可食性抑菌膜在醬鹵肉制品中的應(yīng)用研究進展

祝超智 溫耀涵 原曉喻 趙改名 郭世良 趙光輝 徐俊濤

摘 要：醬鹵肉制品在我國一直有著廣闊的市場，為延長醬鹵肉制品貨架期，保證其安全美味，開發(fā)綠色環(huán)保、對人體無毒無害的保鮮技術(shù)勢在必行?？墒承阅な且环N綠色無污染、可食用且易降解的保鮮材料，在抑制肉制品中微生物生長、減少肉制品水分流失方面有其獨特優(yōu)勢，從而能夠延長肉制品貯藏期?？墒承阅づc具有殺菌、抑菌效果的防腐保鮮劑相結(jié)合形成的可食性抑菌膜不僅能有效加強抑菌效果，而且減少了防腐保鮮劑直接作用于食品可能引起的危害，加大了食品安全性。本文綜述我國醬鹵肉制品保鮮中存在的基礎(chǔ)問題、可食性抑菌膜概述及其在醬鹵肉制品中的應(yīng)用，并對可食性抑菌膜的發(fā)展前景進行展望，為醬鹵肉制品防腐保鮮技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：可食性抑菌膜;醬鹵肉制品;成膜種類;影響因素;防腐保鮮;前景展望

Recent Progress in the Application of Edible Antibacterial Films in Soy Sauce and Pot-Roast Meat Products

ZHU Chaozhi1， WEN Yaohan1， YUAN Xiaoyu1， ZHAO Gaiming1，*， GUO Shiliang2， ZHAO Guanghui2， XU Juntao2

（1.College of Food Science and Technology， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China;

2.Shuanghui Group Technology Center， Luohe 462000， China）

Abstract： Soy sauce pot-roast meat products have long enjoyed a broad market in China. Developing green， environmental friendly， non-toxic and harmless preservation technologies is imperative for extending the shelf life and ensuring the safety and taste of soy sauce and pot-roast meat products. The edible film is a kind of green， pollution-free， edible and easily degradable packaging material， which has distinctive advantages in inhibiting the growth of microorganisms in meat products， reducing the water loss， and extending the storage period. The combination of edible films and preservatives with bactericidal and bacteriostatic effects can not only effectively strengthen the bacteriostatic effect， but also reduce the possible harm caused by direct addition of preservatives to foods， thus increasing food safety. In this paper， the basic problems existing in the preservation of soy sauce pot-roast meat products in China are outlined， and an overview of various edible antibacterial films and their application in soy sauce pot-roast meat products is given. An outlook on the future of edible antibacterial films is presented in order to provide a theoretical basis for the development and industrial application of preservation technologies for soy sauce pot-roast meat products.

Keywords： edible antibacterial film; soy sauce pot-roast meat products; film forming material type; factors; preservation; future outlook

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201105-259

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）12-0081-06

引文格式：

祝超智， 溫耀涵， 原曉喻， 等. 可食性抑菌膜在醬鹵肉制品中的應(yīng)用研究進展[J]. 肉類研究， 2020， 34（12）： 81-86. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201105-259.? ? http：//www.rlyj.net.cn

ZHU Chaozhi， WEN Yaohan， YUAN Xiaoyu， et al. Recent progress in the application of edible antibacterial films in soy sauce and pot-roast meat products[J]. Meat Research， 2020， 34（12）： 81-86. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20201105-259.? ? http：//www.rlyj.net.cn

醬鹵肉制品是中國傳統(tǒng)美食，是將原料肉用水煮制，加入多種調(diào)味料、香辛料作醬鹵制成的熟肉類制品，長久以來深受廣大消費者的喜愛[1]。醬鹵肉制品有較大的消費市場，但其貯藏保鮮技術(shù)與方法仍較落后，正常狀態(tài)下醬鹵肉保質(zhì)期只有3～5 d，采用散裝零售的方式較多，醬鹵肉制品大規(guī)模商業(yè)化的流通發(fā)展受到極大限制[2]。因此，如何保證醬鹵肉制品衛(wèi)生、安全且有效延長其貯藏時間是醬鹵肉制品工業(yè)化生產(chǎn)中亟待解決的問題。

