王俊鋼，李開(kāi)雄，盧士玲，楊利平

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832003）

冷卻羊肉復(fù)合保鮮劑優(yōu)化的研究

王俊鋼，李開(kāi)雄，盧士玲*，楊利平

（石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832003）

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究殼聚糖溶液濃度、茶多酚溶液濃度、Nisin溶液濃度和生姜提取液濃度四個(gè)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）值的影響，以確定最佳復(fù)配條件。結(jié)果表明，對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值影響由大到小依次是Nisin溶液濃度、生姜提取液濃度、殼聚糖溶液濃度和茶多酚溶液濃度；最佳復(fù)配濃度為：殼聚糖1.201%、茶多酚0.182%、Nisin0.117%、生姜74.598%；殼聚糖和茶多酚之間，殼聚糖和生姜提取液之間，Nisin和生姜提取液之間存在顯著的交互效應(yīng)。

冷卻羊肉，復(fù)合保鮮劑，優(yōu)化

冷卻肉又稱(chēng)排酸肉，以其新鮮、肉嫩、味美、營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受廣大消費(fèi)者的歡迎［1］。冷卻肉是指將嚴(yán)格按照檢疫制度要求屠宰后的動(dòng)物胴體迅速進(jìn)行冷卻處理，使胴體溫度（以后腿內(nèi)部為測(cè)量點(diǎn)）在24h內(nèi)降為0～4℃，并在后繼的加工、流通和零售過(guò)程中始終保持在0～4℃范圍內(nèi)的鮮肉［2］。同熱鮮肉和冷凍肉相比，冷卻肉具有汁液流失少，質(zhì)地柔軟有彈性，滋味鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)［3］。國(guó)際上生鮮肉的消費(fèi)趨勢(shì)為：冷卻肉的數(shù)量不斷擴(kuò)大，冷凍肉的份額越來(lái)越少。在所消費(fèi)的生鮮肉中大約90%以上是包裝精美、口感極佳、品質(zhì)優(yōu)良、衛(wèi)生安全的冷卻肉，英美等發(fā)達(dá)國(guó)家甚至提倡不吃結(jié)凍肉。澳大利亞、新西蘭、丹麥等國(guó)家生產(chǎn)的冷卻肉，除滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，還出口到國(guó)外市場(chǎng)，所以冷卻肉的生產(chǎn)是國(guó)際生鮮肉生產(chǎn)的主流［4］。新疆地區(qū)羊肉鮮嫩多汁，無(wú)膻味。但不經(jīng)過(guò)保鮮處理的冷卻肉在0～4℃條件下只能存放4～6d，這就大大的降低了冷卻肉和冷凍肉的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，所以我們很有必要開(kāi)發(fā)出一種復(fù)合保鮮劑來(lái)延長(zhǎng)冷卻肉保質(zhì)期［5］。以往人們對(duì)延長(zhǎng)冷卻肉的研究主要集中在化學(xué)防腐劑和氣調(diào)包裝上［6-7］，本課題組以新疆塔城地區(qū)冷卻羊肉腐敗過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌作為研究對(duì)象，運(yùn)用多種保鮮劑復(fù)合篩選出了最佳的保鮮劑配方，在此基礎(chǔ)上，選擇殼聚糖、茶多酚、Nisin和生姜提取液四種生物保鮮劑，并對(duì)配方進(jìn)行了優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料肉 新疆綠翔牧業(yè)有限公司提供的新鮮冷鮮肉；Nisin 浙江銀象天人工程有限責(zé)任公司，活力為1000IU/mg；殼聚糖 Sanland-chem International Inc.，80目，DAC≥90%；茶多酚 江蘇無(wú)錫明欣天然工程有限公司，食品級(jí)；生姜 新疆石河子好家鄉(xiāng)超市；真空包裝PE袋（6cm×10cm）；其他試劑 均為分析純或符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

KDY-9820型凱氏定氮儀，分析天平，真空包裝封口機(jī)（型號(hào)ZQ500-2SD），冰箱，超凈工作臺(tái)等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用四因素二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，研究殼聚糖溶液濃度、茶多酚溶液濃度、Nisin溶液濃度和生姜提取液濃度四個(gè)因素對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值的影響。因素水平編碼表見(jiàn)表1。

表1 四因素二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)因素水平編碼表

1.2.2 冷卻肉的處理

1.2.2.1 保鮮劑的配制 殼聚糖：以1%的冰乙酸為溶劑配制成不同濃度［8］；茶多酚：蒸餾水配制成不同濃度；Nisin：蒸餾水配制成不同濃度；生姜提取液：榨汁機(jī)榨取原汁（100%）［9］，稀釋成不同濃度。

