劉麗莉 楊曉盼 閆貝貝 孫浩敏 張宸旖

摘 要：采用雞胸肉為原料，以總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量為指標，通過五元二次通用旋轉組合試驗設計對雞肉復合生物保鮮劑的配比進行優(yōu)化，并對雞肉冷藏期間的品質變化進行研究。結果表明：確定出的復合生物保鮮劑最佳配比組合為羧甲基纖維素質量濃度0.81 g/100 mL、茶多酚質量濃度0.57 g/100 mL、抗壞血酸質量濃度0.03 g/100 mL、山梨糖醇質量濃度1.79 g/100 mL、生姜汁體積分數(shù)25.07%，此條件下測得雞肉TVB-N含量為（14.18±0.13） mg/100 g;以未添加保鮮劑的雞肉為對照組，對（4.0±0.5） ℃條件下冷藏雞肉的菌落總數(shù)、剪切力、色差和微觀結構等品質變化進行測定，結果表明，冷藏期間保鮮劑處理組雞肉的菌落總數(shù)和剪切力下降顯著低于對照組（P<0.05），其冷藏18 d后的菌落總數(shù)仍符合冷鮮肉未變質的國家標準，且處理組保持了較大的紅度值，變化顯著低于對照組（P<0.05），掃描電鏡分析顯示處理組的雞肉纖維仍排列整齊，結構緊密。

關鍵詞：雞肉保鮮;復合生物保鮮劑;總揮發(fā)性鹽基氮含量;品質特性;保鮮效果

Abstract： The optimization of biopreservative combinations for chicken breast meat was investigated using quadratic general rotary unitized design. Total volatile basic nitrogen （TVB-N） content was used as response variable. Quality changes of chicken meat treated with biopreservatives were monitored during refrigerated storage. The optimal combination determined was caboxy methyl cellulose （CMC） 0.81 g/100 mL， tea polyphenols 0.57 g/100 mL， ascorbic acid 0.03 g/100 mL，?D-sorbitol 1.79 g/100 mL， and ginger juice 25.07%， and the TVB-N content of chicken meat treated with the optimized preservative combination was （14.18 ± 0.13） mg /100 g. Changes in total plate count， shear force， color and microstructure were measured during storage at （4.0±0.5） ℃. Untreated chicken meat was used as control. The results showed that the total number of colonies and shear force dropped significantly in the preservative treatment group compared with the control group （P < 0.05）. The total number of colonies after refrigeration for 18 d still met the national standard for chilled meat， and the treatment group maintained a larger a* value， showing a significantly smaller change relative to the control group?（P < 0.05）. Scanning electron microscope （SEM） analysis showed that muscle fibers in the treatment group were still arranged neatly and had a tight structure.

Keywords： chicken preservation; preservative combination; total volatile basic nitrogen content; quality characteristics; preservation qualityDOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190128-023

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2019）03-0052-07

引文格式：

劉麗莉， 楊曉盼， 閆貝貝， 等. 雞肉復合生物保鮮劑的篩選及其保鮮效果[J]. 肉類研究， 2019， 33（3）： 52-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190128-023.? ? http：//www.rlyj.net.cn

LIU Lili， YANG Xiaopan， YAN Beibei， et al. Screening and evaluation of biopreservative combinations for chicken[J]. Meat Research， 2019， 33（3）： 52-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20190128-023.? ? http：//www.rlyj.net.cn

