茶多酚对海藻酸钠/玉米淀粉复合膜的影响及保鲜应用

2022-01-24 11:39梁杰蔡力锋刘涛黄雅茹陈雅芳吴雪莹杨艺伟李兰香
食品研究与开发 2022年1期
关键词:食性复合膜涂膜

梁杰,蔡力锋,刘涛,黄雅茹,陈雅芳,吴雪莹,杨艺伟,李兰香

(莆田学院环境与生物工程学院,福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室,福建 莆田 351100)

自1909年塑料首次出现以来,人工合成的塑料制品对地球环境造成的影响无法估算。随意丢弃的塑料在短时间内无法被大自然消化,在日照辐射、海浪拍打、盐分腐蚀等自然条件长久作用下分解成为更小的“塑料微粒”,造成水污染扩散到全球,并循环入食物链,进入人类餐桌,给人类生命安全带来极大危害。减少塑料制品的使用,研究安全无毒副作用且可降解的环境友好型活性包装材料已迫在眉睫[1-2]。一些天然的化合物如海藻酸钠[3]、淀粉[4]、壳聚糖[5]、蛋白质[6]、乳酸链球菌素(nisin)[7]、溶菌酶等被用来制成食品包装材料和果蔬保鲜涂膜。这些天然大分子化合物制成的食品包装膜具有良好的生物相容性、抗氧化能力、抗菌性、可降解、无毒副作用、可食性、无污染[8-9]等诸多优点,是食品的绿色安全防腐剂。利用这种包装材料对肉制品涂膜保鲜时,能有效延缓脂肪氧化和细菌生长,显著延长商品的货架期。

茶多酚(tea polyphenols,TP)是茶叶中提取的酚类物质的总称,是天然的抗氧化剂。国内外研究表明,TP具有优异的抗氧化能力、自由基清除能力、抑制细菌生长繁殖等功能[10-12],对人体具有保健价值,因而常常作为天然抗氧化剂应用于肉制品保鲜[13]。何叶子等[7]研究利用TP的强抗氧化能力可有效延长猪肉的货架期。海藻酸钠(sodium alginate,SA)是天然的阴离子多糖,具有性质活泼、均匀透明、成膜性良好、机械性能较高、阻气性能佳、防紫外线性能等优点[14-17],由于SA的亲水性能使得它吸收外界中的水分,避免肉制品水分蒸发而保持适当的湿度,有助于维持肉制品的新鲜度。已有研究表明SA制备的保鲜膜能有效地延缓肉制品贮藏期间表面微生物的生长繁殖[18-19]。马青青[20]的研究表明,TP与SA混合能有效延长鸡胸肉的货架期,有效抑制鸡肉一级氧化并显著提高鸡肉总抗氧化的能力,降低鸡肉表面菌落总数,达到与真空包装接近的效果。淀粉是自然界广泛存在、价格低廉、对环境无污染、可降解、可食用的天然高分子材料。已有科研人员对其改性并制备复合材料的研究,李丽杰等[21]以木薯淀粉和壳聚糖体积比1.5∶1制备可食膜并考察膜对羊肉的保鲜效果,结果表明,在4℃冷藏条件下羊肉的失水率、挥发性盐基氮值(total volatile bases nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸显著优于对照组,表明该复合膜对羊肉脂肪氧化抑制效果显著。淀粉由于自身营养丰富容易滋生各种细菌阻碍其在食品包装领域的应用,加强其抑菌能力成为当前亟需解决的问题之一。

国内外利用复合膜对肉制品进行保鲜的研究较多,是以涂膜的方式来实现保鲜和抑菌防腐的目的,在实际使用时往往还会在涂膜的外层增加塑料膜防止肉制品受到机械损伤,因此,制备机械性能和保鲜能力良好的包装材料来替代传统的塑料包装膜就显得尤为重要。较常见的关于复合保鲜膜的研究是将海藻酸钠与壳聚糖、明胶混合后加入功能性添加剂等混合制备涂膜材料,将海藻酸钠与玉米淀粉混合制备可食性包装材料鲜见报道。因此,本文以海藻酸钠和玉米淀粉为基材,以TP为功能性添加剂,通过溶液共混法制备可食性复合膜。考察不同浓度TP对复合膜的抗氧化能力、抑菌能力、机械性能等理化性质的影响,以感官评价、挥发性盐基氮值(total volatile bases nitrogen,TVB-N)、测定pH值、硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)为指标评价不同浓度TP复合膜对冷鲜鸡肉的保鲜能力,以期为茶多酚/海藻酸钠/玉米淀粉复合包装材料提供试验基础和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验原料

