乌鱼保质期的改善(Mugil领)在冷藏期间使用含有壳聚糖、纳米壳聚糖和丁香油的食用涂层的鱼排

壳聚糖或壳聚糖纳米颗粒制成的食用涂层及其与丁香油的组合对乌鱼物理、化学、微生物学和感官特性的影响(Mugil领对冷藏(4°C) 24天的牛排进行评估。数据表明，所有这些特征的指标都得到了显著改善(P≤0.05)与对照样品相比。以丁香油纳米壳聚糖涂层的肉质构值最高，为2.51 kg/cm²在储存期结束的测试样品中。然而，涂层样品的pH值较对照组(6.46)低，这是一个很好的指标，添加丁香油或不添加丁香油的纳米壳聚糖涂层的pH值平均值较低(6.11-6.13)。在化学指标方面也有类似的趋势，即总挥发性碱性氮、三甲胺、过氧化氢和硫代巴比妥酸活性物质的值，涂有或不涂有丁香油的纳米壳聚糖的样品比对照或其他处理的值更低。此外，涂层延缓了微生物(好氧板计数、冷养细菌、酵母和霉菌以及总大肠菌群)在冷藏储存期间的生长，并且与对照样品相比，涂层样品产生了更好的结果。感官评估显示，与对照组相比，处理提高了鱼排样本的得分。结果表明，丁香油纳米壳聚糖涂层是延长乌鱼肉排保质期的最佳处理方法，冷藏24 d后能有效地将肉排的品质属性保持在可接受的水平。因此，这些研究结果可作为生产商为消费者提供在冷藏温度下保质期长达24天的新鲜鱼排的基础。

图形抽象

由于其生物成分，鲜鱼极易腐烂。与生物过程相关的变化，如脂质氧化、蛋白质功能下降、鱼的自溶酶活性产生的反应和微生物的代谢活性，引起的鱼类肌肉退化。脂质氧化在储存期间对鱼的品质恶化起着至关重要的作用，因为它改变了鱼的味道，而蛋白质氧化则改变了鱼的质地(Shahidi & Hossain)2022)．这些行为导致鱼和鱼产品的保质期有限(Arashisar等。2004)．因此，人们希望通过添加抗菌和抗氧化特性来改善天然保护涂层，以延长鱼和鱼制品的保质期。

在过去的二十年中，通过延缓或抑制微生物和/或氧化变质，使用可食用涂层来延长保存期，特别是对于高度易腐的食品，这种使用迅速增加(Gómez-Guillén等。2009)．食用涂层是由天然聚合物制成的微小层，使用各种方法应用于食品表面，包括喷涂、浸泡和刷2013)，或使用电沉积(Poverenov et al.;2014)．

食用涂层的主要好处包括涂层可以与食品一起食用，防止冷冻储存期间水分流失，保持鲜肉的颜色，改善风味和质地，最大限度地减少脂质氧化，减少腐败，并减少环境污染(Arkoun等。2018)．阿里和艾哈迈德(2018)已被应用于食用涂层作为食品添加剂的载体，如抗褐变和抗菌剂、染料、调味剂、营养物质和调味料。

壳聚糖(聚b-(1-4)- d -葡萄糖胺)是一种生物聚合物，由甲壳类动物和软体动物外骨骼中获得的几丁质脱乙酰而形成(Jasour et al.;2015)．壳聚糖已被证明具有抗氧化性能(Rajalakshmi等。2013)．它可以通过提供氢或单对电子来清除自由基和结合金属离子(Lin etal。2009)．壳聚糖与金属离子结合的氨基和羟基官能团启动了吸附、离子交换和螯合等许多过程．壳聚糖能有效地杀死革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌(Kong et al。2010)．壳聚糖的抗菌性能受到多种因素的影响，如壳聚糖的类型及其聚合速率、pH值和分子量。纳米壳聚糖(CSNPs)是一种具有良好理化特性的天然物质。CSNPs作为食品防腐剂、药物载体、活性包装材料和生物活性成分的包封剂的应用在过去几年里一直是人们越来越感兴趣的主题(Divya & Jisha2018)．CSNPs在阻止细菌生长方面比壳聚糖本身更活跃，它可以破坏细菌的细胞膜，如沙门氏菌choleraesuis，大肠杆菌，副溶血性弧菌,金黄色葡萄球菌．

