《Food Bioscience》:High-pressure processing combined with chitooligosaccharide-
catechin conjugate enhances quality and shelf-life of precooked crab meat
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高压处理与壳聚糖寡糖-儿茶素共轭物协同抑制预煮蓝 swiming蟹肉微生物增殖并延长保质期至24天,同时保持感官品质和脂肪酸组成稳定。
Khaettareeya Pimsannil|Suriya Palamae|Yu Fu|Bin Zhang|Jun Tae Kim|Nurul Huda|Soottawat Benjakul
泰国宋卡府哈泰,宋卡王子大学农业工业学院国际海鲜科学与创新卓越中心,邮编90110
摘要
预煮蓝蟹(P-BSC)肉需求量很大,但其保质期较短,容易变质。为了保持质量和确保安全性,本研究探讨了壳寡糖-儿茶素 conjugate(COSC)(浓度为100和200 ppm)和高压处理(HPP,500 MPa,持续5分钟)单独使用或联合使用对预煮蓝蟹肉在冷藏储存(4±1°C)期间的微生物、化学和感官质量的影响。COSC单独使用可略微延缓微生物生长,而HPP在15天内完全抑制了细菌繁殖。HPP与COSC联合使用(尤其是HPP + COSC(200 ppm))将保质期延长至24天,同时使好氧菌落计数低于5 log CFU/g,并有效消除了Pseudomonas和Vibrio菌种。腐败的化学指标(pH、TVB-N和TMA-N)保持在可接受范围内,脂质氧化(PV和TBARS)也显著减缓。主成分分析证实处理组与未处理组之间存在明显差异,表明所使用的方法有效。EPA和DHA在长期储存后未受到影响,而含有腐败相关酸和酯的挥发性化合物含量减少。宏基因组分析显示,HPP + COSC200处理抑制了腐败和致病菌株(Pseudoalteromonas、Shewanella和Vibrio),而非致病性的Carnobacterium菌种成为优势菌株。感官评估显示,在24天后,外观、质地、气味或整体可接受性均未受到不利影响。总体而言,HPP + COSC200联合处理有效保存了预煮蓝蟹肉,并延长了其保质期,同时不影响食用品质。
引言
蓝蟹(BSC,Portunus pelagicus)广泛分布于印度-太平洋地区的温暖沿海水域。蓝蟹对许多国家的渔业和海鲜产业具有重要影响,包括泰国(Creech等人,2016年)。蓝蟹肉市场价值高,因其细腻的风味和丰富的营养成分而受到青睐(Paolisso,2007年)。然而,它在死后储存过程中会迅速腐败(Sun等人,2017年),即使在冷藏条件下也严重限制了其保质期(Ashie等人,1996年)。因此,能够延长蓝蟹肉保质期同时保持其感官和营养质量的有效保存策略具有重要的工业和经济意义。
传统上,预煮蓝蟹肉(P-BSC)是通过手工从蒸煮或煮熟的整只螃蟹中挑选肉块,然后冷却和包装制成的(Martínez-Maldonado等人,2020年)。然而,产品质量和稳定性受到多种因素的影响,如加工方法、温度、收获过程、保存方法和储存条件。不当的收获后处理会加速微生物污染、蛋白质降解和脂质氧化,导致不良气味、质地变差和颜色损失(Olatunde & Benjakul,2018b;Ronholm等人,2016年;Venugopal & Gopakumar,2017年)。在储存过程中,酶和微生物活动会产生挥发性化合物,如胺类、醛类、酮类、醇类和有机酸,这些物质会显著影响新鲜度、感官特性和消费者接受度(Anupama等人,2018年;Robson等人,2007年)。
为了解决这些挑战,天然抗菌剂与非热处理的结合成为一种有前景的海鲜保存方法。在非热处理技术中,高压处理(HPP)受到了特别关注,因为它能有效灭活腐败和致病微生物,而不影响营养和感官质量(Balasubramaniam等人,2015年)。HPP通常在100–600 MPa的压力下使用水作为压力传递介质,对产品施加均匀的压力,无论产品大小或形状如何(Norton & Sun,2008年)。
同时,天然生物活性化合物如壳寡糖(COS)及其多酚 conjugates已被证明是合成防腐剂的替代品(Singh等人,2023年)。壳寡糖-儿茶素(COSC)conjugate表现出比单独使用COS或其他COS–多酚 conjugates更高的抗氧化和抗菌活性。它还能抑制革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌(Mittal等人,2022年;Palamae等人,2023年)。尽管壳聚糖衍生物和儿茶素(CAT)单独使用已被广泛报道为天然抗菌剂,但关于它们以conjugate形式(COS-CAT conjugate)联合用于海鲜保存的信息尚无。海鲜及其产品含有高水分、中性pH值、丰富的不饱和脂质以及以嗜冷腐败菌为主。因此,需要潜在的安全抗菌剂或有效的保存技术(Gram & Dalgaard,2002年)。
