劉琨，韓笑

廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院（南寧 530004）

肉類食品是中國(guó)食品中一大類重要組成部分，和人類生活密不可分。我國(guó)作為世界人口大國(guó)，隨著人們生活水平提高，對(duì)肉類食品的消耗量呈逐年遞增趨勢(shì)。根據(jù)肉所處的溫度，可將生肉分為熱鮮肉、冷鮮肉（冷卻肉）、冷凍肉3種形態(tài)[1-2]。與熱鮮肉相比，冷鮮肉的衛(wèi)生品質(zhì)得到明顯提高，而且也不存在冷凍肉解凍過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)流失問(wèn)題[3-5]，因此，大力發(fā)展冷鮮肉產(chǎn)業(yè)將會(huì)是肉類行業(yè)的一種趨勢(shì)，如何延長(zhǎng)冷鮮肉的貨架期[6]是熱點(diǎn)研究方向。

國(guó)內(nèi)對(duì)延長(zhǎng)冷鮮肉貨架期的研究主要是改進(jìn)屠宰、分割與包裝工藝以降低冷鮮肉總菌數(shù)[7]，并用化學(xué)防腐劑結(jié)合氣調(diào)包裝等方法抑制冷鮮肉中腐敗菌的繁殖等[8]，但在包裝材料對(duì)冷鮮肉保鮮的影響上研究不多。20世紀(jì)50年代初期，國(guó)外開(kāi)展抑菌性可食膜[9-10]應(yīng)用于肉類保鮮試驗(yàn)，而國(guó)內(nèi)在這方面研究起步晚，僅在近幾年里有少許報(bào)道。

聚乙烯醇（PVA）是一種人工合成的高分子材料，它可分解為水、二氧化碳等物質(zhì)，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，是一種公認(rèn)的環(huán)保包裝材料[11]，同時(shí)它具有良好成膜性、透光性、水溶性、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于食品包裝等領(lǐng)域[12-13]。殼聚糖是一種天然高分子抑菌材料，具有廣譜抑菌性，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、變形桿菌、枯草桿菌、酵母菌有較強(qiáng)的抑制力[14-15]，且檸檬酸這種天然的有機(jī)酸也有良好抑菌效果，有研究將其用于冷鮮肉的保鮮。Yuk等[16]提出乳酸和檸檬酸對(duì)抑制豬肉中大腸桿菌效果極佳[17]，在10 d貯藏時(shí)間內(nèi)，能使大腸桿菌減少2個(gè)數(shù)量級(jí)[5]。試驗(yàn)主要選取PVA為基礎(chǔ)膜材料，從適宜冷鮮肉的保鮮劑選擇入手，制備PVA膜、PVA/殼聚糖膜、PVA/殼聚糖/檸檬酸膜，研究3種共混膜的基本性能，以及對(duì)于冷鮮豬肉的保鮮效果。測(cè)試的主要指標(biāo)為冷鮮豬肉貯藏期間的感官、pH、TVB-N、菌落總數(shù)等，并對(duì)這3種膜包裹的冷鮮豬肉的保鮮效果進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)價(jià)，為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮豬肉（廣西南寧市，市售里脊肉）；聚乙烯醇（1750±50，化學(xué)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)有限公司）；殼聚糖（脫乙酰度99.3%，阿拉丁試劑有限公司）；檸檬酸（分析純）；95%乙醇；冰醋酸；氯化鈉；乙醚；無(wú)水乙醇；鹽酸；硼酸；丙酮；氧化鎂。

1.2 主要儀器和設(shè)備

DF-101S集熱式磁力攪拌器（常州金壇良友儀器有限公司）；722分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；BSA224S-CW電子分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）；XWW型萬(wàn)能電子試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南天辰試驗(yàn)機(jī)制造有限公司）；雷磁PHS-25型pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）。

1.3 膜的制備

1.3.1 PVA膜工藝流程（見(jiàn)圖1）

圖1 PVA膜的制備工藝流程圖

1.3.2 PVA/殼聚糖膜工藝流程（見(jiàn)圖2）

圖2 PVA/殼聚糖膜的制備工藝流程圖

1.3.3 PVA/殼聚糖/檸檬酸膜

在殼聚糖溶液中加入聚乙烯醇、檸檬酸和甘油，工藝同1.3.2。

1.4 膜性能測(cè)定

力學(xué)性能參照GB/T 1040.3—2006《塑料拉伸性能的測(cè)定》方法進(jìn)行測(cè)定；吸水性用吸水率表征，參照GB/T 1034—2008《塑料吸水性的測(cè)定》；透光率參照GB/T 2410—2008《透明塑料透光率和霧都的測(cè)定》方法測(cè)定；透濕率參照GB/T 16928—1997《包裝材料試驗(yàn)方法》測(cè)定；透氣性參照文獻(xiàn)[14]。

