葛 暢，胡月英，李從發(fā)，陳文學,*

(1.海南大學食品學院，海南 海口 570228；2.海南大學材料與化工學院，海南 ?？?570228)

胡椒提取物在冷卻肉保鮮中的應用

葛 暢1，胡月英2，李從發(fā)1，陳文學1,*

(1.海南大學食品學院，海南 ?？?570228；2.海南大學材料與化工學院，海南 ?？?570228)

研究胡椒提取物作為復合保鮮劑的成分在延長冷卻肉貨架期方面的作用。采用常壓回流方法獲得胡椒提取物，再以胡椒提取物、殼聚糖和乙酸為試材，對冷卻肉進行貯藏保鮮，最后采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計法，對復合保鮮液配方成分的比例進行優(yōu)選。結(jié)果表明：復合保鮮劑能明顯地抑制保藏過程中微生物的生長。胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)0.95%，殼聚糖質(zhì)量分數(shù)0.99%，乙酸質(zhì)量分數(shù)0.80%的保鮮劑配方較好，保鮮12d后細菌總數(shù)(lg(CFU/g))為5.2214。

胡椒提取物；冷卻肉；殼聚糖；乙酸；保鮮

冷卻肉也稱冷鮮肉，是指嚴格執(zhí)行檢疫制度宰殺后的溫熱畜肉，經(jīng)過各種方法使其溫度迅速在24h內(nèi)降至0～4℃(此溫度高于肉組織的冰點而避免凍結(jié))，并在后續(xù)的分割加工、流通和零售過程中始終處于不超過7℃的冷卻鏈控制下的生鮮肉。冷卻肉以其新鮮、肉嫩、味美、營養(yǎng)、衛(wèi)生的優(yōu)點受到越來越多消費者的喜愛[1]。但由于冷卻肉在整個生產(chǎn)過程中沒有殺菌措施，同時又很難進行無菌操作，因此，如何延長冷卻肉的保質(zhì)期，提高衛(wèi)生安全性是國內(nèi)外研究者的重要研究課題之—。由于冷卻肉的貨架期與原料肉的初始菌數(shù)成反比[2]，降低冷卻肉初始菌數(shù)和抑制殘留微生物的生長繁殖就成為延長冷卻肉保質(zhì)期的關(guān)鍵問題[3]，國內(nèi)外研究者也對此進行了較多的研究[4-11]，但是真正應用于生產(chǎn)實際的很少，這說明還存在很多問題，如冷卻肉風味的改變等問題需要更深入的研究來解決。

胡椒提取物是指胡椒經(jīng)粉碎后用乙醇提取的粗提物的總稱。胡椒在食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)上具有很多用途。在食品工業(yè)中，胡椒是一種優(yōu)良的食品調(diào)味劑和食用香精[12]，并且具有防腐作用，被廣泛用作腌制品的防腐性香料；在醫(yī)藥工業(yè)上，它可提取胡椒堿，胡椒林堿，胡椒油堿甲、乙、丙等生物堿和揮發(fā)油，可將其加入藥材使用，有鎮(zhèn)靜、消炎、降血脂等多種功能[13-16]。隨著人們對胡椒研究的不斷深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)胡椒在鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗炎等多方面存在活性，能用做防腐劑、抗氧化劑等。殼聚糖是可食性的成膜材料，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物醫(yī)學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。殼聚糖膜具有彈性好、阻氣性強及透明度高等特點，同時殼聚糖有較好的抗菌活性，能抑制一些真菌、細菌和病毒的生長繁殖。

目前，已有用天然香辛料提取物保鮮冷卻肉的研究報道，但尚未見胡椒提取物用于冷卻肉保鮮的研究。本實驗研究胡椒提取物與殼聚糖、乙酸混合液在延長冷鮮肉貨架期上的作用，以期找到最佳的胡椒提取物與殼聚糖、乙酸復合保鮮液配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院后勤超市；黑胡椒 百佳匯超市；殼聚糖 國藥集團試劑有限公司；冰乙酸、乙醇均為分析純。

1.2 儀器與設備

HH-96型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市晶玻實驗儀器廠；SHB-ⅢA循環(huán)水式真空泵 鞏義市英峪予華儀器廠；HWS智能型生化培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠；DHG-9075型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海躍進醫(yī)療器械廠；G1540W型自動壓力滅菌鍋 致微(廈門)儀器有限公司；B-220旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；TP-313型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 胡椒提取物的制備

