響應(yīng)面法優(yōu)化醬油肉復(fù)合保鮮劑配方

張百剛 邵琳 楊高繼 鹿琪坤 蘇鳳賢

摘 要：為明確醬油肉常溫貯藏的最佳保鮮配方，以溫州醬油肉為原料，用大蒜素、茶多酚和生姜提取液3 種天然植物保鮮劑浸漬處理，在常溫條件（20～25 ℃）下貯藏9 d，以醬油肉的感官評(píng)分、揮發(fā)性鹽基氮含量和菌落總數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)確定常溫貯藏條件下用于醬油肉保鮮的天然復(fù)合保鮮劑最佳配方為大蒜素質(zhì)量濃度1.48 g/100 mL、茶多酚質(zhì)量濃度3.14 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)40.04%，且復(fù)合保鮮劑的抑菌保鮮效果明顯優(yōu)于單一保鮮劑。

關(guān)鍵詞：醬油肉;復(fù)合天然保鮮劑;響應(yīng)面分析

Abstract： To develop a composite preservative for soy sauce-marinated meat， formulations consisting of natural plant preservatives， allicin， tea polyphenol and ginger extract were optimized using response surface methodology. The response variables were sensory score， volatile base nitrogen （TVB-N） content and the total number of bacterial colonies of soy sauce-marinated meat after storage for 9 days at room temperature （20–25 ℃）. The optimal combination obtained were allicin?1.48 g/100 mL， tea polyphenols 3.14 g/100 mL and ginger extract 40.04%. It was more effective in preserving the quality of soy sauce-marinated meat than each component alone.

Keywords： soy sauce-marinated meat; composite natural preservative; response surface methodology

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20191024-250

中圖分類號(hào)：TS251.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2019）12-0032-07

醬油肉制品是典型的半干水分食品，而市場(chǎng)上流通的醬油肉制品包裝多以透明普通包裝和簡(jiǎn)單透明真空包裝為主，在銷售貯藏過(guò)程中極易出現(xiàn)腐敗變質(zhì)、霉斑變色、脹袋充氣等變質(zhì)現(xiàn)象，這些常溫貯藏過(guò)程中所面臨的共性技術(shù)問(wèn)題困擾企業(yè)多年，已成為限制醬油肉制品企業(yè)發(fā)展的瓶頸[1]。隨著保鮮劑單一使用保鮮效果不理想、應(yīng)用范圍局限性等缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，追求新型保鮮技術(shù)的目標(biāo)日益強(qiáng)烈，研究人員發(fā)現(xiàn)，將多種單一保鮮劑復(fù)合使用或與其他保鮮技術(shù)協(xié)同應(yīng)用的“柵欄技術(shù)”能滿足消費(fèi)者對(duì)一些食品的需求。目前，腌臘肉制品的生產(chǎn)和消費(fèi)主要以國(guó)內(nèi)為主，其中又以浙江、上海等地發(fā)展較快，為了便于貯藏和改善風(fēng)味而經(jīng)過(guò)相傳發(fā)展的醬油肉成為我國(guó)肉制品中獨(dú)一無(wú)二的特色食品。竇海鳳[2]采用乳酸鈉和乳酸鏈球菌素（Nisin）制成的復(fù)合保鮮液處理醬鹵肉制品，發(fā)現(xiàn)醬鹵肉制品中的微生物生長(zhǎng)受到明顯抑制;張然等[3]采用Nisin、甘氨酸、納他霉素和溶菌酶4 種天然保鮮劑對(duì)香酥醬鴨進(jìn)行處理，結(jié)果表明，4 種防腐劑均表現(xiàn)出一定的抑菌效果。

