殼聚糖/乳清蛋白/山梨酸鉀復合膜液對冷卻肉的保鮮效果

曾麗萍，孟金明，樊愛萍，趙艷

（紅河學院理學院化學系，云南蒙自661199）

目前，市面上的生鮮肉主要包括冷凍肉、熱鮮肉和冷卻肉[1]。其中，冷卻肉在冷藏過程中經過排酸和后熟，使得肉質鮮嫩、汁多味美、色澤紅潤，且安全性、營養性均優于熱鮮肉和冷凍肉，已成為生鮮肉發展的趨勢[2]。然而，即使在冷藏條件下，冷卻肉中的蛋白質、脂類和水分含量會促使肉類表面微生物的快速生長和脂質氧化，使得保質期僅有幾天，易造成較大經濟損失導致其經濟效益低[3]。為滿足人們對肉品品質和貨架期的要求，在天然、無毒可食性膜中復合抗菌成分已成為肉制品行業普遍關注的焦點。生物材料制成的可食性復合膜是以蛋白質、多糖、脂類及衍生物等天然聚合物為原料，通過不同分子間相互作用形成具有多孔網絡結構的可降解多功能薄膜[4]。不僅可以有效延長食品儲藏期，還具有可被生物降解、可食性、綠色安全、無污染等優點[5]。目前，國內外已有大量研究可食性涂膜保鮮肉品的研究。如Marwa R.S 等[6]研究發現殼聚糖涂布腌肉制品可改善其感官特性，抗氧化作用明顯。劉永等[7]研究發現菱角殼提取物/殼聚糖涂膜可以控制豬肉中細菌總數的增加及改善豬肉的感官質量。Yang 等[8]研究發現含茶葉提取物的蛋白膜保鮮豬肉可以有效抑制脂肪氧化，延長貨架期。因此，研究復合涂膜保鮮技術對肉類保鮮效果，為冷卻肉保鮮的發展方向提供理論依據。

本試驗以殼聚糖和乳清蛋白為基材，添加價格低廉、廣譜殺菌性、安全性高、對食品風味影響小的山梨酸鉀對冷卻肉品質進行研究[9]。通過菌落總數、pH 值、揮發性鹽基氮值（total volatile base nitrogen，TVB-N值）、硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid-reactive substances，TBARS 值）、感官評價等指標來探索不同濃度的山梨酸鉀對冷卻肉的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬里脊：蒙自市九龍農貿市場；WPI9410 乳清蛋白：蛋白質含量＞90%，美國Hilmar 公司；山梨酸鉀：河南千志商貿有限公司；殼聚糖（脫乙酰度90%）、三氯乙酸、硼酸、氯仿、氧化鎂、鹽酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、2-硫代巴比妥酸、瓊脂、牛肉膏、氯化鈉：均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

RW20 digital 型數顯機械攪拌器：德國AKI 公司；HWS26 型電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司；LDZX-50KBS 型立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫療器械廠；SW-CJ-1F 型潔凈工作臺：蘇州安泰空氣技術有限公司；FA2004 電子天平：上海恒平科學儀器有限公司；SX-620 型筆式pH 計：上海三信儀表廠；XK97-A型菌落計數器：金壇市康華電子儀器制造廠；BCD-458WDVMU1 海爾雙開門冰箱：青島海爾股份有限公司；T6 系列紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 復合膜液的配制

參照文獻[10]，稱取一定量殼聚糖溶于體積分數為1%的冰醋酸，配制成1%殼聚糖溶液；再稱取一定量乳清蛋白溶于蒸餾水，配制成1%乳清蛋白溶液，按照3 ∶1（殼聚糖∶乳清蛋白）的體積比混合，加入固形物質量分數為0%、1%、3%、5%的山梨酸鉀于殼聚糖/乳清蛋白混合溶液中攪拌均勻，放入60 ℃水浴攪拌30 min，超聲分散30 min，用均質機均質10 min，減壓脫泡4 h，放入（4±1）℃冰箱冷卻24 h 后備用。

1.2.2 肉樣的處理

將新鮮豬里脊肉在（4±1）℃條件下冷卻排酸24 h后，置于超凈工作臺中去除筋膜和脂肪。把處理樣品隨機分成 5 份，單份質量約為（50±5）g。取其中 4 份試樣命名為 A 組、B 組、C 組、D 組，分別在山梨酸鉀的質量分數為0%、1%、3%、5%的殼聚糖/乳清蛋白/山梨酸鉀復合膜液中浸泡30 s。試樣取出后置于無菌不銹鋼篩網上10 min，瀝去多余的浸漬液，剩余一組試樣為對照組。最后，將5 組肉樣分別用聚乙烯保鮮膜包裝，置于（4±1）℃冰箱冷藏，每隔3 d 取樣測定相應指標。

