新型天然植物防腐劑在延長低溫肉制品貨架期中的應用

禹迎迎，金 鑫，郗 遠，徐幸蓮，周光宏，*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學，教育部肉品加工與質量控制重點實驗，江蘇南京210095;2.南京市質量技術監(jiān)督局六合分局，江蘇南京211500;3.大連聞達化工股份有限公司，遼寧大連116620)

低溫肉制品是以經(jīng)檢疫、檢驗合格的畜禽肉等為主要原料，經(jīng)前處理、機械加工、填充或成型、熱加工(產(chǎn)品中心溫度不低于68℃且不高于100℃、含淀粉類產(chǎn)品中心溫度不低于72℃)、冷卻、包裝等工藝制得的肉制品，其儲運、銷售環(huán)境溫度應控制在0～4℃［1］。低溫肉制品是肉制品發(fā)展的主要方向，但由于殺菌溫度低，滅菌不徹底，導致產(chǎn)品極易產(chǎn)生漲袋、發(fā)粘、變酸和變色等腐敗問題，制約了低溫肉制品的發(fā)展［2］。添加高效防腐劑是預防低溫肉制品腐敗變質的理想方法。食品企業(yè)使用的防腐劑主要分為化學防腐劑和天然防腐劑兩大類，目前仍以前者居多。但是天然防腐劑因其抗菌性強、安全無毒、熱穩(wěn)定性好、作用范圍廣等優(yōu)點，日益受到人們的關注［3］。天然植物防腐劑是將植物組織通過浸提、蒸餾等物理化學方法獲得純提取物，再輔以制劑方法制得的物質，主要成分包括甙、酸、多酚、苷、萜、黃酮、生物堿和花青素等［4］。研究表明，這些成分能夠通過降解細胞壁、破壞細胞膜、使細胞內(nèi)容物外泄、凝結細胞質、消耗細胞能量等方式來抑制細菌、霉菌、酵母等的生長，從而達到抑菌、防腐的效果［5］。目前國內(nèi)外對天然植物防腐劑的研究異?；钴S，并取得了顯著的成果，如植物精油的抑菌保鮮研究［6-7］。本實驗所使用的復合天然植物防腐劑(Complex Antimicrobial Plant Extracts，CAPE)在體外抑菌實驗中具有較強的抑菌活性。本實驗以非煙熏法蘭克福香腸為防腐保鮮對象，對該新型復合天然植物防腐劑的防腐保鮮性能進行比較研究，為低溫肉制品的防腐保鮮和貨架期研究提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

復合天然植物防腐劑(Complex Antimicrobial Plant Extracts，CAPE):將迷迭香、越橘、葡萄柚、檸檬和蘋果的功效部位經(jīng)搗碎、食用酒精萃取、過濾、濃縮和復配后，以麥芽糊精為壁材，采用微膠囊化技術制得，為棕色粉末狀固體;牛肉、豬肉、洋蔥、蒜子、山梨酸鉀及各種調(diào)味料 南京市雨潤食品有限公司;營養(yǎng)瓊脂、腸道菌群計數(shù)瓊脂、MRS培養(yǎng)基、假單胞分離瓊脂、PALCAM培養(yǎng)基基礎、P-104 PALCAM選擇性添加劑、一次性平板、均質袋和真空包裝袋 北京陸橋技術有限公司。

DZQ-5002SB型真空包裝機 上海圣松有限公司;低溫生化培養(yǎng)箱 上海STIK設備有限公司;BagMixer均質機 法國Interscience公司;CIE-LAB CR-400型全自動色差計 MINOLTA公司;TA-XT2i物性測試儀 英國 Stable Micro Systems公司;HI9025c型pH計 葡萄牙Hanna公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 法蘭克福香腸的配方 豬瘦肉5.4kg、豬肥膘1.04kg、牛肉 1.4kg、洋蔥 125g、蒜子 25g、食鹽 82.5g、味精5g、糖50g、復合磷酸鹽12.5g、異抗壞血酸鈉10g、亞硝 酸 鹽 0.375g、混 合 天 然 香 料 30g、冰水1.25kg。

