Nisin-明膠可食性涂層對(duì)冷卻雞胸肉綜合保鮮效果

張希斌，羅欣，梁榮蓉，丁玉，張一敏

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，山東泰安，271018)

近年來(lái)雞肉類調(diào)理肉制品在中國(guó)發(fā)展迅速，成為主要的調(diào)理類肉制品組成部分，目前主要產(chǎn)品為凍藏類。相比冷凍類調(diào)理肉制品冷藏類調(diào)理肉制品因?yàn)槲唇?jīng)冷凍結(jié)冰過程其口感和風(fēng)味等感官品質(zhì)更優(yōu)，但是冷藏類調(diào)理肉制品在中國(guó)市場(chǎng)比較少見。冷藏調(diào)理肉制品的貨架期較短，且存在汁液損失問題，因而貨架期短成為限制冷藏類雞肉調(diào)理制品的限制因素。造成冷卻肉在貨架期間質(zhì)量劣化的原因主要有微生物引起的腐敗和汁液損失造成的質(zhì)量損失等。

可食性包裝膜具有控制濕度、氣體和脂類的遷移，同時(shí)可以作為防腐劑和營(yíng)養(yǎng)添加劑的載體［1］。明膠是一種來(lái)源于動(dòng)物加工副產(chǎn)品的天然可食性大分子，具有很強(qiáng)的吸水能力和持水能力，以明膠為基質(zhì)制成的可食性涂層可以吸收包裝食品滲出的水分且具有良好的包裝機(jī)械性能;Nisin是由乳酸鏈球菌屬菌(Lactococus lactis sp.)產(chǎn)生的一類能抑制微生物的多肽，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)、世界衛(wèi)生組織(WHO)和食品專家委員會(huì)認(rèn)定為安全的食品防腐劑［2］。有研究證明使用添加了Nisin的保鮮液顯著抑制了豬肉［3］、牛肉［4］、羊肉［5］和雞肉［6］等的腐敗。有研究認(rèn)為，Nisin添加到肉品中容易受到食品組分的影響，使其作用活性和延續(xù)時(shí)間受到削弱，但可以通過在可食性包裝中添加Nisin發(fā)揮其抑菌活性。

本研究將Nisin添加到明膠可食性涂層中，對(duì)雞胸肉進(jìn)行涂膜保鮮處理。目的是將明膠可食性涂層的保水性和Nisin的抑菌活性結(jié)合在一起，應(yīng)用于冷藏保藏的雞胸肉和調(diào)理肉制品的保鮮中，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用雞胸肉:采自山東某肉食有限公司雞肉屠宰流水線，經(jīng)快速預(yù)冷和冷鏈運(yùn)輸3 h內(nèi)到達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行涂層處理;明膠，石家莊金誠(chéng)明膠有限公司明膠;Nisin(106IU/g)，上海奇泓生物科技有限公司;純化甘油(食品級(jí))，陽(yáng)江市港陽(yáng)香化企業(yè)有限公司;乳酸(食品級(jí))，河南金丹乳酸科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)中調(diào)整明膠可食性涂層溶液Nisin濃度為0、100、300和 500 mg/L(1 mg/L相當(dāng)于 1 IU/mL)，分別在貯存4、8、12和16 d時(shí)測(cè)定雞胸肉的菌落總數(shù)、色差、中心pH值和汁液損失率。同時(shí)設(shè)置對(duì)照組。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 明膠可食性涂層液制備

涂膜液(明膠10%，甘油10%)混勻后進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理(121℃、20 min)，滅菌后在無(wú)菌環(huán)境下使用恒溫電熱水浴鍋(DK-S28，上海精宏)調(diào)節(jié)涂膜液至70℃，然后使用無(wú)菌涂膜容器分裝待用。按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用乳酸溶液(pH=2.0)溶解Nisin后添加到分裝后的明膠涂膜液中混勻。

1.3.2 雞胸肉的明膠涂層處理

在衛(wèi)生環(huán)境下使用浸涂法對(duì)雞胸肉進(jìn)行涂層處理，然后使用無(wú)菌聚乙烯食品托盤加聚乙烯保鮮袋包裝樣品，樣品經(jīng)快速冷卻后于0～4℃條件下貯存。

