甘露聚糖复合抗菌膜对鸡胸肉的保鲜效果

王碌碌,王 莹,杨少华，施肇源,欧小倩，王 伟，刘国庆，*

(1.合肥工业大学 食品科学与工程学院,安徽合肥 230009；2.宣城市农产品质量安全监督局，安徽宣城，242000)

甘露聚糖复合抗菌膜对鸡胸肉的保鲜效果

王碌碌1,王 莹1,杨少华1，施肇源1,欧小倩1，王 伟2，刘国庆1，*

(1.合肥工业大学 食品科学与工程学院,安徽合肥 230009；2.宣城市农产品质量安全监督局，安徽宣城，242000)

为了延长鸡胸肉的保质期,采用甘露聚糖复合保鲜液对鸡胸肉进行涂膜保鲜。以贮存过程中pH、菌落总数、霉菌和酵母菌总数作为参考指标,挥发性盐基氮值作为评价指标与不同的保鲜剂之间建立了数学模型并对保质期进行了预测。实验结果表明:甘露聚糖涂膜组的挥发性盐基氮值符合指数增长模型且保鲜效果显著(p<0.05),对数学模型的验证发现甘露聚糖涂膜处理可以延长鸡胸肉二级鲜度至18 d,与模型预测值接近,说明此模型预测鸡胸肉保质期是可靠的。

甘露聚糖,可食性抗菌膜,保鲜效果,理化指标,数学模型

由于鸡肉成本低且营养价值高,其消费量在不断增加[1],但其保质期短[2],传统方法[3]只能保存4～5 d。随着生活水平的提高,传统方法已不能满足人们对鸡肉保鲜的需求,因此,新的保鲜方法具有很好的应用价值和探索意义。

可食性涂膜保鲜是近年来较为新颖的保鲜方法,研究发现精油(乳清分离蛋白为载体)[4-5]、2%蔷薇精油和石榴汁[9],溶菌酶、茶多酚和壳聚糖(壳聚糖为载体)[6-7]、甘露聚糖[8-9]、Nisin和乳酸钠[10]、茶多酚和大蒜素(天然可食性膜为载体)[11]分别对冷藏期间的肉及肉制品、草莓等均有保鲜效果。涂膜保鲜是指经过浸泡、喷淋等方式,使鸡肉表面覆盖上一层透明薄膜,通过防止外界微生物侵入、减少汁液流失,防止脂肪氧化以达到防腐保鲜的目的,同时还具有营养保健作用[12-13]。甘露聚糖是一种经济高效的天然食品防腐剂,其溶于水后形成凝胶状,黏度高、成膜性好[14],在食品保鲜中,既可以利用其良好的成膜性来达到防腐保鲜的效果,也可以作为其他防腐剂的载体延长保质期。

对肉保鲜的研究,国内研究主要集中在如何延长保质期方面,鲜有通过数学模型预测保质期的报道。本文以甘露聚糖抗菌膜为保鲜剂,对鸡胸肉进行涂膜保鲜,采用数学模型预测保质期,以期为鸡胸肉的保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鸡胸肉、保鲜膜 合肥市马鞍山路家乐福超市;甘露聚糖(食品级) 郑州龙晨食品添加剂有限公司;抗坏血酸(VC) 食品级，索莱宝生物科技有限公司；溶菌酶 酶活≥800 U/mg,阿拉丁试剂;其他试剂均为化学纯或分析纯。

PHS-3E型pH酸度计 上海旦鼎国际贸易有限公司;K9840型凯氏自动定氮仪 海能仪器;DSX-280B型高压灭菌锅 上海申安医疗器械厂;SW-CJ-1D型超净工作台 蓟州净化;SHP-250型生化培养箱 上海三发科学仪器有限公司;BCD-209KHC型冰箱 合肥美菱股份有限公司;ZG-L201型绞肉机 广东志高空调有限公司;FJ-200型均质机 广州冠鑫轻工机械设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 复合保鲜液的配制 称取一定量甘露聚糖配成0.20%甘露聚糖水溶液,再向0.20%甘露聚糖水溶液中添加不同的防腐剂,配成含有不同质量分数溶菌酶(0.01%、0.03%、0.05%)、VC(1.00%、3.00%、5.00%)的甘露聚糖水溶液。