大蒜素是一種天然、可食用防腐劑，有效成分是大蒜辣素，對(duì)多數(shù)霉菌具有抑制作用[4-5]。茶多酚是從茶葉中提取的一種多酚類化合物，通過(guò)抑制微生物的黏附和直接破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)等作用達(dá)到抑菌效果[6]。生姜中含有姜精油、姜辣素和二苯基庚烷等多種天然抑菌成分，對(duì)微生物具有廣譜、高效的抑制作用[7]。上述3 種天然保鮮劑安全無(wú)毒，對(duì)各種細(xì)菌的抑制效果均不一致，配制成不同質(zhì)量濃度使用可以擴(kuò)大殺菌范圍，提高防腐保鮮效果，使醬油肉在長(zhǎng)時(shí)間貯藏后具有較好的新鮮度和較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，貯藏過(guò)程中延緩醬油肉品質(zhì)的下降，有效抑制腐爛的發(fā)生，延長(zhǎng)貨架期，增強(qiáng)保鮮效果[7-8]。

本研究利用響應(yīng)面優(yōu)化法，研究大蒜素、茶多酚和生姜提取液的單一保鮮效果和安全的復(fù)合保鮮劑配方[9-10]，測(cè)定指標(biāo)為感官品質(zhì)、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量和菌落總數(shù)[11-14]，以期為醬油肉制品的常溫保鮮提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

醬油肉（包裝規(guī)格490 g） 溫州永凱食品有限公司;大蒜素（含量≥99%，食品級(jí)） 河南鴻海食化有限公司;茶多酚（含量≥99%，食品級(jí)） 浙江多味化工食品有限公司;新鮮生姜 市售。

乙醇（體積分?jǐn)?shù)95%） 天津市富宇精細(xì)化工有限公司;氧化鎂、硼酸 天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司;氫氧化鈉 天津市百世化工有限公司;氯化鈉 天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;甲基紅、溴甲酚綠、磷酸二氫鉀 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;酵母浸膏 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;胰蛋白胨 北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠;瓊脂粉 上海山浦化工有限公司;葡萄糖 煙臺(tái)市雙雙化工有限公司;以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KN680全自動(dòng)凱氏定氮儀 廈門愛(ài)科圣實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程有限公司;YXQ-30SII高壓滅菌鍋 廈門儀宸科技有限公司;WT-B電子天平 常州萬(wàn)泰天平儀器有限公司;CG2161奔騰電磁爐 奔騰電器有限公司;HWS-26電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 保鮮液制備

大蒜素保鮮液的制備：準(zhǔn)確稱取大蒜素0.2、0.5、1.0、3.0 g，分別置于潔凈的燒杯中，加入蒸餾水?dāng)嚢枞芙夂蠖ㄈ葜?00 mL，分別得到質(zhì)量濃度為0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL的大蒜素保鮮液[15-16]。

茶多酚保鮮液的制備：準(zhǔn)確稱取茶多酚1、2、3、4 g，分別置于潔凈的燒杯中，加入蒸餾水?dāng)嚢枞芙夂蠖ㄈ葜?00 mL，分別得到質(zhì)量濃度為1、2、3、4 g/100 mL的茶多酚保鮮液[17-19]。

生姜提取液的制備：取生姜100 g洗凈晾干后搗碎，加入100 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇超聲浸提30 min，過(guò)濾后取濾液備用，分別取10、20、40、60 mL生姜提取液，用容量瓶定容至100 mL，分別得到體積分?jǐn)?shù)為10%、20%、40%、60%的生姜提取液[20-21]。

1.3.2 醬油肉制備

用酒精對(duì)所用的刀具、砧板擦洗消毒，將醬油肉制品切分成大小為100 g左右的方塊狀，在制備好的保鮮液中浸泡1 min，取出瀝干2 min后置于自封袋中，于常溫條件下貯藏9 d，測(cè)定醬油肉樣品品質(zhì)指標(biāo)[22-24]。

1.3.3 感官評(píng)定

10 人組成感官評(píng)定小組，按照GB/T 22210—2008《肉與肉制品 感官評(píng)定規(guī)范》所確定的感官品質(zhì)指標(biāo)，對(duì)醬油肉的色澤、氣味和組織狀態(tài)3 個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定[25-27]。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

1.3.4 TVB-N含量測(cè)定

參照GB/T 5009.228—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》中的自動(dòng)凱氏定氮儀法[28-29]。