可食性膜是以多糖、蛋白質(zhì)和脂類等人體可消化吸收的生物大分子物質(zhì)為原料，添加可食性交聯(lián)劑、增塑劑等，利用不同分子間相互作用而形成的一種具有阻隔作用的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)薄層[3-4]?？墒承阅ねǔＷ饔糜谑称繁砻妫艚^食品與外界環(huán)境中氧氣、水分、微生物等的直接接觸，從而抑制微生物等外來污染物的入侵，達到保證食品新鮮度、延長食品貨架期等目的。然而單一技術(shù)的可食性膜防腐保鮮功能并不突出，以可食性膜為載體，加入防腐劑、抑菌劑的可食性抑菌膜可以有效增強對細(xì)菌、腐敗菌等微生物的抑制作用，彌補抑菌效果方面的缺失，擴大了可食性抑菌膜的應(yīng)用范圍[5-6]。

1 我國醬鹵肉制品存在的主要問題與包裝現(xiàn)狀

1.1 主要問題

由于我國醬鹵肉制品的出品率普遍偏低，大約為50%～60%，低出品率導(dǎo)致產(chǎn)品成本偏高、經(jīng)濟效益低下[7]。

市面上大多醬鹵肉制品以散裝方式出售，產(chǎn)品存在貨架期短、攜帶困難、品質(zhì)難以保證等問題，醬鹵肉制品極易發(fā)生腐敗變質(zhì)，使其感官發(fā)生變化，不適合食用。我國市場上的醬鹵肉制品大多是經(jīng)過高溫處理的初加工產(chǎn)品，而市面上用于休閑便攜類醬鹵肉制品的可食性包裝相對較少，在購買后攜帶與食用均不便，并且每個批次產(chǎn)品的風(fēng)味、質(zhì)地也會有很大波動。傳統(tǒng)醬鹵制品制備所需時間長，部分以個人制作經(jīng)驗為主，品質(zhì)不易準(zhǔn)確控制，加工技術(shù)含量低，防腐保鮮技術(shù)落后，容易腐敗變質(zhì)[8]。目前，醬鹵肉制品的加工設(shè)備整體水平落后，工廠設(shè)備簡陋，缺少醬鹵、煮制、殺菌、包裝等環(huán)節(jié)的高效加工設(shè)備，大部分醬鹵肉制品加工生產(chǎn)中缺乏嚴(yán)格、規(guī)范的工藝程序、有效的安全管理體系、科學(xué)的質(zhì)量檢測與品質(zhì)檢驗技術(shù)，致使醬鹵肉制品品質(zhì)不穩(wěn)定，發(fā)生安全問題的風(fēng)險機率不斷增加[9]。

1.2 醬鹵肉制品包裝

目前我國醬鹵肉制品包裝大致分為兩大類：一是作坊式醬鹵肉制品生產(chǎn)中應(yīng)用較多的草紙、托盤保鮮膜和普通塑料膜等簡易包裝，這類產(chǎn)品大多在零售店鋪進行散裝銷售;二是工業(yè)化生產(chǎn)中常見的包裝形式，包括真空包裝和氣調(diào)包裝，真空包裝是現(xiàn)如今保鮮包裝中應(yīng)用最多的一種，是將包裝內(nèi)部空氣抽去，使產(chǎn)品處于無氧狀態(tài)，從而抑制有氧微生物代謝活動的進行[10]。氣調(diào)包裝是向產(chǎn)品包裝袋中充入惰性氣體，改變包裝袋內(nèi)的氣體成分，從而抑制微生物繁殖，也可以阻止酶促反應(yīng)，保護醬鹵肉制品色澤，最終達到延長貯藏時間的效果[11]。