冷鲜鸡肉:市售。

1.1.2 试验试剂和供试菌株

海藻酸钠:天津市福晨化学试剂厂;茶多酚(纯度≥99.0%)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、福林酚、没食子酸:上海麦克林生化科技有限公司;营养琼脂培养基:北京索莱宝科技有限公司;营养肉汤培养基:青岛海博生物技术有限公司;硫代巴比妥酸:南京奥多福尼生物科技有限公司;硼酸:天津市红岩化学试剂厂;玉米淀粉(食品级):南京甘汁园糖业有限公司;三氯乙酸:天津市大茂化学试剂厂;HCl、CHCl3、无水乙醇、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA):中国医药集团有限公司;大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus):广东环凯微生物科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.1.3 仪器与设备

TAXTplus质构仪:英国Stable Micro System公司;BSA224S电子天平:北京赛多利斯科学仪器有限公司;UV-5500PC紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;PXY-250S-A生化培养箱:青岛科力仪器有限公司;JB-3型定时双向恒温搅拌器:金坛科析仪器有限公司;DK-S24电热恒温水浴锅:上海精宏实验设备有限公司;DGG-9053A电热恒温鼓风干燥箱:上海森信实验仪器有限公司;BCD-208K/A型冰箱:青岛海尔集团;STARTER-2100型精密数显酸度计:奥豪斯仪器有限公司;SW-CJ-2D超净工作台:苏州净化设备有限公司;TENSOR 27傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared,FTIR):德国 Bruker公司;VS-35S 手持式匀浆机:无锡沃信仪器制造有限公司;LDZM-60L-Ⅲ立式高压蒸汽灭菌器:上海申安医疗器械厂。

1.2 试验方法

1.2.1 复合膜制备工艺

参考卢俊宇等[22]的方法并根据实际情况改进,A溶液:称量7 g玉米淀粉和2 g甘油在50 mL去离子水中搅拌至完全溶解,备用;B溶液:称取3 g海藻酸钠和100 mL蒸馏水,水浴60℃下搅拌至完全溶解,备用;A、B两种溶液混合后加热到70℃,200 r/min搅拌30 min;加入不同浓度(0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%)TP于A、B混合液中,搅拌至TP完全溶解,倒入无菌平皿中,放入55℃烘箱里烘干5 h,待膜液彻底干燥后揭膜,置于封口袋中密封备用。1.2.2 可食性膜性质表征

1.2.2.1 红外光谱分析

通过傅里叶变换红外光谱仪对不同浓度TP的复合膜进行红外光谱分析,表征膜的结构特征,扫描范围在 4 000 cm-1~500 cm-1。

1.2.2.2 含水量和溶解度测定

将膜样裁剪成20 mm×20 mm,室温下(25℃)称重标记为m0(g),置于烘箱中100℃下干燥至恒重,称重标记为m1(g)。将已烘干至恒重的膜放入离心管中,加入50 mL H2O 25℃下浸泡24 h,将未溶解的膜过滤后放在滤纸上置于100℃烘箱内干燥至恒重,同时取同样的一张滤纸100℃干燥至恒重,将附着未溶解可食膜的滤纸干燥后称重减去烘干至恒重的滤纸质量为未溶解的膜质量,标记为m2(g)。根据以下公式计算含水量(WC)和溶解度(S)。

1.2.2.3 膜的厚度

将膜样品折叠成若干层,取不同的点通过螺旋测微尺测量膜厚度,取5次平均值,以μm为单位。

1.2.2.4 拉伸强度、断裂生长率的测定

将膜裁成40 mm×10 mm的薄膜条,用质构仪测定膜的拉伸应力和拉伸应变,设定测前速率120 mm/min,测中60 mm/min,测后120 mm/min,根据应力应变曲线得出拉伸强度(tensile strength,TS)和断裂生长率(elongation at break,EAB)。

