高立紅,錢冠林,劉金忠,程 嬌,孫 敬,鄭 艷,
(1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110161;2.遼寧省疾病預(yù)防控制中心,遼寧沈陽(yáng) 110005)
近年來(lái),冷鮮肉作為傳統(tǒng)鮮肉的替代產(chǎn)品逐漸占據(jù)肉類消費(fèi)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位[1]。與傳統(tǒng)的鮮肉相比,冷鮮肉具有儲(chǔ)存環(huán)境溫度低,細(xì)菌增殖速度慢,汁液流失少,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更容易得到保留的特點(diǎn)[2]。然而,肉類中的腐敗微生物和食源性病原體會(huì)縮短冷鮮肉的保質(zhì)期[3],造成經(jīng)濟(jì)損失,因此在貨架期間保證冷鮮肉的品質(zhì)是生鮮肉企業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。目前,國(guó)內(nèi)外冷鮮肉的保鮮多以低溫冷藏、真空包裝為主。真空包裝雖然能夠有效的延長(zhǎng)冷鮮肉的貨架期,但汁液流失率較高;低溫冷藏雖然能夠抑制大部分腐敗微生物的繁殖[4],但貨架期較短。近年來(lái)一種可食用膜保鮮技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái),它是利用不同保鮮劑的特點(diǎn),通過(guò)優(yōu)勢(shì)結(jié)合從而達(dá)到保鮮的目的??墒秤媚ぞ哂袦p少食品表面干耗的良好阻隔性能以及改善肉制品表面機(jī)械強(qiáng)度與光澤的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也具有環(huán)??山到鉄o(wú)污染的特點(diǎn)[5?7]。可食用膜在加入一些活性成分后可以使膜的功能特性增加。人工合成的化學(xué)活性成分可能對(duì)食品安全產(chǎn)生潛在影響,對(duì)環(huán)境造成污染,因此天然活性成分以其安全無(wú)毒無(wú)污染的特性越來(lái)越受到一些學(xué)者的青睞[8]。
乳糖酸是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖酸,通過(guò)醚鍵連接起來(lái)的一種新型的多羥基有機(jī)酸,具有較強(qiáng)的保水性、吸濕性、成膜性、無(wú)刺激性、抗氧化性、抗老化、促進(jìn)傷口愈合、促進(jìn)四環(huán)素、金霉素等抗菌素吸收等特性[9]。2011 年,美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)乳糖酸作為一種抗氧化劑應(yīng)用于糕點(diǎn)類食品[10],2007 年丹麥諾維信公司已經(jīng)在應(yīng)用乳糖酸抑制肉制品中的革蘭氏陰性菌方面申報(bào)了相關(guān)專利,乳糖酸也可以作為雙歧因子、礦質(zhì)元素吸收的促進(jìn)劑、甜味劑、酸味劑、金屬螯合劑、器官移植的保存劑等,可被應(yīng)用于食品加工、洗滌劑、醫(yī)藥和精細(xì)化工等行業(yè)[11]。綠茶含有豐富的多酚(TPs)對(duì)多種細(xì)菌和真菌病原體具有廣譜抗菌活性[12]。此外,由于TPs 對(duì)α-淀粉酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶等蛋白質(zhì)酶的抑制作用[13]及防止脂肪氧化的作用[14],TPs 可以作為食品工業(yè)中一種潛在的防腐劑和抗氧化劑[15?16]。殼聚糖可以通過(guò)靜電相互作用更好地吸附在細(xì)菌表面,進(jìn)而透過(guò)等離子體膜結(jié)合核酸進(jìn)行特定反應(yīng),對(duì)細(xì)菌DNA的表達(dá)產(chǎn)生一定的影響,但是這種透過(guò)等離子體膜的過(guò)程使得對(duì)細(xì)菌的類型以及殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量有較高的要求[17?18]。
本研究以多功能新型食品防腐劑乳糖酸為主要原料,考察低溫冷藏與可食用膜結(jié)合對(duì)冷鮮肉貨架期的影響,以期為冷鮮肉的防腐保鮮提供新的技術(shù)和理論支撐。
冷鮮肉 生容享陽(yáng)光豬肉有限公司;殼聚糖、乳糖酸、三氯乙酸、氯仿 均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;茶多酚(多酚含量>98%) 青島東孚美倫生物科技有限公司;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 食品級(jí),西隴化工股份有限公司;硫巴比妥酸分析級(jí),美國(guó)Sigma-Aldrich 公司。
