魔芋多糖-乳酸链球菌素复合涂膜对冷鲜肉的保鲜效果

陈忠杰，胡 燕，杨豫敏

(河南牧业经济学院 河南 郑州 450046)

冷鲜肉又叫“冰鲜肉”、“冷却排酸肉”，是遵循科学、严格的检测标准，对屠宰后的畜肉迅速进行冷却排酸处理，让肉体温度在一天内降到0～4℃，能够减弱大多数酶的活性和控制许多微生物的生长与繁殖，使其在后来的生产、流通和售卖的过程中，能够始终维持在0～4℃范围内的新鲜生肉。冷鲜肉经历了较充分的死后僵直、变熟过程，会拥有细滑的肉质，鲜嫩的味道。

魔芋多糖(Konjac Glucomannan, KGM)，又叫魔芋葡甘露聚糖，由于它的水溶液具有高粘性，高膨胀性、稳定性、乳化性、成膜性、胶凝性、稳定性等特点，在食品行业中常被用作涂膜剂、乳化剂、稳定剂、天然保鲜防腐剂等。潘思轶等选用约0.9g/100mL的碱性改性魔芋精粉溶胶涂膜冷却鲜猪肉，保鲜时间长达9d[1]。陈慧斌等用0.5g/100mL的魔芋多糖与二氧化氯复合涂膜冷却鲜猪肉，取得了理想的保鲜效果[2]。乳酸链球菌素(Nisin)又叫乳酸链球菌肽，其在人体生理pH条件和蛋白酶的作用下，乳酸链球菌素进入人体后会很快被水解成氨基酸，不会改变人体正常生理环境和肠道内的正常菌群，是一种高效、无毒、安全、无其它副作用的天然食品防腐剂。杨瑞对Nisin在即食腊肉制品保藏中的应用研究发现，Nisin不仅可以降低肉的杀菌温度，还可以使肉的营养不受影响，Nisin与热处理结合使用，不仅可以保存其食品的营养价值，而且可以延长其货架期[3]。邓明等[4]人将山梨酸钾、Nisin和 EDTA 这3种复合保鲜剂以一定的比例用在真空包装的冷却肉中，获得了显著的保藏效果：冷却肉在4℃下保藏7d，细菌菌落总数对数值仅为6.8cfu/g。但目前对魔芋多糖-乳酸链球菌素复合涂膜保鲜冷鲜肉的研究较少。本文系统的研究了魔芋多糖-乳酸链球菌素复合涂膜对冷鲜肉的保鲜效果，并对该复合保鲜剂的配方进行了优化，以期找到一种安全、高效且成本低的鲜肉保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1原料

冷鲜肉由河南省郑州市东来百货商行提供。

1.1.2试剂

魔芋多糖，浙江银象生物工程有限公司；乳酸链球菌素(食品添加剂)，浙江银象生物工程有限公司)；营养琼脂培养基(生物试剂)北京奥博星生物技术有限责任公司；盐酸，北京化工厂；95%乙醇(分析纯)、氧化镁、硼酸(分析纯)、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、无水碳酸钠、均购于天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.1.3实验仪器

海能K9840型自动凯氏定氮仪(山东博科生物产业有限公司)；雷磁PHSJ-3F实验室pH酸度计(上海精密科学仪器有限公司)；立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂)；SW-CJ-2F(标准型)双人双面净化工作台(苏州江东精密仪器有限公司)；生化培养箱(上海福玛实验设备有限公司)；DL-1万用电炉(上海乔跃电子有限公司)；FA3204B电子天平(上海精科天美科学仪器有限公司)；冰箱(河南新飞电器有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1冷鲜肉的前处理

将新鲜猪肉置于冰箱冷藏室(0℃～4℃)冷藏。待肉的中心温度降到10℃以下时，在无菌净化工作台内，把猪肉切成大小厚薄均匀的肉片，备用。

1.2.2魔芋多糖对冷鲜肉保鲜效果的研究

分别配制浓度为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的魔芋多糖溶液，将其与浓度为0.06% 的乳链球菌素溶液等体积混合，充分搅拌均匀。然后将肉片浸入混合溶液中约1min后捞起，于室温下自然晾干，再用PE保鲜膜包裹覆盖，贮藏于4℃左右的冰箱中保存，每2d测定一次相关指标。以不经涂膜处理的肉片作为空白对照。

