侯曉衛(wèi),唐善虎,李思寧,王 柳,陳 馳,解冰心

(西南民族大學生命科學與技術(shù)學院,四川成都 610041)

復合保鮮涂膜液對冷鮮牦牛肉保鮮及抗氧化效果的影響

侯曉衛(wèi),唐善虎*,李思寧,王 柳,陳 馳,解冰心

(西南民族大學生命科學與技術(shù)學院,四川成都 610041)

本研究選用殼聚糖、茶多酚和乳酸鏈球菌素(Nisin)作為保鮮涂膜液,對牦牛肉保鮮進行了探討。首先對單一防腐劑的保鮮效果進行評價,在此基礎(chǔ)上,采用L9(34)正交實驗法以菌落總數(shù)對數(shù)值、揮發(fā)性鹽基氮值(TVB-N)和硫代巴比妥酸值(TBARs)為篩選指標,篩選出最佳復合保鮮涂膜液配比。結(jié)果表明:最佳復合保鮮涂膜液配比為殼聚糖0.9 g/100 mL,茶多酚0.9 g/100 mL,Nisin 0.005 g/100 mL,處理過牦牛肉第16 d時菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值、pH、感官評分值分別為(5.15±0.29) CFU/g、(9.05±2.01) mg/100 g、(0.274±0.018) mg/kg、(5.54±0.07)、(8.47±0.32)分,均顯著低于(或高于)對照組(p<0.05),仍具有一級新鮮度,能夠有效延長冷鮮牦牛肉的貨架期。

牦牛肉,殼聚糖,茶多酚,Nisin,肉質(zhì)

牦牛肉是一種高蛋白質(zhì),低脂肪,氨基酸豐富和種類齊全,安全綠色的高品質(zhì)肉類[1]。隨著人們生活水平的提高,牦牛肉消費量每年達500萬t以上,且每年以20%左右的速度增加[2]。但是,由于牦牛大都繁衍生息在中國青藏高原及周圍海拔3000 m以上高寒偏遠地區(qū)[3]。交通不發(fā)達以及屠宰設(shè)施簡陋導致不能及時冷凍的牦牛肉很容易受到微生物的污染腐爛變質(zhì);并且在長距離的運輸過程中與空氣接觸,脂肪也容易氧化酸敗,造成冷鮮牦牛肉的腐敗。因此,如何延長冷鮮牦牛肉的貨架期以解決貯存和運輸中遇到的問題,已成為牦牛肉研究的重點。目前,國內(nèi)外常用的肉類保鮮方法較多,其中之一是保鮮劑處理法。Darma dji[4]等認為殼聚糖能夠抑制腐敗菌的生長,對肉貯藏具有保鮮效果。在豬肉冷藏過程中,楊新磊等[5]采用茶多酚處理豬肉,延長了冷卻豬肉的貨架期。王吰[6]等通過Nisin生物保鮮劑處理冷卻豬肉的方法,對延長冷卻豬肉保鮮期具有一定效果。章薇[7]采用復合天然保鮮劑浸漬冷卻雞肉的方法,其最佳組合保鮮劑組保鮮至21 d。張淼[8]等采用復合香辛調(diào)味料腌制牦牛肉的方法,探討了復合香辛調(diào)味料對牦牛肉的冷藏保鮮。殼聚糖因其成膜性和抑菌特性,從而對肉品有保鮮的作用[9]。

茶多酚可干擾微生物生長和繁殖,抑制酶活及抗氧化作用,進而可延長肉品的貨架期[10];Nisin可抑制細胞壁中肽聚糖的生物合成,引起細胞裂解,達到保鮮效果[11]。然而,采用殼聚糖、茶多酚、Nisin復合保鮮劑延長冷鮮牦牛肉貨架期的研究鮮有報道。本實驗將不同濃度殼聚糖、茶多酚、Nisin對冷鮮牦牛肉進行處理,探討對冷鮮牦牛肉的菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值、pH、感官評分變化,通過單因素實驗選出三種保鮮劑最適濃度,然后采用L9(34)正交實驗方法,選出這三種保鮮涂膜液最佳復合配比,以期延長冷鮮牦牛肉貨架期。

