ε-聚赖氨酸对冷鲜肉理化特性的影响

冯建岭，李迎秋

1. 威海市食品药品检验检测中心（威海 264210）；2. 齐鲁工业大学食品科学与工程学院（济南 250353）

一般来说，肉及肉类产品水分活度高、蛋白占比高并且富含相对大量的自由氨基酸，因此比较容易被微生物污染[1]。用于评价肉及肉类产品腐败变质的指标中，微生物特性和理化指标比较常见，如菌落总数（TBC）、pH、挥发性盐基氮（TVB-N）含量、高铁肌红蛋白（MetMb）含量和硫代巴比妥酸（TBA）值。Souza等[2]就通过测定TBC、pH、TVB-N含量及TBA值，对一些添加剂延长三文鱼保质期进行系统研究。Duan等[3]利用监测鳕鱼pH、TBA值及TBC的变化，来评价鱼油和壳聚糖复配制成涂层改善鳕鱼片的微生物及一些理化特性。另外，Rodríguez-Carpena等[4]分析生猪肉饼中MetMb含量及TBA值的变化，结果表明，鳄梨的副产品可作为一种优良的抑制剂，能减缓肉饼颜色的恶化、抑制脂质和蛋白质的氧化。

关于ε-PL对冷鲜肉理化特性影响的研究较少。因此，试验通过观察经ε-PL处理后冷鲜肉理化特性（TBC、pH、TVB-N含量、MetMb含量及TBA值）的变化，分析天然防腐剂ε-PL对冷鲜肉的保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冷鲜肉（市售）；ε-聚赖氨酸（ε-PL，浙江新银象生物有限公司）；胰蛋白胨、酵母浸膏、葡萄糖、琼脂粉均为生化试剂，氢氧化钠、硼酸、乙醇、氧化镁、二水磷酸二氢钠、十二水磷酸氢二钠、氯化钠、冰醋酸（均为分析纯，北京索莱宝科技有限公司）；甲基红、次甲基蓝、α-硫代巴比妥酸（天津市大茂化学试剂厂）。

1.2 试验设备

透明门立式冷藏柜（SC-329，青岛海尔股份有限公司）；绞肉机（JYS-A800，九阳器械有限公司）；双人双面净化工作台（SW-CJ-2F，苏州净化设备有限公司）；生化恒温培养箱（SHP-150，上海精宏实验设备有限公司）；酸度计（PB-10，赛多利斯科学仪器有限公司）；恒温搅拌器（JB-2A，上海雷磁创益仪器仪表有限公司）；双光束紫外可见分光光度计（TU-1901，北京普析通用仪器有限责任公司）；高速离心机（TG16-WS，长沙湘智离心机仪器有限公司）；数显恒温水浴锅（DK-98-ⅡA，金坛市金南仪器厂）；立式电热压力蒸汽灭菌器（LDZX-50KB，上海申安医疗器械厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 试剂的配制

ε-PL溶液：准确称取ε-PL粉末，用蒸馏水分别稀释至0.50，0.75，1.00，1.25和1.50 g/100 mL，经高温高压灭菌后备用。

平板计数培养基：称取5 g胰蛋白胨、15 g琼脂粉、10 g葡萄糖及2.5 g酵母浸膏，加蒸馏水至1 000 mL，再用氢氧化钠溶液（2 mol/L）调pH至7.0～7.2，在121 ℃、0.1 MPa条件灭菌22 min。

吸收液：称取20 g硼酸，加无菌水至1 L，使其充分溶解。

混合指示剂：甲基红-乙醇（2 g/L）与次甲基蓝（1 g/L）指示剂等量充分混合。

氧化镁悬液：称取10 g氧化镁，加无菌水至1 L。

磷酸缓冲液：称取0.4 g二水磷酸二氢钠、6 g十二水磷酸氢二钠、9 g氯化钠，加800 mL蒸馏水搅拌均匀，调pH至7.0，定容至1 L，经高温高压灭菌后放冷藏柜中保存。