1.3.5 菌落總數(shù)測(cè)定

參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[30]。

1.3.6 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度分別設(shè)置為0.0、0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL，茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度分別為0、1、2、3、4 g/100 mL，生姜提取液體積分?jǐn)?shù)分別為0%、10%、20%、40%、60%。測(cè)定醬油肉樣品貯藏9 d后的感官評(píng)分、TVB-N含量和菌落總數(shù)。

1.3.7 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用響應(yīng)面法中的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)[31]，研究影響天然復(fù)合保鮮劑對(duì)醬油肉保鮮的關(guān)鍵因素和最佳水平，并用Design Expert 8.0軟件進(jìn)行優(yōu)化分析。將添加復(fù)合天然保鮮劑的產(chǎn)品于常溫下貯藏9 d，以樣品的感官評(píng)分、TVB-N含量及菌落總數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化獲得常溫下貯藏醬油肉的最佳復(fù)合天然保鮮劑配方。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Origin 8.5軟件作折線圖，采用Design Expert 8.0軟件中的Box-Behnken進(jìn)行中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度對(duì)醬油肉品質(zhì)的影響

由圖1可知，常溫貯藏9 d后，大蒜素處理組醬油肉的感官評(píng)分略優(yōu)于空白組，隨著大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度升高，醬油肉TVB-N含量和菌落總數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度為1.0～3.0 g/100 mL時(shí)的保鮮效果最為顯著，表明一定質(zhì)量濃度的大蒜素保鮮液對(duì)醬油肉有抑菌保鮮作用。

2.1.2 茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度對(duì)醬油肉品質(zhì)的影響

由圖2可知，常溫貯藏9 d后，空白組和處理組醬油肉的感官品質(zhì)差別不大，茶多酚保鮮液在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)時(shí)，醬油肉TVB-N含量和菌落總數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表明一定質(zhì)量濃度的茶多酚保鮮液對(duì)醬油肉有保鮮作用，且茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度為3～4 g/100 mL時(shí)，醬油肉的3 個(gè)指標(biāo)均明顯優(yōu)于其他處理組。

2.1.3 生姜提取液體積分?jǐn)?shù)對(duì)醬油肉品質(zhì)的影響

由圖3可知，生姜提取液體積分?jǐn)?shù)對(duì)醬油肉感官品質(zhì)的影響不明顯，在一定范圍內(nèi)，醬油肉TVB-N含量和菌落總數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在整個(gè)貯藏過(guò)程中，生姜提取液處理組醬油肉的各個(gè)指標(biāo)差異較明顯，且生姜提取液體積分?jǐn)?shù)為10%和60%的保鮮效果低于生姜提取液體積分?jǐn)?shù)為20%和40%的保鮮效果。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 回歸模型的建立

利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到感官評(píng)分（Y1）、TVB-N含量（Y2）和菌落總數(shù)（Y3）回歸模型分別為Y1=21.00-0.62A-0.13C+0.25AC+0.50BC-0.63A2-1.88B2-2.62C2、Y2=55.10+0.94A-1.15B-0.08C+0.78AB+0.50AC+0.08BC+2.90A2+3.18B2+2.10C2和Y3=6.04+0.19A-0.24B+0.02C+0.16AB+0.11AC-2.50×10-3BC+0.63A2+0.70B2+0.32C2。

2.2.2 回歸模型檢驗(yàn)與分析

由表4可知：感官評(píng)分回歸模型的方差分析表明，回歸模型失擬項(xiàng)P=0.913 6>0.05，不顯著，說(shuō)明該回歸模型能夠很好地?cái)M合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）=3.05%，CV較小，說(shuō)明試驗(yàn)穩(wěn)定性較好，操作可信。模型的調(diào)整確定系數(shù)R2Adj=0.908 4，說(shuō)明該模型能解釋90.84%響應(yīng)值的變化，因而該模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，該模型是合適的，可以用于篩選對(duì)醬油肉保鮮效果最佳的復(fù)合天然保鮮劑配比。逐步顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，一次項(xiàng)A影響顯著，B、C不顯著，交互項(xiàng)AB、AC、BC均不顯著，二次項(xiàng)A2不顯著，B2、C2極顯著。

