复配防腐剂及其对西式里脊火腿贮藏品质的影响

周辉+吴香+徐宝才

摘 要：研究适用于西式里脊火腿中的复配防腐剂。通过单因素和L9（34）正交试验测定乳酸链球菌素（nisin）、双乙酸钠、防腐剂A和乳酸钠对里脊火腿的抑菌效果。结果表明：4 种防腐保鲜剂对样品菌落总数影响的主次顺序为：乳酸链球菌素>防腐剂A>乳酸钠>双乙酸钠，最优水平组合为乳酸链球菌素0.02%、双乙酸钠0.10%、防腐剂A 0.80%、乳酸钠3.00%。低温贮藏实验中，添加最佳比例复配防腐保鲜剂的里脊火腿的菌落总数显著低于对照组，pH值无显著变化，色泽优于对照组，总接受度更高，并且对引起里脊火腿腐败的微生物生长有很好的抑制作用。

关键词：复配防腐保鲜剂；里脊火腿；正交试验；贮藏期；微生物

Abstract： This research aimed to find a suitable preservative combination for western tenderloin sausages. One-factor-at-a-time experiments and experiments designed according to an L9 （34） orthogonal array were conducted to determine the effect of nisin， sodium diacetate， preservative A and sodium lactate， added singly or in combination， on the total number of colonies. The effectiveness of four preservatives was in the decreasing order of nisin > preservative A > sodium lactate > sodium diacetate. The optimal combination that resulted in a significant reduction in the total number of colonies compared with the control group was nisin 0.02%， sodium diacetate 0.10%， preservative A 0.80%， and sodium lactate 3.00%. In addition， this preservative combination did not significantly change the pH， leading to a significant improvement in the color and overall acceptance and strongly inhibiting the growth of microorganisms causing spoilage in western tenderloin sausages.

Key words： complex preservative； tenderloin sausage； orthogonal array design； storage period； microbes

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201705005

中圖分类号：TS251.5 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）05-0021-06

西式里脊火腿属低温肉制品，在严格的低温车间生产[1]、运输和销售。低温肉制品较高温肉制品保持了肉纤维较好的弹性，肉质结实且口感较好，很好地保留了肉制品原有的营养成分和风味[2]。里脊火腿因其具有营养、风味、口感和外观等优势迅速在国内外开始流行。但里脊火腿保质期短，其中腐败菌是导致货架期较短的根本原因，并且与氧气、光及包装设备有较大接触面，巴氏杀菌技术不能完全杀死里脊火腿中的细菌及芽孢，产品经常出现析水和胀袋、发黏等腐败变质现象[3-4]，给产品质量和安全带来很大影响[5-6]。

如何提高里脊火腿稳定性并延长其保质期是限制里脊火腿市场的主要原因[7-8]。延长里脊火腿保质期可通过添加抑菌剂[9-10]、加强生产人员和环境过程卫生控制以及杀菌[11]等方式，然而单靠生产过程卫生控制和杀菌并不能较好地控制里脊火腿中微生物的生长繁殖。需要依靠栅栏技术[12]和不同防腐抑菌剂共同作用，干扰微生物正常生长代谢，抑制其生长和繁殖[13]，并且可以降低单一防腐剂使用量，增加肉制品的安全性[14]。

乳酸链球菌素（nisin）可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用[15]，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂[16-17]。双乙酸钠是一种广谱、高效、无毒的防腐抑菌剂，它对霉菌和酵母菌的抑制作用显著。防腐剂A是以益生菌为菌种，以蔗糖为培养基发酵而成的天然物质，抗菌谱广，对霉菌和酵母菌的作用强，且是一种专用于熟肉制品品质、性状保持的新型防腐保鲜剂，安全性高。乳酸钠可作为食品的保鲜剂[18]、调味剂和保水剂，对肉品中的大肠杆菌、单增李斯特菌和肉毒梭状芽孢杆菌等抑制效果显著[19-20]，同时可以降低氯化钠的用量。