与许多精油相结合的食用涂料被发现具有抗食源性病原体的抗菌性能(Fernández-Pan等。2012)．丁香油(气味清香植物， Lin)是一种具有抗菌和抗氧化活性的天然精油(Gülçin等。2012；Oskoueian等人。2013)．侯赛尼等人(2009)的研究表明，丁香精油的主要成分是丁香酚，是一种有效的病原微生物抑制剂，如金黄色葡萄球菌，单核细胞增多菌，空肠弯曲杆菌，大肠杆菌而且肠炎沙门氏菌．

本研究的目的是评估使用含壳聚糖和纳米壳聚糖的食用涂层，加或不加丁香油对新鲜乌鱼牛排冷藏期间的化学、微生物和感官品质的影响，以提高牛排的保质期。

实用级壳聚糖(Brookfield粘度> 200 cP, 1%在1%醋酸，脱乙酰度≥75%，分子量190-375 kDa)从Sigma-Aldrich Chemical Co (St. Louis, MO, USA)获得。丁香籽(气味清香植物)均从本地市场购入。纳米壳聚糖颗粒和负载丁香油的纳米壳聚糖是从开罗Mokattam的Nano Gate公司获得的。使用的其他化学品和微生物培养基是分析级的，从埃及伊斯梅利亚的El-Saudia化学品公司购买。

丁香油的制备和提取

将25克丁香籽转移到烧杯中，加入400毫升甲醇。在室温下，将该组合涂覆，并用机械摇床摇24小时。然后使用双环滤纸过滤提取物。得到滤液，再提取两次残液。然后将提取物混合。然后使用旋转蒸发器在45°C的低压下蒸发提取物中的溶剂(Khamsah等。2006)，以获得丁香油。

壳聚糖溶液的制备

壳聚糖涂料采用Günlü和Koyun (2013)．壳聚糖(2% v/v)与冰醋酸(1% v/v)在40°C下用磁力搅拌器搅拌1小时。然后，将甘油(2%)作为增塑剂轻轻添加到液体中，并使用加热的磁力搅拌器搅拌10分钟。用Whatman 102号滤纸过滤得到的壳聚糖涂层混合物，以去除不溶性成分。

在壳聚糖溶液中加入甘油(0.5 ml /g壳聚糖)和Tween 60 (0.1%w/v，以辅助丁香油的溶解)搅拌30 min，然后加入丁香油(1.5 g)，加入100 ml的甘油和Tween 60的壳聚糖组合，室温搅拌6 h(最终丁香油浓度= 1.5% w/v)。所有搅拌均在室温下使用磁力搅拌器进行。

壳聚糖纳米颗粒的实验研究

利用JEOL JEM-2100高分辨率透射电镜(TEM)在200 kV加速电压下对壳聚糖的粒径进行了测定(图2)。1)．

鱼的实验

新鲜养殖乌鱼(Mugil领)从本地水产养殖场捕获的鱼(约25公斤)，经冷藏后立即送往实验室。这些鱼被斩首，去内脏，洗净，切成2厘米厚。为了实验，鱼片被分成6等份。设置以下处理组:无涂层对照组(control) (T1);壳聚糖2% (T2);2%壳聚糖和丁香油负载样品(T3)。鱼片表面加1.5%丁香油(T4)。纳米壳聚糖颗粒2% (T5);和纳米壳聚糖2%和丁香油‐负载样品(T6)。将鱼片保存在4°C的冰箱中，并在第0、3、6、9、12、15、18、21和24天评估处理的化学、微生物和感官变化。

