王 瑋，梁麗姣，沈 娟，葛毅強，湯曉燕，周光宏※

0 引 言

肉類腐敗主要歸因于微生物和化學(xué)因素[1]。微生物導(dǎo)致的肉類腐敗通常是由于肉類在消費者購買前后加工處理不當(dāng)所致，一般可采用熱處理或添加防腐劑等方式來抑制或阻止微生物的生長繁殖[2-3]。而肉類的化學(xué)性腐敗通常是由蛋白質(zhì)和脂肪氧化而引起的，其主要受到肉類成分，加工方式和儲藏環(huán)境的影響[4]。還有研究表明，肉類氧化可引起質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、色澤等品質(zhì)的劣變[5]。迄今，研究者已通過不同途徑或采用各種技術(shù)來控制肉類的氧化反應(yīng)[6]，但其仍舊是肉類產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點和熱點問題。

目前，抗氧化劑和包裝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于肉類產(chǎn)業(yè)，其對維系肉品品質(zhì)有著極其重要的作用。但鑒于抗氧劑消耗量大、包裝材料成本高及效率低等原因，肉類產(chǎn)業(yè)現(xiàn)急需一種方便快捷、低成本和低風(fēng)險的技術(shù)。而可食性涂膜作為當(dāng)前食品包裝行業(yè)的熱門技術(shù)，可以有效地解決上述問題，并且利用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料包裝也是包裝行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢[7-8]。目前肉類冷藏保鮮中常用的涂膜物質(zhì)主要有殼聚糖、海藻酸鈉、大豆蛋白和魔芋膠等，而明膠因其良好的成膜性、生物兼容性及可降解性，也具有作為可食性包裝膜的潛力[9]。本研究旨在模擬豬肉在零售展示期間氧化穩(wěn)定性和新鮮度的變化情況，選用豬背最長肌為材料，研究其經(jīng)明膠涂膜處理后冷藏期間氧化穩(wěn)定性和肉色的變化情況，為利用明膠涂膜技術(shù)降低肉類脂肪和蛋白質(zhì)氧化，維系肉品色澤以及延長其貨架期提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

1.2 儀器設(shè)備

色差計（CR-400，日本Konika Minolta公司）；紫外可見分光光度計（Lambda 25，美國Perkin Elmer公司）；分散機（T25digital ULTRA-TURRAX?，德國IKA公司）；超純水系統(tǒng)（arium? pro，德國Sartorius公司）、臺式冷凍離心機（Centrisart?D-16C，德國Sartorius公司）、電子天平（CPA124S，德國 Sartorius公司）；精密酸度計（PHS-2C，上海雷磁儀器廠）；應(yīng)變控制式無側(cè)限壓力儀（YYW-2，南京土壤儀器廠有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 明膠涂膜處理

將豬背最長肌切成10 cm×5 cm×2 cm的長方體，立即進行明膠涂層處理。明膠濃度分別設(shè)定為10%和20%，浸沒時間為5 s，涂膜液溫度為60℃。每個處理設(shè)3個重復(fù)，另設(shè)未經(jīng)明膠涂膜處理的樣品為對照組。所有樣品經(jīng)明膠涂層處理后，將其取出瀝干并進行稱重，然后置于托盤中4℃條件下無包裝冷藏7 d。

1.3.2 加壓失水率測定

沿肌纖維垂直方向取1 cm厚，直徑2.523 cm（圓面積為5.0 cm2）的圓形肉柱，稱質(zhì)量，然后用雙層紗布包裹，再用18層吸水紙包裹，加壓35 kg保持5 min，去除紗布、吸水紙后稱重。計算公式如下

其中W0為樣品的加壓前質(zhì)量（g）；Wn為冷藏第n d后樣品的加壓后質(zhì)量（g）。

漢字不僅是表情達意的交流工具，更是中華文化的重要載體，一個字即是一方天地。觀“旦”字，旭日東升，躍于海面，幾筆勾勒出“一輪頃刻上天衢”的喜人景象；觀“武”字，定功戢兵，止戈為武，形象傳達出古人“兵氣銷為日月光”的和平愿望。正如魯迅所言，漢字書法“不是詩卻有詩的韻味，不是畫卻有畫的美感”，一撇一捺蘊含一種精神。我們甚至可以說，中華民族千百年來的審美旨趣、哲學(xué)思考都能從這些方塊字中找到索引。

