含五倍子水提物的魔芋葡甘聚糖涂膜液對冷鮮豬肉的保鮮效果研究

孫 云,吳 考,倪學(xué)文,嚴(yán)文莉,匡 映,姜發(fā)堂,黃 靜

(1.湖北工業(yè)大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院,湖北武漢 430068;2.湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院工商信息學(xué)院，湖北武漢 430070)

含五倍子水提物的魔芋葡甘聚糖涂膜液對冷鮮豬肉的保鮮效果研究

孫 云1,吳 考1,倪學(xué)文1,嚴(yán)文莉1,匡 映1,姜發(fā)堂1,黃 靜2,*

(1.湖北工業(yè)大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院,湖北武漢 430068;2.湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院工商信息學(xué)院，湖北武漢 430070)

本文以水為溶劑提取獲得五倍子水提物并測定其總酚及總黃酮含量、抗氧化及抗菌活性,以及將五倍子水提物添加至魔芋葡甘聚糖溶液中對豬肉進(jìn)行涂膜保鮮。在體外實(shí)驗(yàn)中,五倍子水提物可清除2,2-聯(lián)氮-二(三-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基,且對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有抑制作用。將添加五倍子水提物的魔芋葡甘聚糖(KGM)涂膜液對冷鮮豬肉進(jìn)行涂膜,能延緩冷鮮豬肉中菌落總數(shù)、硫代巴比妥酸(TBARS)值、pH以及顏色的變化。以菌落總數(shù)為參考指標(biāo),富含五倍子水提物的涂膜處理的冷鮮豬肉與未經(jīng)涂膜處理的冷鮮豬肉對比,在4 ℃儲藏條件下貨架期延長5 d。含五倍子水提物的魔芋葡甘聚糖涂膜對冷鮮豬肉具有保鮮效果。

五倍子,魔芋葡甘聚糖,涂膜,抗氧化,抗菌,冷鮮肉,保鮮

冷鮮豬肉是指生豬經(jīng)屠宰后,在24 h內(nèi)使其胴體溫度降至0～4 ℃,并在此溫度下進(jìn)行加工、貯藏、運(yùn)輸和銷售的冷鮮肉。冷鮮豬肉由于水分含量高、蛋白含量豐富,極易發(fā)生腐敗變質(zhì)[1]。為了延長冷鮮豬肉的貨架期,添加天然防腐劑對豬肉進(jìn)行保鮮是一種有效的保鮮方法[2-5]。

五倍子是一種中國傳統(tǒng)中藥材,是由五倍子蚜蟲寄生在漆樹科植物鹽膚木青麩楊或紅麩楊葉上而形成的蟲癭,其含有高達(dá)70%的可水解單寧[6]。五倍子具有很強(qiáng)的抗病毒、抗菌、抗腫瘤、抗氧化及收斂作用,在中藥材方面有廣泛的應(yīng)用[7]。在抑菌和抗氧化活性方面,五倍子的甲醇提取物對副溶血弧菌和李斯特菌(常見的兩種海產(chǎn)品腐敗菌)均有抑制作用[8]。五倍子的乙醚、乙酸乙酯、乙醇和水提取物均有強(qiáng)的抗氧化活性,對沙門氏菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌以及志賀氏菌均具有強(qiáng)的抑制作用[9]。五倍子單寧對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌等食品腐敗菌有明顯抑制作用,其效果明顯強(qiáng)于苯甲酸鈉、山梨酸鉀[10]。

五倍子作為天然的抗菌和抗氧化劑,具備應(yīng)用到冷鮮豬肉保鮮中的潛力,天然產(chǎn)物結(jié)合涂膜保鮮技術(shù)是一種環(huán)境友好型的保鮮方法,并在食品保鮮中得到廣泛應(yīng)用[11]。本文選用五倍子水提物并將其加入到成膜性好的魔芋葡甘聚糖[12-13]溶液中制備保鮮涂膜液,對冷鮮豬肉進(jìn)行涂膜保鮮研究。測定了五倍子水提物的抗菌及抗氧化性能,以及五倍子水提物/魔芋葡甘聚糖涂膜液對冷鮮豬肉中菌落總數(shù)、硫代巴比妥酸(TBARS)值、pH以及顏色的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

五倍子 湖北中藥材有限公司;大腸桿菌(分離號:NCTC 10538;分離源:人糞便)和金黃色葡萄球菌(分離號:CMCC 26085;來源于中國) 中國普通微生物菌種保藏管理中心;魔芋葡甘聚糖(KGM) 湖北強(qiáng)森魔芋科技有限公司;1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)和2,2-聯(lián)氮-二(三-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS) 東京化成工業(yè)株式會;沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品和高硫酸鉀 美國Sigma公司;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、維生素C和2-硫代巴比妥酸(TBA) 上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