1.5 膜對(duì)冷鮮豬肉抑菌性能測(cè)試

在超凈臺(tái)上將滅菌過(guò)的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，水平搖動(dòng)使之成為平板，用移液槍吸取1 mL膜液在平板上涂布，滅菌干燥，將做好的菌餅放在上述培養(yǎng)皿中，于28 ℃恒溫箱中培養(yǎng)，觀察菌絲生長(zhǎng)情況，并用十字交叉法測(cè)量菌落直徑，重復(fù)測(cè)量3次取平均值，并換算成相對(duì)抑菌率。

1.6 冷鮮豬肉保鮮指標(biāo)

1) 感官評(píng)定：運(yùn)用評(píng)分檢驗(yàn)法進(jìn)行評(píng)定，并用10分制進(jìn)行打分。感官評(píng)定小組由10人組成，分成3組分別評(píng)分，40分滿分，取平均值。

2) TVB-N：參照GB/T 9959.2—2008《分割鮮凍豬瘦肉》進(jìn)行測(cè)定。

3) pH：選取剛剛屠宰后的新鮮豬肉，將其洗凈瀝干，進(jìn)行測(cè)試，其余每次測(cè)試都在相同環(huán)境和時(shí)間下進(jìn)行，方法參照GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

4) 高鐵肌紅蛋白含量：按照文獻(xiàn)[19]方法對(duì)冷鮮豬肉高鐵肌紅蛋白進(jìn)行測(cè)定。

5) 酸價(jià)：參照GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

6) 菌落總數(shù)的測(cè)定：按照GB 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.7 冷鮮豬肉保鮮試驗(yàn)方法

1) 將制作好的PVA膜、PVA/殼聚糖膜、PVA/殼聚糖/檸檬酸膜分別剪裁成20 cm×20 cm薄膜，用于包裹冷鮮豬肉。

2) 鮮豬肉樣品的處理：用水洗凈里脊肉表面，去除污垢，瀝干表面水分，用無(wú)菌小刀進(jìn)行分割，均勻分成大小相等的4組，其中3組為用自制保鮮膜包裹的試驗(yàn)組，另1組為直接暴露在冷空氣中的對(duì)照組，將試驗(yàn)組的保鮮膜單層覆蓋在豬肉上方并緊密包裹，用封口機(jī)密封后與對(duì)照組冷鮮豬肉一同放置在0～4 ℃冰箱。每組試驗(yàn)重復(fù)5次，最終結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種膜物理性能分析

以8% PVA、2%殼聚糖、7%檸檬酸、10%甘油條件制備PVA/殼聚糖/檸檬酸膜，添加一定量甘油可以提高薄膜韌性。3種膜的物理性質(zhì)見(jiàn)表1。在以PVA/殼聚糖為制膜液基礎(chǔ)上，添加檸檬酸可降低膜吸水率、透光率、透濕率，并適當(dāng)增加膜的透氣率；降低膜的拉伸強(qiáng)度，提高薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率。可能是引入檸檬酸后，殼聚糖與檸檬酸發(fā)生?；磻?yīng)，分子間及分子內(nèi)氫鍵被破壞，分子粒徑變小，結(jié)構(gòu)疏松多孔[18]，降低塑料硬度，增大塑料彈性和韌性。

表1 膜的各項(xiàng)性能

2.2 膜的抑菌性能分析

冷鮮肉腐敗菌主要有腸桿菌科、假單胞菌屬、葡萄糖菌屬等，故選取大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為試驗(yàn)菌種，對(duì)膜對(duì)冷鮮豬肉的抑菌性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。從抑菌率可看出，PVA膜對(duì)2種菌體的生長(zhǎng)沒(méi)有明顯抑制作用，而加入殼聚糖后，殼聚糖/PVA膜有一定抑菌效果，且殼聚糖/檸檬酸/PVA膜表現(xiàn)出更好抑菌效果，說(shuō)明添加檸檬酸可以改善膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果。

表2 膜的抑菌效果

結(jié)果表明，在PVA基礎(chǔ)制膜液基礎(chǔ)上，添加殼聚糖和檸檬酸制成的保鮮液對(duì)2種試驗(yàn)菌種在殼聚糖溶液中加入檸檬酸制成的混合液對(duì)肉中的主要病原菌大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有更好抑制作用，且PVA/殼聚糖/檸檬酸膜有適宜的吸水性、力學(xué)性能等物理性能，是一種環(huán)保、安全、成本低，且有一定保鮮作用的膜，其在肉類的保鮮領(lǐng)域有良好應(yīng)用潛力。

