预制鸡丁复合保鲜剂配方优化及保鲜效果研究

李 娜,伍 军,*

(1.北京农学院食品科学与工程学院,北京 102206;2.农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室,北京 102206)

随着我国经济的快速发展与人民生活水平的不断提高,消费者已把“吃”从饱腹提升至追求营养、绿色、健康的高度。然而,由于生活节奏的加快,人们用于烹饪的时间越来越短,多数年轻人会选择外卖或简单烹饪的方式进行消费,基于这种市场变化,新型预制肉制品随之迅速发展,家庭餐半成品产业也在快速崛起。

预制肉制品也称作调理肉制品,是以畜、禽、水产品等为原材料,经适当添加(或不添加)蔬菜、辅料,经滚揉、腌制、分切、加工等工艺加工而成的系列风味肉制品,并以包装的形式在冷冻-18 ℃或冷藏-4 ℃下储存、运输、销售,可直接食用或简单烹调的产品[1]。冷冻型的预制肉制品解冻后会引起汁液流失,从而导致其品质下降。同时,冷藏型预制肉又极易腐败变质,对其保鲜的关键是控制其微生物污染与氧化变质。目前对预制肉保鲜的方法主要有冷冻低温保藏、辐射保鲜、高压保鲜技术和添加保鲜剂等[1-2]。

添加保鲜剂可通过控制预制肉中微生物的生长繁殖、脂肪氧化与色泽变化,来延长产品货架期。乳酸链球菌素(Nisin)是一种天然的新型食品防腐剂,在低温肉制品中能有效抑制细菌繁殖[3]。茶多酚是茶叶中的主要成分,具有良好的抗氧化能力,是一种安全天然的食品添加剂,其对细菌有较强的抑制作用[4]。乳酸钠能对肉类食品中的水分保持起到辅助作用,因而可以改善产品的质地与口感[5]。赵春燕等[6]通过研究不同浓度的Nisin、纳他霉素、乳酸的复配保鲜剂对冷却肉的作用效果,发现不同浓度的处理,可起到不同程度的保鲜效果,复配的最优水平组为Nisin 0.008%、纳他霉素0.012%、乳酸3%。

本研究以不同浓度Nisin、茶多酚、乳酸钠、纳他霉素对预制鸡丁进行处理,通过单因素和正交实验筛选出最佳复配比例,以期为提高预制鸡丁货架期、规模化生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鸡胸肉 新鲜、无污染,北京昌平区华都肉联厂;味精、淀粉、食盐等辅料、PE保鲜膜、PP食品级托盘 北京昌平区美廉美超市;平板计数培养基,硼酸、甲基红、次甲基蓝、氯化钠、氧化镁 均为分析纯，北京化工厂;盐酸 优级纯,北京化工厂;Nisin、茶多酚、纳他霉素、乳酸钠 均为食品级,北京百澳瑞德科技有限责任公司。

BS2000S电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司;YX-280型手提式压力蒸汽灭菌锅 江阴滨江医疗设备厂;JB-CJ-2FCS无菌超净台 苏州佳宝净化工程设备有限公司;Haier冰箱BCD-323WLDPN 青岛海尔有限公司;DHP-9162型电热恒温培养箱 上海一恒科技仪器有限公司;METTLER TOLEDO型精密pH计 上海大普仪器有限公司;半微量蒸馏装置 北京蓝乙试剂有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 预制鸡丁制备 预制鸡丁的配方(按100 g鸡胸肉计算):食盐2 g、味精0.5 g、淀粉8 g、五香粉2 g。

工艺流程:新鲜鸡胸肉→预处理(去皮、去骨)→称重→切丁(2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm)→加辅料调配→加入保鲜剂→腌制(1 h)→包装→低温贮藏(4 ℃)

1.2.2 操作要点 去除鸡胸肉表面的油脂及不完整部分;大小切成2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm肉丁;按照配方准确加入食盐、淀粉、料酒等辅料,完全溶解,无结块现象;用湿腌法进行腌制,腌制时间为1 h,温度为4 ℃;将腌制好的预制鸡丁放入PP保鲜盒中,用PE保鲜膜封口,储存于4 ℃的冰箱中。

1.2.3 实验设计

1.2.3.1 保鲜剂制备 根据《GB2760-2014食品添加剂使用标准》,Nisin最大使用量为0.5 g/kg,茶多酚的最大限量为0.3 g/kg,纳他霉素的最大限量为0.3 g/kg,乳酸钠在美国农业部的标准是4.8%,在国标中是适量使用,本实验选择4.8%为最大添加量。以上保鲜剂按不同质量分数用无菌蒸馏水溶解备用。

