壳寡糖在湘派休闲豆干保鲜中的应用研究

龚周亮，赵良忠*，刘汁琪，林碧莲，周劲松，刘斌斌

(1.邵阳学院 食品与化学工程学院，豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室，湖南邵阳 422000；2.平江县劲仔食品有限公司，湖南岳阳 414000）

湘派休闲豆干是以豆清发酵液（又称酸浆）为凝固剂生产的酸浆豆腐经再加工而成的休闲产品，其营养丰富，深受消费者喜爱[1-2]。但由于制作工艺繁杂且耗时较长，导致湘派休闲豆干微生物污染严重，目前加入抑菌活性物质、抗菌涂膜等新兴技术相继用于延缓豆干产品的变质[3]。壳寡糖（Chitosan Oligosaccharides，COS）具有抗氧化、清除自由基以及抑菌等多种生物活性。课题组前期研究了不同聚合度壳寡糖处理对预包装豆腐冷藏期间保鲜效果的影响，得到浓度为4 mg·mL-1的壳二糖至壳四糖聚合度的壳寡糖保鲜效果最佳。本研究在此基础上，采用相同浓度的壳寡糖组合溶液对湘派休闲豆干进行涂膜处理，探究其对湘派休闲豆干的保鲜作用，为壳寡糖在豆制品行业抑菌保鲜领域工业化应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

东北大豆，市售；平板计数琼脂培养基，中山市百微生物技术有限公司；95%脱乙酰度胶体壳寡糖，上海源叶生物科技有限公司；盐酸、乙醇、无水乙醚、石油醚、碘和碘化钾等化学试剂均为国产分析纯。

SJJ-20型熟浆集成机，北京康得利科技有限公司；FE28-CN型pH计，瑞士Mettler Toledo公司；TA1型质构仪，英国Lloyd公司；Scientz-04型微生物均质机，宁波新芝科技有限公司；UDK139型凯氏定氮仪，意大利VELP公司。

1.2 试验方法

1.2.1 壳寡糖酶法制备及涂膜

壳寡糖酶法制备参考林碧莲等[4]的方法，配制浓度为4 mg·mL-1的壳二糖至壳四糖聚合度的壳寡糖涂膜溶液，定容至1000 mL。涂膜方法参考周枫等[5]的方法，待豆干自然摊凉后，浸入配制好的壳寡糖涂膜溶液中2 min，然后迅速烘干至豆干表面无明显水迹。

1.2.2 样品采集

壳寡糖涂膜处理样品记为COS组；对照组样品采用的无菌生理盐水浸泡2 min，其他方法一致，记为CK组。两组样品真空包装后进行巴氏杀菌处理，马上用冷水降至室温，经25 ℃贮藏40 d，间隔10 d取样一次。

1.2.3 菌落总数、理化指标和质构特性测定

菌落总数：参照《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》（GB 4789.2—2022）；pH：参照《食品安全国家标准 食品pH值的测定》（GB 5009.237—2016）；水分：参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）；蛋白质：参照《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）；脂肪：参照《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》（GB 5009.6—2016）；质构特性：参照韩翠萍等[6]方法。

2 结果与分析

2.1 不同组别样品贮藏过程中菌落总数变化

不同处理方式的湘派豆干在25 ℃下贮藏期间菌落总数变化如图1所示，湘派豆干经过巴氏杀菌后初始菌落总数并未检出。CK组样品菌落总数前期（0～30 d）增长迅速，第30天时菌落总数已经严重超标，达到了5.67 lg cfu·g-1，已经失去食用价值。COS样品的菌落总数始终低于同时期的对照组，且在第40天时菌落总数为4.48 lg cfu·g-1，说明壳寡糖涂膜处理能有效抑制湘派豆干中微生物的生长繁殖。COS的抑菌效应是通过其所带正电荷基团与微生物细胞膜上脂多糖、脂蛋白等负电荷成分的相互作用影响了细胞膜的完整性和通透性，干预微生物正常的新陈代谢[7]。

