天然生物防腐剂在肉制品中的应用

卢绪志 王 伟 金维忠

临沂金锣文瑞食品有限公司 山东临沂 276036

近年来，人们对食品安全问题的关注度越来越高，绿色肉制品越来越受到消费者的青睐。但肉制品因其营养丰富及水分活度高的特点，在加工、运输和贮藏过程中极易发生腐败，给相关企业不仅带来巨大的经济损失，还可能引起食品安全问题，既危害消费者身体健康，更会造成恶劣的社会影响。在肉制品防腐的过程中，防腐剂虽然发挥了重要作用，但传统的化学防腐剂存在诸多缺陷，滥用会导致新的食品安全问题。而天然的生物防腐剂是从天然生物体中提取的，具有防腐抑菌作用的物质，安全性更高。部分生物防腐剂还能够被人体吸收利用，具有提高肉制品营养价值的作用。所以加强对生物防腐剂在肉制品中的应用研究，抑制肉制品腐败变质，提高营养质量，从食品安全和经济效益来讲，都是十分必要的措施。

天然生物防腐剂根据来源不同，分为植物源生物防腐剂、动物源生物防腐剂及微生物源生物防腐剂[1]。本文将从天然生物防腐剂的性质和在肉制品防腐中的应用研究现状等方面进行阐述。

1 微生物源生物防腐剂及其在肉制品中应用与研究

自然界中部分微生物本身及其代谢产物能够抑制腐败微生物生长繁殖，并且具有安全无毒，天然高效的特点，可以作为肉制品的防腐剂。常用的微生物防腐剂有乳酸链球菌素(Nisin)、纳他霉素和ε-聚赖氨酸等，这几种微生物防腐剂已被批准并得到了广泛应用。

1.1 乳酸链球菌素在肉制品中的应用与研究

乳酸链球菌素(Nisin)是一种由乳酸乳球菌乳酸亚种合成的多肽类物质，由多种氨基酸组成，可以在人体内分解并被吸收利用，是一种安全有效的生物防腐剂，能够有效抑制大多数的革兰氏阳性细菌[2]。当Nisin用作防腐剂加入食品时，不会对食品的感观产生不良影响[1,3]，因此在肉制品加工中也有着广泛的应用。

在生产加工过程中将一定量的Nisin加入熏肉、火腿、香肠等肉制品中，不仅可以防腐，保持风味及色泽，还可以减少有害物质亚硝胺的产生[4]。冷鲜肉中常发现的腐败性嗜冷菌和致病菌，不仅会导致保鲜期缩短还会影响其品质。研究表明，乳酸链球菌素在质量浓度范围0.03～0.06g/L能达到延长冷却猪肉货架期的效果，使用质量浓度0.05g/L的乳酸链球菌素保鲜液浸泡猪肉120s其保鲜效果最佳，可延长货架期6d，相当于质量浓度0.05g/L的山梨酸钾保鲜效果[5]。烤肉因其鲜嫩的口感、独特的风味备受消费者青睐。但因未经高温灭菌，在常温下不能久存。研究表明，在烤肉中添加Nisin对抑制细菌生长、延长产品的保质期，有较好的作用，28℃下产品的保质期从4～5d延长到20d[6]。随着生物技术的发展Nisin可以利用基因工程技术改良特性，拓展抑菌谱，制造出更适合在肉制品中使用的产品，未来绿色、天然的生物防腐剂将备受关注，其发展前景非常广阔。

1.2 纳他霉素在肉制品中的应用与研究

纳他霉素也称游链霉素，商品名霉克，属于多烯大环内酯类抗菌素，能有效抑制酵母、霉菌及其它丝状真菌，但无法抑制细菌、病毒。纳他霉素能够在较低浓度下发挥抑菌活性，并且性质稳定，抑菌活性几乎不受pH值的影响。

肉类中含有的蛋白质、脂质等营养物质易受微生物、内源酶的作用而变质。纳他霉素主要通过浸泡或喷涂的方式被广泛应用于肉类制品的保鲜中[7]。用浓度150～300mg/kg的纳他霉素悬浮液浸泡和喷涂肉制品的表面，就可以有效的起到防腐作用。在制作香肠的过程中用纳他霉素悬浮液浸泡或喷涂其表面，就能够有效抑制霉菌的生长。一定浓度的纳他霉素悬浮液还可以和腌制剂混合使用在腊鸡、腊肉等腌腊制品的加工过程中，也可在干燥前喷洒，能够起到有效地防腐抑菌作用。目前需要根据加工过程及肉制品原料的不同，对纳他霉素最佳使用浓度进行深入研究，从而提高经济效益，并有望逐步取代部分化学防腐剂。