1.3醬鹵肉制品包裝材料

醬鹵肉制品包裝材料的研發(fā)日新月異，而在有效包裝方式的基礎(chǔ)上結(jié)合優(yōu)質(zhì)的包裝材料可大大延長肉制品的保鮮時間。

由表1可知，不同包裝材料都有其獨特優(yōu)勢，然而各自的不足之處也不可忽略。復(fù)合材料有很好的保鮮作用，應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，但其是非生物可降解材料，對環(huán)境造成很大負(fù)擔(dān)，將逐漸被淘汰[17]?；钚园b將活性物質(zhì)裝在小包裝中，如干燥劑等物質(zhì)，可以改善食品所處環(huán)境，但小包裝有破裂風(fēng)險，容易造成活性物質(zhì)與食品混合，存在一定安全風(fēng)險。納米復(fù)合包裝材料在保鮮、抑菌、可回收方面均表現(xiàn)良好，但對其安全性的研究還處于初級階段，且成本較高，一般只應(yīng)用于高端食品[18]?？墒承阅ぴ诖笠?guī)模工業(yè)生產(chǎn)中雖存在一定技術(shù)障礙，但它是可生物降解的環(huán)保型包裝材料，有巨大的應(yīng)用前景，也可以利用一些防腐保鮮劑和營養(yǎng)強化劑的載體，從而加強膜的性能，制備成可食性抑菌膜，從而加強抑菌特性，改善包裝食品的營養(yǎng)和感官特性[17]。可食性抑菌膜原料來源廣，制膜成本較低，消費者認(rèn)可度高，近年來受到相當(dāng)大的關(guān)注，是保鮮技術(shù)的研究重點。

2 可食性抑菌膜概述

可食性膜是以多糖、蛋白質(zhì)和脂類等天然高分子物質(zhì)或其復(fù)合物為主要成膜基質(zhì)，添加可食性的交聯(lián)劑或增塑劑等，輔以各種可食性防腐保鮮劑（防腐劑、抑菌劑、抗氧化劑）制備而成的膜液，以制成膜材料或涂膜的方式直接應(yīng)用于食品組分表面，形成一層覆蓋食品的可食性薄膜，主要應(yīng)用于食品的防腐保鮮，保證食品質(zhì)量[19]。然而，直接將防腐保鮮劑應(yīng)用于醬鹵肉制品效果不佳[20]。一是防腐保鮮劑直接接觸肉制品表面可能存在一定的安全危害且易失效，二是防腐保鮮劑進入肉制品內(nèi)部后，抑菌效果無法針對微生物最易生長繁殖的表面部位。因此使用可食性抑菌膜保鮮更為有效，在醬鹵肉制品流通、運輸、貯藏期間，可食性抑菌膜既可減緩防腐保鮮劑從膜向肉制品表面的遷移，還可維持所需的抑菌效果。

2.1 可食性抑菌膜種類

可食性抑菌膜基本可分為多糖膜、蛋白質(zhì)膜、脂質(zhì)膜和復(fù)合膜四大類[21]?，F(xiàn)階段多糖膜在醬鹵肉制品中的研究最為常見，隨著研究的深入，綜合各基質(zhì)優(yōu)點的復(fù)合可食性抑菌膜將廣泛應(yīng)用。

2.1.1 多糖膜

多糖類物質(zhì)是一類純天然、大分子質(zhì)量化合物，具有一定的營養(yǎng)價值。代表性的多糖類成膜基質(zhì)主要包括淀粉、纖維素、殼聚糖、海藻酸鈉、普魯蘭多糖及魔芋葡聚甘糖等[22]。由于多糖的特殊結(jié)構(gòu)，使其具備良好的機械性能和透明性，有阻氣、阻氧且在食品表面成膜均勻的特點。多糖類大分子大多有一定的親水性，因此阻濕和耐水性均較差，限制了其在潮濕環(huán)境下的應(yīng)用，常與蛋白質(zhì)等復(fù)配制成可食性膜。殼聚糖在自然界中廣泛存在，它不僅有良好的成膜特性還是健康無害的天然防腐劑，對酵母菌、霉菌、革蘭氏陽性菌和陰性菌均有抑制作用，是極佳的可食性抑菌膜的成膜材料。

