植物提取物的抑菌活性及其在冷卻雞肉保鮮中應(yīng)用

洪 軍，盧文靜，郭夢婷，李文玉，毛 銳

(1.河南城建學(xué)院 生命科學(xué)與工程學(xué)院，河南 平頂山 467036；2.河南省水體污染防治與修復(fù)重點實驗室，河南 平頂山 467036)

冷卻肉(又叫冷鮮肉)有效克服了熱鮮肉和冷凍肉的固有缺點，但它的保鮮期相對較短。因此，如何選擇采用合適的保鮮劑及其包裝技術(shù)進(jìn)一步延長冷卻肉的保鮮期，并保持其良好色澤、汁液流出及外觀，也是冷卻肉發(fā)展中的關(guān)鍵問題。氣調(diào)保鮮、超高壓保鮮與輻照保鮮等物理保鮮方式在食品中也有應(yīng)用，但也存在一些不足，如超高壓保鮮對食品本身的質(zhì)地會產(chǎn)生影響[1]，輻照保鮮會使肉品產(chǎn)生難以接受的“輻照臭氣”[2]。因化學(xué)防腐劑自身存在潛在的毒副作用和殘留以及對環(huán)境產(chǎn)生污染問題，從天然資源中尋找生物活性物質(zhì)來代替化學(xué)物質(zhì)作為天然防腐劑已逐漸受到人們的重視。食源性致病菌是食物中毒和食源性疾病暴發(fā)的重要因素，其給食品安全帶來不可輕視的風(fēng)險與隱患[3]。世界衛(wèi)生組織(WHO)報道，全球每年發(fā)生腹瀉病的病例數(shù)超過1.5億，其中絕大多數(shù)病例與各種致病性微生物污染的食品有關(guān)[4]。肉類中常見的食源性致病菌有志賀菌、大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、假單胞菌等。篩選出對這些食源性致病菌抑殺效果好的新型抑菌劑也有利于食品的防腐保鮮。

天然植物中所含有的生物堿類、黃酮類以及有機(jī)酸類化合物等生物活性物質(zhì)往往具有調(diào)味增香、營養(yǎng)保健、抗菌防腐等綜合功能，在食品工業(yè)上具有不可比擬的優(yōu)越性[5]。連翹、蒲公英、金銀花是我國常見的傳統(tǒng)藥用植物，因其毒副作用較小、價格低廉、廣譜抗菌、抗氧化等特點而常被應(yīng)用于食品保鮮領(lǐng)域，如連翹果、連翹葉乙醇提取物可以影響金黃色葡萄球菌細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致菌體中核酸等大分子物質(zhì)及堿性磷酸酶的泄漏，從而抑制金黃色葡萄球菌的生長繁殖[6]；連翹與其他提取物復(fù)配對草莓、桃果實、雞蛋具有一定的保鮮作用[7-8]，但對于冷卻肉類保鮮鮮有報道；蒲公英濃縮水提液具有明顯抗菌作用，可以抑制細(xì)胞壁的合成，促使細(xì)胞壁破裂，還能夠抑制蛋白質(zhì)和DNA的合成[9]；蒲公英提取液、蒲公英總黃酮提取物在冷卻牛肉和冷卻豬肉中均具有一定的保鮮作用[10-11]；金銀花提取物具有較強(qiáng)清除DPPH自由基抗氧化能力和抑菌防腐能力[12]，與其他保鮮技術(shù)合用對冰鮮雞肉也有一定的保鮮效果[13]。葡萄皮渣是葡萄釀造后的副產(chǎn)物，含有豐富的多酚類物質(zhì)，在醫(yī)藥保健、食品、化妝品、化工等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用[14]。Wook等[15]對葡萄皮中含有的原花青素進(jìn)行研究，結(jié)果表明將原花青素以不同濃度的比例摻入可食性薄膜中可以抑制脂肪氧化和微生物生長，從而提高豬肉的質(zhì)量和保質(zhì)期。茶葉提取物的主要活性成分為茶多酚[16]，茶多酚具有強(qiáng)抗氧化性，主要是茶多酚中的茶素類B環(huán)和C環(huán)上酚羥基與脂肪游離基、黃酮醇等結(jié)合，作用于有關(guān)自由基的酶，影響細(xì)胞代謝，從而起到抗氧化效果。除了有強(qiáng)的抗氧化性外還具有抑菌作用[17]，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌、枯草桿菌等均有抑菌作用[18]。但是這些植物提取物對食源性致病菌抑菌效果強(qiáng)弱及在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用報道較少。因此，本研究擬用連翹等6種植物的超聲輔助醇提取物對5種食源性致病菌進(jìn)行體外抑菌實驗，比較分析6種植物醇提取物的抑菌強(qiáng)弱，選擇抑菌效果好的提取物作為保鮮劑作用于冷卻雞脯肉，檢測生理生化指標(biāo)，分析其保鮮效果，為開發(fā)效果好的天然肉類食品防腐保鮮劑提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試物質(zhì)：蒲公英、連翹、金銀花購于平頂山新城區(qū)國大藥房中藥材店；茶葉購于校園超市；葡萄皮渣由平頂山坤泰農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司提供。

