1、 本科毕业论文 （ 20 届） 复合壳聚糖对半干调味水产制品保鲜效 果的研究 所在学院 专业班级 食品科学与工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 - 目录 摘要 1 ABSTRACT 2 1 前言 3 2 壳聚糖的研究概述 3 2.1 壳聚糖的结构与性质 3 2.1.1 壳聚糖定义与结构 3 2.1.2 壳聚糖理化性质 4 2.1.3 壳聚糖的生物活性 4 2.2 壳聚糖的研究进展和应用 4 3 材料与方法 5 3.1 实验材料 5 3.2 试剂 5 3.3 仪器与设备 5 3.4 羧甲基壳聚糖保鲜剂制作方法 5 3.5 工艺流程 5 3.6 试验分组 6 3.7 测
2、定方法 6 3.7.1 测定指标及方法 6 3.8 数据分析 7 4 结果与分析 7 4.1 感官评定分值 7 4.2 菌落总数的变化 8 4.3 贮藏过程中 TVB-N 值 9 4.4 贮藏过程中带鱼 pH 值的变化 10 4.5 贮藏过程中 TBA 值的变化 11 5 结论与讨论 12 参考文献 11 致谢 13 附录 1 英 文 翻译 14 附录 2 英 文 原 文 20 - 3 - 摘要 本实验用半干调味的带鱼为实验对象，用复合壳聚糖（水溶性壳聚糖和茶多酚）的防腐性能，对半干调味带鱼进行防腐保鲜实验。实验 以感官评分 、 菌落总数 、 过氧化值 、 硫代巴比妥酸（ TBA) 和 pH
3、值为指标 ， 考察 半干调味的带鱼 在 4 冷藏过程中的品质变化 。 结果表明，复合壳聚糖能够明显抑制细菌的生长繁殖 ，延缓腐败时间。 关键词 壳聚糖；防腐保鲜 - 4 - Compound chitosan on Preservation of half of Aquatic products AbstractThis experiment using half dry flavor hairtail for experimental object ,using the anticorrosive property of chitosan,tea polyphenol and chitosa
4、n,carry out anti-corrosive experiment.The experiment take sense organ grading, the colony total, the peroxide value, the sulfo-Barbitone acid (TBA) and the pH value as a target,Investigating of half dry flavor hairtail in 4 refrigerated ribbon in the process of quality changes.Results showed that co
5、mpound chitosan can significantly inhibit the growth of bacteria breeding, delay the corruption of time. Key words chitosan; corruption - 5 - 1 前言 众所周知，水产品是极易腐败变质的物品，而且一旦鲜度变差其价值下降很多， 甚至可能完全丧失其食用价值并造成重大的经济损失。因此，对渔获后的水产品应当及时采取相应的保鲜处理， 并结合不同水产品采用不同的贮藏保鲜方法，以满足水产品加工企业和消费者的生活需要。水产品贮藏保鲜是养殖、捕捞的延续，是加工企业创收的必要
