新型天然植物防腐剂在延长低温肉制品货架期中的应用

禹迎迎，金 鑫，郗 远，徐幸莲，周光宏，*

(1.南京农业大学，教育部肉品加工与质量控制重点实验，江苏南京210095;2.南京市质量技术监督局六合分局，江苏南京211500;3.大连闻达化工股份有限公司，辽宁大连116620)

低温肉制品是以经检疫、检验合格的畜禽肉等为主要原料，经前处理、机械加工、填充或成型、热加工(产品中心温度不低于68℃且不高于100℃、含淀粉类产品中心温度不低于72℃)、冷却、包装等工艺制得的肉制品，其储运、销售环境温度应控制在0～4℃［1］。低温肉制品是肉制品发展的主要方向，但由于杀菌温度低，灭菌不彻底，导致产品极易产生涨袋、发粘、变酸和变色等腐败问题，制约了低温肉制品的发展［2］。添加高效防腐剂是预防低温肉制品腐败变质的理想方法。食品企业使用的防腐剂主要分为化学防腐剂和天然防腐剂两大类，目前仍以前者居多。但是天然防腐剂因其抗菌性强、安全无毒、热稳定性好、作用范围广等优点，日益受到人们的关注［3］。天然植物防腐剂是将植物组织通过浸提、蒸馏等物理化学方法获得纯提取物，再辅以制剂方法制得的物质，主要成分包括甙、酸、多酚、苷、萜、黄酮、生物碱和花青素等［4］。研究表明，这些成分能够通过降解细胞壁、破坏细胞膜、使细胞内容物外泄、凝结细胞质、消耗细胞能量等方式来抑制细菌、霉菌、酵母等的生长，从而达到抑菌、防腐的效果［5］。目前国内外对天然植物防腐剂的研究异常活跃，并取得了显著的成果，如植物精油的抑菌保鲜研究［6-7］。本实验所使用的复合天然植物防腐剂(Complex Antimicrobial Plant Extracts，CAPE)在体外抑菌实验中具有较强的抑菌活性。本实验以非烟熏法兰克福香肠为防腐保鲜对象，对该新型复合天然植物防腐剂的防腐保鲜性能进行比较研究，为低温肉制品的防腐保鲜和货架期研究提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

复合天然植物防腐剂(Complex Antimicrobial Plant Extracts，CAPE):将迷迭香、越橘、葡萄柚、柠檬和苹果的功效部位经捣碎、食用酒精萃取、过滤、浓缩和复配后，以麦芽糊精为壁材，采用微胶囊化技术制得，为棕色粉末状固体;牛肉、猪肉、洋葱、蒜子、山梨酸钾及各种调味料 南京市雨润食品有限公司;营养琼脂、肠道菌群计数琼脂、MRS培养基、假单胞分离琼脂、PALCAM培养基基础、P-104 PALCAM选择性添加剂、一次性平板、均质袋和真空包装袋 北京陆桥技术有限公司。

DZQ-5002SB型真空包装机 上海圣松有限公司;低温生化培养箱 上海STIK设备有限公司;BagMixer均质机 法国Interscience公司;CIE-LAB CR-400型全自动色差计 MINOLTA公司;TA-XT2i物性测试仪 英国 Stable Micro Systems公司;HI9025c型pH计 葡萄牙Hanna公司。

1.2 实验方法

1.2.1 法兰克福香肠的配方 猪瘦肉5.4kg、猪肥膘1.04kg、牛肉 1.4kg、洋葱 125g、蒜子 25g、食盐 82.5g、味精5g、糖50g、复合磷酸盐12.5g、异抗坏血酸钠10g、亚硝 酸 盐 0.375g、混 合 天 然 香 料 30g、冰水1.25kg。

1.2.2 工艺流程［8］原料肉修整→绞肉→斩拌→灌肠→干燥→蒸煮→冷却→真空包装→4℃保存。操作要点:原料肉除筋腱后8mm孔板绞碎，加少量冰水斩拌，温度控制在10℃以下。斩拌均匀后放入0～4℃冷库中腌制约4h，然后灌入直径约为25mm的胶原蛋白肠衣中，烟熏炉中干燥、蒸煮(参数设定为:65℃干燥25min，炉内78℃、香肠中心温度72℃蒸煮45min)。蒸煮后用10℃左右的流动水冲淋冷却，0～4℃冷库过夜，真空包装，4℃恒温箱中保存。每周取样检测一次。

1.2.3 实验组设计及指标测定 实验共分6个处理组，空白组:不添加任何防腐剂;化学组:山梨酸钾(1.5g/kg);1组:CAPE添加量2g/kg;2组:CAPE添加量4g/kg;3组:CAPE添加量6g/kg;4组:CAPE添加量8g/kg。