1.2.2 工藝流程［8］原料肉修整→絞肉→斬拌→灌腸→干燥→蒸煮→冷卻→真空包裝→4℃保存。操作要點:原料肉除筋腱后8mm孔板絞碎，加少量冰水斬拌，溫度控制在10℃以下。斬拌均勻后放入0～4℃冷庫中腌制約4h，然后灌入直徑約為25mm的膠原蛋白腸衣中，煙熏爐中干燥、蒸煮(參數(shù)設定為:65℃干燥25min，爐內(nèi)78℃、香腸中心溫度72℃蒸煮45min)。蒸煮后用10℃左右的流動水沖淋冷卻，0～4℃冷庫過夜，真空包裝，4℃恒溫箱中保存。每周取樣檢測一次。

1.2.3 實驗組設計及指標測定 實驗共分6個處理組，空白組:不添加任何防腐劑;化學組:山梨酸鉀(1.5g/kg);1組:CAPE添加量2g/kg;2組:CAPE添加量4g/kg;3組:CAPE添加量6g/kg;4組:CAPE添加量8g/kg。

各種細菌的計數(shù)方法參照GB4789.2-2003《食品衛(wèi)生微生物菌落總數(shù)檢測》［9］。pH測定參照韓衍青［9］方法，取10g絞碎的樣品，加入90mL蒸餾水，混合搖勻后靜置2min測定pH，每組做3個重復。色度測定參考李春保等［10］的方法，將樣品切成高約2cm的圓柱體，采用CIE-LAB全自動色差計測定樣品截面 L*值(亮度)，a*值(紅度)，b*值(黃度)，每組做 6個重復。質構測定參考董慶利等［11］的方法，將樣品切成直徑和高度均為2cm的圓柱，采用物性測定儀對其進行質構剖面分析(texture profile analysis，TPA)，測定指標包括硬度、彈性、凝聚性和咀嚼性等。儀器參數(shù)設定(P50探頭)為:下降速度2mm/s，測試速度1mm/s，回復速度1mm/s，觸發(fā)力5g，停留時間為5s，壓縮距離為10mm。每組做6個重復。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 13.0進行單因素方差分析(LSD法)及鄧肯氏多重檢驗(p＜0.05)分析不同處理間的顯著差異性。

2 結果與分析

2.1 微生物測定指標

如圖1，各組的初始總菌數(shù)均在1.5lg(CFU/g)左右。隨著貯藏時間的延長，總菌數(shù)開始增加，空白組總菌數(shù)上升最快，2～3周即超過了熟肉制品衛(wèi)生標準允許的總菌數(shù)4.699lg(CFU/g)［12］;其次是 1 組，總菌數(shù)在3周時達到4.699lg(CFU/g);2組與化學組相當，總菌數(shù)在4周左右時達到4.699lg(CFU/g);3、4組總菌數(shù)上升較慢，分別在6周和7～8周時達到4.699lg(CFU/g)。

圖1 4℃下樣品細菌總數(shù)的變化Fig.1 Changes in total colony number at 4℃

如圖2，各組的乳酸菌初始數(shù)均為1.5lg(CFU/g)左右，與初始總菌數(shù)相近，隨著貯藏時間的延長，乳酸菌數(shù)開始增加，但仍與相應的總菌數(shù)目相近，說明乳酸菌始終是樣品的主要優(yōu)勢腐敗菌。各組抑制乳酸菌的效果從大到小依次是:4組＞3組＞2組＞化學組＞1組＞空白組。

圖2 4℃下樣品乳酸菌數(shù)的變化Fig.2 Changes in lactic acid bacteria number at 4℃

如圖3，腸桿菌科細菌的初始數(shù)少于1lg(CFU/g)，但在貯藏初期便快速生長，成為樣品的優(yōu)勢腐敗菌。各組抑制腸桿菌科細菌的效果從大到小依次是:4組、3組、2組，化學組與2組效果相當，1組、空白組。

