抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂及其制备方法，其目的在于解决目前使用焦亚硫酸钠处理南美白对虾黑变症状，极易造成SO

说明书

技术领域

本发明涉及水产品保鲜技术领域，特别涉及一种抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂及其制备方法。

背景技术

海水虾蟹类在我国水产食品中占有支柱地位。由于其所含营养物质丰富，特有呈味物质所产生的口味与人们的最佳味觉非常吻合，味道鲜美，深受人们喜爱。在世界市场上，特别是一些发达国家对虾类的需求很高。国际贸易中竞争激烈，每年贸易量约为50多万吨，贸易额约为35亿美元。但是虾类本身含水量较大，而且捕获后一般很快死亡，在微生物和体内酶尤其是多酚氧化酶（PPO）的作用下，会引起一系列生化反应，壳体会很快变黑腐败，严重影响产品的外观，制约着它的商品价值。

南美白对虾是我国三大主产经济虾之一，其味道鲜美，营养丰富，深受消费者的喜爱。目前，一般使用焦亚硫酸钠处理海捕虾黑变症状（吴燕燕，李来好，杨贤庆等.亚硫酸盐在对虾保鲜加工中的残留变化[J].广西师范大学学报， 2007，25(1):62-65），但是焦亚硫酸钠必须反复使用，极易造成SO₂等有毒有害物质残留超标，严重影响加工制品的质量，对人体的健康有巨大威胁。并且随着国际社会新的食品安全法规的出台和消费者食品安全意识的提高，亚硫酸盐等化学添加剂的使用大大受到限制，因此研究出一种天然的、安全、高效的海水甲壳类生物保鲜剂具有重要的意义。

 

发明内容

本发明的目的在于解决目前使用焦亚硫酸钠处理南美白对虾黑变症状，极易造成SO₂等有毒有害物质残留超标，对人体的健康有巨大威胁的问题，提供一种安全、高效、低成本的无硫复合保鲜剂。

本发明还提供了一种抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂的制备方法，方法简单易行，适于大规模推广。

此外，本发明还提供了一种南美白对虾的保鲜方法，操作简便，能对南美白对虾有效保鲜，安全，保鲜效果佳。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂，所述的无硫复合保鲜剂由以下含量的组份以水为溶剂混合而成：4-己基间苯二酚0.005~0.045mg/mL，柠檬酸1.00~9.00mg/mL，EDTA二钠0.6~2.20mg/mL，磷酸二氢钠0.10~0.20mg/mL。

海水甲壳类尤其是虾蟹类极易发生黑变，主要是由于多酚氧化酶天然地存在甲壳内和甲壳下面的组织中，这种酶在冷冻、冰贮和解冻期间仍然保持着较高的活性，在短时间内，能够导致虾体褐变，降低其经济价值。4-己基间苯二酚(4-HR)已经被欧盟，加拿大等国家认定可以用于食品的添加剂，也被证明具有很好的防黑变效果。

多酚氧化酶作为一种含铜金属酶，同时具有加氧酶以及氧化酶的功能。多酚氧化酶的活性中心是由2个含铜离子位点构成，6个组氨酸残基与1对铜离子结合，并通过与氧分子和酚作用底物连接而发生生物化学反应，Cu - Cu键长约0.35nm，每个二价铜离子构型为正四棱锥状。抑制剂即通过与多酚氧化酶活性中心位点相结合而抑制酶活力。铜的鳌合剂能特异性地抑制多酚氧化酶活性。

多酚氧化酶是一种金属酶，EDTA二钠和柠檬酸都对金属有较强的螯合作用，这就大大降低了酶的活性。

本发明的作用机理主要是提供酸性环境，使多酚氧化酶偏离其最适pH，降低多酚氧化酶活性，同时柠檬酸中的3个羧基能够螯合多酚氧化酶中的铜离子，EDTA二钠也是一种对有较强的螯合作用的鳌合剂，通过螯合作用EDTA二钠和柠檬酸能大大降低多酚氧化酶的活性，磷酸二氢钠主要用作缓冲剂，调节pH。本发明通过4-己基间苯二酚、柠檬酸、EDTA二钠和磷酸二氢钠共同作用抑制南美白对虾中多酚氧化酶的活性，起到防黑变和保鲜作用。 

