包裝材料對天然抑菌劑保鮮鮮肉效果的影響

姜楠楠，陳小亮，王建清

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包裝材料對天然抑菌劑保鮮鮮肉效果的影響

姜楠楠1，陳小亮1，王建清2

（1.河南機電高等專科學校，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.天津科技大學，天津 300222）

選擇三種透氧量及透濕系數(shù)不同的包裝材料包裝鮮肉，并添加濃度為1%的天然抑菌劑進行保鮮實驗。通過觀測鮮肉關(guān)鍵性指標菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮、脂肪氧化程度以及pH值的變化,研究不同包裝材料對天然抑菌劑保鮮鮮肉效果的影響。實驗表明，包裝材料氣體阻隔性越高，鮮肉揮發(fā)性鹽基氮值與菌落總數(shù)增長速度越低。PA復合膜對鮮肉的保鮮效果最優(yōu)，其透氧量為5.067×10-4cm3/m2·d·Pa，透濕系數(shù)為1.55×10-13g·cm/cm2·s·Pa。

天然抑菌劑；包裝材料；冷鮮豬肉；保鮮

0 引言

目前鮮豬肉保鮮的方法包括生物保鮮、化學原理保鮮與物理機理保鮮技術(shù)等。每種單一的鮮肉保鮮技術(shù)都有各自的優(yōu)勢特點以及不可避免的缺陷，如化學原理保鮮技術(shù)可以有效延長鮮肉的貨架壽命，但可能會影響鮮肉色澤、改變其原有風味，同時用單一保鮮技術(shù)無法得到廣譜抑菌的效果[1]。目前，國內(nèi)外學者研究的熱點問題是將天然植物抑菌劑與其他的天然抗菌化合物（例如，乳酸鏈球菌素）復合對鮮肉進行保鮮[2]，使用塑料材料進行包裝，從而達到降低單獨最低有效劑量的作用。

將鮮肉進行抑菌劑處理后采用不同塑料薄膜進行包裝，塑料包裝材料的透氧量及透濕系數(shù)都會對鮮肉保鮮效果造成影響。例如，透氣性會影響包裝內(nèi)的氧氣含量與抑菌劑揮發(fā)氣體的濃度，從而影響好氧菌繁殖程度、肌紅蛋白和氧肌紅蛋白氧化變色、脂肪氧化等進程，直接或間接影響包裝內(nèi)鮮肉的品質(zhì)。同時，塑料材料的透濕系數(shù)的不同也會影響包裝內(nèi)鮮肉的含水量，從而對鮮肉的鮮度有直接的影響。

本研究以生鮮肉為原材料，采用天然抑菌劑對其保鮮，并采用不同塑料包裝材料對其裹包，研究不同包裝材料對天然抑菌劑保鮮鮮肉的效果影響。

1 實驗

1.1 材料與試劑

原料：冷卻排酸后的新鮮豬肉酮?。ㄌ旖蚝吻f子農(nóng)貿(mào)市場）；材料：羅勒精油（食品級，天津益康生物科技有限公司）；乳酸鏈球菌素（食品級，廣州和博生物工程有限公司）；PP淺盤（20cm×15cm），PE薄膜，PP膜，PA膜；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、EDTA、甘油、吐溫-80(分析純，天津市江天化工技術(shù)有限公司)。

1.2 實驗儀器與器材

超潔凈工作臺,蘇州凈化設備有限公司；L550低速自動平衡離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；752型紫外可見分光光度儀，上海光譜儀器有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 Nisin/羅勒精油天然抑菌劑的制備

通過前期實驗，將Nisin（乳酸鏈球菌素）與羅勒精油復配，通過三因子二次正交旋轉(zhuǎn)實驗對金黃色葡萄球菌與對大腸桿菌的抑菌效果研究，確定羅勒精油與乳酸鏈球菌素在復配比例為3：1時，抑菌效果最好。因此，綜合考慮選取羅勒精油和乳酸鏈球菌素的最佳復配比例為V羅勒精油：MNisin(μl:mg)=3：1。

配置溶劑為蒸餾水的抑菌劑50mL。其中羅勒精油/Nisin溶質(zhì)所占體積分數(shù)為1.0％，吐溫-80（潤濕劑）體積分數(shù)為1％，水浴15min，得到天然抑菌劑[3]。

1.3.2 不同包裝材料透氧量與透濕系數(shù)的測試

選取主料為PA、PP、PE的三種塑料薄膜進行透濕系數(shù)與透氧量的測試。參照國標GB/T1038一2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法》進行透氧量測試。參照國標GB/T1037一88《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法杯式法》進行透濕系數(shù)的測試。

1.3.3 鮮豬肉的保鮮處理方法

早上7:00挑選鮮豬肉酮脊進行采樣。將酮肌切成塊狀，保持基本相同大小。隨機分份，保證每份鮮肉質(zhì)量為100g。配置濃度為75%的乙醇溶液對PP托盤進行15分鐘的浸泡殺菌并充分晾干。選取濃度為1％天然抑菌劑2mL均勻噴灑于裁切好的吸水襯墊中[4]使其充分吸收，放于三組PP托盤內(nèi)制成保鮮襯墊，同時設置一組空白對照ck組。將100g/份的鮮肉分別放入四組托盤內(nèi)，其中空白對照組用PE膜覆膜包裹，濃度為1％保鮮液實驗組為剩余三組。三組分別用PE膜、PP膜、PA膜包裹，每組重復三份，并在0~4℃的冷柜環(huán)境中進行冷藏貯存。