6、保证，是整个渔业生产不可缺少的重要组成部分。 目前水产品保鲜新技术主要包括物理保鲜、化学保鲜和生物保鲜三个方面。 水产品中， 带鱼是一种凶猛的食 肉 性 鱼类 ， 有着发达尖利的牙齿 ，很长 的背 鳍、 小 胸鳍，鳞片 已经 退化 。 带鱼 是 洄游性鱼类，最多只能活到 8 岁左右， 但它的 生长的速度快， 1 龄鱼平均身长 在 18 厘米 19 厘米 之间 ， 体重在 90 克 110 克 之间 ， 生下第一年的带鱼 即可繁殖后代，2 龄鱼可长到 300 克左右。带鱼肉嫩体肥、味道鲜美，只有中间一条大骨，无其他细刺，食用方便，是人们比较喜欢 食用的一种 海洋鱼类 ，具有很高的营养价值， 它
7、脂肪 含量高于一般鱼类，且多为不饱和脂肪酸 。所以带鱼的保鲜成为开发带鱼各种产品的一个重要的技术环节，这不仅要求延长带鱼的保质时间，而且还要求更大可能的保住带鱼的营养价值。一个优良的有效的保鲜防腐技术将会极大的推动水产品加工保藏方面的多元化，丰富水产品开发，发挥水产品最 大的价值。 壳聚糖是甲壳质经化学处理使分子中 C2上的乙酰基脱去得到的一种生物高分子化合物 ,它具有高效抑菌能力 ， 良好的成膜性，并且天然、无毒、无 害 ， 因此在食品中常作为抑菌保鲜剂 1-5。 根据报道 ， 壳聚糖 及其衍生物 在 一些 果蔬涂膜保鲜中的应用研究 还是蛮多的 6-8，在 水产品和畜肉 的保鲜 中 ， 例如
8、 如牛羊肉、鳕鱼、鲫鱼、对虾、鲱鱼中 很 多采用的 都 是浸泡的保鲜 防腐方法 9-17，但未见壳聚糖 及其衍生物在带鱼及带鱼制品 保鲜中 的研究应用 。 本实验 采 取的是 不同浓度可溶性壳聚糖、茶多酚、甘油、吐温 -80、水在一定比例下制成 复合 壳聚糖保鲜防腐液 ， 然后把此配合液加到调味液里面，等带鱼入味后，将带鱼沥干，再低温烘干，烘至45%左右水份，最后装袋在 4 条件下 冷藏。这样带鱼的 表面 就 形成一层保护膜 ，多以起到了保鲜作用 ， 实现保质期延长、降低能耗和成本，并保持 带鱼 良好的质构和风味。 2 壳聚糖 的研究概述 2.1 壳聚糖 的 结构与性质 2.1.1 壳聚糖定义
9、与结构 壳聚糖 (Chitosan)是甲壳素 (Chitin)j 经过 脱乙酰基 反应后 产 生的化合 物， 在 甲壳素 的衍生物里是最 基本、最重要的 一种 。甲壳素 另外 2 个名称是几丁质和 甲壳质，化学名为 (1,4) 2 乙酰胺 2 脱氧 D 葡聚糖，主要存在于 蟹 、 蛹、虾 及昆虫等动物外壳 ，除此之外在藻类 、藻类 、菌类 的细胞壁中 也含有壳聚糖 。 根据研究测得， 节肢类动物干外壳含 有甲壳素的量在 2050%左右。在自然界中，拥有三种结构（ 、 ）的甲壳素种类中 ，最为常见、的是 型 甲壳素 。每年 在地球上生物合成的甲壳素产量大约 十亿吨， 在量上与其他生物合成化合物相
10、比，也 仅次于 以 纤维素的 为原来生产的 天然高分子化合物。下图 1-1 是甲壳素和壳- 6 - 聚糖的结构： 2.1.2 壳聚糖理化性质 甲壳素经过 不同程度的脱乙酰 反应 可以 生成 不同脱乙酰度的壳聚糖 。 纯净壳聚糖为白色或灰白色、 半透明的片状固体 ，其 相对分子质量 在 1.0 105 1.0 106 左右 ,其脱乙酰度为 80% 95%。 壳聚糖主要的理化性质有 : 1) 很难在 水和碱 的 溶液 中百分百的溶解 ,不过在 (pH 6)的弱酸情况下 ,游离氨基质子化 可以 促进 壳聚糖 溶解。 2) 在溶液中壳聚糖是带正电荷多聚电解质 ,吸附性 很强 。 3) 壳聚糖的溶解性与
11、脱乙酰度、 相对分子质量、 黏度有关 ,脱乙酰度越高 ,相对分子质量越小 ,越易溶于水 ;相对分 子质量越大 ,黏度越大 2 。 2.1.3 壳聚糖的生物活性 壳聚糖与其他的防腐剂相比具有三种优势 1） 天然 2） 无毒 3） 可生物降解 4） 与机体之间有良好的生物相容性。 壳聚糖的生物活性主要有 4 种： 1） 壳聚糖具有抗菌性。研究表明 ,它可以减缓实验白兔金葡萄球菌引起的骨髓炎感染。壳聚糖在细菌细胞膜表面可以抑制生物合成 ,破坏穿过细菌细胞膜的能量传输 ,加快细菌的死亡。 2） 壳聚糖属天然高分子化合物 ,其分子链上的游离氨基在弱酸溶液中结合 1 个质子生成阳离子聚合体 ,有很强的吸附
