香辛料提取物对温度波动下调理牛排的保鲜研究

李平，高胜杰，黄敏，苟娜，王艳，仪江天，王景，李沛军，*

（1.合肥工业大学食品科学与工程学院，安徽合肥230009；2.安徽荷金来农业发展股份有限公司，安徽宿州234200）

香辛料提取物对温度波动下调理牛排的保鲜研究

李平1，高胜杰1，黄敏1，苟娜1，王艳1，仪江天2，王景2，李沛军1，*

（1.合肥工业大学食品科学与工程学院，安徽合肥230009；2.安徽荷金来农业发展股份有限公司，安徽宿州234200）

冷冻调理肉制品在快递运输过程中易因温度波动导致品质劣变。选择调理牛排为研究对象，通过测定硫代巴比妥酸（TBARS）值、羰基含量及微生物计数分析，探讨不同香辛料提取物对牛排在温度波动下的保鲜作用。结果表明，迷迭香提取物可以显著降低牛排的TBARS值（P＜0.05），丁香提取物对样品脂肪和蛋白质氧化均具有显著的抑制效果（P＜0.05）。两种香辛料提取物对牛排中乳酸菌等腐败微生物有很好的抑制作用，可显著降低产品的细菌总数（P＜0.05），使调理牛排的运输期延长为48h。丁香和迷迭香提取物在温度波动下对调理牛排保鲜具有积极作用。

调理牛排；香辛料提取物；抗氧化；抑菌

调理肉制品又称预制肉制品，是以畜禽肉为主要原料，添加适量的调味料或辅料，经适当加工，以包装或散装形式在冷冻（-18℃）或冷藏（7℃以下）或常温条件下贮存、运输、销售，可直接食用或经简单加工、处理就可食用的肉制品。近年来，牛排作为西餐的一种渐渐被国人认可，消费量也逐年增大；小包装冷冻调理牛排在国内市场上悄然上市，因其以较高的营养价值、加热即可食用的方便条件，非常适合忙碌的白领家庭烹制食用［1］，消费量与日俱增。调理牛排经包装后，进入冷链进行运输、贮藏和销售。目前，电商作为调理牛排制品销售的重要渠道，快递运输期间仅靠“泡沫盒+冰袋”维持产品温度，难以达到理想低温状态。因此，如何控制因冷链温度波动引起脂肪和蛋白质氧化以及微生物生长带来的产品保鲜问题，成为当前调理肉制品企业的当务之急。

香辛料作为天然食品成分，富含黄酮类、菇类、生物碱类和不饱和烃类等物质，对肉制品保鲜的研究已有报道。张慧芸等［2］向熟肉糜中分别添加迷迭香、肉桂和丁香提取物，结果表明，几种香辛料提取物均能显著降低肉糜的硫代巴比妥酸（TBARS）值，保持肉糜鲜红的色泽，且迷迭香抗氧化效果与丁基羟基茴香醚（BHA）效果相当。Tajik等［3］研究了丁香精油和葡萄籽提取物对牛肉饼中有害微生物生长和脂肪氧化的抑制作用，结果表明添加0.1%丁香精油可以显著抑制产品中嗜冷菌生长和脂肪氧化。Armenteros等［4］研究发现，通过盐水注射法添加大蒜、肉桂、丁香和迷迭香精油，对熟火腿的脂肪抗氧化作用显著；而犬蔷薇提取物则对蛋白质氧化具有很好的抑制作用。张强等［5］通过向冷却肉中添加洋葱、生姜和大蒜提取物，使处理组冷却肉在贮藏过程中酸度的下降放缓，汁液流失率降低，保水能力上升，并有效抑制了TBARS值的增加，使冷却肉贮藏品质得到明显改善。截至目前，快递运输条件下的冷冻调理肉制品保鲜研究未见报道。本研究通过模拟快递运输实际，评价在温度波动下添加香辛料提取物对调理牛排脂肪和蛋白质氧化及腐败微生物生长的影响规律，探讨香辛料提取物在调理牛排制品中的保鲜效果及可行性。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

丁基羟基茴香醚（BHA，食品级）：郑州天和生物科技有限公司；乳酸链球菌素（Nisin，食品级）：浙江银象生物工程有限公司；三氯乙酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、氯仿、硫代巴比妥酸（TBA）、2，4-二硝基苯肼、无水乙醇、乙酸乙酯、盐酸胍（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；营养琼脂培养基、MRS琼脂培养基：青岛海博生物技术有限公司；牛肉、丁香、迷迭香：购于合肥市马鞍山路家乐福超市；真空包装袋：北京易买佳商贸有限公司。