作为优选，所述的无硫复合保鲜剂中各组份的含量为：4-己基间苯二酚0.01~0.03mg/mL，柠檬酸5.00~9.00mg/mL，EDTA二钠1.8~2.20mg/mL，磷酸二氢钠0.10~0.20mg/mL。EDTA二钠中文名为乙二胺四乙酸二钠盐，为优良的螯合剂，主要用于将硬水软化，可以有效螯合硬水中的多种金属离子(主要是钙、镁及铁、铅、铜、锰等)。

一种抑制南美白对虾黑变的无硫复合保鲜剂的制备方法，将4-己基间苯二酚、柠檬酸、EDTA二钠和磷酸二氢钠溶于水中，室温下搅拌均匀即可。制备方法简单易行，室温指22~26℃。

一种南美白对虾的保鲜方法，先将鲜活的南美白对虾在无硫复合保鲜剂中浸泡7~15分钟，然后将南美白对虾捞出，沥干，并均匀铺放在冰层上形成虾层，虾层与冰层的重量比例为1:1.5~2.5，按照一层冰一层虾的顺序铺放，虾层与冰层所处的环境温度控制在2~4℃，且保证虾层不脱冰。

虾层与冰层所处的环境一般为泡沫箱或渔船上的鱼舱内，虾层与冰层所处的环境最佳为进出口是密闭的环境，这样可防止氧气进入氧化。当虾层与冰层所处的环境为泡沫盒时，需要在泡沫箱的底面钻孔（孔在最底层的冰层之下，但泡沫箱上的盖子还是要盖上密闭的），保证冰化后的水可以流出泡沫箱。

作为优选，所述的无硫复合保鲜剂由以下含量的组份以水为溶剂混合而成：4-己基间苯二酚0.005~0.045mg/mL，柠檬酸1.00~9.00mg/mL，EDTA二钠0.6~2.20mg/mL，磷酸二氢钠0.10~0.20mg/mL。

作为优选，所述的无硫复合保鲜剂中各组份的含量为：4-己基间苯二酚0.01~0.03mg/mL，柠檬酸5.00~9.00mg/mL，EDTA二钠1.8~2.20mg/mL，磷酸二氢钠0.10~0.20mg/mL。

本发明的有益效果是：

1、本发明以食品添加剂法为依据，选取多种有效物质为原料复合而成，进而降低对虾中的化学品残留量，提高其安全性。

2、本发明的无硫复合保鲜剂安全、高效、生产成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

准确称量4-己基间苯二酚0. 5 mg，柠檬酸900mg，EDTA二钠60mg，磷酸二氢钠20mg，将4-己基间苯二酚、柠檬酸、EDTA二钠和磷酸二氢钠加水配置成100ml的混合液，室温下搅拌均匀即得无硫复合保鲜剂，制得的无硫复合保鲜剂在4℃下冷藏保存。

4-己基间苯二酚0.005mg/mL，柠檬酸9.00mg/mL，EDTA二钠0.6mg/mL，磷酸二氢钠0.20mg/mL。

实施例2

准确称量4-己基间苯二酚4.5 mg，柠檬酸100mg，EDTA二钠220mg，磷酸二氢钠10mg，将4-己基间苯二酚、柠檬酸、EDTA二钠和磷酸二氢钠加水配置成100ml的混合液，室温下搅拌均匀即得无硫复合保鲜剂，制得的无硫复合保鲜剂在4℃下冷藏保存。

4-己基间苯二酚0.045mg/mL，柠檬酸1.00mg/mL，EDTA二钠2.20mg/mL，磷酸二氢钠0.10mg/mL。

实施例3~12的制备方法同实施例1，具体结果见表1

表1实施例3~12制得的无硫复合保鲜剂

组份实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例124-己基间苯二酚（mg/mL）0.010.010.010.020.020.020.030.030.030.01柠檬酸（mg/mL）57.009.005.007.009.005.007.009.009.00EDTA二钠（mg/mL）1.802.002.202.201.802.002.002.201.801.80磷酸二氢钠（mg/mL）0.100.150.200.200.100.150.150.200.100.20

效果验证试验：

主要材料与试剂

鲜活南美白对虾（penaeus vannamei）：购于舟山市北门水产品市场。

底物：L-3-(3,4-二羟基苯)丙氨酸（L-DOPA），4-己基间苯二酚（4-HR），柠檬酸，EDTA二钠，磷酸二氢钠，三羟基氨基甲烷（Tris），浓盐酸等，均为分析纯。

pH9.0Tris-Hcl缓冲液配制：取25.00mL 0.2mol/L三羧甲基氨基甲烷溶液与15mL 0.1mol/LHCl相混溶，即得pH9.0Tris-Hcl缓冲液。