表2 牛肉新鮮度感官指標評定標準Table 2 Criterions for sensory evaluation of yak meat freshness

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮牦牛肉 購于紅原縣國中食品有限公司；殼聚糖、茶多酚、Nisin 均為食品級;平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基 生物試劑;氧化鎂,硫代巴比妥酸,硼酸,三氯乙酸,氯化鈉 分析純。

HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;UV-1000型紫外分光光度計 翱藝儀器有限公司;DHP-9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海齊欣科學儀器有限公司;PL303型電子天平 梅特勒-托利多(上海)有限公司;便攜式pH HANNA儀器有限公司;SW-CJ-1F型超凈工作臺 蘇凈集團安泰公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉樣的處理 將冷凍牦牛肉緩慢解凍,用無菌刀迅速分割成大小約30 g的肉塊備用。將肉塊分別浸漬到120 mL不同濃度涂膜液中10 min,取出瀝干20 min,放入已滅菌的培養(yǎng)皿中保鮮,用保鮮膜封口,貯藏于冰箱冷藏室。

1.2.2 單因素實驗 采用單因素實驗法,用不同濃度殼聚糖、茶多酚、Nisin處理冷鮮牦牛肉,在第9 d時取樣測定各項理化指標。殼聚糖濃度設(shè)置為0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 g/100 mL;茶多酚濃度設(shè)置為0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 g/100 mL;Nisin濃度設(shè)置為0、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010 g/100 mL。

1.2.3 正交實驗 在單因素實驗的基礎(chǔ)上,以L9(34)正交設(shè)計方法優(yōu)化殼聚糖、茶多酚和Nisin的最優(yōu)組合水平,樣品貯藏8 d后測定菌落總數(shù)、TVB-N值、TBARs值,作為保鮮效果的衡量指標。正交實驗因素水平設(shè)置見表1。

表1 因素水平設(shè)置Table 1 Settings for factors and levels

1.2.4 驗證實驗 采用優(yōu)化復合保鮮液,在第1、4、8、12、16 d測定肉樣的菌落總數(shù)、TVB-N值、TBARs值、pH、感官評價驗證正交實驗,篩選最佳復合保鮮涂膜液。

1.2.5 指標測定

1.2.5.1 菌落總數(shù)的測定 參照食品微生物學檢驗菌落總數(shù)(GB4789-2010)測定。

1.2.5.2 pH的測定 稱取25 g絞碎肉樣,用便攜式pH計測定pH,重復3次,取平均值。

1.2.5.3 TVB-N值的測定 參考半微量定氮法(GB/T5009.44-2003)進行測定。

1.2.5.4 TBARs值的測定 根據(jù)張宏博[12]等參考文獻和GB/T5009.181-2003《豬油中丙二醛的測定》進行測定。準確稱取剪碎的肉樣10.0 g,置于100 mL三角瓶內(nèi),加入50 mL 7.5%三氯乙酸(0.1%EDTA),勻漿2 min,1000 r/min,離心20 min,用雙層濾紙將上層液過濾兩次。取濾液5 mL置于試管內(nèi),加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液,混勻,加塞,在90 ℃恒溫水浴中反應40 min,取出后冷卻至室溫。用紫外分光光度計檢測反應溶液在538 nm處的吸光值。TBARs的量以mg/kg表示,用1,1,3,3-四乙氧基丙烷制作標準曲線。

1.2.5.5 感官評價 在其他指標測定之前,由10人組成的感官評定小組對樣品進行感官評價,取平均值。評定標準如表2所示[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有樣本重復3次,采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對單因素及正交實驗測定結(jié)果進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖最佳濃度的確定

