明膠涂膜保持豬背最長(zhǎng)肌冷藏期間新鮮度

王 瑋，梁麗姣，沈 娟，葛毅強(qiáng)，湯曉燕，周光宏※

0 引 言

肉類腐敗主要?dú)w因于微生物和化學(xué)因素[1]。微生物導(dǎo)致的肉類腐敗通常是由于肉類在消費(fèi)者購(gòu)買前后加工處理不當(dāng)所致，一般可采用熱處理或添加防腐劑等方式來(lái)抑制或阻止微生物的生長(zhǎng)繁殖[2-3]。而肉類的化學(xué)性腐敗通常是由蛋白質(zhì)和脂肪氧化而引起的，其主要受到肉類成分，加工方式和儲(chǔ)藏環(huán)境的影響[4]。還有研究表明，肉類氧化可引起質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、色澤等品質(zhì)的劣變[5]。迄今，研究者已通過(guò)不同途徑或采用各種技術(shù)來(lái)控制肉類的氧化反應(yīng)[6]，但其仍舊是肉類產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。

目前，抗氧化劑和包裝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于肉類產(chǎn)業(yè)，其對(duì)維系肉品品質(zhì)有著極其重要的作用。但鑒于抗氧劑消耗量大、包裝材料成本高及效率低等原因，肉類產(chǎn)業(yè)現(xiàn)急需一種方便快捷、低成本和低風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)。而可食性涂膜作為當(dāng)前食品包裝行業(yè)的熱門技術(shù)，可以有效地解決上述問(wèn)題，并且利用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料包裝也是包裝行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)[7-8]。目前肉類冷藏保鮮中常用的涂膜物質(zhì)主要有殼聚糖、海藻酸鈉、大豆蛋白和魔芋膠等，而明膠因其良好的成膜性、生物兼容性及可降解性，也具有作為可食性包裝膜的潛力[9]。本研究旨在模擬豬肉在零售展示期間氧化穩(wěn)定性和新鮮度的變化情況，選用豬背最長(zhǎng)肌為材料，研究其經(jīng)明膠涂膜處理后冷藏期間氧化穩(wěn)定性和肉色的變化情況，為利用明膠涂膜技術(shù)降低肉類脂肪和蛋白質(zhì)氧化，維系肉品色澤以及延長(zhǎng)其貨架期提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.2 儀器設(shè)備

色差計(jì)（CR-400，日本Konika Minolta公司）；紫外可見分光光度計(jì)（Lambda 25，美國(guó)Perkin Elmer公司）；分散機(jī)（T25digital ULTRA-TURRAX?，德國(guó)IKA公司）；超純水系統(tǒng)（arium? pro，德國(guó)Sartorius公司）、臺(tái)式冷凍離心機(jī)（Centrisart?D-16C，德國(guó)Sartorius公司）、電子天平（CPA124S，德國(guó) Sartorius公司）；精密酸度計(jì)（PHS-2C，上海雷磁儀器廠）；應(yīng)變控制式無(wú)側(cè)限壓力儀（YYW-2，南京土壤儀器廠有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 明膠涂膜處理

將豬背最長(zhǎng)肌切成10 cm×5 cm×2 cm的長(zhǎng)方體，立即進(jìn)行明膠涂層處理。明膠濃度分別設(shè)定為10%和20%，浸沒(méi)時(shí)間為5 s，涂膜液溫度為60℃。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，另設(shè)未經(jīng)明膠涂膜處理的樣品為對(duì)照組。所有樣品經(jīng)明膠涂層處理后，將其取出瀝干并進(jìn)行稱重，然后置于托盤中4℃條件下無(wú)包裝冷藏7 d。

1.3.2 加壓失水率測(cè)定

沿肌纖維垂直方向取1 cm厚，直徑2.523 cm（圓面積為5.0 cm2）的圓形肉柱，稱質(zhì)量，然后用雙層紗布包裹，再用18層吸水紙包裹，加壓35 kg保持5 min，去除紗布、吸水紙后稱重。計(jì)算公式如下