1.2.2.2 原料肉的處理 選取經(jīng)宰前檢驗(yàn)合格的羊后腿肉，剔除筋膜和肥肉，無(wú)菌分割成93塊（每塊50g左右）。將這些肉樣隨機(jī)分成31組，每組3塊。每組樣品噴灑對(duì)應(yīng)的保鮮液，晾5min左右后裝入PE袋中真空包裝（真空度為85～86kPa），然后放入4±1℃冰箱中貯藏，18d后檢測(cè)每組樣品的TVB-N值。

1.2.3 TVB-N值的測(cè)定 按照GB/T5009.44-2003中半微量定氮法進(jìn)行測(cè)定。每組的每個(gè)樣品做兩個(gè)平行，結(jié)果取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析與作圖 采用SAS V8軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析［10］；采用orion7.5軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 回歸分析及回歸模型的建立

四因素二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表2，TVB-N值為每組樣品檢測(cè)值的平均值。

對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果采用SAS軟件RSREG過(guò)程進(jìn)行多元回歸分析，以TVB-N值為Y值，得出與四個(gè)實(shí)驗(yàn)因素的編碼值為自變量的回歸方程［11］。

F檢驗(yàn)可知，回歸模型的F值為14.06，大于在0.01水平上的F值［F0.01（14，16）=3.45］，而失擬項(xiàng)的 F值為0.99，小于在0.05水平的F值［F0.05（10，16）=2.49］，說(shuō)明該模型擬合效果很好；回歸方程的決定系數(shù)R2為0.9248，因此可以用該模型分析各因素對(duì)冷卻羊肉的TVB-N值的影響。此外，經(jīng)偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)表明，殼聚糖和茶多酚之間，殼聚糖和生姜提取液之間，Nisin和生姜提取液之間存在顯著的交互效應(yīng)（P＜0.05）；而殼聚糖和Nisin之間，茶多酚和Nisin之間，茶多酚和生姜提取液之間的交互效應(yīng)不顯著（P＞0.05）。

2.2 主效應(yīng)分析

由于數(shù)據(jù)進(jìn)行了中心標(biāo)準(zhǔn)化，消除了量綱上的差異，可以直接從回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小來(lái)分析各個(gè)因素對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程的影響大小。由回歸方程可知4個(gè)一次項(xiàng)的回歸系數(shù)絕對(duì)值大小依次為X3、X4、X2、X1。這說(shuō)明Nisin濃度對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值影響最大，生姜浸提液的濃度影響次之，茶多酚濃度影響第三，殼聚糖濃度影響最小。

表2 四因素二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

Nisin對(duì)許多革蘭氏陽(yáng)性菌，包括鏈球菌、分支桿菌、李斯特桿菌、芽孢桿菌、葡萄球菌等具有很強(qiáng)的抑制作用［12-13］，可降低肉制品的腐敗速度，保證了貯藏過(guò)程中肉的品質(zhì)。生姜汁對(duì)G+細(xì)菌中的金黃色葡萄球菌抑制能力較大，但對(duì)枯草芽孢桿菌的抑制作用相對(duì)較弱；對(duì)G-細(xì)菌中的傷寒沙門(mén)氏菌，大腸桿菌也有較強(qiáng)的抑制作用。由于Nisin和生姜的抗菌譜作用比較廣，限制了大多數(shù)細(xì)菌的繁殖，減緩了冷卻羊肉的腐敗速度，因而其對(duì)TVB-N值的影響比較大。茶多酚對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌和蠟狀芽孢桿菌有較為明顯的抑制作用。殼聚糖能抑制多種細(xì)菌的生長(zhǎng)和具有抗真菌活性，尤其對(duì)真菌和絲狀菌類(lèi)有獨(dú)特的抑制效果，并且殼聚糖在冷卻羊肉的表面形成了一層膜結(jié)構(gòu)，這樣可以阻止空氣的氧化作用，而且還能抑制需氧菌的生長(zhǎng)。但是它們的抑菌范圍相對(duì)較小，抑菌能力相對(duì)較弱，只能限制較小部分的細(xì)菌，可能對(duì)塔城地區(qū)冷卻羊肉中的優(yōu)勢(shì)腐敗菌起不到較強(qiáng)的抑制作用，因而可能導(dǎo)致其對(duì)TVB-N值的影響相對(duì)較小。

2.3 單因子效應(yīng)分析

在單因子效應(yīng)分析中，采用降維分析，即將其他因子固定在零水平，描述此因子變動(dòng)時(shí)對(duì)TVB-N值的影響。四個(gè)因子的單因子模型如下：