尽管HPP是一种成熟的海鲜保存非热技术,但COSC conjugate与HPP的联合使用仍较少见,因此其联合机制和效果仍有待阐明(Rajendran等人,2022年)。在之前的研究中,Pimsannil等人(2025年)表明COSC conjugate有效减少了Vibrio菌种,而HPP在500 MPa下消除了所有可检测到的细菌,无论是肉块还是蟹卵中的细菌。这两种处理方法都有助于保持肉的质量,显示出生产安全预煮蟹产品的潜力。尽管有这些有希望的发现,但尚未进行全面的研究来探讨COSC和HPP联合使用对冷藏储存期间P-BSC肉块质量和微生物稳定性的影响。HPP诱导的微生物失活与COSC conjugate的生物活性之间的潜在协同效应可能为确保产品安全和延长蟹肉保质期提供新的策略。
因此,本研究探讨了COSC conjugate(100和200 ppm)和HPP(500 MPa,5分钟)单独使用或联合使用对冷藏储存期间P-BSC肉块微生物和化学质量的影响。此外,还监测了处理组和未处理组脂肪酸谱、挥发性物质、宏基因组细菌群落和感官特性的变化。据我们所知,这是首次将COSC conjugate与HPP结合用于冷藏P-BSC肉块保存的研究。关键的是,目前尚无关于高分辨率宏基因组测序的信息来阐明COSC conjugate与HPP联合处理对冷藏P-BSC肉块微生物群落的影响。因此,可以更好地理解所开发技术对延长P-BSC肉块保质期的影响。
部分摘录
化学物质和微生物培养基
所有分析级化学品均从Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)购买。微生物培养基来自Oxoid?(英国汉普郡Thermo Fisher Scientific)和HiMedia Laboratories(印度孟买)。
壳寡糖-儿茶素(COSC)conjugate的制备
COSC conjugate是按照Mittal等人(2022年)描述的自由基接枝方法合成的,略有修改。简而言之,将壳寡糖(COS)溶液(1%,w/v)用1 M醋酸调整至pH 5.0,从而生成羟基自由基。
冷藏储存期间P-BSC肉块的微生物变化
图1A-D展示了冷藏储存(4±1°C)24天内对照组和处理组P-BSC肉块的微生物变化。第0天时,对照组的初始好氧菌落计数(APC)、嗜冷细菌计数(PBC)、Pseudomonas菌种和Vibrio菌种的计数分别为4.34、4.16、3.23和3.29 log CFU/g。这些数值随着储存时间的延长而逐渐增加,无论是未处理组还是COSC处理组(COSC100和COSC200)。
结论
高压处理(HPP,500 MPa,持续5分钟)与壳寡糖-儿茶素(COSC)conjugate的联合使用有效延长了预煮蓝蟹肉的保质期并保持了其质量。HPP + COSC200处理的保质效果最好,将保质期延长至24天,而对照组仅为3天。这种组合抑制了微生物繁殖,延缓了TVB-N和TMA-N含量的增加,并减少了脂质氧化。
CRediT作者贡献声明
Soottawat Benjakul:写作——审稿与编辑、验证、监督、资源提供、研究、资金获取、概念构思。Nurul Huda:写作——审稿与编辑。Bin Zhang:写作——审稿与编辑。Jun Tae Kim:写作——审稿与编辑。Yu Fu:写作——审稿与编辑。Suriya Palamae:写作——审稿与编辑、方法论、研究、数据管理、概念构思。Khaettareeya Pimsannil:写作——初稿撰写、研究、数据管理、概念构思
未引用的参考文献
Agency, 2009; Ahmad等人,2025; FDA, 2020; Palamae等人,2025; Palamae等人,2025.伦理和同意
由于食品安全考虑,感官评估仅包括非侵入性的视觉和嗅觉评估,未涉及样品摄入。所有参与者均签署了书面知情同意书。
资金
本研究由国家科学、研究与创新基金(NSRF)和宋卡王子大学(授权号AGR6901218M)资助。泰国国家研究委员会(NRCT)的NRCT研究主席基金(授权号N42A670596)也提供了支持。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢宋卡王子大学农业工业学院国际海鲜科学与创新卓越中心提供了本研究所需的所有设施。