彭美玲,郝剛,唐善虎,李思寧
(西南民族大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都,610041)
被譽(yù)為 “高原之舟”的牦牛,生活在高海拔地帶,是高原牧區(qū)的主要家畜之一,大都生活在我國(guó)青藏高原。它極其耐寒,適應(yīng)高海拔、低氧的氣候環(huán)境,因而牦牛肉不同于其他品種的牛肉[1]。牦牛肉味道鮮美、高蛋白、低脂、富含多種氨基酸,是極富營(yíng)養(yǎng)且高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的天然綠色肉食品[2]。
殼聚糖(chitosan,CS)與乳酸鏈球菌素(Nisin)是常用的食品保鮮劑,肉制品中添加Nisin可以使肉腸的色澤更加鮮艷[3]。殼聚糖復(fù)合抗菌膜對(duì)貯藏過程中冷鮮肉的揮發(fā)性鹽基氮、感官等指標(biāo)有影響,能夠有顯著延緩冷鮮肉的腐敗[4-5]。殼聚糖涂層也能很好地抑制冷凍魚的變質(zhì)[6-7]。殼聚糖復(fù)合膜包裝豬肉腸貯藏于4 ℃條件下,肉腸的顏色,質(zhì)地、脂質(zhì)氧化等方面的變化均低于對(duì)照組(未添加殼聚糖)[8]。徐暢等[9]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖復(fù)合保鮮能夠改善冷鮮豬肉的感官品質(zhì),降低汁液流失率,并抑制微生物生長(zhǎng)。Nisin處理冷鮮羊肉的保鮮在4 ℃下的貨架期可從6 d 延長(zhǎng)至18 d[10]。侯曉衛(wèi)等[11]研究發(fā)現(xiàn)Nisin能抑制冷鮮牦牛肉貯藏過程中菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮的增長(zhǎng)。乳酸鏈球菌素能有效抑制單核細(xì)胞增生李斯特菌、蠟樣芽胞桿菌、肉毒梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌[12]。楊雯舸等[13]研究了Nisin與植物乳酸桿菌素的復(fù)合膜對(duì)冷鮮豬肉保鮮時(shí)間可延長(zhǎng)4 d。乳酸鏈球菌素復(fù)合其他保鮮劑可有效提高肉制品的安全性,抑制腐敗微生物生長(zhǎng)[14-16]。
月桂酰精氨酸乙酯(lauroyl giycine ethyl ester,LAE)是一種新型食品保鮮劑,對(duì)許多食源性病原菌有較高的抑制性能[17]。LAE早在2005年已被FDA批準(zhǔn)為一般公認(rèn)安全(GRAS)食品添加劑,2012年澳大利亞食品標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布134號(hào)食品標(biāo)準(zhǔn)修訂公告,批準(zhǔn)將LAE作為食品保鮮劑使用于香腸與香腸肉中,規(guī)定最大使用量為315 mg/kg[18]。有文獻(xiàn)報(bào)道LAE可應(yīng)用于乳制品、果蔬和肉制品[19-21]保鮮,李陽(yáng)等[22]研究了LAE對(duì)果蔬腐敗菌的抑菌性能,包括意大利青霉、指狀青霉、鏈格孢和灰葡萄孢,并測(cè)定了LAE對(duì)4種菌的最小抑菌濃度分別為400、400、200、400 μg/mL。研究者測(cè)定LAE對(duì)2株大腸桿菌0157∶H7的抗菌性,證明含有26%LAE的薄膜包裝對(duì)綿羊奶酪中細(xì)菌的數(shù)量有影響[23]。研究者將LAE制成薄膜用于即食食品保鮮,對(duì)大腸桿菌有顯著的抑制作用[24]。但將LAE與其他保鮮劑復(fù)配的研究較少,殼聚糖與Nisin是安全性高、抑菌性強(qiáng)、生物相容性好抑菌保鮮劑,LAE與上述2種抑菌劑復(fù)配能顯著提高保鮮能力。牦牛肉腸具有高品質(zhì)、高營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn),但在貯藏過程中容易滋生細(xì)菌而影響其品質(zhì)。本試驗(yàn)研究了單獨(dú)使用LAE 以及將LAE與殼聚糖、Nisin復(fù)配應(yīng)用于牦牛鮮肉腸中,探究其對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間品質(zhì)的影響。
1.1 材料與儀器
材料:牦牛肉(背最長(zhǎng)肌),四川紅原牦牛肉食品責(zé)任有限公司;豬腸衣、肥豬膘,成都農(nóng)貿(mào)市場(chǎng);月桂酰精氨酸乙酯,BR 成都傲飛生物化學(xué)品責(zé)任有限公司;殼聚糖(食品級(jí)),深圳市星牧生物工程有限公司;Nisin(食品級(jí)),山東元泰生物工程有限公司。