1.3.3 脂肪氧化測定

參考Zhang等的方法[10]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入20 mL蒸餾水，12 000 r/min勻漿60 s。取0.2 mL勻漿液置于試管中，依次加入0.2 mL 8.1% SDS溶液、1.5 mL 20%醋酸緩沖液和1.5 mL 0.8%TBA溶液，用蒸餾水補足至4 mL，混勻。取4 mL混合液95 ℃水浴加熱1 h，當(dāng)溶液顏色變?yōu)榉奂t色，立即用冰水混合物將其冷卻10 min，加入1 mL蒸餾水和4 mL體積比為1∶15的吡啶和正丁醇的混合物，振蕩混勻，4 000 r/min離心10 min，取上清液，在532 nm處測定其吸光值。用1,1,3,3-四乙氧基丙烷做標(biāo)準(zhǔn)曲線，硫代巴比妥酸反應(yīng)值（thiobarbituric acid reactive substances, TBARS）以每千克肉樣中所含丙二醛（malondialdehyde, MDA）的質(zhì)量（mg）表示。

1.3.4 血紅素鐵（heme iron,HI）測定

參考Hornsey方法[11]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入9 mL酸化丙酮溶液（體積分數(shù)90%丙酮、8%蒸餾水和2%HCl，）混合均勻，避光室溫反應(yīng)1 h，4 000 r/min離心10 min，取上清液，在640 nm處測定其吸光值A(chǔ)640。計算公式如下

1.3.5 蛋白質(zhì)氧化測定

參考Rodríguez-Carpena等的方法[12]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入20 mL 20 mmol/L pH值6.5的磷酸鈉緩沖液中，9 000 r/min勻漿60 s。取2份0.2 mL勻漿液分別置于2個試管中，分別加入1 mL 10%TCA，12 000 r/min離心5 min，棄上清液。在一份沉淀中加入1 mL HCl，另一份沉淀中加入1 mL 0.2%DNPH（溶于2 mol/L HCl），振蕩混均，室溫反應(yīng)1 h，每隔10 min振蕩10 s。再在2個試管中分別加入 1 mL 10%TCA，12 000 r/min離心5 min，棄上清液后加入1 mL體積比為1∶1的乙醇和乙酸乙酯混合物，12 000 r/min離心洗滌沉淀5 min，去除殘留的 DNPH，重復(fù) 2次。將洗凈后的沉淀溶于 2 mL 6 mol/L鹽酸胍（溶于20 mmol/L pH值6.5的磷酸鈉緩沖液），振蕩混均，12 000 r/min離心2 min，除去不溶性雜質(zhì)。加入HCl的試管中的溶液在280 nm處測定吸光值，用于測定蛋白質(zhì)濃度；加入 DNPH的試管中的溶液在370 nm處測定吸光值，用于測定蛋白質(zhì)羰基含量。用牛血清白蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果用每毫克蛋白質(zhì)中所含的羰基（nmol）表示。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）測定

參照GB/T 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中半微量定氮法測定。肉類新鮮度評判標(biāo)準(zhǔn)如下：一級鮮度≤150 μg/g；二級鮮度≤200 μg/g；變質(zhì)肉＞200 μg/g。

1.3.7 肉色測定

使用色差儀測定樣品的紅度（a*），光源 D65，測量直徑 8 mm。色差儀在測定前，用標(biāo)準(zhǔn)白板校正色差計（Y=97.83，x=-0.43，y=1.98），每個樣品取3個點測定。

1.3.8 高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MetMb）含量測定

參考Krzywicki方法[13]，略作修改。取2.0 g肉樣切碎，加入預(yù)冷至4℃的20 mL 40 mmol/L pH值6.8磷酸鹽緩沖液，13 500 r/min 勻漿30 s，10 000 r/min 4℃離心20 min，用濾紙過濾取上清液。測波長為525、545、565、572 nm的吸光值分別表示為A525、A545、A565、A572。計算MetMb含量公式如下

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

使用Microcal Origin 7.5軟件分析數(shù)據(jù)并制圖，數(shù)據(jù)分析采用方差分析（ANOVA）。試驗均做 3次重復(fù)，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 明膠濃度和冷藏時間對加壓失水率的影響

