苯乳酸复合保鲜剂在鸡肉保鲜中的应用

徐州生物工程职业技术学院 江苏徐州 221006

随着我国经济持续不断的高速发展，目前已从高速增长状态过渡为经济新常态[1]。在经济新常态下，我国人民的主要矛盾已发展成为“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”[2]。在当前形势下，食品行业中食品安全问题一直深受人们关注。而在肉制品加工、贮藏和流通等环节中，为了延长货品的保鲜期，人们试图利用保鲜剂来防止肉制品的变质腐败，因此常用保鲜剂进行保鲜。常见的保鲜剂大致可分为生物保鲜剂和化学保鲜剂，其中，生物保鲜剂主要是通过微生物发酵法或天然产物提取分离纯化法而获得，对环境带来的污染、人畜毒害等问题极小，深受人们的青睐。目前，研究开发天然保鲜剂是当前食品行业的发展主要趋势。

当前，天然保鲜剂的研究主要有天然植物提取物和微生物次级代谢产物。其中，在天然植物提取物的研究中，Bhanu P等对植物香辛料进行了植物精油的提取，结果发现香辛料精油中含有林羟甲基苯甲酸类、黄酮类等物质，这些物质具有强抗氧化性，因此能有效降低食物中过氧化物的含量，从而延缓肉制品的变质速度[3]。LPOES-LUTZO D等研究发现，植物香辛料精油可有效抑制大部分细菌和真菌的生长[4]。蔡华珍等研究了大蒜、花椒、生姜、丁香、八角和肉桂等精油对鸡肉的保鲜效果，并通过正交试验将其优化，最终确定了以上述香辛料为基础的保鲜剂配方[3]。顾仁勇等研究了丁香、肉桂、山苍子和牛至对鲜猪肉的保鲜效果，提出将这些植物精油的浓度确定为9%时即可满足贮存在0～4℃下的鲜猪肉的保存要求[4]。

苯乳酸是一种天然存在的物质，是多种微生物的次级代谢产物[5～7]。苯乳酸的前体化合物是苯丙酮酸，苯丙酮酸是生物合成苯丙氨酸的重要原料，存在于细胞质中。而当细胞质中氨基酸浓度较高时，苯丙酮酸大量转化为苯丙氨酸；而如果氨基酸浓度低，NADH或NADPH浓度较高且处于厌氧状态下时，苯丙酮酸被大量转化为L型苯乳酸，具体反应途径见图1。

图1 苯丙酮酸的代谢途径

苯乳酸是一种具有广谱抗菌效果的物质，对细菌或真菌的生长均有较强抑制作用。苯乳酸首次报道于1998年，并发现其对Listeria菌的抑制；2000年，人们发现面包的发酵面团中的植物乳杆菌能有效抑制真菌生长，而其主要的次级代谢产物正是苯乳酸；此后，人们不断发现产苯乳酸的微生物，并且均表达出较强的抑菌作用[8～15]。

国内对苯乳酸的研究始于1991年，但该研究主要是探讨苯乳酸对缺血性心脑血管疾病的防治[16]，但真正进行生物合成的研究始于2008年[17]，而迄今为止，关于苯乳酸生物防腐剂的应用仅有1篇，是关于苯乳酸菌发酵液在牛肉保鲜中的应用[18]。而关于苯乳酸在其它食品中的应用至今未见报道。

鸡肉肉质鲜美，营养丰富，易于加工，是一种深受广大消费者欢迎的食品。而由于禽流感H7N9等的影响，消费者逐渐选择购买生鲜鸡[19]。而生鲜鸡经屠宰后在加工流通环节会迅速变质，从而影响鸡肉的货架期。因此需要采用各种保鲜技术对其进行处理，延长其货架期。

本文拟用苯乳酸为基本原料，辅以天然辛香料，配制成复合式天然保鲜剂，以期对鸡肉保鲜方面做出一定贡献。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料

试验用肉制品为市售鸡肉，购自徐州市家乐福超市。

1.1.2 菌剂

根据鸡肉中常见致病菌，选择志贺氏菌(Shigella)、沙门氏菌(Salmonella)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和假单胞菌(Pseudomonas)为考察目标[20]，上述菌剂均购于北京博欧实德生物技术有限公司。

1.1.3 试剂

脱氢醋酸钠、山梨酸钾等试剂为分析纯，苯乳酸购于安徽酷尔生物工程有限公司，为L-3-苯乳酸，纯度不少于98%；大蒜精油和生姜精油为实验室自制，制备方法为蒸馏法制备[21,22]。

1.1.4 仪器

万分之一电子天平、灭菌锅、电冰箱、离心机、超净工作台、培养箱、pH计等均为国产产品。

1.2 试验方法

1.2.1 保鲜效果测定项目

将新鲜鸡肉切割成100g左右的足量的小块，随机分成三组，分别浸泡于无菌去离子水、已优化天然复合保鲜剂溶液和由0.025%脱氢醋酸钠加0.00375%山梨酸钾组成的复合保鲜剂溶液中(分别记为阴性对照组、实验组和阳性对照组)15s，沥干后用保鲜膜包装，于4℃下冷藏，在0～12d内，以每2d为梯度进行菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)和蒸煮损失率检测，并同时进行感官检测[23]。