UV2700 紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì) 日本島津;CR21N 高速冷凍離心機(jī) 日本Hitachi;CT3 10K 質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)BROOKFIELD;CR-2300d 色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司;SHA-B 恒溫振蕩器 常州國(guó)華電器有限公司;DK-98-ⅡA 電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯儀器有限公司;HCB-1300V 潔凈工作臺(tái)青島海爾特種電器有限公司;SHP-250 生化培養(yǎng)箱
上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;PHS-25 數(shù)顯pH 計(jì)
上海儀電儀器股份有限公司。
1.2.1 原料處理
1.2.1.1 原料預(yù)處理 選取在屠宰場(chǎng)經(jīng)過(guò)冷卻、排酸處理后的豬外脊,將表面的筋膜及多余的脂肪和結(jié)締組織于無(wú)菌環(huán)境中剔除,將肉分割成500 g 左右的塊狀,冷藏于4 ℃冰箱中備用。
1.2.1.2 對(duì)照處理 將預(yù)處理后的冷鮮肉直接放入保鮮盒內(nèi),置于4 ℃冰箱內(nèi)冷藏。
1.2.1.3 乳糖酸處理 將肉塊用3 mL 濃度為4.40 g/100 mL的乳糖酸溶液用涂布棒涂布均勻,置于14.5 cm×11.5 cm×5.5 cm的透明保鮮盒內(nèi),標(biāo)注,4 ℃冰箱內(nèi)冷藏。
1.2.1.4 復(fù)合保鮮處理 使用3 mL 復(fù)合保鮮劑[19](前期通過(guò)單一保鮮劑單因素實(shí)驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)最終確定配方為:殼聚糖1.02 g/100 mL,茶多酚0.48 g/100 mL,乳糖酸4.40 g/100 mL,溶于100 m 蒸餾水中)將肉塊用涂布棒涂布均勻,置于14.5 cm×11.5 cm×5.5 cm的透明保鮮盒內(nèi),標(biāo)注,置于4 ℃冰箱內(nèi)冷藏。
1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 在第0、3、6、9、12 d 測(cè)定肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N 值、TBARs 值、pH、色度值、質(zhì)構(gòu)及感官評(píng)價(jià)驗(yàn)證響應(yīng)面試驗(yàn),篩選的最佳復(fù)合保鮮涂膜液。每個(gè)樣品做三個(gè)重復(fù)。
1.2.2.1 菌落總數(shù)的測(cè)定 按照GB4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》[20]進(jìn)行測(cè)定。
1.2.2.2 揮發(fā)性鹽基氮值(TVB-N)的測(cè)定 按照GB5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》[21]用半微量定氮法進(jìn)行測(cè)定。
1.2.2.3 硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)(TBARs)值的測(cè)定參考Oussalah 等[22]的方法,將采樣回的冷鮮肉用攪拌機(jī)攪碎后,取10 g 肉樣置于錐形瓶?jī)?nèi),加入50 mL 7.5%三氯乙酸(含0.1%乙二胺四乙酸二鈉)經(jīng)過(guò)30 min 振搖后過(guò)濾,取上清液5 mL 于帶塞試管內(nèi),加入0.02 mol/L TBA 溶液5 mL,搖勻后于90 ℃水浴鍋保溫40 min,取出后于1 h 內(nèi)冷卻至室溫,1600 r/min 離心5 min,上清液轉(zhuǎn)移至干凈帶塞試管再加入5 mL 氯仿振搖,分別在532 和600 nm 處測(cè)定上清液吸光度為A532和A600,記錄光吸收值。計(jì)算公式如下:
1.2.2.4 pH 測(cè)定 按照GB 5009.237-2016《食品pH的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定[23]。
1.2.2.5 汁液流失率的測(cè)定 汁液流失率即汁液流失量與原料肉的重量比值。取出4 ℃保鮮盒內(nèi)冷鮮肉,首先稱保鮮盒和肉樣的質(zhì)量m1(托盤放入冰箱前),用濾紙將保鮮盒和肉表面的汁液吸干,稱量,得到m2;保鮮盒單獨(dú)稱量,質(zhì)量為m3,重復(fù)3 次,取平均值[24]。計(jì)算公式如下:
1.2.2.6 質(zhì)構(gòu)分析 將冷鮮肉切成1.5 cm3的立方體,使用質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性分析。參數(shù)設(shè)置為:探頭直徑為12.7 mm、預(yù)壓力為0.07 N、可恢復(fù)時(shí)間為6 s、速度為4 mm/s、壓縮形變量為5 mm,探頭TA5[15,25]。