1.3.4 保鮮品質(zhì)指標測定

利用半微量凱式定氮法對鮮肉中揮發(fā)性鹽基氮值進行定期測定；利用數(shù)顯pH計對鮮肉中pH值進行實時測定；利用紫外分光光度計可以對脂肪氧化程度的吸光度值進行測定[5]；利用多倍稀釋平板計數(shù)的方法對菌落總數(shù)進行測試。

3 結(jié)果與討論

如下表所示，不同的包裝薄膜都具備各自不同的透氧量與透濕系數(shù)。本實驗所選取的PE膜、PP膜及PA膜的透氧量與透濕系數(shù)如表1所示。

表1 復合薄膜的透氧量與透濕系數(shù)

從表1可知，三種膜的阻濕性能PE膜＞PA膜＞PP膜；三種膜單位面積內(nèi)阻氣效果為PA膜＞PP膜＞PE膜。

2.1 不同包裝材料對冷鮮豬肉TVB-N（揮發(fā)性鹽基氮）的影響

冷鮮豬肉屬于蛋白質(zhì)較高食品，在鮮肉的儲存過程中，其蛋白質(zhì)不斷參與微生物代謝，發(fā)生鮮肉化學組分的變化，并在酶的作用下產(chǎn)生多種腐敗性產(chǎn)物，此類產(chǎn)物具有揮發(fā)性。因此，直接測定這些腐敗產(chǎn)物——揮發(fā)性鹽基氮就可作為判斷鮮肉質(zhì)量的依據(jù)。

由圖1分析，隨著鮮肉儲存時間的增長，各組TVB-N值（揮發(fā)性鹽基氮值）均有不同程度的上升趨勢。其中，ck組(空白對照組)在儲存的前五天，TVB-N值上升尚為比較緩慢，從第五天開始，其TVB-N值開始快速上升，表明鮮肉腐敗變質(zhì)程度較為嚴重。國標中對于鮮肉中測定的揮發(fā)性鹽基氮最大允許值為15mg/100g。ck組在第九天時的TVB-N值為15.12 mg/100g，已經(jīng)超過了國標規(guī)定。并且在整個儲存過程中，其TVB-N值均超過了其他三組加1％抑菌劑的實驗組。對比不同包裝材料的三組實驗組，1％+PE包裝實驗組其揮發(fā)性鹽基氮的增長速度較快，1％+PP膜包裝與1％+PA膜包裝實驗組TVB-N值上升相對來說較緩慢。

三組實驗組對比可發(fā)現(xiàn)，不同的包裝膜，阻氣能力較強，曲線坡度較緩慢，TVB-N值增幅較小。這可能是由于當包裝膜阻氣能力上升，其抑菌劑當中的揮發(fā)成分如丁香酚等物質(zhì)在包裝氛圍內(nèi)保留時間較長，抑制細菌生長，從而抑制鮮肉腐敗變質(zhì)程度及TVB-N值升高，使得鮮豬肉貨架的壽命得到延長。

圖1 儲藏期內(nèi)冷鮮豬肉的 TVB-N（揮發(fā)性鹽基氮）的變化

2.2 不同包裝材料對冷鮮豬肉菌落總數(shù)的影響

由圖2可見，隨著貯存時間的增長，空白對照組的菌落總數(shù)值上升趨勢較其他三組明顯，其他三組實驗組的菌落總數(shù)值在經(jīng)歷了前期短暫的平穩(wěn)發(fā)展后呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。前期的菌落總數(shù)的平穩(wěn)發(fā)展可能是由于保鮮襯墊上的復合天然抑菌劑有較強的抑菌、殺菌作用而致。在實驗周期內(nèi)，對三組的菌落總數(shù)分別進行對比，PE組一直都高于PP組和PA組，當儲藏在第九天時，ck組的菌落總數(shù)的對數(shù)值為5，1％+PE實驗組的菌落總數(shù)對數(shù)值為4.5，1％+PP實驗組與1％+PA實驗組菌落總數(shù)對數(shù)值均為4。

圖2 儲藏期內(nèi)冷鮮豬肉的菌落總數(shù)的變化

此種結(jié)果可能是由于高阻氣性塑料薄膜對內(nèi)外空氣交換的阻礙作用，使得包裝袋內(nèi)的細菌處于無氧的環(huán)境下，減慢了細菌的滋生，從而延長了鮮肉貨架的壽命。同時，高阻氣材料的包裝膜使得具有揮發(fā)特性的抑菌成分無法透過包裝膜，隨著時間的延長，包裝內(nèi)抑菌氣體成分不斷揮發(fā)減少，但高阻氣性包裝其抑菌成分在包裝膜中減少速度緩慢，相對而言能更好地起到抑菌與殺菌的作用。另外，全封閉性鮮肉包裝能有效阻隔豬肉試樣與外界環(huán)境的物理接觸，從而降低外界細菌源的污染概率，而其中的高阻隔薄膜所起到的阻隔作用能加強這一效果，對外界細菌的污染速度進一步降低。