本研究通过对乳酸链球菌素、双乙酸钠、防腐剂A和乳酸钠几种防腐保鲜剂进行单因素试验和L9（34）正交试验，确定最佳复配比例，以达到抑制腐败菌和病原菌的生长繁殖、提高里脊火腿贮藏稳定性，延长保质期的效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

里脊肉 桐城福润有限公司；大豆分离蛋白

通榆县益发合大豆制品有限责任公司；木薯变性淀粉 甘肃圣大方舟马铃薯变性淀粉有限公司；食盐 南京盐业有限公司；白糖 马鞍山盐业有限公司。

亚硝酸钠、红曲红 南京同建食品科技有限公司；味精 南京阜丰食品贸易有限公司；卡拉胶 希福生物科技有限公司；粉末香精 北京味食源食品科技有限责任公司；D-异抗坏血酸钠 诸城华源生物工程有限公司；乳酸链球菌素 浙江新银象生物工程有限公司；双乙酸钠 南通奥凯生物科技有限公司；防腐剂A

苏州汉德瑞生物工程有限公司；乳酸钠 南京有容有限公司。以上原、辅材料均由江苏雨润肉类产业集团有限公司和江苏雨润集团国家重点实验室提供。

1.2 仪器与设备

台式pH计 梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；CR-400色差计 日本柯尼卡美能达公司；分析

天平 美国新泽西奥豪斯仪器有限公司；数显恒温水

浴锅 金坛市医疗仪器厂；MB-22S台式绞肉机 北京南常肉食机械有限公司；滚揉机 诸城市新三禾机械厂；VF-620真空灌肠机 德国汉德曼公司。

1.3 方法

1.3.1 里脊火腿生产工艺流程

1.3.2 实验设计

单因素试验：根据4 种防腐保鲜剂的应用特性确定单因素试验水平，添加量以防腐保鲜剂在原料肉中的质量分数计，分别为：乳酸链球菌素0.005%、0.010%、0.020%、0.030%、0.040%，双乙酸钠0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%，防腐剂A 0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、0.9%，乳酸钠0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。样品均在4 ℃条件下贮藏7 d后测定菌落总数，根据筛选结果进行L9（34）正交试验并做阴性对照，以菌落总数作为评价指标，以不添加抑菌剂的里脊火腿为对照组。

贮藏实验：将真空包装好的里脊火腿于4 ℃条件下分别贮藏0、4、7、14、21、30 d并测定菌落总数、色泽、pH值和感官评分，以不添加抑菌剂的里脊火腿为对照样，综合评价复配防腐保鲜剂的应用效果。

1.3.3 里脊火腿菌落总数测定

根据GB/T 4789.2—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[21]进行检测，每组样品平行测定3 次并做空白阴性对照，每组实验重复2 次。

1.3.4 里脊火腿pH值测定[22-23]

将里脊火腿样品绞碎并称取10.0 g，加入90 mL去离子水，搅匀后静置浸泡15 min，然后将肉浸液用滤纸进行过滤，将得到的滤液用pH计测定pH值并记录，每组样品平行测定3 次。

1.3.5 里脊火腿色泽测定

采用全自动色差仪（CR-400色差计），光源D65，用标准板校对，色泽参数用L*、a*和b*。系统测定切片方火腿的L*（明度，反映色泽的亮度）、a*（Hunter标度中的a轴值，正数代表红色，负数代表绿色）及b*（Hunter标度中的b轴值，正数代表黄色，负数代表蓝色）[24-25]。每次分别取3 袋样品，在每袋样品的中心切面读取6 组数据（n=18）。

1.3.6 里脊火腿感官评价

1.4 数据处理

实验结果采用SPSS 20.0软件分析，数据分析主要采用单项方差分析（one-way-analysis of variance，one-way-ANOVA），多重比较采用最小显著差數法（least significant difference，LSD）和Duncans法。数据采用Origin 8.0软件进行分析并作图。

