甘露聚糖復合抗菌膜對雞胸肉的保鮮效果

王碌碌,王 瑩,楊少華，施肇源,歐小倩，王 偉，劉國慶，*

(1.合肥工業大學 食品科學與工程學院,安徽合肥 230009；2.宣城市農產品質量安全監督局，安徽宣城，242000)

甘露聚糖復合抗菌膜對雞胸肉的保鮮效果

王碌碌1,王 瑩1,楊少華1，施肇源1,歐小倩1，王 偉2，劉國慶1，*

(1.合肥工業大學 食品科學與工程學院,安徽合肥 230009；2.宣城市農產品質量安全監督局，安徽宣城，242000)

為了延長雞胸肉的保質期,采用甘露聚糖復合保鮮液對雞胸肉進行涂膜保鮮。以貯存過程中pH、菌落總數、霉菌和酵母菌總數作為參考指標,揮發性鹽基氮值作為評價指標與不同的保鮮劑之間建立了數學模型并對保質期進行了預測。實驗結果表明:甘露聚糖涂膜組的揮發性鹽基氮值符合指數增長模型且保鮮效果顯著(p<0.05),對數學模型的驗證發現甘露聚糖涂膜處理可以延長雞胸肉二級鮮度至18 d,與模型預測值接近,說明此模型預測雞胸肉保質期是可靠的。

甘露聚糖,可食性抗菌膜,保鮮效果,理化指標,數學模型

由于雞肉成本低且營養價值高,其消費量在不斷增加[1],但其保質期短[2],傳統方法[3]只能保存4～5 d。隨著生活水平的提高,傳統方法已不能滿足人們對雞肉保鮮的需求,因此,新的保鮮方法具有很好的應用價值和探索意義。

可食性涂膜保鮮是近年來較為新穎的保鮮方法,研究發現精油(乳清分離蛋白為載體)[4-5]、2%薔薇精油和石榴汁[9],溶菌酶、茶多酚和殼聚糖(殼聚糖為載體)[6-7]、甘露聚糖[8-9]、Nisin和乳酸鈉[10]、茶多酚和大蒜素(天然可食性膜為載體)[11]分別對冷藏期間的肉及肉制品、草莓等均有保鮮效果。涂膜保鮮是指經過浸泡、噴淋等方式,使雞肉表面覆蓋上一層透明薄膜,通過防止外界微生物侵入、減少汁液流失,防止脂肪氧化以達到防腐保鮮的目的,同時還具有營養保健作用[12-13]。甘露聚糖是一種經濟高效的天然食品防腐劑,其溶于水后形成凝膠狀,黏度高、成膜性好[14],在食品保鮮中,既可以利用其良好的成膜性來達到防腐保鮮的效果,也可以作為其他防腐劑的載體延長保質期。

對肉保鮮的研究,國內研究主要集中在如何延長保質期方面,鮮有通過數學模型預測保質期的報道。本文以甘露聚糖抗菌膜為保鮮劑,對雞胸肉進行涂膜保鮮,采用數學模型預測保質期,以期為雞胸肉的保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮雞胸肉、保鮮膜 合肥市馬鞍山路家樂福超市;甘露聚糖(食品級) 鄭州龍晨食品添加劑有限公司;抗壞血酸(VC) 食品級，索萊寶生物科技有限公司；溶菌酶 酶活≥800 U/mg,阿拉丁試劑;其他試劑均為化學純或分析純。

PHS-3E型pH酸度計 上海旦鼎國際貿易有限公司;K9840型凱氏自動定氮儀 海能儀器;DSX-280B型高壓滅菌鍋 上海申安醫療器械廠;SW-CJ-1D型超凈工作臺 薊州凈化;SHP-250型生化培養箱 上海三發科學儀器有限公司;BCD-209KHC型冰箱 合肥美菱股份有限公司;ZG-L201型絞肉機 廣東志高空調有限公司;FJ-200型均質機 廣州冠鑫輕工機械設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 復合保鮮液的配制 稱取一定量甘露聚糖配成0.20%甘露聚糖水溶液,再向0.20%甘露聚糖水溶液中添加不同的防腐劑,配成含有不同質量分數溶菌酶(0.01%、0.03%、0.05%)、VC(1.00%、3.00%、5.00%)的甘露聚糖水溶液。