各种细菌的计数方法参照GB4789.2-2003《食品卫生微生物菌落总数检测》［9］。pH测定参照韩衍青［9］方法，取10g绞碎的样品，加入90mL蒸馏水，混合摇匀后静置2min测定pH，每组做3个重复。色度测定参考李春保等［10］的方法，将样品切成高约2cm的圆柱体，采用CIE-LAB全自动色差计测定样品截面 L*值(亮度)，a*值(红度)，b*值(黄度)，每组做 6个重复。质构测定参考董庆利等［11］的方法，将样品切成直径和高度均为2cm的圆柱，采用物性测定仪对其进行质构剖面分析(texture profile analysis，TPA)，测定指标包括硬度、弹性、凝聚性和咀嚼性等。仪器参数设定(P50探头)为:下降速度2mm/s，测试速度1mm/s，回复速度1mm/s，触发力5g，停留时间为5s，压缩距离为10mm。每组做6个重复。

1.2.4 数据分析 采用SPSS 13.0进行单因素方差分析(LSD法)及邓肯氏多重检验(p＜0.05)分析不同处理间的显著差异性。

2 结果与分析

2.1 微生物测定指标

如图1，各组的初始总菌数均在1.5lg(CFU/g)左右。随着贮藏时间的延长，总菌数开始增加，空白组总菌数上升最快，2～3周即超过了熟肉制品卫生标准允许的总菌数4.699lg(CFU/g)［12］;其次是 1 组，总菌数在3周时达到4.699lg(CFU/g);2组与化学组相当，总菌数在4周左右时达到4.699lg(CFU/g);3、4组总菌数上升较慢，分别在6周和7～8周时达到4.699lg(CFU/g)。

图1 4℃下样品细菌总数的变化Fig.1 Changes in total colony number at 4℃

如图2，各组的乳酸菌初始数均为1.5lg(CFU/g)左右，与初始总菌数相近，随着贮藏时间的延长，乳酸菌数开始增加，但仍与相应的总菌数目相近，说明乳酸菌始终是样品的主要优势腐败菌。各组抑制乳酸菌的效果从大到小依次是:4组＞3组＞2组＞化学组＞1组＞空白组。

图2 4℃下样品乳酸菌数的变化Fig.2 Changes in lactic acid bacteria number at 4℃

如图3，肠杆菌科细菌的初始数少于1lg(CFU/g)，但在贮藏初期便快速生长，成为样品的优势腐败菌。各组抑制肠杆菌科细菌的效果从大到小依次是:4组、3组、2组，化学组与2组效果相当，1组、空白组。

如图4，空白组的假单胞菌初始数为1.5lg(CFU/g)，生长速度较快，说明假单胞菌是样品的优势腐败菌，而其他各组假单胞菌生长速度较慢，主要是由于假单胞菌被防腐剂抑制所致。各组抑制假单胞菌的效果从大到小依次是:4组＞3组＞2组＞化学组＞1组＞空白组。

图3 4℃下样品肠杆菌科细菌的变化Fig.3 Changes in Enterobacteriaceae number at 4℃

图4 4℃下样品假单胞菌的变化Fig.4 Changes in Pseudomonas spp.number at 4℃

2.2 pH变化

如图5，在整个贮藏过程中，各组的pH均呈下降的趋势，这主要与样品贮藏期间的主要优势腐败菌乳酸菌的产酸有关。空白组的pH下降最为显著(p＜0.05)，与其他组相比，CAPE 添加量为 4、6、8g/kg的处理组能有效减缓样品pH的下降，延缓产品变酸。

图5 4℃下样品pH的变化Fig.5 Changes in pH during storage at 4℃

2.3 色度变化

由图6可知，第0周时，添加CAPE对样品的色度产生了影响。其中CAPE添加量为4、6g/kg时，样品的亮度(L*值)、红度(a*值)均显著增大(p＜0.05)，而添加量为8g/kg时样品出现亮度(L*值)、红度(a*值)减小的现象。在整个贮藏过程中，所有组均呈L*值减小、a*值增大、b*值增大的趋势，这与微生物生长繁殖、产品氧化酸败、出水出油等密切相关。其中空白组的L*、a*、b*值随贮藏时间的增长而变化显著(p＜0.05)，CAPE添加量为4、6g/kg的组别L*、a*、b*值变化较为稳定，而添加量为8g/kg的处理组L*、a*、b*值变化显著(p＜0.05)，表明 CAPE 添加量为4、6g/kg时，样品的色泽较稳定。

图6 4℃下样品色度的变化Fig.6 Changes in color parameters storage at 4℃

2.4 质构指标

如表1，实验测定了0周时各组样品的质构特性。可以看出，添加新型CAPE能够提高乳化肠的硬度、黏聚性和咀嚼性，且随着添加量的增大，这种变化趋势越来越显著(p＜0.05)，对弹性影响不显著(p＞0.05)。