根據(jù)以上方程作圖，可以得到單因子效應(yīng)曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1。由圖1可知，隨著殼聚糖、茶多酚和Nisin濃度的增加，TVB-N值分別先減小，后增加；當(dāng)生姜提取液濃度不斷減小時(shí)，TVB-N值也呈現(xiàn)先減小，后增加的趨勢(shì)。經(jīng)計(jì)算可知，當(dāng)殼聚糖濃度為0.806%、茶多酚濃度為0.182%、Nisin濃度為0.082%、生姜提取液濃度為82.167%時(shí)，TVB-N值分別達(dá)到最小值13.970、14.038、13.876、13.853mg/100g。在取得最小值以前，TVB-N值分別與殼聚糖濃度、茶多酚濃度、Nisin濃度三個(gè)因素呈負(fù)相關(guān)，與生姜提取液濃度呈正相關(guān)；取得最小值之后，TVB-N值分別與殼聚糖濃度、茶多酚濃度、Nisin濃度三個(gè)因素呈正相關(guān)，與生姜提取液濃度呈負(fù)相關(guān)。

圖1 單因子效應(yīng)曲線(xiàn)

一般來(lái)說(shuō)，殼聚糖的抑菌效果隨著其濃度的增加而增強(qiáng)，當(dāng)殼聚糖濃度適中時(shí)，其TVB-N值最小，這可能是由于在此濃度下，殼聚糖的抑菌效果最好，從而使TVB-N值減小；由于殼聚糖的抑菌效果受pH影響很大，在pH為5.0～5.5范圍內(nèi)抑菌效果最好，而殼聚糖是堿性物質(zhì)，高濃度的殼聚糖可能對(duì)其溶液的pH有一定的影響，從而其抑菌效果也可能受到影響。茶多酚濃度較小時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)較快，冷卻羊肉腐敗程度也較快，TVB-N值相應(yīng)也較大，當(dāng)濃度適中時(shí)，其TVB-N值最小，當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，其TVB-N值增大，說(shuō)明茶多酚的抑菌效果受到限制，這可能是由于低濃度的茶多酚和高濃度的茶多酚所抑制的細(xì)菌種類(lèi)不同而導(dǎo)致的。Nisin和生姜濃度較小時(shí)，抑菌效果差，TVB-N值相應(yīng)也較大，當(dāng)其濃度適中時(shí)，TVB-N值最小，當(dāng)其濃度再不斷增加時(shí)，TVB-N值反而不斷增加，這種現(xiàn)象的原因目前我們還不是太清楚，需要進(jìn)一步研究。

對(duì)單因子效應(yīng)方程求一階偏導(dǎo)數(shù)，得到單因子邊際效應(yīng)方程。單因子邊際效應(yīng)方程反映了TVB-N值隨不同因子編碼值的變化速率。單因子效應(yīng)方程如下：

根據(jù)單因子邊際效應(yīng)方程可以作出單因子邊際效應(yīng)曲線(xiàn)，如圖2。由圖2可知，Nisin和生姜浸提液對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)的斜率較大，而茶多酚和殼聚糖對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)斜率相對(duì)較小。這說(shuō)明Nisin和生姜提取液對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值的變化影響較大。

圖2 邊際效應(yīng)曲線(xiàn)

2.4 交互效應(yīng)分析

2.4.1 殼聚糖濃度和茶多酚濃度對(duì)保鮮效果交互影響的研究 為了觀察兩個(gè)因素同時(shí)對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值的影響，可以進(jìn)行降維分析。令其中兩個(gè)因素的水平為0，就可得到另外兩個(gè)因素對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值影響的二元二次方程。生姜濃度和殼聚糖濃度之間、生姜濃度和Nisin濃度之間、殼聚糖濃度和茶多酚濃度之間的交互效應(yīng)方程分別為：

根據(jù)方程利用SAS軟件的GCONTOUR過(guò)程和G3D過(guò)程繪制響應(yīng)面三維圖［14］。

圖3反映了殼聚糖濃度和茶多酚濃度之間的交互作用。經(jīng)計(jì)算可知，X1編碼值為0.859，X2編碼值為-0.106時(shí)，Y取的最小值13.968。當(dāng)X1在（-2，0.859），X2在（-2，-0.106）時(shí)，Y值隨X1、X2的增大而減小，二者能共同抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，存在協(xié)同作用；當(dāng)X1在（0.859，2），X2在（-0.106，2）時(shí)，Y值隨X1，X2的增大而增大，二者存在拮抗作用。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因可能是過(guò)高濃度的殼聚糖改變了混合液的pH，從而影響茶多酚的抗菌效果，進(jìn)而影響冷卻羊肉貯藏過(guò)程中的TVB-N值。

