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(1.海南職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱帶農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院,海南海口 570216;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太谷 030801)

含Nisin的乳清蛋白涂膜在火腿腸包裝中的應(yīng)用

郭利芳1,馬玲2,趙勇1

(1.海南職業(yè)技術(shù)學(xué)院熱帶農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院,海南海口 570216;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太谷 030801)

為探討含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜對(duì)火腿腸的保鮮效果,將火腿腸分別進(jìn)行聚偏氯乙烯包裝、用含Nisin的乳清蛋白涂膜液涂抹和不進(jìn)行包裝對(duì)照處理,然后將三個(gè)處理的火腿腸都放置在常溫(20～25 ℃)和冷藏(0～4 ℃)條件下,通過測(cè)定不同處理火腿腸貯藏過程中細(xì)菌菌落總數(shù)、理化和感官等指標(biāo)的變化,評(píng)價(jià)含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜對(duì)火腿腸的保鮮效果。結(jié)果表明:含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜較空白組能抑制火腿腸硬度的增加、咀嚼性的變化,并可抑制其貯藏過程中TVB-N、TBA值以及細(xì)菌總數(shù)的上升,維持產(chǎn)品較好的感官品質(zhì)(p<0.05),冷藏條件下效果較常溫更好。冷藏條件下含Nisin的可食用乳清蛋白涂膜包裝的火腿在貯藏的16 d內(nèi)彈性、TVB-N值、pH、細(xì)菌總數(shù)、感官評(píng)分指標(biāo)方面與聚偏氯乙烯的包裝效果接近(p>0.05),而其他的指標(biāo)達(dá)不到聚偏氯乙烯的效果。但作為一種環(huán)保、可食性的包裝在未來包裝市場(chǎng)中具有積極的推廣價(jià)值。

乳清分離蛋白,Nisin,火腿腸,涂抹包裝,聚偏氯乙烯,貯藏

目前商業(yè)上大量使用聚合包裝膜,長(zhǎng)期使用會(huì)引起環(huán)境污染。隨著人們對(duì)食品品質(zhì)要求的提高,以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以天然生物材料制成的可食用包裝膜逐漸成為熱點(diǎn)[1-2]?？墒秤冒b膜能被生物降解,無任何污染,還可以作為食品風(fēng)味料、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑[1-3]，因而開發(fā)可食用包裝膜具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。乳清蛋白具有良好的營(yíng)養(yǎng)特性及成膜能力,其所成膜具有黏性和伸縮性,在較低的溫度和濕度下具有優(yōu)良的氧氣、芳香物質(zhì)和油脂的阻隔性[4]。Nisin又名乳酸鏈球菌素,是一種天然防腐劑和抑菌劑,具有安全性高、抗菌效果好等優(yōu)點(diǎn),Nisin直接添加到肉品中容易受到其組分的影響而作用活性和延續(xù)時(shí)間大大降低,但通過在可食性包裝中添加Nisin可以較好發(fā)揮其抑菌活性[5]。

大量的研究闡述了以多糖或蛋白質(zhì)為原料制作可食用包裝膜的成膜工藝以及不同的增塑劑、不同的成膜工藝對(duì)膜性能的影響[6-16]。將可食用包裝膜應(yīng)用在食品包裝中的研究也較多,何慧將玉米醇溶蛋白膜應(yīng)用在腌肉制品以及果蔬的保鮮中,能有效延長(zhǎng)貨架期[17]。呂飛將含肉桂油或Nisin的海藻酸鈉薄膜應(yīng)用在黑魚的保鮮中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)含肉桂油或Nisin的海藻酸鈉薄膜可有效維持黑魚的貯藏品質(zhì)[18]。汪學(xué)榮采用玉米醇溶蛋白涂膜液保鮮牛肉,發(fā)現(xiàn)在0～4 ℃下貯存,保鮮期可達(dá)35 d,各項(xiàng)指標(biāo)仍符合國(guó)家鮮肉二級(jí)鮮度標(biāo)準(zhǔn)[19]。此外,有關(guān)采用卡拉膠、CMC、海藻酸鈉、殼聚糖或其中幾種復(fù)配為涂膜液原料的可食性涂膜在保鮮中的應(yīng)用研究也較多[20-23]。有關(guān)火腿腸的貨架期研究更多的側(cè)重于采用復(fù)合保鮮劑或采用超高壓、微波等殺菌手段來達(dá)到預(yù)期的效果[24-28],而將可食用包裝膜特別是含Nisin的可食用乳清蛋白涂膜應(yīng)用在西式火腿腸的包裝保鮮中還未見報(bào)道。

