殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉保鮮效果的影響

劉雨辰 曲夢(mèng)銳 曹愷洋 王東營

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.05.002

引文格式：劉雨辰，曲夢(mèng)銳，曹愷洋，等.殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉保鮮效果的影響[J].中國調(diào)味品，2024，49（5）：6-9.

LIU Y C， QU M R， CAO K Y， et al. Effect of chitosan-spearmint essential oil composite film on preservation effect of sauced beef[J].China Condiment，2024，49（5）：6-9.

摘要：肉制品行業(yè)近年來發(fā)展勢(shì)頭較好，但貯藏時(shí)間短、易變質(zhì)等問題影響著行業(yè)發(fā)展。為了延長(zhǎng)醬牛肉的貯藏時(shí)間，研制高效、經(jīng)濟(jì)的復(fù)合保鮮劑是目前較熱門的研究方向。文章通過復(fù)配不同濃度的殼聚糖與留蘭香精油，制備復(fù)合膜以包裹醬牛肉，測(cè)定了貯藏過程中醬牛肉的色澤、pH值、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值、菌落總數(shù)、大腸菌群和感官品質(zhì)，對(duì)比不同濃度的留蘭香精油對(duì)醬牛肉保鮮效果的差異。結(jié)果表明，殼聚糖與留蘭香精油的復(fù)合有助于醬牛肉的儲(chǔ)存保鮮，能較好地保留色澤，抑制其氧化腐敗和表面的菌群生長(zhǎng)，延長(zhǎng)醬牛肉的保鮮時(shí)間。其中，4%濃度的留蘭香精油的保鮮效果最好。因此，殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜可作為一種創(chuàng)新保鮮材料應(yīng)用于醬牛肉的包裝中，同時(shí)為開發(fā)新型天然保鮮劑提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：殼聚糖；留蘭香精油；醬牛肉；可食膜；保鮮

中圖分類號(hào)：TS206.4????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A????? 文章編號(hào)：1000-9973（2024）05-0006-04

Effect of Chitosan-Spearmint Essential Oil Composite Film

on Preservation Effect of Sauced Beef

LIU Yu-chen， QU Meng-rui， CAO Kai-yang， WANG Dong-ying*

（College of Food Science and Engineering， Henan University of Technology， Zhengzhou 450001， China）

Abstract： The meat product industry has been developing well in recent years， but the problems such as short storage time and easy deterioration affect the development of the industry. In order to prolong the storage time of sauced beef， the development of efficient and economical compound preservatives is currently a hot research direction. In this paper， different concentrations of chitosan and spearmint essential oils are compounded to prepare edible film to wrap sauced beef. The color， pH value， total volatile basic nitrogen （TVB-N） value， total bacterial count， coliforms and sensory quality of sauced beef during storage are measured. The difference of preservation effect of different concentrations of spearmint essential oils on sauced beef is compared. The results show that the combination of chitosan and spearmint essential oil is helpful to the storage and preservation of sauced beef， which can better retain the color， inhibit its oxidative corruption and the growth of bacterial flora on the surface， and prolong the preservation time of sauced beef. Among them， 4% concentration of spearmint essential oil has the best preservation effect. Therefore， chitosan-spearmint essential oil composite film can be used as an innovative preservation material in the packaging of sauced beef， which has provided a reference basis for the development of new natural preservatives.

Key words： chitosan; spearmint essential oil; sauced beef; edible film; preservation

收稿日期：2023-10-11

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32001744）

作者簡(jiǎn)介：劉雨辰（2001—），男，碩士研究生，研究方向：天然產(chǎn)物的分離提取與結(jié)構(gòu)鑒定。

*通信作者：王東營（1985—），男，副教授，博士，研究方向：調(diào)味油脂的生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制。

在中國，牛肉的消費(fèi)量?jī)H次于豬肉、禽肉，是第三大肉類食品[1]。隨著人們生活水平的提高，牛肉的消費(fèi)量在逐年增多[2]。生牛肉通過香辛料腌制、鹵煮后制成的醬牛肉具有高蛋白、低脂肪、口感豐富等特點(diǎn)，廣受消費(fèi)者的喜愛。但貯藏時(shí)間短、易變質(zhì)等問題影響了其快速發(fā)展[3]。目前，市面上常用于醬牛肉的保鮮技術(shù)主要有使用食品防腐劑、真空包裝、氣調(diào)包裝、超高壓處理等[4-6]。然而，防腐劑的使用在安全上存在許多爭(zhēng)議；真空包裝對(duì)肉制品的外觀和形狀有一定影響；氣調(diào)包裝會(huì)增加包裝廢棄物的產(chǎn)生，污染環(huán)境；超高壓處理會(huì)破壞肉制品中不穩(wěn)定的營養(yǎng)成分。因此，天然保鮮劑作為高效、低成本的新型保鮮產(chǎn)品具有較高的開發(fā)價(jià)值，并且也是目前學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。

