丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜保鮮效果的影響

張慧蕓，郭新宇

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023）

丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜保鮮效果的影響

張慧蕓，郭新宇

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023）

研究丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜冷藏期間感官品質(zhì)和貨架期的影響。測(cè)定生肉糜樣品在（4±1）℃冷藏期間細(xì)菌總數(shù)、pH值、硫代巴比妥酸反應(yīng)物值、高鐵肌紅蛋白含量以及感官品質(zhì)隨時(shí)間的變化情況。結(jié)果表明：添加丁香精油可提高殼聚糖可食性膜的抗菌和抗氧化活性。包裹丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜可有效抑制生肉糜菌落總數(shù)和高鐵肌紅蛋白含量的增加；同時(shí)還可抑制貯藏過(guò)程中的脂肪氧化，對(duì)感官品質(zhì)具有良好的保持作用，在（4±1）℃條件下貯藏期可達(dá)10～12 d，明顯提高了生肉糜貯藏過(guò)程中的品質(zhì)和貨架期。丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜可作為可食性包裝膜延長(zhǎng)生肉糜冷藏期間的貨架期。

殼聚糖；丁香精油；生肉糜；抗菌；抗氧化

隨著現(xiàn)代食品技術(shù)的發(fā)展和對(duì)綠色食品的推崇，可食性膜已成為保鮮與包裝領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1]。殼聚糖因其獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)，是天然多糖中唯一大量存在的堿性氨基多糖；它無(wú)毒、生物相容性好、可生物降解，具有抑菌性及良好的成膜性[2-3]?？墒承阅ぶ锌商砑踊钚猿煞?，包括抗菌劑、抗氧化劑、色素、風(fēng)味物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑和香辛料等[4-5]。丁香精油是從丁香樹的花蕾、葉子等提取的芳香精油，為我國(guó)GB 2760—2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定允許使用的食用香料。丁香油主成分為丁香酚、β-丁香烯、乙酰丁香酚，以及甲基正戊基酮、水楊酸甲酯等[6]，具有良好的抑菌抗氧化效果[7-9]。雖然多數(shù)精油被公認(rèn)為是安全的，但由于其具有較強(qiáng)烈的風(fēng)味，在有效抗菌劑量使用下通常會(huì)影響食品的風(fēng)味，限制了其作為食品防腐劑的使用[8]。與直接添加抗菌劑到食品中相比，結(jié)合到可食性膜中的抗菌劑可逐漸釋放到食品表面，可食性膜作為載體結(jié)合少量抗菌劑即可達(dá)到延長(zhǎng)食品貨架期的目的[10]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在添加活性物質(zhì)對(duì)可食性膜性能的影響[4-5,10]，而對(duì)添加活性物質(zhì)可食性膜應(yīng)用在食品保藏方面的研究甚少。本實(shí)驗(yàn)以殼聚糖為原料，甘油為增塑劑，添加具有抑菌抗氧化作用的丁香精油，制備丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜，研究復(fù)合膜對(duì)生肉糜4 ℃冷藏期間細(xì)菌總數(shù)、物理化學(xué)性質(zhì)如pH值、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid-reactive substances，TBARS）值和高鐵肌紅蛋白

（metmyoglobin，MetMb）含量，以及感官品質(zhì)的影響，為開發(fā)應(yīng)用新型可食包裝技術(shù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

殼聚糖（脫乙酰度95%） 南通興成生物制品廠；丁香油（丁香酚含量＞90%） 上海銘睿生物科技有限公司；甘油、溴化鈉 天津博迪化工有限公司；三氯乙酸（分析純）、硫代巴比妥酸 中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司；營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基 北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司；TU-1800紫外-可見光分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；JD500-2電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子稱量?jī)x器有限公司；AL104精密電子天平 上海天平儀器廠；BCD-216ZDJ電冰箱 青島海爾股份有限公司；DG-500型氣流式超微細(xì)度粉碎機(jī) 武漢愛斯佩科學(xué)儀器有限公司；PHS-25型pH計(jì) 上海精科雷磁儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜的制備方法

將殼聚糖溶于1%醋酸溶液中配制成2 g/100 mL殼聚糖溶液，加熱至60 ℃，攪拌使殼聚糖完全溶解，冷卻后加入0.5 g/100 mL甘油作為增塑劑，過(guò)濾，加入體積分?jǐn)?shù)2%丁香精油，攪拌均勻，倒入抽濾瓶中，在0.1 MPa真空條件下抽氣0.5～2 h使溶液脫氣，吸取5 mL的成膜液倒入有機(jī)玻璃皿（直徑8 cm）中，在60 ℃的干燥箱中干燥3 h成膜。之后在裝有飽和NaBr溶液的干燥器中（56%，20 ℃）平衡48 h，待用。

