詹毅 孫勁松 劉洋 肖龍泉 王新惠

摘 要：為研究天然保鮮劑對冷鮮肉的保鮮效果，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)法對不同天然保鮮劑處理過的冷鮮肉進(jìn)行綜合感官評價(jià)，并通過測定冷鮮肉的總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量、pH值和菌落總數(shù)變化情況，驗(yàn)證冷鮮肉模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法的科學(xué)性和合理性。結(jié)果表明：天然保鮮劑茶多酚、乳酸鏈球菌素（Nisin）、殼聚糖、納他霉素及海藻糖均能有效延長冷鮮肉的保質(zhì)期，其中海藻糖效果最好，能使冷鮮肉保質(zhì)期達(dá)到8 d左右，其次為茶多酚、Nisin及納他霉素，冷鮮肉保質(zhì)期能達(dá)7 d左右，殼聚糖效果稍差，冷鮮肉保質(zhì)期約6 d;通過分析腐敗指標(biāo)和感官得分的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，TVB-N含量和菌落總數(shù)與感官得分之間具有顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)絕對值均大于0.9，說明該模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)法具有較好的科學(xué)性和合理性。

關(guān)鍵詞：冷鮮肉;天然保鮮劑;模糊數(shù)學(xué);綜合感官評價(jià)

Abstract： In order to explore the effect of natural preservatives on chilled meat preservation， comprehensive sensory evaluation of chilled pork treated with different natural preservatives was carried out using fuzzy mathematics， and changes in total volatile basis nitrogen （TVB-N） content， pH value and total viable count （TVC） were measured to verify the scientificity and rationality of the fuzzy comprehensive sensory evaluation method. It was found that the shelf life of chilled pork could be prolonged by adding tea polyphenols， nisin， trehalose， natamycin or chitosan. Among these， trehalose was the most effective， which could prolong the shelf life up to about 8 days， followed by tea polyphenols， nisin and natamycin， resulting in a shelf life of about 7 days. The shelf life of chitosan-treated pork was about 6 days. By analyzing the correlation between spoilage indexes and sensory score， it was found that TVB-N content and TVC were significantly negatively correlated with sensory evaluation with absolute values of correlation coefficient greater than 0.9， which indicates that the fuzzy comprehensive sensory evaluation method is scientific and reasonable.

Keywords： chilled pork; natural preservatives; fuzzy mathematics; comprehensive sensory evaluation

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200924-234

中圖分類號：TS251.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2020）11-0072-06

冷鮮肉相較于熱鮮肉和冷凍肉具有滋味鮮美、營養(yǎng)價(jià)值高、食用安全性較高的特點(diǎn)，因此深受消費(fèi)者喜愛。但冷鮮肉的貨架期較短，我國每年冷鮮肉的腐敗率高達(dá)10%～15%，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。因此，冷鮮肉保鮮技術(shù)研究成為企業(yè)和科研人員關(guān)注的重點(diǎn)。

由于人們對食品安全的重視，化學(xué)添加劑的使用受到了極大限制，天然保鮮劑因其衛(wèi)生安全性好、消費(fèi)者接受度高成為未來保鮮、防腐劑的研究重點(diǎn)。目前針對冷鮮肉效果相對較好的天然保鮮劑包括茶多酚、乳酸鏈球菌素、殼聚糖、納他霉素及海藻糖等[2-3]。其中茶多酚是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，主要包括兒茶素、黃烷醇類和黃酮類等，具有抗氧化、抑菌等作用[4]。乳酸鏈球菌素是一種天然生物活性抗菌肽，在1969年被世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織批準(zhǔn)為一種安全的食品添加劑[5]。殼聚糖是由甲殼素脫乙?；桑瑥V泛存在于軟體動物和節(jié)肢動物體內(nèi)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)與纖維素相似，安全性高、抗菌性好，是具有乳化、增稠等功能性的食品保鮮劑[6]。納他霉素是一種常用于乳酪制品中，對霉菌和酵母菌有較強(qiáng)抑制作用的食品保鮮劑，通常用納他霉素和其他防腐保鮮劑復(fù)配使用，達(dá)到更好的保鮮效果[7]。海藻糖是一種具有抗干燥、抗冷凍、抗高溫并且能夠抑制脂肪酸敗、防止淀粉老化和蛋白質(zhì)變質(zhì)的非還原性雙糖[8]。除此之外，香辛料和植物提取物也是一種可安全應(yīng)用在肉制品中的天然保鮮劑。Wang Xinhui等[9]發(fā)現(xiàn)，葡萄籽提取物應(yīng)用于香腸中，對脂肪氧化和微生物的繁殖具有較好的抑制作用。天然保鮮劑是未來冷鮮肉和其他肉制品保藏技術(shù)研究發(fā)展的重要方向，但目前關(guān)于不同天然保鮮劑對冷鮮肉的感官和理化性質(zhì)影響研究較少，保鮮效果有何差別尚不明確。

