天然保鲜剂对低温肉制品的保鲜作用

贺羽 王帅 金益

摘要：冷却肉制品因其口味独特、营养成分较高和相对安全而受到消费者们的热爱。但是随着冷却肉制品贮藏时间的变化，肉制品在嗜冷菌和酶的作用下，蛋白质和脂肪等许多营养物质都受到了分解效果的影响，在一定程度上破坏了肉制品的营养价值。为了解决这个问题，通过ε-聚赖氨酸以及ε-聚赖氨酸和壳聚糖复合保鲜剂对冷却猪肉进行保鲜，在对冷却猪肉保鲜的过程中测定猪肉的菌落总数、挥发性盐基氮含量、pH值、红度值以及保水力等指标，综合各项指标分析其保鲜能力。结果表明，0.24% ε-聚赖氨酸+1.8%壳聚糖的保鲜能力最优。

关键词：冷却猪肉;天然保鲜剂;ε-聚赖氨酸;壳聚糖;乙酸

中图分类号： TS251.1 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）01-0177-05

我国居民食用的肉类食品以猪肉为主，猪肉在所有肉类食品中的比重达到60%左右。由于猪肉的营养成分比较多，因此很多微生物都适合在里面繁衍生长。猪从宰杀到售卖期间的时间间隔比较短，猪肉内的糖原在降解后生成乳酸，因此使得猪肉的酸度降低，硬度变大。僵直期过后，猪肉本身的分解能力变大，主要由于三磷酸腺苷降解而导致温度变高[1]，相应的酸性物质变少，pH值提高。此外，猪肉适合微生物生存的主要原因是其表面比较潮湿。目前主要的保鲜方式是在猪肉销售过程中进行保鲜，通过冷冻冷藏的方式抑制微生物的生长繁殖，冷冻猪肉虽然可延长储藏期，但会破坏细胞结构，在解冻的过程中还会有盐类等物质产生，导致猪肉的口味变差，无法满足人们对于口味的要求[2]。冷藏猪肉在运输和销售过程中一直维持着0～4 ℃低温，储藏时间能够保持2 d左右，并且由于温度不是很低，所以能很好地保持猪肉的口感和风味[3]。但链球菌属（Streptococcus）、假单胞菌属（Pseudomonadaceae）和乳杆菌属（Lactobacillus）等依然可在低温的环境中很好地生长繁殖。随着储藏时间的增加，会让这些微生物的数量不断地增大，肉制品的物理和化学性质会发生很大的变化，所以单靠低温不能很好地延长猪肉的保质期，从而很难满足人们对猪肉保鲜的日常需求。因此，如何高效地对猪肉尤其是对冷却猪肉进行保鲜已经越来越受到人们的关注。

现在大部分肉制品保鲜技术主要有添加保鲜剂、原子能射线辐照、高压处理、低温保鲜和气调包装保鲜等，其中添加保鲜剂效果明显，操作容易，成本低，因此在实际的生产中最为常用。天然保鲜剂是分别从微生物、动物及植物代谢的产物中提取的纯天然物质[4]，可以分为植物、动物和微生物来源。植物来源的天然保鲜剂分别有迷迭香、肉桂、生姜和茶多酚，它们不仅获得渠道比较广泛，价格还相对便宜;动物来源的天然保鲜剂分别有乳铁蛋白和溶菌酶;微生物来源的天然保鲜剂包括ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素、纳他霉素等[5]。天然保鲜剂安全无毒的特性使得它的开发和利用成为食品工业的研究热点，因此，天然保鲜剂的使用具有很广阔的前景。

中国《食品添加剂使用卫生标准》提到，在低温肉制品中被许可作为天然保鲜剂的，只有乳酸链球菌素和纳他霉素。作为目前一种新颖的天然生物保鲜剂，ε-聚赖氨酸因其所具有的安全性比较好、抑菌谱比较宽泛、耐受较高的温度等特点，许多经济比较发达的国家在食品工业以及多个领域中将其应用，并已在肉制品保鲜中取得很大的前景;另外在水产品保鲜方面茶多酚和壳聚糖也得到了大范围的使用，它们在肉制品保鲜中也有很多层面的研究。

