP10.01g/mL壳聚糖+0.001g/mL鱼精蛋白CP20.01g/mL壳聚糖+0.003g/mL鱼精蛋白CP30.01g/mL壳聚糖+0.005g/mL鱼精蛋白
1.3.2pH值的测定
称取5g碎虾肉，加入45mL超纯水，均质60s，静置30min后过滤，测定其pH值。
1.3.3硫代巴比妥酸值(TBA)的测定
参照FENG等[9]的方法，稍作修改。取5g剁碎的虾肉，加入20%的三氯乙酸25mL和超纯水20mL，均质90s，静置60min后，于4℃、8000r/min离心10min，过滤后定容至50mL。滤液与0.02mol/L的硫代巴比妥酸溶液以1∶1的体积比，沸水浴20min，冷却。用紫外分光光度计于532nm处测吸光度值A。TBA值用丙二醛的含量表示，
1.3.4持水力的测定
参照孙卫青等[10]的方法，稍作修改。精确称取3g虾肉，用滤纸包好，8000r/min离心10min，取出样品，精确称量离心后虾肉的质量。持水力按公式(1)计算：
持水力
(1)
式中：m0，离心前虾肉的质量，g；m1，离心后虾肉的质量，g。
1.3.5菌落总数(TVC)的测定
1.3.6K值的测定
参照CHENG等[12]的方法，稍作修改。称取5g碎虾肉，加入10%(体积分数，下同)的高氯酸(perchloricacid，PCA)10mL，匀浆1min，4℃、8000r/min离心10min。收集清液，沉淀加入5%的PCA5mL洗涤，搅拌均匀，4℃、8000r/min离心分离10min。重复2次。合并3次上清液，用1mol/L的KOH溶液和5%的PCA溶液调节上清液pH值至6.3～6.5，静置30min后过滤，定容至50mL容量瓶中，摇匀。用0.22μm的滤膜过滤后转入棕色进样瓶，于-30℃冰箱保存待测。
高效液相条件：色谱柱ODS-SPC18(4.6mm×250mm)，粒径5μm，以0.05mol/L的K2HPO4和KH2PO4混合液(体积比1∶1)作为流动相，流速为1mL/min，进样量为15μL，柱温为30℃，检测波长为254nm。K值按公式(2)计算:
K值
(2)
式中：ATP、ADP、AMP、IMP、HxR和Hx分别为三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、单磷酸腺苷、次黄嘌呤核苷酸、肌苷酸和次黄嘌呤的含量，mg/L。
1.3.7挥发性盐基氮(TVB-N)的测定
使用自动凯氏定氮仪测定不同保鲜剂处理后的南美白对虾在4℃冷藏过程中的TVB-N值。每组重复3次，取平均值。
1.3.8色差的测定
参考赵莉等[13]的方法，稍作修改，通过色差仪，测定南美白对虾第二腹节的L*、a*、b*的值，每组实验5次平行，结果取平均值。总体色差按公式(3)计算：
(3)
式中：ΔE，总体色差；Ln，第n天的L*值；L0，第0天的L*值；an，第n天的a*值；a0，第0天的a*值；bn，第n天的b*值；b0，第0天的b*值。
1.3.9感官评定
依据对虾的卫生标准[14]并参考考NIRMAL等[15]的方法。感官评定小组由5名感官敏锐并具有感官评定经验的人员组成，分值在9分(极新鲜)和0分(完全腐败)之间，对南美白对虾从肌肉组织、外观和气味等方面进行评分。具体评分标准见表2。
表2南美白对虾官评分标准
Table1SensoryevaluationstandardofPenaeusvannamei
指标评分标准3210肌肉组织肌肉纹理清晰有弹性,肉与壳紧密连接肌肉略有弹性,肉与壳连接稍松弛肌肉弹性较差,肉与壳连接松弛肌肉组织松软,肉与壳有脱落,肉质发黄外观色泽正常,富有光泽,头胸甲与体节紧密连接色泽稍暗,头、尾部发黑,头胸甲与体连接稍松弛肌肉无固有色泽,体表出现黑斑色泽暗淡,体表出现大面积黑斑、黑圈气味固有虾味明显,无其他异味固有虾味清淡,略有异味无固有虾味,有硫化氢味或氨味有强烈氨味或硫化氢味,发臭
图1鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白对虾pH值的影响
Fig.1TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeonpHvalueofPenaeusvannamei
水产品中的不饱和脂肪酸易氧化成不稳定的氢过氧化物，继而进一步水解为醛、酮等物质，其中丙二醛(malondialdehyde，MDA)是主要的降解产物，其与TBA反应生成红色络合物，可用来评价脂肪的氧化程度[21]。由图2可知，新鲜的虾肉经保鲜剂处理后的TBA值约为0.04mgMDA/kg，各组的TBA值均呈上升趋势。主要是由于随着虾肉中多不饱和脂肪酸有氧氧化程度的不断加深而生成过氧化物和最终产物，导致其后期TBA值不断升高[22]。由图2可以看出，对照组(CK)的TBA值呈直线上升趋势，而处理组(CTS、PTM、CP1、CP2和CP3)的TBA值在前6d时变化差异不大，其上升速度明显低于对照组(CK)。从第6天开始，各处理组的TBA值显著升高，其中PTM组上升的最快，而鱼精蛋白-壳聚糖复配处理组表现出明显的抑制作用。说明含有壳聚糖的复合保鲜剂不仅可以延缓南美白对虾脂肪氧化速率，而且还能降低南美白对虾脂肪氧化程度。该结果与刘金昉等[23]的研究结果一致。
图2鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白对虾硫代巴比妥酸值的影响
Fig.2TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeonTBAvalueofPenaeusvannamei
图3鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白对虾持水力的影响