2100型紫外可見分光光度計(jì) 龍尼柯(上海)儀器有限公司;HH-2型恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;KQ5200超聲波清洗器 江蘇昆山市超聲儀器有限公司;R-300旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士步琦公司;BC-130A冰箱 山東青島海爾股份有限公司;LGJ-10真空冷凍干燥機(jī) 河南兄弟儀器設(shè)備有限公司;JJ-1型增力電動(dòng)攪拌器 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;SW-CJ-1FD型超凈工作臺 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;LHS-150HC恒溫恒濕培養(yǎng)箱 天津市泰斯特儀器有限公司;80型手提式壓力蒸汽滅菌器 天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 五倍子水提物的制備 將五倍子用粉碎機(jī)粉碎成60目及以上的粉末,稱取10 g粉末分散于1000 mL水中,在70 ℃下水浴攪拌3 h,然后在室溫下超聲處理20 min,用定性濾紙過濾,將所得濾液再用定性濾紙過濾兩次。最后將所得的濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至原體積的1/8,將濃縮液冷凍干燥成粉末,即得五倍子水提物[2]。

1.2.2 五倍子水提物總酚和總黃酮含量的測定 水提物總酚含量的測定采用福林酚比色法[14],以沒食子酸做標(biāo)準(zhǔn)曲線?？傸S酮含量的測定采用亞硝酸鹽-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法[15],以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3 五倍子水提物抗氧化性測定 參照Re[16]的方法測定五倍子水提物對2,2-聯(lián)氮-二(三-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基清除能力。將7 mmol/L的ABTS儲備液與2.45 mmol/L的高硫酸鉀溶液等體積混合,在室溫避光的條件下靜置12～16 h過夜,形成ABTS·+自由基儲備液。使用前用pH7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋成工作液,使其在波長734 nm處的吸光值為0.70。分別配制濃度為0、0.005、0.02、0.04、0.08、0.12、0.16 mg/mL的五倍子水提物和VC溶液,取4.9 mL ABTS·+溶液與0.1 mL的樣品溶液混合,反應(yīng)10 min后,測定其在734 nm下的吸光值?？瞻讓φ諡?.9 mL ABTS·+溶液與0.1 mL水。ABTS自由基清除率計(jì)算公式為:清除率(%)=(A0-A)/A0×100。式中,A0為空白對照吸光值;A為樣品與ABTS反應(yīng)后的吸光值。

1.2.4 五倍子水提物抗菌性測定 參照濾紙片擴(kuò)散法[17]進(jìn)行抗菌性測定。用打孔器將中性濾紙打成直徑為6 mm的圓形濾紙片,在 121 ℃下滅菌 15 min 后備用。將已滅菌的濾紙片放入濃度為10 mg/mL五倍子水提物溶液中浸泡 20 min。用移液槍吸取200 μL的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌菌懸液,滴加在固體培養(yǎng)基表面,涂布均勻。然后將浸入了提取物溶液的濾紙片放在培養(yǎng)基表面。培養(yǎng)皿在37 ℃下培養(yǎng) 24 h后觀察,測量抑菌圈大小。

1.2.5 涂膜液對冷鮮豬肉的保鮮測定

1.2.5.1 涂膜液及肉樣的制備 配制三種涂膜液(表1)?？瞻淄磕ひ?即100 mL水;KGM涂膜液,即0.8 g KGM溶于100 mL水中,60 ℃加熱攪拌1.5 h,制得KGM涂膜液;KGM+五倍子涂膜液,即稱取0.8 g KGM,加入100 mL蒸餾水中,60 ℃水浴攪拌1.5 h,將1 g五倍子水提物的干物質(zhì)加入到KGM水溶膠中,攪拌15 min,制得KGM+五倍子提取物的涂膜液。冷鮮肉去脂切成25 g的肉塊,分別用上述三種涂膜液浸漬2 min,取出瀝干,分別獲得空白組、KGM處理組及KGM+五倍子處理組的肉樣,分別將其放入無菌袋中,置于4 ℃冰箱中冷藏。分別在第0、3、6、9、12和15 d,測定空白組、KGM處理組及KGM+五倍子處理組肉樣中微生物和理化指標(biāo)。