感官特點(diǎn)是消費(fèi)者直接判斷冷鮮肉質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的感官評價(jià)是通過專業(yè)人員通過對肉的色澤、狀態(tài)、黏度及氣味等指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，再將每個(gè)指標(biāo)得分求和，從而判斷肉的腐敗程度[10-11]。該方法的評判標(biāo)準(zhǔn)大多基于評價(jià)人員的主觀感受，而人的主觀感受很容易受到外界環(huán)境干擾，并且各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重相同，不符合實(shí)際情況。模糊數(shù)學(xué)又稱Fuzzy數(shù)學(xué)，是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法。模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)法能很好地減少感官評價(jià)指標(biāo)間和感官評價(jià)主體間的主觀評定誤差，提高評價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、合理性和客觀性[12-13]?；谀：龜?shù)學(xué)的綜合評價(jià)是研究和處理模糊性的一種數(shù)學(xué)方法，該方法已經(jīng)廣泛運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)中，其中包括對食品感官的評價(jià)[14-15]。模糊數(shù)學(xué)感官綜合評價(jià)法可以將不同屬性特征進(jìn)行量化和數(shù)學(xué)化，構(gòu)建一個(gè)可以反映其本質(zhì)特征的評價(jià)模式來對產(chǎn)品進(jìn)行客觀、合理的評價(jià)。

李玉珍等[16]總結(jié)了建立模糊數(shù)學(xué)模型的主要步驟，其中包括確定感官評價(jià)論域、確定感官評語論域、指標(biāo)權(quán)重域及評價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)、確立模糊矩陣和計(jì)算模糊關(guān)系綜合評價(jià)值等。

本研究通過模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法對常見的冷鮮肉天然保鮮劑保鮮效果進(jìn)行對比，探究不同天然保鮮劑對冷鮮肉的保鮮效果差異，并分析腐敗指標(biāo)與感官得分變化的相關(guān)性，從而驗(yàn)證模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法的科學(xué)性和合理性。為篩選合適的天然保鮮劑提供理論參考，為冷鮮肉感官評價(jià)體系提供新的思路和研究方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉 市售。

納他霉素、殼聚糖、乳酸鏈球菌素、海藻糖、茶多酚（均為食品級）、氯化鈉（分析純） 成都市科隆化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV756CRT分光光度計(jì) 上海佑科儀器儀表有限公司;Testo 205便攜式pH計(jì) 德國儀表（深圳）有限公司;KDN-1000全自動凱氏定氮儀 四川匯巨儀器設(shè)備有限公司;LD-5臺式離心機(jī) 四川蜀科儀器有限公司;SF-400C電子分析天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司;超凈工作臺 成都宜恒實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;DNP-9272A電熱恒溫培養(yǎng)箱 成都川弘科生物技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

查閱文獻(xiàn)[17-19]，確定冷鮮肉中保鮮劑添加量的最佳使用范圍。保鮮劑實(shí)驗(yàn)用量稍大于文獻(xiàn)所述的最佳用量，從而使保鮮效果達(dá)到最佳。最佳用量分別確定為：納他霉素0.15 g/100 mL、殼聚糖1.5 g/100 mL、乳酸鏈球菌素0.08 g/100 mL、海藻糖4.0 g/100 mL、茶多酚0.5 g/100 mL，同時(shí)以無菌水作為空白對照組。

