壳聚糖涂膜对新鲜鸭肉贮藏品质的影响

吴涛

摘要：采用壳聚糖涂膜技术对鸭肉进行保鲜处理，测定鸭肉贮藏期的pH、挥发性盐基总氮、TBA值、过氧化值以及菌落总数，研究了壳聚糖涂膜对鸭肉贮藏期品质的影响。结果表明，2%的壳聚糖涂膜可抑制鸭肉中微生物的生长与脂肪氧化。其保鲜能力与其分子质量的大小有关，相对分子质量较低的壳聚糖具有相对较强的抗氧化能力，而且不同相对分子质量壳聚糖的混合物具有更好的抗菌性。

关键词：鸭肉；壳聚糖；挥发性盐基总氮；抗氧化；贮藏品质

中图分类号：TS251.5+5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）22-5490-03

鸭肉是餐桌上的上乘肴馔，也是人们进补的优良食品。鸭肉的营养价值与鸡肉相仿，但在中医看来，鸭子吃的食物多为水生生物，故其肉性味甘、寒，入肺胃肾经，有滋补、养胃、补肾、消水肿、止热痢、止咳化痰等作用。与通常的高蛋白食品相似，在一般的加工处理和贮藏过程中，鸭肉的品质会迅速发生恶化，从而限制了鸭肉的货架期。因此必须加强鸭肉产品的保鲜技术研究，在保证食品安全的前提下提高其质量、延长其货价期[1]。

壳聚糖是一种天然大分子多糖类物质，作为一类涂膜保鲜剂广泛应用于食品保鲜，具有较强的抗菌性及抗氧化活性[2]，具有作为天然防腐剂的应用价值。目前已经成功应用于多种食品的贮藏保鲜，包括水产品[3]、果蔬[4]及一些肉类[5]。因此，壳聚糖具有良好的潜力应用于禽肉制品的辅助保鲜。

本试验应用不同的壳聚糖涂膜对鸭肉进行保鲜，通过分析鸭肉贮藏期的各项生化及微生物指标，确定了壳聚糖成分对于鸭肉贮藏期品质的影响，为壳聚糖成分应用于禽肉保鲜提供了相关的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜鸭胸肉购于长江大学西校区农产品市场。

1.2 主要仪器与试剂

R404A型超低温冰箱，美国Thermo Scientific Forma公司；PHS-3C型pH计、722E型可见光分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；SW-CJ-1F型超净工作台，苏州净化设备工程有限公司。

商品壳聚糖（相对分子质量为3×105和1×104，脱乙酰度为95%）购于上海鼎国生物技术有限公司，其他试剂购自国药集团化学试剂有限公司，均为分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 壳聚糖溶液的制备 3种类型的壳聚糖添加物分别为分子质量3×105壳聚糖（HC）、分子质量1×104壳聚糖（LC）以及两者的等量混合物（HC+LC），将3种类型的2%壳聚糖分别溶于1%的醋酸溶液中。

1.3.2 样品处理 将鸭肉切块，浸入壳聚糖溶液中30 min，料液比（g/mL）为1∶3，对照为未经处理的鸭肉，沥干后样品贮存于4 ℃下备用。

1.3.3 性状测定

1）pH的测定。使用pH计直接测定鸭肉水溶液的pH。称取10.00 g切碎的鸭肉，加去离子水至100 mL，摇匀，浸渍30 min后过滤或离心，取约50 mL滤液于100 mL烧杯中，用pH计测定pH。