1.2.3.2 保鲜剂单因素实验 将各种保鲜剂分别与调味料一块加入鸡丁中,混合均匀,进行腌制,将腌制好的预制鸡丁随机分成21组,每组30份,每份50 g,放置于经紫外杀菌后的PP包装盒内,用PE保鲜膜包好,贴上标签,放到4 ℃冰箱中贮藏。每2 d进行菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)测定,同时设置对照组,即不添加任何保鲜剂。各保鲜剂的添加量为:Nisin 0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%;乳酸钠1.60%、2.40%、3.20%、4.00%、4.80%;茶多酚0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%;纳他霉素0.01%、0.015%、0.02%、0.025%、0.03%。

1.2.3.3 复合保鲜剂正交实验 在单因素实验的基础上,以4种不同浓度的保鲜剂进行4因素3水平的正交实验,确定最佳复配比例,实验因素水平见表1。预制鸡丁制备同1.2.1,每3 d进行感官评价并测定肉样的菌落总数、TVB-N值。

表1 L9(34)正交实验因素水平表Table 1 L9(34)Factors and levels of the orthogonal experiment

1.2.3.4 复合保鲜剂保鲜效果 采用优化的复合保鲜剂,在0、3、6、9、12、15 d,进行感官评价并测定肉样的菌落总数、TVB-N值。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 菌落总数的测定 参考GB4789.2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》测定预制鸡丁中的菌落总数,数据以CFU/g表示每2 d测出的结果。参考标准:根据《SB/T 10482-2008预制肉质量安全要求》,菌落总数≤1×106CFU/g,即≤6 lgCFU/g,超过该数值预制鸡丁为变质肉。

1.3.2 挥发性盐基氮的测定 TVB-N值参考GB5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》,采用半微量凯氏定氮法对TVB-N值进行测定。根据《SB/T 10482-2008预制肉质量安全要求》TVB-N≤20 mg/100 g,本实验以≥20 mg/100 g作为预制鸡丁变质指标。

1.3.3 感官评价 邀请8名经培训后的食品专业学生,进行感官评价打分。具体评分标准见表2[7]。

表2 预制鸡丁感官评价标准Table 2 Prefabricated minced chicken sensory evaluation standard

1.4 数据统计与分析

实验数据采用Excel 2007软件进行统计分析和绘制图表,采用SPSS 22软件进行极差和方差分析,检验其差异性。

2 结果与分析

2.1 四种保鲜剂单因素实验结果

2.1.1 Nisin最佳浓度的确定 不同浓度Nisin对预制鸡丁保鲜指标测定结果见图1、图2,实验可以看出,对照组的肉样在第6 d时已腐败变质,预制鸡丁的菌落总数对数值、TVB-N值分别为(6.38±0.12) lgCFU/g、(21.25±0.03) mg/100 g。在贮藏第8 d时,Nisin处理组除了0.01%组的菌落总数超标外,其他各项指标均显著低于对照组(p<0.05),说明Nisin对预制鸡丁有一定的保鲜效果;同时,Nisin浓度越高保鲜效果越强,这与罗欣等[8]的研究一致。当用0.05%处理组时,与其他各组差异显著(p<0.05),在第6 d时,其菌落总数、TVB-N值分别为(5.22±0.13) lgCFU/g、(15.27±0.14) mg/100 g,此时肉样在二级鲜度范围内,表明Nisin 0.03%～0.05%对预制鸡丁保鲜效果较好。

图1 不同浓度Nisin对预制鸡丁冷藏期间菌落总数的影响Fig.1 Effect of different concentrations of Nisin on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold storage

图2 不同浓度Nisin对预制鸡丁冷藏期间TVB-N的影响Fig.2 Effect of different concentrations of Nisin on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.2 乳酸钠最佳浓度的确定 不同浓度乳酸钠对预制鸡丁保鲜指标测定见图3、图4,实验可以发现,乳酸钠浓度越高,保鲜效果越好,但是当浓度达到最高限量4.80%时,预制鸡丁会表现出强烈的刺鼻味,影响其整体口感。与Eleftherios等[9]研究结果一致。对照组的肉样在贮藏到第6 d时已经腐败变质,预制鸡丁的菌落总数对数值、TVB-N值为(6.28±0.23) lgCFU/g、(22.16±0.32) mg/100 g。在保藏到第10 d时,乳酸钠浓度为4.00%与其他各组差异显著(p<0.05),菌落总数、TVB-N值分别为(5.93±0.13) lgCFU/g、(19.32±0.14) mg/100 g,因此接下来的复配实验乳酸钠选择4.00%为最高浓度。