表1 三種涂膜液配方Table 1 Formula of three kinds of coatings

1.2.5.2 菌落總數(shù)測定 參照GB 4789.2-2010[18]對肉樣中菌落總數(shù)進(jìn)行測定。根據(jù)菌落總數(shù)可將肉品新鮮度分為三級,即菌落總數(shù)小于1×104cfu/g為新鮮肉;菌落總數(shù)在1×104～1×106cfu/g之間為次鮮肉;菌落總數(shù)大于1×106cfu/g為變質(zhì)肉。

1.2.5.3 pH測定 參照GB/T 9695.5-2008[19]對肉樣中pH進(jìn)行測定。肉的新鮮程度可用pH進(jìn)行評價(jià),即變質(zhì)肉≥6.4;6.2≤二級鮮度≤6.4;5.8≤一級鮮度≤6.2。

1.2.5.4 硫代巴比妥酸(TBARS)值測定 參照白艷紅[20]的方法,稱取10 g肉樣用剪刀剪碎后再用研磨研細(xì),置于100 mL的錐形瓶中,加入50 mL 7.5%的三氯乙酸-EDTA(含0.1%的EDTA)的溶液,振搖30 min,用雙層濾紙抽濾2次,量取上述濾液5 mL,加入5 mL濃度為 0.02 mol/L的TBA(2-硫代巴比妥酸)溶液,90 ℃水浴加熱 40 min,取出冷卻后,1600 r/min離心5 min。在清液中加入5 mL三氯甲烷,搖勻,靜置分層后取上清液,分別在 532 nm 和600 nm 處測定吸光度,每組平行三次。TBARS值計(jì)算公式[20]如下:

式中,TBARS值為1000 g肉樣含有的丙二醛的毫克數(shù);A532為樣品在532 nm處的吸光度;A600為樣品在600 nm處的吸光度。

1.2.5.5 色度值的測定 用色差計(jì)測定肉樣在儲存期間的L*值(明度),a*值(紅度),b*值(黃色度)。重復(fù)測量三次,每次測量三個(gè)不同部位,取平均值。每組樣品做三個(gè)平行,最后取平均值。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 每組實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次,采用SPSS Statisties 19軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析,采用Origin 8.5對數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 五倍子水提物總酚和總黃酮含量

五倍子水提物總酚含量的結(jié)果用沒食子酸當(dāng)量GAE(gallic acid equivalent)表示。測得五倍子提取物的總酚含量為(0.51±0.01) mg GAE/mg。水提物總黃酮含量的結(jié)果用蘆丁當(dāng)量(quercetin equivalent)表示,測得五倍子提取物的總黃酮含量為(0.47±0.01) mg quercetin/mg。

2.2 五倍子水提物抗氧化性

通過測定五倍子水提物對ABTS自由基的清除能力,來分析其抗氧化活性,并用VC抗氧化性作標(biāo)準(zhǔn)對照。測得的VC和五倍子水提物對ABTS自由基清除率如圖1所示,樣品對ABTS自由基清除率隨著其濃度的增大而增強(qiáng),清除能力為五倍子>VC,且具有顯著性差異(p<0.05)。ABTS自由基清除能力用VC當(dāng)量表示,即為mg VC當(dāng)量/mg提取物(mg VC/mg),五倍子水提物的ABTS清除能力為(1.85±0.05) mg VC/mg。且五倍子水提物在濃度為0.12 mg/mL時(shí)對ABTS自由基的清除率達(dá)到100%。

圖1 VC及五倍子水提物對ABTS自由基清除率Fig.1 Effects of VC and Galla chinensis water extracts on ABTS radical scavenging ability

2.3 五倍子水提物抗菌性

五倍子提取液對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌抑菌抑菌圈直徑分別為18.4 mm和15.8 mm,表明五倍子提取液對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都有抑制作用,對金黃色葡萄球菌的抑菌能力大于對大腸桿菌的抑菌能力。