1.2.2.7 色度的測(cè)定 根據(jù)謝晶等[26]的方法將肉樣切成大約1 cm×1 cm×1 cm 規(guī)格的小塊,用CR-2300d 全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定冷藏過(guò)程中鮮肉顏色指標(biāo)L*值、a*值、b*值。
1.2.2.8 感官評(píng)價(jià) 感官評(píng)價(jià)小組由10 名年齡在23~35 歲之間的人員組成。在打開保鮮盒后,用9 點(diǎn)快感標(biāo)度[27?28]立即對(duì)各種感官特征做出評(píng)價(jià)(表1),觀察肉樣的色澤、氣味和外觀,其中1=不喜歡,5=中性,9=非常喜歡。評(píng)分低于4 分列為不可接受,結(jié)果取平均值。
表1 冷鮮肉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of chill fresh meat
實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次,測(cè)定數(shù)據(jù)利用SPSS17.0 軟件進(jìn)行處理,試驗(yàn)結(jié)果用測(cè)量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差表示比較樣品平均值之間的顯著性差異。顯著性水平設(shè)置為P<0.05 和P<0.01 兩個(gè)水平。
由圖1 可知,冷鮮肉初始菌落總數(shù)為(4.48±0.04)lg CFU/g,在0~9 d 隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng),各組菌落總數(shù)均呈現(xiàn)顯著性增加(P<0.05),且第6 d 對(duì)照組的菌落總數(shù)達(dá)(5.58±0.13)lg CFU/g,根據(jù)GB/T 9959.2—2008《分割鮮、凍豬瘦肉》[29],菌落總數(shù)≤1×106CFU/g,此時(shí)冷鮮肉已接近腐敗變質(zhì),而乳糖酸處理組和復(fù)合處理組的菌落總數(shù)分別為(5.47±0.04)lg CFU/g 和(5.00±0.02)lg CFU/g,且顯著低于對(duì)照組(P<0.05),說(shuō)明乳糖酸處理組和復(fù)合處理組可以在一定程度上很好抑制冷鮮肉表面微生物的繁殖;在冷藏期間內(nèi)復(fù)合處理組的菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值顯著低于乳糖酸處理組(P<0.05),且在第12 d 經(jīng)復(fù)合處理組處理的冷鮮肉菌落總數(shù)值小于1×106CFU/g 仍在鮮肉范圍內(nèi),而乳糖酸處理組已腐敗變質(zhì)。說(shuō)明復(fù)合處理組的保鮮效果優(yōu)于單一的乳糖酸處理組。
圖1 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值的影響Fig.1 Effect of different treatmentson the total bacteria count of in chill fresh meat during cold storage
對(duì)冷鮮肉新鮮度進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)是揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值[30]。從圖2 中可知,在冷藏期間,各組的TVB-N 值均呈顯著性增加(P<0.05)。與對(duì)照組相比,乳糖酸處理組和復(fù)合處理組的TVB-N 值增加緩慢。冷鮮肉初始的TVB-N 值為(7.71±0.17)mg/100 g,其中對(duì)照組第6 d的TVB-N 值為(15.07±0.09)mg/100 g,根據(jù)GB2707-2016 規(guī)定:揮發(fā)性鹽基氮值≤15 mg/100 g,已超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),而乳糖酸處理組和復(fù)合處理組的TVB-N 值分別為(12.61±0.04)mg/100 g 和(11.84±0.05)mg/100 g,TVB-N 值顯著低于對(duì)照組(P<0.05),仍處于鮮肉范圍內(nèi)。說(shuō)明乳糖酸處理組和復(fù)合處理組能夠抑制腐敗微生物繁殖導(dǎo)致的蛋白質(zhì)分解。在3~12 d 復(fù)合處理組的TVB-N 值顯著低于乳糖酸處理組(P<0.05),復(fù)合處理組的TVB-N 值在第9 d 仍處于鮮肉范圍。說(shuō)明,冷鮮肉經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理后,能有效減緩TVB-N 值上升速度,延長(zhǎng)貯藏時(shí)間,優(yōu)于單一的乳糖酸處理組及對(duì)照組。
圖2 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間TVB-N 值的影響Fig.2 Effect of different treatments on TVB-N value of chill fresh meat during cold storage