对于涂层，将不同的鱼排样品浸泡在不同的溶液中5分钟，然后在室温下干燥30分钟。对照样品以相同的方式进行，只是切片上没有覆盖任何涂层。储存期间，每3天随机抽取样品进行分析。

物理化学参数

使用Y2实验室渗透仪对鱼排样品的质地进行评估，结果记录为kg/cm²．pH值在鱼排和蒸馏水(1:9,w:v)的均匀溶液中进行评估，使用标准pH计(Jenway 3010;英国)。采用改进的Malle和Tao (1987)．根据Malle和Poumeyrol公布的方法评估三甲胺(TMA)含量(1989)．使用Mattissek等人的方法评估鱼样品中的过氧化值(PV)含量(1992)．硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)在mg丙二醛当量(MDA eq)/kg中的价值采用分光光度法进行评估(Tarladgis等。1960)．

微生物分析

从培养皿中无菌取出各混合样品10g，随后加入无菌缓冲蛋白胨水90ml。样品均质2 min。用倒板法测定好氧平板计数(APC)和精神药物计数(TPC)。配制连续稀释液，每种1毫升置于平板计数琼脂培养基上(Merck, Darmstadt, Germany)。APC在35°C下培养2天，TPC在7°C下培养10天(Arashisar等。2004)．酵母和霉菌用含有100µg/ml cidostane的平板计数琼脂测定。倒入的培养皿在25°C下孵育48小时。以紫红胆汁(VRB)琼脂为培养基，计算大肠菌群总数。培养皿在35°C下孵育18 - 24小时。结果以每克样品log CFU表示。

感官品质

感官评价按照Ojagh等人的描述进行(2010)．将4°C保存的鱼片样品交给小组成员，小组成员必须根据5个质量参数来判断样品:颜色、气味、质地、外观、味道和一般可接受性，评分为1-10分。进行测试的小组成员是苏伊士运河大学食品技术系的工作人员。

统计分析

使用SPSS软件(16.0版本for Windows, SPSS Inc.，芝加哥)对数据进行方差分析(ANOVA)测试。巴特利特的多范围检验用于确定治疗手段之间的显著性P≤0.05。

处理鱼排样品的质量参数

纹理

鱼的质地是用来表明它的新鲜度的主要特征(Chèret等。2006)．试验鱼排在冷藏过程中的口感变化见表1．纹理值范围为2.52 ~ 3.54 kg/cm²开始存储时。用2%的纳米壳聚糖和丁香油处理鱼排样品，改善了鱼排样品的质地。

根据Alishahi & Ader (2012)，纳米壳聚糖涂层具有多种作用机制，包括产生缀合物和由内源酶聚合。丁香油处理的样品具有较高的纹理值(3.06 kg/cm)²)。经统计分析，冷藏对鱼体质地有显著影响，以含丁香油(T6)的食用纳米壳聚糖涂层的鱼体质地最好(2.51 kg/cm)²)在贮存期结束时的测试样本中。

pH值

pH值是鱼产品新鲜度的重要指标(Brewer等。2006)．经处理的鱼类样品的pH值变化情况见表2．在时间零点时，对照样品的pH值为6.27，冷藏结束时达到6.78。关于汇总的平均pH值，对照样品具有显著的(P≤0.05)，平均pH值较高(6.46）比其他治疗效果好。纳米壳聚糖覆盖的样品(T5和T6)的平均pH值最低(6.11和6.13)。与对照样品相比，含有2%壳聚糖和丁香油的组合处理的pH值较低(6.31)。莫汉等人(2012)发现，涂有壳聚糖的沙丁鱼具有显著的(P≤0.05)低于无涂层鱼的pH值。

pH值随着贮存时间的增加而不断升高，差异有统计学意义(P≤0.05)。Nirmal和Benjakul (2011)发现，贮藏期间pH值逐渐升高，这是由于内源酶自溶过程中产生的碱性化合物积累所致。Pawar等人(2013的pH值略有增加Catla Catla在冰箱温度(- 2到- 4°C)下保存时，从6.50到6.79。