圖3 殼聚糖濃度和茶多酚濃度響應(yīng)面圖

2.4.2 殼聚糖濃度和生姜提取液濃度交互影響的研究 圖4反映了殼聚糖濃度和生姜提取液濃度之間的交互作用。經(jīng)計(jì)算可知，X1編碼值為0.284，X4編碼值為-0.712時(shí)，Y取的最小值13.843。當(dāng)X1在（-2，0.284），X4在（-2，-0.712）時(shí)，Y值隨X1、X4的增大而較小，二者能共同抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，存在協(xié)同作用；當(dāng)X1在（0.284，2），X4在（-0.712，2）時(shí)，Y值隨X1、X4的增大而增大，二者存在拮抗作用。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因可能是，過(guò)高濃度的殼聚糖改變了混合液的pH，從而使生姜提取液的抑菌范圍縮小，抑菌效果變差，進(jìn)而影響冷卻羊肉貯藏過(guò)程中的TVB-N值。

圖4 殼聚糖濃度和生姜提取液濃度響應(yīng)面圖

圖5反映了Nisin濃度和生姜提取液濃度之間的交互作用。經(jīng)計(jì)算可知，X3編碼值為0.502，X4編碼值為-0.616時(shí)，Y取得最小值13.767。當(dāng)X3在（-2，0.502），X4在（-2，-0.616）時(shí)，Y值隨X3、X4的增大而增大，二者能共同抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，存在協(xié)同作用；當(dāng)X3在（0.502，2），X4在（-0.616，2）時(shí)，Y值隨X3，X4的增大而增大，二者存在拮抗作用。出現(xiàn)上述結(jié)果的原因可能是過(guò)高的生姜提取液濃度對(duì)Nisin的抑菌效果起到了抑制作用，進(jìn)而影響冷卻羊肉貯藏過(guò)程中的TVB-N值。

圖5 Nisin濃度和生姜提取液響應(yīng)面圖

2.5 最佳參數(shù)的確定及回歸模型的驗(yàn)證

由SAS軟件RSREG過(guò)程結(jié)果可知，當(dāng)殼聚糖濃度、茶多酚濃度、Nisin濃度和生姜提取液濃度分別為1.201%、0.182%、0.117%、74.598%時(shí)，冷卻羊肉TVB-N值有最小值12.932。經(jīng)驗(yàn)證誤差為5.3%，所以該模型較好地反映了各因素對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值的影響。

3 結(jié)論

3.1 采用四因素二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，建立了殼聚糖溶液濃度、茶多酚溶液濃度、Nisin溶液濃度和生姜提取液濃度四種因素對(duì)冷卻羊肉貯藏過(guò)程中TVB-N值的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)合保鮮劑配方的優(yōu)化，得出最佳保鮮劑配方：殼聚糖濃度、茶多酚濃度、Nisin濃度和生姜提取液濃度分別為1.201%、0.182%、0.117%、74.598%。

3.2 對(duì)冷卻羊肉TVB-N值影響由大到小依次是Nisin濃度、生姜浸提液的濃度、殼聚糖濃度、茶多酚濃度。

3.3 殼聚糖和茶多酚之間，殼聚糖和生姜提取液之間，Nisin和生姜提取液之間存在顯著的交互效應(yīng)。

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Optimization of compound preservative on chilled mutton

WANG Jun-gang，LI Kai-xiong，LU Shi-ling*，YANG Li-ping
（Food College，Shihezi University，Shihezi 832003，China）

On the basis of single factor experiment，the influence of the chitosan，tea polyphenol，Nisin and ginger’s distill on the TVB-N of chilled mutton during storage was studied to ascertain the optimal processing parameter. Results indicated that nisin concentration had the most important influence on the TVB-N value，ginger’s distill concentration was second，chitosan concentration was the third，tea polyphenol concentration was the last.The optimum prescription of compound preservation was chitosan 1.201%，tea polyphenol 0.182%，nisin 0.117%and ginger 74.598%.Chitosan and tea polyphenol，chitosan and ginger’s distill，nisin concentration and ginger’s distill had obvious mutual effect.

chilled mutton；compound preservative；optimization

TS251.5+3

A

1002-0306（2010）11-0117-04

2009-09-14 *通訊聯(lián)系人

王俊鋼（1982-），男，碩士研究生，研究方向：畜產(chǎn)品加工與貯藏。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2008ZH14）。