1.2.2 单一保鲜液的配制 称取一定量的溶菌酶、VC溶于水,配制成不同质量分数的溶菌酶(0.03%)、VC(3.00%)保鲜液。

1.2.3 肉样的处理 称取鸡胸肉38.00 g,将鸡肉放入保鲜液中浸泡2 min后捞出沥水,直到无大水珠落下为止,然后置于超净工作台中,冷风循环至肉表面无明显水分。用保鲜膜包裹后置于无菌培养皿中,于4 ℃冰箱中保存。

1.2.4 复合保鲜液对鸡胸肉的保鲜

1.2.4.1 甘露聚糖+溶菌酶组 将配制好的含有不同质量分数溶菌酶的甘露聚糖水溶液按照1.2.3样品处理方法进行涂膜保鲜。

1.2.4.2 甘露聚糖+VC组 将配制好的含有不同浓度VC的甘露聚糖水溶液按照1.2.3样品处理方法进行涂膜保鲜;对照组分为甘露聚糖组和空白组,甘露聚糖组:将配制好的0.20%甘露聚糖水溶液按照1.2.3样品处理方法进行涂膜,空白组:以蒸馏水代替甘露聚糖对照组的0.20%甘露聚糖水溶液。

1.2.5 单一保鲜液对鸡胸肉的保鲜 将配制好的不同质量分数的溶菌酶、VC溶液按照1.2.3样品处理方法进行浸泡保鲜;以蒸馏水作为对照。

1.3 分析测定方法

对上述各样品的pH、挥发性盐基氮、菌落总数、霉菌和酵母菌数进行分析测定,对每组实验重复三次取平均值,结果为平均值±标准偏差。

对pH的测定参照文献[15],评价标准:一级鲜肉5.8～6.2,二级鲜肉6.3～6.6,变质肉>6.7[16];对挥发性盐基氮(TVB-N)测定参照文献[17],评价标准:一级鲜度≤15 mg/100 g,二级鲜度15 mg/100 g≤TVB-N≤25 mg/100 g,变质肉TVB-N>25 mg/100 g[16];对菌落总数测定参照文献[18],评价标准:一级鲜肉小于4 lg CFU/g,次新鲜肉为4～6 lg CFU/g,变质肉为6 lg CFU/g以上[16];对霉菌和酵母菌的测定参照文献[19]。

1.4 数据处理

采用Excel、Origin 8、Spss 16.0软件对实验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 复合保鲜液对鸡胸肉保鲜效果的影响

2.1.1 复合保鲜液对鸡胸肉贮存期间TVB-N的影响 从图1中可以看出,随着贮存时间的延长,处理组与对照组的挥发性盐基氮含量都在不断上升,对照组与处理组之间存在显著性差异(p<0.05),在贮存的后期,甘露聚糖组和甘露聚糖复合组之间存在显著性差异(p<0.05),且含有不同质量分数的溶菌酶、VC组之间存在显著性差异(p<0.05),其中,对照组的TVB-N含量从最初的(5.92±0.07) mg/100 g增加到第15 d的(36.7±0.21) mg/100 g,在贮存的第6 d,对照组肉的TVB-N值就已经超过了一级鲜肉标准15 mg/100 g,而处理组肉可以维持一级鲜度到第13～15 d,因此,对肉进行甘露聚糖涂膜处理可以很好的抑制挥发性盐基氮的生成。

图 1 复合保鲜液对鸡胸肉贮藏期间TVB-N含量的影响Fig.1 Effect of compound preservation solution on the content of TVB-N in chicken breast during storage注:a.甘露聚糖+溶菌酶;b.甘露聚糖+VC。

表1 复合保鲜液对鸡胸肉贮藏期间菌落总数的影响

注：表中值为平均值±标准差,单位为lgCFU/g,abcde代表每一列中数值差异显著性,同列字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05);ABCDEF代表每一行中数值差异显著性,同行字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05)。

表2 复合保鲜液对鸡胸肉贮藏期间酵母菌总数的影响

注：表中值为平均值±标准差,单位为lgCFU/g,abc代表每一列中数值差异显著性,同列字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05);ABCD代表每一行中数值差异显著性,同行字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05)。

图2 复合保鲜液对鸡胸肉贮藏期间pH的影响Fig.2 Effect of compound preservation solution on pH value of chicken breast during storage注:a.甘露聚糖+溶菌酶;b.甘露聚糖+VC。

