香辛料保鲜液与壳聚糖魔芋葡甘聚糖复合膜在冰鲜鸡肉保鲜中的应用

施肇源，柳甜，彭津津，杨少华，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.重庆三峡职业学院动物科学系，重庆404155）

美国农业部（United States Department of Agriculture，USDA）26日指出，2016年全球10大鸡肉消费国中，中国排名第二[1]。而随着社会经济的发展，我国居民对肉类的整体需求正在逐步上升，人们的肉类消费结构也在逐步发生变化，以猪肉为代表的红肉会有所降低，而以鸡肉为代表的白肉会逐步升高，这预示着未来我国对鸡肉的消费量会大幅上升。目前市场上初加工鸡肉产品主要有热鲜鸡肉、冰鲜鸡肉和冷冻鸡肉3种[2]。冰鲜鸡是指屠宰后的健活鸡胴体在严格执行检疫制度和无公害管理程序后，迅速进行冷却处理，酮体温度在2小时内降至0℃～4℃的鲜鸡肉[3]。与冷冻鸡肉和热鲜鸡肉相比，冰鲜鸡肉不仅在口感、风味、新鲜度以及营养成分等方面都具有优势，而且在卫生安全上也更加方便管理[4]。在目前的条件下，冰鲜鸡从生产、运输、销售和贮藏等过程中都会受到微生物的污染，一般冰鲜鸡保质期不超3 d[5]。因此对冰鲜鸡肉在保存和运输过程中提高冰鲜鸡肉的保鲜度是一个亟需解决的问题。

为了降低冰鲜鸡肉品质变质的风险，学术和实践上都采取了多种保鲜技术来避免冰鲜鸡肉品质变化，延长其货架期。目前主要用于冰鲜鸡肉保鲜的主要有以下几种方法。1）化学保鲜技术：化学保鲜技术是将抑菌效果高和安全的化学保鲜剂来抑制冰鲜鸡肉中微生物的生长从而延长货架期的保鲜技术。文献[6]在4℃条件下用山梨酸钾溶液对鸡腿进行抑菌处理发现，浓度为5%的山梨酸钾溶液能够有效抑制鸡腿中的细菌繁殖且不影响其感官品质。文献[7]研究表明，在（4±1）℃条件下，磷酸钠、酸化亚氯酸钠、柠檬酸和乳酸4种化学保鲜剂中浓度为2.5%的乳酸溶液和2.5%的柠檬酸溶液对冰鲜鸡肉的减菌效果较明显。2）生物保鲜技术：生物保鲜技术是指从动、植物或微生物的新陈代谢产物中提取具有保鲜作用的物质对冰鲜鸡肉进行保鲜的技术，具有天然安全无毒的优点。文献[8]采用0.01 g/mL的壳聚糖溶液和1%的牛至精油对冰鲜鸡肉保鲜处理延长6 d货架期。文献[9]采用0.01 g/mL壳聚糖溶液和（70%CO2+30%O2）气调保鲜来延长冰鲜鸡肉的货架期，试验得出有氧包装的冰鲜鸡肉货架期为5 d，单独采用上述两种方法，货架期为6 d～7 d，组合使用货架期为9 d。3）栅栏技术：栅栏技术是由德国leistner在长期实践基础上率先提出。其作用机制是利用存在于肉制品自身内部用来阻止外界致病菌和病原菌侵入的因子，其复杂的交互作用和协同作用来控制微生物的腐败变质、产毒或有益发酵，从而使肉制品达到其固有的贮藏性和卫生安全性[10]。由于冰鲜鸡肉的品质受多个因素影响，单一的保鲜技术都存在一定的不足。因此，对冰鲜鸡肉的保鲜从采用单一的保鲜技术逐步发展到了采用综合保鲜技术，即栅栏技术。文献[11]采用栅栏技术能有效延长冷却肉的保鲜期，并在18 d时各项指标仍处于国标允许的鲜肉范围以内。文献[12]采用栅栏技术能很好地保持产品品质和风味，有效降低微生物数量，延长保质期，经贮藏试验表明淡腌鲈鱼半干制品在4℃条件下可贮藏2个月以上。