1.3.3 菌落總數(shù)的測(cè)定

參考國(guó)標(biāo)法(GB/T 4789.2－2008)進(jìn)行雞胸肉菌落總數(shù)的測(cè)定［7］。無(wú)菌環(huán)境下從實(shí)驗(yàn)雞胸肉樣品中分別取25 g肉樣放入裝有225 mL蛋白胨食鹽水(0.85%NaCl-0.1%蛋白胨)的stomacher拍打袋內(nèi)用拍打機(jī)(BagMixer－400，法國(guó))拍打60 s，取混勻菌液進(jìn)行梯度稀釋，采用傾注法使用平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基(PCA，北京路橋生物科技有限公司)培養(yǎng)［(36±1)℃，48 h］。

1.3.4 雞胸肉pH值測(cè)定

采用固體探頭pH計(jì)(Mp-120 Mettle-Toledo Inlab瑞典)測(cè)定雞胸肉的中心 pH(GB/T9695.5－2008)［8］。

1.3.5 雞胸肉色度測(cè)定

使用色差計(jì)(SP62愛色麗公司，美國(guó))測(cè)定雞胸肉表面色差值，隨機(jī)測(cè)定5個(gè)點(diǎn)的色差值(L、a、b)。

1.3.6 雞胸肉的汁液損失的測(cè)定

式中:m1，雞肉樣品初始總體質(zhì)量;m2，去除汁液損失后的質(zhì)量。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加濃度的Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的抑菌作用

不同Nisin濃度的明膠可食性涂層處理雞胸肉表面菌落總數(shù)隨時(shí)間變化結(jié)果列于表1。

表1 不同貯存時(shí)間可食性涂層處理雞胸肉菌落總數(shù)檢測(cè)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)采用的雞胸肉原料初始菌落總數(shù)為(4.03±0.05)log10CFU/g(原料肉)。由數(shù)據(jù)分析知在冷藏條件下(4℃)各處理組雞胸肉表面菌落總數(shù)均呈顯著遞增趨勢(shì)(P＜0.05);對(duì)照組和空白明膠可食性涂層處理組雞胸肉菌落總數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)更快。Nisin-明膠可食性涂層處理組雞胸肉的菌落總數(shù)在儲(chǔ)存期間顯著低于對(duì)照組，表現(xiàn)出持續(xù)的抑制雞胸肉表面微生物生長(zhǎng)的作用。其中冷藏4 d時(shí)Nisin 100、300、和500 mg/L明膠涂層處理雞胸肉菌落總數(shù)間差異不顯著;在貯存8 d時(shí)菌落總數(shù)隨Nisin濃度的增高表現(xiàn)出顯著的抑制作用;在貯存12 d和16 d時(shí)Nisin 500 mg/L處理組雞胸肉菌落總數(shù)顯著低于其它各處理組。

在貯藏8 d時(shí)對(duì)照組和空白明膠涂層處理組菌落總數(shù)已經(jīng)超過鮮禽肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)上限(＜6.0 log10CFU/g，GB16869 －2005［9］)，說(shuō)明冷卻雞胸肉在冷藏條件下(4℃)普通包裝雞胸肉貨架期不超過8 d;空白明膠涂層處理沒有抑制微生物生長(zhǎng)的作用，因此單純使用明膠可食性涂層不能起到抑制微生物生長(zhǎng)延長(zhǎng)雞胸肉貨架期的作用;添加了nisin的明膠可食性涂層包裝方式在4、8、12 d時(shí)表現(xiàn)出顯著的抑制微生物增長(zhǎng)的效果，且隨著涂層中Nisin濃度的增高抑菌效果增強(qiáng)，說(shuō)明可以通過添加Nisin的方式賦予明膠可食性涂層抑菌功能，使得明膠可食性涂層成為冷鮮肉冷藏條件下的包裝方式，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。

2.2 Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的pH值和色差的影響

2.2.1 Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉中心pH的影響

不同涂層處理的雞胸肉中心pH值不同貯藏時(shí)間測(cè)定結(jié)果列于表2。

由數(shù)據(jù)分析知在儲(chǔ)存初期，明膠可食性涂層處理對(duì)雞胸肉的中心pH沒有影響。冷藏儲(chǔ)存(4℃)4、8、12 d各涂層處理雞胸肉中心pH與對(duì)照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05);但是貯存16 d時(shí)500 mg/L處理組中心pH顯著低于其他各組。