1.2仪器与设备

FD-1A-50冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；无菌均质机：宁波新芝生物科技股份有限公司；Esco生物安全柜：新加坡艺思高科技有限公司；CT14RD台式高速冷冻离心机：上海天美生化仪器设备工程有限公司；DFT-250粉碎机：温州顶历医疗器械有限公司；真空包装机：瑞利包装机械有限公司；RE-5286A旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；自动温度记录仪：杭州联测自动化计数有限公司。

1.3方法

1.3.1香辛料提取物的制备

参考刘骞等［6］的方法，将迷迭香、丁香于45℃鼓风干燥箱中烘干，经超微粉碎机打碎。称取50 g干粉于500 mL烧杯中，加入400 mL 95%食用酒精，置于55℃恒温水浴中搅拌12 h，滤纸过滤后，残渣加入200 mL食用酒精重提12 h后再次过滤。合并滤液在旋转蒸发仪（50℃）中浓缩，浓缩液于-42℃进行真空冷冻干燥，制备得到香辛料提取物。将香辛料提取物保存于-20℃冰箱中待用。

1.3.2调理牛排制作

原料牛肉经修整除去筋、膜，切为50 mm×50 mm× 10 mm（约50 g）的片，添加2%食盐、0.4%白砂糖、100 mg/kg亚硝酸钠、500 mg/kg异抗坏血酸钠进行腌制。对照组为基础配方，处理组分别添加0.03%丁香提取物、0.03%迷迭香提取物、0.02%BHA和0.05% Nisin，4℃腌制24 h后进行真空包装，包装后冷冻得到调理牛排。

1.3.3模拟快递运输条件及温度波动测定

模拟电商快递运输实际，将调理牛排置于泡沫盒内，同时放置500 g冷冻冰袋及自动温度记录仪。将泡沫盒置于37℃（夏季温度）恒温培养箱，自动温度记录仪每小时记录一次温度数据，连续记录72 h。

1.3.4硫代巴比妥酸（TBARS）值测定

TBARS值的测定参照韩衍青等［7］的方法，略作修改。取切碎的肉样10 g，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%EDTA），浸泡30 min后高速匀浆30 s，双层滤纸过滤两次，取10 mL上清液并加入10 mL 0.02 mol/L TBA溶液，90℃水浴中保温40 min，冷却1 h后于1 000 g离心10 min（4℃），取上清，加入10 mL氯仿振摇，静置分层后取上清液分别在532 nm和600 nm波长处比色，记录吸光度，用以下公式计算TBARS值。

式中：A532，A600分别表示532 nm和600 nm处样品的吸光值。

1.3.5羰基含量测定

参照Srinivasan和Hultin的方法［8］，作适当修改。取1 mL浓度为100 mg/mL的碎肉液放入离心管，处理组每管中加入1 mL 10 mmol/L 2，4-二硝基苯肼，对照组加入1 mL 2 mol/L HCl，室温下静止1 h，每15 min旋涡振荡一次，添加1 mL 20%三氯乙酸，4 900 r/min离心5 min，弃上清液，用1 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，mL/mL）溶液洗沉淀3次以除去未反应的2，4-二硝基苯肼，加入3 mL 6 mol/L盐酸胍溶液后在37℃条件下保温15 min，2 000 g离心3 min除去不溶物质，最后将上清液在370 nm处测吸光值。使用摩尔吸光系数22 000 L/（mol·cm）计算羰基含量，羰基含量表示为nmol/mg蛋白。蛋白质含量采用双缩脲法进行测定。

1.3.6微生物分析

在无菌操作条件下，取25 g肉样置于无菌均质袋中，加入225 mL灭菌生理盐水，无菌拍打5 min后进行梯度稀释，选择合适稀释度进行平板计数。营养琼脂培养基用于细菌菌落总数测定，37℃培养48 h；双层MRS琼脂培养基用于乳酸菌计数，30℃培养72 h。

1.4数据分析

试验重复3次，结果表示为平均值±标准差。差异显著性（P＜0.05）采用Statistix 8.1软件包中Tukey HSD程序进行分析。使用Sigmaplot 11.0软件作图。

2　结果与分析

2.1模拟快递运输条件下温度波动

模拟快递运输条件下，泡沫盒内温度变化见图1。

图1　模拟快递运输条件下温度变化Fig.1Temperature changes during the abusive cold chain

由图1可知，模拟电商快递运输条件的前8 h，泡沫盒内温度低于4℃。随着时间的延长，牛排所处环境温度逐渐升高，从10 h开始温度上升速度明显加快；至24 h，温度超过30℃，此后温度上升速度放缓；至37 h，盒内温度已达到35℃。由此可以看出，目前电商广泛采用的“泡沫盒+冰袋”式的快递运输，温度波动的情况不容忽视。基于此，温度波动下调理牛排的保鲜研究十分必要。

