荸荠皮提取物复合保鲜技术在冷鲜鸡肉保鲜中的应用

李艳青 李佳 李博

摘要：为延长冷鲜鸡肉的货架期，提高其食用安全性，确定以荸荠皮提取物为主要保鲜原料，结合茶多酚、壳聚糖、乳酸链球菌素（nisin）的复合保鲜技术及复合保鲜冷鲜鸡肉的最优包装形式，设计四因素三水平响应面实验，以挥发性盐基氮（TVB-N）值为响应值，采用Design-Expert软件对复合保鲜方法与TVB-N之间建立的二次回归模型进行分析。对模型进行优化验证后，确定冷鲜鸡肉的最佳复合保鲜条件为荸荠皮提取物0.40%、茶多酚0.25%、壳聚糖2.00%、nisin 0.20%，无氧气调包装的保藏性能最好。经复合保鲜结合无氧气调包装所得冷鲜鸡肉的蛋白质、脂肪、水分、灰分、氨基酸等营养指标与新鲜鸡肉相比差异不显著（P>0.05），感官接受性良好，说明荸荠皮提取物复合保鲜结合无氧气调保鲜技术可用于冷鲜鸡肉的贮藏保鲜，延长其保藏期。

关键词：冷鲜鸡肉；荸荠皮提取物；复合保鲜；包装形式

中图分类号：TS202.3      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）12-0069-06

Application of Compound Preservation Technology of Extract from

Eleocharis tuberosa Peel in Preservation of Chilled Chicken

LI Yan-qing， LI Jia， LI Bo

（College of Food， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing 163319， China）

Abstract： In order to extend the shelf life of chilled chicken and improve its edible safety， with extract from Eleocharis tuberosa peel as the main preservation raw material， combined with tea polyphenols， chitosan， nisin， the compound preservation technology and the optimal packaging form for chilled chicken in compound preservation are determined. The four-factor and three-level response surface experiment is designed， using TVB-N value as the response index and using Design-Expert software to analyze the quadratic regression model of compound preservation methods and TVB-N. After optimizing and verifying the model， the optimal compound preservation conditions for chilled chicken are determined as follows： 0.40% extract from Eleocharis tuberosa peel， 0.25% tea polyphenols， 2.00% chitosan and 0.20% nisin， and the preservation performance of oxygen free modified atmosphere packaging is the best. The nutritional indexes such as protein， fat， moisture， ash and amino acids of chilled chicken obtained through the compound preservation combined with oxygen free modified atmosphere packaging are not significantly different from those of fresh chicken （P>0.05）， and the sensory acceptance is good， indicating that the compound preservation of extract from Eleocharis tuberosa peel combined with oxygen free modified atmosphere packaging technology can be used for the storage and preservation of chilled chicken， and extend its shelf life.

Key words： chilled chicken; extract from Eleocharis tuberosa peel; compound preservation; packaging form

近20年來，我国鸡肉制品生产和消费呈持续且快速增长的态势，目前我国已成为世界第二大鸡肉生产国，鸡肉也成为仅次于猪肉的第二大消费肉类[1]。冷鲜鸡肉是指经检验检疫合格的活禽宰杀后，在0～4 ℃下包装、储藏、运输的产品，冷鲜鸡肉在营养、卫生等方面均优于冷冻鸡肉，是生鲜鸡肉未来的发展趋势[2]。在活鸡屠宰、鸡肉加工、冷藏、流通等加工环节存在诸多污染点，导致冷鲜鸡肉在生产过程中极易污染微生物，出现腐败、酸败等现象，从而限制了冷鲜鸡肉的货架期[3]，目前普通冷鲜鸡肉的保藏期一般在10 d左右。因此，从活鸡屠宰后，在加工、运输、贮藏、销售等过程中鸡肉的品质转移出发，采用有效的保鲜技术是保护冷鲜鸡肉品质的最佳途径，结合目前的保鲜技术，采用联合天然提取物和不同包装技术对生鲜鸡肉进行复合保鲜处理是保证冷鲜鸡肉品质的有效方法。

荸荠是一种优质的果蔬食物，果肉清甜可口，营养丰富，中医认为荸荠具有清热、生津、开胃、消食、化痰、解酒等药用价值，可直接食用或加工成各种制品。荸荠皮大约占荸荠质量的20%～26%，一般作为废弃物丢弃，造成资源浪费，并且污染环境[4]。 经研究发现，荸荠皮中具有较多的生物活性物质，如色素、多糖类物质、多酚类物质、黄酮类物质[5-8]，如果能将荸荠皮充分利用起来，将对提高荸荠的附加值具有重要经济意义，也可拓宽用于食品工业的天然防腐剂、抗氧化剂等添加剂的种类。但目前对荸荠皮的综合利用研究的热点大多集中在荸荠皮中活性成分的提取技术研究，而对于荸荠皮提取物在食品保鲜、抗菌方面的系统研究较少，仅有姚晓玲等[9]对面团保鲜、陶昆[10]对猪肉保鲜、苏布道等[11]对香蕉保鲜的研究报道，而对生鲜鸡肉的保鲜尚未见报道。

