香辛料在冷却肉保鲜中的应用研究进展

李卫东　孙旺斌　巨敏莹　王亚兰

摘要 冷却肉是集健康、营养及美味于一体的最科学的生鲜肉，是当代肉类市场的宠儿。就冷却肉的加工而言，首先应当聚焦于解决其保鲜问题。随着问题食品的层出不穷和生活水平的不断提升，人们愈发关注食品的安全质量，因此绿色天然的保鲜剂和保鲜方案的探索与开发便成了当代肉业发展的必然要求。尽管冷却肉有诸多的优点，但是其缺点也显而易见，诸如运输条件高、货架期短等。结合最新的冷却肉保鲜剂和防腐方法，重点综述了冷却肉腐败变质的原因和机理，天然香辛料抑菌成分的提取方式及几种典型香辛料提取物的保鲜效果和抑菌机理。同时对香辛料保鲜剂的发展前景进行预期分析，以期为冷却肉的保鲜加工及进一步研究提供参考。

关键词 香辛料；冷却肉；食品安全；天然保鲜剂；防腐抑菌

中图分类号 TS251.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）21-0258-02

一直以来，肉类在人们的饮食结构中占有相当的比例，也是人们获得优质的动物性蛋白质的主要来源。冷却肉是肉类的一种新型消费形态，代表肉类生产和消费的发展方向。它是指严格按照检疫章程屠宰的胴体进行短期冷却处理，使其温度在一昼夜（24 h）内降低到（3±1）℃，且在后续的加工、流通和零售途中一直保持在这个温度的生鲜肉[1]。与其他2类肉（热鲜肉与冷冻肉）相比，冷却肉有其独到的优点，比如多汁鲜美、营养健康、安全卫生等。但是冷藏温度下的冷却肉并不能完全抑制腐败菌的扩繁。如今，冷却肉保鲜方法种类繁多，像紫外线灭菌保鲜、保鲜剂保鲜、辐射防腐保鲜等均被国内外普遍采用。香辛料提取物作为生物保鲜剂的一种，除了具有抑菌防腐、延长肉制品的货架期外，还赋予鲜肉一定的香型、矫正食品的风味，像羊肉的膻味可以用地椒（一种香辛料）來淡化[2]。此外，香辛料保鲜剂还符合天然绿色、低毒健康的食品添加剂发展方向[3]。基于此，近年来香辛料保鲜剂的研究成为热点。

1 冷却肉腐败变质的原因和机理

1.1 冷却肉腐败变质的原因

1.1.1 微生物因素。就冷却肉而言，引起其腐败变质的最主要原因便是微生物污染。人们通常将在竞争中占优势以及产生异味化合物（如硫化氢、挥发性胺等）能力强的腐败菌称为特定腐败微生物。宰前健康动物的肌肉和血液几乎是未被微生物感染的，但是在屠宰及加工过程中受到操作工具、肠内容物等污染而感染外界微生物，这是胴体鲜肉微生物的主要来源。初始菌数是影响冷却肉保质期的主要因素，因此严格按照检疫制度进行屠宰是提高冷却肉货架期的重要途径。冷却肉中常见的腐败微生物包括乳杆菌属、热死环丝菌（两者均属于革兰氏阳性菌）、革兰氏阴性菌、假单胞菌属、肠杆菌科等。研究人员曾经利用现代生物分子技术（即16SrRNA基因克隆和序列分析）对肉中的菌相进行分析，发现与先前得到的结果基本一致[4]。