(1)活菌检测。

PCA培养基配制及活菌计数按GB4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》中所述方法进行。

(2)抑菌效果检测。

利用牛津杯试验法分别测定配制溶液上述四种细菌的抑菌圈大小，并以此判断抑菌效果的强弱[24]。

(3)TVB-N的测定。

按照GB/T5009.44-2003 2.1中相关方法进行测定。

(4)蒸煮损失率的测定[25]。

将每组的肉样取出，称重，记为m1，置于带筛网的锅中，盖上盖子隔水蒸30min，取出后冷却至室温再称重，记为m2，按下式计算：

蒸煮损失率(%)=(m1-m2)/m1×100%。

(5)感官评价。

评分标准见表1。评价人员由10名专家组成感官评分小组，主要考察色泽、气味、组织状态和弹性四项指标。其对应的权重分别为0.2、0.3、0.3和0.2。最终综合评分R=0.2×S色泽+0.3×S气味+0.3×S组织状态+0.2×S弹性，其中，R为最终得分，Sx为单项指标评分。如果单项指标评分在60以下则直接判定肉质腐败，即判定为0。

表1 复合保鲜剂对肉制品影响的评分标准

1.2.2 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的单因素实验

将大蒜精油、生姜精油用去离子水分别配制成0%、1%、2%、3%、4%的溶液[24]；将苯乳酸配制0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的溶液[26]，以抑菌圈直径为考察指标，考察上述物质的抑菌效果。

1.2.3 正交试验法优化保鲜剂配方的设计

在单因素基础上，利用正交试验法以抑菌效果为指标进行保鲜剂配方的优化，在预测值的基础上进行验证。

2 结果与分析

2.1 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的单因素实验结果

分析结果见图2～图4。

图2 大蒜精油抑菌效果

图3 生姜精油抑菌效果

图4 苯乳酸抑菌效果

由图2～图4所示，随着各种物质浓度的提高，抑菌圈直径不断提升。其中，大蒜精油和生姜精油在浓度超过1%之后对假单胞菌的抑制效果最佳，说明香辛料精油对食物腐败细菌有较强专属性抑制效果；苯乳酸对各细菌的抑制效果相似，说明了其广谱抗菌的功能。结果显示，大蒜精油和生姜精油在1%～3%含量下有较强抑菌效果，而超过3%抑菌效果增强不明显；苯乳酸抑菌效果试验证实了苯乳酸含量在0.5%左右即可达到最佳抑菌效果[26]。

2.2 苯乳酸、大蒜精油、生姜精油配方的正交实验结果

通过单因素试验，确定了大蒜精油抑菌浓度、生姜精油抑菌浓度和苯乳酸含量3个因素作为影响抑菌效果的主要因子，对于各因素分别选取三个水平，设计三因素三水平的L9(33)正交试验。正交试验因素水平如表2所示，正交试验结果如表3所示。

表2 因素水平表

表3 正交试验结果

根据表3结果显示，最佳配方为A3B3C2，这三种天然物质对细菌抑制作用强弱顺序为B>A>C。

2.3 复合保鲜剂对鸡肉的保鲜作用结果

由图5可知，阴性对照组在第8天时已不可接受，其在第8天的状态已经暗淡无光，组织松散，气味腥臭；实验组，即天然精油和苯乳酸的复合保鲜剂对鸡肉的保鲜作用最好，到第12天时鸡肉依然可被接受；而阳性对照组在第12天时已经不可接受，主要是由于气味已经散发出强烈腥臭味，但色泽、组织以及弹性评分依然在70以上。这说明3%左右的大蒜和生姜精油不仅能抑制细菌生长，还能有效缓解肉制品在腐败过程中的气味变化。

图5 贮藏过程中鸡肉感观的变化

由图6可知，随着冷藏保存时间的延长，各组的蒸煮损失率增加，但阴性对照组>阳性对照组>实验组。因此说明，本复合保鲜剂能有效抑制微生物活动和鸡肉中蛋白质分解。

图6 贮藏过程中蒸煮损失率的变化

由图7可知，TVB-N值随着保存时间而升高，但实验组的升高速率明显迟缓，这进一步说明本复合保鲜剂能极大抑制微生物活动，从而降低肌肉蛋白质的降解速率。

图7 贮藏过程中TVB-N的变化

根据GB2707-2016中《鲜、冻禽产品》要求，禽肉菌落总数不得超过104cfu/g。由图8可知，阴性对照组细菌总数在第8天时就已经达到1.87×104cfu/g，超标近2倍；阳性对照组在第10天时为1.21×104cfu/g；而实验组在第12天时达到0.98×104cfu/g，接近不合格标准。因此，复合保鲜剂比已知的化学保鲜剂保鲜效果要强。

图8 贮藏过程中总菌落的变化

3 结论

复合保鲜剂中，当大蒜精油含量3%、生姜精油含量3%、苯乳酸含量0.4%时，抑菌效果最好，在此条件下不仅可以延长鸡肉货架期，还能抵消鸡肉腐败时的不良气味。此外，由于本复合保鲜剂材料均源于天然产物，因此无毒无害，有较好的应用价值。