2.3 不同包裝材料對冷鮮豬肉pH值的影響

由圖3可知，ck組與三組實驗組pH值曲線基本上均為先上升中段下降最后緩慢上升的過程。主要是因為動物屠宰后，蛋白質(zhì)會被分解，產(chǎn)生堿性化合物，比如氨、胺等。導致其pH值上升。隨后因為動物的供氧系統(tǒng)遭到破壞，鮮肉中糖原發(fā)生生物反應為無氧酵解，反應經(jīng)生成丙酮酸后終產(chǎn)物為乳酸等酸性物質(zhì)，鮮肉pH值在中段出現(xiàn)小幅下降現(xiàn)象。之后，肌肉蛋白酶對鮮肉中的蛋白質(zhì)繼續(xù)進行降解，生成含氮化合物，這些小分子含氮化合物為堿性，從而導致鮮肉的pH值繼續(xù)上升。這時，適宜的pH值環(huán)境給一些細菌大量生長繁殖提供了有力的環(huán)境，引起鮮肉的進一步腐敗變質(zhì)。

在此次pH值檢測過程中，除空白對照組的pH值明顯高于其他實驗組外，實驗組的pH值對比數(shù)值并不明顯。這主要是因為可能pH值變化速度較快，原因較復雜，如單從pH值變化推斷實驗組中鮮肉腐敗變化是有一定難度的。這是因為鮮肉中的pH值還受其他多種因素的影響，比如鮮肉分解物胺、氨等堿性化合物會使pH值呈現(xiàn)上升，但無氧環(huán)境下某些細菌酵解產(chǎn)生的酸性成分與肉中的磷酸鹽都會使pH值降低。從圖3進行分析，由于PE塑料薄膜的透氣性較大，包裝外氧氣可以滲入包裝內(nèi)部，包裝袋內(nèi)的需氧菌得到繁殖，酸性物質(zhì)對pH值影響較小，于是PE膜組的pH值相對于其他組更高。

圖3 儲藏期內(nèi)冷鮮豬肉的pH變化

2.4 不同包裝材料對冷鮮豬肉脂肪氧化程度（TBARS）的影響

在圖4中，各組中冷鮮豬肉的脂肪氧化程度隨著時間的延長而不斷提高,其脂肪氧化程度值不斷加大。同時通過對比可知，在加入同樣濃度的復合天然抑菌劑時，TBARS值增長速度不同。隨著薄膜阻氣能力的提高，包裝內(nèi)丁香酚含量的保留時間越長，TBARS值增長速度越慢。

圖4 儲藏期內(nèi)冷鮮豬肉的TBARS變化

不同包裝材料包裝的豬肉試樣對比TBARS的結(jié)果也不盡相同，整體比較，當薄膜的阻氣性能提高，其氧化程度有一定的降低。主要原因是因為，當阻氣能力降低，大大增加了豬肉與氧氣作用的機會，脂肪氧化程度必然會顯著增大。因此相比于其他兩組包裝材料，PA膜包裝的冷鮮豬肉脂肪氧化程度偏低，而且上升速度也較慢。另外，包裝薄膜阻礙了包裝袋內(nèi)外氣體的流通，于是丁香酚隨著時間延長濃度減少的速度減弱，使得包裝內(nèi)具有揮發(fā)特性的抑菌成分無法滲透出包裝膜，其抑菌成分在包裝膜中減少緩慢，能更好地起到防止其氧化的作用。

3 結(jié)論

對不同的塑料復合薄膜包裝的冷鮮豬肉均添加復合抑菌劑濃度為1%進行保鮮實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，材料的氣體阻隔性大小會影響對鮮肉的保鮮效果。PA復合膜對鮮肉的保鮮效果最優(yōu)。在一定程度和儲存時間內(nèi)，塑料薄膜氣體阻隔性越高，鮮肉的菌落總數(shù)增長速度越慢、揮發(fā)性鹽基氮值越小，其對鮮肉的保鮮效果越好。

（責任編輯呂春紅）

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Influence of Packing Material on Pork Fresh-keeping Effect of Natural Bacteriostat

JIANG Nan-nan, et al

(Henan Mechanical and Electrical Engineering College, Xinxiang 453003, China)

Objective To study the influence of packing material on pork fresh-keeping effect of natural bacteriostat. Methods Added the concentration of 1% of the compound antibacterial agent to different breathable plastic composite films meat package.The results show that, retain freshness effect by PA and PP composite film package are better than PE film package. Conclusion The higher gas barrier capability, the smaller growth rate of the total number of colonies and TVB-N values in meat.

natural bacteriostat; packing materia; fresh pork; fresh-keeping

TS09

A

1008–2093(2016)02–0009–04

2016-01-02

姜楠楠（1986―），女，河南濮陽人，助教，碩士，主要從事包裝材料與技術(shù)研究。