包装材料对天然抑菌剂保鲜鲜肉效果的影响

姜楠楠，陈小亮，王建清



包装材料对天然抑菌剂保鲜鲜肉效果的影响

姜楠楠1，陈小亮1，王建清2

（1.河南机电高等专科学校，河南 新乡 453003；2.天津科技大学，天津 300222）

选择三种透氧量及透湿系数不同的包装材料包装鲜肉，并添加浓度为1%的天然抑菌剂进行保鲜实验。通过观测鲜肉关键性指标菌落总数、挥发性盐基氮、脂肪氧化程度以及pH值的变化,研究不同包装材料对天然抑菌剂保鲜鲜肉效果的影响。实验表明，包装材料气体阻隔性越高，鲜肉挥发性盐基氮值与菌落总数增长速度越低。PA复合膜对鲜肉的保鲜效果最优，其透氧量为5.067×10-4cm3/m2·d·Pa，透湿系数为1.55×10-13g·cm/cm2·s·Pa。

天然抑菌剂；包装材料；冷鲜猪肉；保鲜

0 引言

目前鲜猪肉保鲜的方法包括生物保鲜、化学原理保鲜与物理机理保鲜技术等。每种单一的鲜肉保鲜技术都有各自的优势特点以及不可避免的缺陷，如化学原理保鲜技术可以有效延长鲜肉的货架寿命，但可能会影响鲜肉色泽、改变其原有风味，同时用单一保鲜技术无法得到广谱抑菌的效果[1]。目前，国内外学者研究的热点问题是将天然植物抑菌剂与其他的天然抗菌化合物（例如，乳酸链球菌素）复合对鲜肉进行保鲜[2]，使用塑料材料进行包装，从而达到降低单独最低有效剂量的作用。

将鲜肉进行抑菌剂处理后采用不同塑料薄膜进行包装，塑料包装材料的透氧量及透湿系数都会对鲜肉保鲜效果造成影响。例如，透气性会影响包装内的氧气含量与抑菌剂挥发气体的浓度，从而影响好氧菌繁殖程度、肌红蛋白和氧肌红蛋白氧化变色、脂肪氧化等进程，直接或间接影响包装内鲜肉的品质。同时，塑料材料的透湿系数的不同也会影响包装内鲜肉的含水量，从而对鲜肉的鲜度有直接的影响。

本研究以生鲜肉为原材料，采用天然抑菌剂对其保鲜，并采用不同塑料包装材料对其裹包，研究不同包装材料对天然抑菌剂保鲜鲜肉的效果影响。

1 实验

1.1 材料与试剂

原料：冷却排酸后的新鲜猪肉酮肌（天津何庄子农贸市场）；材料：罗勒精油（食品级，天津益康生物科技有限公司）；乳酸链球菌素（食品级，广州和博生物工程有限公司）；PP浅盘（20cm×15cm），PE薄膜，PP膜，PA膜；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、EDTA、甘油、吐温-80(分析纯，天津市江天化工技术有限公司)。

1.2 实验仪器与器材

超洁净工作台,苏州净化设备有限公司；L550低速自动平衡离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；752型紫外可见分光光度仪，上海光谱仪器有限公司；电热恒温培养箱,上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 Nisin/罗勒精油天然抑菌剂的制备

通过前期实验，将Nisin（乳酸链球菌素）与罗勒精油复配，通过三因子二次正交旋转实验对金黄色葡萄球菌与对大肠杆菌的抑菌效果研究，确定罗勒精油与乳酸链球菌素在复配比例为3：1时，抑菌效果最好。因此，综合考虑选取罗勒精油和乳酸链球菌素的最佳复配比例为V罗勒精油：MNisin(μl:mg)=3：1。

配置溶剂为蒸馏水的抑菌剂50mL。其中罗勒精油/Nisin溶质所占体积分数为1.0％，吐温-80（润湿剂）体积分数为1％，水浴15min，得到天然抑菌剂[3]。

1.3.2 不同包装材料透氧量与透湿系数的测试

选取主料为PA、PP、PE的三种塑料薄膜进行透湿系数与透氧量的测试。参照国标GB/T1038一2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》进行透氧量测试。参照国标GB/T1037一88《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》进行透湿系数的测试。