TBARs 值是常用來(lái)衡量肉及肉制品中脂肪氧化酸敗程度的指標(biāo)[31]。由圖3 可知,在冷藏期間,對(duì)照組的TBARs 值顯著增加(P<0.05)。與對(duì)照組和乳糖酸處理組相比,復(fù)合處理組內(nèi)的TBARs值增加緩慢,冷鮮肉初始的TBARs 值為(0.63±0.001)mg/kg,第6 d 對(duì)照組和乳糖酸處理組的TBARs 值分別為(1.14±0.002)mg/kg 和(0.75±0.005)mg/kg,而復(fù)合處理組在第6 d的TBARs 值為(0.69±0.009)mg/kg,顯著低于對(duì)照組和乳糖酸處理組(P<0.05),這主要是由于復(fù)合保鮮劑中茶多酚的抗氧化效果,以及殼聚糖的成膜性阻隔了氧氣和肉樣的接觸,抑制了需氧微生物的生長(zhǎng),限制了脂肪的有氧氧化,乳糖酸減少了冷鮮肉表面的汁液流失,有效延長(zhǎng)了冷鮮肉的貨架期。綜上,可以說(shuō)明冷鮮肉經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理后能有效減緩TBARs 值的上升,減緩肉制品的脂肪氧化酸敗速度,延長(zhǎng)冷鮮肉的貨架期,且優(yōu)于單一的乳糖酸處理組及對(duì)照組。
圖3 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間TBARs 值的影響Fig.3 Effect of different treatments on TBARs value of chill fresh meat during cold storage
由圖4 可知,在0~12 d 隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組的pH 顯著增加(P<0.05)。與對(duì)照組相比,乳糖酸處理組和復(fù)合處理組的pH 增加緩慢。對(duì)照組在第3 d 后pH 快速增長(zhǎng),主要是由于冷鮮肉表面的微生物大量繁殖,導(dǎo)致蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生胺類物質(zhì)等堿性產(chǎn)物的增加,從而引起pH的上升[32]。在第12 d乳糖酸處理組和復(fù)合處理組pH 無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。另外,冷鮮肉冷藏過(guò)程中pH的變化還受肉類本身的因素以及其他外界因素的影響[33]。
圖4 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間pH的影響Fig.4 Effect of different treatments on pH of chill fresh meat during cold storage
由圖5 可知,6~12 d 對(duì)照組的汁液流失率呈顯著性增加(P<0.05),經(jīng)乳糖酸處理組和復(fù)合處理組的冷鮮肉汁液流失率值顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。且復(fù)合處理組與乳糖酸處理組間的汁液流失率值無(wú)顯著性差異(P>0.05),可能是由于復(fù)合保鮮劑中殼聚糖本身的成膜性減弱了冷鮮肉表面水分的揮發(fā)、茶多酚的抗氧化效果降低了蛋白質(zhì)分解速度以及乳糖酸良好的保水性[34],使得經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理的冷鮮肉的汁液流失利率顯著低于對(duì)照組(P<0.05),說(shuō)明復(fù)合處理組處理的冷鮮肉汁液流失速度低于單一乳糖酸處理及對(duì)照組,且隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,復(fù)合處理組的冷鮮肉汁液流失率上升趨勢(shì)減緩,有助于冷鮮肉的保藏。
圖5 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間汁液流失率的影響Fig.5 Effect of different treatments on juice loss rate of chill fresh meat during cold storage
為了考察復(fù)合配比下的冷鮮肉冷藏期間質(zhì)構(gòu)變化的影響,本試驗(yàn)測(cè)定了冷鮮肉在冷藏過(guò)程中不同時(shí)間點(diǎn)的硬度、彈性、內(nèi)聚性。由表2 可知,從整體看,冷鮮肉的硬度、彈性、內(nèi)聚性隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)不同程度的降低,可能是由于微生物的繁殖導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,以及放置過(guò)程中組織失水引起硬度及內(nèi)聚性下降,第6~12 d,經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理的冷鮮肉的硬度下降的速度,均顯著低于對(duì)照組和乳糖酸處理組(P<0.05),第9~12 d,經(jīng)復(fù)合處理和乳糖酸處理的冷鮮肉的彈性下降的速度,均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),說(shuō)明冷鮮肉經(jīng)復(fù)合保鮮液處理后能減慢硬度、彈性及內(nèi)聚性的下降速度,延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間,且效果優(yōu)于經(jīng)乳糖酸單一處理。