輔料:食鹽、五香粉、料酒、雞精,成都農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。
主要試劑:氧化鎂、硼酸、鹽酸、甲基紅指示劑、無水乙醇,均為分析純,成都科龍化工試劑廠。
試驗(yàn)儀器:BSA224S-CW型電子天平,賽多利斯儀器有限公司;PHS-320型 pH計(jì),成都世紀(jì)方舟科技有限公司;XR53648型電熱恒溫水浴鍋,金壇區(qū)西城新瑞有限公司;5810R型臺(tái)式冷凍離心機(jī),德國(guó)Eppendorf公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 牦牛肉腸制作工藝
牦牛鮮肉腸工藝流程:原料肉→修整切塊→混料拌勻→腌制→絞肉→灌腸→結(jié)扎排氣→成品。具體流程:精選優(yōu)質(zhì)牦牛肉和豬肥膘,清洗后修整除去筋膜、筋腱,切成約2 cm×2 cm×2 cm的塊狀,瀝干表面水分,將原料[m(豬肥膘)∶m(牦牛肉)=3∶7]、輔料(原料以100%計(jì),食鹽3.5%,五香粉0.5%,雞精0.4%,料酒1.0%,均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))混合均勻,置于4 ℃冰箱腌制24 h,當(dāng)肉呈現(xiàn)均勻鮮紅色、手觸有質(zhì)感、滑膩感,完成腌制,分別將LAE保鮮組分混入腌制完畢的牦牛肉中攪碎,灌裝成長(zhǎng)度為5~8 cm 的腸體,用排氣針扎眼排除腸內(nèi)氣體后放置于0~4 ℃冰箱低溫貯藏,于第0、3、6、9、12、15天測(cè)定指標(biāo)。各處理組如下:
(1)對(duì)照組:不添加任何保鮮劑,僅以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
(2)低濃度LAE組:LAE的添加量為0.1 g/kg,并以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
(3)高濃度LAE組:LAE的添加量為0.3 g/kg,并以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
(4)LAE與Nisin復(fù)配組:LAE(0.2 g/kg)+Nisin(0.3 g/kg),并以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
(5)LAE與CS復(fù)配組:LAE(0.2 g/kg)+CS(5 g/kg),并以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
(6)LAE、Nisin與CS復(fù)配組:LAE(0.2 g/kg)+Nisin(0.3 g/kg)+CS(5 g/kg),并以牦牛肉與豬肥膘為主原料,添加輔料混勻后灌腸。
1.2.2 汁液流失率測(cè)定
參考李儒仁等[25]的方法,于各測(cè)定時(shí)間點(diǎn)取出牦牛鮮肉腸,迅速將試樣表面的汁液用濾紙吸干稱重(記為M2),貯藏前試樣的質(zhì)量為M1,從而計(jì)算其失水率,每個(gè)樣品重復(fù)3次取平均值。計(jì)算如公式(1)所示:
(1)
式中:M1為貯藏前試樣的質(zhì)量;M2為貯藏后試樣的質(zhì)量。
1.2.3 pH測(cè)定
取攪碎的牦牛鮮肉腸樣品5 g置于小燒杯內(nèi),加入50 mL蒸餾水混合,室溫靜置15 min左右過濾,將酸度計(jì)的玻璃電極插入濾液內(nèi),并在酸度計(jì)表頭上讀出其pH值。分別在第0、3、6、9、12、15天測(cè)其pH值,每個(gè)樣品重復(fù)3次取平均值。
1.2.4 蒸煮損失
將牦牛鮮肉腸切成約5 g(M1),用樣品袋裝好,將袋中氣體擠出,放入水浴鍋85 ℃加熱10 min,取出沖水冷卻10 min至室溫,再次稱重,計(jì)為M2,計(jì)算如公式(2)所示:
(2)
1.2.5 揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定
采用自動(dòng)凱氏定氮儀法測(cè)定牦牛鮮肉腸中揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)[26]。
1.2.6 感官評(píng)價(jià)
牦牛鮮肉腸在沸水中煮熟取出后,晾5 min,用刀將其切成3 mm左右的片狀,邀請(qǐng)10位有一定感官品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的人,分別從外觀、色澤、香氣、質(zhì)地4個(gè)方面進(jìn)行肉腸感官評(píng)價(jià),詳見表1。
表1 牦牛鮮肉腸的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of yak sausage