Fig.3Theeffectsofprotaminecompoundpreservativeonwater-holdingcapacityofPenaeusvannamei
图4鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白菌落总数的影响
Fig.4TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeonintotalviablecountsofPenaeusvannamei
图5鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白对虾K值的影响
Fig.5TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeonKvalueofPenaeusvannamei
图6鱼精蛋白复配保鲜剂对冷藏南美白对虾TVB-N值的影响
Fig.6TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeonTVB-NvalueofPenaeusvannamei
表3鱼精蛋白复配保鲜剂对南美白对虾冷藏过程中色差指标的影响
Table3TheeffectsofprotaminecompoundpreservativeoncolordifferenceindexofPenaeusvannamei
注:同列小写字母不同表示显著差异(P<0.05)，同行大写字母不同表示显著差异(P<0.05)。
表4南美白对虾感官评定结果
Table4SensoryevaluationresultsofPenaeusvannamei
注：表中数据为样品“感官品质平均分值±标准差”(n=5)；表中同一列的不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；表中同一行的不同大写字母表示差异显著(P<0.05)。
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ZHANGJiayuan1,2，ZHANGHongcai1,2，CHENShunsheng1,2*
1(CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)2(NationalR&DBranchCenterforFreshwaterAquaticProductsProcessingTechnology(Shanghai),Shanghai201306,China)
ABSTRACTInthiswork,foodpreservativescontainingprotamineandchitosanwasdevelopedtoextendtheshelf-lifeofPenaeusvannamei.ThepreservationparametersincludingpH,thiobarbituricacid(TBA),waterholdingcapacity,totalbacteriacount(TBC),K-value,totalvolatilebasenitrogen(TVB-N),chromaticaberrationandsensoryevaluationwasemployedtoinvestigatetheeffectof1%aceticacid(CK),0.01g/mLchitosan(CTS),0.005g/mLprotamine(PTM),0.01g/mLchitosan+0.001g/mLprotamine(CP1),0.01g/mLchitosan+0.003g/mLprotamine(CP2),0.01g/mLchitosan+0.005g/mLprotamine(CP3)preservativesonthepreservationofPenaeusvannameiat4℃.ComparedtoCKtreatmentgroup,canmoreeffectivelyinhibittheincreaseofpH,TBA,TBC,K-value,TVB-Nandwaterholdingcapacitydecline.TheresultsshowedCP2treatmentgroupsallexhibitedgoodantibacterialandantioxidativeactivitiesthanCP1andCP3ones,thusprolongingtheshelflifeofPenaeusvannamei.TheCP2treatmentgrouphadthebesteffect.
Keywordsprotamine；chitosan；Penaeusvannamei；storage；preservation
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.021541
引用格式:张家源，张洪才，陈舜胜.鱼精蛋白复配保鲜剂对南美白对虾的保鲜效果[J].食品与发酵工业,2020,46(2):142-149.ZHANGJiayuan，ZHANGHongcai，CHENShunsheng.Studyonthefresh-keepingeffectofprotaminecomplexpreservativeonPenaeusvannamei[J].FoodandFermentationIndustries,2020,46(2):142-149.
第一作者：硕士研究生(陈舜胜教授为通讯作者，E-mail：sschen@shou.edu.cn)