2 结果与分析

2.1 单一防腐保鲜剂对里脊火腿的抑菌效果

由图1可知，乳酸链球菌素添加量对里脊火腿的菌落总数有显著影响，当添加量大于0.005%时，抑菌效果显著（P<0.05），添加量为0.030%和0.040%时差异不明显（P>0.05）。乳酸链球菌素主要作用于细菌的细胞膜上，被细菌细胞吸收，进而引起溶菌作用和细胞质释放，或抑制肽聚糖的合成，从而抑制革兰氏阳性细菌的生长，并且对芽孢也有抑制作用[26-27]。GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[28]规定，熟肉制品中乳酸链球菌素的最大添加量为5 g/kg，因此确定乳酸链球菌素添加量0.010%、0.020%和0.030%进行防腐保鲜剂复配实验。

由图2可知，双乙酸钠添加量对里脊火腿的菌落总数影响显著，当添加量大于0.10%时，里脊火腿的菌落总数均下降显著（P<0.05），添加量为0.20%时，样品的菌落总数最小，抑菌效果最好，添加量为0.30%时的菌落总数略有上升但与添加0.10%、0.20%和0.40%时的差异不显著（P>0.05）。双乙酸钠能有效渗透霉菌的细胞壁而干扰酶的相互作用，抑制霉菌的产生，从而达到高效防霉和防腐的功能[29]。根据GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[28]，双乙酸钠在熟肉制品中的最大添加量为3.0 g/kg[27]，确定双乙酸钠添加量为0.10%、0.20%、0.30% 3 个水平进行防腐保鲜剂复配实验。

由图3可知，防腐剂A对里脊火腿的菌落总数影响较显著，火腿的菌落总数呈现先减小后平缓的趋势，添加0.5%防腐剂A时的菌落总数最低，抑菌效果最好（P<0.05）。防腐剂A是一种新型生物发酵防腐保鲜剂，可有效改善肉制品产气、发黏等腐败变质现象，抑制肉制品中腐败微生物（霉菌和酵母）的生长，稳定肉品品质，延长货架期。添加不同浓度防腐剂A的里脊火腿的菌落总数均小于30 000 CFU/g，符合GB/T 20711—2006《熏煮火腿》[30]规定，确定防腐剂A的添加量为0.2%、0.5%和0.8%进行复配实验。

由图4可知，乳酸钠添加量对里脊火腿的菌落总数有显著影响，乳酸钠添加量≥1.0%时，抑菌效果显著（P<0.05），添加量为3.0%时菌落总数最小，添加量为2.0%、3.0%、4.0%时的菌落总数差异不显著（P>0.05）。

這主要是因为乳酸钠能够破坏细菌细胞膜结构完整性并且在细菌细胞内作用于无氧呼吸途径，使细胞内能量合成减少，细菌生长繁殖受到抑制[31-32]。故选用乳酸钠添加量为1.0%、2.0%和3.0% 3 个水平进行防腐保鲜剂复配实验。

2.2 4 种防腐保鲜剂复配实验

由表2可知，4号（乳酸链球菌素0.02%、双乙酸钠0.10%、防腐剂A 0.50%、乳酸钠3.00%）和7号（乳酸链球菌素 0.03%、双乙酸钠0.10%、防腐剂A 0.80%、乳酸钠2.00%）试验组样品的菌落总数显著低于对照组。对菌落总数进行极差分析可得，4 种防腐保鲜剂对样品菌落总数影响的主次顺序为A>C>D>B，即乳酸链球菌素>防腐剂A>乳酸钠>双乙酸钠。最优水平组合为A2B1C3D3，即乳酸链球菌素0.02%、双乙酸钠0.10%、防腐剂A 0.80%、乳酸钠3.00%。将正交试验得出的最优结果进行验证。由表3可知，按最优复配比例添加复配防腐保鲜剂的样品中菌落总数显著低于对照组（P<0.05），抑菌效果明显。这可能是由于乳酸钠与乳酸链球菌素存在显著的协同作用，使得抑菌效果和时间比单独使用好，且能维持在相对稳定平衡的状态[33-34]。