1.2.7 抗菌活性的評(píng)估
1.2.7.1 菌落總數(shù)的測(cè)定
按照國(guó)標(biāo)GB 4789.2—2016測(cè)定牦牛鮮肉腸中菌落總數(shù)[27]。
1.2.7.2 CFU-time關(guān)系模型
CFU-time關(guān)系變化邏輯函數(shù)可提供良好評(píng)估LAE及與其他保鮮劑復(fù)配在肉腸中的抑菌效果的模型(圖1),計(jì)算見公式(3):
(3)
式中:CFU(t)為細(xì)菌達(dá)到最大生長(zhǎng)速度的菌落數(shù);CFUasym為漸近CFU值(由于對(duì)照組在15 d貯藏期內(nèi)菌落生長(zhǎng)沒有達(dá)到固定值,即生長(zhǎng)曲線調(diào)整值);k為生長(zhǎng)曲線在拐點(diǎn)處(即生長(zhǎng)速率最大值)的斜率,tc為添加LAE應(yīng)用生長(zhǎng)曲線拐點(diǎn)的位置;t為對(duì)照組生長(zhǎng)曲線拐點(diǎn)的位置。
1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、IBM SPSS Statistics 20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,差異顯著用P<0.05表示。
2.1 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間汁液流失率的影響
牦牛鮮肉腸貯藏期間汁液流失率如表2所示,在整個(gè)貯藏期15 d內(nèi),對(duì)照組與保鮮組的汁液流失率都呈顯著增大的趨勢(shì)(P<0.05)。低濃度LAE組與高濃度LAE組的增加趨勢(shì)小于對(duì)照組,且低濃度LAE的汁液流失率大于高濃度LAE。LAE+Nisin和LAE+CS組汁液流失率低于對(duì)照組與低濃度LAE組,且LAE+CS遠(yuǎn)小于高濃度LAE與低濃度LAE組,但LAE+Nisin卻略大于高濃度LAE,說明LAE+CS在一定時(shí)間內(nèi)能顯著降低牦牛肉腸的汁液流失率,而LAE+Nisin復(fù)配阻止汁液流失的效果并不明顯。對(duì)照組第15天汁液流失最為嚴(yán)重,為1.679%,LAE+Nisin+CS在貯藏期間表現(xiàn)出較小的汁液流失率。由于添加保鮮劑后抑制細(xì)菌生長(zhǎng),從而細(xì)菌分泌的蛋白酶少,被水解的蛋白少,肌肉的凝膠結(jié)構(gòu)就能保持,從而留住水分;另一方面,腐敗菌被抑制后,牦牛肉腸的pH變化不大,蛋白質(zhì)凈電荷變化就不大[28],蛋白質(zhì)持水力變化也不大,因此能較好地留住水分,而LAE+CS和LAE+Nisin+CS的汁液流失率遠(yuǎn)小于組其他處理組,可能是因?yàn)闅ぞ厶蔷哂斜K?能夠使保水能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)[29]。
表2 牦牛鮮肉腸貯藏期間汁液流失率的變化Table 2 Changes of juice leakage during storage of yak sausage
2.2 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間pH值的影響
牦牛鮮肉腸中細(xì)菌生長(zhǎng)與肉的pH值有直接關(guān)系,當(dāng)肉的pH值在6.0或者小于6.0時(shí),會(huì)抑制細(xì)菌的繁殖,肉中蛋白質(zhì)分解程度相對(duì)較小,肉質(zhì)新鮮。但隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng),細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖速度加快,導(dǎo)致蛋白質(zhì)分解,氨及胺類等物質(zhì)大量蓄積,導(dǎo)致pH值增加,達(dá)到6.7或高于6.7,此時(shí)肉已腐敗變質(zhì)[9]。
