復合精油涂層對干腌火腿抑菌及抗氧化作用的影響

戴照琪+羅輯+肖書蘭+徐幸蓮+章建浩

摘 要：以豬油和淀粉為抗氧化涂層基料、山蒼子精油和肉桂精油為抑菌及抗氧化劑制備涂層材料，通過單因素試驗和正交試驗研究不同山蒼子精油和肉桂精油配比、復合精油添加量和強化高溫成熟溫度對火腿半膜肌的抗氧化及抑菌作用。結果表明：當山蒼子精油和肉桂精油配比為1∶0.5～1∶2（m/m）、復合精油添加量為0.03%～0.05%（以涂層基料總質量計）時，復合精油涂層對火腿半膜肌的脂質氧化、菌落總數(shù)及霉菌數(shù)均有較好的抑制作用；在山蒼子精油和肉桂精油配比為1∶1、復合精油添加量為0.05%、強化高溫成熟溫度為35 ℃的最佳工藝條件下，火腿半膜肌的硫代巴比妥酸反應物質（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值為0.549 mg MDA/kg、霉菌數(shù)為1.341 （lg（CFU/g））、菌落總數(shù)為3.662 （lg（CFU/g）），與未涂層組相比分別降低了24.0%、43.4%和31.1%?？梢姀秃暇屯繉幽茱@著降低火腿半膜肌的脂質氧化程度、抑制微生物的生長。

關鍵詞：復合精油涂層；干腌火腿；抗氧化活性；抑菌活性

Effect of Coatings Incorporated with Essential Oil Combinations on Microbial Growth and

Lipid Oxidation in Dry-Cured Ham

DAI Zhaoqi1，2， LUO Ji1， XIAO Shulan1， XU Xinglian1， ZHANG Jianhao1，*

（1.Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Processing and Quality Control， Ministry of Agriculture， Jiangsu Collaborative Innovation Center of Quality and Safety Control for Meat Production and Processing， National Engineering Technology Research Center of Meat Quality and Safety Control， College of Food Science and Technology， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China； 2.Department of Bioengineering， Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry， Jurong 212400， China）

Abstract： Antimicrobial and antioxidant coatings based on lard and starch were obtained by incorporating Litsea cubeba oil and cinnamon essential oil into the base material. The optimization of the ratio of Litsea cubeba oil to cinnamon essential oil， the total amount of added essential oils and intensified ripening temperature for enhanced inhibition of microbial growth and lipid oxidation was performed using one-factor-at-a-time and orthogonal array design methods. Coating containing 0.03%–0.05% （relative to the total mass of the base material） of mixtures of Litsea cubeba oil and cinnamon essential oil at a ratio between 1：0.5 and 1：2 （m/m） strongly inhibited lipid oxidation， aerobic plate count （APC） and mold count in semimembranosus muscle in dry-cured ham. Addition of 0.05% of a 1：1 mixture of Litsea cubeba oil and cinnamon essential oil and intensified high-temperature ripening at 35 ℃ were found to be optimal， resulting in a thiobarbituric acid reactive substances （TBARs） value of 0.549 mg MDA/kg， a mold count of 1.341 （lg（CFU/g）） and an APC value of 3.662 （lg（CFU/g））

in semimembranosus muscle in dry-cured ham， which dropped by 24.0%， 43.4% and 31.1%， respectively compared with the control without coating. These results showed that antimicrobial and antioxidant coating can effectively reduce lipid oxidation and inhibit the growth of microorganisms in semimembranosus in dry-cured ham.endprint

Key words： coating containing essential oil mixtures； dry-cured ham； antioxidant activity； antimicrobial activity