2.2香辛料提取物对调理牛排TBARS值的影响

TBARS值反映体系中丙二醛含量，是肉制品脂肪氧化的重要标志物［9］。不同添加物对调理牛排TBARS值的影响如图2所示。

图2　不同香辛料提取物对调理牛排TBARS值的影响Fig.2Effects of different spice extracts on TBARS value in prepared steak

随着放置时间延长，各组牛排的TBARS值均逐渐增加（图2），表明脂肪氧化程度随时间延长而升高。放置48 h以上，添加丁香提取物、迷迭香提取物和BHA的样品TBARS值均显著低于对照组（P＜0.05），说明这3种物质对牛排脂肪氧化有显著的抑制作用；其中，添加迷迭香提取物和BHA组无显著差异（P＞0.05）。Nisin添加组的TBARS值较对照组略低，但二者差异并不显著（P＞0.05），表明Nisin对牛排脂肪氧化无抑制作用。

肉中脂肪氧化主要通过水解和不饱和脂肪酸氧化两条途径，温度升高、氧化酶释放、微生物生长等因素均会促进脂肪氧化的进行［10-11］。迷迭香提取物主要包括迷迭香酸、鼠尾草酸、绿原酸和咖啡酸等成分［12］，主要通过清除自由基、螯合金属离子和还原能力而起到抗氧化作用。陈璐等［13］研究了香辛料提取物在肉糜制品中的抗氧化作用，发现添加迷迭香、丁香和桂皮，可以显著降低产品的TBARS值（P＜0.05），其中迷迭香对脂肪抑制作用最强，这与本研究的结果类似。Kong等［14］研究亦发现，丁香提取物、迷迭香提取物和桂皮提取物对熟猪肉馅饼有很好的抗氧化作用，可以显著降低产品的TBARS值，可作为天然抗氧化剂在肉制品中应用。

2.3香辛料提取物对调理牛排羰基含量的影响

羰基含量可以衡量肉中蛋白质氧化的程度，不同添加物对调理牛排蛋白质氧化的作用效果如图3所示。

由图3可知，随着放置时间的延长，牛排中的羰基含量逐渐增加；不同添加成分显示出对蛋白质氧化不同的抑制效果。放置初期（0 h），各组牛排中羰基含量约为0.50 nmol/mg；放置48 h时，对照组和Nisin添加组的羰基含量分别达到1.66nmol/mg和1.70nmol/mg，显著高于BHA和丁香提取物添加组的1.20 nmol/mg和1.13nmol/mg（P＜0.05）。添加迷迭香提取物可以降低牛排中羰基含量，但效果并不显著（P＞0.05）。至72 h，牛排蛋白质氧化加剧，对照组羰基含量上升到2.95nmol/mg；丁香处理组羰基含量最低，达到2.29nmol/mg，为放置初期（0.475 nmol/mg）的482%。

图3　不同香辛料提取物对调理牛排羰基含量的影响Fig.3Effects of different spice extracts on carbonyl content in prepared steak

蛋白质羰基化合物的形成有多种途径，直接羰基化作用包括赖氨酸、苏氨酸、精氨酸、脯氨酸等侧链的直接氧化和肽主链的直接断裂，间接羰基化作用包括和还原糖的非酶催化反应以及与非蛋白羰基化合物如丙二醛等共价结合［15］。丁香提取物对蛋白质氧化的保护作用可能通过在Ca-ATPase的活动维护和减少蛋白质聚合程度的效力来实现的［16］。

2.4香辛料提取物对调理牛排微生物分布的影响

2.4.1香辛料提取物对调理牛排细菌总数的影响

不同添加物对调理牛排细菌总数的影响如图4所示。

图4　不同香辛料提取物对调理牛排菌落总数的影响Fig.4Effects of different spice extracts on total bacterial counts in prepared steak

由图4可知，放置0 h，各组牛排中细菌总数均为4.30 log cfu/g左右，小于NY/T 2073-2011《调理肉制品加工技术规范》中规定的细菌总数（不高于6 log cfu/g），符合预制类调理肉制品要求。放置初期，各组样品细菌总数增长缓慢，这主要是由于此时牛排所处环境的温度较低（图1），细菌生长速度慢。放置至24 h，各处理组细菌总数均低于6 log cfu/g，这表明，即使不采取控制措施，调理牛排仍可经过24 h高温（37℃）快递运输。24 h后，环境温度上升至30℃以上，各处理组细菌总数均呈显著上升趋势（P＜0.05），其中对照组和BHA添加组的细菌总数增加速度高于迷迭香提取物、丁香提取物和Nisin添加组。至48 h，对照组和BHA添加组的细菌总数均已超过6 log cfu/g，分别达到7.62 log cfu/g和7.26 log cfu/g；此时，迷迭香、丁香和Nisin处理组样品的细菌总数虽有增加，仍然低于6 log cfu/g。继续放置至72 h，所有处理组样品中细菌总数均超过7 log cfu/g，此时牛排不符合食用要求。