12、能力 ,是一种良好的絮凝剂。 3) 壳聚糖可以形成不同的几何结构。例如 ,容易形成多孔结构 ,多孔支架可用于体内细胞生长和骨重建 。 4)带有正电荷的壳聚糖与带有负电荷的蛋白多糖、黏多糖等相互发生静电作用。 这一生物活性有重要的意义 ,因为 这样生长因子和细胞浆的 移动 都 和黏多糖有关。特别是对于类肝素硫酸盐和肝磷脂 ,这两者都 包含有黏多糖和壳聚糖的支架 ,并且 借助于细胞繁殖可以 用来促进和维持 生长因子 的 分泌 的水平 。此外 ,壳聚糖还可作为药物释放载体 ,如与羟基磷灰石等复合能够持续释放万古霉素和磷霉素 ,在骨科感染疗程中发挥 作用 。 2.2 壳聚糖的研究进展 和应用 从 18
13、11 年 Braconnot 首次描述甲壳素至今，人们对甲壳素和壳聚糖的认识与研究取得了长足进步。近几年，各国 研究人员对 壳聚糖及其衍生物 的实验探究开始越来越多 ， 大家公认的是：在 自然界迄今为止发现 中， 壳聚糖是的膳食纤维中唯一 带 阳离子 的 高分子基团，并 因为它特有的 结构和特性在医学、化妆品、农业 、 食品、生物工程、化工、环境等领域得到了广泛 的推广和应 用。 现在， 科学家们 逐渐 将壳聚糖 看成 继蛋白质、糖类、维生素 、矿物质、- 7 - 脂肪之后 人体生命活动 必需的第六生命要素。 在我国，有一家叫 利中用壳质 的生物 公司 ,研究开发出了一种以 壳聚糖及其衍生物
14、做成的生物保鲜剂。经测试与实际应用 ,其保鲜效果明显， 具有广谱抗菌性 ,对于 瓜果蔬 的保鲜作用明显 ,在水果蔬菜的 采摘、贮藏、运输到销售 的整个过程都有不错的 保鲜 效果 ,除此之外 对人体无任何 毒 副作用。实验表明 ,使用该保鲜剂好果率达 99%。 在 加拿大 ，那边的研究者 研制 了 一种果蔬保鲜剂 ,保鲜剂原料是从昆虫、龙虾的外壳提取的 甲壳质的聚合衍生物 。此种保鲜剂在食物的表面能形成 具有 很好效果 的密封 膜， 保护作用 优良 。 利用此种 保鲜剂 调配成的 极稀溶液 ，如果 喷洒在水果上 ,马上就会在水果的表面形成半透性涂层。 这涂层就像在水果的表面覆盖上了保鲜膜， 阻隔
15、 了 氧气 的进入 、 大大 延长水果休眠期、使水果 的货架期大大延长 ,最大的货架期 可达 9个月。 如果加以冷藏的条件， 保鲜期就可以延长 达 18个月 之久 。 在 日本 的一家叫 日清公司 ，他们的科研人员成功 研制出 了 一种甲壳质衍生物保鲜剂 ,该产品对于在 肉制品和水产品表面 产生的细菌抑制率可以达到 99%,效果相当明显。根据他们实验，使用此种生物保鲜剂 可使鲜肉在 35 的情况下， 保质达到 7到 10天 ;如果用在此生物保鲜剂（ 1mg/L浓度的壳聚糖溶液 ）来 浸泡 樱桃、桃子 等鲜果和 新鲜 蘑菇 ,保鲜 天数 可延长到 8天 以上 ;如果 在鲜鱼表面 使用（质量浓度在
16、 2030mg/L） ,夏季 防腐保鲜的天数也 可达到 5天 以上。 目前 ,我国 科研人人员对 壳聚糖 的研究不是很深入，现有以壳聚糖为原料制成的生物保鲜剂，效果一般，而且实际应用过程中，效果不稳定，大多数还仅仅在水果的保鲜防腐上面应用，应用面现在还不是很广。 在 以后 的研究中 ,我们一方面要提高 壳聚糖保鲜剂产品档次 ,形成 专业生产的规模 ;除此之外 ,我们应该 加 大队 壳聚糖保鲜防腐的研究 ,扩大其 未应用到 范围中 ，例如我们可以 推广应用到 果汁饮料的保鲜中。 3 材料与方法 3.1 实验 材料 新鲜 大带鱼 ，购自浙江舟山市沈家门 水产城 。 3.2 试剂 水溶性壳聚糖 (食