明膠濃度和冷藏時間對肉樣的加壓失水率影響如圖1所示。

圖1 明膠濃度和冷藏時間對加壓失水率的影響Fig.1 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on pressing water loss rate

從整個冷藏過程來看，對照組的加壓失水率在 10%至 55%之間。與對照組相比，明膠涂膜處理阻止了肉樣失水，并在第7 d時其失水率明顯低于對照組（P<0.05）。此外，從圖 1還可以看出，隨著冷藏時間的延長，對照組加壓失水率的增加幅度要大于明膠涂膜組，但不同濃度明膠包被組的加壓失水率之間無顯著差異（P>0.05）。據(jù)報道，明膠經(jīng)加熱處理后可使原來藏在其分子內(nèi)部的疏水性氨基酸（如脯氨酸和亮氨酸）暴露在分子表面，提高膜層的阻水性；同時也有助于明膠分子間的相互作用，其形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)可有效阻隔水分子穿過膜層[14]。以上研究表明，明膠涂膜處理可有效降低豬肉的水分流失，而且10%明膠涂膜處理就足以降低豬肉的加壓失水率。

2.2 明膠濃度和冷藏時間對脂肪氧化的影響

TBARS值可用于評價脂肪的最終氧化程度，其值越大，肉類的酸敗程度越嚴重[15]。當(dāng)TBARS值超過0.5 mg/kg時，脂肪氧化正在進行；當(dāng)TBARS值超過3 mg/kg時，可判定肉類已氧化酸敗[16]。從圖 2可以看出，明膠涂膜組和對照組的 TBARS值均隨著冷藏時間的延長而明顯增加（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對照組的 TBARS值之間無顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時，明膠包被組的TBARS值均明顯低于對照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其 TBARS值之間無顯著差異（P>0.05）。此外，肉樣在冷藏第5 d時，明膠包被組的TBARS值均小于3 mg/kg，遠低于對照組（P<0.05），這表明明膠分子間所形成的氫鍵可降低氧氣透過率，可減緩肉樣脂肪氧化、酸敗的速率[17]。

圖2 明膠濃度和冷藏時間對TBARS值的影響Fig.2 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on TBARS value

2.3 明膠濃度和冷藏時間對HI質(zhì)量分數(shù)的影響

從圖3可知，明膠涂膜組和對照組的HI質(zhì)量分數(shù)均隨著冷藏時間的延長而降低。這可能是由于HI隨著時間的推移逐漸轉(zhuǎn)化為非血紅素鐵（non-heme iron, NHI），而NHI也是肉類脂肪氧化的重要催化劑，可加速脂肪氧化的速度[18-19]。在冷藏起始階段，明膠涂膜組與對照組的HI質(zhì)量分數(shù)之間無顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時，明膠涂膜組的HI質(zhì)量分數(shù)均顯著大于對照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其 HI質(zhì)量分數(shù)之間無顯著差異（P>0.05）。此外，肉樣在冷藏0～5 d時，明膠涂膜組的HI質(zhì)量分數(shù)均隨著冷藏時間的延長而明顯降低（P<0.05），之后隨著時間的延長而略微降低（P>0.05）。本試驗中NHI質(zhì)量分數(shù)的變化情況與肉樣的脂肪氧化情況相反，NHI質(zhì)量分數(shù)越低，脂肪氧化程度越嚴重。

圖3 明膠濃度和冷藏時間對血紅素鐵質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.3 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on heme iron mass fraction

2.4 明膠濃度和冷藏時間對蛋白質(zhì)氧化的影響

蛋白質(zhì)羰基是反應(yīng)蛋白質(zhì)氧化程度的重要理化指標(biāo)。蛋白質(zhì)氧化程度越高，其羰基也就越高[20]。如圖 4所示，明膠涂膜組和對照組的羰基均隨著冷藏時間的延長而明顯增加（P<0.05），這表明蛋白質(zhì)隨著冷藏時間的延長，其氧化程度增加。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對照組的羰基之間無顯著差異（P> 0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時，明膠涂膜組的羰基均明顯小于對照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其羰基之間無顯著差異（P> 0.05）。文獻顯示，明膠具有良好的隔絕氧氣能力，從而能有效降低蛋白質(zhì)的氧化反應(yīng)[17]。此外還有研究指出，蛋白質(zhì)氧化可引起肉品系水力的減弱，致使肉品的失水率增加[21]。這與本試驗中蛋白質(zhì)羰基和失水率的變化情況相吻合。