1.2.3 抗氧化能力测定

1.2.3.1 DPPH自由基清除能力测定

参照文献[23]并根据实际情况稍加修改。配制0.1 mmol/L的DPPH乙醇溶液(乙醇浓度为95%),避光冷藏,膜液完全溶解后稀释至不同浓度,备用;将2 mL待测膜液与2 mL DPPH溶液加入到比色管中,摇匀后静置避光反应30 min,反应结束测定波长517 nm处吸光值Ai;同时测定2 mL DPPH溶液与2 mL去离子水混合后的吸光值A0,2 mL待测膜液与2 mL 95%乙醇混合后的吸光值Aj,计算公式如下。

式中:A0为对照组吸光值;Ai为样品组吸光值;Aj为空白组吸光值。

1.2.3.2 TP含量测定

参照文献[22-24]的方法测定茶多酚含量。

1)绘制标准曲线:称取0.005 g没食子酸用蒸馏水定容至50 mL中,配制没食子酸标准液。分别移取100、200、300、400、500 μL 标准液于 10 mL 容量瓶中,依次加入0.5 mL福林酚试剂、2 mL 15%的Na2CO3溶液,定容至10 mL,置于40℃水浴锅中反应20 min,冷却后测定其在765 nm处吸光值,绘制标准曲线并得到回归方程:y=0.117x-0.054,R2=0.999 3。y 为吸光值,x为没食子酸浓度(mg/mL)。

2)称取0.125 g的膜样品,加入15 mL蒸馏水中浸泡24 h,制得膜液备用;取0.1 mL膜液与7 mL H2O充分混合后加入0.5 mL福林酚试剂,摇匀后静置8 min,依次加入1.5 mL的Na2CO3溶液、0.9 mL蒸馏水,避光反应2 h后测定765 nm处吸光值,根据公式计算茶多酚含量。

式中:Y为样品中茶多酚含量,mg/g;C为膜样品中茶多酚浓度,mg/mL;V为样液总体积,mL;n为稀释倍数;m为膜样质量,g。

1.2.4 可食性膜抑菌能力测定

参照Otoni等[25]方法,通过考察不同浓度TP复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌圈大小来评价茶多酚/海藻酸钠/玉米淀粉复合膜的抑菌效果。裁取直径大小为29 mm的圆形膜样若干份放入超净工作台中紫外灯照射灭菌2 h,分别将两种菌液均匀涂布于整个培养基表面,用镊子夹取膜样置于平皿中央,放在37℃培养箱中倒置培养24 h,用螺旋测微尺测量圆形膜样的抑菌圈直径(包括圆形膜直径),样品平行测3次。

1.2.5 可食性膜对冷鲜鸡肉的保鲜效果

将鸡胸肉置于超净工作台中,使用无菌刀具、砧板和电子秤将鸡肉等量分割成若干份,将每份鸡肉(约20 g)斩拌为肉糜后用复合膜包裹后置于无菌培养皿中,放入冰箱4℃冷藏。共贮藏6 d,每天对鸡肉分别进行感官评价,测定挥发性盐基氮值(TVB-N)、pH值、硫代巴比妥酸值(TBARS)。