其中W0為樣品的加壓前質(zhì)量（g）；Wn為冷藏第n d后樣品的加壓后質(zhì)量（g）。

漢字不僅是表情達(dá)意的交流工具，更是中華文化的重要載體，一個(gè)字即是一方天地。觀“旦”字，旭日東升，躍于海面，幾筆勾勒出“一輪頃刻上天衢”的喜人景象；觀“武”字，定功戢兵，止戈為武，形象傳達(dá)出古人“兵氣銷為日月光”的和平愿望。正如魯迅所言，漢字書法“不是詩(shī)卻有詩(shī)的韻味，不是畫卻有畫的美感”，一撇一捺蘊(yùn)含一種精神。我們甚至可以說(shuō)，中華民族千百年來(lái)的審美旨趣、哲學(xué)思考都能從這些方塊字中找到索引。

1.3.3 脂肪氧化測(cè)定

參考Zhang等的方法[10]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入20 mL蒸餾水，12 000 r/min勻漿60 s。取0.2 mL勻漿液置于試管中，依次加入0.2 mL 8.1% SDS溶液、1.5 mL 20%醋酸緩沖液和1.5 mL 0.8%TBA溶液，用蒸餾水補(bǔ)足至4 mL，混勻。取4 mL混合液95 ℃水浴加熱1 h，當(dāng)溶液顏色變?yōu)榉奂t色，立即用冰水混合物將其冷卻10 min，加入1 mL蒸餾水和4 mL體積比為1∶15的吡啶和正丁醇的混合物，振蕩混勻，4 000 r/min離心10 min，取上清液，在532 nm處測(cè)定其吸光值。用1,1,3,3-四乙氧基丙烷做標(biāo)準(zhǔn)曲線，硫代巴比妥酸反應(yīng)值（thiobarbituric acid reactive substances, TBARS）以每千克肉樣中所含丙二醛（malondialdehyde, MDA）的質(zhì)量（mg）表示。

1.3.4 血紅素鐵（heme iron,HI）測(cè)定

參考Hornsey方法[11]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入9 mL酸化丙酮溶液（體積分?jǐn)?shù)90%丙酮、8%蒸餾水和2%HCl，）混合均勻，避光室溫反應(yīng)1 h，4 000 r/min離心10 min，取上清液，在640 nm處測(cè)定其吸光值A(chǔ)640。計(jì)算公式如下

1.3.5 蛋白質(zhì)氧化測(cè)定

參考Rodríguez-Carpena等的方法[12]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入20 mL 20 mmol/L pH值6.5的磷酸鈉緩沖液中，9 000 r/min勻漿60 s。取2份0.2 mL勻漿液分別置于2個(gè)試管中，分別加入1 mL 10%TCA，12 000 r/min離心5 min，棄上清液。在一份沉淀中加入1 mL HCl，另一份沉淀中加入1 mL 0.2%DNPH（溶于2 mol/L HCl），振蕩混均，室溫反應(yīng)1 h，每隔10 min振蕩10 s。再在2個(gè)試管中分別加入 1 mL 10%TCA，12 000 r/min離心5 min，棄上清液后加入1 mL體積比為1∶1的乙醇和乙酸乙酯混合物，12 000 r/min離心洗滌沉淀5 min，去除殘留的 DNPH，重復(fù) 2次。將洗凈后的沉淀溶于 2 mL 6 mol/L鹽酸胍（溶于20 mmol/L pH值6.5的磷酸鈉緩沖液），振蕩混均，12 000 r/min離心2 min，除去不溶性雜質(zhì)。加入HCl的試管中的溶液在280 nm處測(cè)定吸光值，用于測(cè)定蛋白質(zhì)濃度；加入 DNPH的試管中的溶液在370 nm處測(cè)定吸光值，用于測(cè)定蛋白質(zhì)羰基含量。用牛血清白蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果用每毫克蛋白質(zhì)中所含的羰基（nmol）表示。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）測(cè)定

參照GB/T 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》中半微量定氮法測(cè)定。肉類新鮮度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下：一級(jí)鮮度≤150 μg/g；二級(jí)鮮度≤200 μg/g；變質(zhì)肉＞200 μg/g。

1.3.7 肉色測(cè)定

使用色差儀測(cè)定樣品的紅度（a*），光源 D65，測(cè)量直徑 8 mm。色差儀在測(cè)定前，用標(biāo)準(zhǔn)白板校正色差計(jì)（Y=97.83，x=-0.43，y=1.98），每個(gè)樣品取3個(gè)點(diǎn)測(cè)定。