1.2.2 單一保鮮液的配制 稱取一定量的溶菌酶、VC溶于水,配制成不同質量分數的溶菌酶(0.03%)、VC(3.00%)保鮮液。

1.2.3 肉樣的處理 稱取雞胸肉38.00 g,將雞肉放入保鮮液中浸泡2 min后撈出瀝水,直到無大水珠落下為止,然后置于超凈工作臺中,冷風循環至肉表面無明顯水分。用保鮮膜包裹后置于無菌培養皿中,于4 ℃冰箱中保存。

1.2.4 復合保鮮液對雞胸肉的保鮮

1.2.4.1 甘露聚糖+溶菌酶組 將配制好的含有不同質量分數溶菌酶的甘露聚糖水溶液按照1.2.3樣品處理方法進行涂膜保鮮。

1.2.4.2 甘露聚糖+VC組 將配制好的含有不同濃度VC的甘露聚糖水溶液按照1.2.3樣品處理方法進行涂膜保鮮;對照組分為甘露聚糖組和空白組,甘露聚糖組:將配制好的0.20%甘露聚糖水溶液按照1.2.3樣品處理方法進行涂膜,空白組:以蒸餾水代替甘露聚糖對照組的0.20%甘露聚糖水溶液。

1.2.5 單一保鮮液對雞胸肉的保鮮 將配制好的不同質量分數的溶菌酶、VC溶液按照1.2.3樣品處理方法進行浸泡保鮮;以蒸餾水作為對照。

1.3 分析測定方法

對上述各樣品的pH、揮發性鹽基氮、菌落總數、霉菌和酵母菌數進行分析測定,對每組實驗重復三次取平均值,結果為平均值±標準偏差。

對pH的測定參照文獻[15],評價標準:一級鮮肉5.8～6.2,二級鮮肉6.3～6.6,變質肉>6.7[16];對揮發性鹽基氮(TVB-N)測定參照文獻[17],評價標準:一級鮮度≤15 mg/100 g,二級鮮度15 mg/100 g≤TVB-N≤25 mg/100 g,變質肉TVB-N>25 mg/100 g[16];對菌落總數測定參照文獻[18],評價標準:一級鮮肉小于4 lg CFU/g,次新鮮肉為4～6 lg CFU/g,變質肉為6 lg CFU/g以上[16];對霉菌和酵母菌的測定參照文獻[19]。

1.4 數據處理

采用Excel、Origin 8、Spss 16.0軟件對實驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 復合保鮮液對雞胸肉保鮮效果的影響

2.1.1 復合保鮮液對雞胸肉貯存期間TVB-N的影響 從圖1中可以看出,隨著貯存時間的延長,處理組與對照組的揮發性鹽基氮含量都在不斷上升,對照組與處理組之間存在顯著性差異(p<0.05),在貯存的后期,甘露聚糖組和甘露聚糖復合組之間存在顯著性差異(p<0.05),且含有不同質量分數的溶菌酶、VC組之間存在顯著性差異(p<0.05),其中,對照組的TVB-N含量從最初的(5.92±0.07) mg/100 g增加到第15 d的(36.7±0.21) mg/100 g,在貯存的第6 d,對照組肉的TVB-N值就已經超過了一級鮮肉標準15 mg/100 g,而處理組肉可以維持一級鮮度到第13～15 d,因此,對肉進行甘露聚糖涂膜處理可以很好的抑制揮發性鹽基氮的生成。

圖 1 復合保鮮液對雞胸肉貯藏期間TVB-N含量的影響Fig.1 Effect of compound preservation solution on the content of TVB-N in chicken breast during storage注:a.甘露聚糖+溶菌酶;b.甘露聚糖+VC。

表1 復合保鮮液對雞胸肉貯藏期間菌落總數的影響

注：表中值為平均值±標準差,單位為lgCFU/g,abcde代表每一列中數值差異顯著性,同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05);ABCDEF代表每一行中數值差異顯著性,同行字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05)。

表2 復合保鮮液對雞胸肉貯藏期間酵母菌總數的影響

注：表中值為平均值±標準差,單位為lgCFU/g,abc代表每一列中數值差異顯著性,同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05);ABCD代表每一行中數值差異顯著性,同行字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05)。

圖2 復合保鮮液對雞胸肉貯藏期間pH的影響Fig.2 Effect of compound preservation solution on pH value of chicken breast during storage注:a.甘露聚糖+溶菌酶;b.甘露聚糖+VC。