2）挥发性盐基氮（TVB-N）的测定。鸭肉挥发性盐基氮含量根据Goulas等[6]的方法测定。

3）TBA值的测定。鸭肉TBA值根据Gomes等[7]的方法测定。

4）过氧化值测定。鸭肉过氧化值根据Egan等[8]的方法测定。

1.3.4 菌落总数的检验 鸭肉菌落总数的检验根据GB/T 4789.2-2003的方法进行[9]。

1.3.5 统计分析方法 试验中所有分析重复两次，每次做3个平行测定。结果以平均值±SD表示。方差分析使用SPSS 16.0。显著性差异检验使用LSD检验法。

2 结果与分析

2.1 pH的变化

由于壳聚糖涂膜中含有醋酸的成分，因此壳聚糖涂膜处理会轻微地降低样品的pH（图1）。经过12 d的贮藏期后，未经涂膜处理的对照样品pH逐步升高到6.86，但经过壳聚糖涂膜处理的鸭肉样品pH上升幅度较小，其中pH变化幅度最小的是HC+LC壳聚糖涂膜样品。

鸭肉的pH在腐败过程中持续上升，当pH处于6.6以上时，鸭肉已经属于初期腐败，腐败菌产生的胺类化合物可能是导致样品pH升高的主要原因[10]。从pH的变化趋势可以推断，壳聚糖涂膜的存在抑制了腐败菌的生长繁殖，减少了其代谢产生的胺类化合物，从而使鸭肉在贮藏过程中的pH变化相对稳定。

2.2 TVB-N含量的变化

对照样品的初始TVB-N含量为2.55 mg/100 g，HC样品的初始TVB-N含量为2.43 mg/100 g，LC样品的初始TVB-N含量为2.38 mg/100 g，HC+LC样品的初始TVB-N含量为2.33 mg/100 g。壳聚糖涂膜处理显著降低了样品中的TVB-N含量（图2）。经过12 d的贮藏期后，对照的TVB-N含量上升至35.0 mg/100 g，经HC+LC壳聚糖处理后的样品TVB-N含量最低，仅为14.32 mg/100 g。

腐败微生物在食品中的生长繁殖与食品中内源酶类对蛋白质的分解会导致食品贮藏期间TVB-N含量的持续升高。Mohan等[11]利用壳聚糖对沙丁鱼进行涂膜保鲜，研究表明壳聚糖涂膜处理能有效抑制细菌的增长，延缓TVB-N含量的升高，有效延长了沙丁鱼的货架期，产生了较好的保鲜效果。在鸭肉中，壳聚糖的存在也同样抑制了导致TVB-N生成的微生物活性。

2.3 TBA值和过氧化值

脂肪的氧化会导致肉类中不饱和脂肪酸的分解，从而产生严重影响食品感官品质的酸败味与一些有害的小分子分解物，对于脂肪含量相对较高的鸭肉尤其如此。目前，主要通过产品的TBA值和过氧化值来测定其油脂的氧化程度。

经过12 d的贮藏期后，对照样品、HC样品、LC样品和HC+LC样品的TBA值分别上升到1.074、0.536、0.253、0.314 mg MDA/kg，经过壳聚糖涂膜处理的样品TBA值显著低于对照样品（P<0.05）（图3）。相对而言，低分子质量壳聚糖涂膜的抗氧化性能更强。鸭肉的过氧化值与TBA值的变化相似，在贮藏期间也逐渐升高（图4）。经壳聚糖涂膜处理的鸭肉过氧化值显著低于对照（P<0.05），不同处理对鸭肉脂质氧化作用的抑制效果排序为LC>LC+HC>HC。

有研究也表明壳聚糖对脂质氧化的抑制作用很大程度上取决于壳聚糖的浓度和分子质量大小[12]。壳聚糖分子中的氨基基团能够参与螯合金属离子，在带电荷的状态下，壳聚糖中带正电的氨基基团产生分子内的电荷排斥力，从而导致了壳聚糖分子链结构的伸展，增加了其流体动力学体积。因此分子质量的差异决定了壳聚糖分子具有不同的金属离子的螯合能力，继而表现出不同的抗氧化能力。

