几种天然植物提取物对扒鸡保鲜作用的研究

高志鑫，刘晓柳*，张菊，李树立，赵士豪*

(1.河北经贸大学 生物科学与工程学院，石家庄 050061；2.河北省禽肉深加工技术创新中心，石家庄 050061)

近20年来，我国鸡肉制品生产和消费呈持续且快速增长的态势，目前我国已成为世界第二大鸡肉生产国，鸡肉也成为仅次于猪肉的第二大消费肉类。酱卤制品是我国代表性的传统禽肉制品之一，因营养丰富、肉质鲜嫰、香味醇厚的特点享誉海内外。由于加工、贮存工艺的局限性，微生物成为导致其腐败变质的主要因素，有关食品防腐的研究应运而生。现有的防腐方式包括高温蒸煮、防腐剂添加、低温贮存、气调包装等[1]，其中化学防腐剂作为市面上出售并且应用较多的食品保鲜剂，在延长食品货架期的同时，也给人类的健康带来潜在危害[2]，开发绿色高效的保鲜技术是肉制品乃至整个食品行业亟需解决的一大难题。

植物中含有多酚、有机酸、生物碱、多糖、黄酮等活性成分，研究表明将含有这些有效成分的植物提取物应用到肉制品中[3]，可以达到良好的抑菌效果，还能够提高肉制品的感官品质[4]。以延长食品保质期、提升食品的健康性、丰富居民饮食结构为目的，对蔬菜和中草药抑菌性能的研究层出不穷。单恬恬等的研究表明，菱角壳提取物、芡实壳提取物、芡实肉醇提物对金黄色葡萄球菌、腐败希瓦氏菌、假单胞菌、热杀索丝菌、乳酸菌均有抑菌效果，将菱角壳醇提物、芡实壳醇提物及水提物应用于冷鲜鸭肉保鲜，可延长其货架期1～2 d[5]；秘雪等的研究表明，苋菜粗提物对金黄色葡萄球菌和阪崎克罗诺肠杆菌具有抑制作用，将其作为天然抑菌剂应用于熟猪肉中，以减少熟猪肉上金黄色葡萄球菌的菌落数量，维持猪肉颜色稳定性，延长猪肉货架期[6]；孙琦的研究表明，当用10.0 mg/mL的蔓越莓提取物处理金黄色葡萄球菌0.5 h后，可完全抑制108CFU/mL的金黄色葡萄球菌，稳定维持样品的pH值和色度[7]；徐清萍等研究了白芷、生姜等11种香辛料对乳酸菌生长的抑制情况，发现白芷、高良姜、生姜等多数香辛料的添加会降低乳酸乳球菌LL发酵液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌性[8]；邓永飞等研究对以植物精油作为保鲜剂的机理以及提取方法[9]。但是，目前利用天然来源植物提取物延长酱卤鸡肉制品货架期的研究较少。

本研究考察了香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱、金银花、辛夷、薄荷、白芷、连翘、鱼腥草等对混合扒鸡腐败菌的抑制效果，筛选了具有良好抑菌作用的天然植物提取物，并将其用于扒鸡的防腐保鲜研究中，为实现酱卤鸡肉制品中添加剂减量化，提升食品的安全性、健康性、营养性奠定了基础；同时也拓宽了传统中草药资源的应用领域，为研究天然来源防腐剂提供了有价值的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

实验材料：香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱：均为市售新鲜材料；金银花、辛夷、薄荷、连翘、鱼腥草、白芷、当归。

