苯乳酸復合保鮮劑在雞肉保鮮中的應用

徐州生物工程職業技術學院 江蘇徐州 221006

隨著我國經濟持續不斷的高速發展，目前已從高速增長狀態過渡為經濟新常態[1]。在經濟新常態下，我國人民的主要矛盾已發展成為“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”[2]。在當前形勢下，食品行業中食品安全問題一直深受人們關注。而在肉制品加工、貯藏和流通等環節中，為了延長貨品的保鮮期，人們試圖利用保鮮劑來防止肉制品的變質腐敗，因此常用保鮮劑進行保鮮。常見的保鮮劑大致可分為生物保鮮劑和化學保鮮劑，其中，生物保鮮劑主要是通過微生物發酵法或天然產物提取分離純化法而獲得，對環境帶來的污染、人畜毒害等問題極小，深受人們的青睞。目前，研究開發天然保鮮劑是當前食品行業的發展主要趨勢。

當前，天然保鮮劑的研究主要有天然植物提取物和微生物次級代謝產物。其中，在天然植物提取物的研究中，Bhanu P等對植物香辛料進行了植物精油的提取，結果發現香辛料精油中含有林羥甲基苯甲酸類、黃酮類等物質，這些物質具有強抗氧化性，因此能有效降低食物中過氧化物的含量，從而延緩肉制品的變質速度[3]。LPOES-LUTZO D等研究發現，植物香辛料精油可有效抑制大部分細菌和真菌的生長[4]。蔡華珍等研究了大蒜、花椒、生姜、丁香、八角和肉桂等精油對雞肉的保鮮效果，并通過正交試驗將其優化，最終確定了以上述香辛料為基礎的保鮮劑配方[3]。顧仁勇等研究了丁香、肉桂、山蒼子和牛至對鮮豬肉的保鮮效果，提出將這些植物精油的濃度確定為9%時即可滿足貯存在0～4℃下的鮮豬肉的保存要求[4]。

苯乳酸是一種天然存在的物質，是多種微生物的次級代謝產物[5～7]。苯乳酸的前體化合物是苯丙酮酸，苯丙酮酸是生物合成苯丙氨酸的重要原料，存在于細胞質中。而當細胞質中氨基酸濃度較高時，苯丙酮酸大量轉化為苯丙氨酸；而如果氨基酸濃度低，NADH或NADPH濃度較高且處于厭氧狀態下時，苯丙酮酸被大量轉化為L型苯乳酸，具體反應途徑見圖1。

圖1 苯丙酮酸的代謝途徑

苯乳酸是一種具有廣譜抗菌效果的物質，對細菌或真菌的生長均有較強抑制作用。苯乳酸首次報道于1998年，并發現其對Listeria菌的抑制；2000年，人們發現面包的發酵面團中的植物乳桿菌能有效抑制真菌生長，而其主要的次級代謝產物正是苯乳酸；此后，人們不斷發現產苯乳酸的微生物，并且均表達出較強的抑菌作用[8～15]。

國內對苯乳酸的研究始于1991年，但該研究主要是探討苯乳酸對缺血性心腦血管疾病的防治[16]，但真正進行生物合成的研究始于2008年[17]，而迄今為止，關于苯乳酸生物防腐劑的應用僅有1篇，是關于苯乳酸菌發酵液在牛肉保鮮中的應用[18]。而關于苯乳酸在其它食品中的應用至今未見報道。

雞肉肉質鮮美，營養豐富，易于加工，是一種深受廣大消費者歡迎的食品。而由于禽流感H7N9等的影響，消費者逐漸選擇購買生鮮雞[19]。而生鮮雞經屠宰后在加工流通環節會迅速變質，從而影響雞肉的貨架期。因此需要采用各種保鮮技術對其進行處理，延長其貨架期。

本文擬用苯乳酸為基本原料，輔以天然辛香料，配制成復合式天然保鮮劑，以期對雞肉保鮮方面做出一定貢獻。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料

試驗用肉制品為市售雞肉，購自徐州市家樂福超市。

1.1.2 菌劑

根據雞肉中常見致病菌，選擇志賀氏菌(Shigella)、沙門氏菌(Salmonella)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和假單胞菌(Pseudomonas)為考察目標[20]，上述菌劑均購于北京博歐實德生物技術有限公司。

1.1.3 試劑

脫氫醋酸鈉、山梨酸鉀等試劑為分析純，苯乳酸購于安徽酷爾生物工程有限公司，為L-3-苯乳酸，純度不少于98%；大蒜精油和生姜精油為實驗室自制，制備方法為蒸餾法制備[21,22]。

1.1.4 儀器

萬分之一電子天平、滅菌鍋、電冰箱、離心機、超凈工作臺、培養箱、pH計等均為國產產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 保鮮效果測定項目

將新鮮雞肉切割成100g左右的足量的小塊，隨機分成三組，分別浸泡于無菌去離子水、已優化天然復合保鮮劑溶液和由0.025%脫氫醋酸鈉加0.00375%山梨酸鉀組成的復合保鮮劑溶液中(分別記為陰性對照組、實驗組和陽性對照組)15s，瀝干后用保鮮膜包裝，于4℃下冷藏，在0～12d內，以每2d為梯度進行菌落總數、揮發性鹽基氮(TVB-N)和蒸煮損失率檢測，并同時進行感官檢測[23]。