貯藏期間牦牛肉腸的pH值變化如表3所示,肉腸在貯藏過程中pH值總體呈增大的趨勢(shì),對(duì)照組在15 d內(nèi)各測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的pH值變化差異顯著(P<0.05)。低濃度LAE和高濃度LAE組除了在第0天和第9天時(shí)差異不顯著,其他時(shí)間點(diǎn)的pH值變化差異顯著(P<0.05),說明不同LAE濃度在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)牦牛肉貯藏期pH變化有影響,且高濃度LAE保鮮效果優(yōu)于低濃度LAE。低濃度LAE、高濃度LAE與LAE+Nisin、LAE+CS在貯藏期內(nèi)pH值變化差異顯著(P<0.05),說明LAE復(fù)合保鮮效果優(yōu)于單一LAE處理組,LAE+Nisin和LAE+CS在3 d后pH值變化差異不顯著(P>0.05),證明LAE+Nisin和LAE+CS對(duì)pH值變化影響相當(dāng)。LAE+Nisin+CS組在前9 d pH值增大差異不顯著,第9天后增大趨勢(shì)顯著,說明3種保鮮劑復(fù)配在一定時(shí)間內(nèi)具有良好保鮮效果。到第15天時(shí)對(duì)照組的pH值最大,其次是LAE低、高濃度組,再次為L(zhǎng)AE+Nisin、LAE+CS復(fù)配組,而3種保鮮劑復(fù)配時(shí)pH值最小,為6.22,說明以上3種保鮮劑復(fù)配能顯著抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)對(duì)pH值帶來的影響。
2.3 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間蒸煮損失的影響
在貯藏過程中,隨時(shí)間的延長(zhǎng),牦牛鮮肉腸纖維中的蛋白質(zhì)由于微生物生長(zhǎng)導(dǎo)致蛋白質(zhì)被細(xì)菌酶分解,肉中蛋白質(zhì)三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)遭到破壞,影響其鎖水能力,另外,灌腸類食品屬乳化體系,在貯藏和蒸煮過程中容易出水出油[30],因此在蒸煮過程中會(huì)造成一定耗損。牦牛鮮肉腸貯藏期間的蒸煮損失如表4所示,對(duì)照組與保鮮組的蒸煮損失均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)(P<0.05)。但總體而言,第15天對(duì)照組蒸煮損失最大,為44.86%。低濃度LAE、高濃度LAE、LAE+Nisin的蒸煮損失小于對(duì)照組,且相差不大,證明添加LAE或其與Nisin復(fù)配在一定程度上可減少蒸煮損失,LAE+CS又優(yōu)于LAE+Nisin,表明LAE+CS的復(fù)配效果優(yōu)于LAE+Nisin,總體而言,LAE+Nisin+CS在第15天時(shí)的蒸煮損失最小,可能是由于LAE復(fù)合保鮮劑的抑菌和抑酶作用,一定程度上可緩減由微生物引起肌肉蛋白降解及組織特性被破壞,另外殼聚糖具有成膜性,可阻礙肉腸各成分的散失,也有助于減少損失[28]。
表4 牦牛鮮肉腸貯藏期間蒸煮損失的變化Table 4 Changes of cooking loss of yak sausage during storage
2.4 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間感官的影響
牦牛鮮肉腸在貯藏過程中,受微生物污染以及內(nèi)部自身酶的作用,肉腸品質(zhì)逐漸下降,切面無光澤并伴有異味。牦牛鮮肉腸感官變化如表5所示,各個(gè)組在貯藏期內(nèi)的感官評(píng)分均為降低的趨勢(shì)(P<0.05),對(duì)照組下降的趨勢(shì)最為顯著,低濃度LAE和高濃度LAE在3 d后的評(píng)分均高于對(duì)照組,且高濃度LAE高于低濃度LAE,證明LAE高濃度有利于抑制腐敗,提高其感官評(píng)分,組LAE+Nisin、LAE+CS在第15天的評(píng)分高于高濃度LAE組,則證明通過復(fù)配后保鮮效果更好,且LAE+CS優(yōu)于LAE+Nisin。LAE+Nisin+CS在各時(shí)間點(diǎn)的評(píng)分相對(duì)最高,通過3種保鮮劑復(fù)配后抑制微生物生長(zhǎng)的能力最強(qiáng),顯著延緩了肉腸腐敗變質(zhì),在第15天時(shí)還有芳香味。
表5 牦牛鮮肉腸貯藏期間感官的影響Table 5 Sensory effects of yak sausage during storage
2.5 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間TVB-N的影響