1.3 ε-聚赖氨酸在肉制品中的应用与研究

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种由微生物分泌的天然广谱性抑菌物质[8]，其结构是L-赖氨酸的α-羰基和ε-氨基形成的肽键连接而成，具有25～30个赖氨酸残基的碱性同聚物[9]。ε-PL可以在人体内被分解利用，也是一种营养强化剂，2003年FDA批准ε-PL可作为一种安全的食品保鲜剂。

ε-PL抑菌普广，在微酸性和酸性环境中对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、酵母菌、霉菌等都能发挥一定抑菌效果，同时还能够抑制耐热性芽孢杆菌和部分病毒，并可以让某些噬菌体明显失活，同时还可以在人体消化酶的作用下分解为L-赖氨酸，被人体吸收利用[9，10]。向肉制品中添加一定量ε-PL可以延长货架期，例如400mg/L的ε-PL可以通过抑制微生物的生长，控制TVB-N的积累和pH值的上升，有效地抑制冷鲜猪肉品质下降[11]。ε-PL、甘氨酸和食用酒精复配用于牛肉干的防腐保鲜，具有显著的效果，有保质期和口感上的双重优势[12，13]。ε-PL和以ε-PL为主要原料的复配生物防腐剂在广式腊肠生产中也能发挥良好的防腐效果，应用前景广阔[14]。ε-PL具有抑菌谱广、天然、安全性高等优势可满足人们对食品更新鲜、更健康、更有营养的需求，因此ε-PL具有很高的研究价值及应用价值[15]。

2 动物源生物防腐剂及其在肉制品中应用与研究

动物源生物防腐剂主要来源于动物体内的抗菌系统，动物的抗菌系统在其进化过程中也在不断完善。其中较为重要的溶酶菌能够有效的抑制并杀死细菌[16]。常见的动物源生物防腐剂有壳聚糖、溶菌酶等。

2.1 壳聚糖在肉制品中的应用与研究

壳聚糖是一种天然的食品防腐保鲜剂，广泛分布于曲霉菌、毛霉菌等真菌类的细胞壁中，同时蟹壳、虾壳中也含有大量的壳聚糖。自然界生物每年能够合成的甲壳素约达100亿t，其中海洋生物每年的生成量在10亿t以上[17]。

壳聚糖所具有的安全、无毒、可食、生物降解和较强的抑菌能力等特性已经得到了证实，因此其被越来越广泛的应用在肉制品保鲜领域[18]。通过壳聚糖对冷却猪肉制品中腐败微生物抑制作用的研究，得出结论：壳聚糖可有效抑制猪肉Ludwigii类酵母菌的生长，使李斯特菌和乳酸菌失活，并且能够明显抑制生猪肉馅中微生物活性[19]。利用壳聚糖制备抗菌薄膜，并涂在火腿表面，可抑制表面的腐败菌和单核细胞增生李斯特氏菌[20]。通过对希腊式鲜猪肉香肠微生物指标和脂肪氧化指标的研究，得出在4℃的贮藏条件下单独使用壳聚糖、壳聚糖与迷迭香或α-生育酚复配使用都能够明显的抑制微生物的生长，其中迷迭香与壳聚糖复配效果最好，还能较好地抑制脂质过氧化[21]。壳聚糖应用于肉制品中的防腐保鲜效果良好，并且具有无毒、可降解、对环境低污染的特点，具有广阔的应用发展前景。

2.2 溶菌酶在肉制品中的应用与研究

溶菌酶又称胞壁质酶，是由多种氨基酸构成的碱性球蛋白，属于糖苷水解酶，是国际公认的绿色天然酶制剂，能够水解微生物细胞壁，可用作安全的食品防腐保鲜剂，广泛分布于动物、植物和微生物中，尤其在鸡蛋清中含量较高[22]。