2.4 菌落总数检测结果

对照样品的初始菌落总数为101.53 CFU/g，经壳聚糖涂膜处理样品的初始菌落总数都在101.42 CFU/g以下。经过12 d的贮藏期后，对照、HC样品、LC样品和HC+LC样品的菌落总数分别上升到106.42、105.03、105.58、104.70 CFU/g（图5）。对照样品与处理样品之间的菌落总数具有显著差异（P<0.05）。壳聚糖涂膜明显抑制了鸭肉样品中微生物的生长，且不同分子量的壳聚糖混合物抑菌效果最好。

有研究表明，壳聚糖的抑菌效果与壳聚糖分子的分子质量密切相关，不同分子质量的壳聚糖之间具有不同的抑菌机理[13，14]。高分子质量的壳聚糖能够在革兰氏阳性菌的细胞壁上形成一层高分子膜，干扰细胞与外界的物质交换；低分子质量的壳聚糖能够进入革兰氏阴性菌细胞内，抑制细胞内的酶类，扰乱蛋白质与mRNA的合成。因此，受到抑菌机理的限制，单一壳聚糖的抑菌效果有限，而不同分子质量的壳聚糖混合物能够依靠其差异性的抑菌机理来对不同的腐败菌分别进行抑制，所以其抑菌效果最好。

3 结论

不同相对分子质量的壳聚糖（3×105与1×104）以及它们的混合物均表现出一定的抗氧化及抗菌能力，能够较好地保持鸭肉的贮藏品质。在2%壳聚糖条件下，较低的相对分子质量（1×104）的壳聚糖比相对较高的相对分子质量（3×105）的壳聚糖显示了更突出的抗氧化能力，而它们的混合物则表现出更强的抑菌效果。

参考文献：

[1] 池福敏，李 诚，辛松林，等.天然保鲜剂对预调理冷却黑椒鸭肉的保鲜效果[J].食品研究与开发，2011，32（11）：139-143.

[2] 侯伟峰，谢 晶.ε-聚赖氨酸、壳聚糖及植酸对南美白对虾的保鲜作用[J].食品科学，2012，33（8）： 308-312.

[3] MAO L C， WU T. Gelling properties and lipid oxidation of kamaboko gels from grass carp（Ctenopharyngodon idellus） influenced by chitosan[J]. Journal of Food Engineering， 2007， 82（2）：128-134.

[4] 丘苑新，曾晓房，高苏娟，等.壳聚糖涂膜处理对紫金春甜桔采后保鲜效果的影响[J].食品工业科技，2013，34（9）：328-331.

[5] 王正云，李志方，施 帅.茶多酚结合壳聚糖对冷却肉的保鲜效果[J].食品与发酵工业，2012，38（1）：186-189.

[6] GOULAS A E， KONTOMINAS M G. Effect of salting and smoking-method on the keeping quality of chub mackerel （Scomber japonicus）： biochemical and sensory attributes[J]. Food Chemistry， 2005， 93（3）： 511-520.

[7] GOMES H A， SILVA E N， NASCIMENTO M R L， et al. Evaluation of the 2-thiobarbituric acid method for the measurement of lipid oxidation in mechanically deboned gamma irradiated chicken meat[J]. Food Chemistry， 2003， 80（3）： 433-437.

[8] EGAN H， KIRK R S， SAWYER R. Pearsons chemical analysis of foods[M]. Edinburgh UK： Churchil Livingstone， 1981.

[9] GB/T 4789.2-2003，食品卫生微生物学检验-菌落总数测定[S].

[10] 李 超，商学兵，王乃馨，等.白豆蔻挥发油涂膜保鲜冷却鸭肉的研究[J].肉类研究，2011，25（6）：38-40.

[11] MOHAN C O， RAVISHANKAR C N， LALITHA K V. Effect of chitosan edible coating on the quality of double filleted Indian oil sardine （Sardinella longiceps） during chilled storage[J]. Food Hydrocolloids， 2012， 26 （1）： 167-174.

[12] OJAGH S M， REZAEI M， RAZAVI S H， et al. Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout[J]. Food Chemistry， 2010， 120（1）： 193-198.

