天然保鮮劑對低溫肉制品的保鮮作用

賀羽 王帥 金益

摘要：冷卻肉制品因其口味獨特、營養成分較高和相對安全而受到消費者們的熱愛。但是隨著冷卻肉制品貯藏時間的變化，肉制品在嗜冷菌和酶的作用下，蛋白質和脂肪等許多營養物質都受到了分解效果的影響，在一定程度上破壞了肉制品的營養價值。為了解決這個問題，通過ε-聚賴氨酸以及ε-聚賴氨酸和殼聚糖復合保鮮劑對冷卻豬肉進行保鮮，在對冷卻豬肉保鮮的過程中測定豬肉的菌落總數、揮發性鹽基氮含量、pH值、紅度值以及保水力等指標，綜合各項指標分析其保鮮能力。結果表明，0.24% ε-聚賴氨酸+1.8%殼聚糖的保鮮能力最優。

關鍵詞：冷卻豬肉;天然保鮮劑;ε-聚賴氨酸;殼聚糖;乙酸

中圖分類號： TS251.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2019）01-0177-05

我國居民食用的肉類食品以豬肉為主，豬肉在所有肉類食品中的比重達到60%左右。由于豬肉的營養成分比較多，因此很多微生物都適合在里面繁衍生長。豬從宰殺到售賣期間的時間間隔比較短，豬肉內的糖原在降解后生成乳酸，因此使得豬肉的酸度降低，硬度變大。僵直期過后，豬肉本身的分解能力變大，主要由于三磷酸腺苷降解而導致溫度變高[1]，相應的酸性物質變少，pH值提高。此外，豬肉適合微生物生存的主要原因是其表面比較潮濕。目前主要的保鮮方式是在豬肉銷售過程中進行保鮮，通過冷凍冷藏的方式抑制微生物的生長繁殖，冷凍豬肉雖然可延長儲藏期，但會破壞細胞結構，在解凍的過程中還會有鹽類等物質產生，導致豬肉的口味變差，無法滿足人們對于口味的要求[2]。冷藏豬肉在運輸和銷售過程中一直維持著0～4 ℃低溫，儲藏時間能夠保持2 d左右，并且由于溫度不是很低，所以能很好地保持豬肉的口感和風味[3]。但鏈球菌屬（Streptococcus）、假單胞菌屬（Pseudomonadaceae）和乳桿菌屬（Lactobacillus）等依然可在低溫的環境中很好地生長繁殖。隨著儲藏時間的增加，會讓這些微生物的數量不斷地增大，肉制品的物理和化學性質會發生很大的變化，所以單靠低溫不能很好地延長豬肉的保質期，從而很難滿足人們對豬肉保鮮的日常需求。因此，如何高效地對豬肉尤其是對冷卻豬肉進行保鮮已經越來越受到人們的關注。

現在大部分肉制品保鮮技術主要有添加保鮮劑、原子能射線輻照、高壓處理、低溫保鮮和氣調包裝保鮮等，其中添加保鮮劑效果明顯，操作容易，成本低，因此在實際的生產中最為常用。天然保鮮劑是分別從微生物、動物及植物代謝的產物中提取的純天然物質[4]，可以分為植物、動物和微生物來源。植物來源的天然保鮮劑分別有迷迭香、肉桂、生姜和茶多酚，它們不僅獲得渠道比較廣泛，價格還相對便宜;動物來源的天然保鮮劑分別有乳鐵蛋白和溶菌酶;微生物來源的天然保鮮劑包括ε-聚賴氨酸、乳酸鏈球菌素、納他霉素等[5]。天然保鮮劑安全無毒的特性使得它的開發和利用成為食品工業的研究熱點，因此，天然保鮮劑的使用具有很廣闊的前景。

中國《食品添加劑使用衛生標準》提到，在低溫肉制品中被許可作為天然保鮮劑的，只有乳酸鏈球菌素和納他霉素。作為目前一種新穎的天然生物保鮮劑，ε-聚賴氨酸因其所具有的安全性比較好、抑菌譜比較寬泛、耐受較高的溫度等特點，許多經濟比較發達的國家在食品工業以及多個領域中將其應用，并已在肉制品保鮮中取得很大的前景;另外在水產品保鮮方面茶多酚和殼聚糖也得到了大范圍的使用，它們在肉制品保鮮中也有很多層面的研究。