2.4 涂膜液對冷鮮豬肉的保鮮效果

2.4.1 涂膜液對冷鮮豬肉中菌落總數(shù)的影響 冷鮮豬肉中細(xì)菌總數(shù)可以反映豬肉的腐敗程度。在4 ℃貯藏條件下,肉樣中菌落總數(shù)初始值為3.5 lg CFU/g,在貯藏第15 d時(shí),空白組、KGM處理組及KGM+五倍子組處理組的菌落總數(shù)分別增加至7.88、7.32和6.26 lg CFU/g,冷鮮豬肉中菌落總數(shù)隨貯藏時(shí)間的延長而增加(圖2)。對比空白組和對照組可知,添加水提物的涂膜液處理的肉樣,菌落總數(shù)增長比空白組及KGM組慢,說明五倍子水提物可以抑制冷鮮肉中微生物的生長?？瞻捉M及KGM組肉樣在貯藏第3 d時(shí),細(xì)菌總數(shù)達(dá)4.57 lg CFU/g和4.6 lg CFU/g,超出新鮮肉細(xì)菌總數(shù)的標(biāo)準(zhǔn),成為次鮮肉。KGM+五倍子組處理的肉樣在貯藏第3 d時(shí)細(xì)菌總數(shù)達(dá)到3.79 lg CFU/g,符合新鮮肉的標(biāo)準(zhǔn)。因此五倍子水提物對冷鮮肉具有保鮮作用?？瞻捉M及KGM處理組在第6 d時(shí)細(xì)菌總數(shù)達(dá)到5.95 lg CFU/g和5.84 lg CFU/g,在第7 d時(shí)細(xì)菌總數(shù)超過106cfu/g,成為變質(zhì)肉,不可食用。KGM+五倍子組處理的肉樣在貯藏第12 d時(shí),細(xì)菌總數(shù)達(dá)到6.09 lg CFU/g,成為變質(zhì)肉,而對比空白組,其可延長肉樣新鮮達(dá)5 d。

圖2 冷鮮豬肉在4 ℃貯藏間菌落總數(shù)的變化Fig.2 Total numbers of bacterial colonies of raw pork with different treatment during storage at 4 ℃

2.4.2 涂膜液對冷鮮豬肉pH的影響 pH是評價(jià)豬肉品質(zhì)的重要指標(biāo)。在15 d的冷藏時(shí)間內(nèi),空白組、KGM組和KGM+五倍子組肉樣的pH逐漸升高,分別由5.68增加至6.67、6.55和5.93(圖3),可能是由于微生物和酶分解肉樣中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生各種胺和氨類的堿性物質(zhì),使pH增加?？瞻捉MpH在第9 d時(shí)達(dá)到6.48,肉樣變?yōu)樽冑|(zhì)肉。KGM處理組在第10 d時(shí)pH超過6.4,其與空白組對比,在一定程度上減緩了pH的增加,可能是KGM具有良好的成膜性,涂膜后在肉樣表面形成薄膜,阻止了肉樣與好氧菌與氧的接觸,從而抑制了微生物對蛋白質(zhì)的分解。KGM+五倍子組與空白組和KGM組對比,在15 d貯藏期間內(nèi),其pH最大值低于GB/T 9695.5-2008[13]規(guī)定的豬肉可食的pH應(yīng)小于6.4的標(biāo)準(zhǔn),表明其具有顯著延緩pH增加的作用。

圖3 冷鮮豬肉在4 ℃貯藏期間pH的變化Fig.3 pH changes of raw pork with different coating treatment during storage at 4 ℃

2.4.3 涂膜液對冷鮮豬肉中硫代巴比妥酸(TBARS)值的影響 硫代巴比妥酸值是評定脂肪氧化程度的良好指標(biāo)。豬肉在貯藏期間,其中的不飽和脂肪酸會發(fā)生酸敗反應(yīng),生成丙二醛,通過測出樣品中丙二醛的含量,可以得出樣品中油脂氧化情況。隨著貯藏時(shí)間的延長,TBARS值逐漸增加(圖4),表明肉樣中脂質(zhì)氧化逐漸增多。KGM組與空白組比較,其TBARS值顯著小于空白組(p<0.05),可能是KGM在肉樣表面形成了一層薄膜,減少了肉樣與氧氣的接觸,從而在一定程度上抑制了脂質(zhì)的氧化。KGM+五倍子組的TBARS值顯著小于空白組及KGM組(p<0.05),表明五倍子水提物可抑制脂質(zhì)氧化,因?yàn)槲灞蹲铀嵛锖蟹宇惡忘S酮類等活性物質(zhì),其具有極好的抗氧化性,可以有效抑制脂質(zhì)氧化,從而使TBARS值增加緩慢,豬肉氧化減緩,從而可以延長豬肉的貨架期。

圖4 冷鮮肉在4 ℃貯藏期間TBARS值的變化Fig.4 TBARS values of raw porkwith different treatment during storage at 4 ℃

2.4.4 涂膜液對冷鮮豬肉色度值的影響 色度值L*表明肉樣的明暗度,L*值越大表明肉樣顏色越淺,L*越小表明肉樣顏色越深。各處理組肉樣的明暗度L*在貯藏過程中逐漸減小(圖5a),表明肉樣顏色隨時(shí)間逐漸加深?？瞻捉M、KGM組和KGM+五倍子組的肉樣的L*值從0～15 d分別由44.03、43.7和43.22減小到38.01、40.1和42.05,分別減小了6.02、3.06和1.17。對比空白組,KGM組的明度值的減小程度比空白組小,且差異顯著(p<0.05),這是因?yàn)镵GM具有良好的成膜性,減少了肉樣與氧氣的接觸,抑制了肉樣的氧化,從而抑制了肉樣顏色的加深。KGM+五倍子組的肉樣L*值減小程度明顯小于空白組及KGM組,且差異顯著(p<0.05),表明五倍子水提物可以延緩冷鮮肉顏色變深。