总挥发性碱性氮

总挥发性氮总是被用来评估鱼的质量，因为它直接关系到微生物的生长和基本成分的生产，如甲胺氨、二乙胺和三甲胺，作为细菌代谢的结果(Amin2012)．样品冷藏过程中TVB-N值的变化如表所示3.．时间0时，样品中的TVB-N值为8.83 ~ 11.15 mg/kg。TVB-N值显著(P≤0.05)均低于对照样品。在贮存过程中，所有样品均呈稳定增长(P≤0.05)，且控制样本的增长速度较快。对照样品的TVB‐N值从11.15 mg/kg增加到59.70 mg/kg，并在储存12天后超过了海鲜被认为安全的最大水平(35 mg/kg)。

含有2%纳米壳聚糖和丁香油(T6)组合的样品具有最低的合并平均TVB-N值(16.66 mg/100 g)。2015)表明，与其他处理相比，纳米壳聚糖涂层处理鲢鱼减缓了TVB-N浓度的上升。此前，纳米壳聚糖涂层被发现比壳聚糖涂层更有效地抑制冷藏鲢鱼鱼片中TVB-N含量的增加(Ramezani et al。2015)．

三甲胺

肌肉中三甲胺(TMA)含量是鱼变质最常用的指标(Shahidi & Hossain)2022)．所研究样品在贮存过程中TMA值的变化见表4．在时间0时，对照样品的TMA为0.460，储存结束时达到9.82 mg/100 g。TMA水平显著降低(P≤0.05)。纳米壳聚糖和丁香油(T6)涂层的鱼类样品的TMA汇总平均值(0.76 mg/100 g)低于对照样品(4.94 mg/100 g)，这一发现可能与纳米壳聚糖的抗菌性能有关。含壳聚糖涂层的样品TMA值较对照组低。Günlü和Koyun (2013)，以及Tsiligianni等人(2012)．鱼类产品的排异水平为5 - 10毫克TMA/100克肉(Ocaño-Higuera等。2011)．

过氧化值

过氧化值(PV)是确定油脂中初级氧化化合物(过氧化物)存在的一种流行方法(Zhang et al。2010)．表格5为鱼排样品在4℃贮藏期间PV的变化。在本研究中，鲻鱼排样品的平均PV值在1.29 ~ 5.68 meq/kg鱼脂的范围内。所有处理过的鱼手指样品的初始PV值显著(P≤0.05)低于对照组。所有样品的PV在储存期间都有所上升，控制样品在冷藏24天后的最高水平(15.16 meq/kg)，从零时的0.923 meq/kg脂质值．

含有纳米壳聚糖和丁香油(T6)的鱼排的平均PV最低(1.29 meq/kg)。全等(2002)报道，纳米壳聚糖涂层可作为肉与周围环境之间的屏障，以阻碍氧气的渗透．根据Maqsood和Benjakul (2010)．5 meq/kg的水平是鱼油的最大允许PV (Piedrahíta Márquez等，2019)，所有涂层样品均低于这一水平，最多可保存21天。

硫代巴比妥酸反应性物质

硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)值是用于确定鱼质量的指标之一，并计算为丙二醛当量(MDA eq) (Sheard等。2000)．鱼类样本的TBARS值见表6．贮藏零时，对照TBARS为0.454，贮藏结束时达到5.21 mg MDA eq/kg。对照样品在21天的储存中具有可接受的MDA eq水平。如表所示6，涂层鱼排之间TBARS平均值无显著差异。Ramezani等人也发现了类似的结果。2015)，结果表明，在冷藏过程中，壳聚糖和纳米壳聚糖涂层对鲢鱼TBARS的浓度无显著差异。