[13] 范文教，孙俊秀，陈云川，等.壳聚糖可食性涂膜冷藏保鲜鲢鱼的研究[J].江苏农业科学，2011，39（4）：314-316.

[14] 贾艳菊，马同锁，刘 坤，等.不同壳聚糖抗菌膜对草鱼保鲜效果的比较[J].中国农学通报，2010，26（5）：337-340.

经过12 d的贮藏期后，对照样品、HC样品、LC样品和HC+LC样品的TBA值分别上升到1.074、0.536、0.253、0.314 mg MDA/kg，经过壳聚糖涂膜处理的样品TBA值显著低于对照样品（P<0.05）（图3）。相对而言，低分子质量壳聚糖涂膜的抗氧化性能更强。鸭肉的过氧化值与TBA值的变化相似，在贮藏期间也逐渐升高（图4）。经壳聚糖涂膜处理的鸭肉过氧化值显著低于对照（P<0.05），不同处理对鸭肉脂质氧化作用的抑制效果排序为LC>LC+HC>HC。

有研究也表明壳聚糖对脂质氧化的抑制作用很大程度上取决于壳聚糖的浓度和分子质量大小[12]。壳聚糖分子中的氨基基团能够参与螯合金属离子，在带电荷的状态下，壳聚糖中带正电的氨基基团产生分子内的电荷排斥力，从而导致了壳聚糖分子链结构的伸展，增加了其流体动力学体积。因此分子质量的差异决定了壳聚糖分子具有不同的金属离子的螯合能力，继而表现出不同的抗氧化能力。

2.4 菌落总数检测结果

对照样品的初始菌落总数为101.53 CFU/g，经壳聚糖涂膜处理样品的初始菌落总数都在101.42 CFU/g以下。经过12 d的贮藏期后，对照、HC样品、LC样品和HC+LC样品的菌落总数分别上升到106.42、105.03、105.58、104.70 CFU/g（图5）。对照样品与处理样品之间的菌落总数具有显著差异（P<0.05）。壳聚糖涂膜明显抑制了鸭肉样品中微生物的生长，且不同分子量的壳聚糖混合物抑菌效果最好。

有研究表明，壳聚糖的抑菌效果与壳聚糖分子的分子质量密切相关，不同分子质量的壳聚糖之间具有不同的抑菌机理[13，14]。高分子质量的壳聚糖能够在革兰氏阳性菌的细胞壁上形成一层高分子膜，干扰细胞与外界的物质交换；低分子质量的壳聚糖能够进入革兰氏阴性菌细胞内，抑制细胞内的酶类，扰乱蛋白质与mRNA的合成。因此，受到抑菌机理的限制，单一壳聚糖的抑菌效果有限，而不同分子质量的壳聚糖混合物能够依靠其差异性的抑菌机理来对不同的腐败菌分别进行抑制，所以其抑菌效果最好。

3 结论

不同相对分子质量的壳聚糖（3×105与1×104）以及它们的混合物均表现出一定的抗氧化及抗菌能力，能够较好地保持鸭肉的贮藏品质。在2%壳聚糖条件下，较低的相对分子质量（1×104）的壳聚糖比相对较高的相对分子质量（3×105）的壳聚糖显示了更突出的抗氧化能力，而它们的混合物则表现出更强的抑菌效果。

参考文献：

[1] 池福敏，李 诚，辛松林，等.天然保鲜剂对预调理冷却黑椒鸭肉的保鲜效果[J].食品研究与开发，2011，32（11）：139-143.

[2] 侯伟峰，谢 晶.ε-聚赖氨酸、壳聚糖及植酸对南美白对虾的保鲜作用[J].食品科学，2012，33（8）： 308-312.

[3] MAO L C， WU T. Gelling properties and lipid oxidation of kamaboko gels from grass carp（Ctenopharyngodon idellus） influenced by chitosan[J]. Journal of Food Engineering， 2007， 82（2）：128-134.