1.2.3乳链球菌素对冷鲜肉保鲜效果的研究

分别配制浓度为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.12%的乳酸链球菌素溶液，将其与浓度为0.6%的魔芋多糖溶液等体积混合，充分搅拌均匀。然后将肉片浸入混合溶液中约1min后捞起，于室温下自然晾干，再用PE保鲜膜包裹覆盖，贮藏于4℃左右的冰箱中保存，每2天测定一次相关指标，以不经涂膜处理的肉片作为空白对照。

1.2.4正交试验

以魔芋多糖浓度和乳酸链球菌素浓度为因素，挥发性盐基氮和pH值为指标，设计2因素3水平正交试验，对冷鲜肉保鲜效果进行优化，获得最佳复合配比。正交试验因素水平设置如表1。

表1 复合保鲜液配比正交试验因素水平表

1.2.5 菌落总数的测定方法

从冰箱冷藏室内分别取样品2.5 g，在超净工作台内，捣碎，置于盛有22.5 mL生理盐水的具塞试管中，摇匀，制成110的样品匀液；接下来，参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准-菌落总数测定》进行测定。根据菌落总数将肉的新鲜度分为三级：小于1×104cfu/g为新鲜肉，在1×104cfu/g～1×106cfu/g之间为次鲜肉，大于1×106cfu/g为变质肉。

1.2.6 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定方法

挥发性盐基氮能有效地反映肉的新鲜度，是评定肉的新鲜度变化的客观指标。具体测定如下：

盐酸的标定：(1)称取三份无水碳酸钠0.2 g～0.3 g放于三个锥形瓶中，加入大约30 mL的蒸馏水，溶解。(2)用吸量管量取9.5 mL，加入1000 mL蒸馏水后，取一定量置于酸式滴定管中。(3)锥形瓶中加入2～3滴甲基红指示剂，进行滴定，滴定至溶液由红色变为橙色，且半分钟不褪色，即为滴定终点，记录消耗的盐酸溶液的体积，同时做空白对照。经标定，盐酸的浓度为0.104 3 mol/L。

挥发性盐基氮的测定：从冰箱冷藏室中取出不同保鲜膜保鲜的样品各10 g，用电子天平精确至0.001 g，置于研钵中研磨成碎肉，放于蒸馏管内，加入75 mL蒸馏水，振摇，使碎肉在样液中均匀分散，浸渍30 min。按照自动凯氏定氮仪上的操作要求，打开仪器，设置加碱、加水体积为0 mL，硼酸接收液加入设置为30 mL，蒸馏时间设为3 min。通过清洗、试运行，使仪器正常运行，获得空白值。30 min后，称取1 g氧化镁，加入蒸馏管中，连接到蒸馏器上，按照先前的设定进行测定。蒸馏结束后，用之前标定好的盐酸标准溶液进行滴定，达到滴定终点后，记录所消耗的盐酸体积。其余样品做同样操作。

挥发性盐基氮测定所需要的试剂配制，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》。TVB-N≤0.015 mg/g时，猪肉为一级鲜肉；TVB-N≤0.025 mg/g时，猪肉开始稍有氨味，为二级鲜肉； TVB-N>0.025 mg/g时，猪肉为变质肉。

1.2.7 pH值的测定方法

pH酸度计使用之前，分别用pH=4.00的标准溶液和pH=6.86的标准溶液进行标定。

从冰箱冷藏室内取各肉样等量，捣碎，加入一定量的生理盐水，用pH酸度计测定其pH值。标准溶液的配制参照 GB 5009.237-2016。肉的新鲜程度用pH值进行评价：变质肉≥6.7；6.3≤二级鲜肉≤6.6；5.8≤一级鲜肉≤6.2，冷鲜肉的pH值会随着腐败程度的加深而上升。

1.2.8 感官评价方法

在其它指标测定之前，运用评分检验法进行评定，采用十分制进行打分。分别从肉的颜色、粘度、弹性、气味四个方面进行综合评价。评价标准如表2。

表2 猪肉感官评定标准

1.2.9 数据处理方法

采用Excel统计软件对单因素及正交试验测定结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度魔芋多糖对冷鲜肉的保鲜效果