1.3.3 鲜猪肉的保鲜处理方法

早上7:00挑选鲜猪肉酮脊进行采样。将酮肌切成块状，保持基本相同大小。随机分份，保证每份鲜肉质量为100g。配置浓度为75%的乙醇溶液对PP托盘进行15分钟的浸泡杀菌并充分晾干。选取浓度为1％天然抑菌剂2mL均匀喷洒于裁切好的吸水衬垫中[4]使其充分吸收，放于三组PP托盘内制成保鲜衬垫，同时设置一组空白对照ck组。将100g/份的鲜肉分别放入四组托盘内，其中空白对照组用PE膜覆膜包裹，浓度为1％保鲜液实验组为剩余三组。三组分别用PE膜、PP膜、PA膜包裹，每组重复三份，并在0~4℃的冷柜环境中进行冷藏贮存。

1.3.4 保鲜品质指标测定

利用半微量凯式定氮法对鲜肉中挥发性盐基氮值进行定期测定；利用数显pH计对鲜肉中pH值进行实时测定；利用紫外分光光度计可以对脂肪氧化程度的吸光度值进行测定[5]；利用多倍稀释平板计数的方法对菌落总数进行测试。

3 结果与讨论

如下表所示，不同的包装薄膜都具备各自不同的透氧量与透湿系数。本实验所选取的PE膜、PP膜及PA膜的透氧量与透湿系数如表1所示。

表1 复合薄膜的透氧量与透湿系数

从表1可知，三种膜的阻湿性能PE膜＞PA膜＞PP膜；三种膜单位面积内阻气效果为PA膜＞PP膜＞PE膜。

2.1 不同包装材料对冷鲜猪肉TVB-N（挥发性盐基氮）的影响

冷鲜猪肉属于蛋白质较高食品，在鲜肉的储存过程中，其蛋白质不断参与微生物代谢，发生鲜肉化学组分的变化，并在酶的作用下产生多种腐败性产物，此类产物具有挥发性。因此，直接测定这些腐败产物——挥发性盐基氮就可作为判断鲜肉质量的依据。

由图1分析，随着鲜肉储存时间的增长，各组TVB-N值（挥发性盐基氮值）均有不同程度的上升趋势。其中，ck组(空白对照组)在储存的前五天，TVB-N值上升尚为比较缓慢，从第五天开始，其TVB-N值开始快速上升，表明鲜肉腐败变质程度较为严重。国标中对于鲜肉中测定的挥发性盐基氮最大允许值为15mg/100g。ck组在第九天时的TVB-N值为15.12 mg/100g，已经超过了国标规定。并且在整个储存过程中，其TVB-N值均超过了其他三组加1％抑菌剂的实验组。对比不同包装材料的三组实验组，1％+PE包装实验组其挥发性盐基氮的增长速度较快，1％+PP膜包装与1％+PA膜包装实验组TVB-N值上升相对来说较缓慢。

三组实验组对比可发现，不同的包装膜，阻气能力较强，曲线坡度较缓慢，TVB-N值增幅较小。这可能是由于当包装膜阻气能力上升，其抑菌剂当中的挥发成分如丁香酚等物质在包装氛围内保留时间较长，抑制细菌生长，从而抑制鲜肉腐败变质程度及TVB-N值升高，使得鲜猪肉货架的寿命得到延长。

图1 储藏期内冷鲜猪肉的 TVB-N（挥发性盐基氮）的变化

2.2 不同包装材料对冷鲜猪肉菌落总数的影响

由图2可见，随着贮存时间的增长，空白对照组的菌落总数值上升趋势较其他三组明显，其他三组实验组的菌落总数值在经历了前期短暂的平稳发展后呈现缓慢上升的趋势。前期的菌落总数的平稳发展可能是由于保鲜衬垫上的复合天然抑菌剂有较强的抑菌、杀菌作用而致。在实验周期内，对三组的菌落总数分别进行对比，PE组一直都高于PP组和PA组，当储藏在第九天时，ck组的菌落总数的对数值为5，1％+PE实验组的菌落总数对数值为4.5，1％+PP实验组与1％+PA实验组菌落总数对数值均为4。

图2 储藏期内冷鲜猪肉的菌落总数的变化

此种结果可能是由于高阻气性塑料薄膜对内外空气交换的阻碍作用，使得包装袋内的细菌处于无氧的环境下，减慢了细菌的滋生，从而延长了鲜肉货架的寿命。同时，高阻气材料的包装膜使得具有挥发特性的抑菌成分无法透过包装膜，随着时间的延长，包装内抑菌气体成分不断挥发减少，但高阻气性包装其抑菌成分在包装膜中减少速度缓慢，相对而言能更好地起到抑菌与杀菌的作用。另外，全封闭性鲜肉包装能有效阻隔猪肉试样与外界环境的物理接触，从而降低外界细菌源的污染概率，而其中的高阻隔薄膜所起到的阻隔作用能加强这一效果，对外界细菌的污染速度进一步降低。