隨著人們生活水平的不斷提高，健康意識逐漸增加，對于肉類的消費結構發(fā)生了改變，雞肉因其高蛋白、低脂肪、低膽固醇等特點越來越受青睞[1-2]。我國是世界第二大雞肉生產消費國，雞肉的消費量日益增加[3]。隨之而來的雞肉保鮮問題受到廣泛關注，雞肉在加工及冷藏過程中極易受到微生物的侵襲，且雞肉含水量較高，容易腐敗變質導致冷藏期較短。微生物在冷藏條件下依然能生長繁殖，導致雞肉的食用安全性大大降低[4]。目前，國內外對雞肉保鮮劑的研究主要包括化學保鮮劑和天然保鮮劑2 類[5]，尤其是天然保鮮劑的應用前景非常廣闊[6]，例如：姜汁中的揮發(fā)性油具有抑菌活性[7-8]，可以延緩雞肉的腐敗進程;羧甲基纖維素（caboxy methyl cellulose，CMC）主要用作保鮮涂膜劑，具有一定的保鮮效果，且安全無毒、經濟有效[9];山梨糖醇和抗壞血酸毒性很低，是目前應用較廣泛的食品保鮮劑，具有健康、安全、抗氧化的特點和一定的防腐功效[10-11];茶多酚含有的多酚類物質具有很強的抗氧化性和抑菌效果，是一種天然的食品保鮮劑[5，12-13]。Heena等[14]利用各種精油混合物對乳化（即食）雞肉香腸進行處理，研究發(fā)現(xiàn)，精油混合物在香腸中具有抗微生物和抗氧化作用，能夠明顯提高香腸的品質;朱亞等[15]選用茶多酚和溶菌酶作為冷鮮肉的保鮮劑，發(fā)現(xiàn)茶多酚和溶菌酶處理能明顯延長肉類的貨架期，抑制雞肉中細菌的繁殖;尹秀蓮等[16]研究溶菌酶、殼聚糖、生姜汁等生物保鮮劑對冷鮮雞肉的保鮮效果，發(fā)現(xiàn)其具有良好的延緩腐敗效果。Chen等[17]在進行豬肉脯保鮮時加入山梨糖醇，發(fā)現(xiàn)肉脯中的硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）含量上升速率減慢，證明山梨糖醇具有較好的防腐效果。這些研究表明，生物保鮮劑具有良好的保鮮效果，且無毒無害，具有廣闊的應用前景，但是對于天然保鮮劑在雞肉中的涂膜保鮮應用還缺乏系統(tǒng)的研究。

本研究以雞胸肉作為實驗材料，以總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量為指標，探討CMC、茶多酚、山梨糖醇、抗壞血酸及生姜汁復合生物保鮮劑的保鮮質量分數(shù)范圍，利用五元二次通用旋轉組合試驗設計優(yōu)化出最佳的復合生物保鮮劑配比，并將其應用于雞肉保鮮中，測定（4.0±0.5） ℃冷藏條件下雞肉的品質變化。以期獲得一種高效、無毒的雞肉復合生物保鮮劑，為雞肉貨架期延長研究提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑新鮮雞肉、新鮮生姜，購于河南省洛陽市大張超市。無水碳酸鉀 天津市凱通化學試劑有限公司;丙三醇、鹽酸、硼酸、氯化鈉 天津市德恩化學試劑有限公司;阿拉伯樹膠 天津市大茂化學試劑廠;溴甲酚綠、甲基紅 天津市科密歐化學試劑有限公司;平板計數(shù)瓊脂 北京奧博星生物技術有限責任公司;抗壞血酸 江蘇強盛功能化學股份有限公司;山梨糖醇（生物試劑） 上海藍季生物公司;CMC 濰坊得利纖維素有限公司;茶多酚（98%） 上海思域科技有限公司;其他未標明試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

DH-600電熱恒溫培養(yǎng)箱 北京科偉永興儀器有限公司;YXQ-LS-18SI手提式滅菌器 上海東亞壓力容器制造有限公司;C-LM3B數(shù)顯式肌肉嫩度儀 北京天翔飛域儀器設備有限公司;Color I5色差計 美國Xrite公司;EM-30Plus掃描電鏡 韓國Coxem公司。

1.3 方法

1.3.1 雞肉樣品的處理

選取健康、新鮮的雞胸肉，用蒸餾水清洗干凈，將雞肉分割成3 cm×3 cm×2 cm的塊狀備用。

1.3.2 保鮮劑的制備及使用

選用新鮮的生姜，清洗去皮，將生姜加蒸餾水磨碎均質制成30 g/L的溶液，浸提3 h后過濾取上清液備用。將生姜汁、CMC、抗壞血酸、山梨糖醇及茶多酚溶于蒸餾水，配制成不同質量濃度的保鮮劑。