本文通過將可食用的乳清蛋白成膜液涂抹在火腿腸上,并以市場(chǎng)上常見聚偏氯乙烯塑料薄膜包裝為陽性對(duì)照,分別在常溫和冷藏狀態(tài)下測(cè)定含Nisin的乳清蛋白涂抹包裝火腿腸、市場(chǎng)上常見聚偏氯乙烯塑料薄膜包裝的火腿腸和不加包裝的對(duì)照組火腿腸的化學(xué)指標(biāo)、微生物指標(biāo)和感官指標(biāo),通過比較分析,研究含Nisin的可食用乳清蛋白涂膜在火腿腸中的應(yīng)用效果,以期為其在肉制品特別是火腿腸的保鮮應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

火腿腸 自制;乳清分離蛋白(WPI-90) 青島圣元有限公司;甘油(丙三醇) 天津易發(fā)化學(xué)試劑廠;谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(TG-B 100 U/g) 日本味之素有限公司;Nisin(1000 IU/mg) 丹尼斯克北京有限公司;營(yíng)養(yǎng)瓊脂、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;聚偏氯乙烯真空包裝袋(氧氣透過率為40～50 mL/(m2·d),二氧化碳滲透率為23～25 mL/(m2·d)) 上海盛琪包裝機(jī)械有限公司。

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;電熱恒溫水浴鍋 上海醫(yī)療器械五廠;Kjeltec2300凱氏定氮儀 瑞士FOSS公司;pH211型酸度計(jì) 上海雷磁科技有限公司;YXQ-LS立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;潔凈工作臺(tái) 上?？蹈Ｌ丨h(huán)境科技有限公司;TDL-4離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;Unico2100分光光度計(jì) 尤尼可上海儀器有限公司;DZQ400-2D單室真空包裝機(jī) 溫州市鼎力包裝機(jī)械制造有限公司;TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)FT公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 包裝膜涂膜液的制備 在500 mL大燒杯中加入100 mL蒸餾水,加熱使其溫度達(dá)到70 ℃時(shí),加入10 g乳清分離蛋白(WPI-90),玻璃棒勻速攪拌使乳清分離蛋白(WPI-90)充分溶解,然后加入1.2 g氯化鈣繼續(xù)攪拌直至完全溶解,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8,將混合液冷卻到50 ℃,加入0.036 g谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶并攪拌均勻,保溫30 min。將溫度調(diào)節(jié)到80 ℃,保持2 min滅酶,然后冷卻至室溫,加入13.4 g甘油、0.1 g 1000 IU/mg Nisin并攪拌均勻[29-30],63 ℃保持30 min,即為含有Nisin的乳清蛋白可食用包裝膜涂膜液。

1.2.2 樣品的制備 將自制的火腿腸隨機(jī)分成3組,1組在無菌操作條件下進(jìn)行涂膜液涂抹處理,1組用聚偏氯乙烯塑料真空包裝,剩余的1組不進(jìn)行任何包裝處理作為對(duì)照,然后分別將3組樣品放置在常溫(20～25 ℃,恒溫培養(yǎng)箱)和冷藏(0～4 ℃,冰箱)條件下貯藏,形成6個(gè)處理,即涂膜-常溫,涂膜-冷藏,包裝-常溫,包裝-冷藏,空白-常溫,空白-冷藏[6-8]。各處理重復(fù)3次,各處理樣品每隔4 d進(jìn)行指標(biāo)的測(cè)定,取樣后的樣品不再作為后續(xù)的樣品。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

1.2.3.1 火腿腸質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 將各處理組火腿腸切成約1.5 cm長(zhǎng)的圓柱體,然后用質(zhì)構(gòu)儀TPA測(cè)試模式對(duì)樣品的硬度、彈性和咀嚼性進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試速度:90 mm/min,測(cè)定間隔時(shí)間:2 s,形變量:60%;探頭:6 mm圓柱形的探頭,起始力:0.3 N[13]。

1.2.3.2 pH的測(cè)定 取絞碎的火腿腸樣品10.00 g于燒杯中,加入煮沸后冷卻的蒸餾水100 mL,均勻攪拌,靜置30 min,取上清液用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3.3 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測(cè)定 按GB/T 5009.44-2003 《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中半微量定氮法測(cè)定。