1.3.8 高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MetMb）含量測(cè)定

參考Krzywicki方法[13]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入預(yù)冷至4℃的20 mL 40 mmol/L pH值6.8磷酸鹽緩沖液，13 500 r/min 勻漿30 s，10 000 r/min 4℃離心20 min，用濾紙過(guò)濾取上清液。測(cè)波長(zhǎng)為525、545、565、572 nm的吸光值分別表示為A525、A545、A565、A572。計(jì)算MetMb含量公式如下

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

使用Microcal Origin 7.5軟件分析數(shù)據(jù)并制圖，數(shù)據(jù)分析采用方差分析（ANOVA）。試驗(yàn)均做 3次重復(fù)，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)加壓失水率的影響

明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)肉樣的加壓失水率影響如圖1所示。

圖1 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)加壓失水率的影響Fig.1 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on pressing water loss rate

從整個(gè)冷藏過(guò)程來(lái)看，對(duì)照組的加壓失水率在 10%至 55%之間。與對(duì)照組相比，明膠涂膜處理阻止了肉樣失水，并在第7 d時(shí)其失水率明顯低于對(duì)照組（P<0.05）。此外，從圖 1還可以看出，隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組加壓失水率的增加幅度要大于明膠涂膜組，但不同濃度明膠包被組的加壓失水率之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。據(jù)報(bào)道，明膠經(jīng)加熱處理后可使原來(lái)藏在其分子內(nèi)部的疏水性氨基酸（如脯氨酸和亮氨酸）暴露在分子表面，提高膜層的阻水性；同時(shí)也有助于明膠分子間的相互作用，其形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)可有效阻隔水分子穿過(guò)膜層[14]。以上研究表明，明膠涂膜處理可有效降低豬肉的水分流失，而且10%明膠涂膜處理就足以降低豬肉的加壓失水率。

2.2 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)脂肪氧化的影響

TBARS值可用于評(píng)價(jià)脂肪的最終氧化程度，其值越大，肉類的酸敗程度越嚴(yán)重[15]。當(dāng)TBARS值超過(guò)0.5 mg/kg時(shí)，脂肪氧化正在進(jìn)行；當(dāng)TBARS值超過(guò)3 mg/kg時(shí)，可判定肉類已氧化酸敗[16]。從圖 2可以看出，明膠涂膜組和對(duì)照組的 TBARS值均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯增加（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對(duì)照組的 TBARS值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時(shí)，明膠包被組的TBARS值均明顯低于對(duì)照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其 TBARS值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。此外，肉樣在冷藏第5 d時(shí)，明膠包被組的TBARS值均小于3 mg/kg，遠(yuǎn)低于對(duì)照組（P<0.05），這表明明膠分子間所形成的氫鍵可降低氧氣透過(guò)率，可減緩肉樣脂肪氧化、酸敗的速率[17]。

圖2 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)TBARS值的影響Fig.2 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on TBARS value

2.3 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

從圖3可知，明膠涂膜組和對(duì)照組的HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。這可能是由于HI隨著時(shí)間的推移逐漸轉(zhuǎn)化為非血紅素鐵（non-heme iron, NHI），而NHI也是肉類脂肪氧化的重要催化劑，可加速脂肪氧化的速度[18-19]。在冷藏起始階段，明膠涂膜組與對(duì)照組的HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時(shí)，明膠涂膜組的HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著大于對(duì)照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其 HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。此外，肉樣在冷藏0～5 d時(shí)，明膠涂膜組的HI質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯降低（P<0.05），之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而略微降低（P>0.05）。本試驗(yàn)中NHI質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化情況與肉樣的脂肪氧化情況相反，NHI質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，脂肪氧化程度越嚴(yán)重。

圖3 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)血紅素鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.3 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on heme iron mass fraction