2.1.2 复合保鲜液对鸡胸肉贮存期间pH的影响 从图2中可以看出,对照组和处理组的pH整体变化趋势是先降低后上升,对照组与处理组之间无显著性差异(p>0.05),且含有不同质量分数的溶菌酶、VC组之间不存在显著性差异(p>0.05),在贮存的第15 d,对照组和处理组之间存在显著性差异(p<0.05)。在贮存初期,肉中肌糖原的ATP的分解和无氧酵解使得乳酸和磷酸的含量增加使pH下降;随着肉中的蛋白质被降解释放出碱性基团,pH有所增大[20]。

2.1.3 复合保鲜液对鸡胸肉贮存期间微生物数量的影响 从表1、表2、表3中可以看出,随着贮存时间的延长,菌落总数、酵母菌总数、霉菌总数都有显著增加(p<0.05),其中,对照组与处理组的菌落总数、酵母菌总数之间有显著性差异(p<0.05),霉菌总数没有显著性差异。同对照组相比,0.20%甘露聚糖处理组的肉在贮存过程中对细菌、霉菌、酵母菌均有一定的抑制作用,这一结论同殷涌光等[8]的研究结论一致;从表中可以看出对照组的菌落总数在第11 d时就已经超过了6 lg CFU/g,成为了变质肉。甘露聚糖复合保鲜液对微生物的抑制效果较好,说明涂膜处理对微生物的生长具有一定的抑制作用。

表3 复合保鲜液对鸡胸肉贮藏期间霉菌总数的影响

注：表中值为平均值±标准差,abcd代表每一列中数值差异显著性,同列字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05);ABCDEFG代表每一行中数值差异显著性,同行字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05)。

2.2 单一保鲜液对鸡胸肉的保鲜效果

2.2.1 单一保鲜液对鸡胸肉贮存期间TVB-N的影响 从图3中可以看出,随着贮存时间的延长,TVB-N的值整体在不断增大,从第3 d开始对照组和处理组之间以及各个处理之间有显著性差异(p<0.05)。在贮存的第6 d,溶菌酶和VC处理组的TVB-N分别达到了(14.35±0.07)、(12.7±0.14) mg/100 g,此时的对照组已经达到了(17.15±0.09) mg/100 g,超过了一级鲜肉的标准,所以溶菌酶和VC处理可以在一定程度上延缓TVB-N值的增长,与李苗云[20]的结论一致。在贮存后期,溶菌酶的稳定性较差,由于胺类物质的生成,其活性下降，导致了溶菌酶处理组的TVB-N值增长较快。

表4 单一保鲜液对鸡肉贮存期间微生物数量的影响

注：表中值为平均值±标准差,单位为(lg CFU/g),abc代表每一列中数值差异显著性,同列字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05);ABCDE代表每一行中数值差异显著性,同行字母相同者差异不显著,不同者差异显著(p<0.05)。

图3 单一保鲜液对鸡肉贮存期间TVB-N的影响Fig.3 Effect of single preservation on TVB-N during storage

2.2.2 单一保鲜液对鸡胸肉贮存期间pH的影响 从图4中可以看出,随着贮存时间的延长,pH的总体变化趋势是先下降后上升,对照组和处理组以及各个处理组之间具有显著性差异(p<0.05)。对照组由于没有防腐和抑菌措施,使得肉中的微生物不断生长、不断分解蛋白质使得pH变化较大;而处理组中的溶菌酶、VC能够在不同程度上影响微生物和酶的活动,从而使肉的pH变化不大。

图4 单一保鲜液鸡肉贮存期间pH变化的影响Fig.4 Effect of single preservation on pH during storage

2.2.3 单一保鲜液对鸡胸肉贮存期间微生物数量的影响 从表4可以看出,随着贮存时间的延长,微生物数量都有明显升高(p<0.05),对照组增加较快,处理组和对照组之间的菌落总数具有显著性差异(p<0.05)、酵母菌总数没有显著性差异(p>0.05)、霉菌数有显著性差异(p<0.05)。对照组在第6～11 d时TVB-N就已经达到了腐败肉的标准,相对来说,处理组微生物数量增加的趋势比较小,在第15 d时,菌落总数也是在次鲜肉范畴,说明浸泡处理对微生物具有一定的抑制作用。