纳米壳聚糖与丁香油联合处理的TBARS值最低。Zhang等(2008)通过自由基清除活性测试和还原能力测试，证明使用ch -三聚磷酸纳米颗粒在体外保持抗氧化活性。这种现象的发生可能是因为纳米壳聚糖的颗粒尺寸小，单位体积的表面积大，这增加了壳聚糖捕获OH自由基的能力。

鱼排在冷藏期间的微生物变化

有氧平板计数

微生物活性是影响鱼类品质的一个限制因素，由于细菌在腐败中的重要性，APC被用作鱼类产品的可接受性指标。表格7显示了冷藏期间鱼排样品中的APC。在时间0时，对照样品的APC为3.84，冷藏期结束时达到8.90 (log cfu/g)。对照样品中APC的上升可能是由于简单的氮分子(氨基酸和核苷酸)和脂肪酸的上升，这些分子是由天然鱼类酶降解脂肪和蛋白质产生的，这为细菌的生长提供了适当的条件。处理后的乌鱼排样品(t2 ~ t6) APC平均值约为3.50 ~ 4.39 log cfu/g。这些数值没有达到国际食品微生物规范委员会(ICMSF)规定的鲜鱼最大允许限值(7 log CFU/g)2002)．添加壳聚糖、丁香油和纳米壳聚糖后，由于它们的协同作用，APC降低。

纳米壳聚糖涂层对微生物的抑制作用可能与纳米壳聚糖涂层的抗氧能力有关₂微生物呼吸的必要条件(Abdel-Wahab et al。2020)．

Psychrotrophic细菌

嗜冷菌之类Alteromonas, Shewanella，黄杆菌属,而且假单胞菌已被确定为鱼类的主要细菌。如表所示8各处理中精神细菌的初始水平在1.65 ~ 2.72 log CFU/g之间，并在贮藏期间呈上升趋势。冷藏12天后，对照样品超过了允许限值(7.41 log CFU/g)。Ojagh等人(2010)还发现，将壳聚糖涂层与精油结合使用，可以使冷养细菌在可接受的范围内冷藏长达12天。

大肠杆菌的细菌

表格9显示了冷藏期间鱼排样品中大肠菌群的水平。鱼排样品中大肠菌群的平均数量为3.40 ~ 6.09 log cfu/g。一个重要的(P对照组大肠菌群数量较其他处理增加(≤0.05)。含有壳聚糖或纳米壳聚糖和丁香油(T5和T6)的处理，由于其抗菌性能，大肠菌群数量最低。

酵母和霉菌

表格10显示冷藏期间鱼排样品中酵母和霉菌的数量。在时间零时，对照组的计数最初为3.86 log cfu/g，冷藏时间结束时达到8.90 log cfu/g。含有纳米壳聚糖涂层(T5)的处理具有最低的平均酵母和霉菌数量(3.68 log cfu/g)。壳聚糖的杀菌和杀菌活性被认为是通过壳聚糖中质子化的氨基与细胞表面的负基之间的静电相互作用来实现的，这种静电相互作用可以抑制微生物的生长。

鱼排的感官评价

颜色

鱼排的颜色变化如图所示。2．对照组在贮存时间内的所有感官评分均显著低于处理样品。对照样品的颜色评分仅可接受12天的储存。统计分析表明，处理和冷藏对贮藏期间的颜色变化有显著影响。

气味

鱼排的气味变化如图所示。3.．在贮藏的最初0天，丁香油处理的气味属性得分最低(8)，可能是由于丁香油的独特风味，而纳米壳聚糖处理的气味属性得分最高(10)。Songsaeng (2014)发现，气味评分随着丁香油浓度的增加而降低。处理和贮存时间均有统计学意义(P≤0.05)，纳米壳聚糖对鱼排的平均气味评分最高。根据Soultos et al. (2008)及Roller等(2002)，在香肠中添加纳米壳聚糖可提高其气味和风味的可接受性。