TBA试剂：将2.883 gα-硫代巴比妥酸溶解在100 mL冰醋酸（95%）中，同时用沸水浴助溶。

1.3.2ε-PL溶液对冷鲜肉的预处理

用无菌刀具将冷鲜肉切成小块（1 cm×1 cm×1 cm），平分为6份（每份约170 g）。这6份样品分别浸泡在0，0.50，0.75，1.25和1.50 g/100 mL的ε-PL溶液中30 s，用无菌不锈钢网筛抽滤1 min。装入无菌塑料袋置于4 ℃冷藏柜中，备用。测定有关指标之前，先用绞肉机将冷鲜肉绞成糜状。

1.3.3 冷鲜肉的微生物分析

在第0，第1，第2，第3，第4，第6，第7和第8天，分别从每组样品中取出5g冷鲜肉，与25 mL无菌磷酸缓冲液在9 000 r/min条件下均质2 min。把匀浆连续梯度稀释，取出0.1 mL均匀涂在含有平板计数培养基的培养皿中，倒置于生化培养箱（37 ℃）中培养48 h，分别进行菌落总数计数，数据转化成对数形式。试验重复3次，取平均值。

1.3.4 冷鲜肉中pH的测定

对Souza等[2]和Duan等[3]的方法进行改进，用于冷鲜肉pH的测定，在第0，第1，第2，第3，第4，第6，第7和第8天时，从各组样品中分别取5 g冷鲜肉放入100 mL烧杯中，在搅拌机作用下与50 mL无菌水混匀。混合液经定性滤纸过滤后，用精密酸度计分别测定各组滤液的pH。做3组平行试验，得平均值。

1.3.5 冷鲜肉中TVB-N的测定

参照Goulas等[5]的研究，对冷鲜肉的TVB-N值进行测定。利用电磁搅拌器，在贮藏期第0，第1，第2，第3，第4，第6，第7和第8天时，分别从各组取5 g冷鲜肉与50 mL无菌水混匀30 min。混合液经滤纸过滤后，滤液暂置于4 ℃冷藏柜中。将5 mL硼酸吸收液和4滴混合指示剂混合均匀，倒入锥形瓶中，放在蒸馏装置冷凝器的底部。分别将2 mL各组备用滤液与等体积的氧化镁悬液（10 g/L）均匀混合，将混合液放入蒸馏器的反应室中蒸馏5 min，同时，将蒸馏液滴入先前的锥形瓶（包括吸收液和混合指示剂）中。用盐酸标准溶液（0.01 mol/L）滴定锥形瓶中混合液至蓝紫色，并记录盐酸溶液的体积。同时做空白对照，各组样品的TVB-N值按式（1）进行计算。

式中：V1为滴定样品所消耗盐酸标准溶液体积，mL；c为盐酸溶液浓度，mol/L；V2为空白组所消耗盐酸标准溶液体积，mL；m为样品质量，g。

1.3.6 冷鲜肉中MetMb含量的测定

采用改进Maqsood等[6]的方法，测定高铁肌红蛋白含量。在贮藏期第0，第1，第2，第3，第4，第6，第7和第8天，从各组样品中分别取3 g冷鲜肉与10 mL磷酸缓冲液（pH 7.0）充分混匀，室温反应30 min，在6 000 r/min条件下离心15 min，得上层清液。利用紫外可见分光光度计，分别在572，565，545和525 nm波长处下测定各组上清液的吸光度（A）。MetMb的计算如式（2）所示。