1.2.5.1 冷鲜鸡肉贮藏期间感官评价

参考GB 2707—2016《食品安全国家标准鲜(冻)畜、禽产品》的方法,设计评分标准如表1所示。

表1 鸡肉感官评分标准Table 1 Sensory evaluation criteria of chicken

1.2.5.2 冷鲜鸡肉贮藏期间挥发性盐基氮值(TVB-N)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》中的凯氏定氮仪法进行测定。取10 g待测肉样品记为M,加入100 mL蒸馏水记为V0,充分浸泡30 min滤纸过滤后取10 mL滤液体积记为V,向小烧杯中加入10 mL 20 g/L硼酸溶液和5滴甲基红和亚甲基蓝混合指示剂,将冷凝管浸没小烧杯液面以下,将10 mL滤液从小玻杯注入反应室后取10 mL蒸馏水清洗小玻杯一并注入反应室,再由小玻杯处加入20 g/L 5 mL氧化镁悬浊液,打开电热套开关进行蒸馏,待小烧杯里的溶液变绿后蒸馏5 min,将小烧杯从冷凝管下端移开,蒸馏1 min,用4 mL水冲洗冷凝管下端,用0.010 0 mol/L的HCl标准滴定溶液(记为C)进行滴定至溶液呈紫色,记录消耗体积V1,同时做空白试验,消耗HCl体积为V2,代入如下公式计算挥发性盐基氮含量。

式中:X为挥发性盐基氮含量,mg/100 g;V1为消耗 HCl体积,mL;V2为试剂空白消耗 HCl体积,mL;C为HCl溶液浓度,mol/L;14为滴定1.0 mmol/L HCl相当的氮的质量,g/mol;M为试样质量,g;V为滤液体积,mL;V0为样液总体积,mL;100为换算系数。

1.2.5.3 冷鲜鸡肉贮藏期间pH值的测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》的方法测定冷鲜鸡肉pH值。

1.2.5.4 冷鲜鸡肉贮藏期间脂肪氧化程度——硫代巴比妥酸值(TBARS)的测定

参照赵立娜等[26]的方法,取5 g鸡胸肉斩拌成肉糜,加入50 mL 7.5%三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)(含0.1% EDTA),振荡30 min使其充分反应,滤纸过滤后取5 mL上清液与5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)溶液混合置于90℃下水浴40 min,反应结束后静置1 h,加入5 mL三氯甲烷摇匀静置分层后取上清液在532 nm处测定吸光值,计算公式如下。

式中:A532为样品在532 nm下的吸光值;W为样品的质量,g。

1.3 数据处理

各组试验样品平行测试3,使用Excel 2003对数据初步整理计算,试验结果以平均值±标准误差的形式记录,利用Origin 8.5软件绘图。

2 结果与分析

2.1 红外光谱分析

通过FTIR研究茶多酚/海藻酸钠/玉米淀粉复合膜内部之间的相互作用力,共混体系的红外光谱能分析氢键之间相互作用。不同浓度TP复合膜的红外光谱图见图1。

图1 不同浓度TP复合膜的红外光谱图Fig.1 The FTIR spectra of composite membrane of different TP concentration

由图1可知,1 000 cm-1附近吸收峰可能是来自甘油分子中的O-H与淀粉分子上糖苷键的氧原子之间形成氢键产生,所以不同浓度TP膜样吸收峰大致相同;1 600 cm-1附近吸收峰是N-H伸缩振动吸收峰引起的,随着TP浓度的增加,该吸收峰强度稍微增强并略微往低波数移动,可能是TP与海藻酸钠之间形成较弱的氢键作用;2 930 cm-1附近吸收峰是C-H的伸缩、弯曲振动所致,TP浓度增加,吸收峰强度略微降低并向低波数移动,可能是TP与淀粉分子上的-OH或海藻酸钠分子上的-OH产生氢键作用所致;3285cm-1附近吸收峰源于O-H的伸缩振动吸收峰,随着TP浓度增加该吸收峰强度显著降低且向低波数缓慢移动,表明TP与淀粉分子或海藻酸钠分子之间产生了氢键作用,与2 930 cm-1处结果大约一致。

2.2 不同浓度TP对复合膜理化性质的影响

2.2.1 不同浓度TP对厚度的影响

不同浓度TP对复合膜厚度的影响见图2。

图2 不同浓度TP对膜厚度的影响Fig.2 Effect of different TP concentration on film thicknes

由图2可知,复合膜的厚度随着TP浓度增加而变大,这与卢俊宇等[22]的研究结果一致,分析原因认为这可能是因为TP浓度增加使得可食性膜溶质增加,TP是亲水性物质,玉米淀粉含有丰富的蛋白质,当复合膜与水接触时在水合离子作用下茶多酚与蛋白质之间氢键断裂,使膜的结构被破坏,同时也降低膜溶液的表观黏度和延展性[27]。

