涂膜保鲜剂中添加乳糖酸对冷鲜肉的保鲜效果

高立红,郑 艳

(沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳 110866)

肉制品工业多采用热加工、冷冻及添加防腐剂等方式保鲜。热加工和冷冻技术对冷鲜肉的质量和营养价值造成一定的损害,而化学防腐剂对人体又有潜在的毒性[1],研究和开发绿色环保的保鲜材料和方法已成为广大学者研究的重点。可食用膜是近些年发展起来的一种能有效减少冷鲜肉汁液流失和控制微生物污染的防腐保鲜技术[2-8]。食用膜复合天然保鲜剂不仅可以有效增强抑菌效果[9],还能弥补可食用膜在抑菌性能方面的缺陷,扩大了可食用膜的应用范围。

是发酵乳制品中的一个组分,也是一种功能性食品成分。近年来,在食品行业乳糖酸作为一种食品添加剂受到越来越多的关注。作为酸化剂、抗老化剂和矿质元素促吸收剂,其在焙烤行业、乳品行业中的应用越来越广泛[10]。2011年,作为抗氧化剂、稳定剂、凝胶剂,美国FDA已经批准将其使用在糕点类食品中[11]。作为矿质元素强化剂,美国FDA还同意将其应用到功能性饮料和钙补充剂中。在饲料中添加乳糖酸可以促进禽类对钙离子的吸收,提高蛋壳的硬度[12]。此外,在肉及肉制品中加入乳糖酸,冷冻后可以减少水分损失;在冷鲜肉及肉制品的保藏中可以有效的抑制革兰氏阴性菌,延长肉及肉类制品的货架期。丹麦的诺维信公司和美国的学者已经在此方面申报了专利[13]。

课题组在前期的研究中发现(未发表),乳糖酸对于多种腐败微生物具有较好的抑制作用。本研究拟在涂膜保鲜剂的基础上添加乳糖酸,考察其对冷鲜肉保鲜效果的影响,为延长冷鲜肉货架期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷鲜肉 取自生容享阳光猪肉有限公司;壳聚糖 生物试剂,国药集团化学试剂有限公司;明胶 分析纯,北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;乳糖酸 Sigma公司。

UV2700型紫外可见光分光光度剂 日本岛津;CR-2300d型色差仪 日本柯尼卡美能达公司;SHP-250型生化培养箱 上海精宏实验设备有限公司;HCB-1300V型洁净工作台 青岛海尔特种电器有限公司;DK-98-ⅡA型电热恒温水浴锅 天津市泰斯仪器有限公司;PHS-25数显pH计 上海仪电仪器股份有限公司;SHA-B型恒温振荡器 常州国华电器有限公司;冰箱 青岛海尔股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 保鲜液的配制

1.2.1.1 壳聚糖膜液 准确称取定量的壳聚糖15 g,加入1000 mL蒸馏水混合,60 ℃搅拌10 min,然后加入10 mL的冰醋酸搅拌1 h后静置30 min。

1.2.1.2 明胶膜液 准确称量明胶15 g,加入1000 mL蒸馏水混合,放置在55 ℃的水浴中直至完全溶解。

1.2.1.3 壳聚糖-明胶成膜剂的制备 定量称取壳聚糖、明胶两种膜液,以1∶1共混得到透明的壳聚糖和明胶成膜剂A液[14]。

1.2.1.4 乳糖酸复合成膜保鲜剂的制备 在A液中添加乳糖酸,使之质量分数为2%,搅拌30 min左右使其均匀,得到透明共混溶液B液。

1.2.2 原料预处理 将屠宰场经过冷却、排酸的猪外脊在无菌环境中,剔除外脊表面的一层筋膜以及多余的脂肪和结缔组织,将肉分割成150 g左右的块状,于4 ℃冰箱内冷藏备用。

1.2.3 冷鲜肉的保鲜处理 A处理:将预处理后的肉于A液中浸泡1 min,沥干5 min,放入托盘内,置于4 ℃冰箱内冷藏;B处理:将预处理后的肉于B液中浸泡1 min,沥干5 min,放入托盘内,置于4 ℃冰箱内冷藏;对照:将预处理后的冷鲜肉直接放入托盘内,置于4 ℃冰箱内冷藏;取4 ℃冰箱内冷藏3、6、9、12 d的肉样,测定其TVB-N值、TBARs 值、pH、汁液流失率、色度及菌落总数,每个样品做三个重复。

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 TVB-N 值的测定 按照GB5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》用半微量定氮法[15]。