如圖4，空白組的假單胞菌初始數(shù)為1.5lg(CFU/g)，生長速度較快，說明假單胞菌是樣品的優(yōu)勢腐敗菌，而其他各組假單胞菌生長速度較慢，主要是由于假單胞菌被防腐劑抑制所致。各組抑制假單胞菌的效果從大到小依次是:4組＞3組＞2組＞化學組＞1組＞空白組。

圖3 4℃下樣品腸桿菌科細菌的變化Fig.3 Changes in Enterobacteriaceae number at 4℃

圖4 4℃下樣品假單胞菌的變化Fig.4 Changes in Pseudomonas spp.number at 4℃

2.2 pH變化

如圖5，在整個貯藏過程中，各組的pH均呈下降的趨勢，這主要與樣品貯藏期間的主要優(yōu)勢腐敗菌乳酸菌的產(chǎn)酸有關?？瞻捉M的pH下降最為顯著(p＜0.05)，與其他組相比，CAPE 添加量為 4、6、8g/kg的處理組能有效減緩樣品pH的下降，延緩產(chǎn)品變酸。

圖5 4℃下樣品pH的變化Fig.5 Changes in pH during storage at 4℃

2.3 色度變化

由圖6可知，第0周時，添加CAPE對樣品的色度產(chǎn)生了影響。其中CAPE添加量為4、6g/kg時，樣品的亮度(L*值)、紅度(a*值)均顯著增大(p＜0.05)，而添加量為8g/kg時樣品出現(xiàn)亮度(L*值)、紅度(a*值)減小的現(xiàn)象。在整個貯藏過程中，所有組均呈L*值減小、a*值增大、b*值增大的趨勢，這與微生物生長繁殖、產(chǎn)品氧化酸敗、出水出油等密切相關。其中空白組的L*、a*、b*值隨貯藏時間的增長而變化顯著(p＜0.05)，CAPE添加量為4、6g/kg的組別L*、a*、b*值變化較為穩(wěn)定，而添加量為8g/kg的處理組L*、a*、b*值變化顯著(p＜0.05)，表明 CAPE 添加量為4、6g/kg時，樣品的色澤較穩(wěn)定。

圖6 4℃下樣品色度的變化Fig.6 Changes in color parameters storage at 4℃

2.4 質構指標

如表1，實驗測定了0周時各組樣品的質構特性?？梢钥闯?，添加新型CAPE能夠提高乳化腸的硬度、黏聚性和咀嚼性，且隨著添加量的增大，這種變化趨勢越來越顯著(p＜0.05)，對彈性影響不顯著(p＞0.05)。

3 討論

微生物是影響低溫肉制品貨架期的關鍵因素，所以抑菌效果是評價防腐劑的核心因素。本實驗選用常用的常規(guī)化學防腐劑山梨酸鉀作為對照。新型CAPE添加量為2g/kg時抑菌效果比添加山梨酸鉀差;新型CAPE添加量為4g/kg時抑菌效果與添加山梨酸鉀相近，產(chǎn)品貨架期均為4周左右;新型CAPE添加量為6、8g/kg時抑菌效果比山梨酸鉀好，產(chǎn)品貨架期分別延長至6周、7～8周，說明新型CAPE的防腐效果顯著優(yōu)于山梨酸鉀。同時，4℃的貯藏實驗表明，乳酸菌、腸桿菌科細菌、假單胞菌是非煙熏法蘭克福香腸上的優(yōu)勢腐敗菌，而單增李斯特菌未檢測出，這與胡萍等［13］研究的真空包裝煙熏火腿切片在貯藏過程中的優(yōu)勢腐敗菌的種類一致。

表1 添加防腐劑對樣品質構的影響Table 1 Effect of preservative on texture values

肉制品的外觀色澤往往是決定消費者購買的決定性因素［14］。新型CAPE添加量越多，其抑菌效果越好，但是當添加量為8g/kg時，對產(chǎn)品色澤產(chǎn)生不利影響，這可能是因為新型CAPE本身為棕色粉末，添加量過多影響樣品的色澤，同時有研究表明，很多種香辛料提取物在較高濃度使用時，會使食品表現(xiàn)出異常的顏色［15］。