表2 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effect of different treatments on texture of chill fresh meat during cold storage
通過(guò)色澤判斷冷鮮肉的新鮮度是最直接最快速的方法,每種樣品的表面顏色是用標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)過(guò)的色差儀測(cè)量L*、a*和b*的大小。L*表示亮度;a*值表示紅色/綠色的標(biāo)度,紅色為正數(shù),綠色為負(fù)值;b*表示黃色/藍(lán)色的標(biāo)度,黃色為正數(shù),藍(lán)色為負(fù)數(shù)[35]。
由表3 可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),亮度值L*隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì),但下降的幅度很小。其中3~12 d 經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理的肉樣在整個(gè)冷藏期間內(nèi)L*值變化較平緩,且顯著高于對(duì)照組和乳糖酸處理(P<0.05),說(shuō)明復(fù)合保鮮劑能較好地保護(hù)冷鮮肉冷藏過(guò)程中的亮度。對(duì)于a*值,對(duì)照組的a*值先升后降又升高,而乳糖酸處理組紅度值的變化相對(duì)較為平穩(wěn),說(shuō)明經(jīng)乳糖酸處理的冷鮮肉的氧化程度較小。在0~3 d 復(fù)合保鮮劑處理組的紅度值隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減小,可能是茶多酚本身帶有的顏色,使得冷鮮肉第3 d的紅度值顯著下降(P<0.05),3 d 后紅度值變化較為平穩(wěn)。b*值,整個(gè)冷藏期間內(nèi),b*值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,3~12 d 復(fù)合保鮮劑處理樣品的黃度值顯著低于對(duì)照組和乳糖酸處理組(P<0.05),說(shuō)明冷鮮肉經(jīng)復(fù)合保鮮劑處理后,對(duì)冷鮮肉具有一定的護(hù)色作用。
表3 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間色度值的影響Table 3 Effect of different treatments on colour value of chill fresh meat during cold storage
感官評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)冷鮮肉新鮮度最直接的方法。如圖6 所示對(duì)照組、乳糖酸處理組和復(fù)合處理組冷鮮肉的色澤、氣味和外觀評(píng)分隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均降低。貯藏第3 d,對(duì)照組的顏色顯著低于乳糖酸處理組和復(fù)合處理組(P<0.05),與對(duì)照組相比,復(fù)合處理組在貯藏期間對(duì)感官性能無(wú)任何不良影響;在貯藏12 d 后,復(fù)合處理組冷鮮肉的色澤、氣味、和外觀均優(yōu)于對(duì)照組和乳糖酸處理組,由于冷藏時(shí)間的延長(zhǎng),微生物的繁殖越來(lái)越快,未經(jīng)處理的冷鮮肉的可接受性較低。感官分析結(jié)果表明,對(duì)照組的可貯藏天數(shù)小于6 d,復(fù)合保鮮劑處理組的可貯藏天數(shù)高達(dá)12 d。
圖6 不同處理對(duì)冷鮮肉冷藏期間感官的影響Fig.6 Effect of different treatments on sensory organs of chill fresh meat during cold storage
在冷藏期間內(nèi),經(jīng)乳糖酸、殼聚糖及茶多酚復(fù)合保鮮液處理的冷鮮肉,其菌落總數(shù)對(duì)數(shù)值、TVBN 值、TBARs 值、黃度值均顯著低于對(duì)照組和單一乳糖酸處理組(P<0.05),L*值顯著高于對(duì)照組和乳糖酸處理組,在貯藏12 d 后,復(fù)合處理組冷鮮肉的色澤、氣味、和外觀均優(yōu)于對(duì)照組和乳糖酸處理組。因此復(fù)合保鮮劑的保鮮效果優(yōu)于單一的乳糖酸保鮮劑,將不同的保鮮劑進(jìn)行復(fù)配能夠擴(kuò)大保鮮劑的抑菌譜,較好地保護(hù)冷鮮肉冷藏過(guò)程中的亮度。經(jīng)復(fù)合保鮮處理后的冷鮮肉貨架期可延長(zhǎng)至9 d。