同理可知，TVB-N含量回歸模型失擬項(xiàng)P=0.415 1>0.05，CV=0.82%，R2Adj=0.971 2，說(shuō)明該模型能解釋97.12%響應(yīng)值的變化。逐步顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，一次項(xiàng)A、B影響極顯著，C不顯著，交互項(xiàng)AB顯著，AC、BC不顯著，二次項(xiàng)A2、B2、C2極顯著。菌落總數(shù)回歸模型失擬項(xiàng)P=0.317 4>0.05，CV=1.52%，R2Adj=0.969 2，說(shuō)明該模型能解釋96.92%響應(yīng)值的變化。逐步顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，一次項(xiàng)A、B影響極顯著，C不顯著，交互項(xiàng)AB顯著，AC、BC不顯著，二次項(xiàng)A2、B2、C2極顯著。

2.2.3 各因素的交互作用分析

2.2.3.1 各因素交互作用對(duì)醬油肉感官評(píng)分的影響

由圖4～6可知，從響應(yīng)面圖和等高線圖可以直觀地看出，3 個(gè)因素之間交互作用不顯著，大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度1.0～2.0 g/100 mL、茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度2.5～3.5 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)36%～44%之間時(shí)，醬油肉感官評(píng)分最理想。

2.2.3.2 各因素交互作用對(duì)醬油肉TVB-N含量的影響

由圖7～9可知，從響應(yīng)面圖和等高線圖可以直觀地看出，在一定范圍內(nèi)，大蒜素、茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度和生姜提取液體積分?jǐn)?shù)逐漸增大時(shí)，TVB-N含量逐漸減小，大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度1.0～2.0 g/100 mL、茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度2.5～3.5 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)36%～44%時(shí)，醬油肉TVB-N含量最小。

2.2.3.3 各因素交互作用對(duì)醬油肉菌落總數(shù)的影響

由圖10～12可知，從響應(yīng)面圖和等高線圖可以直觀地看出，在一定范圍內(nèi)，醬油肉菌落總數(shù)隨著3 種保鮮劑添加量的增大而減小，大蒜素保鮮液質(zhì)量濃度1.5～2.0 g/100 mL、茶多酚保鮮液質(zhì)量濃度2.5～3.5 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)36%～44%時(shí)，抑菌效果最理想。

2.2.4 回歸模型尋優(yōu)

利用Design Expert Numerical Optimization對(duì)3 種因素的回歸模型進(jìn)行尋優(yōu)，得到的保鮮液配比為大蒜素質(zhì)量濃度1.48 g/100 mL、茶多酚質(zhì)量濃度3.14 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)40.04%，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果為醬油肉感官評(píng)分21 分，TVB-N含量54.9 mg/100 g，菌落總數(shù)5.99 （lg（CFU/g））。

3 結(jié) 論

利用二次正交中心組合設(shè)計(jì)，采用Design Expert軟件中的Box-Behnken對(duì)影響醬油肉感官評(píng)分、TVB-N含量和菌落總數(shù)的3 個(gè)因素進(jìn)行回歸分析和優(yōu)化，經(jīng)F檢驗(yàn)得出，回歸模型不失擬，能很好地?cái)M合醬油肉貯藏過(guò)程中感官評(píng)分、TVB-N含量和菌落總數(shù)變化的真實(shí)情況。得出復(fù)合天然保鮮液的最佳配比為大蒜素質(zhì)量濃度1.48 g/100 mL、茶多酚質(zhì)量濃度3.14 g/100 mL、生姜提取液體積分?jǐn)?shù)40.04%。測(cè)得采用最佳配比復(fù)合保鮮劑的醬油肉感官評(píng)分、TVB-N含量和菌落總數(shù)指標(biāo)均明顯優(yōu)于單因素試驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明此配方對(duì)于醬油肉的保鮮效果比較顯著。

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