表3 殼聚糖涂膜在第9 d時指標測定的結(jié)果Table 3 The result of chiosan coating index determination in 9 days

注:右上角相同字母為差異不顯著(p>0.05),不同字母為差異顯著(p<0.05);表4、表5同。

表4 茶多酚涂膜在第9 d時指標測定的結(jié)果Table 4 The result of tea polyphenol coating index determination in 9 days

表5 Nisin涂膜在第9 d時指標測定的結(jié)果Table 5 The result of Nisin coating index determination in 9 days

殼聚糖涂膜在第9 d時指標測定的結(jié)果見表3,使用0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 g/100 mL殼聚糖濃度經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),對照組肉樣貯藏至9 d時已經(jīng)腐敗,菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值和pH分別為(6.35±0.14) CFU/g、(20.23±0.53) mg/100 g、(0.91±0.04) mg/kg、(5.88±0.03)。殼聚糖處理組的各項測定指標均顯著低于對照組(p<0.05),說明殼聚糖對冷鮮牦牛肉有抑菌效果;隨著殼聚糖濃度的增大保鮮效果越明顯,在0.9 g/100 mL與1.2 g/100 mL的處理組之間無明顯差異,表明濃度在0.9 g/100 mL左右已達到最優(yōu)保鮮效果,與蘭鳳英[9]研究結(jié)果基本保持一致,其濃度為0.9 g/100 mL時的菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值和pH分別為(5.37±0.16) CFU/g、(12.50±1.28) mg/100 g、(0.66±0.02) mg/kg、(5.32±0.01),與其他各組相比差異顯著(p<0.05),此時的肉仍在次鮮肉范圍內(nèi),這說明0.9 g/100 mL的殼聚糖對冷鮮牦牛肉有一定的保鮮作用。

2.2 茶多酚最佳濃度的確定

采用0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 g/100 mL茶多酚濃度實驗評價保鮮效果,在第9 d時指標測定結(jié)果見表4,對照組肉樣已經(jīng)不能食用,菌落總數(shù)對數(shù)值達到(6.28±0.36) CFU/g,TVB-N值為(18.24±0.50) mg/100 g、TBARs值(0.82±0.04) mg/kg和pH為(6.26±0.05)。隨著茶多酚濃度增大其抗氧化效果越顯著(p<0.05);但當茶多酚濃度為0.9～1.5 g/100 mL處理肉樣時,其各項指標值下降趨勢不顯著(p>0.05),可能是因為其抗氧化效果已達到最優(yōu),從表4中可以看出濃度為0.9 g/100 mL茶多酚可達到最好的保鮮效果,這一結(jié)果與吳潔方[14]研究內(nèi)容基本一致。

2.3 Nisin最佳濃度的確定

從表5可以看出,利用0、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010 g/100 mL Nisin實驗發(fā)現(xiàn)在第9 d時,對照組已經(jīng)腐敗,而Nisin處理組均顯著低于對照組(p<0.05);隨著濃度的增大保鮮效果越顯著(p<0.05),在濃度0.006～0.010 g/100 mL Nisin抑菌和抗氧化效果逐漸下降,可能與Nisin保鮮效果已達到最優(yōu)有關(guān),在濃度為0.006 g/100 mL的菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值和pH相應增加(5.22±0.25) CFU/g、(16.92±0.44) mg/100 g、(0.66±0.02) mg/kg、(5.75±0.04),與對照組相比差異顯著(p<0.05),這與王吰[6]研究0.006 g/100 mL Nisin可延長冷卻豬肉貨架期結(jié)果基本一致。

2.4 正交實驗優(yōu)化選取最佳組合

在初步確定了殼聚糖、茶多酚和Nisin單一因素使用效果的基礎(chǔ)上,為了獲得保鮮最優(yōu)組合,利用正交設(shè)計優(yōu)化了各因素水平,結(jié)果見表6。