稱取雞肉樣品，將雞肉放入各保鮮劑中浸泡10 min，撈出瀝干，PE膜密封后置于冰箱冷藏，冷藏溫度（4.0±0.5） ℃，以未處理的雞肉作為對照組，每組設置3 次重復實驗，每天取樣測定指標的變化。

1.3.3 保鮮劑的單因素篩選試驗

以TVB-N含量為指標，分別考察不同體積分數(shù)的生姜汁（10%、20%、30%、40%、50%）、不同質量濃度的CMC（0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 g/100 mL）、抗壞血酸（0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 g/100 mL）、山梨糖醇（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 g/100 mL）及茶多酚（0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 g/100 mL）對雞肉保鮮效果的影響，篩選出最佳的體積分數(shù)或質量濃度范圍。

1.3.4 復合生物保鮮劑的響應面優(yōu)化試驗

在單因素篩選試驗的基礎上，進行最佳復合生物保鮮劑組合的優(yōu)化。根據單因素試驗篩選結果，以各保鮮劑的添加量作為自變量，TVB-N含量為響應值，設立36 個處理組。試驗因素水平如表1所示。

1.3.5 指標測定

TVB-N含量的測定：參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》。取雞胸肉20 g用剪刀剪碎，加入100 mL蒸餾水，浸漬30 min，不時振搖，用微量擴散法測定。菌落總數(shù)的測定：參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗》。剪切力的測定：將雞肉順著纖維方向剪切成2 cm×1 cm×1 cm的條狀，用數(shù)顯式肌肉嫩度儀測定。色差的測定：將雞肉樣品處理成2 cm×1 cm×1 cm的條狀，將處理好的雞肉樣品放置在光源下，讀取色差儀上顯示的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）[18]，采用DPS軟件進行差異性分析。

掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）分析：參照李鵬等[19]的測定方法。

1.4 數(shù)據處理

每個樣品重復3 次實驗，采用Design-Expert 8.0.5軟件進行響應面試驗設計及方差分析，Origin 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 復合生物保鮮劑的單因素試驗優(yōu)化分析

由圖1a可知，生姜汁處理組在雞肉冷藏前2 d TVB-N含量上升緩慢，第3天上升趨勢開始明顯加快，可能是生姜汁中的有效保鮮成分揮發(fā)導致的，20%～40%生姜汁處理組雞肉的TVB-N含量在第6天仍未超過國家新鮮肉的標準，主要原因是生姜汁中的揮發(fā)性物質發(fā)揮了抑菌作用，并對雞肉TVB-N含量的上升具有抑制作用[16]。由圖1b可知，在冷藏第5～6天，雞肉的TVB-N含量有急增趨勢，1.2～1.6 g/100 mL CMC處理組在第7天超過國家新鮮肉的標準，這可能是由于CMC作為涂膜劑此時發(fā)生分解，作為保鮮劑的效用已經有所減弱，造成雞肉進一步腐敗，而CMC能夠隔絕一定的空氣，延緩雞肉的氧化，具有一定的保鮮效果。由圖1c可知，經過山梨糖醇處理過的雞肉中TVB-N含量沒有明顯的劇烈變化，這可能是由于山梨糖醇具有一定的防腐保鮮作用，延緩了雞肉的腐敗過程，而1.5～3.0 g/100 mL山梨糖醇處理組在第6天超過國家新鮮肉的標準。由圖1d可知，0.02～0.05 g/100 mL處理組雞肉在冷藏第6天超過國家一級新鮮肉的標準，而冷藏第4天以后，雞肉樣品的TVB-N含量有劇增趨勢，這可能是抗壞血酸本身被氧化導致保鮮效果減弱的緣故。由圖1e可知，在冷藏期間，茶多酚能夠明顯減緩雞肉TVB-N含量的升高，顯著延緩雞肉的腐敗，0.6～1.0 g/100 mL茶多酚處理組在第7天仍未超過國家新鮮肉的標準。

綜合圖1分析可知，各處理組雞肉中TVB-N含量隨著冷藏時間的延長不斷升高，且均明顯低于對照組。結合經濟因素綜合分析得，應選的濃度范圍為：生姜汁體積分數(shù)20%～40%、CMC質量濃度0.8～1.6 g/100 mL、抗壞血酸質量濃度0.02～0.04 g/100 mL、山梨糖醇質量濃度1.5～2.5 g/100 mL、茶多酚質量濃度0.4～1.0 g/100 mL。