本研究通過不同保鮮方法處理4 ℃冷藏豬肉，對冷卻豬肉5項指標[細菌總數、揮發性鹽基氮（TVB-N）值、pH值、紅度值和保水力]進行測定，分析和觀察樣品在冷藏保鮮的過程中肉質的變化。旨在探索更多的低溫肉制品保鮮的方法，使得肉制品在保鮮的過程中更安全可靠，同時可以延長肉制品保鮮的時間，滿足人們不斷提高的生活需求。另外，本研究為天然保鮮劑對低溫肉制品保鮮技術的研究提供一定的數據支撐和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮豬肉，購自江蘇省徐州市新城區美的廣場超市;ε-聚賴氨酸，購自浙江印象生物工程有限公司;營養瓊脂，購自河南鄭州亞世生物技術有限公司;硼酸，購自河南鄭州凱迪化工產品有限公司;輕質氧化鎂，購自山東省壽光市輝煌化工有限責任公司;甲基紅，購自上海源葉生物科技有限公司;溴甲酚綠，購自遼寧沈陽樂恒科技有限公司;殼聚糖，購自上海源聚生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 將新鮮豬肉在-20 ℃下冷凍2 h，在2 ℃冷卻10 h左右，使豬肉的溫度降到0～4 ℃。在試驗前將所有要用到的刀具用75%乙醇進行消毒并且在紫外燈下照射一段時間，在無菌環境下將豬肉多余的脂肪和筋膜去除，分別將處理好的豬肉切成約30、60 g用于細菌總數和其他指標的測定，然后將切好的肉塊進行分組，用不同濃度的保鮮液處理，分別浸泡5 min后瀝干裝入保鮮袋中，于4 ℃冰箱中冷藏，以2 d為1個儲藏周期，分別在0、2、4、6、8、10、12 d測定樣品的細菌總數、揮發性鹽基氮含量、pH值、紅度值、保水力。

1.2.2 保鮮液配制 配制ε-聚賴氨酸保鮮液，分別稱取 0.8、1.6、2.4、3.2 g ε-聚賴氨酸，加入1 000 mL去離子水中充分攪拌均勻5～6 min，即成0.08%、0.16%、0.24%、0.32%的ε-聚賴氨酸保鮮液（A），選取0.24% ε-聚賴氨酸保鮮液，與不同濃度殼聚糖和1%乙酸制成混合保鮮液（B），研究其對冷卻豬肉的保鮮效果，具體試驗設計見表1和表2。

1.2.3 菌落總數的測定 根據GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落數測定》的方法測定其中的菌落總數，新鮮豬肉的菌落總數≤1×106 CFU/g。首先用電子天平稱取25 g的冷卻豬肉放在研缽中并加入石英砂徹底研磨，將研磨好的冷卻豬肉放入燒杯中再倒入225 mL無菌水制成1 ∶ 10的菌液，然后使用1 mL移液槍吸取剛剛配制好的菌液1 mL，將其沿著盛有9 mL無菌水的試管壁慢慢地注入，將試管緩慢振搖，使樣品充分混勻，制成1 ∶ 100的勻液;按照上面的方法，制備稀釋10倍的樣品勻液。在超凈工作臺分別吸取1 mL稀釋樣品注入無菌的平板中，用空白平板作對照。加熱瓊脂，當溫度到達40 ℃左右時，將瓊脂倒入平板中，并且轉動平板使瓊脂和樣品混合均勻。冷卻至瓊脂凝固的時候，翻轉平板，放入恒溫箱于28 ℃培養24 h后計數。

1.2.4 揮發性鹽基氮的測定 根據GB 9959.1—2001《鮮、凍片豬肉》的國家標準[6]，新鮮豬肉的揮發性鹽基氮含量≤20 mg/100 g。用電子天平準確稱取10 g豬肉放到研缽中研磨，然后將研磨好的豬肉放入250 mL三角瓶中，再加入 100 mL 無菌水，振蕩30 min左右，再進行真空抽濾，取其濾液10 mL，接著加入濃度為10 g/L的氯化鎂溶液10 mL，立刻蓋上塞子，并依據粗蛋白蒸餾的操作，用濃度為0.01 mol/L的鹽酸標準溶液進行滴定操作。

計算公式：CTVB-V=[（V-V0）×C×0.014 01×100]/（m×10/100）。

式中：V為滴定消耗的體積，mL;V0為空白滴定消耗的體積，mL;C為滴定液濃度，mol/L;m為稱取的豬肉質量，g;CTVB-N為揮發性鹽基氮含量，mg/100 g。

1.2.5 pH值的測定 用電子天平稱取約5 g的冷卻豬肉樣品，然后將其充分絞碎后放置在準備好的燒杯中，取40 mL左右的蒸餾水將其煮沸，待冷卻后倒入盛有樣品的燒杯中，將其攪拌均勻后靜置30 min左右，用pH計測量[7]。

1.2.6 紅度值的測定 首先從冷卻豬肉中切取3塊樣品，規格為1 cm3的正方體，然后將切好的樣品放置在色差儀8 mm的光圈下，讀取樣品的紅度值a*。反復檢測3次，計算其平均值最終得出樣品的紅度值[8]。計算公式：

a*=（a1+a2+a3）/3。

式中：a*代表樣品最終紅度值（無單位，其值越大，代表紅度越高）;a1、a2、a3分別代表平行測定時的紅度值。

1.2.7 保水力的測定 采用Eide等的方法[9]測定樣品的保水能力，該數值越大則反映其保水能力越差，相反其保水能力就越強。首先取出樣品，用潔凈的毛巾將樣品表層上的汁液擦掉，然后用電子天平稱5 g樣品（m1），將其放置在離心機中在6 000 r/min下離心30 min，最后將表面瀝干后稱量（m2）。設3次平行，計算取其平均值。計算公式：