式中：R1，R2，R3分别为A572nm/A525nm，A565nm/A525nm，A545 nm/A525 nm。

1.3.7 冷鲜肉中TBA值的测定

参照Rodríguez-Carpena等[4]的方法，测定冷鲜肉中TBA值。在第0，第1，第2，第3，第4，第6，第7和第8天，从每组样品中取出10 g冷鲜肉分别浸泡于50 mL无菌水中（5 min），所得悬浮液转移到500 mL的凯氏烧瓶中，逐滴加入4 mol/L的盐酸溶液调至pH 1.5上下。选用液体石蜡作为消泡剂，并将几颗玻璃珠放入烧瓶内。启动蒸馏设备，开始蒸馏，沸腾10 min之后收集蒸馏液。准确量取5 mL蒸馏液置于25 mL具塞比色管内，加入等体积的TBA试剂剧烈振荡混匀，在沸水浴下反应35 min，用5 mL无菌水作对照，测定混合液在532 nm波长下的吸光度（A），按照式（3）对冷鲜肉中的TBA值进行计算。

2 结果与讨论

2.1 ε-PL处理前后冷鲜肉中TBC值的变化

如表1所示，随着贮藏天数增加，所有样品log10CFU/g的值均呈现上升的趋势。在整个贮藏期间，对照组样品log10CFU/g的值从3.48增加到10.62，处理组冷鲜肉log10CFU/g的值增长速度比对照组缓慢。此外，随着ε-PL浓度增加，冷鲜肉的log10CFU/g值逐渐变小。方差分析（如表1所示）表明，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL比其他3个浓度（0.50，0.75和1.00 g/100 mL）的ε-PL具有更为显著的抑菌特性（p＜0.05）。而且，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL在降低冷鲜肉的log10CFU/g值方面没有显著性差异（p＞0.05）。另外，在贮藏期第6天，经1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL处理的冷鲜肉感官特性易被接受。而在第8天时，所有样品的log10CFU/g值均超过6.56，并且感官表现为“不可接受的”。结果表明，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL能够显著抑制细菌的生长繁殖，使冷鲜肉的货架期延长至6 d。

2.2 ε-PL处理前后冷鲜肉中pH的变化

在8 d的贮藏期内（4 ℃），经不同浓度ε-PL处理的冷鲜肉与对照组pH的变化如表2所示。随着贮藏时间增加，所有冷鲜肉样品的pH均呈现上升趋势，而且，ε-PL处理组pH的增长速度要比对照组更缓慢，在整个贮藏期间，对照组的pH始终高于处理组。在第3和第4天，对照组冷鲜肉pH 6.12和6.60，即将腐败变质，0.50 g/100 mLε-PL处理的冷鲜肉pH最高为5.99，仍然为新鲜肉（感官评价）。在贮藏期第6天，随着ε-PL处理浓度增加，样品pH逐渐降低，分别为7.00，6.42，6.30，6.00，5.78和5.60。分析结果显示，经1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL处理的冷鲜肉pH显著地降低（p＜0.05），而且这2个浓度ε-PL对冷鲜肉pH的影响没有明显差异（p＞0.05）。

据报道，随着贮藏时间增加，肉中微生物活动及其代谢产物产生会导致蛋白质降解，产生一些碱性物质如氨及有机胺，从而引起pH增加[2,7]。试验中冷鲜肉pH的增加趋势与Jay等[8]的发现较为一致，研究认为pH增加是由于鱼肉中细菌的生长繁殖。结果表明，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL能够抑制细菌的生长繁殖，减弱肉类蛋白的降解作用，延长冷鲜肉的贮藏时间。

