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冷藏南美白对虾生物防腐保鲜技术的研究

田凤  
【摘要】:南美白对虾因其营养丰富、味道鲜美的特点而深受消费者喜爱,但它在贮藏过程中极易受到微生物的侵袭而腐败变质,并因此造成大量损失。本文以南美白对虾为研究对象,在分析冷藏期腐败菌菌相的基础上,进行生物保鲜剂的筛选,获得性能优良且能靶向抑制腐败菌生长的三种生物保鲜剂,将其分别进行浸泡法和喷淋法处理南美白对虾的单因素实验,然后在此基础上进行适合浸泡和喷淋南美白对虾的复合生物保鲜剂的响应面优化,得到与两种处理方式相对应的复合生物保鲜剂的最优浓度组合,最后对两种复合生物保鲜剂的保鲜效果进行了验证和比较。主要实验结果如下: (1)将南美白对虾冷藏在4±1℃条件下,通过细菌形态观察和生理生化实验对冷藏不同时期的细菌组成进行了定性和定量研究,并对优势腐败菌进行了初步鉴定。结果表明,南美白对虾冷藏初期的细菌总数为2.8×104CFU/g,由10个属的细菌组成,其中有6个属为G-,且它们的数量占细菌总数的80%,以黄杆菌和气单胞菌的数量最多,分别占细菌总数的33.3%和13.3%;冷藏的第2天为高品质期,细菌总数为5.1×104CFU/g,黄杆菌(30%)和不动杆菌(16.7%)的数量最多,G-的数量增长到86.7%;随着冷藏时间的延长,细菌种类逐渐减少,货架期终点时细菌总数为3.0×106CFU/g,但只分离到8个属的细菌,其中G-占93.4%,仍以黄杆菌最多,气单胞菌和假单胞菌次之,其他种类的G-均有不同程度的增长。冷藏至第6天,细菌总数高达2.4×107CFU/g,虾肉完全腐败变质,从中分离获得的4株优势腐败菌均为G-,它们分别是黄杆菌、希瓦氏菌、假单胞菌和气单胞菌,各自所占比例为28.74%、26.44%、21.84%和16.09%。 (2)用滤纸片法检验保鲜剂Nisin、壳聚糖、溶菌酶、抗菌肽、ε-PL和茶多酚对冷藏南美白对虾腐败菌(假单胞菌、乳酸菌、肠杆菌、葡萄球菌、黄杆菌、希瓦氏菌、棒杆菌、微球菌、气单胞菌、不动杆菌)的抑菌性,并用二倍稀释法测定其最小抑菌浓度(MIC),结果发现,不同生物保鲜剂的抑菌谱各不相同,如Nisin和溶菌酶主要抑制G+的生长;壳聚糖、抗菌肽和ε-PL的抑菌谱较广,对许多G+和G-的腐败菌均有抑制作用;茶多酚对部分G+和G-有抑制作用,且对黄杆菌的抑制效果较好。此外,不同保鲜剂对不同腐败菌的MIC也存在很大差异。综合考虑抑菌性、对对虾品质的影响以及成本等因素,筛选出性能优良且能靶向抑制对虾腐败菌生长的三种生物保鲜剂Nisin、ε-PL和茶多酚并对其进行浸泡法和喷淋法处理对虾的单因素实验,获得浸泡对虾时保鲜剂的最佳选择浓度分别为Nisin0.04g/100mL、ε-PL0.4g/100mL和茶多酚1.0g/100mL;喷淋处理对虾时Nisin、ε-PL和茶多酚的最佳浓度分别为0.06g/100mL、0.5g/100mL和1.2g/100mL。 (3)在单因素实验的基础上,利用Box-Behnken中心组合试验设计及响应面(RSM)分析,以冷藏6天后的南美白对虾细菌总数为响应值,采用Design-Expert软件分别对适合浸泡和喷淋南美白对虾的复合生物保鲜剂与细菌总数之间建立的二次回归模型进行分析,获得与两种处理方式相对应的复合生物保鲜剂的最优浓度组合。响应面优化得到适合浸泡南美白对虾的复合生物保鲜剂的浓度配比为Nisin0.04g/100mL、ε-PL0.48g/100mL和茶多酚1.06g/100mL,对虾经此保鲜剂浸泡并冷藏6天后的细菌总数理论值为1.81×103CFU/g,三次平行验证试验误差最高为9.39%;适合喷淋的复合生物保鲜剂的最优浓度组合为Nisin0.07g/100mL、 ε-PL0.62g/100mL和茶多酚1.34g/100mL,细菌总数理论值为2.0×103CFU/g,验证实验的误差最高为12.5%。对各保鲜剂与响应值之间的关系进行响应面作图后发现,Nisin和茶多酚、ε-PL和茶多酚的交互作用显著,它们联合使用时能协同抑制南美白对虾冷藏期腐败菌的生长。 (4)按响应面优化的结果将Nisin、ε-PL和茶多酚混合配制成两种复合生物保鲜剂来浸泡和喷淋南美白对虾,并分别用0.1%和0.15%的植酸来防止对虾黑变,然后将其分组冷藏在4±1℃条件下,通过对实验组和空白组对虾样品的感官、pH值、TVB-N值和细菌总数的测定后发现,经复合生物保鲜剂浸泡处理过的南美白对虾的货架期可由4天延长至11-12天,喷淋组的效果稍差,货架期可延长至10-11天,说明两种复合生物保鲜剂均明显延长了南美白对虾的货架期。响应面优化获得的适合喷淋对虾的复合生物保鲜剂的浓度较浸泡时大,但用量较少,使两者增加的成本相差并不明显,因而可根据实际情况选择不同的保鲜处理方式。


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