肉桂（cinnamomum cassia）为樟科植物肉桂的干树皮，既可以作为药材也可以作为食材。肉桂精油的主要成分为肉桂醛（80%以上），另还有肉桂酯、水杨醛、丁香酚、香兰素等。文献[13]研究发现，肉桂精油的体积分数从0.4%上升到0.8%，对蓝莓中丙二醛的升高有明显的抑制作用（p＜0.05）。作为药食两用的姜在我国具有悠久的食用和种植历史。生姜中含有多种氨基酸，如谷氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸等；还含有甲基庚、烯酮、姜辣素、姜醇、姜烯等，具有调味作用。生姜中具有抗氧化性的物质主要是姜辣素类和二苯基庚烷类化合物。这两类物质结构中都有酚基、羟基或烯链结构，是极好的供氢体，可以与脂肪酸中的游离基结合，阻断脂肪酸氧化连锁反应，抑制脂肪自动氧化[14]。姜辣素对微生物细胞膜有一定破坏作用，导致微生物死亡。研究表明，姜皮中的姜辣素对酵母菌和金黄色葡萄球菌的细胞膜破坏性最强，对黑曲霉细胞膜的破坏作用最弱[15]。医学研究表明生姜对细菌有抑制作用，对阴道滴虫有杀灭作用；有明显的抗溃疡、抗菌、抗炎、抗衰老、抗肿瘤、降血脂、治疗心脏血管疾病等药用保健功能。生姜对食品中的常见腐败菌具有一定的抑制作用。

本试验以肉桂精油、生姜精油为保鲜剂、壳聚糖和魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）作为涂膜材料，以冰鲜鸡肉挥发性盐基总氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、pH值、汁液流失率和菌落总数为指标，考察肉桂、生姜精油作为天然保鲜剂添加到可食性膜溶液中对冰鲜鸡的保鲜作用，以达到减少冰鲜鸡保存和运输过程中水分过度散失、延长保质期、减少化学合成防腐剂的使用以及资源浪费的目的，为冷链运输及延长冰鲜鸡在超市中的货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

江村黄鸡冰鲜鸡，肌肉结实，表皮光滑，肉色红润；市售新鲜鸡胸肉：宣城大统华超市。肉桂精油、生姜精油（均为食品级）：九江华汉生物科技有限公司；壳聚糖（分析纯）：郑州超凡化工有限公司；魔芋葡甘聚糖（食品级）：湖北远成赛创科技有限公司；柠檬酸（分析纯）：武汉丰竹林化学科技有限公司；氯化钠（分析纯）：湖北中科化工有限公司；无水乙醇（分析纯）：深圳市铭诚化工有限公司；氧化镁混悬液（1.0%）；碳酸钾溶液（1.0%）；盐酸标准溶液0.01 mmol/mL；次甲基蓝和甲基红混合指示剂（次甲基蓝浓度为0.01%，甲基红浓度为0.02%，制备标准为1∶1）；硼酸吸收剂（2.0%）。

FA/004电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公司；DKB-501A数显恒温水浴锅：上海精宏设备有限公司；BCD-18ZZMZ冷冻冰箱：合肥美菱股份有限公司；HH-B11电热恒温培养箱：上海庚庚仪器设备有限公司；YX-400B全自动高压蒸汽灭菌锅：上海三申医疗器械有限公司；PHB-4型pH计：潍坊金水华禹信息科技有限公司；SW-CJ-1d超净工作台：武汉市中高盛净化技术有限公司；JYL-C91T榨汁机：九阳股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 单因素保鲜剂的配制

将肉桂精油、生姜精油、壳聚糖和魔芋葡甘聚糖分别溶解于20%的乙醇试剂配置成所需浓度试剂。

1.2.2 单因素结果分析

分析各单因素保鲜剂如肉桂精油、生姜精油等所配置的不同浓度对冰鲜鸡的保鲜效果，从中选出每个单因素保鲜剂保鲜效果较好的3种浓度，随后进行正交试验，重复3次。

1.2.3 正交试验分组

将购买的鸡胸肉切成2 cm×2 cm×2 cm的规则小块，单因素试验将肉块随机分成17组，每组15块。正交试验每组将肉块随机分成10组，每组15块。其中一组为对照组，浸入100 mL蒸馏水中处理3 min，其他组肉块分别浸入100 mL对应浓度保鲜剂中处理约3 min，取出后沥干鸡肉，然后用自封袋封装，在0℃～4℃温度的冰箱中存放，分别在0、4、8、12、16 d进行测定各项指标。