1.2.3.4 硫代巴比妥酸值(The 2-thiobarbituric acid,TBA)的測(cè)定 取10 g絞碎的火腿腸樣品,加入50 mL 7.5%三氯乙酸(TCA,含0.1% Na2EDTA),振搖30 min,雙層濾紙過濾兩次,取5 mL上清液,加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,90 ℃水浴保溫40 min,取出冷卻至室溫,1600 r/min離心5 min,上清液加入5 mL氯仿振搖,靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm比色,記錄吸收值,硫代巴比妥酸反應(yīng)物TBARS(%)=(A532-A600)/(155×72.6)×100

式中，A532和A560分別為上清液在532 nm和600 nm處的吸光值。

1.2.3.5 細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定 按GB 4789.2-2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3.6 感官評(píng)定 參考[27,31-32]制訂評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn),每項(xiàng)指標(biāo)分5個(gè)等級(jí),見表1。由5名專業(yè)人員組成的感官評(píng)定小組進(jìn)行,針對(duì)火腿腸的色澤、氣味、組織形態(tài)、油脂析出情況4個(gè)方面分別評(píng)分。

1.3數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003作圖,數(shù)據(jù)均為每個(gè)處理重復(fù)3次測(cè)定結(jié)果的平均值,同時(shí)用SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,多重比較采用SSR法(鄧肯氏新復(fù)極差法)。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理組火腿腸貯藏過程中硬度的變化

表1 火腿腸感官評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn)

材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度,是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。對(duì)于膠體性的火腿腸,適度的硬度值是食用過程中必須考慮的指標(biāo),硬度太大和太小都不利于良好口感的體現(xiàn)。不同處理火腿腸在貯藏過程中硬度的變化如圖1所示。與空白冷藏組相比,包裝冷藏和涂膜冷藏處理火腿腸在貯藏過程中的硬度較小,說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在一定程度上可以抑制火腿腸在貯藏過程中硬度的變化,涂膜處理后的效果低于包裝(p<0.05),但涂膜結(jié)合冷藏可以較好抑制火腿腸硬度的增加,說明涂膜包裝在保持火腿腸硬度效果上達(dá)不到偏聚氯乙烯塑料包裝的效果,而涂膜包裝結(jié)合低溫有利于保持火腿腸的硬度指標(biāo)。乳清蛋白涂膜在水分、氧氣阻隔方面效果較差,導(dǎo)致其涂膜包裝后的產(chǎn)品易變干,從而硬度增加。

圖1 各處理組火腿腸貯藏過程中硬度的變化

2.2不同處理組火腿腸貯藏過程中彈性的變化

彈性是物體本身的一種特性,發(fā)生彈性形變后可以恢復(fù)原來狀態(tài)的一種性質(zhì)。即物體受外力作用發(fā)生形態(tài)變化、除去作用力能恢復(fù)原來狀態(tài)的性質(zhì)。采用彈性值對(duì)火腿的質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)可以最大程度模擬人嘴在咀嚼過程中的動(dòng)態(tài)過程,是一種客觀的評(píng)價(jià)方法。適中的彈性值對(duì)火腿腸感官品質(zhì)至關(guān)重要。不同處理火腿腸貯藏過程中彈性的變化如圖2所示,各處理火腿腸在貯藏過程中彈性值處于動(dòng)態(tài)變化中,空白-常溫處理組彈性值最小與其貯藏過程中硬度增大有關(guān),涂抹-常溫和涂膜-冷藏處理組彈性值較大,說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在彈性指標(biāo)的保持方面效果不佳。

圖2 各處理組火腿腸貯藏過程中彈性的變化

2.3不同處理組火腿腸貯藏過程中咀嚼性的變化

不同處理組火腿腸貯藏過程中咀嚼性的變化如圖3所示,包裝-冷藏和包裝-常溫組火腿腸的咀嚼性在整個(gè)貯藏期內(nèi)基本保持不變,而其他處理火腿腸的咀嚼性隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,但彼此間差異也不顯著(p>0.05)。在貯藏后期,涂膜處理組火腿腸的咀嚼性低于空白,涂膜-冷藏處理組火腿腸的咀嚼性更小,但顯著高于包裝組(p<0.05)。說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在一定程度上可以抑制火腿腸在貯藏過程中咀嚼性的變化,含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝結(jié)合低溫貯藏效果更好,但含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在相應(yīng)的貯藏條件下達(dá)不到聚偏氯乙烯的效果。