黑胡椒提取物抑菌實驗結(jié)果表明，不同提取方法得到的黑胡椒提取物對大腸桿菌及黑曲霉有不同的抑制效果，因此選用兩種不同的提取物混合后進行本實驗。取兩份烘干后的黑胡椒各500.0g，分別粉碎。然后一份用80%乙醇(黑胡椒∶乙醇=1∶20)浸泡12h，再用回流法提取70min；另一份用80%乙醇(黑胡椒∶乙醇=1∶20)浸泡8h，再用回流法提取70min。提取結(jié)束后用真空泵分別抽濾兩份粗提物，然后置于60℃水浴鍋中濃縮蒸干，冷卻后按1∶1的比例將兩種提取物混合均勻后備用。

1.3.2 肉樣的制備

將檢疫合格的鮮豬肉的中心溫度迅速降低至0～4℃后，對肉進行切割，隨機分割為25.0g的小塊。

1.3.3 最佳保鮮液配比的確定

1.3.3.1 保鮮液的制備及肉樣的處理

根據(jù)對有關(guān)資料[17-18]及保鮮預實驗結(jié)果，選擇胡椒提取物、殼聚糖、乙酸為3個因素，采用SAS9.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行三因素二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗設計，對保鮮液的配方進行優(yōu)化，試驗結(jié)果分析均在SAS9.0數(shù)據(jù)處理軟件下運行[19]，編碼因素見表1。

表1 二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計因素水平表Table 1 Factors and levels in quadratic regression rotational design

將已處理好的肉隨機分成21組, 將其中的20組分別在保鮮液中浸泡1min，取出瀝干，連同1組空白(CK)裝袋密封，至于0～4℃條件保藏，12d后測定細菌總數(shù)，以確定其保鮮效果。

1.3.3.2 細菌總數(shù)的測定

GB/T 4789.2—2008《食品衛(wèi)生微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》，采用平板菌落計數(shù)法，結(jié)果以對數(shù)(lg(CFU/g))表示，每個樣重復3次取平均值。

1.3.3.3 統(tǒng)計分析

保鮮效果以細菌總數(shù)作為衡量的指標(Y值)，用SAS 9.0軟件中的3因素2次通用旋轉(zhuǎn)設計部分進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 二次通用旋轉(zhuǎn)設計試驗結(jié)果

以細菌總數(shù)為指標，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗設計對復合保鮮液的配方進行優(yōu)化，試驗結(jié)果見表 2。試驗結(jié)果分析均在SAS9.0數(shù)據(jù)處理軟件下運行[17]。

表2 二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計方案及結(jié)果Table 2 Quadratic regression rotational design and corresponding experimental results

采用SAS 9.0對細菌總數(shù)進行回歸分析得到以下回歸方程，試驗結(jié)果的方差分析見表3，其回歸方程如下：Y=5.230537-0.199033X1＋0.021966X2-0.004993X3＋0.784311X12-0.0125X1X2＋0.0125X1X3＋0.890377X22-0.0125X2X3＋0.872699X32。

表3 二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis of the fitted regression model for total bacterial count in chilled pork

對保鮮液配比的數(shù)學模型進行方差分析，并對各因素的偏回歸系數(shù)進行檢驗，表3表明：X1、X12、X22、X32對保鮮效果有極顯著影響；其他各項均未達到顯著水平。由方差分析可以看出，各因素對細菌總數(shù)影響的主次順序為：胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)＞殼聚糖質(zhì)量分數(shù)＞乙酸質(zhì)量分數(shù)。將其回歸方程用Lingo語言分析，得到最佳配方為：胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)0.95%、殼聚糖質(zhì)量分數(shù)0.99%、乙酸質(zhì)量分數(shù)0.80%。對最佳配方進行驗證，得到細菌總數(shù)(lg(CFU/g))為5.2214，與理論值5.2178相差不大，所以可認為其為最佳方案。

2.2 交互效應分析

在復合保鮮液對冷卻肉的保鮮效果試驗中，依據(jù)各因素X1、X2、X3對其響應值(Y)所構(gòu)成的三維空間的曲面圖，可反映各因素對其響應值的影響。在本試驗所建立的模型中使其中一個因素固定在零水平上，研究另兩個因素間的交互作用，根據(jù)所作的三維空間曲面圖，分析胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)與殼聚糖質(zhì)量分數(shù)、胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)與乙酸質(zhì)量分數(shù)、殼聚糖質(zhì)量分數(shù)與乙酸質(zhì)量分數(shù)交互作用對保鮮效果的影響。