17、品级 ) ， 脱乙酰度 95 %(上海晶纯试剂有限公司 );丙二醛试剂盒 (南京建成生物工程研究所 );氯化钠 ，白砂糖，食用盐，冰醋酸，盐酸，过氧化氢 (30 )，三氯甲烷，甲醇，味精，香料， 冰乙酸、营养琼脂粉 ，碘化钾，硫代硫酸钠， 茶多酚，甘油， 植物油， 吐温 80，氯仿 -冰乙酸混合液（取氯仿 40ml加冰乙酸），饱和碘化钾溶液（取碘化钾 10g,加水 5ml） ,0.01N硫代硫酸钠标准溶液， 0.5%淀粉指示剂 。 3.3 仪器与设备 LDZX-40BZ型立式自动电热压力蒸汽灭菌锅 (上海申安医疗器械厂 )； HWS型智能恒温恒湿箱 (宁波东南仪器有限公司 )； NR-5010
18、型食品搅拌仪 (宁波宁锐电器有限公司 )； DL-5型低速大容量离心机 (上海安亭科学仪器厂 )； HH-4型数显恒温水浴锅 (国华电器有限公司 )；TGL-16C型离心机 (上海安亭科学仪器厂 )； UV-1100型紫外可见分光光度计 (上海美谱达仪器有限公司 )； FE20K型酸度计 (Mettler Toledo)，高速组织捣碎机 A-88（江苏省金坛市实验仪器厂） ，旋转蒸发仪 BUCHI,典价瓶， 微量滴定管，量筒，移液管，容量瓶，滴瓶，烧杯等 。 - 8 - 3.4 羧甲基壳聚糖保鲜 剂 制作方法 配方 ： 0.1%茶多酚， 0.5%甘油， 1.2%吐温 80，不同浓度的复合壳聚糖
19、。 在水浴中将 200ml蒸馏水放加热至恒温 45 ，各加入 3g， 4g羧甲基壳聚糖， 0.2g茶多酚至完全溶解，随后加入 1ml甘油， 2.4ml吐温 80搅拌均匀至完全溶解，放入室温自然冷却，随后进行过滤，滤去未溶解物资，在真空下脱气，室温下静置过夜，再次真空脱气，室温下静置，即获得羧甲基壳聚糖保鲜涂膜剂。 3.5 工艺流程 去除 带鱼 的鱼头、内脏 ,用清水反复清洗把 带鱼 切成均匀块状 并去除中间 沥水 晾干（ 2-3h）取 带鱼 块分别浸泡于 加有 4个含有调味液（盐，糖，味精，植物油，香料）的烧杯里 3个烧杯分别加 1.0%的 复合 壳聚糖 （茶多酚 0.5%） ， 1.5%的复
20、合壳聚糖 （茶多酚 0.5%） ，2.0%的复合壳聚糖 （茶多酚 0.5%） ,60度水温加热 浸泡 5分钟取出， 沥干 4组样品放在烘箱烘，低温烘至水分为 50%左右 4 冷藏。 3.6 试验分组 壳聚糖溶液的配置： 因为 壳聚糖浓度 过 高会导致 试验品表面 黏度增大， 壳聚糖 溶解性下降，不 容易 均匀地分散在 混合液中 ， 根据 参考 了 其他 一些 关于壳聚糖研究的文献 9，确定配制壳聚糖溶液的最高质量浓度为 2%， 另外再配制质量浓度 分别为 1%和 1.5%的两组复合壳聚糖溶液。 试验设四个组： A组为空白（对照）， B组浸泡于 1.0%的 复合 壳聚糖， C组浸泡于 1.5%的
21、复合壳聚糖壳聚糖， D组浸泡于 2%的复合壳聚糖。 3.7 测定方法 根据 NYT 1327-2007绿色食品鱼糜制品感官要求标准， 以 7人 为 组 组成 成感官评定 为 小组，每天 定时 对四组样品进行感官评定，评 定 标准分五个等级，评定人员在互不干扰情况下给出综合评分值。具体评分 标准见表 1。 - 9 - 表 1 带鱼 感官评定分值表 Table 1 List of sensory evaluation standards of Large yellow croaker 等级 新鲜 （ 9 10 分） 较新鲜 （ 7 8 分） 一般 （ 5 6 分） 腐败 （ 3 4 分） 严重腐败