TVB-N常作為衡量肉腐敗的重要指標(biāo)。牦牛鮮肉腸在貯藏過程中,隨時(shí)間延長(zhǎng),由于肉內(nèi)的內(nèi)源性酶和微生物作用,少量蛋白質(zhì)降解生成微量的胺類物質(zhì)[31]。由圖2可知,對(duì)照組與保鮮處理組在貯藏15 d內(nèi)的TVB-N均呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)的趨勢(shì)(P<0.05),其中對(duì)照組的增長(zhǎng)趨勢(shì)最為顯著(P<0.05),在第9天時(shí)達(dá)到(20.1±0.266) mg/100g,此時(shí)肉腸已腐敗變質(zhì),添加 LAE相比于對(duì)照組能抑制TVB-N增長(zhǎng),且其抑制程度與LAE濃度有關(guān),濃度越大抑制作用越強(qiáng),LAE與Nisin和CS復(fù)合保鮮的抑制效果強(qiáng)于單一LAE作用,2組復(fù)配效果相當(dāng)。當(dāng)3種保鮮劑復(fù)合使用時(shí),其抑制效果最好,到第15天時(shí),其TVB-N值為(16.5±0.368) mg/100g,這一結(jié)果與菌落總數(shù)結(jié)果相一致。因此,相比于對(duì)照組,在牦牛肉腸中添加LAE復(fù)合保鮮劑具有良好的保鮮效果。
2.6 不同LAE處理組對(duì)牦牛鮮肉腸貯藏期間菌落總數(shù)的影響
根據(jù)肉質(zhì)腐敗變質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),以菌落總數(shù)計(jì):一級(jí)鮮肉(0~104CFU/g)、次級(jí)鮮肉(104~106CFU/g)、腐敗變質(zhì)肉大于106CFU/g。牦牛鮮肉腸貯藏過程中菌落總數(shù)變化如圖3所示,所有組別在貯藏期間菌落總數(shù)都顯著增加(P<0.05),其中對(duì)照組增大的趨勢(shì)最顯著(P<0.05),其在第6天后開始逐漸腐敗變質(zhì),其次是低濃度LAE組,再次是高濃度LAE組,LAE+Nisin與LAE+CS的抑菌效果優(yōu)于高濃度LAE組,LAE+Nisin和LAE+CS復(fù)配組對(duì)牦牛鮮肉腸的抑菌效果相差不大。到第15天時(shí),除了對(duì)照組與低濃度LAE組,其他處理組均為次級(jí)鮮肉,且在第15天時(shí)LAE+Nisin+CS組菌落總數(shù)增加量最小,為4.20 lgCFU/g,接近一級(jí)鮮肉標(biāo)準(zhǔn)。說明LAE能顯著抑制肉腸中腐敗菌的生長(zhǎng),且隨濃度增大抑菌效果越強(qiáng),復(fù)配后保鮮效果強(qiáng)于LAE單一保鮮效果,3種保鮮劑復(fù)配能有效抑制肉腸中腐敗菌的生長(zhǎng),保鮮效果最顯著。
2.7 不同LAE保鮮組抗菌活性評(píng)估
CFU-time關(guān)系變化邏輯函數(shù)模型衡量了由于保鮮劑的加入導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)延遲,可量化評(píng)估保鮮劑在肉腸中的抑菌活性。通過此模型,可比較各保鮮組生長(zhǎng)曲線拐點(diǎn)相對(duì)于對(duì)照組延長(zhǎng)的時(shí)間,即Δtc(d)。生長(zhǎng)曲線的斜率即是細(xì)菌生長(zhǎng)速率,隨著貯藏期的延長(zhǎng),生長(zhǎng)速率逐漸增大至最大值,即拐點(diǎn)處的斜率,此后生長(zhǎng)速率逐漸降低。Δtc=(tc對(duì)照-tc不同保鮮組),所有模型R2≥0.916。Δtc(d)越大則該保鮮配方的抑菌活性越高,結(jié)果如表6所示。
表6 不同處理組Δtc值Table 6 Different Δtc value of the treatment group
由表6可看出,不同LAE保鮮組合推遲細(xì)菌生長(zhǎng)速率達(dá)到最大值的活性如下:LAE(低濃度) 由表6可知,在肉腸中加入LAE能夠顯著延長(zhǎng)Δtc,因LAE具有表面活性,且?guī)д?,可通過與帶相反電荷的蛋白質(zhì)或酶反應(yīng)從而破壞腐敗微生物的細(xì)胞膜,抑制其生長(zhǎng),LAE與其他保鮮劑復(fù)合使用更能延長(zhǎng)Δtc,LAE+Nisin+CS復(fù)配的Δtc最大,能推遲細(xì)菌達(dá)最大生長(zhǎng)速率時(shí)間至9.1 d,其抑菌效果最顯著。 本試驗(yàn)中,各處理組對(duì)牦牛鮮肉腸的總體保鮮能力大小為:LAE+Nisin+CS>LAE+CS>LAE+Nisin>LAE(高濃度)>LAE(低濃度) >對(duì)照。復(fù)合保鮮劑保鮮效果顯著,在15 d貯藏期能降低蒸煮損失及汁液流失率,抑制腐敗菌的生長(zhǎng),延長(zhǎng)腐敗菌達(dá)到最大生長(zhǎng)速度的時(shí)間Δtc,保持良好感官品質(zhì)。綜上,LAE通過與CS或Nisin復(fù)配能有效提高牦牛鮮肉腸的保鮮能力,延長(zhǎng)貨架期,這可為牦牛鮮肉腸復(fù)合保鮮劑的開發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用提供新方向。3 結(jié)論