2.3 3種膜對(duì)冷鮮豬肉保鮮效果的影響

2.3.1 感官影響

由表3和表4可知，在0～2 d，無(wú)論是由膜包裹下的冷鮮豬肉還是暴露在空氣中的冷鮮豬肉在外觀上的差距很小，是由于在0～4 ℃條件下，冷藏條件本身也對(duì)豬肉起到一定保鮮作用。到第4天時(shí)，感官差距開(kāi)始變大，用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉感官評(píng)分最高，為33分，且到第6～第8天時(shí)，感官評(píng)分差距更加明顯。在第6天時(shí)，PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉評(píng)分為27分，在第8天為17分，均高于PVA/殼聚糖膜和PVA膜包裹的肉的評(píng)分，即從顏色、黏度、彈性、氣味上看，PVA/殼聚糖/檸檬酸膜保鮮效果均優(yōu)于PVA/殼聚糖膜和PVA膜，以及暴露在空氣下的冷豬肉。在第10天，用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉的感官評(píng)分為12分，其余各組均低于10分，保鮮效果仍為最好。

表3 感官評(píng)定得分標(biāo)準(zhǔn)

表4 感官評(píng)定評(píng)分結(jié)

2.3.2 TVB-N的變化

揮發(fā)性鹽基氮是反映肉的新鮮度的重要指標(biāo)。由圖3可知，在儲(chǔ)藏期間的0～4 d，TVB-N增長(zhǎng)緩慢，且用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉在第4天時(shí)為10.92mg/100 g，與其他幾組相比，含量最低，而用PVA/殼聚糖膜包裹的肉的TVB-N含量次之，為11.76 mg/100 g。到第6天，除用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉TVB-N值為12.88 mg/100 g，用PVA/殼聚糖膜包裹的肉為14 mg/100 g，在GB/T 9959.2—2008《分割鮮凍豬瘦肉》中規(guī)定的冷鮮豬肉TVB-N一級(jí)含量標(biāo)準(zhǔn)（15 mg/100 g）之內(nèi)外，其余2組均超出標(biāo)準(zhǔn)值，為次鮮肉。到第8天，PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉TVB-N值為17.5 mg/100 g，在二級(jí)鮮肉的范圍內(nèi)，暴露在冷空氣中的豬肉和用PVA膜包裹的豬肉都已變質(zhì)。在第10天，用PVA/殼聚糖保鮮膜包裹的肉變質(zhì)。

圖3 冷鮮肉TVB-N的變化

2.3.3 pH的影響

由圖4可知，冷鮮豬肉的pH呈先減小后增加趨勢(shì)，是由于豬肉在被屠宰之后組織呼吸方式會(huì)由有氧呼吸變成無(wú)氧呼吸，肌糖原無(wú)氧酵解產(chǎn)生乳酸，三磷酸腺苷分解產(chǎn)生磷酸，使pH減小。在之后儲(chǔ)藏中，冷鮮肉中蛋白質(zhì)被分解最終產(chǎn)生氨和胺等堿性基團(tuán)，使pH上升。在儲(chǔ)藏期間的第4天，PVA膜、殼聚糖/PVA膜和PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉的pH依次為6.08，6.03和5.87，均小于暴露在空氣下的冷鮮豬肉，這些膜包裹對(duì)肉與外界空氣隔絕起到保護(hù)作用。且PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉的pH變化較為緩慢。在儲(chǔ)藏期第6天，PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉的pH相較其他各組仍為最小，pH 6.16，殼聚糖/PVA膜包裹的肉次之，pH 6.21。第8天時(shí)，除PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉的pH 6.27，在GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)鮮肉內(nèi)，其余各組均大于6.3，成為次級(jí)鮮肉。在第10天，PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉達(dá)到pH 6.42，其余各組均變質(zhì)。

