天然抑菌抗氧化剂抑制腌干马鲛鱼脂肪氧化及其货架期预测模型的构建

【字体: 时间:2026年03月18日 来源:LWT 6.0

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  为延缓腌干马鲛鱼(SDSM)在储存过程中的品质劣变,特别是脂肪氧化和微生物腐败问题,研究人员评估了丁香、肉桂、茶多酚、迷迭香提取物、溶菌酶和乳酸链球菌素等天然添加剂的效果。研究发现0.3%茶多酚+迷迭香提取物复合处理抑制脂肪氧化效果最佳,而0.3%溶菌酶抑菌效果最强。通过降低添加量并辅以真空包装,可将货架期延长至12周。研究还首次以硫代巴比妥酸值(TBA)为主要指标,建立了SDSM货架期预测模型。该工作为天然防腐剂在SDSM保鲜中的应用提供了理论依据。

  
腌干马鲛鱼作为一种传统的盐干水产品,以其独特的风味和耐储性在中国等国家广受欢迎。然而,其富含的多不饱和脂肪酸在储存过程中极易发生脂肪氧化,导致产品产生哈败味、色泽变黄、质地发黏,严重影响感官品质和营养价值。与此同时,微生物的生长繁殖也加速了产品的腐败变质。尽管高盐分在一定程度上能抑制微生物,但过高的盐含量不符合现代健康饮食趋势。因此,如何有效抑制腌干马鲛鱼的脂肪氧化和微生物腐败,延长其货架期,同时探索低盐条件下的保鲜技术,成为产业亟待解决的关键问题。以往研究多集中于单一添加剂的效果,缺乏多种天然防腐剂的系统比较,也未见针对该产品的货架期预测模型。为此,由湖北民族大学生物与食品工程学院的研究团队开展了一项研究,系统评估了六种天然添加剂在抑制腌干马鲛鱼脂肪氧化和微生物生长方面的效能,并成功构建了货架期预测模型,相关成果发表在《LWT - Food Science and Technology》期刊上。
为了深入探究上述问题,研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先,通过国标方法测定过氧化值(POV)和硫代巴比妥酸(TBA)值,分别作为脂肪初级氧化和次级氧化的指标。其次,依据国标进行好氧菌落总数(APC)测定以评估微生物污染程度。再者,利用气相色谱法分析了样品中游离脂肪酸的组成和变化。此外,研究还组织了经过培训的感官评价小组,对样品的咀嚼性、香气、颜色、外观和滋味进行量化评分。最后,基于化学动力学原理,以TBA值和APC值为质量因子,结合阿伦尼乌斯方程,建立了货架期预测模型。本研究所用的西班牙马鲛鱼样本购自中国山东青岛的南山水产活鲜批发市场。
3.1. 天然抑菌抗氧化剂对4°C储存下SDSM脂肪氧化的抑制
3.1.1. 处理对4°C储存SDSM的POV的影响
研究发现,在4°C储存期间,所有处理组的POV均呈现先升高后降低的趋势,峰值出现在第3天。其中,0.3%丁香+肉桂处理组在储存中后期对POV增长的抑制效果最为明显。这表明脂肪氧化的初级产物过氧化物在后期发生了分解。
3.1.2. 处理对4°C储存SDSM的TBA含量的影响
TBA值在整个储存期内持续上升,表明次级氧化产物不断累积。0.3%茶多酚+迷迭香提取物处理组的TBA值增长最慢(从0.024升至0.324 mg/kg),显示出最强的脂肪氧化抑制效果。对照组则增长最快。植物源天然抗氧化剂能有效延缓脂肪氧化进程。
3.1.3. 处理对4°C储存SDSM的好氧菌落总数的影响
好氧菌落总数随储存时间增加而上升。0.3%溶菌酶处理组菌落增长最为平缓,抑菌效果最显著。紫外线杀菌在初期效果明显,但后期抑菌能力减弱。0.3%茶多酚+迷迭香提取物处理也表现出一定的抑菌能力。
3.1.4. 处理对4°C储存SDSM脂肪含量的影响
所有处理组的脂肪含量在储存期间均呈下降趋势。经抗氧化剂和抑菌剂处理的样品脂肪含量高于对照组和紫外线杀菌组,说明这些添加剂抑制了储存过程中的脂肪氧化和分解。
3.1.5. 处理对4°C储存SDSM游离脂肪酸含量的影响