2.1.2 復合保鮮液對雞胸肉貯存期間pH的影響 從圖2中可以看出,對照組和處理組的pH整體變化趨勢是先降低后上升,對照組與處理組之間無顯著性差異(p>0.05),且含有不同質量分數的溶菌酶、VC組之間不存在顯著性差異(p>0.05),在貯存的第15 d,對照組和處理組之間存在顯著性差異(p<0.05)。在貯存初期,肉中肌糖原的ATP的分解和無氧酵解使得乳酸和磷酸的含量增加使pH下降;隨著肉中的蛋白質被降解釋放出堿性基團,pH有所增大[20]。

2.1.3 復合保鮮液對雞胸肉貯存期間微生物數量的影響 從表1、表2、表3中可以看出,隨著貯存時間的延長,菌落總數、酵母菌總數、霉菌總數都有顯著增加(p<0.05),其中,對照組與處理組的菌落總數、酵母菌總數之間有顯著性差異(p<0.05),霉菌總數沒有顯著性差異。同對照組相比,0.20%甘露聚糖處理組的肉在貯存過程中對細菌、霉菌、酵母菌均有一定的抑制作用,這一結論同殷涌光等[8]的研究結論一致;從表中可以看出對照組的菌落總數在第11 d時就已經超過了6 lg CFU/g,成為了變質肉。甘露聚糖復合保鮮液對微生物的抑制效果較好,說明涂膜處理對微生物的生長具有一定的抑制作用。

表3 復合保鮮液對雞胸肉貯藏期間霉菌總數的影響

注：表中值為平均值±標準差,abcd代表每一列中數值差異顯著性,同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05);ABCDEFG代表每一行中數值差異顯著性,同行字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05)。

2.2 單一保鮮液對雞胸肉的保鮮效果

2.2.1 單一保鮮液對雞胸肉貯存期間TVB-N的影響 從圖3中可以看出,隨著貯存時間的延長,TVB-N的值整體在不斷增大,從第3 d開始對照組和處理組之間以及各個處理之間有顯著性差異(p<0.05)。在貯存的第6 d,溶菌酶和VC處理組的TVB-N分別達到了(14.35±0.07)、(12.7±0.14) mg/100 g,此時的對照組已經達到了(17.15±0.09) mg/100 g,超過了一級鮮肉的標準,所以溶菌酶和VC處理可以在一定程度上延緩TVB-N值的增長,與李苗云[20]的結論一致。在貯存后期,溶菌酶的穩定性較差,由于胺類物質的生成,其活性下降，導致了溶菌酶處理組的TVB-N值增長較快。

表4 單一保鮮液對雞肉貯存期間微生物數量的影響

注：表中值為平均值±標準差,單位為(lg CFU/g),abc代表每一列中數值差異顯著性,同列字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05);ABCDE代表每一行中數值差異顯著性,同行字母相同者差異不顯著,不同者差異顯著(p<0.05)。

圖3 單一保鮮液對雞肉貯存期間TVB-N的影響Fig.3 Effect of single preservation on TVB-N during storage

2.2.2 單一保鮮液對雞胸肉貯存期間pH的影響 從圖4中可以看出,隨著貯存時間的延長,pH的總體變化趨勢是先下降后上升,對照組和處理組以及各個處理組之間具有顯著性差異(p<0.05)。對照組由于沒有防腐和抑菌措施,使得肉中的微生物不斷生長、不斷分解蛋白質使得pH變化較大;而處理組中的溶菌酶、VC能夠在不同程度上影響微生物和酶的活動,從而使肉的pH變化不大。

圖4 單一保鮮液雞肉貯存期間pH變化的影響Fig.4 Effect of single preservation on pH during storage

2.2.3 單一保鮮液對雞胸肉貯存期間微生物數量的影響 從表4可以看出,隨著貯存時間的延長,微生物數量都有明顯升高(p<0.05),對照組增加較快,處理組和對照組之間的菌落總數具有顯著性差異(p<0.05)、酵母菌總數沒有顯著性差異(p>0.05)、霉菌數有顯著性差異(p<0.05)。對照組在第6～11 d時TVB-N就已經達到了腐敗肉的標準,相對來說,處理組微生物數量增加的趨勢比較小,在第15 d時,菌落總數也是在次鮮肉范疇,說明浸泡處理對微生物具有一定的抑制作用。