供試菌種：腸炎沙門氏菌腸炎亞種ATCC14028，鼠傷寒沙門氏菌CMCC50115，李斯特氏菌，大腸桿菌ATCC25922以及副溶血性弧菌ATCC17802。

1.2 儀器與設(shè)備

高速粉碎機(jī)(QE-300g)：浙江屹立工貿(mào)有限公司；超聲波儀(KQ5200DE)：昆山超聲儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(R-3)：瑞士Buchi(布奇)公司；超凈工作臺(DL-CJ-2N)：北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；生化培養(yǎng)箱(SHP-250)：金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司；恒溫振蕩器(HZQ-X300C)：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；自動凱氏定氮儀(K-360)：瑞士Buchi(布奇)公司；紫外分光光度計(G10S)：美國賽默飛世爾科技公司；pH計(PH3-3E)：上海儀電科學(xué)股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 植物提取物的制備及抑菌活性測定

(1)植物提取物的制備

(2)體外抑菌實驗

分別取100 μL活化好的5種食源性致病菌稀釋至菌液濃度為107CFU/mL進(jìn)行瓊脂平板涂布，然后用打孔器在平板上打孔，在孔內(nèi)分別加入制備好的80 μL提取藥液，放入37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)20～24 h，每組設(shè)3個平行，測定抑菌圈的直徑[20]。抑菌圈直徑為測量所得直徑與打孔器直徑(8 mm)之差。

1.3.2 冷卻雞肉保鮮

(1)保鮮劑配方

處理組1：0.25 g/mL連翹粗提物；處理組2：0.25 g/mL葡萄皮粗提取物；對照組：無菌水。

(2)肉樣處理方法及指標(biāo)測定

取新鮮雞胸脯肉在6～8 h內(nèi)將雞肉中心溫度冷卻至4 ℃，將配置好的保鮮劑均勻涂抹于肉樣表面，紫外照射30 min，用無菌紗布吸干多余的水分，然后用無菌真空包裝袋進(jìn)行包裝，于4 ℃冰箱保存。每組設(shè)3個平行，分別在第0、2、4、6、8、10、12、14天取樣進(jìn)行感官評定、TVB-N、TBARS、pH值、微生物總數(shù)測定。

①感官評定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)鮮(凍)畜、禽產(chǎn)品》(GB2707-2016)進(jìn)行，主要從氣味、顏色、黏度和彈性4方面進(jìn)行，具體評定內(nèi)容如表1所示；

表1 感官評定表(分)

②TVB-N測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》(GB 5009.228-2016)進(jìn)行；

③TBARS測定參考文獻(xiàn)[21]的方法進(jìn)行；

④ pH值測定參考張崟文獻(xiàn)[22]的方法進(jìn)行；

⑤微生物指標(biāo)測定參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》(GB 4789.2-2016)進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)，Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 抑菌實驗結(jié)果與分析