味道

鱼肉排的口感变化如图所示。4．在贮藏的最初0天，丁香油样品的口感属性最差，可能是由于丁香油的风味独特，而对照样品的口感较好。贮藏结束时，对照样品的口感评分最低(1)，含纳米壳聚糖2%的处理的口感评分较高(6.5)。处理和保存时间对鱼样的口感有显著影响。

纹理

鱼排口感的感官变化如图所示。5．丁香油处理产生的平均纹理值(8.10)高于对照和其他样品。贮藏结束时，对照样品的质地值最低(2)，壳聚糖2%和丁香油组合处理的质地值较高(6.5)。在整个储存时间内，平均纹理值持续下降，差异显著(P≤0.05)从最初的9.3到储存期结束时的4.8。

外观

数字6显示了鱼排样品在冷藏过程中外观的变化．处理和保存时间对鱼样外观有显著影响。所有样品在贮藏初期均具有可接受的感官特征，但随着贮藏时间的增加感官特征呈下降趋势。统计分析表明，处理和冷藏对鱼在储存期间的外观有显著影响。

总体可接受性

直到感官值达到4 (Ojagh et al。2010)．数字7显示了鱼排样品在冷藏期间的一般可接受性的变化．对照样品分数随储存时间的增加而迅速下降。然而，处理提高了可接受性得分，其中纳米壳聚糖涂层样品的平均得分最高(8.05)。李等人(2012)发现，在储存8天后，大黄鱼的普遍接受度显著下降，这与细菌数量的增加相符。

纳米壳聚糖和丁香油基涂层用于鱼排，通过防止氧化来保存感官质量。纳米壳聚糖已被证明是一种有效的抗氧化剂和螯合剂，使其与氧化酶反应并防止其影响(Tayel2016)．

利用壳聚糖、纳米壳聚糖等天然食用涂层可以延长鱼排冷藏的保质期。此外，纳米壳聚糖和丁香油的组合处理在冷藏24天内比其他处理更有效地改善了新鲜鱼排的化学、微生物和感官特性。这些研究结果可作为生产者在冷藏温度下为消费者提供具有良好保质期的新鲜鱼排的依据。

当前研究期间和/或分析期间的数据集可根据合理要求从通信作者处获得。

CSNPs:

Nanochitosan

透射电镜:

透射电子显微镜

TVB-N:

总挥发性碱性氮

TMA,

三甲胺

PV:

过氧化值

TBARS:

硫代巴比妥酸反应性物质

MDA情商:

丙二醛与

APC:

好氧平板计数

TPC:

精神很重要

VRB:

紫红胆

方差分析:

方差分析

不适用。

本研究不涉及外部资金。

作者及隶属关系

1. 埃及伊斯梅利亚苏伊士运河大学农学院食品技术系

   Samar Aref, Ramadan Habiba和Fatma Zayet

2. 埃及伊斯梅利亚苏伊士运河大学农学院食品技术(家庭经济)系

   名字Morsy

3. 埃及伊斯梅利亚苏伊士运河大学兽医系药理学

   穆罕默德Abdel-Daim

贡献

Samar Aref:数据收集，样本分析，并撰写手稿。斋月哈比巴:研究概念化与设计、经费筹措、研究监督、稿件评审与最终编辑。Noha Morsy:审阅手稿和研究设计。Fatma Zayet:协助样本收集。Mohamed abdeldiam:帮助收集样本。作者们阅读并批准了手稿的最终版本。

相应的作者

对应到萨玛•基诺．

伦理批准并同意参与

不适用。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

出版商的注意

伟德体育在线施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

开放获取本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议，允许以任何媒介或格式使用、分享、改编、分发和复制，只要您对原作者和来源给予适当的署名，提供知识共享许可协议的链接，并注明是否有更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创作共用许可协议中，除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料未包含在文章的创作共用许可协议中，并且您的预期使用不被法定法规所允许或超出了允许的使用范围，您将需要直接获得版权所有者的许可。如欲查看本牌照的副本，请浏览http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/．

转载及权限