[4] 丘苑新，曾晓房，高苏娟，等.壳聚糖涂膜处理对紫金春甜桔采后保鲜效果的影响[J].食品工业科技，2013，34（9）：328-331.

[5] 王正云，李志方，施 帅.茶多酚结合壳聚糖对冷却肉的保鲜效果[J].食品与发酵工业，2012，38（1）：186-189.

[6] GOULAS A E， KONTOMINAS M G. Effect of salting and smoking-method on the keeping quality of chub mackerel （Scomber japonicus）： biochemical and sensory attributes[J]. Food Chemistry， 2005， 93（3）： 511-520.

[7] GOMES H A， SILVA E N， NASCIMENTO M R L， et al. Evaluation of the 2-thiobarbituric acid method for the measurement of lipid oxidation in mechanically deboned gamma irradiated chicken meat[J]. Food Chemistry， 2003， 80（3）： 433-437.

[8] EGAN H， KIRK R S， SAWYER R. Pearsons chemical analysis of foods[M]. Edinburgh UK： Churchil Livingstone， 1981.

[9] GB/T 4789.2-2003，食品卫生微生物学检验-菌落总数测定[S].

[10] 李 超，商学兵，王乃馨，等.白豆蔻挥发油涂膜保鲜冷却鸭肉的研究[J].肉类研究，2011，25（6）：38-40.

[11] MOHAN C O， RAVISHANKAR C N， LALITHA K V. Effect of chitosan edible coating on the quality of double filleted Indian oil sardine （Sardinella longiceps） during chilled storage[J]. Food Hydrocolloids， 2012， 26 （1）： 167-174.

[12] OJAGH S M， REZAEI M， RAZAVI S H， et al. Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout[J]. Food Chemistry， 2010， 120（1）： 193-198.

[13] 范文教，孙俊秀，陈云川，等.壳聚糖可食性涂膜冷藏保鲜鲢鱼的研究[J].江苏农业科学，2011，39（4）：314-316.

[14] 贾艳菊，马同锁，刘 坤，等.不同壳聚糖抗菌膜对草鱼保鲜效果的比较[J].中国农学通报，2010，26（5）：337-340.

经过12 d的贮藏期后，对照样品、HC样品、LC样品和HC+LC样品的TBA值分别上升到1.074、0.536、0.253、0.314 mg MDA/kg，经过壳聚糖涂膜处理的样品TBA值显著低于对照样品（P<0.05）（图3）。相对而言，低分子质量壳聚糖涂膜的抗氧化性能更强。鸭肉的过氧化值与TBA值的变化相似，在贮藏期间也逐渐升高（图4）。经壳聚糖涂膜处理的鸭肉过氧化值显著低于对照（P<0.05），不同处理对鸭肉脂质氧化作用的抑制效果排序为LC>LC+HC>HC。

有研究也表明壳聚糖对脂质氧化的抑制作用很大程度上取决于壳聚糖的浓度和分子质量大小[12]。壳聚糖分子中的氨基基团能够参与螯合金属离子，在带电荷的状态下，壳聚糖中带正电的氨基基团产生分子内的电荷排斥力，从而导致了壳聚糖分子链结构的伸展，增加了其流体动力学体积。因此分子质量的差异决定了壳聚糖分子具有不同的金属离子的螯合能力，继而表现出不同的抗氧化能力。

2.4 菌落总数检测结果

对照样品的初始菌落总数为101.53 CFU/g，经壳聚糖涂膜处理样品的初始菌落总数都在101.42 CFU/g以下。经过12 d的贮藏期后，对照、HC样品、LC样品和HC+LC样品的菌落总数分别上升到106.42、105.03、105.58、104.70 CFU/g（图5）。对照样品与处理样品之间的菌落总数具有显著差异（P<0.05）。壳聚糖涂膜明显抑制了鸭肉样品中微生物的生长，且不同分子量的壳聚糖混合物抑菌效果最好。