2.2.2 不同浓度TP对含水量和溶解度的影响

不同浓度TP对复合膜含水量和溶解度的影响见图3。

图3 不同浓度TP对含水量、溶解度的影响Fig.3 Effect of different TP concentration on film water content,solubility

由图3可知,复合膜的溶解度和含水量随着TP浓度的增加而增加,加入TP的试验组溶解度高于未加TP的空白组,这可能是由于TP是亲水性化合物,TP浓度的增加会提高可食性膜表面的亲水性因而含水量也在增加,在水合离子存在的条件下,TP与蛋白质之间的氢键断裂,造成可食性膜溶解度升高。

2.2.3 不同浓度TP对TS和EAB的影响

不同浓度TP对膜拉伸强度(TS)和断裂生长率(EAB)的影响见图4。

图4 不同浓度TP对膜拉伸强度和断裂生长率的影响Fig.4 Effects of different TP concentration on tensile strength and elongation at break of film

由图4可知,TP浓度为1.25%时可食性膜的TS和EAB呈最大值,此时可食性膜的柔韧性和弹性最好。一定质量的TP通过氢键和疏水作用、共价交联等作用力均匀分布于可食性膜中,能形成稳定有序的膜结构;当TP浓度大于1.25%时,膜的拉伸强度和断裂生长率呈现断崖式下降的趋势,分析原因可能是过多的加入TP造成可食性膜的不连续性因而柔韧性受到影响,过高浓度的TP会扰乱海藻酸钠和玉米淀粉蛋白之间形成的凝胶网络结构并导致相分离现象,因此膜的断裂生长率明显下降;另外,过高浓度的TP与蛋白质可能形成交互作用,妨碍其他分子之间的相互作用,使膜的网状稳定性受到影响导致拉伸强度降低,且过多的TP游离于膜液中呈颗粒状,也对膜的机械性能产生不良影响[28]。RIAZ等[29]的研究发现,过量TP会在复合膜中发生聚集现象而导致分子间氢键弱化,阻碍聚合物-聚合物链的相互作用,影响复合膜致密稳定结构的形成,造成膜的机械性能下降。马青青[20]的研究结果表明,加入TP的SA涂膜的TS和EAB要高于未加入TP的涂膜,且随着贮藏时间的延长而增加,到第4天增大幅度表现显著(p<0.05)。

2.2.4 不同浓度TP对复合膜抗氧化能力的影响

以DPPH自由基清除率和茶多酚含量为指标,考察不同浓度TP对复合膜抗氧化能力的影响,结果如图5所示。

图5 不同浓度TP对膜DPPH自由基清除率和TP含量的影响Fig.5 Effects of different TP concentration on DPPH free radical scavenging rate and TP concentration of film

由图5可知,当复合膜中没有加入TP时,膜的DPPH自由基清除率和TP含量为0%,当TP浓度从0%增加到0.50%时,膜的DPPH自由基清除率和TP含量明显增加,此后TP浓度继续提高到1.50%,膜的DPPH自由基清除率没有明显变化,保持在一定水平,而茶多酚含量还在继续增加。分析原因认为,由于大部分TP含有2个以上的邻位羟基多元酚,具有较强的供氢能力,因此具有较强的清除DPPH自由基能力,且TP中存在Tyr和His氨基酸残基能与福林酚试剂发生反应;当TP浓度增加到一定水平之后DPPH自由基清除率不再增加,表明TP的抗氧化能力不会随着浓度无限增大,而是达到一定水平后趋于稳定的状态。

2.2.5 不同浓度TP对可食性膜抑菌效果的影响

以E.coli和S.aureus为代表菌种,以抑菌圈为评价指标,测定不同浓度TP对可食性膜抑菌效果的影响,结果如表2所示。

表2 不同浓度TP对复合膜抑菌圈的影响Table 2 Effects of different TP concentration on antimicrobial zone area of the composite films