本研究在前期预试验的基础上，选取的迷迭香和丁香提取物均具有较好的抑菌作用，其中丁香提取物中的丁香酚可通过使细胞膜中的蛋白质变性、与细胞膜中的磷脂反应破坏细胞膜的透性，从而抑制微生物的生长；迷迭香所含的丰富二萜类化合物，能够通过改变细菌细胞膜通透性引起蛋白质和糖类的流失，从而起到抑菌的效果［17］。夏秀芳等［18］研究了丁香、迷迭香和肉桂的醇提取物对冷却肉的保鲜效果，结果表明，3种香辛料提取物对肉中细菌生长有显著的抑制作用，具有良好的保鲜效果。

2.4.2香辛料提取物对调理牛排乳酸菌数的影响

不同添加物对调理牛排中乳酸菌生长的影响如图5所示。

图5　不同香辛料提取物对调理牛排乳酸菌数的影响Fig.5Effects of different spice extracts on lactic acid bacteria counts in prepared steak

乳酸菌是肉制品贮藏过程中重要的腐败菌［19-20］。放置初期，泡沫盒内温度保持在较低水平（图1），作为嗜温菌，乳酸菌在牛排中的生长速度较慢（图5）。24 h后，对照组和BHA添加组的乳酸菌数迅速上升，到48 h已分别达到8.36 log cfu/g和8.13 log cfu/g。添加两种香辛料提取物及Nisin对乳酸菌生长有较好的抑制作用，其中丁香提取物和Nisin效果显著（P＜0.05）。Nisin对乳酸菌具有很好的抑制作用，这与贺松等［21］的研究结果一致。Zhang等［22］研究亦发现，丁香和迷迭香提取物可以降低鸡肉在贮藏过程中乳酸菌的数量，进而减少产品的细菌总数。

3　结论

研究结果表明，目前电商广泛采用的“泡沫盒+冰袋”式的快递运输，温度波动较大。随着放置时间延长，调理牛排的TBARS值和蛋白质羰基含量均有不同程度的上升；迷迭香提取物可以显著降低牛排的TBARS值（P＜0.05），丁香提取物则对样品脂肪和蛋白质氧化均具有显著的抑制效果（P＜0.05）。两种香辛料提取物对牛排中乳酸菌等腐败微生物有很好的抑制作用，可显著降低产品的细菌总数（P＜0.05），使调理牛排的运输期延长为48 h。由于天然香辛料提取物具有安全性高、无副作用等优点，符合绿色食品工业发展要求，其在冷冻调理肉制品市场将具有广阔的应用前景。

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Effects of Spice Extracts on Preservation of Prepared Steak under An Abusive Cold Chain

LI Ping1，GAO Sheng-jie1，HUANG Min1，GOU Na1，WANG Yan1，YI Jiang-tian2，WANG Jing2，LI Pei-jun1，*
（1.School of Food Science and Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，Anhui，China；2.Anhui Hejinlai Agricultural Development Co.，Ltd.，Suzhou 234200，Anhui，China）

The quality of frozen prepared meat products are prone to deteriorate when temperature abuses during the express delivery.By determination of the thiobarbituric acid reactive substances（TBARS）value，carbonyl and content and microbial counts，effects of spice extracts on preservation of prepared steak under an abusive cold chain were studied.Results showed that the rosemary extract significantly reduced the TBARS value（P＜0.05），while clove extract could both delay the oxidation of the fat and protein in the prepared steak（P＜0.05）.The two spice extracts showed good inhibitive effects on the growth of lactic acid bacteria in the steak and therefore the total bacterial counts decreased（P＜0.05），with an extending transportation period of 48 h.Therefore，clove and rosemary extracts can play a positive role in the preservation of the prepared steak when temperature abuses.

preparedsteak；spicesextracts；antioxidant；bacteriostatic

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.044

安徽省科技攻关计划项目（1501031090）；安徽省自然科学基金（1608085QC70）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（JZ2016HGTA0693）

李平（1994—），男（汉），本科生，研究方向：食品质量与安全。

李沛军（1986—），男，讲师，博士，研究方向：肉品加工及贮藏。

2016-09-01