圖4 冷鮮肉中pH的變化

2.3.4 高鐵肌紅蛋白含量的影響

肉的顏色是肌紅蛋白與氧氣結(jié)合的情況，肌紅蛋白與氧氣結(jié)合的情況決定高鐵肌紅蛋白含量的高低，即冷鮮肉褐變程度。由圖5可知，各試驗(yàn)組的高鐵肌紅蛋白含量均呈現(xiàn)先增加后減小趨于平緩趨勢(shì)，是由于肉自身呼吸過(guò)程N(yùn)ADH不斷被消耗，ATP含量一直減少，儲(chǔ)藏后期NADH和ATP都匱乏，使肌紅蛋白發(fā)生氧化還原反應(yīng)的因素達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)[19]。PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的冷鮮豬肉，高鐵肌紅蛋白含量前期較低后期變化緩慢可能原因是膜的透氧量相對(duì)較小，小于殼聚糖/PVA膜，使好氧性細(xì)菌生長(zhǎng)速度減緩，且殼聚糖有一定抗氧化性，加入檸檬酸可以提高其抗氧化性能，故PVA/殼聚糖/檸檬酸膜比單一的殼聚糖/PVA膜有更好抗氧化性。雖然PVA膜透氧性小于PVA/殼聚糖/檸檬酸保鮮膜，但是沒(méi)有添加抑菌劑，故保鮮效果不如殼聚糖/PVA膜和PVA/殼聚糖/檸檬酸膜。對(duì)照組由于暴露在空氣下，冷鮮豬肉沒(méi)有保護(hù)膜的支持，褐變程度最為嚴(yán)重。

圖5 冷鮮豬肉高鐵肌紅蛋白含量的變化

2.3.5 油脂的酸價(jià)變化

酸價(jià)是游離脂肪酸在試樣中的總量，一般來(lái)說(shuō)，游離脂肪酸在肉樣中總量越高酸價(jià)也越高。由圖6可看出，各組肉樣的酸價(jià)均隨儲(chǔ)藏時(shí)間增加而上升[20]。用添加殼聚糖、檸檬酸的膜包裹可以緩解脂肪氧化從而抑制酸價(jià)的增長(zhǎng)速率。其中，用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉在儲(chǔ)藏期間處于最低水平，原因可能是檸檬酸的加入增強(qiáng)殼聚糖抗氧化性，從而增強(qiáng)PVA/殼聚糖/檸檬酸膜的抗氧化性。用PVA/殼聚糖膜包裹的肉的酸價(jià)略高于用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉，對(duì)脂肪氧化也有抑制作用，但是PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉酸價(jià)最低，對(duì)肉中脂肪氧化酸敗的抑制作用更明顯，此膜的抗脂肪氧化酸敗的效果最好。

圖6 冷鮮豬肉酸價(jià)的變化

2.3.6 菌落總數(shù)的影響

微生物是引起冷鮮豬肉變質(zhì)的主要原因，故菌落總數(shù)是肉腐敗程度的重要的指標(biāo)，參照GB 4789.2—2010。由圖7可知，各條件下處理的肉樣中菌落總數(shù)均呈上升趨勢(shì)。用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉在儲(chǔ)藏時(shí)間的第4天菌落總數(shù)為3.8 lg CFU/g，是各試驗(yàn)組中最低含量，并一直處于最低變化量。PVA/殼聚糖膜在第4天的菌落總數(shù)為4.5 lg CFU/g，而未經(jīng)處理的暴露在空氣中的對(duì)照組冷鮮豬肉菌落總數(shù)為5.2 lg CFU/g，可見(jiàn)由PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的豬肉菌落總數(shù)最少。在儲(chǔ)藏期第8天，用PVA/殼聚糖/檸檬酸膜包裹的肉菌落總數(shù)為5.2 lg CFU/g，而對(duì)照組試樣為7 lg CFU/g，達(dá)到變質(zhì)肉的標(biāo)準(zhǔn)。

圖7 冷鮮豬肉菌落總數(shù)的變化

3 結(jié)論

通過(guò)以PVA為基礎(chǔ)制膜液，其中加入一定量殼聚糖和不同含量檸檬酸，制成PVA/膜、PVA/殼聚糖膜、PVA/殼聚糖/檸檬酸膜，用其包裹0～4 ℃下儲(chǔ)藏的冷鮮豬肉并探究保鮮效果，結(jié)果表明，對(duì)冷鮮豬肉的保鮮效果：PVA/殼聚糖/檸檬酸保鮮膜＞PVA/殼聚糖膜＞PVA保鮮膜＞對(duì)照組。3種膜液對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌試驗(yàn)表明，加入檸檬酸可以提高保鮮液的保鮮效果。

PVA/殼聚糖/檸檬酸保鮮膜具有適宜透氣性、透濕性及良好力學(xué)性能。用該膜包裹冷鮮豬肉可在儲(chǔ)藏期間有效抑制微生物生長(zhǎng)，降低肉TVB-N值、pH、酸價(jià)和高鐵肌紅蛋白含量，且加入檸檬酸可以提高殼聚糖的抗氧化作用，一定程度維持鮮肉色澤，延長(zhǎng)冷鮮豬肉儲(chǔ)藏期。