1.3.2 肉樣的處理

超市購(gòu)新鮮豬肉，去除筋膜及多余的脂肪，使瘦肉與肥肉的比例為1∶4，然后用絞肉機(jī)絞碎，加入2%食鹽混勻后，制成大約7.5 cm（直徑）×1.5 cm（厚度）的肉餅。隨機(jī)分成3 組，每組15 份，第1組未包裹膜為對(duì)照組，第2組為包裹殼聚糖膜組（CH），第3組為包裹丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜組（CEO+CH），每?jī)蓚€(gè)肉餅放入一個(gè)三乙酸纖維素酯（cellulose triacetate，CT）盒中，用保鮮膜封好，（4±1）℃條件下保存，分別在第0、3、6、9、12天測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.3 pH值的測(cè)定

采用pH計(jì)，按照GB/T 9695.5—1998《肉與肉制品pH測(cè)定》進(jìn)行。將10 g肉樣研磨后加入90 mL蒸餾水，混勻振蕩30 min，過(guò)濾后的濾液用pH計(jì)測(cè)定pH值。

1.3.4 菌落總數(shù)的測(cè)定

按照GB 4789.2—2003《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢測(cè)：菌落總數(shù)測(cè)定》。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照肉質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)菌落總數(shù)一般建議標(biāo)準(zhǔn)（新鮮肉為1～104CFU/g，次鮮肉為104～106CFU/g，變質(zhì)肉為106CFU/g以上）執(zhí)行。稱取被檢樣品10 g，放入90 mL無(wú)菌生理鹽水中，在搖床中振搖30 min，然后取1 mL上清液進(jìn)行加倍遞增稀釋，采用普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板傾注法，在37 ℃條件下有氧培養(yǎng)48 h后記數(shù)，結(jié)果以菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)值（lg（CFU/g））表示。

1.3.5 TBARS值的測(cè)定

參照Faustman等[11]的方法，略加改進(jìn)。稱取肉樣0.3 g，加3 滴抗氧化劑，然后加入3 mL TBA溶液，混勻，加入17 mL TCA-HCl溶液，沸水浴中保持30 min，取出自然冷卻，再取4 mL上述溶液，加入4 mL氯仿，3 000 r/min離心10 min，532 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。按式（1）計(jì)算TBARS值。

式中：A532nm為溶液的吸光度；m為樣品質(zhì)量/g；9.48為常數(shù)。

1.3.6 MetMb含量的測(cè)定

參照Krzywick[12]方法，并加以改進(jìn)。取5 g肉餡置于50 mL已 加有5 mL冰冷磷酸緩沖液（pH 6.8，40 mmol/L）的聚乙烯離心管中，4 000 r/min均質(zhì)10 s，4 ℃，10 000 r/min冷凍離心15 min，過(guò)濾取上清液，測(cè)量700、572、527 nm波長(zhǎng)處的吸光度。吸光度以磷酸緩沖液為對(duì)照。MetMb含量按式（2）計(jì)算（＜40%為好）。

1.3.7 感官指標(biāo)評(píng)價(jià)

參照Pohlman等[13]方法。采用5 分制評(píng)定肉糜樣品的顏色、氣味和總體可接受性。感官評(píng)定小組由10 名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)成員組成，均來(lái)自河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院。分別在不同冷藏時(shí)間（0、3、6、9 d和12 d）對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)定。感官評(píng)定在控制溫度、濕度及燈光的單獨(dú)感官評(píng)定小室中進(jìn)行。肉糜感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.4 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)均為3 次重復(fù)的平均值，用Statistix 8進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，平均數(shù)之間顯著性差異（P＜0.05）通過(guò)最小顯著差值進(jìn)行，用Sigma Plot 9.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜pH值的影響

圖1 丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜冷藏期間pH值變化的影響Fig.1 Effect of chitosan-based ?lms on pH value of pork patt ies during storage

從圖1可以看出，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組與處理組生肉糜pH值均呈上升趨勢(shì)。在第3天時(shí)，處理組生肉糜pH值與對(duì)照組相比差異不顯著（P＞0.05）。第6天后，對(duì)照組和處理組生肉糜pH值均顯著升高（P＜0.05），CH處理組和CEO+CH處理組pH值均顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。生肉糜冷藏期間pH值變化可能由于細(xì)菌對(duì)肌肉中葡萄糖的分解產(chǎn)酸和肉糜中腐敗微生物代謝物的積累引起[14-15]，說(shuō)明殼聚糖膜及丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜在生肉糜冷藏期間發(fā)揮了抑菌作用，減慢了生肉糜的腐敗變質(zhì)程度。

2.2 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜菌落總數(shù)的影響

圖2 丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜冷藏期間菌落總數(shù)的影響Fig.2 Effect of chitosan-based ?lms on standard plate count of pork patties during storage