3 討論

表5 回歸模型方差分析

表6 雞胸肉貯存期間TVB-N值的預測

VC是抗氧化劑,可以減緩肉肌間組織中的脂肪膜內多不飽和脂肪酸的氧化程度[21-22],屬于有機酸,透過病源微生物細胞膜進入細胞內部使其裂解死亡[21];溶菌酶通過破壞細菌細胞壁使得細菌溶解死亡。實驗結果表明甘露聚糖復合保鮮液或者單一保鮮液均能在一定程度上延緩雞肉的腐敗變質,但是,溶菌酶和VC直接浸泡處理后的肉樣在貯存過程中微生物數量和TVB-N值明顯高于涂膜處理組,這一結果證實了直接將防腐劑用于肉制品表面,防腐劑會很快滲入到肉組織內部,使得肉表面防腐劑濃度下降,無法很好的抑制微生物生長,而甘露聚糖良好的成膜特性[14]為防腐劑提供了載體,可以延緩防腐劑向肉中滲透,維持一定的抑菌濃度,此外,膜還能很好的隔絕外界空氣,減少微生物的入侵[23-26]。所以,甘露聚糖復合保鮮液的保鮮效果好。

3.1 數學模型的建立

圖5 TVB-N值與保鮮劑的關系Fig.5 Relationship between TVB-Na and preservation注:a:0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶;b:0.20%甘露聚糖+3.00% VC。

3.2 保質期的預測

由表6中可以看到以甘露聚糖作為載體對肉樣進行涂膜保鮮能使肉保持一級鮮度至14～15 d,保持二級鮮度至20 d左右;可見涂膜可以在一定程度上延緩TVB-N值的增長,從而達到保鮮效果。

3.3 驗證實驗

雞胸肉按照1.4樣品處理方法進行0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶、0.20%甘露聚糖+3.00% VC涂膜處理后,測定貯存期間的TVB-N值的變化,發現0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶的TVB-N值在第18 d時達到了25.34 mg/100 g,0.20%甘露聚糖+3.00% VC組的TVB-N值在第20 d時達到了25.64 mg/100 g,測量值接近預測值,說明用于預測保質期的此模型是適合的。

4 結論

實驗發現,采用甘露聚糖涂膜保鮮的雞胸肉TVB-N值和微生物數量均顯著降低(p<0.05),pH的變化相對穩定,其中0.20%甘露聚糖+3.00% VC、0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶的保鮮效果較好。而采用3.00% VC、0.03%溶菌酶浸泡處理對雞胸肉的保鮮效果相對較差。

本實驗中所建立的數學模型理論值與預測值相關性大,對雞胸肉的貯存保鮮具有一定的指導意義,有利于生產加工,提高經濟效益。根據數學模型對雞胸肉保質期預測發現,甘露聚糖涂膜組的雞胸肉可以保持二級鮮度至18 d。甘露聚糖膜在雞胸肉保鮮中具有重要的作用,今后可以作為不同保鮮劑的載體來提高雞胸肉的保質期。

[1]Fernandez-Pan I,Carrion-Granda X,Mate J I.Antimicrobial efficiency of edible coating on the preservation of chicken breast fillets[J].Food Control,2014,36(1):69-75.

[2]賈艷花,張立彥,芮漢明.臭氧對雞肉保鮮作用的研究[J]. 現代食品科技,2012,28(2):135-138.

[3]鄧源喜,馬龍,許暉,等.雞肉保鮮技術的研究進展[J].中國家禽,2010,32(4):42-44.

[4]Fernandez-Pan I,Royo M,Mate J I. Antimicrobial activity of whey protein isolate edible film with essential oils against food spoilers and food-borne pathogens[J].Food Science,2012,77(7):383-390.

[5]Fernandez-Pan I,Royo M,Mate J I. Whey protein isloate edible films with essential oils incorporated to improve the microbial quality of poultry[J].Food Science and Agriculture,2013,93(12):2986-2994.

[6]Kanatt S R,Rao M S,Chawla S P,et al.Effect of chitosan coating on shelf-life of ready-to-cook meat products during chilled storage[J].LET-Food Science and Technology,2013,53(1):321-326.

[7]Behnaz B G,Javad A,Hossein T.Effect of pomegranate juice dipping and chitosan coating enriched with Zataria multiflora Boiss essential oil on the shelf-life of chicken meat during refrigerated storage[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2015,29:280-287.

[8]殷涌光,梁小俊,趙武奇.鮮肉非冷藏保鮮技術研究[J].食品科學,2000,21(10):61-64.

[9]施建兵,謝晶,高志立,等.響應面法優化鯧魚復合生物保鮮劑配方[J].食品科學,2014,35(20):37-42.

[10]徐勝.超高壓和天然抑菌劑對低溫火腿腸保鮮效果的研究[D].合肥:合肥工業大學，2009.