溶菌酶作为单一或复合保鲜剂具有延长冷却肉货架期的作用，使用溶菌酶对冷却猪肉进行保鲜试验得出：80 000U/mL溶菌酶液能够有效的抑制微生物活性并保持猪肉色泽。80 000U/mL酶液与0.1%(w/v)异Vc钠和5%(w/v)茁霉多糖复合保鲜剂能有效抑制微生物生长、抑制或延缓挥发性盐基氮的积累和保持感官评定等级效果最好[23]。针对低温肉制品在加工过程中，杀菌温度较低，杀菌不彻底，货架期短的问题，对溶菌酶、Nisin、乳酸钠和双乙酸钠进行复配，研究其对低温禽肉制品的保鲜作用，得出：0.05%Nisin+0.05%溶菌酶+2%乳酸钠+1%双乙酸钠的保鲜液效果较好，结合真空包装能使低温禽肉制品在15～20℃条件下保鲜20d[24]。溶菌酶能够被人体消化系统分解吸收，对人体无毒并兼具多种保健功效，因而溶菌酶被认为是一种安全性较高的肉制品防腐保鲜剂，在倡导绿色食品的当下有着相当广阔的应用前景。

3 植物源生物防腐剂及其在肉制品中应用与研究

植物出于保护自身和防御疾病的目的，会产生具有抑菌作用的化合物，例如多酚、有机酸、生物碱、多糖、黄酮等活性成分，可以作为防腐剂应用到肉制品中，不仅能达到抑菌防腐效果，还可以提高肉制品的感官品质。在这里主要介绍植物源生物防腐剂：香辛料、茶多酚。

3.1 香辛料在肉制品中的应用与研究

香辛料包含大量的多酚、黄酮、挥发油、萜类、醇类、醛类、酯类、有机酸、生物碱及含硫化合物等，是一类重要的天然食品添加剂[25]，在肉制品加工中得到了广泛的应用。

近些年研究人员围绕香辛料延长肉制品货架期做了大量的工作，发现香辛料在延长肉制品货架期的同时，还能明显提高其品质。为研究香辛料对腌制猪肉饼质量的影响，在调理猪肉中加入迷迭香的提取物和八角茴香的提取物，结果表明八角茴香提取物有效抑制菌落总数的同时，还能很好地抑制其中脂肪和蛋白质氧化，提高其产品的感官品质[26]。在中式香肠中添加桂皮提取物，发现其能有效抑制脂质氧化，提升产品的感官品质[27]。香辛料作为我们日常生活中常用的食品添加剂，还有防腐保鲜的功能有待开发，其应用领域还有很大的拓展空间，开发前景十分广阔。

3.2 茶多酚在肉制品中的应用与研究

茶多酚又名茶鞣质或茶单宁，是儿茶素、黄酮、花青素和酚酸4类主要物质的组合[28]。茶多酚具有如抗氧化、抗菌、抗肿瘤、抗突变、调节免疫功能、调节心血管疾病等多种理化活性[29]，因其具有抗氧化和抑菌功能常被应用于肉制品中。

茶多酚抗氧化功能和抑菌功能的研究较为深入，为其应用于肉制品工业提供了理论基础。茶多酚在抑制肉制品细菌生长、维持猪肉制品品质等方面具有显著效果。使用0.03%的茶多酚处理猪肉香肠，发现其在细菌总数、乳酸菌数以及色泽、pH值、硫代巴比妥酸值和感官品质等方面均优于对照组，并能延长货架期[30]。将山梨酸钾、异抗坏血酸钠、茶多酚和Nisin对羊肉的保鲜效果进行比较，发现茶多酚的保鲜效果仅次于山梨酸钾，并高于异抗坏血酸钠和Nisin[31]。使用0.025%Nisin+0.05%茶多酚+2.0%香辛料提取物+0.02%Vc复合保鲜剂处理冷却鸡肉，能够将冷却鸡肉的保鲜期延长至21d，效果明显[32]。随着人们对食品安全问题的日益关注，天然绿色兼具保健功能的生物防腐剂茶多酚在肉制品中的应用也会越来越广泛。

4 结论与展望

近年来，专家学者和消费者对于肉制品中健康绿色防腐剂关注度越来越高，生物防腐剂用于肉制品防腐保鲜的种类也越来越多。但生物防腐剂的价格相对较高，广泛使用会增加生产成本，所以在肉制品生产过程中并未得到广泛的推广。要想利用好生物防腐剂除了要不断挖掘其防腐抑菌效果，研发出更多种类的生物防腐剂，还需要科技工作人员针对不同种类肉制品保鲜需求，选择最合适的生物防腐剂，在提高肉制品安全性的同时尽量降低使用成本，逐步减少化学合成防腐剂的使用，让消费者食肉无忧，美味尽享。