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201708001

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）08-0001-05

火腿在腌制過程中會由于原料和加工條件等的不同，在風干成熟過程中導致內(nèi)外顏色、鹽分含量等的差異，從而造成產(chǎn)品內(nèi)外感官品質的差異[1-2]，影響終產(chǎn)品品質。在傳統(tǒng)火腿的加工過程中，采用一定量的腌制劑對提高火腿顏色有顯著的促進作用[3-4]。但是，隨著人們消費水平的提高和健康飲食理念的加深，單純依靠不同腌制劑來改善產(chǎn)品品質的工藝逐漸不被認可[5-6]。另外，在火腿的風干成熟過程中存在嚴重的脂質氧化和微生物生長[7-8]，這些因素在降低產(chǎn)品品質的同時，也降低了消費者的接受度。因此，改善現(xiàn)有生產(chǎn)工藝以平衡火腿內(nèi)外品質、降低脂質氧化程度、抑制微生物生長，同時提高火腿產(chǎn)品的總體感官可接受度有很大必要。涂層法是目前火腿加工過程中常用的品質改良方法，該方法是在成熟期的火腿表面覆蓋一層阻隔介質，以減少火腿半膜肌與外界的接觸，從而減少半膜肌的水分散失，維持火腿半膜肌和股二頭肌的品質穩(wěn)定[9-10]。動、植物油涂層及淀粉涂層、殼聚糖涂層是火腿中常用的涂層介質，但它們在抑制火腿的脂質氧化及微生物生長方面的作用相對較小[11-13]。精油具有加強抑菌及抗氧化的作用，目前已被廣泛應用于食品加工及貯藏中[14-15]，但是將精油用于火腿復合涂層中的研究較少。因此，本研究選用食品工業(yè)中常用的山蒼子精油和肉桂精油為原料，制備火腿用復合精油涂層，研究其對現(xiàn)代工藝成熟火腿的內(nèi)外品質、抑菌和抗氧化效果的影響，并通過正交試驗優(yōu)化橡子豬火腿的復合精油涂層協(xié)同強化高溫現(xiàn)代成熟工藝，為橡子豬火腿的加工提供理論依據(jù)和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿（質量（15.0±0.5） kg） 江蘇如皋長壽集團肉聯(lián)屠宰廠。

山蒼子精油和肉桂精油 鄭州雪麥龍食品香料有限公司；海藻碘食用鹽（NaCl含量≥98.8%） 江蘇井神鹽化股份有限公司；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）、無水乙醇、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）、氯化鈉（分析純）

南京壽德試劑公司；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

TC 12E型絞肉機 意大利Sirman公司；IKA T18 Basic型高速勻漿機 德國IKA公司；BSC-250型恒溫恒濕箱 上海博迅實業(yè)有限公司；JA2203N型電子天平 上海民橋精密科學儀器有限公司；UV-2600型紫外分光光度計 日本島津公司；YXQ-LS-50SII型立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療機械廠；CTHI-250B型生化培

養(yǎng)箱 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；SW-CJ-IFD型單人單面凈化工作臺 蘇州凈化設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 植物精油復合涂層的制備

以豬油和淀粉為抗氧化涂層基料、山蒼子精油和肉桂精油為抗氧化劑，通過按比例向液態(tài)豬油中添加淀粉、山蒼子精油和肉桂精油制備涂膜材料。將植物精油復合涂層均勻涂抹在火腿表面，涂層厚度為0.5 cm左右，且只在肉面1 周與脂肪結合處保留1 cm左右的間隙。

1.3.2 火腿的制作

火腿的腌制過程在江蘇長壽集團如皋火腿有限公司完成，風干成熟過程在南京農(nóng)業(yè)大學完成。火腿的加工參照黎良浩等[16]的方法，主要生產(chǎn)工藝流程為原料腿經(jīng)修胚、攤涼、腌制后，洗腿、曬腿，再入庫經(jīng)發(fā)酵成熟等過程得到成品。其中發(fā)酵成熟工藝中涉及的技術參數(shù)如表1所示，在次高溫階段結束后對火腿表面進行涂膜。

1.3.3 單因素試驗設計

1.3.3.1 復合精油配比的選擇

選擇復合精油配比（山蒼子精油∶肉桂精油，m/m）分別為0∶0、1∶0.3、1∶0.5、1∶1、1∶2、1∶3，添加量為豬油和淀粉總質量的0.04%制備抗氧化涂層。對火腿進行涂膜后采用強化高溫35 ℃進行風干成熟，以未涂膜組為對照（control check，CK），測定不同處理組火腿半膜肌的硫代巴比妥酸反應物質（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值、霉菌數(shù)及菌落總數(shù)。

1.3.3.2 復合精油添加量的選擇

選擇復合精油配比（山蒼子精油∶肉桂精油，m/m）

為1∶1，添加量分別為豬油和淀粉總質量的0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%制備抗氧化涂層。對火腿進行涂膜后采用強化高溫35 ℃進行風干成熟，以未涂膜組為CK組。測定不同處理組火腿半膜肌的TBARs值、霉菌數(shù)及菌落總數(shù)。

1.3.4 正交試驗設計

以復合精油配比、復合精油添加量和強化高溫溫度為試驗因素，以火腿半膜肌的TBARs值、霉菌數(shù)和菌落總數(shù)為評價指標，按照L9（34）正交表進行三因素三水平正交試驗。