图3 不同浓度乳酸钠对预制鸡丁冷藏期间菌落总数的影响Fig.3 Effect of different concentrations of sodium lactate on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold storage

图4 不同浓度乳酸钠对预制鸡丁冷藏期间TVB-N的影响Fig.4 Effect of different concentrations of sodium lactate on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.3 茶多酚最佳浓度的确定 不同浓度茶多酚对预制鸡丁保鲜指标测定见图5、图6,从图中可以看出,茶多酚的保鲜效果远不如Nisin和乳酸钠,茶多酚处理后的肉样在贮藏期间,菌落总数上升明显,原因在于茶多酚的抑菌性受温度、pH、食盐等因素的影响[10]。在第6 d时,浓度为0.01%、0.015%与对照组一样各指标均超标,肉样不能食用。但当浓度为0.02%～0.03%处理肉样时,其各指标下降不显著(p>0.05),这可能是因为其抗氧化效果已经达到最大。当贮藏到第8 d,浓度为0.02%时,预制鸡丁的菌落总数对数值、TVB-N值分别为(5.82±0.23) lgCFU/g、(18.82±0.26) mg/100 g,此时茶多酚对预制鸡丁的保鲜效果最好。因此接下来选择浓度为0.02%～0.03%茶多酚进行复配。

图5 不同浓度茶多酚对预制鸡丁冷藏期间菌落总数的影响Fig.5 Effect of different concentrations of tea polyphenol on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold

图6 不同浓度茶多酚对预制鸡丁冷藏期间TVB-N的影响Fig.6 Effect of different concentrations of tea polyphenol on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.1.4 纳他霉素最佳浓度的确定 不同浓度纳他霉素对预制鸡丁保鲜指标测定见图7、图8,从图7可以看出,随着纳他霉素浓度的增加,抑菌性不断提高。在第8 d时仅有0.02%、0.03%处理组,菌落总数没超标,且两组差异不显著(p>0.05),在浓度为0.02%时,预制鸡丁的菌落总数对数值、TVB-N值分别为(5.96±0.15) lgCFU/g、(19.76±0.16) mg/100 g。其他组与对照组均超标,肉的色泽、组织较差,这是由于纳他霉素只对霉菌和酵母菌有较强的抑菌性,但对细菌抑制性较差,而引起预制鸡丁腐败变质的主要微生物是细菌[9]。因此接下来选择浓度为0.02%～0.03%纳他霉素进行复配。

图7 不同浓度纳他霉素对预制鸡丁冷藏期间菌落总数的影响Fig.7 Effect of different concentrations of natamycin on the total number of colonies of prefabricated diced chicken during cold

图8 不同浓度纳他霉素对预制鸡丁冷藏期间TVB-N的影响Fig.8 Effect of different concentrations of natamycin on TVB-N of prefabricated diced chicken during cold storage

2.2 复合保鲜剂正交实验结果与分析

2.2.1 正交实验综合评分设计 在单因素实验的基础上,对Nisin(A)、乳酸钠(B)、茶多酚(C)、纳他霉素(D)进行4因素3水平L9(34)正交设计,正交实验以菌落总数、TVB-N值、感官评价为预制鸡丁新鲜度评价指标。实验中各因素和水平对指标测定的影响不一样,分析时就要统筹兼顾[10]。实验以菌落总数、TVB-N值、感官评价为综合评价复合保鲜剂效果的指标,都从不同方面反映着肉的腐败程度,因此可用来鉴定预制鸡丁的新鲜程度[11]。考虑到感官评价的主观因素影响较大,菌落总数是判定预制鸡丁腐败变质的主要指标,所以设计综合评分的权重系数为:感官评价为0.3、菌落总数为0.4、TVB-N值为0.3[12]。综合评价公式如下:

公式中,各项指标的最大值均为该指标测定结果的最大值。综合评分越高,表明保鲜效果越好[13]。

2.2.2 正交实验结果分析 9个实验组在贮藏时间0～9 d时各指标变化差异不显著,在第18 d时,其菌落总数、挥发性盐基氮都已超标,感官不能接受,因此选择贮藏时间在9～15 d的检测结果作为综合评定指标。复合保鲜剂正交实验综合评分结果及极差分析见表3和表4。