2.3 不同包装材料对冷鲜猪肉pH值的影响

由图3可知，ck组与三组实验组pH值曲线基本上均为先上升中段下降最后缓慢上升的过程。主要是因为动物屠宰后，蛋白质会被分解，产生碱性化合物，比如氨、胺等。导致其pH值上升。随后因为动物的供氧系统遭到破坏，鲜肉中糖原发生生物反应为无氧酵解，反应经生成丙酮酸后终产物为乳酸等酸性物质，鲜肉pH值在中段出现小幅下降现象。之后，肌肉蛋白酶对鲜肉中的蛋白质继续进行降解，生成含氮化合物，这些小分子含氮化合物为碱性，从而导致鲜肉的pH值继续上升。这时，适宜的pH值环境给一些细菌大量生长繁殖提供了有力的环境，引起鲜肉的进一步腐败变质。

在此次pH值检测过程中，除空白对照组的pH值明显高于其他实验组外，实验组的pH值对比数值并不明显。这主要是因为可能pH值变化速度较快，原因较复杂，如单从pH值变化推断实验组中鲜肉腐败变化是有一定难度的。这是因为鲜肉中的pH值还受其他多种因素的影响，比如鲜肉分解物胺、氨等碱性化合物会使pH值呈现上升，但无氧环境下某些细菌酵解产生的酸性成分与肉中的磷酸盐都会使pH值降低。从图3进行分析，由于PE塑料薄膜的透气性较大，包装外氧气可以渗入包装内部，包装袋内的需氧菌得到繁殖，酸性物质对pH值影响较小，于是PE膜组的pH值相对于其他组更高。

图3 储藏期内冷鲜猪肉的pH变化

2.4 不同包装材料对冷鲜猪肉脂肪氧化程度（TBARS）的影响

在图4中，各组中冷鲜猪肉的脂肪氧化程度随着时间的延长而不断提高,其脂肪氧化程度值不断加大。同时通过对比可知，在加入同样浓度的复合天然抑菌剂时，TBARS值增长速度不同。随着薄膜阻气能力的提高，包装内丁香酚含量的保留时间越长，TBARS值增长速度越慢。

图4 储藏期内冷鲜猪肉的TBARS变化

不同包装材料包装的猪肉试样对比TBARS的结果也不尽相同，整体比较，当薄膜的阻气性能提高，其氧化程度有一定的降低。主要原因是因为，当阻气能力降低，大大增加了猪肉与氧气作用的机会，脂肪氧化程度必然会显著增大。因此相比于其他两组包装材料，PA膜包装的冷鲜猪肉脂肪氧化程度偏低，而且上升速度也较慢。另外，包装薄膜阻碍了包装袋内外气体的流通，于是丁香酚随着时间延长浓度减少的速度减弱，使得包装内具有挥发特性的抑菌成分无法渗透出包装膜，其抑菌成分在包装膜中减少缓慢，能更好地起到防止其氧化的作用。

3 结论

对不同的塑料复合薄膜包装的冷鲜猪肉均添加复合抑菌剂浓度为1%进行保鲜实验，结果发现，材料的气体阻隔性大小会影响对鲜肉的保鲜效果。PA复合膜对鲜肉的保鲜效果最优。在一定程度和储存时间内，塑料薄膜气体阻隔性越高，鲜肉的菌落总数增长速度越慢、挥发性盐基氮值越小，其对鲜肉的保鲜效果越好。

（责任编辑吕春红）

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Influence of Packing Material on Pork Fresh-keeping Effect of Natural Bacteriostat

JIANG Nan-nan, et al

(Henan Mechanical and Electrical Engineering College, Xinxiang 453003, China)

Objective To study the influence of packing material on pork fresh-keeping effect of natural bacteriostat. Methods Added the concentration of 1% of the compound antibacterial agent to different breathable plastic composite films meat package.The results show that, retain freshness effect by PA and PP composite film package are better than PE film package. Conclusion The higher gas barrier capability, the smaller growth rate of the total number of colonies and TVB-N values in meat.

natural bacteriostat; packing materia; fresh pork; fresh-keeping

TS09

A

1008–2093(2016)02–0009–04

2016-01-02

姜楠楠（1986―），女，河南濮阳人，助教，硕士，主要从事包装材料与技术研究。