連翹作為一種木樨科連翹屬植物，它的主要活性成分是連翹酯苷、連翹苷和連翹酯素，連翹酯苷是迄今為止從連翹屬植物中發(fā)現(xiàn)的抗氧化、抗菌活性最強(qiáng)的成分之一。連翹葉的乙醇提取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、志賀氏痢疾桿菌等都有顯著的抑菌作用[23-24]。連翹果實的乙醇粗提物也對腸炎沙門氏菌腸炎亞種、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌、李斯特氏菌和副溶血性弧菌具有很好的抑菌效果(見表2)，且最小抑菌濃度為0.25～0.5 g/mL。而葡萄皮、籽、茶葉醇提取物中主要活性成分是多酚類物質(zhì)[25-26]，三者相比，葡萄皮提取物抑菌活性最強(qiáng)，且濃度最低。在提取物質(zhì)量濃度為1 g/mL條件下，蒲公英對5種食源性致病菌均有較好的效果，但金銀花的抑菌效果最差，僅對李斯特氏菌存在較弱的抑菌效果；而茶葉提取物僅對李斯特氏菌和大腸桿菌存在較好的抑菌效果，這也與前人研究一致[27-30]。此結(jié)果進(jìn)一步表明，不同植物的醇提物抑菌效果和抑菌譜有較大差別，可能與不同提取物中主要活性成分含量及差異有關(guān)。

表2 植物醇提物對4種食源性致病菌的抑菌圈大小 mm

2.2 連翹和葡萄皮提取物對冷卻雞肉保鮮效果

圖1 不同處理組對雞肉冷藏期間TVB-N值的影響

2.2.1 提取物對雞肉冷藏期間TVB-N值的影響

肉類在酶和細(xì)菌的雙重作用下，使得蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨及胺類等堿性含氮物質(zhì)，這些含氮物質(zhì)可以與在腐敗過程中同時分解產(chǎn)生的有機(jī)酸結(jié)合，形成一種稱為鹽基態(tài)氮的物質(zhì)而聚積在肉品中，這種物質(zhì)具有揮發(fā)性，故稱揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)。TVB-N含量與動物性食品的腐敗程度具有一定的相關(guān)性，是衡量肉類腐敗變質(zhì)的重要指標(biāo)之一，TVB-N含量越高，肉類新鮮度越低[31-32]。由圖1可知：隨著冷藏時間的延長，各組數(shù)值也在逐漸增大，在第8天時對照組的TVB-N值(17.094 mg/100 g)和葡萄皮提取物處理組(15.297 3 mg/100 g)已經(jīng)超過國家規(guī)定鮮肉標(biāo)準(zhǔn)(15 mg/100 g)，連翹處理組在第12天時TVB-N數(shù)值(15.86 mg/100 g)也超過鮮肉標(biāo)準(zhǔn)，此結(jié)果表明處理組能降低TVB-N值，減緩蛋白質(zhì)的分解，連翹處理組較葡萄皮提取物處理組對減緩蛋白質(zhì)分解效果好。

2.2.2 不同提取物對雞肉冷藏期間TBARS值的影響

圖2 不同處理組對雞肉冷藏期間TBARS值的影響

由圖2可知：隨著貯藏時間的延長，三組的肉樣均發(fā)生了不同程度的脂肪氧化，對照組的TBARS數(shù)值增長最為明顯，第6天時，對照組為0.603 mg/100 g，已超過鮮肉標(biāo)準(zhǔn)0.5 mg/100 g，而葡萄皮提取物處理組在第10天時為0.51 mg/100 g，連翹處理組在第12天時為0.502 mg/100 g。此結(jié)果表明，連翹提取物具有較好的抑制脂質(zhì)過氧化物能力，且較對照組延長了6 d左右，而葡萄皮提取物處理組較對照組延長了4 d。

2.2.3 不同提取物對雞肉冷藏期間pH值的影響

有報道表明[33]，雞胸肉在逐步成熟的過程中其pH值會出現(xiàn)先降后升的變化規(guī)律。因在貯藏前期，由于大量的乳酸和磷酸等酸性物質(zhì)產(chǎn)生導(dǎo)致pH值下降。而隨著貯藏時間的增長，由蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的多肽及氨基酸的增多導(dǎo)致pH值上升。