3 讨论

微生物是影响低温肉制品货架期的关键因素，所以抑菌效果是评价防腐剂的核心因素。本实验选用常用的常规化学防腐剂山梨酸钾作为对照。新型CAPE添加量为2g/kg时抑菌效果比添加山梨酸钾差;新型CAPE添加量为4g/kg时抑菌效果与添加山梨酸钾相近，产品货架期均为4周左右;新型CAPE添加量为6、8g/kg时抑菌效果比山梨酸钾好，产品货架期分别延长至6周、7～8周，说明新型CAPE的防腐效果显著优于山梨酸钾。同时，4℃的贮藏实验表明，乳酸菌、肠杆菌科细菌、假单胞菌是非烟熏法兰克福香肠上的优势腐败菌，而单增李斯特菌未检测出，这与胡萍等［13］研究的真空包装烟熏火腿切片在贮藏过程中的优势腐败菌的种类一致。

表1 添加防腐剂对样品质构的影响Table 1 Effect of preservative on texture values

肉制品的外观色泽往往是决定消费者购买的决定性因素［14］。新型CAPE添加量越多，其抑菌效果越好，但是当添加量为8g/kg时，对产品色泽产生不利影响，这可能是因为新型CAPE本身为棕色粉末，添加量过多影响样品的色泽，同时有研究表明，很多种香辛料提取物在较高浓度使用时，会使食品表现出异常的颜色［15］。

添加新型CAPE对产品质构产生了有利影响，这是由于新型CAPE的壁材是麦芽糊精，即变性淀粉，相当于在乳化肠中加入了一定量的变性淀粉，大量研究表明，在乳化肠中加入变性淀粉，会对其品质尤其是其质构的改良产生积极影响［16-18］。

综上所述，从对产品的抑菌效果、颜色和质构三方面的影响综合考虑，新型 CAPE最适添加量为4～6g/kg。

4 结论

添加新型复合天然植物防腐剂和化学防腐剂的非烟熏法兰克福香肠在4℃下的贮藏实验表明:新型复合天然植物防腐剂的防腐效果显著优于常规化学防腐剂山梨酸钾，添加量为4和6g/kg时，可将产品货架期分别延长至4和6周，且对产品的色泽和质构产生有利影响。

［1］SB/T 10481-2008低温肉制品质量安全要求［S］.北京:中国标准出版社，2003.

［2］孙链，周辉，徐宝才.低温肉制品腐败微生物控制技术研究进展［J］.肉类研究，2010，137:40-45.

［3］吴京平.新型植物源天然食品防腐剂及其抑菌性能［J］.中国食品添加剂，2009(3):61-64.

［4］Lambert R J W，Skandamis P N，Coote P J，et al.A study of minimum inhibitory concentration and mode of action of oregano essential oil，thymol and carvacrol［J］.Journal of Applied Microbiology，2001，91:453-462.

［5］Pradeep Singh Negi.Plant extracts for the control of bacterial growth:Efficacy，stability and safety issues for food application［J］.International Journal of Food Microbiology，2012，156:7-17.

［6］孙婷婷，徐艺青.不同方法提取香辛料精油对低温肉制品抑菌效果的影响［J］.农产品加工·学刊，2012，286(7):83-85.

［7］李娅男，吕飞，梁浩，等.4种植物精油体外抑菌活性及其稳定性的研究［J］.北京化工大学学报:自然科学版，2012，39(3):81-85.

［8］徐宝才，孙建清，周光宏，等.斩拌方法对低温乳化香肠品质的影响［J］.中国农业大学学报，2011，16(5):144-150.

［9］韩衍青.应用超高压技术延长低温火腿的货架期［D］.南京:南京农业大学，2011.

［10］李春保，周光宏，徐幸莲，等.热鲜猪肉、普通冷却猪肉和真空包装冷却猪肉加工过程中品质变化研究［J］.肉类工业，2008，23(3):24-32.

［11］董庆利，罗欣.熏煮香肠质构的感官评定与机械测定之间的相关分析研究［J］.食品科学，2004，25(9):49-55.

［12］GB 2726-2005熟肉制品卫生标准［S］.北京:中国标准出版社，2005.

［13］Nychas G-J E，Skandamis P N，Tassou C C，et al.Meat spoilage during distribution［J］.Meat Science，2008，78(1-2):77-89.

［13］胡萍，徐幸莲，周光宏.真空包装烟熏火腿切片贮藏过程中微生物区系的动态变化［J］.贵州农业科学，2010，38(8):197-200.

［14］Draughon F A.Use of botanical sasbio preservatives in foods［J］.Food Technology，2004，58(2):20-28.

［15］孙建清，徐宝才，余忠，等.淀粉类对低温乳化香肠品质的影响［J］.肉类研究，2011，25(12):1-5.

［16］代佳佳，徐幸莲，周光宏.亲水胶体和玉米变性淀粉对低脂鸡肉肠的影响［J］.江西农业学报，2009，21(6):84-87.

［17］El˙zbieta Piotrowska，Włodzimierz Dolata，Hanna M，et al.Quality assessment of finely comminuted sausages produced with the addition of different forms of modified starch［J］.Acta Agrophysica，2004，4(1):129-139.

［18］Pietrasik Z.Effect of content of protein，fat and modified starch on binding textural characteristics，and colour of comminuted scalded sausages［J］.Meat Science，1999(51):17-25.