2.2 五元二次通用旋轉組合設計試驗結果分析

在單因素試驗基礎上，采用五元二次通用旋轉組合試驗設計對雞肉保鮮劑進行響應面優(yōu)化，其試驗設計方案及試驗結果和方差分析表如表2～3所示。

2.2.1 方差分析和顯著性檢驗

由表3可知，擬合的二次回歸方程極顯著，失擬項P=0.343 0>0.05，差異不顯著，說明模型擬合度較高，該回歸方程R2=0.972 6，說明該模型有效可用。

2.2.2 響應面交互作用分析

由方差分析可知，抗壞血酸和茶多酚、生姜汁和CMC的交互作用顯著，因此對抗壞血酸和茶多酚、生姜汁和CMC的交互作用進行分析。

由圖2～3可知，抗壞血酸和茶多酚、生姜汁和CMC對雞肉TVB-N含量的交互影響響應面圖呈拋物線形，等高線呈橢圓形，說明抗壞血酸和茶多酚、生姜汁和CMC交互作用對雞肉TVB-N含量的影響顯著。由等高線的變化趨勢可以看出，當抗壞血酸質量濃度為0.02～0.03 g/100 mL、茶多酚質量濃度為0.60～0.85 g/100 mL時，雞肉TVB-N含量隨著二者質量濃度的增加而增加;當抗壞血酸質量濃度為0.30～0.40 g/100 mL、茶多酚質量濃度為0.85～1.00 g/100 mL時，雞肉TVB-N含量隨著二者質量濃度的增加而減小，可能是抗壞血酸和茶多酚都有抗氧化作用，一定質量濃度內的抗壞血酸和茶多酚復合具有協(xié)同抗氧化作用，超過一定質量濃度則協(xié)同作用減弱。

從生姜汁和CMC對雞肉TVB-N含量的交互影響響應面圖可以看出，生姜汁比CMC影響顯著。由等高線的變化趨勢可以看出，當生姜汁體積分數(shù)為30%～40%、CMC質量濃度為0.8～1.2 g/100 mL時，雞肉TVB-N含量隨著二者體積分數(shù)或質量濃度的增加而增加;當生姜汁體積分數(shù)為20%～30%、CMC質量濃度為1.4～1.6 g/100 mL時，雞肉TVB-N含量隨著二者體積分數(shù)或質量濃度的增加而減小，可能是一定質量濃度的CMC和生姜汁具有協(xié)同作用，CMC可以增加生姜汁黏度，延緩其揮發(fā)性物質的損失，提高生姜汁的抑菌作用。

2.3 利用回歸方程確定最佳作用參數(shù)和模型驗證

通過響應面分析得出，雞肉的最佳復合生物保鮮劑配比為CMC質量濃度0.81 g/100 mL、茶多酚質量濃度0.57 g/100 mL、抗壞血酸質量濃度0.03 g/100 mL、山梨糖醇質量濃度1.79 g/100 mL、生姜汁體積分數(shù)25.07%，根據方差分析得，TVB-N含量預測值為13.67 mg/100 g。為檢驗響應面法優(yōu)化雞肉復合生物保鮮劑最佳配比的可靠性，對優(yōu)化條件進行3 次驗證實驗，測得TVB-N含量為（14.18±0.13） mg/100 g，與預測值相對誤差為3.73%，說明運用響應面法得到的模型工藝參數(shù)準確可靠，應用價值較高。

2.4 采用最佳配比復合生物保鮮劑冷藏雞肉期間的保鮮效果

2.4.1 菌落總數(shù)的變化

小寫字母不同，表示同一組別、不同貯藏時間差異顯著（P<0.05）。圖5同。

由圖4可知，采用最佳配比的復合生物保鮮劑冷藏雞肉的菌落總數(shù)變化顯著低于對照組，具有明顯的抑菌效果。國家標準中菌落總數(shù)超過1.0×106 CFU/g即為變質肉[20]，在使用復合生物保鮮劑后的第18天，雞肉樣品的菌落總數(shù)為9.8×105 CFU/g，未超過國家標準，而空白對照組在第8天就已變質。這一結果與施肇源等[21]的研究結果接近，但更具有經濟價值，且優(yōu)于朱亞等[15]所篩選雞肉保鮮劑的保質期，說明本研究篩選的復合生物保鮮劑具有良好的保鮮效果。