1.2.4.2 TBARs值的测定 参考Oussalah M[16]的方法,取10 g肉样,搅碎后置于锥形瓶内,加入7.5%三氯乙酸50 mL(含0.1%乙二胺四乙酸二钠)振摇30 min后过滤,取上清液5 mL于带塞试管内,加入0.02 mol/L TBA 溶液5 mL,置于90 ℃水浴锅保温40 min,取出在1 h内冷却至室温,1600 r/min离心5 min,上清液转移至干净带塞试管再加入5 mL氯仿振摇,取上清液分别在532 nm和600 nm处测吸光度,记录光吸收值。

1.2.4.3 pH测定 按照GB 5009.237-2016《食品pH的测定》进行测定[17]。评定标准:新鲜肉pH为5.8～6.2,次鲜肉pH为6.2～6.4,变质肉pH在6.4以上[18]。

1.2.4.4 汁液流失率的测定 汁液流失率即汁液流失量与原料肉的重量比值。取出4 ℃托盘冷鲜肉,首先称托盘和肉样的质量m1(托盘放入冰箱前),用滤纸将托盘和肉表面的汁液吸干,称量,得到m2;托盘单独称量,质量为m3,重复3次,取平均值[19]。计算公式如下:

1.2.4.5 色度的测定 根据谢晶等[20]的方法将肉样切成大约1cm×1cm×1cm 规格的小块,用CR-2300d全自动色差计测定冷藏过程中鲜肉颜色指标L*值、a*值、b*值。

1.2.4.6 菌落总数的测定 按照GB4789. 2-2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定[21]。

1.3 数据处理

实验重复3次,对测定的数据采用SPSS17.0软件进行处理,实验结果用测量的平均值和标准偏差表示比较样品平均值之间的显著性差异。

2 结果与分析

2.1 乳糖酸对冷鲜肉TVB-N值的影响

从图1中可知,在整个冷藏区间内,各组的TVB-N值呈现上升趋向,是因为肉中蛋白质在酶和微生物的作用下,被降解为氨及胺类代谢产物,使TVB-N值增加[22-23]。实验组A和实验组B的TVB-N显著低于对照组(p<0.05),可能是因为壳聚糖-明胶的成膜性,以及壳聚糖本身的抑菌性抑制了部分好氧微生物的繁殖,使TVB-N值增加缓慢。第3 d到第9 d实验组B TVB-N值明显低于实验组A,说明乳糖酸的添加减缓了壳聚糖-明胶对冷鲜肉保鲜中TVB-N值的增加。根据GB2707-2016《食品安全国家标准 鲜(冻)畜、禽产品》[24]挥发性盐基氮(mg/100 g)≤15,对照组在第9 d超过了15 mg/100 g指标值。实验组在第12 d仍处于鲜肉范围内。

图1 乳糖酸对冷鲜肉TVB-N值的影响Fig.1 Effect of lactobionic acid on TVB-N value of chilled meat注:不同小写字母表示组内差异显著(p<0.05),相同表示组内差异不显著(p>0.05)；不同大写字母表示组间差异显著(p<0.05),相同表示组间差异不显著(p>0.05);图2～图7同。

2.2 乳糖酸对冷鲜肉TBARs值的影响

从图2中可知,实验组A和实验组B与对照组比较TBARs值增加缓慢(p<0.05),这是因为复合膜的成膜性使得肉表面覆盖了一层保护屏障,减少了肉表面空气的流通从而降低了脂质的氧化。在整个冷藏期间,实验组B的TBARs值明显低于实验组A和对照组(p<0.05),说明含乳糖酸实验组B对实验组A在冷鲜肉冷藏过程中抑制脂质氧化能起到增效的作用。通常鲜肉制品的最大TBARs值在0.7～1,超过即认为是产生氧化酸败,不能食用,对照组和实验组A在第6 d时,已经开始发生酸败,不可食用,而实验组B仍在新鲜肉制品的最大TBARs 范围内,仍可食用。在第12 d才开始发生腐败。

图2 乳糖酸对冷鲜肉TBARs值的影响Fig.2 Effect of lactobionic acid on TBARs value of chilled meat

2.3 乳糖酸对冷鲜肉pH的影响

由图3可以看出,0～3 d整体pH有一个下降的过程,原因可能是因为开始实验时虽然经过预冷;但是还没有经过充分的排酸过程。而冷鲜肉在排酸的过程中会使糖原发生酵解产生乳酸,使肉的pH迅速下降。3～12 d对照组pH增加显著(p<0.05),而复合涂膜剂中未加乳糖酸和加入2%乳糖酸的实验组A和实验组B的pH仍维持较好的水平,呈缓慢上升趋势,且实验组B显著低于实验组A(p<0.05)。