殼聚糖（chitosan）是由幾丁質(zhì)經(jīng)脫乙酰反應(yīng)制得的多糖，其結(jié)構(gòu)類似于纖維素。殼聚糖具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在食品工業(yè)中，殼聚糖可以作為保鮮劑、凈化劑、增稠劑、穩(wěn)定劑等，還可以用于制備食品包裝材料。在醫(yī)藥領(lǐng)域中，殼聚糖具有獨(dú)特的生物學(xué)特性，例如生物相容性好、毒性低、生物降解性強(qiáng)等[7]，被廣泛應(yīng)用于藥物包裝、藥物傳遞、生物醫(yī)用材料等方面。有研究表明，殼聚糖與精油復(fù)合制備的可食膜不僅可以提高復(fù)合膜的抗菌性能[8]，而且可以發(fā)揮殼聚糖對(duì)精油的緩釋作用，減少精油的揮發(fā)，延長(zhǎng)抗菌時(shí)間[9]，因此殼聚糖-精油復(fù)合膜在保鮮上有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值。從留蘭香莖、葉中提取出的留蘭香精油主要化學(xué)成分是香芹酮（carvone），還有檸檬烯、月桂烯、桉葉油素等其他成分，這些物質(zhì)帶有特殊的味道，并且具有一定的功能活性，如抗菌、抗炎、抗氧化等[10-11]。留蘭香精油在食品工業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域也具有廣泛的用途。目前關(guān)于留蘭香精油對(duì)醬牛肉的保鮮效果還未見報(bào)道，本文通過將留蘭香精油與殼聚糖相結(jié)合制備復(fù)合可食膜，通過感官品質(zhì)、菌落總數(shù)等指標(biāo)測(cè)定了在低溫儲(chǔ)存中不同濃度的留蘭香精油可食膜包封對(duì)醬牛肉品質(zhì)的影響，為開發(fā)新型天然保鮮劑提供了依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料與試劑

留蘭香：產(chǎn)自河南中牟，購自丹尼斯百貨科學(xué)大道店；醬牛肉：產(chǎn)自河南鄭州，購自丹尼斯百貨科學(xué)大道店；殼聚糖：生物試劑，分子量為2.9×105 g/mol；其余試劑均為分析純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2? 樣品的制備

1.2.1? 留蘭香精油的制備方法

購買新鮮的留蘭香莖、葉，在陰涼處自然風(fēng)干，粉碎后放入密封袋中備用。稱取100 g留蘭香粉末，置于水蒸氣蒸餾裝置中，向圓底燒瓶中加入1 000 mL蒸餾水，用保鮮膜封口浸泡3 h后，蒸餾至沒有油狀物餾出，取出餾出液，加入正己烷，混勻后分液除去水層，有機(jī)層加入無水硫酸鈉吸水后，過濾、旋蒸得到精油，留蘭香精油得率約為0.53%。

1.2.2? 復(fù)合可食膜的制備

參考Wang等[12]的制備方法，在殼聚糖膜的制備過程中，將15.0 g殼聚糖（CS）粉溶于1.0 L 0.7%冰乙酸溶液中，在40 ℃下，用磁力攪拌器攪拌，直到CS粉完全溶解，加入甘油（0.15 g甘油∶1 g CS）至溶液中，攪拌10 min。加入不同濃度的留蘭香精油（0%、1.0%、2.0%、4.0%）和0.2% Tween-80作為乳化劑，分別制備成MS/A0、MS/A1.0、MS/A2.0、MS/A4.0成膜液。隨后，將所有成膜液用均質(zhì)器以1.2×104 r/min勻漿5 min，使留蘭香精油均勻分布，超聲處理10 min，去除氣泡。最后，分別從MS/A0、MS/A1.0、MS/A2.0、MS/A4.0成膜液中取100 mL，在直徑為60 cm的培養(yǎng)皿中澆注，得到殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜CS/A0、CS/A1.0、CS/A2.0、CS/A4.0。于37 ℃干燥48 h后，從培養(yǎng)皿中取下，在溫度（25±1） ℃和濕度（60±5）%的標(biāo)準(zhǔn)條件下保存48 h。