1.2.3 冷卻肉貯藏期間各項指標測定

1.2.3.1 菌落總數的測定

參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物檢驗菌落總數測定》的方法進行測定。

1.2.3.2 pH 值的測定

參照Murphy 等[11]的方法，稱取10 g 攪碎后的肉樣放于燒杯中并加入90 mL 的蒸餾水，在常溫（25 ℃）下磁力攪拌30 min 后過濾用于測定pH 值。

1.2.3.3 TVB-N 值測定

參照GB5009.228-2016《食品安全國家標準食品中揮發性鹽基氮的測定》中半微量定氮法進行測定。

1.2.3.4 TBARS 值測定

根據Nam 等[12]的方法略作修改，準確稱取10.00 g絞碎后的肉樣，加入50 mL，7.5%的三氯乙酸（含0.1%乙二胺四乙酸），振蕩30 min，過濾2 次。移取5 mL 上清液，加入5 mL，0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保持40 min 后冷卻，以2 000 r/min 離心5 min，取出上清液，加入5 mL 氯仿搖勻，靜置待其分層后取上清液，分別在600 nm 和532 nm 處測定吸光度，TBARS 值計算公式如下：

TBARS 值/（mg/100 g）=（A532-A600）/155×726

1.2.3.5 感官評定

由10 名經感官培訓的食品專業人員作為評分員，參考GB 9959.1-2001《鮮、凍片豬肉》感官要求，每隔3 d 從色澤、氣味、彈性、黏度及總體可接受度進行感官評價，具體見表1。

表1 冷卻肉感官品質的評分標準Table 1 Criteria for sensory evaluation of chilled pork

1.3 數據處理

采用Origin8.5 軟件進行數據的初步處理及作圖，用SPSS Statistics 19.0 軟件進行顯著性分析，認為P＜0.05 時差異顯著，試驗結果用均值±標準差（x±n，n=3）表示。

2 結果與分析

2.1 不同復合膜液對冷卻肉菌落總數的影響

冷卻肉的腐敗與微生物的滋生密切相關，菌落總數是評價冷卻肉鮮度和品質的重要指標之一。一般情況下，菌落總數＜4 lg CFU/g 為一級鮮肉，菌落總數在4 lg CFU/g～6 lg CFU/g 為二級鮮肉，菌落總數＞6 lg CFU/g為變質肉[13]。不同復合膜液對冷卻肉菌落總數的影響見圖1。

圖1 不同復合膜液對冷卻肉菌落總數的影響Fig.1 Effect of different composite membrane coating on total number of colonies of chilled pork

由圖1 可以看出，隨著貯藏時間的延長，冷卻肉的菌落總數不斷增加，同期相比，涂膜組的菌落總數顯著低于對照組（P＜0.05）。冷藏至第6 天時，對照組的菌落總數為6.02 lg CFU/g，屬于腐敗肉，而其余涂膜組均不同程度延長冷卻肉的腐敗時間。冷藏至第12 天時，C 組與D 組的菌落總數均未超過6 lg CFU/g，且在整個貯藏期間D 組的菌落總數低于C 組，但差異不明顯（P＞0.05），這說明復合膜液可抑制微生物的生長，且在一定范圍內與山梨酸鉀的添加量成正比。

2.2 不同復合膜液對冷卻肉pH值的影響

pH 值在一定程度上可以反映肉品的鮮度，一般認為，pH 值 5.8～6.2 為一級鮮肉，pH 值在 6.3～6.6 為二級鮮肉，pH 值＞6.7 為變質肉[14]。不同復合膜液對冷卻肉pH 值的影響見圖2。

圖2 不同復合膜液對冷卻肉pH 值的影響Fig.2 Effect of different composite membrane coating on pH value of chilled pork

由圖2 可以看出，隨著貯藏時間的延長，各處理組中pH 值呈現上升趨勢，且對照組明顯高于其他涂膜處理組（P＜0.05）。貯藏至15 d 時，添加山梨酸鉀的處理組顯著低于未添加山梨酸鉀處理組，其中C 組與D組的 pH 值差異不明顯（P＞0.05），且 pH 值依然保持在6.7 以內，屬于二級鮮肉范疇。但C 組和D 組在感官上已不能接受，這可能是膜液用1%醋酸溶液配制而成，使得肉樣的整體pH 值都偏低。這表明山梨酸鉀可以抑制冷卻肉表面微生物的生長，減慢蛋白質與氨基酸降解形成氨類等堿性物質的速度，從而導致pH 值上升緩慢。