2.4 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)氧化的影響

蛋白質(zhì)羰基是反應(yīng)蛋白質(zhì)氧化程度的重要理化指標(biāo)。蛋白質(zhì)氧化程度越高，其羰基也就越高[20]。如圖 4所示，明膠涂膜組和對(duì)照組的羰基均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯增加（P<0.05），這表明蛋白質(zhì)隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其氧化程度增加。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對(duì)照組的羰基之間無(wú)顯著差異（P> 0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時(shí)，明膠涂膜組的羰基均明顯小于對(duì)照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其羰基之間無(wú)顯著差異（P> 0.05）。文獻(xiàn)顯示，明膠具有良好的隔絕氧氣能力，從而能有效降低蛋白質(zhì)的氧化反應(yīng)[17]。此外還有研究指出，蛋白質(zhì)氧化可引起肉品系水力的減弱，致使肉品的失水率增加[21]。這與本試驗(yàn)中蛋白質(zhì)羰基和失水率的變化情況相吻合。

圖4 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)羰基的影響Fig.4 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on protein carbonyl

2.5 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)TVB-N值的影響

TVB-N作為判定鮮肉品質(zhì)的重要指標(biāo)，可用于鑒定肉的新鮮度，其值越小，表明肉越新鮮[22]。如圖5所示，明膠涂膜組和對(duì)照組的TVB-N值均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著升高（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對(duì)照組的 TVB-N值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時(shí)，明膠涂膜組的TVB-N值均明顯小于對(duì)照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其 TVB-N 值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。此外，對(duì)照組的TVB-N值在冷藏第5 d時(shí)達(dá)到223.4 μg/g，已超出二級(jí)鮮度的界限，而明膠涂膜組的TVB-N值在冷藏第7 d時(shí)才略大于200 μg/g。由此推測(cè)，明膠因其具有良好的阻氧阻濕作用，可有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，減緩蛋白質(zhì)的分解速度。以上研究表明，明膠涂膜處理有效控制衡量肉品新鮮度的TVB-N值的增加，延長(zhǎng)其貨架期。

圖5 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)TVB-N值的影響Fig.5 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on TVB-N value

2.6 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)肉色的影響

豬肉表面的紅色可通過(guò) a*值來(lái)直觀地反映，a*值越高，肉樣的紅色越接近新鮮肉色[23]。如圖 6所示，明膠涂膜組和對(duì)照組的 a*值均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著降低（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對(duì)照組的a*值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第 3、5和 7 d時(shí)，明膠涂膜組的 a*值均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其a*值之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。從圖6還可以看出，與明膠涂膜組相比，對(duì)照組的 a*值下降幅度較大。本試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了前人的研究，明膠涂膜處理有助于防止a*值下降，維系肉品色澤的穩(wěn)定性[24]。

圖6 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)a*值的影響Fig.6 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on a* value

據(jù)報(bào)道，a*值與肉樣中MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)密切相關(guān)，隨著MetMb積累，a*值降低[25]。如圖7所示，肉樣在冷藏0～5 d時(shí)，明膠涂膜組和對(duì)照組中MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著升高（P<0.05），隨后在冷藏第7 d時(shí)呈緩慢升高趨勢(shì)（P>0.05）。分析其升高的原因可能是肉類氧化過(guò)程中產(chǎn)生的自由基破壞MetMb還原酶活性使得肉類在冷藏過(guò)程中形成的MetMb無(wú)法被及時(shí)還原，從而使MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[26-27]。從圖7還可以看出，在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對(duì)照組中 MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時(shí)，明膠涂膜組的MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯低于對(duì)照組（P< 0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個(gè)冷藏期間其MetMb質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間無(wú)顯著差異（P>0.05）。由上述試驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)出，明膠涂膜處理可有效降低豬肉冷藏期間的顏色褐變。

圖7 明膠濃度和冷藏時(shí)間對(duì)高鐵肌紅蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.7 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on metmyoglobin mass fraction

3 結(jié) 論

1）明膠涂膜處理可有效降低豬肉的脂肪氧化、蛋白質(zhì)氧化以及抑制非血紅素鐵的形成，從而減少豬肉不良?xì)馕兜漠a(chǎn)生。

2）明膠涂膜處理還能有助于降低豬背最長(zhǎng)肌的加壓失水率，改善肉品色澤，減少M(fèi)etMb積累，減緩TVB-N值的增加，在5 d內(nèi)能較好地保持豬肉的新鮮度。

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