表6 正交實驗結(jié)果及直觀分析表Table 6 Experimental results and range analysis for orthogonal array design

表7 L9(34)正交實驗方差分析表Table 7 Variance analysis of orthogonal array design experimental results

注:*差異顯著,p<0.05。菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值是判斷復合涂膜液對牦牛肉保鮮效果的重要檢測指標,它們的值越小則說明保鮮效果越好,反之則說明效果不佳。在貯藏期間,以各項分析指標的平均值與極差值作為評價標準進行分析。極差分析結(jié)果見表6,極差值(R)反映的是因素對檢測指標的影響程度,R值越大,對保鮮效果影響越大。菌落總數(shù)對數(shù)值與TVB-N值對冷鮮牦牛肉保鮮效果影響的因素順序:茶多酚>殼聚糖>Nisin;TBARs值對冷鮮牦牛肉保鮮效果影響的主次順序:殼聚糖>Nisin>茶多酚。從方差分析結(jié)果(表7)可以得出保鮮涂膜液對冷鮮肉保鮮效果的顯著水平,以菌落總數(shù)、TVB-N值來觀察,殼聚糖、茶多酚影響顯著(p<0.05),以TBARs值來觀察,Nisin影響不顯著(p>0.05);說明Nisin在復配比的保鮮效果不佳。根據(jù)表6各測定指標的K值確定各因素的最優(yōu)水平組合:菌落總數(shù):A2B2C1;TVB-N值:A2B2C3;TBARs值:A2B2C1。由于菌落總數(shù)、TVB-N值同TBARs值分析出來的最優(yōu)配比并不一致,考慮到其菌落總數(shù)的影響較大。經(jīng)綜合平衡分析[15],得到優(yōu)化組合為:A2B2C1,即殼聚糖0.9 g/100 mL,茶多酚0.9 g/100 mL,Nisin 0.005 g/100 mL。殼聚糖和茶多酚的菌落總數(shù)、TVB-N值及TBARs值隨著濃度升高而平緩下降,在0.9 g/100 mL的濃度時,肉樣達到保鮮效果較好;同樣Nisin在0.005 g/100 mL的濃度時,保持較好的保鮮效果。由于此組合并不在表6所列的組合中,要對其進行驗證。

2.5 最佳復合配比保鮮效果的驗證

2.5.1 最佳復合配比下的冷鮮牦牛肉冷藏期間菌落總數(shù)對數(shù)值的變化 從圖1可以看出,最佳保鮮涂膜液配比對菌落總數(shù)起到較大抑制作用。在貯藏期間對照組肉樣的菌落總數(shù)對數(shù)值顯著高于最優(yōu)組(p<0.05)。在貯藏8 d時,對照組菌落總數(shù)對數(shù)值達到(6.81±0.26) CFU/g,已經(jīng)腐敗,而最優(yōu)組菌落總數(shù)對數(shù)值在(3.95±0.25) CFU/g,仍然很新鮮,說明復合保鮮涂膜液保鮮效果較好。到第12 d,由于微生物的大量繁殖導致對照組完全腐敗,而最優(yōu)組菌落總數(shù)對數(shù)值12 d后開始有上升趨勢,其菌落總數(shù)對數(shù)值在(5.15±0.29) CFU/g低于對照組,與對照組相比差異顯著(p<0.05),保持冷鮮牦牛肉的新鮮程度,這與李巍[16]研究Nisin抑菌實驗結(jié)果保持一致。因此,最優(yōu)組合可以達到保鮮的效果。

圖1 最佳復合配比對冷鮮牦牛肉冷藏期間的菌落總數(shù)對數(shù)值影響Fig.1 Effect of optimized compound natural preservative on the total bacteria count of yak meat during chill storage注:最佳復合配比即殼聚糖0.9 g/100 mL,茶多酚0.9 g/100 mL,Nisin0.005 g/100 mL;對照組為未進行涂膜處理。圖2～圖5同。