对脂肪酸组成的分析表明,储存结束后,0.3%茶多酚+迷迭香提取物处理组的多不饱和脂肪酸(PUFA)含量最高,饱和脂肪酸(SFA)含量最低;而0.3%溶菌酶处理组和对照组则呈现相反的规律,即PUFA含量最低,SFA含量最高。这证实了抗氧化剂能显著抑制不饱和脂肪酸的氧化。
3.1.6. 处理对4°C储存SDSM感官评分的影响
0.3%溶菌酶处理组因色泽最佳而获得最高的总体感官评分。0.3%茶多酚+迷迭香提取物处理组在滋味和香气上得分最高,但添加剂会导致产品外观颜色加深,可能影响消费者接受度。
3.1.7. SDSM储存期间品质指标变化的相关性分析
相关性分析显示,SFA含量与TBA值呈正相关(相关系数=0.73),而PUFA含量与TBA值及好氧菌落总数均呈显著负相关。这表明微生物增殖加速了PUFA的氧化降解。
3.2. 不同储存温度下SDSM的品质变化
在降低添加剂用量并结合真空包装的条件下,研究人员进一步考察了样品在4°C (277 K)和10°C (283 K)下的长期储存性能。
3.2.1. 不同储存温度下SDSM的POV
POV值仍呈现先升后降的模式。10°C下的POV值始终高于4°C,证实高温加速初级氧化。0.03%茶多酚+迷迭香提取物处理组的POV值最低。
3.2.2. 不同储存温度下SDSM的TBA含量
TBA值随时间推移而增加。以感官评分确定的TBA终点值(0.25 mg/100g)为货架期终点标准,在4°C下,0.03%茶多酚+迷迭香提取物处理组的货架期最长,达到11周。
3.2.3. 不同温度储存下SDSM的好氧菌落总数
好氧菌落总数随储存时间和温度升高而增加。以5.5 log CFU/g为货架期终点,真空包装显著抑制了微生物生长。在4°C下储存10周后,各处理组的好氧菌落总数均未超过此限值,货架期得以延长。
3.2.4. 不同温度储存下SDSM的感官评分
所有组别的感官评分均随储存时间下降。0.03%茶多酚+迷迭香提取物处理组因酚类和醛类物质的芳香属性掩盖了鱼腥味,在储存末期仍保持相对较高的感官评分。以4分为拒绝阈值,确定了各处理组在不同温度下的货架期。
3.3. 基于TBA和好氧菌落总数的SDSM货架期预测
3.3.1. SDSM指标的一级化学反应动力学模型非线性拟合
将不同储存温度下的TBA值和好氧菌落总数与一级化学反应动力学模型进行拟合,获得了反应速率常数k和决定系数R2。所有拟合的R2值均较高,表明该模型能较好地描述SDSM在储存过程中的品质变化。
进一步利用阿伦尼乌斯方程拟合反应速率常数k与温度的关系,获得了频率因子k0和活化能EA。基于TBA值的模型拟合度优于基于好氧菌落总数的模型。
3.3.2. SDSM货架期预测模型的验证
通过比较预测货架期与实际测量值,验证了模型的准确性。基于TBA值的预测模型相对误差在2%到10.8%之间,而基于好氧菌落总数的模型相对误差在5.1%到17.2%之间。这表明以TBA值为指标的预测模型更为有效和可靠。
本研究得出结论,天然抑菌剂和抗氧化剂能有效抑制腌干马鲛鱼在储存过程中的脂肪氧化。其中,0.3%茶多酚与迷迭香提取物复配处理的效果最为突出,对脂肪次级氧化的抑制最强,并能最大程度地保留有益健康的多不饱和脂肪酸(如EPA和DHA),延长产品货架期。0.3%溶菌酶则表现出最强的抑菌能力。通过将添加剂用量降低一个数量级(如使用0.03%茶多酚+迷迭香提取物),并结合真空包装技术,可在保证产品安全和感官品质的前提下,将腌干马鲛鱼的货架期显著延长至12周。更为重要的是,本研究首次以硫代巴比妥酸值(TBA)为关键质量指标,成功构建了腌干马鲛鱼的货架期预测模型。该模型基于化学动力学和阿伦尼乌斯方程,能够相对准确地预测不同储存温度下产品的剩余保质期,预测误差较小,具有实际应用潜力。这项工作不仅系统评估了多种天然防腐剂在腌干鱼制品保鲜中的应用效果,筛选出优势组合,而且建立的预测模型为优化产品储存条件、减少浪费提供了科学工具,对推动传统水产加工品的品质提升和产业化发展具有重要的理论指导意义。
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