2.2.2 Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的色差的影響

添加了Nisin的明膠涂層處理對(duì)雞胸肉的色澤影響效果見表3。

表2 Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉pH的影響

表3 添加Nisin的明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉色差的影響

由表示亮度指標(biāo)L值分析可知，明膠涂層處理可以在貯藏初期(4和8 d)顯著提高雞胸肉的亮度，且在貯藏4 d時(shí)顯著提高雞胸肉的黃度b值(P＜0.05)，但是明膠涂層處理在貯藏4 d時(shí)有降低雞胸肉紅度的作用(P＜0.05);Nisin濃度因素對(duì)雞胸肉色澤的影響不顯著。由分析結(jié)果知，明膠涂層處理在貯藏初期顯著改善雞胸肉亮度和黃度，同時(shí)也造成雞胸肉紅度的下降;但是在貯藏后期對(duì)雞胸肉的色澤影響不顯著。不同Nisin濃度的明膠涂層處理雞胸肉色澤之間沒有顯著區(qū)別，因而認(rèn)為Nisin的添加對(duì)雞胸肉的表面色澤變化較小影響。

2.3 Nisin明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的汁液損失率的影響

不同處理組雞胸肉的汁液損失率數(shù)據(jù)見表4。

表4 添加Nisin的明膠可食性涂層處理雞胸肉的汁液損失結(jié)果 %

由各組雞胸肉汁液損失數(shù)據(jù)分析知經(jīng)可食性明膠涂層涂膜處理雞胸肉汁液損失率在貯藏4、8、12和16 d時(shí)均顯著低于對(duì)照組(P＜0.05);不同Nisin添加濃度明膠涂膜處理組間(Nisin 0、100、300和500 mg/L組)雞胸肉汁液損失率差異不顯著(P＞0.05);雞胸肉的汁液損失在春貯存初期期呈遞增趨勢(shì)在4～8 d期間達(dá)到最大值后就不再變化。由明膠涂層處理的雞胸肉的汁液損失率在相同儲(chǔ)存時(shí)間內(nèi)顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明明膠涂層具有顯著提高雞胸肉保水性的功能，在貯存8 d時(shí)可以將汁液損失率由7.28%降為1.28%，極大地降低了汁液損失率，具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 討論

3.1 添加Nisin的明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉抑菌作用

實(shí)驗(yàn)中添加Nisin的明膠可食性涂層表現(xiàn)出顯著抑制雞胸肉表面微生物生長(zhǎng)的作用。Nisin的抑菌活性在明膠可食性涂層處理中仍然存在較高活性，進(jìn)而使得涂層處理具備了抑制微生物快速生長(zhǎng)的功能。

抑菌劑是一類由細(xì)菌分泌的能夠抑制相近和類似細(xì)菌生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)或者多肽，Nisin是應(yīng)用最廣泛的抑菌劑之一。Buonocore等研究了Nisin在可膨脹的可食性包裝材料中的遷移規(guī)律并建立了數(shù)學(xué)模型，為Nisin在可食性涂層中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)［10］。Nisin對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌屬具有廣泛的抑菌譜，可以有效的抑制李斯特氏菌屬和葡萄球菌屬等食源微生物，同時(shí)還可以抑制桿菌和梭菌屬的孢子萌發(fā)甚至殺死孢子［12］。Nisin抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)及芽孢萌發(fā)的機(jī)制是基于其對(duì)細(xì)胞表面的強(qiáng)烈的吸附進(jìn)而引起細(xì)胞質(zhì)的釋放而實(shí)現(xiàn)的。Nisin是帶有正電荷的疏水短肽，因而它可以作用在革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁帶負(fù)電荷的陰離子成分上，如磷壁酸、糖醛酸磷壁酸、酸性多糖和磷脂。相互作用的結(jié)果是與細(xì)胞壁形成管狀結(jié)構(gòu)，使得小分子質(zhì)量的細(xì)胞組成成分從孔道中泄露出來(lái)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外能差消失，對(duì)蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的生物合成產(chǎn)生抑制作用［13－14］。通過明膠可食性涂層的載體作用使得Nisin緩慢釋放到肉品表面而充分發(fā)揮了Nisin的抑菌作用，效果優(yōu)于將Nisin直接添加到肉品表面的使用方式;明膠可食性抑菌涂層在肉品表面形成一個(gè)抑菌保護(hù)膜，可以阻止來(lái)自外部的細(xì)菌感染，起到降低微生物生長(zhǎng)的效果［15］。