圖3 各處理組火腿腸貯藏過程中咀嚼性的變化

2.4不同處理組火腿腸貯藏過程中pH的變化

pH可以間接反映產(chǎn)品中微生物生長(zhǎng)繁殖的程度以及產(chǎn)品中蛋白質(zhì)及脂肪酸降解的程度。不同處理組火腿腸貯藏過程中pH的變化如圖4所示,所有處理火腿腸的pH隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而呈下降趨勢(shì),主要是由于微生物代謝產(chǎn)生的酸性氨基酸造成的?？瞻?常溫、涂膜-常溫火腿腸在貯藏期間pH均顯著低于其他處理組(p<0.05),說明常溫條件下,不管是未加包裝的火腿腸還是含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝的火腿腸其pH下降較快,這可能與這兩組處理對(duì)空氣的阻隔效果較差,從而使火腿腸中的好氧性微生物在常溫下生長(zhǎng)繁殖較快有關(guān)。而涂膜-冷藏與包裝-冷藏處理火腿腸的pH在整個(gè)貯藏期間差異不顯著(p>0.05),說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在冷藏條件下可以較好地抑制火腿腸pH的下降。

圖4 各處理組火腿腸貯藏過程中pH的變化

2.5不同處理組火腿腸貯藏過程中TVB-N的變化

TVB-N是動(dòng)物性食品中的蛋白質(zhì)在自身酶或微生物分泌酶的作用下形成的氨及胺類等含氮堿性物質(zhì),是衡量動(dòng)物性食品新鮮程度的一個(gè)指標(biāo),通過測(cè)定該值可以推測(cè)肉制品中微生物分解蛋白質(zhì)的狀況。不同處理組火腿腸的TVB-N值如圖5所示,各處理火腿腸的TVB-N值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)都呈增加的趨勢(shì),包裝和涂膜組較空白組火腿腸的TVB-N值低,涂膜-常溫組在放置16 d后TVB-N值快速增加,而涂膜-冷藏組的TVB-N值在貯藏12 d前接近于包裝冷藏組,而12 d后與包裝-常溫組接近,說明涂膜-常溫包裝的效果達(dá)不到聚偏氯乙烯的效果,但涂膜-冷藏在貯藏的12 d內(nèi)可以維持較低的TVB-N值。

圖5 各處理組火腿腸貯藏過程中TVB-N的變化

2.6不同處理組火腿腸貯藏過程中TBA的變化

TBA 值表示產(chǎn)品中醛類物質(zhì)的累積程度,是常用的評(píng)價(jià)脂肪氧化程度的指標(biāo)。TBA 值越大,表明脂肪氧化程度越大[27]。不同處理組火腿腸的TBA值變化如圖6所示,各包裝組火腿腸的TBA值(除涂膜常溫12 d時(shí))都低于空白常溫組,而涂膜組火腿腸的TBA值高于包裝組,但涂膜-冷藏組的效果好于涂膜-常溫組。說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝后對(duì)抑制火腿腸TBA值的升高好于未加包裝的火腿腸,但含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝在保持TBA值的效果上均達(dá)不到聚偏氯乙烯的效果,這可能與涂膜在氧氣阻隔方面效果較差有關(guān),氧氣透過涂膜后促進(jìn)了脂肪的氧化,從而使TBA值增加。

圖6 各處理組火腿腸貯藏過程中TBA的變化

2.7不同處理組火腿腸貯藏過程中細(xì)菌總數(shù)的變化

細(xì)菌總數(shù)即指食品中的菌落總數(shù),可用于評(píng)價(jià)食品的保質(zhì)期。不同處理組火腿腸貯藏過程中的細(xì)菌菌落總數(shù)如圖7所示,包裝及涂膜處理火腿腸的細(xì)菌總數(shù)均低于空白,涂膜-冷藏組細(xì)菌數(shù)保持在較低的水平,與包裝-冷藏接近,說明乳清蛋白可食用涂膜包裝結(jié)合低溫可以抑制微生物的較快生長(zhǎng)繁殖。涂膜處理火腿腸中的細(xì)菌總數(shù)在貯藏的初期上升較慢,而在后期菌數(shù)增加較快,這與FM Nattress發(fā)現(xiàn)的Nisin添加在肉中在貯藏初期抑菌效果顯著,后期效果不明顯一致[33]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定火腿腸細(xì)菌總數(shù)不得大于50 000 CFU/g,空白常溫組在第8 d已經(jīng)超過此標(biāo)準(zhǔn),而涂膜常溫組第12 d超過標(biāo)準(zhǔn),說明涂膜處理可以抑制微生物的增值,但由于沒有包裝后再滅菌,因而微生物數(shù)量較高。盡管涂膜組效果達(dá)不到聚偏氯乙烯包裝效果,但涂膜-冷藏組可以較好抑制細(xì)菌總數(shù)的增長(zhǎng)。