將同一整塊豬肉分割成大小均勻、質(zhì)量約50 g的小肉塊，形狀盡可能為相同的長方體。分為6 組，分別為空白組、納他霉素組、殼聚糖組、乳酸鏈球菌素組、海藻糖組及茶多酚組，每組5 個(gè)樣品。使用生理鹽水去除血漬后使用保鮮劑浸泡處理，浸泡時(shí)間5 min，然后將豬肉掛晾去掉多余水分，置于無菌袋中，于4 ℃條件下冷藏9 d。于貯藏1、3、5、7、9 d時(shí)測定其pH值、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量和菌落總數(shù)，判斷豬肉樣品的腐敗程度，同時(shí)在每一取樣時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行一次模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 pH值測定

使用肉類pH計(jì)對每份樣品的3 個(gè)不同部位進(jìn)行測定，穩(wěn)定后讀pH值，取平均值。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：新鮮：pH≤6.2，次級新鮮：pH 6.2～6.7，變質(zhì)肉：pH>6.7[20]。

1.3.3 TVB-N含量測定

根據(jù)GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的半微量定氮法測定樣品TVB-N含量。每個(gè)樣品測3 次，取平均值。以15 mg/100 g為限，TVB-N含量低于該值則為新鮮肉，大于該值即為變質(zhì)肉[21]。

1.3.4 菌落總數(shù)測定

根據(jù)GB 47892—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。限定值為6（lg（CFU/g）），大于該值即為變質(zhì)肉[22]。

1.3.5 感官評價(jià)

選擇15 名感官評價(jià)員組成感官評定小組，并且在評價(jià)前對小組成員進(jìn)行感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，從而使評價(jià)員可以進(jìn)行客觀評價(jià)，不摻雜個(gè)人情緒，增強(qiáng)評價(jià)的一致性。所有評價(jià)員在單獨(dú)的房間進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)過程中禁止互相討論，分別對冷鮮肉的色澤、氣味、黏度和組織狀態(tài)4 個(gè)指標(biāo)對進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)GB/T 22210—2008《肉與肉制品 感官評定規(guī)范》及文獻(xiàn)[23]，制定冷鮮肉感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

1.3.6 模糊數(shù)學(xué)評價(jià)方法的建立

評價(jià)因素集的建立：分別選擇冷鮮肉的色澤（u1）、氣味（u2）、黏度（u3）及組織狀態(tài)（u4）作為冷鮮肉的評價(jià)因素，得到冷鮮肉的評價(jià)因素集U={u1，u2，u3，u4}。

評價(jià)評語集的建立：評價(jià)評語集D是評價(jià)員對因素集U的評價(jià)，由感官評價(jià)員根據(jù)感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定。冷鮮肉的感官評價(jià)評語分別為新鮮（d1）、良好（d2）、中等（d3）、變質(zhì)（d4），得到評價(jià)評語集D={d1，d2，d3，d4}。

評價(jià)對象集的確定：評價(jià)對象集M是指所研究的樣品集合，本研究中評價(jià)對象是進(jìn)行過6 種不同處理的共30 個(gè)樣品，即空白（K）組、納他霉素（NT）組、殼聚糖（CT）組、乳酸鏈球菌素（NS）組、海藻糖（DT）組和茶多酚（GP）組，得到評價(jià)對象集M={K，NT，CT，NS，DT，GP}。

權(quán)重集的建立：通過15 名評價(jià)員對感官因素采用二元對比法，將評價(jià)因素集U的因素進(jìn)行一對一比較，重要的得1 分，次要的得0 分，根據(jù)得分結(jié)果確定權(quán)重集[24]，得到冷鮮肉感官指標(biāo)的權(quán)重集為A={a1，a2，a3，a4}={0.32，0.29，0.21，0.18}。其中a1、a2、a3、a4分別對應(yīng)色澤（u1）、氣味（u2）、黏度（u3）、組織狀態(tài)（u4）的權(quán)重。

由15 名感官評價(jià)員參照感官指標(biāo)評價(jià)表使用評語集中的元素對樣品進(jìn)行評價(jià)，每個(gè)指標(biāo)的每種評語對應(yīng)的人數(shù)除以評定人員總?cè)藬?shù)得到模糊矩陣R。冷鮮肉感官指標(biāo)綜合評價(jià)結(jié)果用模糊性關(guān)系評價(jià)集Y表示，Y=A×R，其中A為權(quán)重集，R為模糊矩陣。將評語集賦值D={d1，d2，d3，d4}={90，80，60，40}，由公式T=Y×DT計(jì)算出感官綜合得分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2018、SPSS Statistics 25等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，使用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)結(jié)果