色度值a*表示肉樣的紅色度。a*值越大表明肉樣顏色越紅。在貯藏期間,肉樣的紅度值a*逐漸減小(圖5b)?？瞻捉M和KGM組減小最快,KGM+五倍子組減小最慢。肉樣貯藏15 d后,空白組、KGM組及KGM+五倍子組肉樣的紅度值a*分別減少了3.94、3.33和1.27,KGM+五倍子組肉樣減小程度最小,且差異明顯(p<0.05)。說明五倍子水提物可維持豬肉紅色度的穩(wěn)定,防止氧化的發(fā)生。

色度值b*表示肉樣的黃度,其值越小,表明肉樣顏色越黃。肉樣的黃度值在0～3 d時(shí)均減小,在3～15 d肉樣的黃度值逐漸增大(圖5c)?？瞻捉M黃綠色度值b*變化最快,KGM+五倍子組變化最慢。肉樣貯藏15 d后,空白組、KGM組及KGM+五倍子組的黃度值b*分別增大了8.65、6.54及1.92,KGM+五倍子組黃度值b*增大程度最小,表明五倍子水提物可以維持豬肉黃度的穩(wěn)定。

通過對肉樣色度值分析可得出,KGM具有良好的成膜性,阻礙了氧氣與肉的接觸。五倍子水提物中含有酚類、黃酮等抗氧化物質(zhì),延緩了肉的氧化,從而使其保持肉的原色顏色的變化。

圖5 冷鮮豬肉在4 ℃貯藏期間色度值Fig.5 Color parameters of raw porkwith different treatment during storage at 4 ℃注:a：明度L*;b：紅度a*;c：黃度b*。

3 結(jié)論

五倍子水提物中含有的酚和黃酮類物質(zhì),可清除ABTS自由基,且對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有抑制作用。五倍子+KGM涂膜液可以通過抑制油脂的氧化和微生物的生長,延緩冷鮮肉的腐敗和顏色的變化。在4 ℃貯藏條件下,經(jīng)五倍子/KGM涂膜液涂膜的冷鮮豬肉,與未經(jīng)涂膜處理的冷鮮豬肉相比,能延長貨架期 5 d。因此,五倍子/KGM涂膜液具有保鮮肉類產(chǎn)品的應(yīng)用前景。

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Gallachinensiswater extract/konjac glucomannan used
as coating to extend the storage life of chilled meat

SUN Yun1,WU Kao1,NI Xue-wen1,YAN Wen-li1,KUANG Ying1,JIANG Fa-tang1,HUNAG Jing2,*

(1.College of Bioengineering and Food Science,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China;2.School of Business and Information,Hubei Light Industry Technology Institute,Wuhan 430070,China)

Gallachinensiswater extract was prepared fromGallachinensis,and its total phenolic and flavonoid contents were measured. The antioxidant and antibacterial activitiesinvitroofGallachinensiswater extract were evaluated. A coating composed ofGallachinensiswater extract and konjac glucomannan(KGM)was used to the preservation of chilled meat.Gallachinensiswater extract showed the 2,2′-Azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sul-phonate)(ABTS)free radical scavenging capacity and inhibitory activity againstStaphylococcusaureusandEscherichiacoli. After chilled meat treated withGallachinensiswater extract/KGM coating,the total number of bacteria,pH,TBARS values,and color parameters of chilled meat were significant decreased compared with uncoated chilled meat. Based on the total number of bacteria,the storage life of coated chilled meat stored at 4 ℃ was extended for 5 days compared with uncoated chilled meat.TheGallachinensiswater extract/KGM coating liquid has the preservation effect on chilled meat.

Gallachinensis;konjac glucomannan;coating;antioxidant;antibacterial;chilled meat;preservation

2016-07-18

孫云(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：食品天然多糖，E-mail：1072965119@qq.com。

*通訊作者:黃靜(1969-)，女，碩士，副教授，研究方向：食品添加劑數(shù)據(jù)庫開發(fā)，E-mail:hjing222@sina.com。

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(31301428)；國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31271832)。

TS251.1

A

1002-0306(2017)02-0328-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.02.055