2.4.2 剪切力的變化

雞肉的剪切力與嫩度和韌性有關，在一定范圍內，剪切力越小嫩度越好，超過這一范圍時，剪切力下降表示雞肉韌性下降，即雞肉品質下降[22]。由圖5可知，在冷藏期間，雞肉的剪切力逐漸下降，采用最佳配比的復合生物保鮮劑冷藏雞肉的剪切力變化趨勢顯著低于對照組，原因可能是在雞肉冷藏期間，由于蛋白質降解及細菌分解，導致雞肉的纖維松散甚至斷裂，使雞肉的韌性逐漸下降，剪切力隨之下降[23]。本研究結果表明，復合生物保鮮劑能夠延緩雞肉腐敗造成的肉質剪切力變化，具有良好的保鮮效果，可以提高雞肉的商品價值。

2.4.3 色差值的變化

Fletcher等[24]研究表明，熟雞肉制品外觀的差異是由生鮮雞肉的肉色差異引起的。由表4可知，對照組雞肉冷藏時色澤發(fā)生了明顯變化，處理組雞肉冷藏期間L*的變化較對照組小，這可能是由于復合生物保鮮劑具有一定的抑菌效果，使微生物對雞肉亮度的影響程度降低。對照組雞肉的b*偏大，說明雞肉偏黃。造成b*下降的原因是雞肉發(fā)生了輕度的氧化[25]，對照組雞肉的b*變化較大，說明對照組雞肉氧化程度比處理組高。對照組雞肉的a*變化較大，這可能與雞肉的顏色與雞肉中的肌紅蛋白和血紅蛋白有關，在冷藏過程中，肉中的肌紅蛋白與氧氣結合形成了氧合肌紅蛋白[26-28]，而涂膜保鮮劑可以阻礙雞肉的氧化過程，在一定程度上提高保鮮效果。由此說明，復合生物保鮮劑可有效保護雞肉的色澤，保證其商品價值。

2.4.4 SEM分析

對冷藏18 d后的雞肉進行SEM微觀結構分析。由圖5可知，處理組與對照組雞肉經過18 d冷藏后的微觀結構存在較大差異。對照組的雞肉纖維出現(xiàn)明顯的松散斷裂，排列雜亂，雞絲間裂縫明顯，而相對地，保鮮劑處理組的雞肉纖維排列整齊，結構緊密。這可能是由于雞肉中的纖維蛋白質變化影響了雞肉的結構[29-30]，細菌入侵進一步導致雞肉腐敗，破壞了雞肉肌原纖維的結構，使其松散斷裂，這與剪切力及菌落總數(shù)的測定結果相一致，說明保鮮劑處理可以較好地維持雞肉的微觀結構。

3 結 論

以TVB-N含量為指標，采用單因素和五元二次通用旋轉組合試驗設計確定雞肉復合生物保鮮劑的最佳組合為CMC質量濃度0.81 g/100 mL、茶多酚質量濃度0.57 g/100 mL、抗壞血酸質量濃度0.03 g/100 mL、山梨糖醇質量濃度1.79 g/100 mL、生姜汁體積分數(shù)25.07%，經驗證雞肉TVB-N含量為（14.18±0.13） mg/100 g，說明該模型準確可靠，應用價值較高。通過測定冷藏期間（溫度（4.0±0.5） ℃）雞肉的剪切力、菌落總數(shù)、色差值和微觀結構的變化可知，該復合生物保鮮劑能延緩雞肉的剪切力下降和菌落總數(shù)增加，具有明顯的抑菌效果，并且能保持較好的雞肉色澤和肉纖維結構。本研究為工業(yè)上冷鮮雞肉的加工提供了一種高效、無毒的復合生物保鮮劑，并為其商業(yè)化應用提供了理論依據。

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