如圖2所示，在生肉糜冷藏期間，對(duì)照組和處理組菌落總數(shù)均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，CEO+CH處理組細(xì)菌總數(shù)低于對(duì)照組和CH處理組，差異顯著（P＜0.05）；CH處理組在第6天時(shí)菌落總數(shù)顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），表明丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜和殼聚糖膜本身都能顯著抑制生肉糜菌落總數(shù)的增加。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組細(xì)菌總數(shù)快速增加，在第6天時(shí)達(dá)到5.66（lg（CFU/g），此時(shí)的生肉糜已經(jīng)出現(xiàn)變味和變色[16]，在第12天時(shí)對(duì)照組菌落總數(shù)達(dá)到7.20（lg（CFU/g）），而CH處理組為6.00（lg（CFU/g）），CEO+CH處理組僅為5.62（lg（CFU/g））。與對(duì)照組比較，CH處理組和CEO+CH處理組可延長(zhǎng)6 d微生物貨架期。

殼聚糖對(duì)許多食品腐敗菌和致病菌具有抗菌效果[17]。與對(duì)照組相比，CH處理組和CEO+CH處理組細(xì)菌總數(shù)顯著減少，另由圖1可知，在冷藏期間CH和CEO+CH處理組的pH值變化范圍為5.86～6.18，表明CH和CEO+ CH處理組具有較強(qiáng)的抑菌效果，且研究表明采用低溫（4 ℃）冷藏有利于提高殼聚糖可食性膜的抑菌活性[18]。許多研究表明丁香精油具有抗菌活性[7-8]，具備作為天然防腐劑應(yīng)用于食品尤其是肉制品中的潛力。研究表明向殼聚糖可食性膜中添加丁香精油可有效提高其對(duì)生肉糜的抗菌效果。

2.3 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜TBARS值的影響

圖3 丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜冷藏期間TBARS值的影響Fig.3 Effect of chitosan-based ?lms on TBARS of pork patties during storage

TBARS法廣泛應(yīng)用于分析肉制品的脂質(zhì)氧化程度。如圖3所示，在第3天時(shí)，對(duì)照組及處理組TBARS值之間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。在第6天時(shí)，CEO+CH處理組TBARS值與對(duì)照相比差異顯著（P＜0.05）；第9天后，CEO+CH處理組生肉糜TBARS值顯著低于對(duì)照組和CH處理組（P＜0.05），表明向殼聚糖可食性膜中添加丁香精油可提高其對(duì)生肉糜脂質(zhì)氧化的抑制作用。Camo等[19]研究表明采用含牛至提取物（主要成分為酚類化合物）的可食性膜包裹牛排，可提高其氧化穩(wěn)定性。Georgantelis等[20]將殼聚糖-迷迭香提取物復(fù)合可食性膜應(yīng)用于生豬肉腸冷藏保存實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明復(fù)合膜可起到較好的抗氧化作用，延長(zhǎng)生豬肉腸的貨架期。丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜脂質(zhì)氧化的抑制作用可能與丁香精油中含有具有抗氧化活性的酚類物質(zhì)有關(guān)[6]。結(jié)果表明，丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜可作為抗氧化活性包裝延緩肉制品的脂質(zhì)氧化。

2.4 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜高鐵肌紅蛋白（MetMb）含量的影響

圖4 丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜冷藏期間MetMb含量的影響Fig.4 Effect of chitosan-based ?lms on MetMb content of pork patties during storage

如圖4所示，在生肉糜冷藏期間，對(duì)照組和處理組MetMb含量均隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，差異顯著（P＜0.05）。MetMb含量變化與生肉糜顏色值的變化趨勢(shì)一致。生肉糜冷藏3 d后，對(duì)照組MetMb含量顯著高于CH和CEO+CH處理組（P＜0.05）。在第6天時(shí)，CEO+CH處理組MetMb含量顯著低于對(duì)照組和CH組（P＜0.05）。第9天后，CH和CEO+CH處理組MetMb含量無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

肉的顏色是影響消費(fèi)者購(gòu)買的重要感官品質(zhì)之一[21]。肌紅蛋白是表現(xiàn)肉顏色的主要成分。肌紅蛋白與氧氣結(jié)合程度不同，可呈現(xiàn)出3 種不同的顏色：無(wú)氧狀態(tài)下未被氧化的肌紅蛋白呈紫紅色；高氧分壓下充分氧化的氧合肌紅蛋白（MbO2）呈鮮紅色；而在低氧分壓狀態(tài)下未充分氧化所形成高鐵肌紅蛋白（MetMb）則呈褐色[22]。高鐵肌紅蛋白的積累是導(dǎo)致生肉糜逐漸由紅色變?yōu)楹稚闹饕蛩豙23]?？赏ㄟ^(guò)降低高鐵肌紅蛋白濃度提高氧合肌紅蛋白濃度保留肉的鮮紅色。CH和CEO+CH處理組高鐵肌紅蛋白含量低可能由于丁香精油具有清除肉中產(chǎn)生自由基的能力，另外殼聚糖也起到抗氧 化作用[24]。