表3 复合保鲜剂正交实验综合评分表Table 3 The result of scores of orthogonal experiments on preservatives

表4 复合保鲜剂正交实验极差分析表Table 4 Result of range analysis of orthogonal experiment on preservatives

由表3可知,对预制鸡丁保鲜效果影响的大小顺序为A>D>C>B,即Nisin>纳他霉素>茶多酚>乳酸钠,正交实验的最优处理为A3B3C2D1与处理组中9号处理相一致,与对照组相比差异极显著(p<0.01),因此本实验保鲜剂复配的最优比例为Nisin 0.05%、乳酸钠4.00%、茶多酚0.02%、纳他霉素0.01%。

2.2.3 复合保鲜剂保鲜效果

2.2.3.1 最佳复合配比下的预制鸡丁冷藏期间菌落总数的变化 由图9可知,最佳保鲜剂配比对菌落总数有很大的抑制作用,在贮藏期间,对照组的菌落总数显著高于最优组(p<0.05)。在贮藏到第6 d时,对照组的菌落总数已超标,数值为(6.03±0.26) lgCFU/g,而最优组合在第6 d菌落总数为(4.20±0.21) lgCFU/g,仍然处于新鲜状态,说明复合保鲜剂对预制鸡丁保鲜效果较好,在第9 d时,对照组已经完全腐败,而最优组开始有上升趋势但显著低于对照组,可以保持肉样新鲜度到15 d,其菌落总数数值为(5.71±0.23) lgCFU/g。

图9 最佳复合配比对预制鸡丁冷藏期间菌落总数的影响Fig.9 Effect of optimized compound preservative on the total bacteria count of pre-processed minced chicken during chill storage

2.2.3.2 最佳复合配比下的预制鸡丁冷藏期间TVB-N值的变化 由图10可知,随着贮藏时间的延长,预制鸡丁TVB-N值也在不断提高,对照组在第6 d时,已经超过了标准(20 mg/100 g)。这可能是因为时间越长,肉中蛋白质就被分解成氨,从而使得TVB-N呈现上升趋势;在第9 d时,对照组的值已经达到(24.18±0.18) mg/100 g,肉样已经完全腐败变质;而最优组仍在一级鲜度,这说明最优组对TVB-N值的增长有抑制效果,在15 d时,TVB-N(17.78±0.58) mg/100 g。

图10 最佳复合配比对预制鸡丁冷藏期间TVB-N值的影响Fig.10 Effect of optimized compound preservative on the TVB-N value of pre-processed minced chicken during chill storage

2.2.3.3 最佳复合配比下的预制鸡丁冷藏期间感官评价的变化 由图11可知,随着贮藏时间的延长,预制鸡丁感官评分逐渐降低,对照组在第6 d后显著下降(p<0.05),而且此时肉的色泽变白,出现汁液流失、轻微的异味;而最优组合在第9 d时还能达到一级鲜度,还能保持肉的固有形态和气味;在第15 d时,最优组合的感官评分为(23.59±0.28)分,出现轻微汁液流失,因此,可以看出最优组合对延长预制鸡丁货架期有很明显的效果。

图11 最佳复合配比对预制鸡丁冷藏期间感官评分的影响Fig.11 Effect of optimized compound preservative on the sensory scores of pre-processed minced chickens during chill storage

3 结论

本研究结果表明,四种保鲜剂对预制鸡丁都有一定的保鲜效果，且乳酸钠>Nisin>纳他霉素>茶多酚。采用这四种保鲜剂进行复配时,对预制鸡丁影响的大小顺序是Nisin>纳他霉素>茶多酚>乳酸钠。复合保鲜剂的最优配比为Nisin 0.05%、乳酸钠4.00%、茶多酚0.02%、纳他霉素0.01%。采用该复合保鲜剂处理过的预制鸡丁,放于PP托盘中,在4 ℃贮藏下,货架期可达15 d,显著延长了产品的货架期。

随着人们对食品安全和营养品质要求不断提高,在肉类食品中添加天然保鲜剂已经成为一种发展趋势。纯天然保鲜剂又存在效价低、抗菌时间短等瓶颈制约,在今后的研究中,需要加强天然保鲜剂毒理学评价、抗菌机理的研究。天然保鲜剂与冷杀菌技术结合是未来研究趋势。

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