表2 ε-PL处理前后冷鲜肉中pH的变化

2.3 ε-PL处理前后冷鲜肉中TVB-N值的变化

通常来说，TVB-N值是衡量冷鲜肉腐败变质的重要指标，TVB-N含量越低，肉就越新鲜[9]。

不同浓度ε-PL对冷鲜肉中TVB-N值的影响如表3所示。冷鲜肉样品的起始TVB-N值约9.0 mg/100 g，此时冷鲜肉质量特性良好。随着贮藏时间增加，对照组的TVB-N值从9.0 mg/100 g增加到26.5 mg/100 g，处理组冷鲜肉的TVB-N值变化稍微缓慢。在第3天，经1.50，1.25和0.50 g/100 mLε-PL处理的样品TVB-N值分别为9.9，10.4和16.0 mg/100 g，而对照组的TVB-N值达20.3 mg/100 g。第6天时，1.50，1.25，1.00，0.75和0.50 g/100 mLε-PL处理的冷鲜肉TVB-N值分别是14.6，15.8，18.0，20.0和20.9 mg/100 g（表3），而对照组TVB-N值为24.3 mg/100 g。方差分析显示，相比其他3个浓度（1.00，0.75和0.50 g/100 mL），1.50 g/100 mL和1.25 g/100 mLε-PL能显著降低冷鲜肉中TVB-N含量（p＜0.05）。结果说明，1.50 g/100 mL和1.25 g/100 mLε-PL能极其有效地预防冷鲜肉腐败变质。2.4ε-PL处理前后冷鲜肉中MetMb含量的变化

对消费者来说，色泽是判断冷鲜肉新鲜程度的一个重要指标[10]。肉的色泽改变正是由于肉中氧合肌红蛋白、肌红蛋白及高铁肌红蛋白之间的相互转化。而且，冷鲜肉色泽从亮到暗的改变是由高铁肌红蛋白含量增加引起的[6,11]。

不同浓度ε-PL处理的冷鲜肉MetMb含量变化如表4所示。起始时，冷鲜肉中MetMb含量大约为8.0%，随着时间增加，MetMb值逐渐变大。与对照组相比，处理组冷鲜肉的MetMb含量在整个贮藏期间的增长趋势更为缓慢。在相同贮藏时间内，冷鲜肉中MetMb含量随ε-PL浓度的增加而降低。在第6天时，对照组的MetMb含量（43.3%）是1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL处理组（20.1%和18.2%）的2倍多。此外，方差分析结果显示，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL能显著影响冷鲜肉中MetMb含量（p＜0.05）。在贮藏期第8天，样品中MetMb含量变化与第6天类似，但感官表现为“不可接受”。结果说明，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL能有效抑制冷鲜肉颜色改变，而且这种有效性依赖于ε-PL浓度的变化。

表3 ε-PL处理前后冷鲜肉中TVB-N值的影响 mg·100 g-1

表4 ε-PL处理前后冷鲜肉中MetMb含量变化 %

2.5 ε-PL处理前后冷鲜肉中TBA值的变化

在肉及肉制品加工过程中，TBA值是评价脂质氧化的一个关键性指标。通过测定丙二醛含量，检测TBA值的变化，数值增加表明脂质氧化变得更加严重[2, 12]。

如表5所示，在这8 d的冷藏期间，所有样品的TBA值都缓慢增加，起始值都低于0.9 mg/kg。用0，0.50，0.75，1.00，1.25和1.50 g/100 mLε-PL处理冷鲜肉在第8天的TBA值分别是1.53，1.56，1.51，1.58，1.40和1.80 mg/kg。统计分析显示，随着ε-PL浓度增加，所有样品的TBA值没有显著性的差异（p＞0.05），表明ε-PL对冷鲜肉没有抗氧化的效果。

表5 ε-PL处理前后冷鲜肉中TBA值的变化 mg·kg-1

3 结论

结果表明，与对照组相比，ε-PL作用于冷鲜肉时，随着ε-PL浓度增加，其对冷鲜肉的菌落总数、pH、挥发性盐基氮及高铁肌红蛋白含量等理化特性均产生显著性影响。然而，ε-PL并不会影响冷鲜肉的硫代巴比妥酸值。试验结果表明，1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-PL能显著抑制微生物的生长繁殖，减弱冷鲜肉中蛋白质的降解作用，并阻止肉的颜色改变。因此，ε-PL有很好的潜力作为天然食品防腐剂，并能有效延长冷鲜肉的货架期。