(1)活菌檢測。

PCA培養基配制及活菌計數按GB4789.2-2016《食品微生物學檢驗菌落總數測定》中所述方法進行。

(2)抑菌效果檢測。

利用牛津杯試驗法分別測定配制溶液上述四種細菌的抑菌圈大小，并以此判斷抑菌效果的強弱[24]。

(3)TVB-N的測定。

按照GB/T5009.44-2003 2.1中相關方法進行測定。

(4)蒸煮損失率的測定[25]。

將每組的肉樣取出，稱重，記為m1，置于帶篩網的鍋中，蓋上蓋子隔水蒸30min，取出后冷卻至室溫再稱重，記為m2，按下式計算：

蒸煮損失率(%)=(m1-m2)/m1×100%。

(5)感官評價。

評分標準見表1。評價人員由10名專家組成感官評分小組，主要考察色澤、氣味、組織狀態和彈性四項指標。其對應的權重分別為0.2、0.3、0.3和0.2。最終綜合評分R=0.2×S色澤+0.3×S氣味+0.3×S組織狀態+0.2×S彈性，其中，R為最終得分，Sx為單項指標評分。如果單項指標評分在60以下則直接判定肉質腐敗，即判定為0。

表1 復合保鮮劑對肉制品影響的評分標準

1.2.2 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的單因素實驗

將大蒜精油、生姜精油用去離子水分別配制成0%、1%、2%、3%、4%的溶液[24]；將苯乳酸配制0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的溶液[26]，以抑菌圈直徑為考察指標，考察上述物質的抑菌效果。

1.2.3 正交試驗法優化保鮮劑配方的設計

在單因素基礎上，利用正交試驗法以抑菌效果為指標進行保鮮劑配方的優化，在預測值的基礎上進行驗證。

2 結果與分析

2.1 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的單因素實驗結果

分析結果見圖2～圖4。

圖2 大蒜精油抑菌效果

圖3 生姜精油抑菌效果

圖4 苯乳酸抑菌效果

由圖2～圖4所示，隨著各種物質濃度的提高，抑菌圈直徑不斷提升。其中，大蒜精油和生姜精油在濃度超過1%之后對假單胞菌的抑制效果最佳，說明香辛料精油對食物腐敗細菌有較強專屬性抑制效果；苯乳酸對各細菌的抑制效果相似，說明了其廣譜抗菌的功能。結果顯示，大蒜精油和生姜精油在1%～3%含量下有較強抑菌效果，而超過3%抑菌效果增強不明顯；苯乳酸抑菌效果試驗證實了苯乳酸含量在0.5%左右即可達到最佳抑菌效果[26]。

2.2 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的正交實驗結果

通過單因素試驗，確定了大蒜精油抑菌濃度、生姜精油抑菌濃度和苯乳酸含量3個因素作為影響抑菌效果的主要因子，對于各因素分別選取三個水平，設計三因素三水平的L9(33)正交試驗。正交試驗因素水平如表2所示，正交試驗結果如表3所示。

表2 因素水平表

表3 正交試驗結果

根據表3結果顯示，最佳配方為A3B3C2，這三種天然物質對細菌抑制作用強弱順序為B>A>C。

2.3 復合保鮮劑對雞肉的保鮮作用結果

由圖5可知，陰性對照組在第8天時已不可接受，其在第8天的狀態已經暗淡無光，組織松散，氣味腥臭；實驗組，即天然精油和苯乳酸的復合保鮮劑對雞肉的保鮮作用最好，到第12天時雞肉依然可被接受；而陽性對照組在第12天時已經不可接受，主要是由于氣味已經散發出強烈腥臭味，但色澤、組織以及彈性評分依然在70以上。這說明3%左右的大蒜和生姜精油不僅能抑制細菌生長，還能有效緩解肉制品在腐敗過程中的氣味變化。

圖5 貯藏過程中雞肉感觀的變化

由圖6可知，隨著冷藏保存時間的延長，各組的蒸煮損失率增加，但陰性對照組>陽性對照組>實驗組。因此說明，本復合保鮮劑能有效抑制微生物活動和雞肉中蛋白質分解。

圖6 貯藏過程中蒸煮損失率的變化

由圖7可知，TVB-N值隨著保存時間而升高，但實驗組的升高速率明顯遲緩，這進一步說明本復合保鮮劑能極大抑制微生物活動，從而降低肌肉蛋白質的降解速率。

圖7 貯藏過程中TVB-N的變化

根據GB2707-2016中《鮮、凍禽產品》要求，禽肉菌落總數不得超過104cfu/g。由圖8可知，陰性對照組細菌總數在第8天時就已經達到1.87×104cfu/g，超標近2倍；陽性對照組在第10天時為1.21×104cfu/g；而實驗組在第12天時達到0.98×104cfu/g，接近不合格標準。因此，復合保鮮劑比已知的化學保鮮劑保鮮效果要強。

圖8 貯藏過程中總菌落的變化

3 結論

復合保鮮劑中，當大蒜精油含量3%、生姜精油含量3%、苯乳酸含量0.4%時，抑菌效果最好，在此條件下不僅可以延長雞肉貨架期，還能抵消雞肉腐敗時的不良氣味。此外，由于本復合保鮮劑材料均源于天然產物，因此無毒無害，有較好的應用價值。