由表2可知,不加TP的复合膜对E.coli和S.aureus几乎没有抑菌效果,但由于TP是亲水性物质导致膜样在培养基中吸水而略微增大;复合膜对S.aureus的抑菌圈直径比E.coli要大一些,抑菌效果更好一些。随着TP浓度增加,复合膜对E.coli和S.aureus抑菌圈都逐渐增大,说明复合膜的抑菌效果随TP浓度增加逐渐增强。TP对于E.coli和S.aureus抑菌都具有良好的抑菌效果,对S.aureus抑菌效果更强。虽然TP浓度增加抑菌效果更好,但由于TP浓度增大导致复合膜颜色加深,在做抑菌圈法测定时,过高浓度的TP甚至会造成抑菌圈变成黑褐色,且TP浓度越高,膜的成本也越高,因此TP的浓度需要控制在恰当的范围。

2.3 不同浓度TP涂膜对鸡肉的保鲜效果影响

2.3.1 不同浓度TP涂膜对鸡肉保鲜效果的感官评价

不同浓度TP涂膜对冷藏过程中鸡肉感官评分的影响见图6。

由图6可知,贮藏时间的延长导致鸡肉的感官评分逐渐降低,但是与无膜涂布的对照组鸡肉相比,有膜覆盖的鸡肉感官评分明显较高;TP浓度越大鸡肉的感官评分越高;鸡肉在4℃冷藏保鲜至第6天时,无膜覆盖的对照组鸡肉明显已经发生变质现象,有异味产生,肉质发白。结果表明,一定浓度的TP能对鸡肉产生有效的保鲜和抑菌作用,减缓鸡肉的腐败变质。

图6 冷藏过程中鸡肉感官评分变化Fig.6 Changes in sensory score of chicken during refrigeration

2.3.2 不同浓度TP涂膜对鸡肉TVB-N的影响

TVB-N含量越高,表明氨基酸被破坏的越多,营养价值影响也越大,是反映鱼和肉的鲜度与否的主要指标。依照GB 2707—2016《食品安全国家标准鲜(冻)畜、禽产品》,挥发性盐基氮值TVB-N≤20 mg/100 g是评估肉制品新鲜与否的标准。不同浓度TP涂膜对鸡肉贮藏期间TVB-N的影响见图7。

图7 不同浓度TP对鸡肉贮藏期间TVB-N的影响Fig.7 Effect of different TP concentration on TVB-N content of chicken during storage

由图7可知,将无膜对照组、TP浓度为0%的试验组以及添加不同浓度TP的可食性膜覆盖的鸡肉置于4℃冰箱中冷藏,无膜对照组的TVB-N迅速增加,贮藏到第3天 TVB-N 为(28.00±0.28)mg/100 g,远超过二级鲜度20mg/100g的标准腐败成为变质肉,而TP浓度为1.25%的试验组在第6天TVB-N为(19.60±0.19)mg/100 g,处于二级鲜度内未发生变质现象。由图7可知所有试验组TVB-N曲线都低于无膜对照组和TP浓度为0%的试验组,这表明添加TP的可食性膜能有效抑制酶和细菌的腐败繁殖,TP浓度为1.25%的试验组TVB-N上升最慢,保鲜效果最佳,在第6天时TVB-N尚未超过二级鲜度的标准,与无膜对照组和TP浓度为0%的试验组相比,货架期延长3 d,这可能与不同浓度TP在可食性膜中有不同释放速率有关系。由图7还可看出相同贮藏时间下当TP浓度为1.50%时和TP浓度为1.25%时的TVB-N接近,TVB-N不再明显下降,可能是由于TP浓度在1.25%时已在膜液中达到饱和。

2.3.3 不同浓度TP涂膜对鸡肉贮藏期间pH值的影响

不同浓度TP涂膜对鸡肉贮藏期间pH值的影响如图8所示。

图8 不同浓度TP涂膜对鸡肉pH值的影响Fig.8 Effect of different TP concentration on pH value of chicken