圖1 胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)與殼聚糖質(zhì)量分數(shù)交互作用Fig.1 Response surface plot showing the effects of black pepper extract and chitosan concentrations on total bacterial count in chilled pork

圖2 胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)與乙酸質(zhì)量分數(shù)交互作用Fig.2 Response surface plot showing the effects of black pepper extract and acetic acid concentrations on total bacterial count in chilled pork

圖3 殼聚糖質(zhì)量分數(shù)與乙酸質(zhì)量分數(shù)交互作用Fig.3 Response surface plot showing the effects of chitosan and acetic acid concentrations on total bacterial count in chilled pork

由圖1可知，在一定的胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)(X1)下，增加殼聚糖質(zhì)量分數(shù)(X2)，細菌總數(shù)呈先減后增的趨勢。在殼聚糖質(zhì)量分數(shù)(X2)的各個水平下，胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)(X1)和殼聚糖質(zhì)量分數(shù)(X2)呈拋物線關(guān)系，即在一定的殼聚糖質(zhì)量分數(shù)下，增加胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)可以使細菌總數(shù)降低，但是若胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)過高，反而會使細菌總數(shù)增大，可能是由于胡椒提取物增加影響了殼聚糖的成膜效果，導致了細菌生長。從圖2可知，在一定的胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)(X1)下，增加乙酸質(zhì)量分數(shù)(X3)，細菌總數(shù)呈先減后增的趨勢，可能是由于乙酸增加降低了保鮮液的pH值，影響了胡椒提取物的抑菌效果。在乙酸質(zhì)量分數(shù)(X3)的各個水平下，胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)(X1)和乙酸質(zhì)量分數(shù)(X3)呈拋物線關(guān)系，即在一定的乙酸質(zhì)量分數(shù)下，提高胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)可以使細菌總數(shù)減小，但是若胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)過高，反而會增加細菌總數(shù)，可能是由于胡椒提取物增加影響了保鮮液的pH值及殼聚糖的成膜。從圖3可以看出，在一定的殼聚糖質(zhì)量分數(shù)(X2)的各個水平下，增加乙酸質(zhì)量分數(shù)(X3)，細菌總數(shù)先減后增，即在一定的殼聚糖質(zhì)量分數(shù)下，增加乙酸質(zhì)量分數(shù)可以使細菌總數(shù)減少，但是若乙酸質(zhì)量分數(shù)過大，反而會增加細菌總數(shù)，可能是由于乙酸量增加影響了殼聚糖的成膜效果。

3 結(jié)論與討論

3.1 通過二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗設計建立復合保鮮液配方中的胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)、殼聚糖質(zhì)量分數(shù)、乙酸質(zhì)量分數(shù)3個因素對細菌總數(shù)影響的回歸方程，此模型在試驗范圍內(nèi)能較準確地預測復合保鮮液的保鮮效果。3個因素對冷卻肉保鮮效果的影響大小順序為：胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)＞殼聚糖質(zhì)量分數(shù)＞乙酸質(zhì)量分數(shù)。

3.2 通過二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗設計并進行驗證后獲得了復合保鮮液對細菌總數(shù)抑制的最佳配方為胡椒提取物質(zhì)量分數(shù)0.95%、殼聚糖質(zhì)量分數(shù)0.99%、乙酸質(zhì)量分數(shù)0.80%。

3.3 胡椒提取物用于肉制品保鮮，除抑菌作用外，還賦予食品不同的風味，起到去腥提味的作用，因而在肉制品保鮮領域?qū)哂袕V闊的應用前景。

[1]杜小粉, 董全. 冷卻肉的保鮮方法及其安全性研究進展[J]. 肉類研究, 2009, 23(4)∶ 35-38.

[2]張子平. 冷卻肉的加工技術(shù)及質(zhì)量控制[J]. 食品科學, 2001, 22(1)∶83-89.

[3]劉書亮, 楊勇, 李誠. 復合保鮮液對冷卻豬肉保鮮作用的研究[J]. 食品科學, 2004, 25(4)∶ 168-171.

[4]陳洪生, 孔保華, 刁靜靜. 大蒜提取物對冷卻肉的保鮮及抗氧化性的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2008, 29(8)∶ 117-120.

[5]田麗麗, 劉仲華, 黃建安, 等. 兒茶素對冷卻肉保鮮的研究進展[J].中國食物與營養(yǎng), 2007, 13(3)∶ 25-28.

[6]岳喜慶, 李曉婷. 復合防腐劑在冷卻肉貯藏保鮮中的應用[J]. 食品科技, 2008, 34(3)∶ 240-242.