2.5.2 最佳復合配比下的冷鮮牦牛肉冷藏期間TVB-N值的變化 從圖2可以看出,隨著貯藏時間的延長,肉的TVB-N值增加,尤其對照組在第8 d的TVB-N值顯著高于復合保鮮涂膜液處理組(p<0.05),這可能是因為肉中蛋白質(zhì)在酶和微生物的作用下,被降解為氨及胺類代謝產(chǎn)物,使得揮發(fā)性鹽基氮值呈上升趨勢[17-18];其第8 d的TVB-N值就已經(jīng)達到(19.22±1.33) mg/100 g,肉樣有明顯的臭味,已經(jīng)腐敗變質(zhì);而最優(yōu)組TVB-N值僅為(7.55±1.43) mg/100 g,仍具有一級新鮮度,說明最優(yōu)組對冷鮮牦牛肉的TVB-N值的增長有抑制作用。直到第16 d最優(yōu)組的TVB-N值僅為(9.05±2.01) mg/100 g,與第1 d的TVB-N值(6.55±0.93) mg/100 g都在新鮮肉范圍內(nèi),這與測定的菌落總數(shù)趨勢相一致。因此,與對照組相比,最佳復合配比的保鮮效果很好。

圖2 最佳復合配比對冷鮮牦牛肉冷藏期間的TVB-N值的影響Fig.2 Effect of optimized compound natural preservative on the TVB-N value of yak meat during chill storage

2.5.3 最佳復合配比下的冷鮮牦牛肉冷藏期間TBARs值的變化 硫代巴比妥酸值反映脂肪的氧化程度,脂肪氧化程度越高,其硫代巴比妥酸值越高[19]。從圖3可以看出,隨著貯藏時間的延長,肉樣的TBARs值增加。在貯藏第1～8 d時,最優(yōu)組的TBARs值無顯著差異(p>0.05),從第12 d開始肉樣的TBARs值差異較顯著(p<0.05);在貯藏期間,對照組TBARs值呈現(xiàn)顯著增長趨勢,且顯著高于最優(yōu)組(p<0.05),原因可能是不飽和脂肪酸在氧的作用下發(fā)生了脂質(zhì)氧化,其生成的醛和酮使得TBARs值升高[20-21]。對照組至第8 d已達到(0.797±0.022) mg/kg,依據(jù)新鮮肉制品的TBARs值標準,其值超過0.7～1 mg/kg即被認為氧化酸敗[22];而最優(yōu)組緩慢增長,到第16 d的TBARs值為(0.274±0.018) mg/kg,仍然在新鮮范圍內(nèi),說明復合保鮮劑可以達到較好的抗氧化效果。

圖3 最佳復合配比對冷鮮牦牛肉冷藏期間的TBARs值的影響Fig.3 Effect of optimized compound natural preservative on the TBARs value of yak meat during chill storage

圖4 最佳復合配比對冷鮮牦牛肉冷藏期間的pH的影響Fig.4 Effect of optimized compound natural preservative on pH value of yak meat during chill storage

2.5.4 最佳復合配比下的冷鮮牦牛肉冷藏期間pH的變化 冷鮮牦牛肉在貯藏期間pH變化情況見圖4,隨著時間的延長,兩組的pH均呈現(xiàn)上升趨勢,并且對照組均顯著高于最優(yōu)組(p<0.05),可能是由于貯藏期間微生物生長分解蛋白質(zhì)等產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物使其值升高[23]。在貯藏初期,最優(yōu)組肉樣pH呈現(xiàn)出略有下降的趨勢,原因可能是牦牛肉肌糖原經(jīng)酶催化產(chǎn)生乳酸,致使牦牛肉冷藏初期呈弱酸性[6];從第8 d開始,最優(yōu)組pH呈現(xiàn)上升趨勢,可能是因為在隨后的貯藏過程中,牦牛肉的內(nèi)源蛋白酶以及微生物分泌出的蛋白分解酶來降解肌肉蛋白質(zhì),釋放出堿性基團,導致pH上升[24-25]。在第12 d時,對照組的肉樣已經(jīng)完全腐敗;而最優(yōu)組在第16 d時的pH顯著增加(p<0.05),其值為5.54±0.07,仍然保持新鮮程度?？梢?復合保鮮涂膜液可達到保鮮效果,這一實驗結(jié)果符合了王正云[26]等研究結(jié)論。