由图8可知,所有试验组的pH值都随时间的延长呈增大的趋势。无膜对照组和TP浓度为0%的膜液涂抹的鸡肉pH值随时间延长上升较快,含有TP膜液涂抹的鸡肉pH值上升较慢,TP浓度越高,pH值随时间延长上升得越慢。这是由于鸡肉中微生物蛋白酶和鸡肉蛋白酶的分泌加速蛋白质被分解为氨基酸和多肽类,并进一步被分解成氨、胺类及三甲胺等碱性化合物和基团后释放,导致pH值逐渐升高[30]。鸡肉覆盖TP浓度为1.25%涂膜下贮藏6 d后pH值最低,冷藏期间TP浓度为1.25%的试验组使鸡肉的pH维持在5.83~6.36。田玉潭等[31]以不同浓度葡萄酒渣多酚并混合壳聚糖、CMC为基材制备复合膜,考察其对水煮羊肉贮藏期间的保鲜效果,羊肉pH值在贮藏期间也呈升高趋势,这与本研究结果一致,到贮藏末期,最大浓度5%葡萄酒渣多酚膜处理的试验组pH值显著低于其他组,这与本研究有细微差别,当TP浓度达到1.50%之时,鸡肉冷藏期间pH值与TP浓度为1.25%时相差不大,分析原因认为可能是葡萄酒渣多酚与茶多酚的作用机理不同,也可能是5%的葡萄酒渣多酚浓度对羊肉抑菌效果并未达到饱和。

2.3.4 不同浓度TP涂膜对鸡肉贮藏期间TBARS的影响

嫩度、色泽、保水性是考察肉制品在贮藏过程中是否发生氧化变质的重要指标,当鸡肉中的脂质和蛋白质及其交互氧化反应发生时会产生肉制品蛋白质的氧化变质的现象,会降低其嫩度、色泽、保水性等营养指标,甚至发生过度氧化产生有毒化合物如丙二醛等,对机体健康产生危害[32]。以TBARS衡量肉制品脂质氧化程度是目前常用的方法,当TBARS为1.0 mg/kg时作为酸败能被人感知的最小临界点[33]。不同浓度TP涂膜对鸡肉TBARS影响情况如图9所示。

图9 不同浓度TP涂膜对鸡肉TBARS影响Fig.9 Effect of different TP concentration on TBARS content of chicken

由图9可知,无膜覆盖的鸡肉在1d后TBARS含量(0.25±0.03)mg/kg,冷藏第3天时TBARS含量已达到(0.97±0.04)mg/kg接近 1.0 mg/kg;TP 浓度越高,TBARS含量随着时间延长上升越缓慢。

3 讨论与结论

本研究通过向海藻酸钠/玉米淀粉复合膜中添加抗氧化剂茶多酚对可食性包装膜的性能进行改善。结果显示,加入浓度为1.25%的TP后,复合膜的含水量、溶解度与没有添加TP的可食性膜相比有明显提高,含水量为(20.19±0.42)%,溶解度为(52.87±3.42)%,研究表明添加TP可以制备机械性能良好的可食性包装膜;DPPH 自由基清除率达到(28.96±0.44)%,茶多酚含量达到(75.68±0.56)mg/g,说明TP可与可食性膜的基材充分融合,从而制备出抗氧化性效果良好的复合膜;复合膜对大肠杆菌的抑菌圈直径为(30.72±0.49)mm,对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为(31.41±0.39)mm,说明该复合膜抑菌性十分优良。利用含1.25%TP的海藻酸钠/玉米淀粉复合膜对鸡肉表面涂膜并与无涂膜的冷鲜鸡肉对比发现:该复合膜降低了鸡肉在贮藏过程中的pH值、TBARS和TVB-N,延长了鸡肉的货架期并维持其较好的品质;含1.25%TP的海藻酸钠/玉米淀粉复合膜拉伸强度比未添加TP的复合膜显著提高。以上结果表明,含1.25%TP的海藻酸钠/玉米淀粉复合膜综合性能最好,具有良好的包装性能,适合作为肉制品的包装材料。该膜能显著延长鸡肉的货架期同时维持肉品较好的品质,机械性能良好,能有效抑菌,原料来源广泛且成本低廉可降解,后续将对膜的热稳定性和不同菌株的抗菌特性进一步深入研究,有望拓展成为新型多功能包装材料在食品包装领域中应用。

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