1.1.2 环境因素。加工冷却肉的原料来自于畜禽屠宰后的胴体，而畜禽在屠宰及加工过程中受多种因素的影响，如环境中腐败菌的数量、操作的规范与否、器具及设备的卫生状况、环境温度及采取何种包装方式等。马坚毅研究发现，附着在羊身上的灰尘在屠宰过程中向操作间释放的微生物数量最大。在剥皮工序上，操作工人在接触到羊毛之后手上的微生物数量>103 cfu/cm2，比刚进分割车间时高出100倍以上。也有人研究发现温度在最适温度的基础上稍微增加便会导致货架期大大缩短，初始菌数为104 cfu/cm2的鲜肉在0 ℃条件下的保质期为16 d，5 ℃条件下减降至5 d，而10 ℃条件下仅为2 d[5]。此外，对冷却肉进行合理的包装也是确保产品卫生和质量以及延长货架期的有效措施。研究发现，低氧（60% CO2、20% O2、20% N2）气调包装相比于真空包装与托盘包装，其保鲜效果最佳。即使在较高的初始菌数下，保质期也高达12 d以上[6]。目前，各大冷却肉加工厂商大多采用真空包装和托盘包装相结合的方式，从而科学合理地保证了肉类原本的色泽，同时也有效提高了其保质期。

1.1.3 肉类本身。到目前为止，国内外许多研究表明。动物的种类、品种、性别、年龄及其自身的一些酶类等都会影响冷却肉的贮存期。

1.2 冷却肉腐败变质的机理

在各种腐败微生物的作用下，肉中蛋白质先是进行逐级分解，即蛋白质→多肽→氨基酸，已经变质的冷却肉，其表面的黏液便是多肽与水作用的结果。其后，在腐败菌分泌的各种酶的催化下，氨基酸也被分解，而生成了各种恶臭的产物，像硫化氢、挥发性胺（尸胺、腐肉胺）、羧酸及酮酸等。而关于脂肪的酸败，也是由微生物分泌的各类酶（主要是脂肪酶和氧化酶）对脂肪进行分解和氧化的结果。此外，脂肪的自身氧化也是其酸败的另一原因[7]。

2 香辛料在冷却肉保鲜中的应用研究

2.1 天然保鲜剂的分类

保鲜剂分为化学保鲜剂和天然保鲜剂两大类。因天然保鲜剂在保证肉质品质的同时，具有安全无毒、作用广范等特点，并且更是符合天然绿色、营养健康的现代饮食理念，所以备受热捧。天然抗菌保鲜剂按其来源可分为植物来源防腐剂、动物来源防腐剂和微生物来源防腐剂。常见的植物源保鲜剂主要包括生姜、大蒜、桂皮、绿茶、丁香和迷迭香等。这些物质提取物中的醇、酚、烯类化合物及黄酮类非挥发性物质含量丰富，具有较强的抑菌作用；动物源保鲜剂与微生物源保鲜剂较之植物源保鲜剂数量有限，较为典型的有蜂胶、壳聚糖、溶菌酶、纳他霉素及Nisin等[8]。

2.2 香辛料在冷却肉保鲜中的应用

2.2.1 香辛料及其功效。香辛料既是一味中药，也是一种饮食调料。近年来许多研究报道表明，香辛料不仅能够改善食品的滋味和色泽，同时也具有一定的保健功效（缓解疲劳与镇静）以及保鲜价值（用作天然抗氧化剂和防腐剂）[9]。研究较多的香辛料保鲜剂有肉桂、桂皮、薄荷、丁香、迷迭香等，而像花椒、孜然、豆蔻、茴香、百里香这些香辛料也在试验中有所涉及，但研究较少。

2.2.2 香辛料抑菌成分的提取方法。关于香辛料保鲜剂，目前研究最多的是其粗提物的保鮮效果。回流法、浸提法、索氏提取法、水蒸汽蒸馏等是最常见的提取方法，也是最传统的提取方法。而超临界CO2萃取、微波辅助萃取及超声提取法这些新型提取技术也逐渐在实验室普遍使用起来[10-13 ]。这些分离方法各有利弊，目前还处在研究阶段，不过提取方法定会向更加环保、高效及分离技术联合使用的方向发展。张赟彬等在提取八角茴香的抗菌活性成分时，比较了水蒸汽蒸馏法、超临界CO2萃取法、乙醇回流法3种方法。