2.5.5 最佳復合配比下的冷鮮牦牛肉冷藏期間感官評分的變化 從圖5可以看出,在貯藏過程中,冷鮮牦牛肉的感官分值隨時間的延長逐漸降低,其中對照組在4 d后顯著下降(p<0.05)。在第8 d時,對照組的感官指標顯著低于最優(yōu)組合處理組(p<0.05),肉表面部分變褐色,并且伴隨著異味,汁液流失多,肉質(zhì)松軟;直至12 d后完全腐敗,肉表面呈現(xiàn)黑褐色并伴有刺鼻的臭味。而最優(yōu)組在冷藏8 d后還能保持其固有光澤和彈性,無異味,第16 d時最優(yōu)組的感官評定分數(shù)為8.47±0.32分,其顏色呈淡紅色,汁液流失較少,彈性較強,無異味,仍具有一級新鮮度。由此,可以看出最佳復合配比對延長冷鮮牦牛肉貨架期有明顯的效果。

圖5 最佳復合配比對冷鮮牦牛肉冷藏期間的感官評分的影響Fig.5 Effect of optimized compound natural preservative on the sensory scores of yak meat during chill storage

3 結(jié)論

天然保鮮劑殼聚糖、茶多酚和Nisin對冷鮮牦牛肉貯藏保鮮作用明顯,最佳復合配比為0.9 g/100 mL殼聚糖,0.9 g/100 mL茶多酚,0.005 g/100 mL Nisin,牦牛肉在貯藏16 d后菌落總數(shù)對數(shù)值、TVB-N值、TBARs值、pH、感官評分值均顯著低于(或高于)對照組(p<0.05),有效減緩肉樣變質(zhì)速度,保持肉樣新鮮度,延長肉品貨架期。

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Effect of combined preservative coating solutions on yak meat quality and antioxidant activity

HOU Xiao-wei,TANG Shan-hu*,LI Si-ning,WANG Liu,CHEN Chi,XIE Bing-xin

(College of Life Science and Technology,Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China)

Chitosan,tea polyphenol and Nisin were selected as coating preservation liquids. Effectiveness on the meat quality was evaluated based on studies designed with single factors and L9(34)orthogonal method. Total bacterial count,TVB-N and TBARs values were determined. The results showed that the optimal combination was 0.9 g/100 mL chitosan,0.9 g/100 mL tea polyphenols and 0.005 g/100 mL Nisin. By using this mixed coating liquid,the total bacterial count,TVB-N value,TBARs value,pH and sensory score values were(5.15±0.29) CFU/g,(9.05±2.01) mg/100 g,(0.274±0.018) mg/kg,(5.54±0.07),(8.47±0.32)at the 16th day,respectively,which were significantly lower or above than the control group. This study indicated that the chilled yak meat stored 16 days still had class-1 freshness,and the preservative coating combination could effectively prolong the shelf life of chilled yak meat.

yak meat;chitosan;tea polyphenols;Nisin;meat quality

2016-09-29

侯曉衛(wèi)(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工與安全，E-mail:905440424@qq.com。

*通訊作者:唐善虎(1964-)，男，博士，教授，研究方向：食品科學，E-mail:627885021@qq.com。

中央高校研究生創(chuàng)新型科研項目(CX2015SZ092)；國家科技支撐計劃(2015BAD29B02)。

TS251.5+2

A

1002-0306(2017)07-0269-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.044