本實(shí)驗(yàn)中Nisin-明膠為涂層處理僅在雞胸肉初期抑制了微生物的快速生長(zhǎng)，但是貯存后期微生物總數(shù)升高。說(shuō)明僅靠Nisin一種抑菌成分不可能有效的抑制微生物在貯存期內(nèi)的增長(zhǎng)，最終導(dǎo)致調(diào)理肉制品的貨架期縮短。采用柵欄技術(shù)抑菌原理采用多種抑菌因子的綜合和協(xié)同作用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多靶抑制作用，可以達(dá)到抑制微生物生長(zhǎng)的效果。

3.2 明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉中心pH和表面色澤的影響

各Nisin水平處理組對(duì)雞胸肉中心pH在貯存前12 d沒有顯著影響。肉雞在屠宰前肌肉中心pH維持在中性附近，宰后因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)無(wú)氧酵解作用導(dǎo)致pH下降至極限pH，肉雞肌肉進(jìn)入尸僵狀態(tài)，此后在自身酶類的作用下積累的乳酸被分解導(dǎo)致中心pH的回升，除此以外有研究認(rèn)為，在冷鮮肉表面的微生物分解肌肉蛋白質(zhì)，并生成胺類物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致pH的變化［11］。

本實(shí)驗(yàn)處理組在前12 d內(nèi)雞胸肉中心pH不存在顯著差異，而在貯存16 d時(shí)Nisin 500 mg/L處理組中心pH顯著低于其他各組，此時(shí)空白對(duì)照組菌落總數(shù)已經(jīng)超過8.0 log CFU/g，已經(jīng)進(jìn)入腐敗狀態(tài)。由此說(shuō)明，添Nisin的明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的中心pH在貯存初期沒有影響。進(jìn)而說(shuō)明在貨架期內(nèi)，雞胸肉的中心pH不能作為定量保鮮指標(biāo)衡量產(chǎn)品的鮮度。使用明膠涂層處理雞胸肉在貯藏初期可以提高雞胸肉的亮度和黃度提高雞胸肉的色澤，但是貯存12和16 d時(shí)各處理組色差沒有顯著差異，因此明膠涂層在雞胸肉的貯藏初期能夠起到改善產(chǎn)品色澤指標(biāo)的作用。

3.3 明膠可食性涂層對(duì)雞胸肉的保水性作用

明膠可食性涂層能夠通過吸收雞胸肉滲出的水分，顯著的降低雞胸肉的汁液損失。將明膠可食性涂層處理雞胸肉后可以在雞胸肉表層形成一層膠體狀阻隔層，起到抑制汁液滲出和吸收有利水的作用。數(shù)據(jù)顯示，在貯藏期末可以將汁液損失由7.28%降低到1.28%，顯著降低了冷鮮肉的貯藏期間失重問題。

由汁液損失統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，不同濃度的Nisin處理組間汁液損失差異不顯著，說(shuō)明Nisin的添加不會(huì)影響明膠的吸水和保水能力。Nisin化學(xué)本質(zhì)是小分子多肽，添加到明膠涂層中不會(huì)影響到膠原蛋白分子構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，也不會(huì)影響明膠涂層的保水能力。

4 結(jié)論

(1)添加了Nisin的明膠可食性涂層具有顯著抑制雞胸肉表面菌落總數(shù)增長(zhǎng)的作用，可以延長(zhǎng)新鮮冷卻雞胸肉的貨架期，其中Nisin 500 mg/L組處理雞胸肉在貯存8 d時(shí)比對(duì)照組菌落總數(shù)降低了1.43 log CFU/g。

(2)添加Nisin的明膠可食性涂層在貨架期內(nèi)對(duì)雞胸肉中心pH值沒有影響。中心pH值不適合作為貨架期內(nèi)的保鮮指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)保鮮效果。

(3)添加了Nisin的明膠可食性涂層在保質(zhì)期初期可以通過提高雞胸肉的亮度和黃度，顯著提高雞胸肉的色澤。

(4)明膠可食性涂層處理的雞胸肉可以顯著降低雞胸肉的汁液損失，可以將汁液損失由7.3%降低到1.2%。

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