论文部分内容阅读
中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)是我国特色水产品,营养丰富,肉质细嫩可口,深受国内外消费者喜爱。然而由于内源酶、微生物等作用,中国对虾易腐败,货架期短,严重影响了其市场价值和经济价值。因而,开发有效的保鲜技术延缓中国对虾腐败变质、保持其原有风味和品质意义重大。在众多保鲜方式中,壳聚糖涂膜保鲜作为一种安全有效的新型保鲜技术,正在受到越来越多的关注,但研究对象多集中于鱼类,对于虾的保鲜效果研究还仅限于南美白对虾等部分品种。目前,壳聚糖涂膜水产品的研究多从感官、理化、微生物等方面评价其保鲜效果,对于复配保鲜剂各组分的精准添加量确定、保鲜机制的研究较少。本文以中国对虾为研究对象,选用壳聚糖、ε-聚赖氨酸(ε-PL)、卡拉胶(CA)作为涂膜材料,通过响应面实验设计确定壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜液的最佳配比,感官、理化、微生物指标评价其对中国对虾的保鲜效果,并从中国对虾风味相关物质,蛋白质、脂肪、水分变化及腐败菌等方面探讨保鲜机制,为对虾等水产品壳聚糖复合涂膜保鲜技术开发与应用提供理论基础。主要研究内容和结果如下:(1)采用响应面实验设计确定了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜液各组分最佳添加量为壳聚糖1.82%、ε-PL 0.16%、CA 0.22%。(2)以感官特性、物理特性(色差、汁液流失率、硬度、弹性、咀嚼性)、化学特性(pH值、挥发性盐基氮(TVB-N)、K值等)和微生物(菌落总数、嗜冷菌数)为指标,以空白组、壳聚糖单独涂膜(CH组)和壳聚糖、ε-PL涂膜(CH+ε-PL组)作为对照,评价了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜(CH+ε-PL+CA组)对冷藏中国对虾的保鲜效果。结果表明,壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜处理能够有效延缓冷藏中国对虾感官品质的劣化,虾体亮度下降、色调变暗的速度和汁液流失,以及硬度、弹性、咀嚼性等指标的下降和pH值、TVB-N、K值、菌落总数、嗜冷菌数的上升,且效果优于CH组和CH+ε-PL组。相比空白组,CH组和CH+ε-PL组分别延长中国对虾货架期13天和34天,CH+ε-PL+CA组延长57天。(3)通过风味感官评价、风味相关挥发性和非挥发性成分分析研究了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜对冷藏中国对虾风味保持作用效果及机制。结果表明CH+ε-PL+CA组样品风味感官评分下降最慢。HS-SPEM-GC-MS结果显示,中国对虾冷藏期间共检测出43种挥发性成分,包括醛类11种、醇类11种、酮类8种、酯类4种以及含氮或硫化合物9种。贮藏末期空白组检测到40种挥发性成分,而CH组、CH+ε-PL组、CH+ε-PL+CA组分别为31、26和19种,壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜减少了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜减少了己醛、2-乙基-1-己醇、2-壬酮及含氮含硫化合物等异味挥发性成分的产生或相对含量,有效降低了中国对虾腥味等不良气味的产生。电子鼻Loading分析显示W1W(硫化氢)对第一主成分贡献率较大,W2W(有机硫化物)、W5S(氮氧化合物)对第二主成分贡献较大,主成分分析(PCA)、线性判别法(LDA)、雷达图分析表明同一贮藏时间CH+ε-PL+CA组样品气味特征与鲜虾最为接近,再次证明壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜有效维持了冷藏中国对虾固有风味特征。此外,该复合涂膜处理抑制了中国对虾ATP相关化合物的降解,鲜味物质肌苷酸(IMP)含量的下降和异味物质次黄嘌呤核苷(HxR)、(次黄嘌呤)Hx的积累均有所延缓,冷藏末期空白组相比CH+ε-PL+CA组IMP含量低了85.95%,空白组HxR、Hx含量显著(p<0.05)高于CH+ε-PL+CA组,这也是壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜处理维持中国对虾感官品质和风味质量的原因之一。(4)在分析中国对虾肌肉主要成分基础上,以蛋白组成、变性及降解,脂肪水解与氧化,水相变化情况为考察指标,研究了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜对冷藏中国对虾肌肉主要成分变化的影响,从肌肉蛋白、脂肪和水分变化层面进一步探讨和解析壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜处理对中国对虾感官、质构、风味质量保持作用的机制。结果表明,壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜有效减慢了中国对虾肌原纤维蛋白、肌浆蛋白、肌基质蛋白含量的下降和碱溶性蛋白的增加;生化特性分析显示该复合涂膜处理使中国对虾冷藏期间蛋白盐溶性、巯基含量、Ca2+-ATPase活性下降和表面疏水性上升速率得以延缓,说明蛋白变性得以有效控制,电泳结果也表明该复合涂膜处理抑制了蛋白质降解,中国对虾感官、质构特性得以保持。同时,该复合涂膜显著(p<0.05)延缓了中国对虾冷藏期间脂肪含量的下降、硫代巴比妥酸值(TBA)的上升以及游离脂肪酸的产生,从而保持了中国对虾的感官、风味品质。水相分析表明壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜有效保持了中国对虾水相的稳定,减少了汁液流失的同时,延缓了化学反应和微生物活动,这也是该复合涂膜有效保持冷藏中国对虾品质的重要原因之一。(5)通过16S rDNA序列分析结合细菌形态学观察及微生物计数,研究壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜对中国对虾冷藏期间菌相的影响和腐败菌的抑制作用,从微生物角度揭示该复合涂膜对中国对虾保鲜效果的作用机制。实验结果表明,希瓦氏菌和假单胞菌在中国对虾冷藏期间由最初的37.3%上升到了最后的93.1%,是中国对虾冷藏期间的特定腐败菌(SSO)。壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜显著(p<0.05)抑制了中国对虾的产H2S菌、假单胞菌等腐败菌的增长,产H2S菌、假单胞菌数较空白组低了3.34 log10 CFU/g和2.71log10 CFU/g。壳聚糖基涂膜处理中国对虾冷藏末期,希瓦氏菌和假单胞菌总占比分别为CH组65.4%,CH+ε-PL组57.3%,CH+ε-PL+CA组50.1%,均明显低于空白组的93.1%,表明壳聚糖基涂膜特别是壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜抑制了中国对虾冷藏SSO的增长,更好地保持了中国对虾菌群的多样性,从而减少因SSO生长代谢产生有害物质的积累,维持了中国对虾的品质。本文精准确定了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜液最佳复配比例,研究了该复合涂膜对冷藏中国对虾品质的保持作用和货架期延长效果,并从风味关联物、肌肉主要成分变化和微生物等角度初步揭示了壳聚糖-ε-PL-CA复合涂膜对中国对虾品质保持的作用方式。