[7]彭雪萍, 馬慶一, 劉艷芳, 等. 甘草抗氧化物在冷卻肉保鮮中的應用研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2007, 28(4)∶ 67-69.

[8]夏秀芳, 孔保華, 于長青. 幾種天然香辛料提取物延長冷卻肉貨架期的研究[J]. 食品與機械, 2008, 24(3)∶ 55-59.

[9]夏凡, 琚爭艷, 何健, 等. 冷卻肉天然香辛料植物源保鮮劑應用及其安全性研究進展[J]. 肉類研究, 2008, 22(6)∶ 51-56.

[10]彭雪萍, 王花俊, 王春暉, 等. 肉桂提取物在冷卻肉保鮮中的應用研究[J]. 肉類研究, 2008, 22(12)∶ 46-48.

[11]夏秀芳, 孔保華. 香辛料保鮮液與殼聚糖淀粉復合膜在冷卻肉保鮮中的應用[J]. 食品科學, 2007, 28(11)∶ 590-595.

[12]包蘭蘭, 金樁. 胡椒堿降血脂作用的實驗研究[J]. 中國民族醫(yī)藥雜志, 2004(1)∶ 22-23.

[13]何思煌, 朱全紅, 許小燕. 胡椒根揮發(fā)油的中樞藥理作用研究[J]. 廣東藥學, 2003, l3(2)∶ 35-36.

[14]DAULATABAD C D, MULLA G M, MIRAJKAR A M. Verrolic and cyclopropenoic fatty acids in pigper nigrum seed oil[J]. Fett Wiss Technol, 1995, 97(12)∶ 453.

[15]SUCHANDRA C, ZAREENA NIAZ, GAUTAM S. Antioxidant activity of some phenolic constituents from green pepper (Piper nigrum L.) and fresh nutmeg mace (Myristica fragrans)[J]. Food Chemistry, 2007, 101(2)∶ 515-523.

[16]AGBOR G A, VINSON J A, OBEN J E. Comparative analysis of the in vitro antioxidant activity of white and black pepper[J]. Nutrition Research, 2006, 26 (12)∶ 659-663.

[17]WANG C, SHELESF L A. Behavior of Listeria monocytogenes and spoilage microflora in fresh cod fish treated with lysozyme and EDTA[J]. Food Microbiology, 1992, 9(3)∶ 207-213.

[18]LOERCKS J. Proterties and application of compostable starch based plastic material[J]. Polymer Degradation and Stability, 1998, 59(6)∶245-249.

[19]曲曉婷, 張名位, 溫其標, 等. 二次通用旋轉(zhuǎn)組合設計法優(yōu)化米糠蛋白提取工藝[J]. 食品研究與開發(fā) 2007, 28(1)∶ 102-106.

Application of Black Pepper Extract in Chilled Pork Preservation

GE Chang1，HU Yue-ying2，LI Cong-fa1，CHEN Wen-xue1,*
(1. College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570028, China；2. College of Materials and Chemical Engineering, Hainan University, Haikou 570028, China)

To prepare a compound preservative for chilled pork, black pepper extract, prepared by soaking in 80% aqueous ethanol followed by reflux extraction, chitosan and glacial acetic acid were formulated to be mixed with water, and the effect of the compound preservative on total bacterial count in chilled pork was evaluated after 12 days of storage at 0-4 ℃. In order to minimize total bacterial count in chilled pork, response surface methodology based on quadratic general rotary unitized design were used to optimize the final concentrations of black pepper extract, chitosan and glacial acetic acid in aqueous solution. The compound preservative could dramatically inhibit microbial growth in pork during cold storage, and its optimal formula was 0.95% black pepper extract, 0.99% chitosan and 0.80% acetic acid, resulting in a total bacterial count of 5.2214 lg (CFU/g) after 12 days of storage.

black pepper extract；chilled pork；chitosan；acetic acid；preservation

TS205.7；Q949.732.3

A

1002-6630(2011)16-0343-04

2010-10-31

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2007BAD76B04)；海南省自然科學基金項目(808102)；海南省重點科技項目(ZDXM2010007)；海南大學校基金項目(hd09xm90)

葛暢(1985—)，女，碩士研究生，研究方向為天然產(chǎn)物提取與功能性。E-mail：gechang.0831@yahoo.com.cn

*通信作者：陳文學(1968—)，男，副教授，博士，研究方向為熱帶農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：hnchwx@163.com