1.3? 低溫儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

醬牛肉在購買后立即用含冰袋的聚苯乙烯盒封裝運(yùn)送至河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，在無菌條件下，將醬牛肉用刀切碎（直徑小于8 mm），將牛肉放入5個(gè)PET容器中，PET蓋子的內(nèi)部分別粘貼CS/A0、CS/A1.0、CS/A2.0、CS/A4.0的CS膜，制備成濃度為0%、1%、2%、4%的樣品，另設(shè)制一個(gè)沒有CS包裝的樣品空白組，每份樣品約200 g。將樣品于4 ℃冷藏，進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)，并且在第0，6，12，18，24天時(shí)測(cè)定樣品的色澤、pH值、TVB-N值、大腸菌群、菌落總數(shù)等指標(biāo)。

1.4? 表面色度的測(cè)定

以精密色差儀在室溫下測(cè)定醬牛肉表面的a*值（紅度）、L*值（亮度）。

1.5? pH值的測(cè)定

參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》進(jìn)行醬牛肉pH值的測(cè)定。

1.6? 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值的測(cè)定

參照GB 5009.228—2016，采用自動(dòng)凱氏定氮法測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值。

1.7? 菌落總數(shù)的測(cè)定

參照GB 4789.2—2022進(jìn)行菌落總數(shù)的測(cè)定，以稀釋倒平板法于第0，6，12，18，24天分別從各處理組中取出一組，對(duì)冷藏處理后的醬牛肉制品進(jìn)行菌落總數(shù)分析。

1.8? 大腸菌群的測(cè)定

參照GB 4789.3—2016中的方法測(cè)定醬牛肉中大腸菌群。

1.9? 感官評(píng)價(jià)

將準(zhǔn)備好的樣品于4 ℃冰柜中進(jìn)行為期24 d的貯藏實(shí)驗(yàn)，于第24天取出樣品置于潔凈的白色盤中，由12名食品專業(yè)學(xué)生組成的感官評(píng)價(jià)小組對(duì)醬牛肉樣品的外觀、氣味、色澤、口感質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，并用溫水漱口，對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.10? 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 20.0繪圖，采用單因素方差分析（ANOVA）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著水平符合95%（有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P＜0.05）和99%（極顯著，P＜0.01）的置信水平。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉色澤的影響

a*值主要由肉中肌紅蛋白的顏色和氧化狀態(tài)決定[13]，醬牛肉的顏色越紅，a*值越大，表明被氧化的程度越低。由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，各組a*值均呈下降趨勢(shì)，其中空白組下降最快，其他依次為0%、1%、2%、4%。在貯藏結(jié)束時(shí)，0%、1%、2%、4%與貯藏開始時(shí)相比分別降低了44.93%、41.68%、28.99%、11.15%。

由圖2可知，L*值的變化趨勢(shì)與a*值較相似，這是因?yàn)殡S著貯藏時(shí)間的增加，醬牛肉的色澤由紅轉(zhuǎn)為暗紅，亮度和紅度均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)?？瞻捉M和實(shí)驗(yàn)組L*值的變化趨勢(shì)和a*值基本一致。低溫貯藏協(xié)同精油保鮮醬牛肉可以較好地保留肉色，并且對(duì)醬牛肉的氧化有較強(qiáng)的抑制作用。4%濃度的留蘭香精油保留的色澤顯著優(yōu)于其他幾組（P＜0.05），這可能是由于留蘭香精油中含有萜類物質(zhì)，這類天然活性物質(zhì)可以有效地延緩肉制品發(fā)生氧化反應(yīng)[10]。

2.2? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉pH值的影響

根據(jù)肉制品pH參考標(biāo)準(zhǔn)，pH 5.8～6.2為一級(jí)鮮度，pH 6.3～6.6為二級(jí)鮮度，pH 6.7以上為變質(zhì)肉。由圖3可知，醬牛肉的初始pH值在5.7左右，隨著貯藏時(shí)間的增加，所有樣品的pH值均有不同程度的增加，其中空白組上升最快，貯藏第18天時(shí)，空白組醬牛肉的pH值達(dá)到了變質(zhì)肉的程度，而殼聚糖精油包裹的醬牛肉的pH值較低，最低的僅有6.0，仍屬于一級(jí)鮮度，貯藏第24天時(shí)，只有空白組和未加精油的0%組達(dá)到腐敗程度，并且高濃度精油的pH值顯著低于低濃度精油組和空白組，表明留蘭香精油能夠較好地保持醬牛肉的pH值，且pH值升高的程度與精油的濃度呈負(fù)相關(guān)。