3 讨论

表5 回归模型方差分析

表6 鸡胸肉贮存期间TVB-N值的预测

VC是抗氧化剂,可以减缓肉肌间组织中的脂肪膜内多不饱和脂肪酸的氧化程度[21-22],属于有机酸,透过病源微生物细胞膜进入细胞内部使其裂解死亡[21];溶菌酶通过破坏细菌细胞壁使得细菌溶解死亡。实验结果表明甘露聚糖复合保鲜液或者单一保鲜液均能在一定程度上延缓鸡肉的腐败变质,但是,溶菌酶和VC直接浸泡处理后的肉样在贮存过程中微生物数量和TVB-N值明显高于涂膜处理组,这一结果证实了直接将防腐剂用于肉制品表面,防腐剂会很快渗入到肉组织内部,使得肉表面防腐剂浓度下降,无法很好的抑制微生物生长,而甘露聚糖良好的成膜特性[14]为防腐剂提供了载体,可以延缓防腐剂向肉中渗透,维持一定的抑菌浓度,此外,膜还能很好的隔绝外界空气,减少微生物的入侵[23-26]。所以,甘露聚糖复合保鲜液的保鲜效果好。

3.1 数学模型的建立

图5 TVB-N值与保鲜剂的关系Fig.5 Relationship between TVB-Na and preservation注:a:0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶;b:0.20%甘露聚糖+3.00% VC。

3.2 保质期的预测

由表6中可以看到以甘露聚糖作为载体对肉样进行涂膜保鲜能使肉保持一级鲜度至14～15 d,保持二级鲜度至20 d左右;可见涂膜可以在一定程度上延缓TVB-N值的增长,从而达到保鲜效果。

3.3 验证实验

鸡胸肉按照1.4样品处理方法进行0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶、0.20%甘露聚糖+3.00% VC涂膜处理后,测定贮存期间的TVB-N值的变化,发现0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶的TVB-N值在第18 d时达到了25.34 mg/100 g,0.20%甘露聚糖+3.00% VC组的TVB-N值在第20 d时达到了25.64 mg/100 g,测量值接近预测值,说明用于预测保质期的此模型是适合的。

4 结论

实验发现,采用甘露聚糖涂膜保鲜的鸡胸肉TVB-N值和微生物数量均显著降低(p<0.05),pH的变化相对稳定,其中0.20%甘露聚糖+3.00% VC、0.20%甘露聚糖+0.03%溶菌酶的保鲜效果较好。而采用3.00% VC、0.03%溶菌酶浸泡处理对鸡胸肉的保鲜效果相对较差。

本实验中所建立的数学模型理论值与预测值相关性大,对鸡胸肉的贮存保鲜具有一定的指导意义,有利于生产加工,提高经济效益。根据数学模型对鸡胸肉保质期预测发现,甘露聚糖涂膜组的鸡胸肉可以保持二级鲜度至18 d。甘露聚糖膜在鸡胸肉保鲜中具有重要的作用,今后可以作为不同保鲜剂的载体来提高鸡胸肉的保质期。

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Effect of mannan antimicrobial membrane on the preservation of chicken breast

WANG Lu-lu1,WANG Ying1,YANG Shao-hua1,SHI Zhao-yuan1,OU Xiao-qian1,WANG Wei2,LIU Guo-qing1,*

(1.College of Food Science and Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China; 2.Agricultural Products Quality and Safety Supervision and Management Bureau,Xuancheng 242000,China)

In order to extend the shelf life of chicken breast,the mannan complex preservation solution was used for the preservation of chicken breast. The pH value,microbe quantity of chicken breast were assayed as reference indexes,the total volatile basic nitrogen(TVB-N)value was regarded as an evaluation index and a mathematical model was built between TVB-N and different preservations to predict the shelf life during storage. The results showed that:the TVB-N value of mannan coating group accorded with exponential growth model and the preservation effect was significant(p<0.05). TVB-N value of the mannan coating group effect of the mannan coating was significant(p<0.05). The results of mathematical model showed that the mannose coating could prolong the freshness of chicken breast until 18 d,which was close to the model predictive value and indicated that the model could predict the shelf-life of chicken breasts reliably.

mannan;edible antimicrobial coating;preservation effect;physical and chemical indicators;mathmatical model

2016-11-17

王碌碌(1994-)，女，硕士，研究方向：食品科学，E-mail:Lulu131522@163.com。

*通讯作者:刘国庆(1963-)，男，博士，教授，研究方向：食品科学，E-mail：Liugq168@163.com。

合肥工业大学博士产学研项目(XC2016JZBZ03)；皖江禽产研究院项目(XC2015AKKG002)；宣城市科技局项目(XC2015XKKJ02);安徽省科技局项目(XC2015AKKG003)。

TS251.1

A

1002-0306(2017)09-0318-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.09.053