供试菌体：从涨袋后的金凤扒鸡中分离扩培的混合腐败微生物。

主要试剂：LB琼脂、HCl、NaCl、NaOH、牛肉膏、琼脂粉、蛋白胨、挥发性盐基氮速测盒、LB肉汤培养基。

主要实验仪器：手提式高压蒸汽灭菌器、恒温培养振荡摇床、pH计、电热恒温培养箱、低速自动平衡离心机、拍打式均质机、水浴锅、分光光度计。

1.2 实验方法

1.2.1 培养基的配制

配方：牛肉膏0.5 g、蛋白胨1 g、氯化钠0.5 g、琼脂2 g、蒸馏水100 mL。

2.5×培养基：上述配方中各组分配比不变，蒸馏水添加量为40 mL。

1.2.2 腐败菌液的制备

将未添加抑菌剂的扒鸡样品置于(30±1) ℃恒温培养箱中，20 h后取出。剪开密封包装样品，准备盛有225 mL生理盐水的均质袋，将样品剪碎后称取25 g碎样置于袋内，用无菌均质机拍打均质1～2 min，形成样品匀液，再用1 mL无菌移液枪吸取1∶10的样品匀液1 mL，沿管壁缓慢注于瓷珠菌种保藏管中。上下颠倒混匀5～10次，将瓷珠菌种保藏管倒置，静置15～20 min后，将保藏管置于-20 ℃备用。用镊子取1粒瓷珠，缓慢放入盛有10 mL 10%氯化钠胰酪胨大豆肉汤培养基的试管中，置于(30±1) ℃恒温培养振荡器中培养20 h，获得的腐败菌液做后续抑菌实验待用。

1.2.3 天然植物提取液的制备

取新鲜、去掉黄叶后的香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱各300 g，洗净后先用刀将其切碎，再放入搅碎机中搅碎，之后用滤网进行过滤，各得到75 mL香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱浸出液，再用离心机离心(3000 r/min，10 min)，取上清液作为100%原液(浓度为4.0 g/mL)。再取香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱浸出液各40 mL，在水浴锅中于40 ℃浓缩至10 mL，作为浓缩液(浓度为16.0 g/mL)。

取金银花、辛夷、薄荷、白芷、连翘、鱼腥草、当归各25 g用打磨机研碎后加入50 mL蒸馏水，经多次煮制获得水煎液，除去残渣后再将水煎液定容至50 mL。将以上7种药材的50 mL水煎液放到高压灭菌锅中于121 ℃蒸煮30 min后取出，并将50 mL的水煎液浓缩至10 mL(浓度为2.5 g/mL)，放置4 ℃冰箱中冷藏备用[10]。

1.2.4 天然植物提取液抑菌活性的研究

将已灭菌的牛肉膏培养基1000 mL加热到完全融化，冷却至50 ℃左右的平板培养基中注入10 mL的菌液，混合均匀，倾注平板，每皿20 mL(下层)，待其凝固。将牛津杯置于培养皿(每个培养皿3个牛津杯)加入0.06 mL香菜、芹菜、茴香、韭菜、紫皮洋葱、黄皮洋葱处理液和对照液(无菌水)以及50 μL药材水煎液于牛津杯中进行培养。将培养皿先放入4 ℃冰箱中冷藏2 h后，置于30 ℃培养24 h，用抑菌圈直径评价各蔬菜处理液的抑菌效果。各实验均进行3组平行实验，所得结果求平均值。

抑菌圈直径(mm)=抑菌直径(mm)-小孔直径(6 mm)。

1.2.5 最低抑制浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)的测定

分别向灭菌的试管中加入适量的菌液以及液体培养基，再分别加入适量的不同浓度的各处理液，将配制好的试管置于30 ℃培养24 h。MIC的判定是用肉眼观察浑浊度，处理液的浓度最低但试管内却澄清的浓度即为最低抑菌浓度(MIC)。

继续培养至48 h后，将呈澄清状态的试样管菌液涂布于普通培养基中培养8～12 h，若无细菌生长，说明该质量浓度即为该处理液的最小杀菌浓度(MBC)。

1.2.6 植物提取液对扒鸡贮藏品质的影响

采用抑菌效果较好的蔬菜、药材最小杀菌浓度(MBC)提取液浸泡新鲜扒鸡鸡翅、鸡爪，以无菌水浸泡组作为空白对照，各组样品分别置于4 ℃和25 ℃下保存。在1，3，5，7，9 d分别进行微生物和化学指标测定，每次取3个重复，样品感官评价指标见表1。菌落总数的测定：参照GB 4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》进行；挥发性盐基氮(TVB-N值)的测定：参照GB 5009.228-2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》进行；pH值的测定：取菌落总数测定过程中所制样品匀液适量，用pH计测定其pH值。