0.01mol/L L-DOPA溶液配制：取0.197g多巴溶于100mL pH6.0的磷酸缓冲溶液，即得0.01mol/L L-DOPA溶液。

主要仪器与设备

UV2120C紫外可见分光光度计：上海圣科仪器设备有限公司；CF-16RX冷冻离心机：日本日立公司；电热恒温水浴锅：上海博讯实业有限公司；震荡仪：IKA公司；组织匀浆捣碎机：苏州欧倍科学仪器有限公司。

多酚氧化酶的提取

取新鲜洗净的南美白对虾50g，加入250mL预冷的pH9.0Tris-HCL（W/V=1:5）缓冲液，在低温下用高速组织捣碎机将其匀浆，并于4℃静置1h，使多酚氧化酶充分溶于缓冲液中。将上述混合液体系在4℃，12000r/min条件下离心15min，后取其上清液，过0.22um微孔滤膜，得多酚氧化酶粗酶液，放入冰箱中冷藏备用。

 

多酚氧化酶的抑制试验（即本发明的效果评价试验）

取干净的试管若干只，分别标记为阴性对照组、阳性对照组和实验组。其中：

阴性对照组为0.5mL纯水加1mL的无硫复合保鲜剂再加1mL的Tris-Hcl 缓冲液组成的体系；

阳性对照组为0.5mL的多酚氧化酶粗酶液加1mL的纯水再加1mL的Tris-Hcl 缓冲液组成的体系；

实验组为1mL的无硫复合保鲜剂加0.5mL的多酚氧化酶粗酶液再加1mL的Tris-HCL缓冲液组成的体系。

每次试验时，各组中无硫复合保鲜剂成分固定为同一种，取实施例1~12制得的无硫复合保鲜剂，分装入不同的试管中，在4℃冰箱中放置0.5h，然后置于45℃水浴中保温5min，再分别向其中加入0.5mL的底物L-DOPA，保温10min，最后加入预冷的纯水3mL，并用紫外可见分光光度计在490nm处测定吸光值。

多酚氧化酶抑制率的测定

按照以下公式计算酶活和抑制率。

加本发明的无硫复合保鲜剂后的酶活E1=(A1－A3)/(t×0.001)

不加本发明的无硫复合保鲜剂的酶活E2=(A2－A3)/(t×0.001)

抑制率=(E2－E1)/E2×100%

其中：A1—表示由本发明的无硫复合保鲜剂、多酚氧化酶、缓冲液、底物组成的实验组的吸光度；

A2—表示由纯水、多酚氧化酶、缓冲液、底物组成的阳性对照组的吸光度；

A3—表示由本发明的无硫复合保鲜剂、纯水、缓冲液、底物组成的阴性对照组的吸光度。

使用实施例1~12制得的无硫复合保鲜剂对多酚氧化酶的抑制试验结果见表2。

 

表2 实施例1~12制得的无硫复合保鲜剂对多酚氧化酶的抑制率

实施例实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12抑制率（%）68.273.579.977.877.778.176.979.674.078.876.580.2

鲜虾防黑变抑制感官评价试验

将实施例12即本发明最优的无硫复合保鲜剂配方，按照比列配成1L的溶液，再用焦硫酸钠按照市场使用要求配成1L 10g/L的溶液备用。选择新鲜、大小均一的南美白对虾，并设置为3个组：空白对照组、焦亚硫酸钠阳性对照组、本发明的无硫复合保鲜剂实验组，每组虾0.5Kg，数量为50只。

把虾浸在上述对应的溶液中，浸泡10min，捞出，沥干，均匀放入底部铺冰的泡沫箱中，再在对虾上铺一层冰，冰与虾比例为2:1。泡沫箱的底面钻孔，保证冰化后的水可以流出泡沫箱，然后整个泡沫箱置于4℃冰柜中冰藏，同时保证各样品组24h不脱冰。每天观察一次，记录虾体变化现象并进行感官评定。

由具有评定经验的5个人，分别对试验各组对虾的气味、外观和肉质3个方面进行评定，然后把3项的总分相加得到总的评定分数，总分值在18分和3分之间。表3系参考Reilly 等人的评分标准（Reilly A, Bernarte M A, Dangla E. Storage stability of brackishwater prawns during processing for export[J]. Food Technology in Australia, 1984, 36(6):283-286.）。