2.1.1 不同浓度魔芋多糖对冷鲜肉感官评分的影响

表3 不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中感官评分变化的影响

不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中感官评分变化的影响见表3。由表3可以看出，空白对照组的样品贮藏至8 d 时已经开始出现腐败，感官评分为4.5分。处理组的感官评分均明显高于对照组，说明复合保鲜剂对冷鲜猪肉确实有一定的保鲜作用。其中，魔芋多糖浓度为0.6%和0.8% 时，总体感官评分比其它处理组相对高一些。表明乳酸链球菌素浓度为0.06%，魔芋多糖浓度为0.6%和0.8% 时，复合保鲜剂对冷鲜肉的保鲜效果较好。

2.1.2 不同浓度魔芋多糖对冷鲜肉菌落总数的影响

图1 不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中菌落总数变化的影响

不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中菌落总数变化的影响见图1。由图1可以看出：新鲜猪肉贮藏2 d后，空白对照组和所有实验组的菌落总数均在冷鲜肉一级范围内。贮藏4 d后，实验组的菌落总数还在冷鲜肉一级范围内，空白对照组的菌落总数在冷鲜肉二级范围内。贮藏6d后，对照组样品已出现变质的迹象。实验组样品出现了明显的差异：一些实验组的菌落总数仍在冷鲜肉一级范围内，而另一些实验组的菌落总数在冷鲜肉的二级范围内。贮藏8 d后，对照组的样品已经发生明显变质，实验组的菌落总数均在冷鲜肉二级范围内。综合来看，魔芋多糖浓度为0.6%和0.8%时，样品的菌落总数在整个贮藏期都保持在相对较低水平，保鲜效果较好。

2.1.3 不同浓度魔芋多糖对冷鲜肉TVB-N的影响

图2 不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中TVB-N变化的影响

判定鲜肉新鲜度的重要指标是TVB-N 的含量。不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中TVB-N变化的影响见图2。由图2可以看出，贮藏2 d后，空白对照组和实验组的TVB-N均在冷鲜肉一级范围内。贮藏4 d后，实验组的TVB-N均保持在冷鲜肉一级范围内，而对照组的TVB-N处于冷鲜肉二级范围内。贮藏6d后，对照组样品出现变质的迹象，而实验组样品出现了明显差异，一些实验组的TVB-N仍在冷鲜肉一级范围内，而另一些实验组的TVB-N在冷鲜肉的二级范围内。贮藏8d后，对照组的肉样已经发生变质，而实验组的TVB-N均在冷鲜肉二级范围内。其中，魔芋多糖浓度为0.6%和0.8%时，样品的TVB-N在整个贮藏期内都保持在较低水平，保鲜效果较好，这与图1中菌落总数的变化是一致的。

2.1.4 不同浓度魔芋多糖对冷鲜肉pH的影响

图3 不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中pH变化的影响

不同浓度的魔芋多糖对冷鲜肉贮藏过程中pH值变化的影响见图3。由图3可以看出，贮藏2 d后，对照组和实验组的pH值均处于冷鲜肉一级范围内。贮藏4 d后，实验组的pH还处于冷鲜肉一级范围内，而对照组的pH处于冷鲜肉二级范围内；贮藏6 d后，对照组样品出现变质的迹象，而实验组样品出现了明显差异，一些实验组的pH仍在冷鲜肉一级范围内，而另一些实验组的pH在冷鲜肉的二级范围内。贮藏8 d后，对照组的肉样已经发生变质，而实验组的pH均在冷鲜肉二级范围内。其中，当魔芋多糖浓度为0.6%和0.8%时，样品的pH在整个贮藏期内都保持在较低水平，保鲜效果较好，这与图1中菌落总数和图2中TVB-N的变化是一致的。