表1 样品感官评分标准表Table 1 The sensory evaluation standard of samples

2 结果与分析

2.1 不同植物提取液的抑菌性能分析

2.1.1 抑菌圈直径测定

采用牛津杯法测定各植物提取物对扒鸡混合腐败菌的抑菌活性，见表2。结果表明，在实验浓度下，香菜、芹菜、茴香、紫皮洋葱和黄皮洋葱处理液以及金银花、辛夷、薄荷、鱼腥草、当归水煎液均不能产生抑菌圈。具有抑菌效果的韭菜处理液、白芷水煎液、连翘水煎液的抑菌圈直径分别为(10.3±0.1)，(7.0±0.1)，(2.0±0.1) mm。考虑到不同植物提取液中有效成分的浓度不同，不能仅凭抑菌圈直径大小评价其抑菌活性强弱，故采用抑菌效果较好的韭菜提取液和白芷水煎液进行后续实验。

表2 不同植物提取液的抑菌圈直径表Table 2 The inhibition zone diameters of various plant extracts

2.1.2 最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)的测定

将培养基、腐败菌液分别与不同稀释浓度的韭菜提取液、白芷水煎液混合，培养24 h，结果见表3。未添加腐败菌液的对照组(J-0、B-0)培养后无菌落，说明各提取液中没有引入新的微生物；而仅培养基和腐败菌液的对照组(C-0)菌量较大，基本可以排除培养基中成分抑菌的可能。此外，在实验浓度范围内，肉眼观察浑浊度结果表明，植物提取液浓度越大，肉眼观察到的浑浊度越低，韭菜提取液终浓度大于1.0 g/mL情况下，培养液清澈；而浓度降低至0.5 g/mL以下后，培养液开始变浑浊，即韭菜提取液的MIC值为1.0 g/mL。取肉眼清澈的培养液涂布于固体培养基培养48 h后，2.0 g/mL的处理组有明显菌落，进一步提高至到4.0 g/mL后可达到良好的杀菌效果，故韭菜处理液的MBC值为4.0 g/mL。同理，白芷水煎液[11]的MIC值为0.25 g/mL，MBC值为0.75 g/mL。

表3 不同植物提取液MIC和MBC的测定Table 3 The determination of MIC and MBC of various plant extracts

表3 不同植物提取液MIC和MBC的测定

2.2 两种植物提取物对扒鸡保鲜作用的影响

2.2.1 两种植物提取物对扒鸡贮藏期内感官评分变化的影响

对扒鸡的感官评价主要关注其色泽、风味、肌纤维和香气，依照表1的标准，将6名评价者的打分取平均值后汇总至表4。结果表明，无论常温还是低温贮存，经植物提取液浸泡的样品初始感官评分均低于空白组，其原因在于两种植物提取液的加入会对样品的色泽和风味产生一定不良影响，而影响程度以韭菜更甚。但随着贮存时间的延长，植物提取液的抑菌作用逐渐显现，处理组的感官评分反超空白组。由此可见，韭菜提取液和白芷水煎液的添加可延缓扒鸡腐败，且白芷效果更好。此外，在低温贮藏条件下，样品的腐败程度显著低于常温贮存状态。

表4 贮藏期内不同样品的感官评价得分表Table 4 The sensory evaluation scores of various samples during storage period

2.2.2 两种植物提取物对扒鸡贮藏期内总菌落数变化的影响

在常温和低温贮藏条件下，第3天空白样品均出现明显菌落，而白芷水煎液处理组仅常温鸡翅样品出现1个菌落，韭菜提取液处理组菌落数介于空白组和白芷水煎液组之间。之后，随着贮藏时间的延长，各组样品的菌落数均不断攀升，但植物提取液处理的样品中总菌落数一直明显低于相应对照组。可见，白芷水煎液和韭菜提取液浸泡可有效抑制微生物的生长繁殖，减缓扒鸡腐败，且白芷水煎液的处理效果优于韭菜提取液组。

表5 贮藏期内不同时间样品的总菌落数Table 5 The total number of colonies of various samples during storage period

2.2.3 两种植物提取物对扒鸡贮藏期内pH变化的影响

贮藏期内，不同处理情况下样品的pH变化趋势见图1。

图1 不同贮存温度下两种植物提取物对扒鸡pH值的影响Fig.1 The effects of two kinds of plant extracts on the pH values of braised chicken at different storage temperatures