圖3 不同處理組對雞肉冷藏期間的pH值的影響

圖4 不同處理組對雞肉冷藏期間的微生物總數(shù)的影響

由圖3可知：在雞肉冷藏期間pH值均是先下降再上升趨勢，對照組在第6天 pH值為6.225，已超過一級鮮肉標(biāo)準(zhǔn)(5.8～6.2)，對照組的數(shù)值明顯大于各個處理組；而葡萄皮處理組在第10天時pH值為6.1，連翹處理組在第14天時pH值為 6.18，這與報道的pH值變化規(guī)律一致，組1、組2的pH值比較接近，增長趨勢相似。此結(jié)果表明，連翹和葡萄皮提取物處理組均有助于抑制蛋白質(zhì)降解速度，減緩pH值上升，較空白對照組延長4 d以上。

2.2.4 不同提取物對雞肉冷藏期間菌落總數(shù)的影響

由圖4可知：在雞肉冷藏期間菌落總數(shù)一直呈持續(xù)增長狀態(tài)，對照組的數(shù)據(jù)增長趨勢明顯大于處理組，第8天時對照組的菌落已超過鮮肉菌落總數(shù)的判定標(biāo)準(zhǔn)(106CFU/g)，而葡萄皮和連翹處理組分別在第10天、第12天時超過了鮮肉標(biāo)準(zhǔn)，說明連翹和葡萄皮提取物均具有一定的抑菌效果，但連翹提取物效果更好。在前期連翹和葡萄皮提取物抑菌實驗中，兩者對一些常規(guī)食源性致病菌效果均較好，但是有報道表明冷鮮雞脯肉的主要腐敗菌是乳酸菌、葡萄球菌、腸桿菌、假單胞菌，且冷藏初始期與后期主要腐敗菌菌相構(gòu)成發(fā)生了顯著變化，前期主要是乳酸菌和葡萄球菌所占比例最大，為35 %，冷藏后期，腸道桿菌占比最大，為79%[34]。這可能是造成對微生物抑制效果不太好的原因，更適合幾種提取物聯(lián)合使用。

2.2.5 不同提取物對冷卻雞肉貯藏期間感官評定的影響

雞肉在腐敗變質(zhì)時，由于組織成分的分解，使肉在色澤、氣味、彈性、黏度方面發(fā)生異常，感官質(zhì)量明顯下降，且感官評分與細(xì)菌學(xué)變化往往呈正相關(guān)[35]，當(dāng)菌落總數(shù)增加到一定程度，腐敗微生物活動的代謝產(chǎn)物會導(dǎo)致樣品感官評分急劇下降。由表3可知：在各組的感官評定結(jié)果中，第8天時對照組已經(jīng)出現(xiàn)明顯腐敗臭味，肉色暗紅，外表黏手，肉色彈性很差；隨著保存時間的延長，葡萄皮和連翹提取物處理組感官評定結(jié)果也逐漸下降，分別在第10天和第14天時出現(xiàn)明顯腐敗現(xiàn)象，這也與微生物菌落增多相一致。

表3 冷卻雞肉貯藏期間感官評定結(jié)果

3 結(jié)論

(1)由前期抑菌實驗的結(jié)果可知：不同的植物提取物對5種食源性致病菌抑菌效果不同，其中連翹和葡萄皮醇提取物對5種食源性致病菌的抑菌效果較好，且濃度較低；其次是蒲公英，而金銀花的抑菌效果最弱。

(2)通過對單一連翹和葡萄皮提取物作用于冷卻雞肉的保鮮效果可知：與對照組相比，0.25 g/mL連翹和葡萄皮醇提取物均具有一定的保鮮效果，但連翹醇提取物具有更好地抑制TVB-N和TBARS增加的能力，可將雞脯肉保鮮期延長4 d以上，而葡萄皮醇提取物可將保鮮期延長2～4 d。連翹和葡萄皮醇提取物均具有一定的保鮮效果。