本实验主要利用荸荠皮的抑菌作用，结合现代包装技术对冷鲜鸡肉进行保鲜研究，旨在寻求一种安全、高效的新型保鲜技术，对促进荸荠皮副产物作为食品防腐剂在冷鲜肉保鲜中的应用具有重要理论意义和社会价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷鲜鸡肉：购于黑龙江正大实业有限公司，分装后贮藏在4 ℃冰箱中待用。

荸荠皮提取物：实验室自制；茶多酚、壳聚糖、nisin：购于哈尔滨科龙生物试剂有限公司；实验用氯化钠、氢氧化钠等（均为分析纯）：购于大庆科瑞化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器设备

BCD-210SPAB型电冰箱 无锡松下冷机有限公司；L-8900全自动氨基酸分析仪 日本日立集团；DOB-360W多功能气调包装机 上海青浦食品包装机械厂。

1.3 实验方法

1.3.1 荸荠皮提取物的制备

将购买的新鲜荸荠进行剥皮处理，获取的荸荠皮在60 ℃条件下完全干燥后粉碎、过筛，得到荸荠皮干粉。以乙醇为提取剂，辅以微波工艺提取荸荠皮提取物，提取方法参照文献[12-13]并结合实际，确定提取参数为料液比1∶30（g/mL）、乙醇体积分数75%、微波功率340 W、浸提时间130 s、浸提2次，制得粗提液后，经真空抽滤、减压浓缩处理，最后获得荸荠皮提取物，装瓶放在4 ℃冰箱中备用[12-13]。

1.3.2 单因素实验及响应面实验设计

1.3.2.1 单因素实验

挑选冷鲜鸡肉放入0～4 ℃冰箱中贮藏，将刀具、刀板进行消毒处理后，将鸡肉切成50 g左右的肉块，设计样品组和对照组，各样品分别用0.10%、0.20%、0.30%、0.40%的荸薺皮提取液浸渍5 min后沥干，放在自封袋内置于4 ℃冰箱中贮藏，在0，3，6，9，12，15 d分别测定TVB-N值。

茶多酚、壳聚糖、nisin的添加量区间根据文献[14]及GB 2760－2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》确定，故省略单因素实验。

1.3.2.2 响应面实验设计

在单因素实验和预实验的基础上确立Box-Benhnken 设计的自变量，以荸荠皮提取物浓度、茶多酚浓度、壳聚糖浓度、nisin浓度4个因素为自变量，分别以X1、X2、X3、X4表示。以冷鲜鸡肉的TVB-N值为响应值，优化冷鲜鸡肉复合保鲜技术（保鲜第12天测定）。

1.3.3 不同包装形式保鲜实验

冷鲜鸡肉经清洗、切块、复合保鲜涂膜处理后，采用真空包装袋和气调包装袋对鸡肉样品进行包装，包装后使用气调包装机按照表1的实验设计充入气体，实验分为对照组、真空包装组、高氧包装组、低氧包装组、无氧包装组，放入4 ℃冰箱中贮藏，分别在第0，5，10，15，20天测定TVB-N值，每个样品测定3次，取平均值。

1.3.4 指标的测定

1.3.4.1 TVB-N的测定

参照郝教敏等[15]的方法，按照国标GB 5009.228－2016 中的半微量扩散法进行测定。

1.3.4.2 营养指标的测定

水分含量的测定：按照国标GB 5009.3－2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》方法进行测定；

粗蛋白含量的测定：按照国标GB 5009.5－2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定；

粗脂肪含量的测定：按照国标GB 5009.6－2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏提取法进行测定；

氨基酸含量的测定：按照国标GB 5009.124－2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行前处理，采用日立L-8900全自动氨基酸分析仪进行测定。

1.3.4.3 感官评价

参照贲浩[16]的感官评价方法，并进行了适当改进，选择10名有经验的感官评价员对新鲜鸡肉、荸荠皮提取物复合保鲜处理的冷鲜鸡肉（在0～4 ℃保鲜15 d后）及对照（未经任何处理的冷鲜鸡肉在0～4 ℃保鲜15 d后）进行感官评价，从鸡肉的外观、颜色、气味、触感及整体可接受性方面进行评价，最后统计各项总分，进行对比分析。具体评分标准及分值见表2。