由图1可知，随着贮藏期的延长，不同处理条件下样品pH均存在上升趋势，原因可能是腐败微生物分解鸡肉中蛋白质为碱性含氮小分子物质，使样品的pH上升。但两种植物提取物处理组的变化趋势明显缓于对照组，说明白芷水煎液和韭菜提取液在抑制微生物生长繁殖、减缓扒鸡腐败变质进程中具有一定效果。此外，白芷水煎液处理组的pH上升趋势缓于韭菜提取液处理组，表明其保鲜效果更优，而检测初期pH的上升可能是由于白芷水煎液本身pH较高所致。

2.2.4 两种植物提取物对扒鸡贮藏期内挥发性盐基氮变化的影响

在动物性食品腐败的过程中，蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质被称为挥发性盐基氮，其含量越高，表明氨基酸被破坏的越多，显著地影响食品的营养价值。挥发性盐基氮的测定所采用的样品需除去脂肪、骨及腱，若采用鸡爪，则几乎无剩余部分，故该实验过程仅采用鸡翅进行。贮藏期内不同时间样品的总挥发性盐基氮含量变化结果见图2。

图2 不同贮存温度下两种植物提取物对扒鸡挥发性盐基氮含量的影响Fig.2 The effects of two kinds of plant extracts on the volatile basic nitrogen content of braised chicken at different storage temperatures

由图2可知，随着贮存时间的延长，不同处理组样品挥发性盐基氮含量均呈上升趋势，但韭菜提取液和白芷水煎液添加组中产出挥发性盐机氮含量均低于相应对照组。常温环境下，空白组在第9天挥发性盐基氮达到15.6 mg/100 g，而植物提取液处理组第9天挥发性盐基氮达到12.4 mg/100 g(韭菜处理液)和11.6 mg/100 g(白芷提取液)。低温环境下，空白组在第3天即产生挥发性盐基氮，第9天挥发性盐基氮含量达到8.2 mg/100 g，而植物提取液处理组第5天才产生明显的挥发性盐基氮，第9天挥发性盐基氮含量仅为7.1 mg/100 g(韭菜处理液)和5.8 mg/100 g(白芷提取液)，即韭菜处理液和白芷水煎液的添加减缓与挥发性盐基氮的产生，对防止扒鸡腐败、保留其营养价值具有积极的作用。

3 结论

实验中选取的香菜、芹菜、韭菜、茴香、紫皮洋葱和黄皮洋葱等蔬菜提取物以及金银花、薄荷、辛夷、鱼腥草、当归、白芷、连翘等中草药水煎液中，韭菜提取物、连翘水煎液和白芷水煎液具有抑菌作用，而其他植物提取物在本实验所能达到的最大浓度时仍不具有抑菌效果。朱明涛等研究了3种香辛料对牛肉的保鲜作用，结果表明，白芷的保鲜作用最好[12]；李莎莉的研究结果表明，韭菜6种不同极性部位及挥发油对于鲍曼不动杆菌、肺炎链球菌、枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、粪肠球菌均有明显的抑制作用[13]；刘洋等的研究结果表明，川白芷提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及肺炎克雷伯氏菌均有不同程度的抑制效果，且随着提取物浓度增大抑制效果增强[14]；王小敏等的研究结果表明，连翘果与连翘叶乙醇提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌均有抑制效果[15]。此外，亦有关于香菜、芹菜、茴香、洋葱、金银花、薄荷、辛夷、鱼腥草等抑菌活性的研究。本研究中，其未表现出明显抑菌作用的原因应为有效成分浓度的差异及受抑制微生物种类差异所致。将抑菌效果较明显的韭菜提取液与白芷水煎液应用于扒鸡保鲜中，可有效减缓扒鸡腐败，延长产品的货架期。

本文以常见的香草类蔬菜及中草药为研究对象，综合考察其抑菌能力，并将筛选到的具有抑菌作用的提取物应用于扒鸡保鲜以达到延长其货架期的目的，同时，为减少食品中化学防腐剂的添加、拓展传统植物的应用价值奠定了基础。