1.3.5 TBARs值測定

參照Salih等[17]的方法。稱取一定質量的樣品，室溫解凍，稱取5 g解凍后的樣品于80 mL離心管中，加入25 mL質量分數(shù)為20%的TCA和20 mL雙蒸水，用高速勻漿機在冰水浴中3 000 r/min勻漿60 s；靜置1 h后，在2 000×g、4 ℃條件下離心10 min，快速濾紙過濾，濾液用雙蒸水定容至50 mL；取2 mL濾液，加入2 mL TBA（0.02 mol/L），在沸水浴中充分反應20 min，取出后用流動水冷卻5 min，在532 nm波長處測定其吸光度?？瞻讓φ眨簩?5 mL質量分數(shù)為20%的TCA用雙蒸水定容至50 mL，然后取2 mL濾液加入2 mL TBA（0.02 mol/L）。由標準曲線計算TBARs值。endprint

1.3.6 菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》[18]，用滅菌剪刀將半膜肌剪碎，稱取20 g放入180 mL滅菌生理鹽水中，勻漿，然后按10 倍濃度梯度稀釋。采用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，每個稀釋度傾注2 個平板，培養(yǎng)溫度37 ℃，培養(yǎng)時間48 h。菌落總數(shù)取2 個平板的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2010進行統(tǒng)計和作圖，用SAS 9.2軟件進行方差分析，最小二乘法進行差異顯著性檢驗（P=0.05）。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 復合精油配比對火腿抗氧化和抑菌效果的影響

由圖1可知，與CK組相比，不添加精油時的涂層對火腿的脂質氧化無顯著影響（P>0.05），隨著山蒼子精油與肉桂精油比值的不斷降低，火腿半膜肌的脂質氧化呈顯著降低趨勢（P<0.05）。當2 種精油比例為1∶1時，火腿半膜肌的TBARs值降至0.601 mg MDA/kg，與CK組相比降低了16.76%；隨著山蒼子精油與肉桂精油比值的繼續(xù)降低，TBARs無顯著變化（P>0.05），即半膜肌的脂質氧化程度不再隨肉桂精油相對含量的增加而變化。這主要是由于精油能夠顯著抑制火腿的脂質氧化，并且隨著肉桂精油相對含量的增加，該抑制作用不斷增強，但是復合精油涂層是一種穩(wěn)定的乳化涂層，單一精油添加量過多時會導致精油成分在涂層中不易分散，從而影響其抗氧化效果。綜上所述，復合精油涂層對火腿有顯著的抗氧化作用，且肉桂精油是主要的抗氧化成分。

Fig. 2 Effect of ratio of Litsea cubeba oil to cinnamon essential oil on microbial inhibition

由圖2可知，復合精油涂層能夠顯著降低樣品的菌落總數(shù)和霉菌數(shù)。與CK組及未添加精油組相比，其余處理組火腿半膜肌的菌落總數(shù)和霉菌數(shù)均顯著降低

（P<0.05）；當復合精油配比為1∶0.3～1∶3時，隨著復合精油中肉桂精油含量的增加，火腿半膜肌的菌落總數(shù)呈下降趨勢，而霉菌數(shù)則呈略微上升趨勢；當復合精油配比在1∶0.5～1∶2之間時，復合精油涂層對火腿半膜肌中微生物的抑制作用最強。因此在復合精油抗氧化涂層中，山蒼子精油是抑制火腿中霉菌的主要成分，而肉桂精油則對整體菌落有較強的抑制作用。與CK組相比，未添加精油的涂層對火腿中的微生物有促進作用

（P<0.05），這主要是由于涂層中的淀粉為微生物的生長提供了適宜的碳水化合物，進一步說明了將精油等抑菌劑應用在火腿涂層中的必要性。綜上所述，山蒼子精油和肉桂精油復合涂層能顯著減緩火腿半膜肌的脂質氧化，并且對火腿中的微生物有較強的抑制作用，當復合精油配比為1∶0.5～1∶2時效果最佳。

2.1.2 復合精油添加量對火腿抗氧化和抑菌效果的影響

Fig. 3 Effect of total amount of added essential oils on TBARs value

由圖3可知，隨著復合精油添加量的增加，火腿半膜肌的TBARs值不斷降低，當復合精油添加量由0.02%升至0.03%時，TBARs值顯著降低（P<0.05）；當添加量增加至0.05%后，復合精油抗氧化涂層對火腿脂質氧化的抑制作用達到最大，且與CK組相比，此時火腿半膜肌的TBARs值降低了20.05%；隨著復合精油添加量的繼續(xù)增加，TBARs值無顯著變化（P>0.05）。當復合精油添加量超過0.03%時，火腿半膜肌TBARs值的降低趨勢逐漸變小，這主要是由精油抗氧化特性的局限性及其在涂層中的分散性降低導致。