2.2.3 香辛料提取物的保鲜作用。将香辛料提取物或其精油利用单一或复合保鲜液按一定的浓度进行喷洒、浸渍处理冷却肉，都收获了一定的保鲜效果。刘占东等[14]用制备的质量分数为3%和6%的肉桂精油壳聚糖纳米粒（肉桂精油的质量分数分别为0.2%和1.0%）分别处理了冷却猪肉，通过对多项理化指标的测定分析，结果发现质量分数为6%的肉桂精油壳聚糖纳米粒试验组的冷却肉在（4.0±0.5）℃时保质期可达6 d，与此同时，肉桂精油壳聚糖纳米粒也克服了肉桂精油容易挥发的缺陷。姜绍通等[15]研究表明0.7%茶多酚、0.4%大蒜素和乙种膜溶液（3%可溶性淀粉、0.6%海藻酸钠、0.2%单甘酯）组成的涂膜保鲜剂处理冷却猪肉，在冷藏条件下货架期达19 d以上。孙 莎等[16]在采用壳聚糖和薄荷提取液作为复合涂膜剂，研究冷却肉的保鲜效果时也得出了与上述类似的结果。张依洁等[17]采用丁香精油（0.05 g/kg）和青花椒油（0.1 g/kg）对酱卤鸭肉进行二次处理。结果发现，在贮藏过程中，添加组的挥发性盐基氮（TVBN）明显低于空白组。同时，酱卤鸭肉保质期也由原来的10 d延长至12 d。还有张 强等[18]研究表明，用洋葱、生姜和大蒜提取物浸泡过3 min的冷却肉，其货架期均有不同程度的延长，其中大蒜提取物保鲜效果最好，可将冷却肉的保质期延长到12 d以上。各种香辛料提取物在冷却肉的保鲜方面都各有优缺点，正如很多研究表明大蒜提取物抑菌能力强、保鲜效果好，但是其滋气味过于浓烈，会掩盖冷却肉原本的特性，很难被消费者接受。因此，应慎重权衡各种香辛料保鲜剂的利弊，使其更好地应用于冷却肉的生产和加工。

2.3 复合保鲜剂的应用

有大量文献报道，多种香辛料提取物联合使用的抑菌效果均要好于单一保鲜剂的保鲜效果。在研究肉桂、百里香和生姜精油对常温猪肉的保鲜效果时，研究人员发现最优复配精油（肉桂精油∶百里香精油∶生姜精油=0.025%∶0.25%∶0.05%）使得常温猪肉的pH值稳定，且在储藏5 d后，复配组的总菌数要比对照组少2个数量级[19]。彭雪萍等[20]在研究肉桂醛的保鲜效果时发现，就防腐性能的强弱而言，复配物>肉桂提取物>山梨酸钾。此外，栅栏技术原理也说明了复合保鲜剂的此种优点。

2.4 香辛料的抑菌机理

关于香辛料的抑菌机理，尽管研究报道很多，但是依旧不够清晰，有待学者进一步研究。根据已有报道大致可分为以下几类：损伤细胞壁，改变细胞的通透性；改变蛋白质和核酸；抑制酶的作用；作为抗代谢物；抑制核酸的合成等[21]。

3 展望

尽管冷却肉已经在我国发展多年，但是却一直未能普及。最主要的原因则是在冷却肉的加工、运输及零售过程中，均要求较高的条件，优质的保鲜剂便是其中之一。尽管关于天然香辛料的研究报道很多，但是都不够深入透彻，这在很大程度上限制了香辛料保鲜剂的发展。且肉类保鲜本就是一个复杂的系统工程，可以说没有任何一种单一的保鲜措施是完美无缺的。因此，生产生活中，应当根据栅栏原理，将不同的栅栏因子合理地组合起来，这样才会更加全面地抑制腐败细菌的生长繁殖，达到较好的保鲜效果。此外，HACCP管理体系科学合理，是被全世界公认的确保食品安全的最佳管理方案，因此在冷缺肉的加工中也应当被付之实施。我国疆土辽阔，物产富饶，肉桂、丁香、迷迭香等香辛料资源极其丰富。相信随着冷却肉保鲜技术的不断发展，未来天然香辛料保鲜剂将被大规模地投入到冷却肉生产中。

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