預制雞丁復合保鮮劑配方優化及保鮮效果研究

李 娜,伍 軍,*

(1.北京農學院食品科學與工程學院,北京 102206;2.農產品有害微生物及農殘安全檢測與控制北京市重點實驗室,北京 102206)

隨著我國經濟的快速發展與人民生活水平的不斷提高,消費者已把“吃”從飽腹提升至追求營養、綠色、健康的高度。然而,由于生活節奏的加快,人們用于烹飪的時間越來越短,多數年輕人會選擇外賣或簡單烹飪的方式進行消費,基于這種市場變化,新型預制肉制品隨之迅速發展,家庭餐半成品產業也在快速崛起。

預制肉制品也稱作調理肉制品,是以畜、禽、水產品等為原材料,經適當添加(或不添加)蔬菜、輔料,經滾揉、腌制、分切、加工等工藝加工而成的系列風味肉制品,并以包裝的形式在冷凍-18 ℃或冷藏-4 ℃下儲存、運輸、銷售,可直接食用或簡單烹調的產品[1]。冷凍型的預制肉制品解凍后會引起汁液流失,從而導致其品質下降。同時,冷藏型預制肉又極易腐敗變質,對其保鮮的關鍵是控制其微生物污染與氧化變質。目前對預制肉保鮮的方法主要有冷凍低溫保藏、輻射保鮮、高壓保鮮技術和添加保鮮劑等[1-2]。

添加保鮮劑可通過控制預制肉中微生物的生長繁殖、脂肪氧化與色澤變化,來延長產品貨架期。乳酸鏈球菌素(Nisin)是一種天然的新型食品防腐劑,在低溫肉制品中能有效抑制細菌繁殖[3]。茶多酚是茶葉中的主要成分,具有良好的抗氧化能力,是一種安全天然的食品添加劑,其對細菌有較強的抑制作用[4]。乳酸鈉能對肉類食品中的水分保持起到輔助作用,因而可以改善產品的質地與口感[5]。趙春燕等[6]通過研究不同濃度的Nisin、納他霉素、乳酸的復配保鮮劑對冷卻肉的作用效果,發現不同濃度的處理,可起到不同程度的保鮮效果,復配的最優水平組為Nisin 0.008%、納他霉素0.012%、乳酸3%。

本研究以不同濃度Nisin、茶多酚、乳酸鈉、納他霉素對預制雞丁進行處理,通過單因素和正交實驗篩選出最佳復配比例,以期為提高預制雞丁貨架期、規模化生產提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞胸肉 新鮮、無污染,北京昌平區華都肉聯廠;味精、淀粉、食鹽等輔料、PE保鮮膜、PP食品級托盤 北京昌平區美廉美超市;平板計數培養基,硼酸、甲基紅、次甲基藍、氯化鈉、氧化鎂 均為分析純，北京化工廠;鹽酸 優級純,北京化工廠;Nisin、茶多酚、納他霉素、乳酸鈉 均為食品級,北京百澳瑞德科技有限責任公司。

BS2000S電子天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;YX-280型手提式壓力蒸汽滅菌鍋 江陰濱江醫療設備廠;JB-CJ-2FCS無菌超凈臺 蘇州佳寶凈化工程設備有限公司;Haier冰箱BCD-323WLDPN 青島海爾有限公司;DHP-9162型電熱恒溫培養箱 上海一恒科技儀器有限公司;METTLER TOLEDO型精密pH計 上海大普儀器有限公司;半微量蒸餾裝置 北京藍乙試劑有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 預制雞丁制備 預制雞丁的配方(按100 g雞胸肉計算):食鹽2 g、味精0.5 g、淀粉8 g、五香粉2 g。

工藝流程:新鮮雞胸肉→預處理(去皮、去骨)→稱重→切丁(2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm)→加輔料調配→加入保鮮劑→腌制(1 h)→包裝→低溫貯藏(4 ℃)

1.2.2 操作要點 去除雞胸肉表面的油脂及不完整部分;大小切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm肉丁;按照配方準確加入食鹽、淀粉、料酒等輔料,完全溶解,無結塊現象;用濕腌法進行腌制,腌制時間為1 h,溫度為4 ℃;將腌制好的預制雞丁放入PP保鮮盒中,用PE保鮮膜封口,儲存于4 ℃的冰箱中。