[11]吳潔芳.茶多酚及大蒜素在涂膜保鮮中對冷卻豬肉的品質影響研究[D].合肥:合肥工業大學，2009.

[12]汪學榮,闞建全,陳宗道.可食用膜在肉類保鮮中應用的研究進展[J].肉類工業,2003(3):23-25.

[13]張媛媛,李艷利,李書國.植物源食品防腐劑抑菌機理和效果及在食品保鮮中的應用[J].營養與品質,2014,22(4):48-53.

[14]羅發興,薛新順,何小維,等.糖類天然防腐劑在肉類保鮮中的應用進展[J].食品研究與開發,2006,27(9):146-148.

[15]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.肉與肉制品:pH測定:GB/T 9695.5-2008[S].北京:中國標準出版社,2008:1-3.

[16]高欣,高偉.不同貯藏溫度對氣調包裝雞肉貨架期的影響[J].湖北農業科學,2015,54(23):6001-6006.

[17]中華人民共和國衛生部.肉與肉制品衛生標準的分析方法:GB/T5009.44-2003[S].北京:中國標準出版社,2003:354.

[18]中華人民共和國衛生部.食品微生物學檢驗:菌落總數測定:GB/4789.2-2010[S].北京:中國標準出版社,2010:1-5.

[19]中華人民共和國衛生部.食品微生物學檢驗:霉菌和酵母菌計數:GB/4789.15-2010[S].北京:中國標準出版社,2010:1-4.

[20]李苗云,樊靜,趙改名,等.不同保鮮劑對生鮮雞肉的保鮮效果[J].河南農業學學報,2010,44(5):580-584.

[21]張文曄,宋樹豪.維生素C的代謝與功能及其在家禽生產上的應用[J].飼料工業,2010,31(2):4-6.

[22]唐書澤,張志森,汪勇.兒茶素對雞肉的抗氧化保鮮作用[J].食品與發酵工業,2004,30(4):138-140.

[23]Siragusa G R,Dickson J S.Inhibition of Listeria monocytogenes on Beef Tissue by Application of Organic Acids Immobilized in a Calcium Alginate Gel[J].Food Science,1992,57(57):293-296.

[24]Dutta P K,Tripathi S,Mehrotra G K,et al.Perspectives for chitosan based antimicrobial films in food applications[J].Food Chemistry,2009,114(4):1173-1182.

[25]Mohammed A.Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry:Review[J]. LWT-Food Science and Technology,2010,43(6):837-842.

[26]Vásconez M B,Flores S K,Campos C A,et al.Antimicrobial activity and physical properties of chitosan-tapioca starch based sdible films and coatings[J].Food Research International,2009,42(7):762-769.

Effect of mannan antimicrobial membrane on the preservation of chicken breast

WANG Lu-lu1,WANG Ying1,YANG Shao-hua1,SHI Zhao-yuan1,OU Xiao-qian1,WANG Wei2,LIU Guo-qing1,*

(1.College of Food Science and Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China; 2.Agricultural Products Quality and Safety Supervision and Management Bureau,Xuancheng 242000,China)

In order to extend the shelf life of chicken breast,the mannan complex preservation solution was used for the preservation of chicken breast. The pH value,microbe quantity of chicken breast were assayed as reference indexes,the total volatile basic nitrogen(TVB-N)value was regarded as an evaluation index and a mathematical model was built between TVB-N and different preservations to predict the shelf life during storage. The results showed that:the TVB-N value of mannan coating group accorded with exponential growth model and the preservation effect was significant(p<0.05). TVB-N value of the mannan coating group effect of the mannan coating was significant(p<0.05). The results of mathematical model showed that the mannose coating could prolong the freshness of chicken breast until 18 d,which was close to the model predictive value and indicated that the model could predict the shelf-life of chicken breasts reliably.

mannan;edible antimicrobial coating;preservation effect;physical and chemical indicators;mathmatical model

2016-11-17

王碌碌(1994-)，女，碩士，研究方向：食品科學，E-mail:Lulu131522@163.com。

*通訊作者:劉國慶(1963-)，男，博士，教授，研究方向：食品科學，E-mail：Liugq168@163.com。

合肥工業大學博士產學研項目(XC2016JZBZ03)；皖江禽產研究院項目(XC2015AKKG002)；宣城市科技局項目(XC2015XKKJ02);安徽省科技局項目(XC2015AKKG003)。

TS251.1

A

1002-0306(2017)09-0318-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.053