圖7 各處理組火腿腸貯藏過程中細(xì)菌總數(shù)的變化

2.8不同處理組火腿腸貯藏過程中感官評(píng)分

表2 各處理組火腿腸貯藏過程中感官變化

注:同列中不同小寫字母表示差異顯著,p<0.05。

各處理組火腿腸感官評(píng)分結(jié)果如表2所示,各處理組火腿腸感官評(píng)分都顯著高于空白-常溫組(p<0.05),說明包裝能較好保持其感官品質(zhì),但涂膜-常溫也不能很好地保持火腿腸的感官品質(zhì),涂膜-冷藏組和包裝-冷藏組16 d內(nèi)感官評(píng)分差異不顯著(p>0.05),說明冷藏條件下含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜在貯藏的16 d內(nèi)可以較好保持火腿腸的感官品質(zhì)。

3 結(jié)論

含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜處理火腿腸后,在貯藏過程中,不管是常溫還是冷藏條件下,其質(zhì)構(gòu)特性、感官評(píng)分均好于未加包裝的火腿腸,TBA值、TVB-N值、細(xì)菌總數(shù)明顯低于未加包裝的火腿腸,而pH高于未加包裝的火腿腸,說明含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜可以一定程度上抑制微生物的繁殖、減緩脂肪的氧化、蛋白質(zhì)的分解。但冷藏條件下涂膜包裝效果好于常溫條件下。含Nisin的乳清蛋白可食用涂膜包裝和市場(chǎng)上常用的聚偏氯乙烯的包裝相比，在貯藏的16 d內(nèi),彈性、TVB-N值、pH、細(xì)菌總數(shù)、感官評(píng)分方面可以達(dá)到聚偏氯乙烯的效果,其他的指標(biāo)達(dá)不到聚偏氯乙烯的效果,總體上乳清蛋白可食用涂膜包裝對(duì)于維持貯藏期內(nèi)火腿腸品質(zhì)方面達(dá)不到聚偏氯乙烯的包裝效果。但乳清蛋白涂膜包裝不僅可以利用干酪生產(chǎn)排放的乳清,更重要的是作為一種環(huán)保、可食性的包裝符合未來的生產(chǎn)和消費(fèi)趨勢(shì),具有積極的推廣價(jià)值,應(yīng)用前景良好。

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ApplicationofwheyproteinisolatewithNisincoatingsinpreservationofham

GUOLi-fang1,MALing2,ZHAOYong1

(1.Tropical Agriculture Technical School,Hainan College of Vocation and Technique,Haikou 570216,China;2.College of Food Science and Engineering,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)

The purpose of the study was to investigate the effects of WPI with Nisin coatings on the quality of ham during storage at(0～4 ℃)and(20～25 ℃)compared with polyvinylidene chloride package and without any package. The total viable counts,physical and chemical indexes and sensory index of ham were determined.The results showed that coatings with WPI could more effectively preserve the quality of ham than without any package during the storage periods,such as in preventing the increasing of hardness,changing of chewing and rising of TVB-N,TBA value and total amounts of bactericum,maintaining the relatively good sensory evalution(p<0.05),and in the refrigerated condition was better than at room temperature,expect hardness,chewing,TBA value,the other indexes which detected were closed to the ham packaged with polyvinylidene chloride for up to 16 days during cold storage(p>0.05),the WPI coatings can not completely near to the polyvinylidene chloride for the ham package,but it has positive promotion as an environmental protection and edible package.

whey protein isolated;Nisin;ham;smear;polyvinylidene chloride;storage

2017-03-14

郭利芳(1981-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工，E-mail:supeng0067@sina.com。

TS251.92

A

1002-0306(2017)22-0210-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.041