图3 乳糖酸对冷鲜肉pH的影响Fig.3 Effect of lactobionic acid on pH value of chilled meat

2.4 乳糖酸对冷鲜肉汁液流失率值的影响

从图4中可知第3 d到第12 d实验组A和实验组B的汁液流失率显著低于对照组(p<0.05)。说明壳聚糖-明胶复合膜液能减少冷鲜肉表面水分的流失。且实验组B与实验组A和对照组间差异显著,说明乳糖酸的添加对减少冷鲜肉的汁液流失可能起一定的作用。在整个冷藏期间各组组内间的汁液流失率值变化差异显著(p<0.05)实验组与对照组相比增加缓慢。在整个冷藏期间实验组和对照组组内间汁液流失率变化差异显著,实验组相对于对照组增加缓慢。

图4 乳糖酸对冷鲜肉汁液流失率值的影响Fig.4 Effect of lactobionic acid on juice loss rate of chilled meat

2.5 乳糖酸对冷鲜肉肉色的影响

2.5.1 乳糖酸对冷鲜肉L*值的影响L*值表示亮度值,L*值越大表示肉品的光泽度越好。从图5中可以看出,在整个冷藏区间内对照组的L*变化差异显著(p<0.05),L*值先升高后降低,且下降的幅度较大。相比之下,实验组A和实验组BL*下降的幅度较小,亮度值较为稳定。

图5 乳糖酸对冷鲜肉L*值的影响Fig.5 Effect of lactobionic acid on L* value of chilled meat

2.5.2 乳糖酸对冷鲜肉a*值的影响a*值表示红度值,主要取决于肉中肌红蛋白的颜色和氧化状态。从图6中可以看出,对照组的a*值组间变化差异显著(p<0.05),整体呈现显著性增加。而实验组较对照组增加缓慢,说明涂膜处理能减缓肉的氧化程度。且实验组B红度值的增加速度显著低于实验组A(p<0.05),说明乳糖酸能减缓肉冷藏过程中的氧化。

图6 乳糖酸对冷鲜肉a*值的影响Fig.6 Effect of lactobionic acid on a* value of chilled meat

2.5.3 乳糖酸对冷鲜肉b*值的影响b*表示黄度,b*值过高表明肉品氧化加剧,有大量细菌繁殖。从图7中可以看出,对照组b*值较实验组增加显著(p<0.05),说明涂膜处理能抑制冷鲜肉冷藏过程中的肉品的氧化。且实验组B的b*值显著低于实验组A(p<0.05),说明乳糖酸的添加能减缓肉品的氧化,抑制细菌的繁殖。

图7 乳糖酸对冷鲜肉b*值得影响Fig.7 Effect of lactobionic acid on b* value of chilled meat

2.6 涂膜保鲜过程中菌落总数的变化

从表1可知,6 d后对照组菌落总数呈显著性增加,到第9 d时,对照组菌落总数己经超过了冷鲜肉的标准。参照GB/T 9959.2—2008《分割鲜、冻猪瘦肉》:菌落总数≤1×106CFU/g[25]。而经实验组A和实验组B涂膜保鲜的肉样仍在鲜肉范围内。这可能是壳聚糖和明胶的成膜性以及壳聚糖本身的抑菌性,使得部分腐败微生物的繁殖受到抑制。第9 d后各组间的菌落总数对数值差异显著(p<0.05),且经实验组B处理的肉样,腐败菌的繁殖明显低于实验组A和对照组(p<0.05)。说明含乳糖酸实验组B对实验组A在冷鲜肉冷藏过程中的抑菌能起到增效的作用。其中对照组在第12 d时菌落总数对数呈下降趋势,可能是由于冷鲜肉表面出现干耗使得细菌生长受到抑制。

表1 冷鲜肉涂膜剂中添加乳糖酸菌落总数对数Table 1 Total bacterial counts in chilled meat treated by preservative coating with lactobionic

3 结论

利用壳聚糖-明胶做为基础成膜剂,向其添加2%乳糖酸对冷鲜肉的保鲜效果较明显。通过各项指标的测定能够在一定程度上反应出添加乳糖酸的实验组B与未添加乳糖酸的实验组A和对照组对比具有明显的防腐保鲜效果。同时也证明了成膜剂和乳糖酸混合涂膜保鲜具有可行性,乳糖酸的添加使壳聚糖-明胶对冷鲜肉的保鲜有增效的作用,可以将其应用在肉及肉制品的保鲜中。