1.2.3 實驗設計

1.2.3.1 保鮮劑制備 根據《GB2760-2014食品添加劑使用標準》,Nisin最大使用量為0.5 g/kg,茶多酚的最大限量為0.3 g/kg,納他霉素的最大限量為0.3 g/kg,乳酸鈉在美國農業部的標準是4.8%,在國標中是適量使用,本實驗選擇4.8%為最大添加量。以上保鮮劑按不同質量分數用無菌蒸餾水溶解備用。

1.2.3.2 保鮮劑單因素實驗 將各種保鮮劑分別與調味料一塊加入雞丁中,混合均勻,進行腌制,將腌制好的預制雞丁隨機分成21組,每組30份,每份50 g,放置于經紫外殺菌后的PP包裝盒內,用PE保鮮膜包好,貼上標簽,放到4 ℃冰箱中貯藏。每2 d進行菌落總數、揮發性鹽基氮(TVB-N)測定,同時設置對照組,即不添加任何保鮮劑。各保鮮劑的添加量為:Nisin 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%;乳酸鈉1.60%、2.40%、3.20%、4.00%、4.80%;茶多酚0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%;納他霉素0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%。

1.2.3.3 復合保鮮劑正交實驗 在單因素實驗的基礎上,以4種不同濃度的保鮮劑進行4因素3水平的正交實驗,確定最佳復配比例,實驗因素水平見表1。預制雞丁制備同1.2.1,每3 d進行感官評價并測定肉樣的菌落總數、TVB-N值。

表1 L9(34)正交實驗因素水平表Table 1 L9(34)Factors and levels of the orthogonal experiment

1.2.3.4 復合保鮮劑保鮮效果 采用優化的復合保鮮劑,在0、3、6、9、12、15 d,進行感官評價并測定肉樣的菌落總數、TVB-N值。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 菌落總數的測定 參考GB4789.2-2016《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》測定預制雞丁中的菌落總數,數據以CFU/g表示每2 d測出的結果。參考標準:根據《SB/T 10482-2008預制肉質量安全要求》,菌落總數≤1×106CFU/g,即≤6 lgCFU/g,超過該數值預制雞丁為變質肉。

1.3.2 揮發性鹽基氮的測定 TVB-N值參考GB5009.228-2016《食品中揮發性鹽基氮的測定》,采用半微量凱氏定氮法對TVB-N值進行測定。根據《SB/T 10482-2008預制肉質量安全要求》TVB-N≤20 mg/100 g,本實驗以≥20 mg/100 g作為預制雞丁變質指標。

1.3.3 感官評價 邀請8名經培訓后的食品專業學生,進行感官評價打分。具體評分標準見表2[7]。

表2 預制雞丁感官評價標準Table 2 Prefabricated minced chicken sensory evaluation standard

1.4 數據統計與分析

實驗數據采用Excel 2007軟件進行統計分析和繪制圖表,采用SPSS 22軟件進行極差和方差分析,檢驗其差異性。

2 結果與分析

2.1 四種保鮮劑單因素實驗結果

2.1.1 Nisin最佳濃度的確定 不同濃度Nisin對預制雞丁保鮮指標測定結果見圖1、圖2,實驗可以看出,對照組的肉樣在第6 d時已腐敗變質,預制雞丁的菌落總數對數值、TVB-N值分別為(6.38±0.12) lgCFU/g、(21.25±0.03) mg/100 g。在貯藏第8 d時,Nisin處理組除了0.01%組的菌落總數超標外,其他各項指標均顯著低于對照組(p<0.05),說明Nisin對預制雞丁有一定的保鮮效果;同時,Nisin濃度越高保鮮效果越強,這與羅欣等[8]的研究一致。當用0.05%處理組時,與其他各組差異顯著(p<0.05),在第6 d時,其菌落總數、TVB-N值分別為(5.22±0.13) lgCFU/g、(15.27±0.14) mg/100 g,此時肉樣在二級鮮度范圍內,表明Nisin 0.03%～0.05%對預制雞丁保鮮效果較好。

圖1 不同濃度Nisin對預制雞丁冷藏期間菌落總數的影響Fig.1 Effect of different concentrations of Nisin on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold storage

圖2 不同濃度Nisin對預制雞丁冷藏期間TVB-N的影響Fig.2 Effect of different concentrations of Nisin on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.2 乳酸鈉最佳濃度的確定 不同濃度乳酸鈉對預制雞丁保鮮指標測定見圖3、圖4,實驗可以發現,乳酸鈉濃度越高,保鮮效果越好,但是當濃度達到最高限量4.80%時,預制雞丁會表現出強烈的刺鼻味,影響其整體口感。與Eleftherios等[9]研究結果一致。對照組的肉樣在貯藏到第6 d時已經腐敗變質,預制雞丁的菌落總數對數值、TVB-N值為(6.28±0.23) lgCFU/g、(22.16±0.32) mg/100 g。在保藏到第10 d時,乳酸鈉濃度為4.00%與其他各組差異顯著(p<0.05),菌落總數、TVB-N值分別為(5.93±0.13) lgCFU/g、(19.32±0.14) mg/100 g,因此接下來的復配實驗乳酸鈉選擇4.00%為最高濃度。