1.4 数据分析

实验结果均为重复3次测定计算的平均值，四元二次回归正交旋转组合实验设计及分析运用Design-Expert 12软件进行处理，采用SigmaPlot 12.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 荸荠皮提取物浓度对冷鲜鸡肉TVB-N值的影响单因素实验

肉及其制品在贮藏过程中因微生物大量繁殖进入肉品内部组织，引起肉中蛋白质分解形成系列盐基氮类物质。冷鲜鸡肉贮藏过程中分解游离出的挥发性盐基氮类物质有伯胺、仲胺、叔胺等[17]，因此TVB-N是评价肉及其制品新鲜度的重要指标。不同浓度荸荠皮提取物处理的冷鲜鸡肉在贮藏中TVB-N值的变化见图1。

由图1可知，对照组的冷鲜鸡肉在贮藏过程中TVB-N值总体呈现上升趋势，在第6天时已超出鲜肉标准，而经不同浓度荸荠皮提取物处理的冷鲜鸡肉组TVB-N值虽随着贮藏时间的延长而不断增加，但均低于对照组，浓度越高，效果越好，0.40%处理组在第15天时的TVB-N值仍未超出鲜肉标准，与对照组相比差异显著（P<0.05），表明利用荸荠皮提取物处理冷鲜鸡肉能有效抑制冷鲜鸡肉中腐败微生物的生长和繁殖，使鸡肉中蛋白质分解速度得以延缓，进而降低了产氨及多肽类物质的速度，致使挥发性盐基氮值处于较低水平。

2.2 荸荠皮提取物复合保鲜剂配比响应面优化实验

2.2.1 响应面实验设计及方差分析

根据单因素实验结果，确定荸荠皮提取物的0水平为0.30%，标准差为0.10%；根据文献[14]设计茶多酚的0水平为0.25%，标准差为0.05%；壳聚糖的0水平为3.00%，标准差为1.00%；nisin的0水平为0.30%，标准差为0.10%。响应面实验的因素与水平编码及实验设计方案见表3。选择TVB-N为响应值，实验设计及结果见表4。

采用Design-Expert 12软件对中心旋转组合实验结果进行多元回归分析，经分析得出TVB-N（Y）和荸荠皮提取物（X1）、茶多酚（X2）、壳聚糖（X3）、nisin（X4）的二次多项式回归方程：Y=17.63－1.05X1－0.496 7X2－0.281 7X3－0.400 0X4+0.615 0X1X2+0.51X1X3+0.840 0X1X4－0.272 5X2X3+0.192 5X2X4－0.022 5X3X4－1.290 0X12－0.880 7X22－1.960 0X32－1.510 0X42。

由表5可知，对此方程进行F检验，失拟项的P>0.05，差异不显著，表明模型中没有不可忽视因子存在；模型的P<0.000 1，R2=0.957 7，也证明回归方程的拟合性好，所建回归模型准确有效，可以用于模型分析。

模型中各项F值的大小能反映出4个因素对冷鲜鸡肉荸荠皮提取物复合保鲜工艺的影响程度，荸荠皮提取物（X1）、茶多酚（X2）、壳聚糖（X3）、nisin（X4）4个因素的一次项系数分别为13.23，2.96，0.952 0，1.92，因此可知各实验因素对冷鲜鸡肉荸荠皮提取物复合保鲜工艺影响的主次顺序为X1＞X2＞X4＞X3。

交互项分析发现，X1X2和X1X3的P<0.05，达到显著水平，X1X4的P<0.01，达到极显著水平，说明荸荠皮提取物与其他保鲜剂的交互作用对冷鲜鸡肉的TVB-N影响较大。各因素交互项的响应面图见图2。

2.2.2 响应面法优化复合保鲜剂最佳配比参数及验证

利用Design-Expert 12软件进行优化处理，其中遵循的原则是TVB-N值越低越好。优化后得到的最优配比为荸荠皮提取物0.38%、茶多酚0.27%、壳聚糖2.00%、nisin 0.22%，得到的TVB-N值最小，为13.43 mg/100 g，考虑到回归计算实际的可操作性，将前期转化的参数值修正为荸荠皮提取物0.40%、茶多酚0.25%、壳聚糖2.00%、nisin 0.20%，按照以上修正的最优工艺参数对冷鲜鸡肉进行验证实验，实验得出经过12 d贮藏后，实际测定得到TVB-N值为14.33 mg/100 g，实际值与理论预测值之间相对误差在±10%之内，说明中心复合旋转响应面模型可以反映荸荠皮提取物复合保鲜的作用效果，且工藝参数可靠，具有实际可操作性，未来可以扩大生产应用到冷鲜鸡肉保鲜技术领域。