有研究表明，壳聚糖的抑菌效果与壳聚糖分子的分子质量密切相关，不同分子质量的壳聚糖之间具有不同的抑菌机理[13，14]。高分子质量的壳聚糖能够在革兰氏阳性菌的细胞壁上形成一层高分子膜，干扰细胞与外界的物质交换；低分子质量的壳聚糖能够进入革兰氏阴性菌细胞内，抑制细胞内的酶类，扰乱蛋白质与mRNA的合成。因此，受到抑菌机理的限制，单一壳聚糖的抑菌效果有限，而不同分子质量的壳聚糖混合物能够依靠其差异性的抑菌机理来对不同的腐败菌分别进行抑制，所以其抑菌效果最好。

3 结论

不同相对分子质量的壳聚糖（3×105与1×104）以及它们的混合物均表现出一定的抗氧化及抗菌能力，能够较好地保持鸭肉的贮藏品质。在2%壳聚糖条件下，较低的相对分子质量（1×104）的壳聚糖比相对较高的相对分子质量（3×105）的壳聚糖显示了更突出的抗氧化能力，而它们的混合物则表现出更强的抑菌效果。

参考文献：

[1] 池福敏，李 诚，辛松林，等.天然保鲜剂对预调理冷却黑椒鸭肉的保鲜效果[J].食品研究与开发，2011，32（11）：139-143.

[2] 侯伟峰，谢 晶.ε-聚赖氨酸、壳聚糖及植酸对南美白对虾的保鲜作用[J].食品科学，2012，33（8）： 308-312.

[3] MAO L C， WU T. Gelling properties and lipid oxidation of kamaboko gels from grass carp（Ctenopharyngodon idellus） influenced by chitosan[J]. Journal of Food Engineering， 2007， 82（2）：128-134.

[4] 丘苑新，曾晓房，高苏娟，等.壳聚糖涂膜处理对紫金春甜桔采后保鲜效果的影响[J].食品工业科技，2013，34（9）：328-331.

[5] 王正云，李志方，施 帅.茶多酚结合壳聚糖对冷却肉的保鲜效果[J].食品与发酵工业，2012，38（1）：186-189.

[6] GOULAS A E， KONTOMINAS M G. Effect of salting and smoking-method on the keeping quality of chub mackerel （Scomber japonicus）： biochemical and sensory attributes[J]. Food Chemistry， 2005， 93（3）： 511-520.

[7] GOMES H A， SILVA E N， NASCIMENTO M R L， et al. Evaluation of the 2-thiobarbituric acid method for the measurement of lipid oxidation in mechanically deboned gamma irradiated chicken meat[J]. Food Chemistry， 2003， 80（3）： 433-437.

[8] EGAN H， KIRK R S， SAWYER R. Pearsons chemical analysis of foods[M]. Edinburgh UK： Churchil Livingstone， 1981.

[9] GB/T 4789.2-2003，食品卫生微生物学检验-菌落总数测定[S].

[10] 李 超，商学兵，王乃馨，等.白豆蔻挥发油涂膜保鲜冷却鸭肉的研究[J].肉类研究，2011，25（6）：38-40.

[11] MOHAN C O， RAVISHANKAR C N， LALITHA K V. Effect of chitosan edible coating on the quality of double filleted Indian oil sardine （Sardinella longiceps） during chilled storage[J]. Food Hydrocolloids， 2012， 26 （1）： 167-174.

[12] OJAGH S M， REZAEI M， RAZAVI S H， et al. Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout[J]. Food Chemistry， 2010， 120（1）： 193-198.

[13] 范文教，孙俊秀，陈云川，等.壳聚糖可食性涂膜冷藏保鲜鲢鱼的研究[J].江苏农业科学，2011，39（4）：314-316.

[14] 贾艳菊，马同锁，刘 坤，等.不同壳聚糖抗菌膜对草鱼保鲜效果的比较[J].中国农学通报，2010，26（5）：337-340.