22、 （ 1 2 分） 色泽正常 ，肌肉切面富有光泽 色泽正常 ， 肌肉切面有光泽 色泽稍暗淡 ， 肌肉切面稍有光泽 色泽较暗淡 ， 肌肉切面无光泽 色泽暗淡 ， 肌肉 切面无光泽 固有香味浓郁 固有香味较 浓郁 固有香味清淡 略带异味 固有香味消失 有腥臭味或氨臭味 有强烈腥臭味 或氨臭味 肌肉组织致密完整 ， 纹理很清晰 肌肉组织紧密 ， 纹理较清晰 肌肉组织不紧密但不松散 肌肉组织不紧密 ， 局部松散 肌肉组织不紧 密 松散 坚实富有弹性 ， 手指压后凹陷立即消失 坚实有弹性，手指压后凹陷较快消失 较有弹性 ，手指压后凹陷消失较慢 稍有弹性 ， 手指压后凹陷消失很慢 无弹性 手指压 后凹陷不
23、消失 3.7.1 测定指标及方法 菌落总数测定：按 GB/T 4789.2-2008 规定的方 法测定。 过氧化值的 测定： 试验参照 GB T 500937-2003 中 41 规定方法进行测定 18-19。 pH值的测定 :取大黄鱼鱼肉 10.00g于烧杯中 ， 加入煮沸后冷却的蒸馏水至 100 mL， 均匀搅拌 ,静置 30 min， 然后用 pH计进行测定。 硫代巴比妥酸值测定：本课题采用试剂盒测定丙二醛含量，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。 3.8 数据分析 每个指标均做三次平行样，取平均值后 采用 SPSS17.0进行数据分析，组间分析采用配对样本 T检验，组内分析采用 T检验，
24、 综合评定采用主成分分析， 并 用 Origin8.0绘图。 显著性水平设置为 P0.05。 4 结果与分析 4.1 感官 评定分值 从图 1可以看出 ,在 4 情况 下 冷 藏， 各组 带鱼 感官评分均随时间延长 而渐渐地 下降， 但- 10 - B,C,D组 样品 的 感官 评分值比 A组下降 得 慢 。 前 12天试验组 与空白组感官评分差异较小 ,肉质 色泽正常，肌肉切面色泽好，肉质 弹性好， 组织紧密，固有香味浓郁。 从第 12天 开始，几组实验样品之间差异 开始 拉开 ， A组颜色 略微 变暗，肉质 渐渐 失去 新鲜带鱼的 弹性 。第 6天时， A组带鱼样品，弹性明显几乎没有，汁液
25、流失明显，表面光泽暗淡，原有固有的气 味开始转变为一般的鱼腥味。 第 27天时 ， A组 带鱼 表面 有明显 泛黄，肉质松软，产生腐败的鱼腥臭 。 在 第 15天 前 ， B、 C、 D组 的样品 差异不明显， 带鱼表面 颜色稍变暗，鱼肉鲜味慢慢变淡，但弹性仍较好。第 10天 B组出现酸臭味， 此时， C、 B两组相差不大。 第 39天时 C组 鱼丸多处泛黄，暗淡无光泽，并 带有淡淡的鱼 臭味， D组 带鱼 T但没有臭味。说明水溶性壳聚糖有利于冷藏期鱼丸的感官保持，其中添加 2%的壳聚糖组效果最好。 图 1 半干调味带鱼 感官评价 Fig.1 Sensory evaluation of hai
26、rtail 4.2 菌落总数的变化 在添加了不同质量浓度的复合壳聚糖条件下 鱼肉菌落 总数的变 化如图 2所 示， 从图中我们可以看出 壳聚糖 具有明显的 抑制细菌生长的作用，研究结果 与其他壳聚糖研究实验结果 一致20。 由于 实验组 A组 未添加 复合 壳聚糖， 菌落总数 增 加的 最快， 繁殖 速度与其他三组相比 有明显差异 ， 在第 30天时，菌落总数达到 4105cfu/g，远远 已经超过 NY/T 1327-2007中对非即食类水产品 品菌落总数规定 5104cfu/g。 B,C,D三组在 前 18天表现出较强 的抑菌效果，三组样品差异较小，菌落总数都小于 104cfu/g， 说明 复合 壳聚糖有很强的抑制细菌生长的作用。 从第 18天起，B组与 C、 D两组开始有明显差异，菌落生长速度明显增快， 第 11天 B组菌落总数超过标准。第39天， C组菌落总数 超标。第 42天时， D组菌落总数为 4104cfu/g，仍未超标，显示出一定抑菌能力。