1.3 试验设计

1.3.1 单因素试验

研究以肉桂精油、生姜精油、壳聚糖和魔芋葡甘聚糖4个单因素对冰鲜鸡肉的保鲜效果的影响，并且设定空白组（E组），即不进行任何处理。进而确定因素/水平范围以进行正交试验设计。表1为单因试验表。

表1 单因素试验表Table 1 Single factor test table %

1.3.2 正交试验

根据单因素试验结果确定4个试验因素及其3个水平的正交试验，综合研究4个试验因素在不同浓度对冰鲜鸡保鲜效果的影响。

1.4 保鲜效果测定指标及方法

1.4.1 感官评定

参照GB 2707-2016《食品安全国家标准鲜（冻）畜、禽产品》[16]，由5人组成的感官评价小组采取嗜好性得分法对鸡肉进行感官评定。评定方法是：将肉样从冰箱（0℃～4℃）拿出后，观察肉色；开袋后立即闻肉的气味；取出样品，用手指触摸、指压等方式判定弹性及黏度状况；最后将10 g的肉样放入烧杯中，加水100 mL，烧开后煮沸10 min，将肉块夹出，闻肉汤的气味，观察肉汤的悬浮物和混浊等情况。每项指标评定结果均采用五段记分法，评分标准：10分为极好，8分为好，6分为一般，4分为较差，2分为差。冰鲜鸡肉感官评定标准如表2所示。1.4.2 pH值的测定

表2 冰鲜鸡肉感官指标Table 2 Sensory indexes of chilled chicken

定期取样10 g置于100 mL小烧杯中，加入蒸馏水至100 mL，将样品倒入榨汁机捣碎并过滤，将滤液倒入一次性纸杯，取滤液测定pH值，每个试验重复3次，取平均值。

1.4.3 汁液流失率

称取包装前的鸡胸肉质量为m1，4℃保存一定天数后鸡胸肉的质量为m2。

1.4.4 菌落总数的测定

参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[17]测定细菌总数，采用平板倾注法计数测定。评价标准，新鲜肉细菌总数＜1×105cfu/g；次鲜肉 1×105cfu/g～1×107cfu/g；变质肉＞ 1×107cfu/g。

1.4.5 挥发性盐基总氮（TVB-N）

半微量定氮法进行测定TVB-N含量。肉类在酶和细菌的双重作用下，使得蛋白质分解而产生氨及胺类等碱性含氮物质，该类物质具有比较强的挥发性，经过在碱性溶液中蒸发后，采用标准酸滴定的方法来计算其含量。根据滴定用去的酸液量，计算总TVB-N的最终含量。

1.5 数据统计分析

数据采用极差分析和SPSS17.0统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 感官评定得分

鸡肉在腐败变质时，由于组织成分的分解，使肉在色泽、气味、弹性等方面发生异常，感官质量明显下降，且感官评分与细菌学变化往往呈正相关[18]，当菌落总数增加到一定程度，腐败微生物活动的代谢产物会导致样品感官评分急剧下降。冰鲜鸡肉养储藏期间感官评分表见表3。

表3 冰鲜鸡肉养储藏期间感官评分表Table 3 Sensory rating scale for chilled chicken during storage

续表3 冰鲜鸡肉养储藏期间感官评分表Continue table 3 Sensory rating scale for chilled chicken during storage

如表3所示，随着贮存时间的延长，各处理组样品的总体感官品质评分（包括色泽、黏度、弹性和气味）均逐渐下降，但下降的幅度和速度各不相同。空白试验组的感官品质从第4天开始变差；而肉桂精油和生姜精油处理组的感官品质在贮藏期间变化不明显，并使鸡肉带有香辛料所特有的香味，其中1.2%浓度的肉桂精油和1.2%浓度的生姜精油处理组都会使鸡肉本身所独有的气味被香辛料的香味掩盖，并且会加深鸡肉的颜色；精油处理组的冰鲜鸡到第12天才开始变差，且感官指标的劣化速度慢于C、D组，至第16天时仍处于可接受的程度。说明肉桂和生姜精油能在一定程度上保鲜冰鲜鸡肉，从而使冰鲜鸡的货架期延长；壳聚糖和魔芋葡甘聚糖处理的肉样在8 d时，品质下降，至第12天肉样有明显的鸡肉腐败气味。但C组的感官评分优于D组和空白对照组，说明壳聚糖对冰鲜鸡还是有一定的保鲜作用，但保鲜效果没有香辛料显著。试验表明，肉样的保鲜效果随着精油用量的加大而增强，但当两种精油各自用量＞0.9%时，精油气味明显。因此，肉桂精油和生姜精油浓度在0.9%时效果最佳，且保鲜效果为：肉桂精油＞生姜精油＞壳聚糖＞魔芋葡甘聚糖。