 

表3 南美白对虾感官评定标准

分数气味外观肉质组织6具有对虾的特征性气味虾体完整，虾头与虾体紧紧连接，具有青绿色特征色泽肌肉具有弹性，肉与壳连接紧密5轻微的对虾自身的气味虾头与虾体仍然结合，对虾的青绿色色泽有所褪去肌肉略有弹性，不变色，肉壳连接松弛4虾自身气味消失，无异味虾头松弛，头部开始黑变，主要是在头壳部位，躯体偶见黑色斑点，青绿特征色泽褪去肌肉弹性较差，肉与壳连接较松弛3出现轻微腥臭味虾头从虾体轻微脱落，头部黑变严重，躯干和尾部明显变暗肌肉弹性差，肉与壳连接松弛2氨味，较强的尿素味虾头基本从虾体脱落，头部几乎完全黑变，躯干和尾部也开始变黑肌肉组织松弛，肉质发黄1强烈的硫化氢味，臭味很重虾头完全从虾体脱落，头部完全黑变，躯干和尾部严重变黑壳易剥离，肌肉糊状

结果：

表4 南美白对虾不同组感官变化情况比较

天数无硫复合保鲜剂实验组焦亚硫酸钠阳性对照组空白对照组1虾体呈特征性青绿颜色，肌肉很有弹性，典型对虾种类气味虾体呈特征性青绿颜色，肌肉很有弹性，典型对虾种类气味虾体呈特征性青绿颜色，肌肉很有弹性，典型对虾种类气味2虾体连接紧密，无异味，无黑边，肌肉有弹性，下体颜色稍有褪色虾体无黑变，无异味，虾体颜色褪色有些多，呈白色，肌肉有弹性，不萎缩虾体完整，无异味下体颜色有点褪色，无黑变，肌肉有弹性3部分虾尾变红，头体依然结合，虾体颜色褪色严重，无黑变，无异味个别虾头略松弛，头体依然结合，虾体颜色褪色严重，无黑变，无异味一些虾头有些松弛，无异味，特征色泽退去，部分虾头开始黑变，肉弹性下降4比较多的虾头开始轻微变褐，头身连接有些松弛，无异味，肌肉弹性下降虾头黑变很轻微，头身连接稍松弛，肌肉弹性降低，无异味。部分虾头黑变严重，头身连接较松弛，个别虾体出现黑点，肌肉弹性不好，无明显异味5虾出现黑变有3个，肌肉弹性较低，无异味黑变有5个，无异味，肌肉弹性不好黑变的40个，其中严重黑变的7个，肌肉弹性差，有H₂S气味610个虾头黑变，大部分还未变黑，无异味，肌肉弹性较差12个黑变，严重黑变2个，2个头壳连接较松弛，无明显异味不严重黑变4个，虾头完全黑变13个，3个虾体变黑，14个肉壳连接很松，有尿素气味

表5 感官评分表

南美白对虾在4℃冷藏期间感官品质变化情况如表4描述：

从表4中可以看出，在贮藏期间内，无硫复合保鲜剂实验组、焦亚硫酸钠阳性对照组和空白对照组的感官品质随着时间的延长都在下降。其中空白对照组由于未添加保鲜剂黑变的更快更明显，在第3天就已经开始黑变，第4天出现严重的黑变，失去食用价值；无硫复合保鲜剂实验组在第5天才开始出现少量黑变，直到第6天黑变数量也相对较少并且无异味，仍具有一定的食用价值。焦亚硫酸钠阳性对照组效果与实验组相差不大。

再结合感官评分表(表5)，空白对照组在第4天丧失食用价值，而无硫复合保鲜剂实验组在第4天评分仍高达14分，可见虾体感官质量明显优于空白对照组，在第6天仍具有一定的食用价值（9分），远大于空白对照组的4分。焦亚硫酸钠阳性对照组在第5天评分为11分，感官品质也高于空白对照组的5分。综上可以看出，无硫复合保鲜剂实验组与焦亚硫酸钠阳性对照组在4℃的保藏期为5-6天，而空白对照组为3天，并且无硫复合保鲜剂实验组(即本发明)略优于焦亚硫酸钠阳性对照组。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。