添加新型CAPE對產(chǎn)品質構產(chǎn)生了有利影響，這是由于新型CAPE的壁材是麥芽糊精，即變性淀粉，相當于在乳化腸中加入了一定量的變性淀粉，大量研究表明，在乳化腸中加入變性淀粉，會對其品質尤其是其質構的改良產(chǎn)生積極影響［16-18］。

綜上所述，從對產(chǎn)品的抑菌效果、顏色和質構三方面的影響綜合考慮，新型 CAPE最適添加量為4～6g/kg。

4 結論

添加新型復合天然植物防腐劑和化學防腐劑的非煙熏法蘭克福香腸在4℃下的貯藏實驗表明:新型復合天然植物防腐劑的防腐效果顯著優(yōu)于常規(guī)化學防腐劑山梨酸鉀，添加量為4和6g/kg時，可將產(chǎn)品貨架期分別延長至4和6周，且對產(chǎn)品的色澤和質構產(chǎn)生有利影響。

［1］SB/T 10481-2008低溫肉制品質量安全要求［S］.北京:中國標準出版社，2003.

［2］孫鏈，周輝，徐寶才.低溫肉制品腐敗微生物控制技術研究進展［J］.肉類研究，2010，137:40-45.

［3］吳京平.新型植物源天然食品防腐劑及其抑菌性能［J］.中國食品添加劑，2009(3):61-64.

［4］Lambert R J W，Skandamis P N，Coote P J，et al.A study of minimum inhibitory concentration and mode of action of oregano essential oil，thymol and carvacrol［J］.Journal of Applied Microbiology，2001，91:453-462.

［5］Pradeep Singh Negi.Plant extracts for the control of bacterial growth:Efficacy，stability and safety issues for food application［J］.International Journal of Food Microbiology，2012，156:7-17.

［6］孫婷婷，徐藝青.不同方法提取香辛料精油對低溫肉制品抑菌效果的影響［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工·學刊，2012，286(7):83-85.

［7］李婭男，呂飛，梁浩，等.4種植物精油體外抑菌活性及其穩(wěn)定性的研究［J］.北京化工大學學報:自然科學版，2012，39(3):81-85.

［8］徐寶才，孫建清，周光宏，等.斬拌方法對低溫乳化香腸品質的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學學報，2011，16(5):144-150.

［9］韓衍青.應用超高壓技術延長低溫火腿的貨架期［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學，2011.

［10］李春保，周光宏，徐幸蓮，等.熱鮮豬肉、普通冷卻豬肉和真空包裝冷卻豬肉加工過程中品質變化研究［J］.肉類工業(yè)，2008，23(3):24-32.

［11］董慶利，羅欣.熏煮香腸質構的感官評定與機械測定之間的相關分析研究［J］.食品科學，2004，25(9):49-55.

［12］GB 2726-2005熟肉制品衛(wèi)生標準［S］.北京:中國標準出版社，2005.

［13］Nychas G-J E，Skandamis P N，Tassou C C，et al.Meat spoilage during distribution［J］.Meat Science，2008，78(1-2):77-89.

［13］胡萍，徐幸蓮，周光宏.真空包裝煙熏火腿切片貯藏過程中微生物區(qū)系的動態(tài)變化［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2010，38(8):197-200.

［14］Draughon F A.Use of botanical sasbio preservatives in foods［J］.Food Technology，2004，58(2):20-28.

［15］孫建清，徐寶才，余忠，等.淀粉類對低溫乳化香腸品質的影響［J］.肉類研究，2011，25(12):1-5.

［16］代佳佳，徐幸蓮，周光宏.親水膠體和玉米變性淀粉對低脂雞肉腸的影響［J］.江西農(nóng)業(yè)學報，2009，21(6):84-87.

［17］El˙zbieta Piotrowska，W?odzimierz Dolata，Hanna M，et al.Quality assessment of finely comminuted sausages produced with the addition of different forms of modified starch［J］.Acta Agrophysica，2004，4(1):129-139.

［18］Pietrasik Z.Effect of content of protein，fat and modified starch on binding textural characteristics，and colour of comminuted scalded sausages［J］.Meat Science，1999(51):17-25.