2.1.2 pH值测定结果

不同香辛料处理组pH值随贮藏时间的变化见图1～图 4。

pH值直接关系到冰鲜鸡的颜色、嫩度、烹饪损失及肉的保藏期，是检测肉品质的重要指标。有研究表明[19-22]，处理组样品的pH值应呈现先下降再上升的变化趋势。试验结果只有生姜处理组出现此规律，可能是因为此规律在其他组的前4天已出现，只是试验没检测出。空白对照组的pH值变化幅度最大，且最终pH值最高。魔芋葡甘聚糖和壳聚糖的主要作用是成膜，所以其单独处理冰鲜鸡时保鲜效果不理想。肉桂和生姜精油处理组的pH值幅度变化较小，保鲜效果较好，0.9%肉桂精油溶液保鲜效果最显著。

图1 肉桂精油处理组pH值随贮藏时间的变化Fig.1 Variation of pH value with storage time in cinnamon essential oil treatment group

图2 生姜精油处理组pH值随贮藏时间的变化Fig.2 Changes of pH value in ginger essential oil treated with storage time

图3 壳聚糖处理组pH值随贮藏时间的变化Fig.3 Variation of pH value with storage time in chitosan treated group

图4 魔芋葡甘聚糖处理组pH值随贮藏时间的变化Fig.4 Changes of pH value in konjac glucomannan treated group with storage time

综上所述，本次试验选择肉桂精油：0.3%，0.6%，0.9%；生姜精油：0.3%，0.6%，0.9%；壳聚糖：1%，1.5%，2.0%；魔芋葡甘聚糖：0.3%，0.6%，0.9%来进行正交试验。

2.2 复合保鲜剂保鲜效果正交试验

复合保鲜剂保鲜效果正交试验见表4。

表4 L9（34）正交试验与极差分析结果Table 4Results of L9（34）orthogonal array design and range analysis

由正交试验表可以得出冰鲜鸡保鲜剂最佳浓度配比为：0.9%肉桂精油+0.9%生姜精油+1.0%壳聚糖溶液+0.9%魔芋葡甘聚糖溶液，与单因素试验结果相符。选取A3B3C1D3最优组合进行正交试验的验证试实验，验证试验的结果如表5所示。

表5 正交试验的验证结果Table 5 The verification results of orthogonal test

验证试验结果表明，最优组复合保鲜剂保险效果良好，pH值为6.11，菌落总数为6.20 cfu/g，因此得到冰鲜鸡复合保鲜剂最佳浓度配比。

2.3 最优复合保鲜剂的保鲜效果

2.3.1 对汁液流失率的影响

贮藏时间对汁液流失率的影响见图5。

图5 贮藏时间对汁液流失率的影响Fig.5 Effect of storage time on juice loss rate

由图5可知，失水率先是快速上升，然后缓慢上升，空白组上升最明显。随着贮藏时间的延长，冷却鸡肉中的细菌增殖，组织膜脂氧化程度加深，蛋白质胶体不可逆变化，肉组织被逐渐破坏，细胞膜透性加大，营养和滋味成分大量流失，使肉的保水能力下降，汁液流失率上升。因为最优复合保鲜剂有更好的抑菌抗氧化效果，所以能有效的抑制汁液流失率的升高。

2.3.2 对挥发性盐基总氮（TVB-N）的影响

贮藏时间对挥发性盐基总氮的影响见图6。

图6 贮藏时间对对挥发性盐基总氮（TVB-N）的影响Fig.6 Effect of storage time on total volatile nitrogen（TVB-N）

挥发性盐基总氮（TVB-N）是判断鲜肉品质的重要指标，可以用来鉴定肉品的新鲜度[23]。TVB-N的来源主要是微生物对冰鲜鸡中含氮有机化合物的分解作用，即将蛋白质分解为氨基酸，通过进一步脱羧基和脱氨基作用分解氨基酸产生氨及胺类等碱性含氮物质，这些含氮物质可以与在腐败过程中同时分解产生的有机酸结合，形成一种称为盐基态氮的物质而聚积在肉品中，这种物质具有挥发性，故称挥发性盐基总氮。挥发性盐基总氮含量与菌落总数有较强的相关性[24]。