2.2 不同浓度乳酸链球菌素对冷鲜肉的保鲜效果

2.2.1 不同浓度乳酸链球菌素对冷鲜肉感官评分的影响

表4 不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中感官评分变化的影响

不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中感官评分变化的影响见表4。由表4可以看出，对照组的样品贮藏了8 d后，感官评分为4.5分，已经不能食用。而实验组的样品感官评分均明显高于对照组，说明复合保鲜膜对冷鲜猪肉确有一定的保鲜效果。其中，当乳酸链球菌素浓度为0.04%、0.06%、0.08%时，贮藏期内整体感官评分数值比其它实验组数值相对较高，表明乳酸链球菌素浓度为0.04%、0.06%和0.08%时，保鲜效果较好。

2.2.2 不同浓度乳酸链球菌素对冷鲜肉菌落总数的影响

图4 不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中菌落总数变化的影响

不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中菌落总数变化的影响见图4。由图4可以看出，不同浓度保鲜剂处理过的样品的菌落总数对数值均低于空白对照的菌落总数对数值。贮藏2d后，实验组和对照组的样品均为新鲜肉。贮藏6d后，实验组的样品降为次鲜肉，而对照组的样品已经出现变质，无法食用。贮藏10 d后，各实验组的样品差别明显。总体来看，当乳酸链球菌素浓度为0.06%和0.08%时，样品菌落总数在贮藏期内一直维持在相对较低水平，保鲜效果较好。

2.2.3 不同浓度乳酸链球菌素对冷鲜肉TVB-N的影响

图5 不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中TVB-N变化的影响

不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中TVB-N变化的影响见图5。由图5可以看出，经不同浓度的乳酸链球菌素处理过的样品的TVB-N值均低于对照组。贮藏4 d后，实验组和对照组的样品均为新鲜肉。贮藏8 d后，实验组的样品降为次鲜肉，而对照组的样品已经发生变质，无法食用。总体来看，当乳酸链球菌素浓度为0.06%和0.08%时，样品的TVB-N在贮藏期内一直维持在相对较低水平，保鲜效果较好。

2.2.4 不同浓度乳酸链球菌素对冷鲜肉pH的影响

图6 不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中pH变化的影响

不同浓度的乳酸链球菌素对冷鲜肉贮藏过程中pH变化的影响见图6。由图6可以看出，经过保鲜剂处理过的样品，其pH值均低于空白对照组。贮藏4 d后，实验组和对照组的样品均为新鲜肉。贮藏8 d后，实验组的肉样降为次鲜肉，而对照组的肉样已经发生变质，无法食用。总体来看，当乳酸链球菌素浓度为0.06%和0.08%时，样品pH值在贮藏期内一直维持在相对较低水平，保鲜效果较好。

2.3 正交试验结果

表5 正交试验设计方案实验结果

表6 正交试验极差分析结果

正交试验设计方案实验结果见表5。正交试验极差分析结果见表6。由表6可以看出，以挥发性盐基氮来评价复合保鲜液的最佳配比，得出的最佳组合为A3B2。以pH值评价复合保鲜液的最佳配比，得出的最佳组合为A2B2或A3B2。综合考虑两个指标，得到最优组合为A3B2，即魔芋多糖的浓度为0.8 g/100 mL，乳酸链球菌素的浓度为0.06 g/100 mL时，此浓度配比的复合保鲜剂对冷鲜肉进行涂膜保鲜，保鲜效果最好。

3 结论

复合保鲜剂对冷鲜猪肉有明显的保鲜效果。一方面可能是因为魔芋多糖成膜后对空气有一定的隔绝作用，阻止了空气中微生物的进入；另一方面，魔芋多糖能起到一定的保水作用，防止冷鲜肉在贮藏过程中的失水现象发生；第三方面，乳酸链球菌素对引起食品腐败的革兰阳性细菌有特效，能够很好地抑制鲜肉中细菌的生长与繁殖，这与高蕾蕾的报道相似[5]。

本实验研究发现，与空白对照组相比较，魔芋多糖-乳酸链球菌素复合涂膜处理过的样品在贮藏过程中，各项指标的变化都较缓慢。通过正交试验对复合保鲜剂的配方进行优化，结果显示，0.06 g/mL乳酸链球菌素与 0.8 g/100 mL魔芋多糖溶液等体积混合配制成的复配保鲜剂对冷鲜肉的保鲜效果最好，可以显著延长冷鲜肉的货架期。