圖3 不同濃度乳酸鈉對預制雞丁冷藏期間菌落總數的影響Fig.3 Effect of different concentrations of sodium lactate on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold storage

圖4 不同濃度乳酸鈉對預制雞丁冷藏期間TVB-N的影響Fig.4 Effect of different concentrations of sodium lactate on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.3 茶多酚最佳濃度的確定 不同濃度茶多酚對預制雞丁保鮮指標測定見圖5、圖6,從圖中可以看出,茶多酚的保鮮效果遠不如Nisin和乳酸鈉,茶多酚處理后的肉樣在貯藏期間,菌落總數上升明顯,原因在于茶多酚的抑菌性受溫度、pH、食鹽等因素的影響[10]。在第6 d時,濃度為0.01%、0.015%與對照組一樣各指標均超標,肉樣不能食用。但當濃度為0.02%～0.03%處理肉樣時,其各指標下降不顯著(p>0.05),這可能是因為其抗氧化效果已經達到最大。當貯藏到第8 d,濃度為0.02%時,預制雞丁的菌落總數對數值、TVB-N值分別為(5.82±0.23) lgCFU/g、(18.82±0.26) mg/100 g,此時茶多酚對預制雞丁的保鮮效果最好。因此接下來選擇濃度為0.02%～0.03%茶多酚進行復配。

圖5 不同濃度茶多酚對預制雞丁冷藏期間菌落總數的影響Fig.5 Effect of different concentrations of tea polyphenol on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold

圖6 不同濃度茶多酚對預制雞丁冷藏期間TVB-N的影響Fig.6 Effect of different concentrations of tea polyphenol on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.4 納他霉素最佳濃度的確定 不同濃度納他霉素對預制雞丁保鮮指標測定見圖7、圖8,從圖7可以看出,隨著納他霉素濃度的增加,抑菌性不斷提高。在第8 d時僅有0.02%、0.03%處理組,菌落總數沒超標,且兩組差異不顯著(p>0.05),在濃度為0.02%時,預制雞丁的菌落總數對數值、TVB-N值分別為(5.96±0.15) lgCFU/g、(19.76±0.16) mg/100 g。其他組與對照組均超標,肉的色澤、組織較差,這是由于納他霉素只對霉菌和酵母菌有較強的抑菌性,但對細菌抑制性較差,而引起預制雞丁腐敗變質的主要微生物是細菌[9]。因此接下來選擇濃度為0.02%～0.03%納他霉素進行復配。

圖7 不同濃度納他霉素對預制雞丁冷藏期間菌落總數的影響Fig.7 Effect of different concentrations of natamycin on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold

圖8 不同濃度納他霉素對預制雞丁冷藏期間TVB-N的影響Fig.8 Effect of different concentrations of natamycin on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.2 復合保鮮劑正交實驗結果與分析

2.2.1 正交實驗綜合評分設計 在單因素實驗的基礎上,對Nisin(A)、乳酸鈉(B)、茶多酚(C)、納他霉素(D)進行4因素3水平L9(34)正交設計,正交實驗以菌落總數、TVB-N值、感官評價為預制雞丁新鮮度評價指標。實驗中各因素和水平對指標測定的影響不一樣,分析時就要統籌兼顧[10]。實驗以菌落總數、TVB-N值、感官評價為綜合評價復合保鮮劑效果的指標,都從不同方面反映著肉的腐敗程度,因此可用來鑒定預制雞丁的新鮮程度[11]。考慮到感官評價的主觀因素影響較大,菌落總數是判定預制雞丁腐敗變質的主要指標,所以設計綜合評分的權重系數為:感官評價為0.3、菌落總數為0.4、TVB-N值為0.3[12]。綜合評價公式如下:

公式中,各項指標的最大值均為該指標測定結果的最大值。綜合評分越高,表明保鮮效果越好[13]。

2.2.2 正交實驗結果分析 9個實驗組在貯藏時間0～9 d時各指標變化差異不顯著,在第18 d時,其菌落總數、揮發性鹽基氮都已超標,感官不能接受,因此選擇貯藏時間在9～15 d的檢測結果作為綜合評定指標。復合保鮮劑正交實驗綜合評分結果及極差分析見表3和表4。