与空白对照组相比，最优复合保鲜剂可延缓冷却肉贮藏过程中TVB-N的增加，说明其所含成分对冰鲜鸡中内源酶活性及腐败微生物繁殖具有良好的抑制作用，即复合保鲜剂的保鲜效果良好。

3 结论

1）通过正交试验对冰鲜鸡肉涂抹不同复合保鲜剂在0℃～4℃贮藏过程中测其pH值、菌落总数，结果表明涂抹保鲜剂对延长冰鲜鸡的货架期有明显的作用，均能有效延长地使冰鲜鸡的货架期。保鲜效果与其溶液浓度成正比，且肉桂精油的保鲜效果优于生姜精油。综合考虑理化和感官指标，以及香辛料香味对鸡肉的影响，0.9%肉桂精油和0.9%生姜精油配合1.0%的壳聚糖溶液和0.9%魔芋葡甘聚糖溶液制成的涂膜保鲜剂对冰鲜鸡的保鲜效果最好。

2）肉桂精油和生姜精油对冰鲜鸡所起到的保鲜效果，与香辛料所具有的遮蔽异味、抗氧化及抗菌防腐等功能有关。

3）试验组与不作任何处理的冰鲜鸡相比，经过香辛料保鲜液处理的冰鲜鸡色泽明显加深，第16天时无明显气味，而为处理组冰鲜鸡已经变质，有明显的腐败气味。

4 讨论

随着我国的社会发展和人民生活水平的逐步提高，食品安全卫生和营养价值已经成为人们饮食追求的首选，鸡肉相较于牛肉、羊肉、猪肉等其他肉制品而言，其具有低脂肪、低胆固醇以及高蛋白等优点，已经越来越受到消费者的青睐。因此对鸡肉保鲜的研究也更加深入。本研究研究了以肉桂精油、生姜精油、壳聚糖和魔芋葡甘聚糖配置成的复合保鲜剂对冰鲜鸡肉保鲜效果的影响，相对于其他保鲜剂，其保鲜效果更好。文献[25]研究证实了1.0%壳聚糖涂膜处理可以显著降低冷鲜鸡肉的预冷损耗值与汁液流失率，提高冷鲜鸡肉的保水性，能延长货架期，说明壳聚糖涂膜处理后能增强冷鲜鸡肉抑菌保鲜能力，有研究表明壳聚糖对霉菌的抑制效果十分明显，因此又常与防霉剂联合使用，制成复合制剂。文献[26]认为香辛料精油具有易挥发性，可在食品周围形成一种抑菌“氛围”，能达到有效防腐保鲜的目的。由于壳聚糖具有抗菌能力，如果与香辛料精油联合作用，能制成复合防腐剂，能增宽抗菌谱，使抗菌能力得到加强，大大提高防腐效果。文献[27]研究表明，用不同浓度的生姜汁处理猪肉样品，对细菌的生长繁殖起到一定抑制作用，其中25%的生姜汁抑菌效果较好，生姜能够在感官上影响了鲜肉的气味、色泽、弹性和光泽，肉样汁液流失率低，可以有效延长冷鲜肉的货架期，这说明生姜不仅具有良好的调味作用，还有一定的杀菌作用。

现有对延长肉制品货架期的研究结果表明单一的储藏方法没有一种是完美无缺的，将两种或者多种保鲜技术运用到一起，能够极大程度上减轻不利因素的影响，延长产品的货架期。文献[28]以壳聚糖保鲜剂和各种包装材料作为冷却羊肉的2层栅栏，结果表明，以2%的天然壳聚糖保鲜剂涂膜，结合OPP/PETA/PE包装材料真空包装，保鲜效果最好。文献[29]以丁香精油0.03%、桂皮精油0.09%、芥茉精油0.06%进行复配，托盘包装，（4±1）℃下贮藏可使生鲜调理鸡肉的保鲜期延长至21天。采用3 kGy的辐照剂量对冷鲜鸡肉进行照射处理，在0℃～3℃的条件下将货架期延长至14天由于不同保鲜方式各具优缺点，任何一种单一的保鲜方法都具有局限性，相互复配发挥共效作用更能提高效能，在未来的发展中，利用栅栏技术将多种保藏方法相结合，研发综合的保藏体系将具有特别的前景。