Fig. 4 Effect of total amount of added essential oils on microbial inhibition

由圖4可知，不同復合精油添加量對火腿半膜肌菌落總數(shù)及霉菌數(shù)的影響相似，隨著復合精油添加量的增加，菌落總數(shù)及霉菌數(shù)均呈現(xiàn)顯著降低的趨勢

（P<0.05）。復合精油添加量為0.03%～0.05%時，抑制作用較強；當添加量超過0.05%時，抑制作用無顯著增加趨勢；與CK組相比，復合精油添加量為0.05%時火腿半膜肌的菌落總數(shù)及霉菌數(shù)分別降低了25.86%和28.29%。綜上所述，復合精油的添加能夠顯著降低火腿半膜肌的脂質氧化程度、抑制微生物的生長，復合精油添加量為0.03%～0.05%時有較好的抑制作用。

2.2 正交試驗結果

由表2可知，與CK組相比，不同處理組均能夠顯著降低火腿半膜肌的TBARs值、霉菌數(shù)和菌落總數(shù)

（P<0.05），其中試驗組6的TBARs值、霉菌數(shù)和菌落總數(shù)整體最低。由表3可知，復合精油配比是影響火腿TBARs值的主要因素，其次是復合精油添加量和強化高溫溫度，當山蒼子精油和肉桂精油的配比為1∶1、添加量為0.05%、強化高溫溫度為35 ℃時，火腿的TBARs值最低。復合精油添加量是影響霉菌數(shù)和菌落總數(shù)2 個指標的主要因素，影響火腿霉菌數(shù)的其余2 個指標的主次順序為復合精油配比>強化高溫溫度，而影響火腿菌落總數(shù)的其余2 個指標的主次順序為強化高溫溫度>復合精油配比。綜上所述，通過極差分析可以得出火腿復合精油涂層的最佳工藝參數(shù)為A2B3C2，即復合精油配比1∶1、復合精油添加量0.05%、強化高溫溫度35 ℃。

由表4可知，P<0.05時，F(xiàn)值越大表明該因素對實驗結果的影響越大。因此，影響火腿中TBARs值、霉菌數(shù)和菌落總數(shù)因素的主次順序分別為A>B>C、B>A>C

和B>C>A，與極差分析的結果一致。endprint

2.3 驗證實驗

由表5可知，以優(yōu)化后得到的最佳工藝為試驗組，以試驗組6和未涂膜組為對照組進行驗證實驗時，與試驗組6相比，最佳工藝組的TBARs值和菌落總數(shù)均有顯著降低趨勢（P<0.05），最佳工藝組的火腿半膜肌TBARs值、霉菌數(shù)及菌落總數(shù)最低，并且與未涂膜組相比分別降低了24.0%、43.4%和31.1%。

3 討 論

干腌火腿的發(fā)酵成熟主要取決于火腿內(nèi)部內(nèi)源酶的作用，火腿表面的微生物種類繁雜，其中部分為產(chǎn)毒菌株，對火腿的安全及品質有極大影響。復合精油涂層以豬油和淀粉為載體，在載體中添加抑菌劑，可有效抑制火腿表面微生物的生長。同時由于載體的存在，抑菌劑可以起到緩釋的效果，從而達到在漫長的發(fā)酵成熟過程中持續(xù)有效抑菌的作用。山蒼子精油在食品中的主要應用是用作天然增香劑，山蒼子精油還具有廣譜抑菌作用，也被用作天然防腐劑和保鮮劑，這主要是因為山蒼子精油中的酚類、酮類及皂苷類成分對霉菌等具有一定的抑制作用。從本研究結果也可以看出，含有山蒼子精油的適宜濃度和配比的復合精油能顯著抑制火腿中霉菌和菌落總數(shù)的增長。另外，作為火腿加工過程中的主要生化反應，脂質分解氧化對火腿的風味形成起著至關重要的作用，然而脂質過度氧化不僅會影響火腿的風味品質，還會降低火腿的安全性及品質。涂層不僅能有效減少火腿與空氣的接觸，同時涂層中的抗氧化劑可以有效減緩脂質氧化。肉桂精油由桂皮、桂枝等提取得到，呈琥珀色，具有特殊香氣，且具有抑菌及抗氧化作用。本研究結果表明，肉桂精油對于抑制火腿中的脂質氧化和菌落總數(shù)的生長有非常好的效果。

4 結 論

復合精油涂層中山蒼子精油和肉桂精油的比例適當且2 種精油的添加量適宜時，火腿半膜肌的脂質氧化程度及微生物生長均顯著降低。復合精油涂層協(xié)同強化高溫成熟工藝加工干腌火腿的最佳工藝條件為復合精油配比1∶1、復合精油添加量0.05%、強化高溫溫度35 ℃。

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