2.3 复合保鲜冷鲜鸡肉包装形式的选择

不同包装处理的冷鲜鸡肉TVB-N值随贮藏时间的变化情况见图3。

由图3可知，所有样品的TVB-N值均随着贮藏时间的延长而逐渐增大。其中对照组的TVB-N值上升较快，贮藏第5天时，TVB-N值显著高于各处理组（P<0.05），第10天时对照组的TVB-N值高达 28.76 mg/100 g，超过鲜肉规定限量 20 mg/100 g，即此时鸡肉已腐败变质。其他处理组贮藏前10 d，TVB-N值变化不显著（P>0.05），贮藏15 d后发现氧气含量越高的包装处理的冷鲜鸡肉的TVB-N值越高，说明包装中氧浓度的高低对鸡肉品质及TVB-N值有直接影响，与闫文杰等[18]、刘灵芝等[19]的研究结果一致。一般情况下，假单胞菌属和大肠杆菌在高氧条件下易生长繁殖，这类菌群通过吸收冷鲜鸡肉中氨基酸的营养成分，将氨基酸类物质作为生长基质，进而产生一些具有挥发性的氨及胺类等碱性物质[20-21]，但考虑到真空包装有汁液渗出的情况，故采用无氧气调包装为复合保鲜冷鲜鸡肉的较优包装形式。

2.4 复合保鲜冷鲜鸡肉营养成分分析结果

按照前期优化的荸荠皮提取物复合保鲜及包装工艺方法处理的保鲜15 d后的冷鲜鸡肉中常规营养成分测定结果见表6。

由表6可知，荸荠皮提取物复合保鲜处理的样品与新鲜鸡肉相比，蛋白质、脂肪、水分、灰分含量均稍低，但是差异不显著（P>0.05）。说明荸荠皮提取物复合保鲜处理的冷鲜鸡肉在营养方面是可以接受的。

复合保鲜处理的冷鲜鸡肉中氨基酸组成及含量见表7。

由表7可知，经荸荠皮提取物复合保鲜工艺处理的冷鲜鸡肉和对照组含有氨基酸的种类无差别，共检测出17种氨基酸，对比发现荸荠皮提取物复合保鲜处理的冷鲜鸡肉和对照组之间氨基酸含量很接近，说明复合保鲜处理后贮藏15 d对冷鲜鸡肉氨基酸营养成分的影响很小。

2.5 复合保鲜冷鲜鸡肉感官评定结果

在肉制品贮存保鲜过程中，感官接受性直接影响消费者的购买喜好，因此感官评价是必不可少的环节，实验对新鲜鸡肉和经过复合保鲜处理的鸡肉进行感官评价，结果见图4。

由图4可知，新鲜鸡肉的感官评分值与复合保鲜组的感官评分值之间差异不显著（P>0.05），从外观得分来看，经过保鲜处理的冷鲜鸡肉的得分略低于新鲜鸡肉，但从气味、触感以及整体可接受性来看，二者得分差异不大，与贲浩[16]使用复合保鲜剂对冷鲜鸡肉进行保鲜的感官评价结果一致，说明荸荠皮复合保鲜技术结合无氧气调包装处理在延长保质期的同时对其感官接受性影响较小。

3 结论

采用Box-Benhnken中心旋转组合实验设计，以荸荠皮提取物、茶多酚、壳聚糖、nisin 4个因素为自变量，以TVB-N值为响应值，优化冷鲜鸡肉的复合保鲜技术。结果确定了复合保鲜的最佳配方为荸荠皮提取物0.40%、茶多酚0.25%、壳聚糖2.00%、nisin 0.20%，并以TVB-N为指标确定无氧气调包装为复合保鲜鸡肉的最佳包装形式。经复合保鲜技术结合无氧气调包装处理的冷鲜鸡肉保鲜15 d后其营养指标与对照组差异不显著，感官整体可接受性较好，说明此复合保鲜技术可用于冷鲜鸡肉的保鲜，为提高冷鲜鸡肉的食用安全性提供了理论依据。本研究为荸荠皮提取物作为防腐保鲜添加剂在冷鲜肉工业化生产和标准化生产中的应用提供了一定的理论支持。

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收稿日期：2023-07-10

基金项目：黑龙江八一农垦大学博士启动金项目资助

作者简介：李艳青（1978－），女，副教授，博士，研究方向：畜产品加工。