李麗杰等[23]對殼聚糖、木薯淀粉可食性膜進行研究，發(fā)現(xiàn)其能延緩羊肉腐敗變質(zhì)，防止水分蒸發(fā)。雷俊[24]考察多糖、脂類在可食性大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）

膜中的共混改性對可食性膜阻隔性能和機械性能的影響，并在此基礎(chǔ)上探討可食性SPI膜應(yīng)用于果仁保藏的可行性，結(jié)果證明，可食性SPI膜具有良好的阻水、阻氣性能，能有效延長果仁貯藏期。李帥等[25]對多糖類可食性膜的主要組成、物理性能、成膜機理及生物活性等進行總結(jié)，并展望其良好的應(yīng)用前景。

2.1.2 蛋白質(zhì)膜

蛋白質(zhì)可食性膜主要從動植物的蛋白中提取而來。明膠、玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、膠原蛋白、乳清蛋白等都是較為常見的蛋白質(zhì)成膜材料[26]。蛋白質(zhì)膜有著較強的阻氧性能，對水分、脂肪、揮發(fā)性成分都有良好的阻隔性能，且營養(yǎng)價值高，成膜效果顯著。Ramos等[27]以乳清分離蛋白為成膜基質(zhì)，將乳酸、殼聚糖和苯甲酸鈉等抑菌劑加入成膜溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蛋白抑菌膜有極強的抑菌效果且適用于醬鹵肉制品保鮮。趙元匯等[28]制備大豆蛋白包裝膜，研究大豆蛋白包裝膜的沖擊強度、抗拉強度、斷裂伸長率、撕裂強度、透光率、透濕率和霧度等性能，結(jié)果表明，SPI添加量為6%時制得的大豆蛋白包裝膜綜合性能最好。

2.1.3 脂質(zhì)膜

脂質(zhì)膜阻水性優(yōu)良，水蒸氣透過系數(shù)低，且極性相對于脂質(zhì)較低，其成膜基質(zhì)包括脂肪酸、蜂蠟、樹脂和?；视偷?。然而由于脂質(zhì)膜的阻氣性能較差且難溶于水等特性，一般不單獨成膜，通常將脂類加入其他膜液中以提高阻水性[29]。

2.1.4 復(fù)合膜

復(fù)合膜是將多糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等多種成膜基質(zhì)以不同比例結(jié)合制成的可食性膜，彌補了單一可食性膜的不足，在膜的透明度、阻水、阻氣、機械性能等方面都有極大優(yōu)勢，復(fù)合膜將是未來可食性膜的發(fā)展趨勢。Vargas等[30]將用明膠、卡拉膠制備的復(fù)合可食性膜用于干香腸，經(jīng)品質(zhì)測定發(fā)現(xiàn)，經(jīng)復(fù)合可食性膜處理的香腸水分減少量相比對照組降低。

郭光平等[31]研究殼聚糖-乳酸鏈球菌素（nisin）復(fù)合包裝膜處理對燒雞保鮮的作用，結(jié)果顯示，在4 ℃低溫貯藏條件下，樣品的pH值、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反應(yīng)物值、菌落總數(shù)均顯著低于對照組，且處理組樣品貨架期較對照組延長。

2.2 可食性抑菌膜成膜工藝

可食性抑菌膜的成膜工藝主要分為濕法和干法兩大類[32]。濕法是將成膜基質(zhì)通過噴霧、涂布、浸沒等方式均勻覆蓋于食品表面，干燥后在食物表面形成透明的薄層，直接作用于食品表面，或制成膜經(jīng)貯藏后再覆蓋于食品上，具體方法有手工涂布法、氣流涂布法、流延法、循環(huán)浸潤法等;干法是利用高分子材料的熱塑性特點通過模塑、擠壓、壓縮等方式直接成膜，保鮮時可以將膜置于醬鹵肉制品上，對醬鹵肉制品進行二次包裝的具體方法有澆注法、擠壓吹塑法或壓延法等[29]。濕法可以應(yīng)用于零裝散售的作坊式醬鹵肉制品，使用濕法不會影響醬鹵肉制品的色澤，有利于直接銷售。而對于大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)化醬鹵肉制品來說，干法成膜的方式更高效，但需要昂貴的機械設(shè)備，適合工業(yè)化生產(chǎn)。濕法和干法工藝流程分別如下：