2.3 复配防腐保鲜剂应用效果评价

2.3.1 低温贮藏下样品的微生物变化

由图5可知，在4 ℃条件下贮藏0～14 d时，添加最佳复配比例防腐保鲜剂样品的菌落总数与对照组差异不显著（P>0.05）；贮藏14 d后，2 组样品的菌落总数都有显著升高且差异显著（P<0.05）；20 d后对照组的菌落总数明显下降，而添加最佳比例复配防腐保鲜剂样品的菌落总数变化趋势不明显，对照组样品在贮藏14 d后分别有不同程度的发黏和胀袋现象。复配防腐保鲜剂较单一防腐保鲜剂来说，各个因素之间存在相互作用，乳酸链球菌素和乳酸钠存在协同作用，蔗糖对乳酸链球菌素的抑菌活性有保护作用[35]，而防腐剂A主要由蔗糖发酵而成，可显著提高复配防腐保鲜剂的抑菌效果，达到延长保质期的作用。

2.3.2 低温贮藏下样品的pH值变化

由图6可知，添加最佳比例复配防腐保鲜剂的里脊火腿pH值随贮藏时间延长的变化趋势不显著，而对照组样品的pH值在贮藏过程中显著下降且与添加最佳比例复配防腐保鲜剂的样品差异显著。pH值变化主要是由乳杆菌代谢产生的乳酸和乙酸引起的，产品的pH值变化在一定程度上反映了里脊火腿贮藏过程中的质变情况。复配防腐保鲜剂显著抑制了里脊火腿中产酸菌的生长和繁殖，使肉品品质维持在相对稳定的状态。

2.3.3 低温贮藏下样品的色泽变化

由表4可知，添加最佳复配比例防腐保鲜剂的里脊火腿在贮藏过程中色泽变化不显著，L*和b*变化较小，a*无显著变化；对照样品在贮藏过程中的色泽变化较小，色泽较稳定。但添加最佳复配比例防腐保鲜剂样品的L*和a*较对照样品略高，色泽稳定度更好。说明添加复配防腐保鲜剂的里脊火腿在低温条件下贮藏时色泽基本无变化，能够较好地维持肉品色泽的稳定性。

2.3.4 低温贮藏下样品的感官评价

由图7可知，添加最佳复配比例防腐保鲜剂的里脊火腿在低温条件下贮藏30 d的感官变化不显著（P>0.05），而对照组感官变化显著（P<0.05）。添加最佳复配比例防腐保鲜剂的样品在贮藏过程中的外观、滋味、色泽、气味和总接受度均较高并且显著优于对照组；而对照组样品的外观、滋味、色泽、气味和总接受度均随贮藏时间的延长逐渐降低，在第14天时有不同程度胀袋和发黏现象。贮藏时间越长，样品的可接受程度越差，到第21天时已不可食用，这主要是由于产酸乳杆菌作用的结果。

3 结 论

本研究对乳酸链球菌素、双乙酸钠、防腐剂A和乳酸钠4 种防腐保鲜剂进行了单因素试验和L9（34）正交试验，以菌落总数为评价指标，4 种防腐保鲜剂对样品菌落总数影响的主次顺序为乳酸链球菌素>防腐剂A>乳酸钠>双乙酸钠；最优水平组合为A2B1C3D3，即乳酸链球菌素0.02%、双乙酸钠0.10%、防腐剂A 0.80%、乳酸钠3.00%。经验证，最优水平组合样品的菌落总数显著低于对照组。

按最佳比例将复配防腐保鲜剂应用于里脊火腿中并进行贮藏实验，结果表明，在4 ℃条件下贮藏时，样品的菌落总数变化显著，对照组样品在贮藏14 d后有不同程度的发黏和胀袋等腐败变质现象；对照组样品pH值随贮藏时间的延长显著下降，添加最佳比例复配防腐保鲜剂里脊火腿的pH值变化不显著，这主要是由于里脊火腿中产酸乳杆菌导致的；在色泽方面，添加最佳比例复配防腐保鲜剂样品的色泽变化不显著，添加防腐保鲜剂对肉品特有的色泽基本无影响；在感官方面，添加最佳比例复配防腐保鲜剂样品的外观、滋味、色泽、气味和总接受度显著优于对照组。因此添加复配防腐保鲜剂并保持低温环境对保持肉品品质有很大的积极作用，可以有效抑制产酸、产气的乳酸菌和乳杆菌的生长繁殖，提高产品质量，延长产品保质期。

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