图1 不同组别样品贮藏过程中的菌落总数变化

2.2 不同组别样品贮藏过程中理化指标变化

不同处理方式的湘派豆干在25 ℃下贮藏期间pH及水分含量变化如图2所示。贮藏过程中COS组样品中的pH无明显变化，COS组样品pH值降低缓慢的原因可能是壳寡糖能抑制微生物分解碳水化合物产生酸性物质的生理活动。而CK组样品中的pH从第20天开始显著下降，第40天时pH为4.66，与菌落总数的变化趋势呈负相关，主要是因为微生物过度生长繁殖，大量产酸导致。由图2可知，CK组样品中的水分含量在第10天后迅速降低，第40天时水分含量为54.13%，观察发现豆干边缘有液体渗出。相比之下，COS组样品中水分含量降低不明显，从第0天的57.90%降低至第40天的56.63%。这是因为在豆干凝胶体系中，水与多糖和蛋白质的官能团耦合，也可以被束缚在凝胶网络的微小网格或空隙中[8]。CK组样品在后期开始腐败变质，凝胶结构逐渐被破坏，固水能力逐渐降低，水分子被释放，表现为水分含量下降。

图2 不同组别样品贮藏过程中pH、水分含量变化

由图3可知，两组样品中蛋白质和脂肪含量随着贮藏时间的延长逐渐减少，其中COS组样品蛋白质含量从第0天的19.39%减少到第40天的18.20%，而CK组样品第40天蛋白质含量为15.80%。COS组样品脂肪含量从第0天的15.36%减少到第40天的13.86%，而CK组样品第40天脂肪含量为13.21%。其原因可能是由于豆干中微生物生长繁殖过程中分解复杂的多糖、脂肪和蛋白质[9]，进而降低脂肪和蛋白质含量。

综上所述，结合两组样品在贮藏期间菌落总数的变化，可以发现CK组样品在20 d后就开始发生腐败变质现象，而COS组样品在第40天时各项指标数据依然优于CK组20 d时的各项指标数据，说明壳寡糖涂膜处理能使产品货架期延长20 d以上。

2.3 不同组别样品贮藏过程中质构特性变化

本研究通过质构仪测定了不同组别样品在贮藏过程中硬度、弹性和咀嚼性的变化，结果如图4所示。贮藏期间两组样品的咀嚼性都是逐渐下降的，这是由于豆干的咀嚼性是由蛋白质与蛋白质以及蛋白质与水之间的相互作用力决定的，而蛋白质含量的降低势必导致豆干样品咀嚼性降低。COS组在贮藏过程中硬度和弹性逐渐增加，分别从初始的739.62 g、0.86升到795.23 g、1.22，硬度和弹性与豆干中蛋白质含量变化、水分含量变化趋势相反。这说明豆干蛋白质和水分含量与硬度和咀嚼性密切相关，与卜宇芳等[10]研究结果一致。其主要原因是豆干蛋白质变性和水分含量下降，改变了豆干蛋白凝胶致密性，导致豆干硬度增大。而CK组样品的硬度和弹性先增加后减少，是因为后期微生物数量过多，严重破坏了蛋白质的空间结构，导致产品变软，弹性下降。这说明壳寡糖涂膜处理能在货架期间有效地保持产品的物理特性。

图4 不同组别样品贮藏过程中质构特性变化

3 结论

本研究通过配制浓度为4 mg·mL-1的壳二糖至壳四糖聚合度的壳寡糖溶液，作为栅栏因子对湘派豆干进行涂膜处理，研究样品在25 ℃贮藏40 d期间的菌落总数、理化指标和质构特性的变化。结果表明与对照组相比，壳寡糖涂膜处理能有效延缓湘派豆干在常温贮藏过程中的微生物生长繁殖及品质劣变，保持产品的物理特性，延长货架期在20 d以上。本研究为豆制品企业延长产品货架期的方法提供了新技术路线。