濕法工藝流程：原料→成膜溶液配制→脫氣、

脫泡→噴霧、涂布、浸沒→干燥→貯藏

干法工藝流程：原料準(zhǔn)備→加入防腐保鮮劑→加入增塑劑、鈣交聯(lián)劑→成膜溶液配制→脫氣脫泡→涂布于光滑玻璃板上→干燥→揭膜保存

2.3 影響可食膜抑菌膜性能的因素

可食性膜性能受許多因素影響，主要分為內(nèi)因和外因，可食性膜的常見影響因素如表2所示。

可食性抑菌膜的性能主要表現(xiàn)在抑菌性能、阻隔性能、機械性能上，受多種因素影響，內(nèi)因主要是成膜溶液各組分的性質(zhì)及其相互作用，外因主要是制膜工藝及可食性膜食品的貯藏條件。因此通過對各方面因素調(diào)整和把控，可以極大影響水蒸氣透過率，提高可食性膜的機械性能，并且結(jié)合防腐保鮮劑可以進一步加強膜的保鮮性能。例如，調(diào)整pH值或熱處理等方式使成膜基質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，最后在一定溫度和濕度條件下將膜溶液烘干[37-38]。為了改善膜性能，也可加入一些增塑劑，它可以與蛋白質(zhì)和多糖間的羥基相互作用形成氫鍵，降低膜的內(nèi)聚力，從而起到降低膜脆性、提高彈塑性、韌性及抗撕裂強度等作用[43]。

3 可食性抑菌膜在醬鹵肉制品中的應(yīng)用

可食性抑菌膜可以阻隔空氣，抑制微生物生長，減少食品污染和營養(yǎng)物質(zhì)流失，保護食物的外觀及品質(zhì)，從而達到防腐保鮮的作用。肉制品的腐敗變質(zhì)是由微生物在肉品表面進行代謝活動，污染肉制品引起的，將防腐保鮮劑添加到可食性膜中能有效抑制肉品表面腐敗菌的繁殖[44]?？墒承砸志げ粌H可以賦予肉制品更好的感官品質(zhì)，還能防止肉中水分的流失，增加肉表面色澤[45]，

還可以和食品一起食用，部分成膜基質(zhì)具有較高營養(yǎng)價值。殼聚糖具有良好的成膜性，而且是天然防腐保鮮劑，具有極強的抑菌能力。在工業(yè)化生產(chǎn)中，膠原蛋白膜已經(jīng)基本取代了天然腸衣，大豆蛋白可以生產(chǎn)可溶性包裝袋，許多國家都在研制可食性保鮮膜制備技術(shù)，其低成本、可降解、保鮮效果優(yōu)良、對人體無毒無害且有一定營養(yǎng)價值。

近年來，一些研究以海藻酸鈉為成膜基質(zhì)，添加丁香精油、肉桂精油、月桂、茶多酚等天然抑菌劑，用于肉制品保鮮，通過對膜的拉伸強度、抗菌性能、吸水率及產(chǎn)品品質(zhì)等進行綜合測定發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉與抑菌劑復(fù)配后可顯著抑制沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、李斯特菌的生長，并能減少肉制品的汁液流失，延緩脂肪氧化，延長肉制品保存時間[46-48]。已有一些研究以殼聚糖為成膜基質(zhì)，加入Nisin、甘油等天然抑菌劑制備可食性抑菌膜，應(yīng)用于醬鹵肉制品中，通過對肉制品品質(zhì)進行測定發(fā)現(xiàn)，殼聚糖抑菌膜在抑菌方面效果顯著，在理化指標(biāo)方面，TVB-N含量、硫代巴比妥酸反應(yīng)物值相比未經(jīng)處理的對照組增加緩慢，在感官評定方面，能保持醬鹵肉制品的新鮮色澤，且對風(fēng)味和口感無較大影響[49-51]。多糖膜的機械性能優(yōu)良，但其阻氣性能有待加強，現(xiàn)在對多糖膜的應(yīng)用偏重于表面的研究與探討，缺乏機理性的深入研究。