表3 復合保鮮劑正交實驗綜合評分表Table 3 The result of scores of orthogonal experiments on preservatives

表4 復合保鮮劑正交實驗極差分析表Table 4 Result of range analysis of orthogonal experiment on preservatives

由表3可知,對預制雞丁保鮮效果影響的大小順序為A>D>C>B,即Nisin>納他霉素>茶多酚>乳酸鈉,正交實驗的最優處理為A3B3C2D1與處理組中9號處理相一致,與對照組相比差異極顯著(p<0.01),因此本實驗保鮮劑復配的最優比例為Nisin 0.05%、乳酸鈉4.00%、茶多酚0.02%、納他霉素0.01%。

2.2.3 復合保鮮劑保鮮效果

2.2.3.1 最佳復合配比下的預制雞丁冷藏期間菌落總數的變化 由圖9可知,最佳保鮮劑配比對菌落總數有很大的抑制作用,在貯藏期間,對照組的菌落總數顯著高于最優組(p<0.05)。在貯藏到第6 d時,對照組的菌落總數已超標,數值為(6.03±0.26) lgCFU/g,而最優組合在第6 d菌落總數為(4.20±0.21) lgCFU/g,仍然處于新鮮狀態,說明復合保鮮劑對預制雞丁保鮮效果較好,在第9 d時,對照組已經完全腐敗,而最優組開始有上升趨勢但顯著低于對照組,可以保持肉樣新鮮度到15 d,其菌落總數數值為(5.71±0.23) lgCFU/g。

圖9 最佳復合配比對預制雞丁冷藏期間菌落總數的影響Fig.9 Effect of optimized compound preservative on the total bacteria count of pre-processed minced chicken during chill storage

2.2.3.2 最佳復合配比下的預制雞丁冷藏期間TVB-N值的變化 由圖10可知,隨著貯藏時間的延長,預制雞丁TVB-N值也在不斷提高,對照組在第6 d時,已經超過了標準(20 mg/100 g)。這可能是因為時間越長,肉中蛋白質就被分解成氨,從而使得TVB-N呈現上升趨勢;在第9 d時,對照組的值已經達到(24.18±0.18) mg/100 g,肉樣已經完全腐敗變質;而最優組仍在一級鮮度,這說明最優組對TVB-N值的增長有抑制效果,在15 d時,TVB-N(17.78±0.58) mg/100 g。

圖10 最佳復合配比對預制雞丁冷藏期間TVB-N值的影響Fig.10 Effect of optimized compound preservative on the TVB-N value of pre-processed minced chicken during chill storage

2.2.3.3 最佳復合配比下的預制雞丁冷藏期間感官評價的變化 由圖11可知,隨著貯藏時間的延長,預制雞丁感官評分逐漸降低,對照組在第6 d后顯著下降(p<0.05),而且此時肉的色澤變白,出現汁液流失、輕微的異味;而最優組合在第9 d時還能達到一級鮮度,還能保持肉的固有形態和氣味;在第15 d時,最優組合的感官評分為(23.59±0.28)分,出現輕微汁液流失,因此,可以看出最優組合對延長預制雞丁貨架期有很明顯的效果。

圖11 最佳復合配比對預制雞丁冷藏期間感官評分的影響Fig.11 Effect of optimized compound preservative on the sensory scores of pre-processed minced chickens during chill storage

3 結論

本研究結果表明,四種保鮮劑對預制雞丁都有一定的保鮮效果，且乳酸鈉>Nisin>納他霉素>茶多酚。采用這四種保鮮劑進行復配時,對預制雞丁影響的大小順序是Nisin>納他霉素>茶多酚>乳酸鈉。復合保鮮劑的最優配比為Nisin 0.05%、乳酸鈉4.00%、茶多酚0.02%、納他霉素0.01%。采用該復合保鮮劑處理過的預制雞丁,放于PP托盤中,在4 ℃貯藏下,貨架期可達15 d,顯著延長了產品的貨架期。

隨著人們對食品安全和營養品質要求不斷提高,在肉類食品中添加天然保鮮劑已經成為一種發展趨勢。純天然保鮮劑又存在效價低、抗菌時間短等瓶頸制約,在今后的研究中,需要加強天然保鮮劑毒理學評價、抗菌機理的研究。天然保鮮劑與冷殺菌技術結合是未來研究趨勢。

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