圖4 明膠濃度和冷藏時間對蛋白質(zhì)羰基的影響Fig.4 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on protein carbonyl

2.5 明膠濃度和冷藏時間對TVB-N值的影響

TVB-N作為判定鮮肉品質(zhì)的重要指標(biāo)，可用于鑒定肉的新鮮度，其值越小，表明肉越新鮮[22]。如圖5所示，明膠涂膜組和對照組的TVB-N值均隨著冷藏時間的延長而顯著升高（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對照組的 TVB-N值之間無顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時，明膠涂膜組的TVB-N值均明顯小于對照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其 TVB-N 值之間無顯著差異（P>0.05）。此外，對照組的TVB-N值在冷藏第5 d時達到223.4 μg/g，已超出二級鮮度的界限，而明膠涂膜組的TVB-N值在冷藏第7 d時才略大于200 μg/g。由此推測，明膠因其具有良好的阻氧阻濕作用，可有效抑制細菌的生長繁殖，減緩蛋白質(zhì)的分解速度。以上研究表明，明膠涂膜處理有效控制衡量肉品新鮮度的TVB-N值的增加，延長其貨架期。

圖5 明膠濃度和冷藏時間對TVB-N值的影響Fig.5 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on TVB-N value

2.6 明膠濃度和冷藏時間對肉色的影響

豬肉表面的紅色可通過 a*值來直觀地反映，a*值越高，肉樣的紅色越接近新鮮肉色[23]。如圖 6所示，明膠涂膜組和對照組的 a*值均隨著冷藏時間的延長而顯著降低（P<0.05）。在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對照組的a*值之間無顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第 3、5和 7 d時，明膠涂膜組的 a*值均顯著高于對照組（P<0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其a*值之間無顯著差異（P>0.05）。從圖6還可以看出，與明膠涂膜組相比，對照組的 a*值下降幅度較大。本試驗結(jié)果也證實了前人的研究，明膠涂膜處理有助于防止a*值下降，維系肉品色澤的穩(wěn)定性[24]。

圖6 明膠濃度和冷藏時間對a*值的影響Fig.6 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on a* value

據(jù)報道，a*值與肉樣中MetMb質(zhì)量分數(shù)密切相關(guān)，隨著MetMb積累，a*值降低[25]。如圖7所示，肉樣在冷藏0～5 d時，明膠涂膜組和對照組中MetMb質(zhì)量分數(shù)均隨著冷藏時間的延長而顯著升高（P<0.05），隨后在冷藏第7 d時呈緩慢升高趨勢（P>0.05）。分析其升高的原因可能是肉類氧化過程中產(chǎn)生的自由基破壞MetMb還原酶活性使得肉類在冷藏過程中形成的MetMb無法被及時還原，從而使MetMb質(zhì)量分數(shù)隨著冷藏時間的延長而增加[26-27]。從圖7還可以看出，在冷藏起始階段，明膠涂膜組和對照組中 MetMb質(zhì)量分數(shù)之間無顯著差異（P>0.05）。而肉樣在冷藏第3、5和7 d時，明膠涂膜組的MetMb質(zhì)量分數(shù)均明顯低于對照組（P< 0.05），但不同濃度明膠涂膜組在整個冷藏期間其MetMb質(zhì)量分數(shù)之間無顯著差異（P>0.05）。由上述試驗結(jié)果可推測出，明膠涂膜處理可有效降低豬肉冷藏期間的顏色褐變。

圖7 明膠濃度和冷藏時間對高鐵肌紅蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響Fig.7 Effect of gelatin concentrations and refrigeration storage time on metmyoglobin mass fraction

3 結(jié) 論

1）明膠涂膜處理可有效降低豬肉的脂肪氧化、蛋白質(zhì)氧化以及抑制非血紅素鐵的形成，從而減少豬肉不良氣味的產(chǎn)生。

2）明膠涂膜處理還能有助于降低豬背最長肌的加壓失水率，改善肉品色澤，減少MetMb積累，減緩TVB-N值的增加，在5 d內(nèi)能較好地保持豬肉的新鮮度。

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