2.3 不同復合膜液對冷卻肉TVB-N值的影響

揮發性鹽基氮是微生物生長繁殖引起肉類含氮化合物分解產生的，其含量與肉類的腐敗呈正相關。一般而言，肉類的評價標準：TVB-N 值＜15 mg/100 g 為一級鮮肉，TVB-N 值在 15 mg/100 g～20 mg/100 g 為二級鮮肉，TVB-N 值＞20 mg/100 g 為變質肉[15]。不同復合膜液對冷卻肉TVB-N 值的影響見圖3。

圖3 不同復合膜液對冷卻肉TVB-N 值的影響Fig.3 Effect of different composite membrane coating on TVB-N value of chilled pork

由圖3 可以看出，所有組的TVB-N 值隨著冷藏時間的增加而增加，其中，涂膜處理組從第3 天起明顯低于對照組（P＜0.05）。這可能是膜液對氧氣和微生物的阻隔作用，從而導致TVB-N 值上升速度相對較慢。冷藏至 12 d 時，C 組和 D 組的 TVB-N 值差異不明顯（P＞0.05），且 TVB-N 值仍然保持在 20 mg/100 g 以內，屬于二級鮮肉范疇，而其他組的TVB-N 值均＞20 mg/100 g。冷藏至15 d 時，所有組的TVB-N 值均＞20 mg/100 g，從感官性狀上來說，有明顯的腐敗味，整體接受程度低?？偟膩碚f，涂膜處理可以抑制蛋白氧化，且山梨酸鉀添加量越高對冷卻豬肉抑制蛋白氧化作用越強。

2.4 不同復合膜液對冷卻肉TBARS值的影響

在冷藏條件下，氧化酸敗不是肉質腐敗的主要原因，但脂肪氧化程度過高會使肉制品產生令人不愉快的氣味，從而影響肉品的感官性狀和營養價值，因此，TBARS 值可作為評價冷卻肉鮮度的重要參考指標[16]。不同復合膜液對冷卻肉TBARS 值的影響見圖4。

圖4 不同復合膜液對冷卻肉TBARS 值的影響Fig.4 Effect of different composite membrane coating on TBARS value of chilled pork

由圖4 可以看出，在冷藏過程中，所有組的TBARS 值均不斷上升，且對照組的TBARS 值明顯高于涂膜處理組（P＜0.05），而涂膜處理組整體上升趨勢較為平緩，這可能是涂膜處理阻隔了樣品與外界（氧氣、微生物等）的接觸。其中，C 組和D 組在整個貯藏過程中的TBARS 值最低，兩者差異不明顯（P＞0.05）。結果表明，涂膜處理及山梨酸鉀添加量可以協同降低微生物對脂質氧化的作用。

2.5 不同復合膜液對冷卻肉感官評價的影響

感官評分是反映肉樣新鮮程度最直觀的指標[17]。不同復合膜液對冷卻肉感官評價的影響見圖5。

圖5 不同復合膜液對冷卻肉感官評價的影響Fig.5 Effect of different composite membrane coating on sensory evaluation of chilled pork

由圖5 可以看出，感官評分隨冷藏時間延長逐漸下降，涂膜組的感官評分下降速度較對照組慢。冷藏至第6 天時，對照組的感官評分為9.45，屬于變質肉范疇，這與菌落總數和TVB-N 值測定的結果一致。而涂膜處理組不同程度的延長了達到變質的感官評分的時間，且C 組和D 組冷藏至第12 天時感官評分結果屬于二級鮮肉，這與之前的理化指標測定的結果相一致。結果表明，整個冷藏過程中山梨酸鉀的添加量可以抑制微生物生長、蛋白及脂肪氧化，推遲肉類腐敗的時間。

3 結論

山梨酸鉀改性殼聚糖/乳清蛋白復合膜能夠有效控制冷卻肉表面微生物生長、蛋白及脂肪氧化，延長冷卻肉的貨架期。以常規處理為對照，冷卻肉的保質期僅有6 d，而涂膜處理組不同程度的延長冷卻肉的保質期，這說明山梨酸鉀與殼聚糖/乳清蛋白復合膜復配使用時，有協同增效作用，且在一定濃度范圍內與山梨酸鉀添加量成正比。當山梨酸鉀添加量為3%和5%處理組在理化指標及感官指標上無顯著性差異，可以使肉樣的貨架期延長至12 d，綜合保鮮效果及經濟效益的原則下，選用山梨酸鉀添加量為3%復合膜液保鮮冷卻肉效果最好。