2.5 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜感官品質(zhì)的影響

如圖5所示，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組和處理組生肉糜的顏色、氣味和總體可接受性分值均降低。由圖5a可知，對(duì)照組和處理組顏色分值均隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。在第12天時(shí)，對(duì)照組顏色分值顯著低于處理組（P＜0.05），達(dá)到不可接受分值1.3；CH和CEO+CH處理組顏色分值在可接受程度之內(nèi)，分別為2.2、2.8 分，這是因?yàn)槎∠憔驮诶洳仄陂g從CEO+CH復(fù)合膜中釋放出來(lái)，對(duì)生肉糜起到抗氧化作用，丁香精油和殼聚糖可單獨(dú)或協(xié)同作用抑制生肉糜冷藏期間的微生物生長(zhǎng)和脂質(zhì)氧化，因此CH和CEO+CH處理組僅出現(xiàn)輕微變色。

由圖5b可知，在生肉糜冷藏期間，對(duì)照組和處理組氣味分值均隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。第6天后，對(duì)照組氣味分值顯著降低（P＜0.05），在第9天時(shí)，氣味分值低于2 分，感官上不可接受。第6天時(shí)，CH和CEO+CH處理組之間氣味分值無(wú)顯著差異（P＞0.05）。第9天時(shí)，對(duì)照組及處理組之間氣味分值出現(xiàn)顯著差異（P＜0.05）。在整個(gè)冷藏期間，CH 和CEO+CH處理組的氣味分值均在可接受范圍內(nèi)。丁香精油并沒(méi)有對(duì)生肉糜的氣味產(chǎn)生負(fù)面影響，這可能由于一方面添加量較少，另一方面感官評(píng)定小組成員普遍接受了丁香精油的香氣，而殼聚糖本身無(wú)異味，更適合添加到食品中[25]。

由圖5c可知，第3天時(shí)，對(duì)照組總體可接受分值顯著低于CH和CEO+CH處理組（P＜0.05）。對(duì)照組和CH處理組總體可接受分值分別在第9天和第12天低于2 分，為感官不可接受。在整個(gè)冷藏期間，CEO+CH處理組保持在可接受感官品質(zhì)范圍內(nèi)。感官分析結(jié)果表明，與對(duì)照組相比CH和CEO+CH處理組可延長(zhǎng)3～6 d貨架期。

圖5 丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜冷藏期間感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of chitosan-based ?lms on sensory evaluation of pork patties during storage

3 結(jié) 論

采用殼聚糖膜以及丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜對(duì)生肉糜進(jìn)行包裹處理，比較其對(duì)保鮮效果的影響。通過(guò)對(duì)pH

值、菌落總數(shù)、高鐵肌紅蛋白、TBARS值、感官評(píng)分的測(cè)定，表明添加丁香精油可提高殼聚糖可食性膜的抗菌和抗氧化活性，丁香精油-殼聚糖復(fù)合膜具有明顯的保鮮效果，在（4±1）℃條件下貯藏期達(dá)10～12 d。單獨(dú)使用殼聚糖膜也能有效抑制生肉糜貯藏過(guò)程中的微生物腐敗以及脂質(zhì)氧化，具有良好的保鮮效果。

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Effect of Chitosan Films Incorporated with Clove Essential Oil on Quality and Shelf Life of Pork Patties

ZHANG Hui-yun, GUO Xin-yu
(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China)

The objective of this study was to investigate the effect of chitosan (CH) edible fi lms incorporated with clove essential oil (CEO) on the quality and shelf life of pork patties stored at (4 ± 1) ℃ for 12 days. Microbiological parameters, pH, thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) value, metmyoglobin (MetMb), and sensory quality were measured on all the samples. A microbiological shelf-life extension of 6 days was achieved for the CH- and CEO + CH-treated groups when compared to the control group. Wrapping with CEO + CH composite fi lm tended to retard the increases in TBARS values and MetMb content. In addition, the composite fi lm maintained the acceptable sensory quality of pork patties throughout the storage period. The results indicated that CEO + CH composite fi lm could be a promising packaging fi lm for extending the shelf-life of pork patties.

chitosan; clove essential oil; pork patties; antimicrobial activity; antioxidant

TS206.4；TS205.7

A

1002-6630（2014）18-0196-05

10.7506/spkx1002-6630-201418038

2013-11-03

國(guó)家自然科學(xué)基金-河南人才培養(yǎng)聯(lián)合基金項(xiàng)目（C2003）

張慧蕓（1977—），女，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物活性研究。E-mail：zhanghuiyun21@163.com