以貯藏期終點(diǎn)9 d的樣品為例，冷鮮肉感官評價(jià)結(jié)果如表2所示。

以空白組樣本為例，對因素集中元素“色澤（u1）”根據(jù)評語集中不同評語對應(yīng)人數(shù)除以評定人員總?cè)藬?shù)得到u1的模糊關(guān)系集合u1={0，0，0.07，0.93}，同理可以得到u2、u3和u4的模糊關(guān)系集合u2={0，0，0，1}，u3={0，0，0.13，0.87}，u4={0，0，0.07，0.93}，從而得到該組樣本的模糊關(guān)系矩陣RK及其他5 組的模糊關(guān)系矩陣如下：

模糊關(guān)系矩陣與權(quán)重集相乘得到模糊關(guān)系評價(jià)集，即Yj=A×Rj，其中j=K， NT， CT， ...，GP，得到每組的模糊關(guān)系評價(jià)集。模糊關(guān)系評價(jià)集與賦值集合的轉(zhuǎn)置相乘即得到模糊綜合評分，即Tj=Yj×DT。

由表3可知，海藻糖組模糊數(shù)學(xué)感官綜合評價(jià)得分67.25 分，排名第1，其次分別為納他霉素組（63.62 分）、乳酸鏈球菌素組（63.35 分）、茶多酚組（63.07 分），這4 組樣品根據(jù)評語集D的評價(jià)應(yīng)為“良好～中等”，而殼聚糖組58.60 分、空白組41.23 分，這2 組評語集D的評價(jià)為“良好～變質(zhì)”。說明天然保鮮劑對冷鮮肉確實(shí)有一定的保鮮效果，其中海藻糖保鮮效果優(yōu)于其他4 種保鮮劑。納他霉素、乳酸鏈球菌素和茶多酚的保鮮效果差異較小，得分差距僅0.55 分。殼聚糖的保鮮效果稍差，不過相較于空白組，殼聚糖依然有明顯的保鮮效果。

按照以上模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)方法對其他時(shí)間點(diǎn)的豬肉樣品進(jìn)行評價(jià)。由圖1可知，剛剛進(jìn)行保鮮處理后的樣品感官得分差別較小，從貯藏3 d開始出現(xiàn)明顯差別，空白組下降最快，而保鮮效果最好的海藻糖組，在貯藏5 d后始終保持最高得分。并且貯藏9 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組的得分均高于空白組，說明天然保鮮劑具有明顯的保鮮效果。

2.2 樣品腐敗指標(biāo)變化情況

2.2.1 pH值

由圖2可知，所有組別冷鮮肉pH值均呈現(xiàn)先降低再升高的趨勢。貯藏前3 d，冷鮮肉由于排酸過程導(dǎo)致pH值下降，貯藏3 d達(dá)到最低點(diǎn)，隨后因微生物滋生，大量堿性物質(zhì)生成，pH值逐漸升高[25]。其中，空白組貯藏1 d時(shí)pH值為6.21，3 d時(shí)達(dá)最低值5.61，9 d時(shí)為6.95，為變質(zhì)肉，并且pH值變化范圍最大。海藻糖組貯藏1 d時(shí)pH值為6.20，3 d達(dá)到最低值5.88，9 d時(shí)達(dá)到6.31，為次級新鮮肉，pH值變化范圍最小。此外，其他處理組貯藏9 d時(shí)的pH值也均在次級新鮮肉的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2.2 TVB-N含量

由圖3可知，貯藏期結(jié)束時(shí)，空白組冷鮮肉TVB-N含量最高，達(dá)到35.13 mg/100 g，海藻糖組TVB-N含量最低，為16.78 mg/100 g。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的變質(zhì)肉TVB-N含量（15 mg/100 g）來看，空白組約4 d達(dá)到限定值;其次為殼聚糖組，約6 d達(dá)到限定值;然后是納他霉素組、茶多酚組和乳酸鏈球菌素組，在7.0～7.5 d達(dá)到限定值;海藻糖組在8 d左右達(dá)到限定值。由此可以推斷，空白組的保質(zhì)期約為4 d;殼聚糖組保質(zhì)期約為6 d;乳酸鏈球菌素組、納他霉素組和茶多酚組保質(zhì)期約為7 d;海藻糖組保質(zhì)期約為8 d。