2.3? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值的影響

揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）指動(dòng)物性食品在酶和細(xì)菌的作用下逐漸腐敗，其中的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，這類物質(zhì)具有一定的揮發(fā)性，含量高表明食品中的氨基酸（特別是蛋氨酸和酪氨酸）被破壞的多，因此營養(yǎng)大量流失。通常新鮮的食品中TVB-N值較低，而腐敗的食品中TVB-N值較高。作為判斷肉新鮮度的重要指標(biāo)，TVB-N值大于25 mg/100 g的醬牛肉即為腐敗肉。由表2可知，各組的TVB-N值均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。未添加精油的純殼聚糖膜對(duì)醬牛肉的TVB-N值無影響，而添加精油的殼聚糖-留蘭香復(fù)合膜減緩了醬牛肉TVB-N值的上升速度，且與精油添加濃度呈正相關(guān)。貯藏第24天時(shí)，只有添加4%精油的可食膜處理的醬牛肉仍保持可食用的狀態(tài)，其余均已腐敗變質(zhì)，說明隨著精油濃度的增加，殼聚糖-留蘭香復(fù)合膜能夠有效抑制蛋白質(zhì)氧化分解和微生物代謝，對(duì)醬牛肉的低溫貯藏保鮮有更好的效果。

2.4? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)對(duì)食品安全和質(zhì)量控制非常重要，菌落總數(shù)高表明樣品受污染的程度嚴(yán)重，不宜食用或者儲(chǔ)存。由圖4可知，在貯藏過程中，菌落總數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，與空白組相比，復(fù)合膜組中菌落總數(shù)均明顯下降，并且隨著留蘭香精油濃度的增加，醬牛肉的菌落總數(shù)逐漸降低，且含有4%精油的復(fù)合膜抑菌性能最好，說明該復(fù)合膜能夠顯著抑制微生物的繁殖。

2.5? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉大腸菌群的影響

大腸菌群主要寄生于動(dòng)物和人類的腸道內(nèi)，在食品中檢測(cè)到大腸菌群說明儲(chǔ)存或加工過程處于不良的衛(wèi)生條件下，或被糞便污染。由圖5可知，留蘭香精油能夠抑制大腸菌群的生長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組的抑菌效果均優(yōu)于空白組，并且隨著精油濃度的增加，抗菌效果更明顯，且添加4%留蘭香精油的復(fù)合膜效果最好。這可能是由于精油中含有較多的萜烯類物質(zhì)，破壞了菌體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，影響了菌體的生長(zhǎng)[14]。張赟彬等[15]的研究同樣表明，隨著肉桂精油濃度的增加，菌落數(shù)逐漸降低，延長(zhǎng)了醬牛肉的保質(zhì)期。

2.6? 殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜對(duì)醬牛肉感官品質(zhì)的影響

由圖6可知，隨著留蘭香精油濃度的增加，口感、外觀、色澤、氣味等指標(biāo)均上升，醬牛肉的綜合可接受度提高。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，添加留蘭香精油的醬牛肉的口感和氣味保持較好，而未添加留蘭香精油的醬牛肉已經(jīng)腐敗變質(zhì)，無法食用。從感官雷達(dá)圖可以看出，復(fù)合膜對(duì)醬牛肉的口感和氣味保留較好，這可能是因?yàn)榱籼m香-殼聚糖復(fù)合膜的封裝隔絕了空氣的進(jìn)入，減少了醬牛肉的水分損失，避免了醬牛肉因失水而變硬，從而保留了醬牛肉較好的口感。

3? 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)表明，殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜在醬牛肉的保鮮上有明顯的效果。通過對(duì)醬牛肉的色澤、pH值、TVB-N值、微生物指標(biāo)等的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜可以減緩脂肪的氧化速度，保持醬牛肉的色澤，抑制微生物的生長(zhǎng)，并延長(zhǎng)醬牛肉的貯藏時(shí)間。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)純殼聚糖膜對(duì)醬牛肉的保鮮效果弱于復(fù)合膜，且保鮮效果與留蘭香精油的濃度密切相關(guān)。因此，殼聚糖-留蘭香精油復(fù)合膜可以作為一種新型保鮮材料應(yīng)用在醬牛肉的保鮮上。

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