保水力=[1-（m1-m2）/m1]×100%。

2 結果與分析

2.1 菌落總數

隨著冷卻豬肉儲藏周期的不斷增加，每個待測樣品的細菌總數都會慢慢增加，由圖1可見，這些數據組中空白組（K組）的細菌總數上升最為明顯，在儲藏4 d的時候K組的細菌總數為7.24×106 CFU/g，已經超過標準值1×106 CFU/g;但是通過ε-聚賴氨酸處理的試驗組細菌總數變大趨勢普遍比較遲緩，可以發現在儲藏2 d時空白組細菌總數為1.73×105 CFU/g，比ε-聚賴氨酸處理的試驗組的細菌總數高，表明豬肉里面細菌的生長繁殖能夠被ε-聚賴氨酸有效地控制，從而起到保鮮的作用。從圖1還可以看出，所有被ε-聚賴氨酸保鮮液處理的樣品的細菌總數增長幅度都差不多，相較于空白組樣品的細菌總數明顯上升緩慢，同樣可以發現，在不同濃度ε-聚賴氨酸處理的樣品之間，伴隨著ε-聚賴氨酸濃度的不斷變大，抑制細菌的效果也有不斷變大的趨勢。根據前人的報道[10]，當ε-聚賴氨酸濃度從400 mg/L增加到800 mg/L時，菌落總數下降得不是很顯著;同樣在本次試驗中也出現了類似的情況，ε-聚賴氨酸濃度從0.08%增加到0.16%和從 0.24% 增加到0.32%，冷卻豬肉的菌落總數的下降沒有明顯的差異。可以發現，其中A3和A4試驗組抑菌效果最好，ε-聚賴氨酸的濃度分別是0.24%和0.32%，在儲藏8 d時分別對應的細菌總數為7.41×105、5.24×105 CFU/g，都沒有超出新鮮度標準1×106 CFU/g。

如圖2所示，用ε-聚賴氨酸和殼聚糖保鮮液處理冷卻豬肉后，樣品的初始菌落總數為3.6×103 CFU/g，但是隨著儲藏時間的不斷延長，空白組（K組）的細菌總數上升最為明顯， 在儲藏6 d的時候就已經達到2.08×106 CFU/g， 并且超過標準值。在儲藏2 d對照組細菌總數高于乙酸處理的B1試驗組，說明乙酸也具有一定抑制細菌的作用，這和前人研究的乙酸有殺菌效果吻合，然而經過ε-聚賴氨酸保鮮液處理的試驗組與K組細菌總數出現比較明顯的差異，表明保鮮液能夠很好地減緩樣品中微生物的生長與繁殖。在儲藏4 d時，由復合保鮮劑處理的B3、B4、B5、B6與B2組的細菌總數相比明顯減少，說明復合保鮮劑比單一保鮮劑的保鮮效果要好，也就是抑菌能力好。另外在不同濃度的殼聚糖試驗組中，伴隨著殼聚糖的濃度不斷升高，抑制細菌生長繁殖的效果整體上也有較明顯的增強趨勢，從圖2看出，B5和B6 2組抑菌效果是最好的，在儲藏10 d時細菌總數分別為6.91×105、5.24×105 CFU/g，比標準值低，并且B5、B6 2組從儲藏2 d到10 d的細菌總數差異并不明顯，說明兩者抑菌效果相近，考慮到成本問題，可選用B5組0.24% ε-聚賴氨酸+1.8%殼聚糖+1%乙酸作為保鮮劑。

2.2 揮發性鹽基氮值的變化

揮發性鹽基氮是判斷肉質鮮度的一個十分關鍵的指標，TVB-N是指肉類食物中的蛋白質分別在細菌和酶的作用下發生分解作用，從而產生氨和胺類等揮發性物質。

從圖3可以看出，在豬肉的整個冷藏保鮮期間每個試驗組的揮發性鹽基氮含量都是呈現明顯上升趨勢，然而不難發現空白組（K組）冷藏2 d后增長趨勢非常明顯，在儲藏6 d時K組的TVB-N含量是21.81 mg/100 g，此時已超出國家規定的豬肉鮮度標準20 mg/100 g;然而通過ε-聚賴氨酸處理的試驗組揮發性鹽基氮含量增長速度顯得比較緩慢，當到儲藏4 d時，保鮮液處理組的TVB-N含量與空白組出現比較明顯差異。研究發現，樣品由ε-聚賴氨酸處理后，能夠很好地抑制豬肉中細菌的生長并且使細菌對蛋白質的分解也變低了，進而減緩了冷卻豬肉的揮發性鹽基氮含量的變大。