2.2.3 菌落總數(shù)

由圖4可知，空白組冷鮮肉在貯藏5 d時(shí)檢測出菌落總數(shù)超標(biāo)，其他組別在7～9 d超標(biāo)。其中海藻糖組貯藏9 d的菌落總數(shù)剛好達(dá)到6 （lg（CFU/g））附近，其他實(shí)驗(yàn)組為6.05～6.21 （lg（CFU/g））。通過保鮮劑的處理，冷鮮肉中微生物的生長受到抑制，其中海藻糖對微生物的抑制能力較好，其次為乳酸鏈球菌素、納他霉素和茶多酚，最后是殼聚糖。

2.3 模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法的驗(yàn)證

基于模糊數(shù)學(xué)的感官得分直觀反映了冷鮮肉的腐敗程度，而研究[26-27]顯示，腐敗指標(biāo)TVB-N含量、pH值和菌落總數(shù)等能夠有效反映冷鮮肉的腐敗程度。對貯藏期間各樣品的腐敗指標(biāo)和模糊數(shù)學(xué)感官得分進(jìn)行相關(guān)性分析，由表4可知，各樣品的TVB-N含量與對應(yīng)的感官得分之間存在顯著負(fù)相關(guān)性，海藻糖組、納他霉素組、茶多酚組和殼聚糖組相關(guān)性顯著（P<0.05），乳酸鏈球菌素組和空白組相關(guān)性極顯著（P<0.01）。菌落總數(shù)與對應(yīng)的感官得分之間存在顯著負(fù)相關(guān)性，P值均小于0.01。而pH值與模糊數(shù)學(xué)感官得分之間無顯著相關(guān)性，這可能是由于冷鮮肉貯藏過程中pH值不是線性變化，從而與感官得分曲線的擬合度不高所致。模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法得到的感官得分與TVB-N含量和菌落總數(shù)之間存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)絕對值均大于0.9，相關(guān)性較顯著，說明模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)法基本能夠反映冷鮮肉的真實(shí)新鮮度狀態(tài)。

3 結(jié) 論

通過模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)體系建立冷鮮肉綜合感官評價(jià)方法，并使用該方法對海藻糖、納他霉素、乳酸鏈球菌素、茶多酚和殼聚糖共5 種天然保鮮劑的保鮮效果進(jìn)行研究。通過計(jì)算模糊數(shù)學(xué)綜合感官評分發(fā)現(xiàn)，天然保鮮劑確實(shí)能夠給予冷鮮肉更長的保質(zhì)期，其中保鮮效果最好的是海藻糖，冷鮮肉保質(zhì)期能達(dá)到8 d左右;其次是納他霉素、茶多酚和乳酸鏈球菌素，冷鮮肉保質(zhì)期能達(dá)到7 d左右;而殼聚糖是幾種天然保鮮劑中效果較差的，但與空白組4 d左右的保質(zhì)期相比，殼聚糖仍具有一定的保鮮效果，冷鮮肉保質(zhì)期達(dá)6 d左右。

通過腐敗指標(biāo)的檢測發(fā)現(xiàn)，海藻糖處理后的冷鮮肉在pH值、TVB-N含量和菌落總數(shù)等方面都表現(xiàn)出較好的保鮮效果，納他霉素組、乳酸鏈球菌素組和茶多酚組的感官得分相近但低于海藻糖組，其中，納他霉素在控制pH值和抑制TVB-N含量方面效果較好，乳酸鏈球菌素的抑菌效果較好。通過腐敗指標(biāo)與感官評分之間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，感官得分和TVB-N含量及菌落總數(shù)的變化呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對值均達(dá)0.9以上，說明模糊數(shù)學(xué)綜合感官評價(jià)方法能較真實(shí)反映冷鮮肉的腐敗程度。本研究可以為冷鮮肉的保鮮技術(shù)研究提供參考，對冷鮮肉感官評價(jià)提供更科學(xué)合理的方法。

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