此外，以動物體內(nèi)提取的膠原蛋白為成膜基質(zhì)，添加Nisin、VE、茶多酚等防腐保鮮劑，應(yīng)用于肉制品保鮮的研究也很多。羅愛平等[52]測定不同貯藏期醬牛肉的菌落總數(shù)、硫化氫實驗、TVB-N含量和感官評分，發(fā)現(xiàn)可食性膜在肉表面起到了屏障作用，能減少水分流失，抑制微生物的生長繁殖，延緩肉中TVB-N含量的升高，減緩醬鹵肉的變質(zhì)，從而達到保鮮目的。蛋白膜透明度高，阻氣效果好，但其在較低濕度條件下易于斷裂，在較高濕度條件下又會吸濕，產(chǎn)生溶脹作用，所以應(yīng)運用物理和化學(xué)方法進行改性處理，使其持水性、穩(wěn)定性等得到改善。之后應(yīng)系統(tǒng)研究蛋白膜的包裝特性、成膜機理和優(yōu)化性能，開發(fā)疏水性、多功能的可食蛋白抑菌膜。

可食性抑菌膜在醬鹵肉制品中的部分應(yīng)用研究成果如表3所示。從上述研究可知，加入防腐保鮮劑的可食性膜在保鮮方面有極其顯著的效果，且相比于其他不添加抑菌劑或保鮮劑的普通可食性膜，其在抑制微生物方面表現(xiàn)突出，因此可食性抑菌膜是醬鹵肉制品防腐保鮮研究的重要方面。

4 結(jié) 語

如今，食品安全、營養(yǎng)健康已成為人們?nèi)粘Ｉ钕M中首要關(guān)心的問題，對綠色天然、可降解的環(huán)境友好型食品包裝材料的需求不斷增加?？墒承阅づc傳統(tǒng)包裝相比有著可食性、綠色環(huán)保、營養(yǎng)價值高等特點，在阻隔水分、氧氣、防止微生物侵入污染和防腐保鮮方面效果更好。與防腐劑、抗氧化劑等防腐保鮮劑復(fù)合制備而成的可食性抑菌膜不僅具有可食性膜的優(yōu)點，而且能使其中的防腐保鮮劑緩慢且穩(wěn)定作用于醬鹵肉制品，極大提高了膜的抑菌性能。將不同基質(zhì)可食性膜與不同防腐保鮮劑結(jié)合，形成保鮮效果更優(yōu)的可食性抑菌膜是今后的可持續(xù)研究方向。

目前大部分研究均集中在可食性膜在冷鮮肉中的應(yīng)用，多數(shù)醬鹵肉制品仍以散裝零售為主，大規(guī)模商業(yè)化、工業(yè)化的流通發(fā)展受到限制，專門應(yīng)用于醬鹵肉制品保鮮包裝的可食性抑菌膜研究相對較少，可以加強這方面針對性的研究。目前，關(guān)于可食性抑菌膜的研究相對有限，還未能大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，因此，可以致力于選擇更加安全、有效的制膜材料和輔助劑，研究除現(xiàn)有種類以外且在其基礎(chǔ)上創(chuàng)新的可食性抑菌膜。隨著國民經(jīng)濟水平和民眾環(huán)保意識的不斷增強，可食性抑菌膜在醬鹵肉制品中的應(yīng)用也會越來越受到生產(chǎn)者和消費者的關(guān)注，有著廣闊的研發(fā)空間和應(yīng)用前景。

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