本研究通过不同保鲜方法处理4 ℃冷藏猪肉，对冷却猪肉5项指标[细菌总数、挥发性盐基氮（TVB-N）值、pH值、红度值和保水力]进行测定，分析和观察样品在冷藏保鲜的过程中肉质的变化。旨在探索更多的低温肉制品保鲜的方法，使得肉制品在保鲜的过程中更安全可靠，同时可以延长肉制品保鲜的时间，满足人们不断提高的生活需求。另外，本研究为天然保鲜剂对低温肉制品保鲜技术的研究提供一定的数据支撑和理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜猪肉，购自江苏省徐州市新城区美的广场超市;ε-聚赖氨酸，购自浙江印象生物工程有限公司;营养琼脂，购自河南郑州亚世生物技术有限公司;硼酸，购自河南郑州凯迪化工产品有限公司;轻质氧化镁，购自山东省寿光市辉煌化工有限责任公司;甲基红，购自上海源叶生物科技有限公司;溴甲酚绿，购自辽宁沈阳乐恒科技有限公司;壳聚糖，购自上海源聚生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 将新鲜猪肉在-20 ℃下冷冻2 h，在2 ℃冷却10 h左右，使猪肉的温度降到0～4 ℃。在试验前将所有要用到的刀具用75%乙醇进行消毒并且在紫外灯下照射一段时间，在无菌环境下将猪肉多余的脂肪和筋膜去除，分别将处理好的猪肉切成约30、60 g用于细菌总数和其他指标的测定，然后将切好的肉块进行分组，用不同浓度的保鲜液处理，分别浸泡5 min后沥干装入保鲜袋中，于4 ℃冰箱中冷藏，以2 d为1个储藏周期，分别在0、2、4、6、8、10、12 d测定样品的细菌总数、挥发性盐基氮含量、pH值、红度值、保水力。

1.2.2 保鲜液配制 配制ε-聚赖氨酸保鲜液，分别称取 0.8、1.6、2.4、3.2 g ε-聚赖氨酸，加入1 000 mL去离子水中充分搅拌均匀5～6 min，即成0.08%、0.16%、0.24%、0.32%的ε-聚赖氨酸保鲜液（A），選取0.24% ε-聚赖氨酸保鲜液，与不同浓度壳聚糖和1%乙酸制成混合保鲜液（B），研究其对冷却猪肉的保鲜效果，具体试验设计见表1和表2。

1.2.3 菌落总数的测定 根据GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落数测定》的方法测定其中的菌落总数，新鲜猪肉的菌落总数≤1×106 CFU/g。首先用电子天平称取25 g的冷却猪肉放在研钵中并加入石英砂彻底研磨，将研磨好的冷却猪肉放入烧杯中再倒入225 mL无菌水制成1 ∶ 10的菌液，然后使用1 mL移液枪吸取刚刚配制好的菌液1 mL，将其沿着盛有9 mL无菌水的试管壁慢慢地注入，将试管缓慢振摇，使样品充分混匀，制成1 ∶ 100的匀液;按照上面的方法，制备稀释10倍的样品匀液。在超净工作台分别吸取1 mL稀释样品注入无菌的平板中，用空白平板作对照。加热琼脂，当温度到达40 ℃左右时，将琼脂倒入平板中，并且转动平板使琼脂和样品混合均匀。冷却至琼脂凝固的时候，翻转平板，放入恒温箱于28 ℃培养24 h后计数。

1.2.4 挥发性盐基氮的测定 根据GB 9959.1—2001《鲜、冻片猪肉》的国家标准[6]，新鲜猪肉的挥发性盐基氮含量≤20 mg/100 g。用电子天平准确称取10 g猪肉放到研钵中研磨，然后将研磨好的猪肉放入250 mL三角瓶中，再加入 100 mL 无菌水，振荡30 min左右，再进行真空抽滤，取其滤液10 mL，接着加入浓度为10 g/L的氯化镁溶液10 mL，立刻盖上塞子，并依据粗蛋白蒸馏的操作，用浓度为0.01 mol/L的盐酸标准溶液进行滴定操作。

计算公式：CTVB-V=[（V-V0）×C×0.014 01×100]/（m×10/100）。

式中：V为滴定消耗的体积，mL;V0为空白滴定消耗的体积，mL;C为滴定液浓度，mol/L;m为称取的猪肉质量，g;CTVB-N为挥发性盐基氮含量，mg/100 g。

1.2.5 pH值的测定 用电子天平称取约5 g的冷却猪肉样品，然后将其充分绞碎后放置在准备好的烧杯中，取40 mL左右的蒸馏水将其煮沸，待冷却后倒入盛有样品的烧杯中，将其搅拌均匀后静置30 min左右，用pH计测量[7]。

1.2.6 红度值的测定 首先从冷却猪肉中切取3块样品，规格为1 cm3的正方体，然后将切好的样品放置在色差仪8 mm的光圈下，读取样品的红度值a*。反复检测3次，计算其平均值最终得出样品的红度值[8]。计算公式：

a*=（a1+a2+a3）/3。

式中：a*代表样品最终红度值（无单位，其值越大，代表红度越高）;a1、a2、a3分别代表平行测定时的红度值。

1.2.7 保水力的测定 采用Eide等的方法[9]测定样品的保水能力，该数值越大则反映其保水能力越差，相反其保水能力就越强。首先取出样品，用洁净的毛巾将样品表层上的汁液擦掉，然后用电子天平称5 g样品（m1），将其放置在离心机中在6 000 r/min下离心30 min，最后将表面沥干后称量（m2）。设3次平行，计算取其平均值。计算公式：

保水力=[1-（m1-m2）/m1]×100%。

2 结果与分析

2.1 菌落总数

随着冷却猪肉储藏周期的不断增加，每个待测样品的细菌总数都会慢慢增加，由图1可见，这些数据组中空白组（K组）的细菌总数上升最为明显，在储藏4 d的时候K组的细菌总数为7.24×106 CFU/g，已经超过标准值1×106 CFU/g;但是通过ε-聚赖氨酸处理的试验组细菌总数变大趋势普遍比较迟缓，可以发现在储藏2 d时空白组细菌总数为1.73×105 CFU/g，比ε-聚赖氨酸处理的试验组的细菌总数高，表明猪肉里面细菌的生长繁殖能够被ε-聚赖氨酸有效地控制，从而起到保鲜的作用。从图1还可以看出，所有被ε-聚赖氨酸保鲜液处理的样品的细菌总数增长幅度都差不多，相较于空白组样品的细菌总数明显上升缓慢，同样可以发现，在不同浓度ε-聚赖氨酸处理的样品之间，伴随着ε-聚赖氨酸浓度的不断变大，抑制细菌的效果也有不断变大的趋势。根据前人的报道[10]，当ε-聚赖氨酸浓度从400 mg/L增加到800 mg/L时，菌落总数下降得不是很显著;同样在本次试验中也出现了类似的情况，ε-聚赖氨酸浓度从0.08%增加到0.16%和从 0.24% 增加到0.32%，冷却猪肉的菌落总数的下降没有明显的差异。可以发现，其中A3和A4试验组抑菌效果最好，ε-聚赖氨酸的浓度分别是0.24%和0.32%，在储藏8 d时分别对应的细菌总数为7.41×105、5.24×105 CFU/g，都没有超出新鲜度标准1×106 CFU/g。

如图2所示，用ε-聚赖氨酸和壳聚糖保鲜液处理冷却猪肉后，样品的初始菌落总数为3.6×103 CFU/g，但是随着储藏时间的不断延长，空白组（K组）的细菌总数上升最为明显， 在储藏6 d的时候就已经达到2.08×106 CFU/g， 并且超过标准值。在储藏2 d对照组细菌总数高于乙酸处理的B1试验组，说明乙酸也具有一定抑制细菌的作用，这和前人研究的乙酸有杀菌效果吻合，然而经过ε-聚赖氨酸保鲜液处理的试验组与K组细菌总数出现比较明显的差异，表明保鲜液能够很好地减缓样品中微生物的生长与繁殖。在储藏4 d时，由复合保鲜剂处理的B3、B4、B5、B6与B2组的细菌总数相比明显减少，说明复合保鲜剂比单一保鲜剂的保鲜效果要好，也就是抑菌能力好。另外在不同浓度的壳聚糖试验组中，伴随着壳聚糖的浓度不断升高，抑制细菌生长繁殖的效果整体上也有较明显的增强趋势，从图2看出，B5和B6 2组抑菌效果是最好的，在储藏10 d时细菌总数分别为6.91×105、5.24×105 CFU/g，比标准值低，并且B5、B6 2组从储藏2 d到10 d的细菌总数差异并不明显，说明两者抑菌效果相近，考虑到成本问题，可选用B5组0.24% ε-聚赖氨酸+1.8%殼聚糖+1%乙酸作为保鲜剂。

2.2 挥发性盐基氮值的变化

挥发性盐基氮是判断肉质鲜度的一个十分关键的指标，TVB-N是指肉类食物中的蛋白质分别在细菌和酶的作用下发生分解作用，从而产生氨和胺类等挥发性物质。

从图3可以看出，在猪肉的整个冷藏保鲜期间每个试验组的挥发性盐基氮含量都是呈现明显上升趋势，然而不难发现空白组（K组）冷藏2 d后增长趋势非常明显，在储藏6 d时K组的TVB-N含量是21.81 mg/100 g，此时已超出国家规定的猪肉鲜度标准20 mg/100 g;然而通过ε-聚赖氨酸处理的试验组挥发性盐基氮含量增长速度显得比较缓慢，当到储藏4 d时，保鲜液处理组的TVB-N含量与空白组出现比较明显差异。研究发现，样品由ε-聚赖氨酸处理后，能够很好地抑制猪肉中细菌的生长并且使细菌对蛋白质的分解也变低了，进而减缓了冷却猪肉的挥发性盐基氮含量的变大。