陳洪生,潘德胤,馬金明,楊裕如,牛百慧,刁靜靜
(1.黑龍江八一農墾大學食品學院, 黑龍江大慶 163319;2.黑龍江省中加合作食品研究發(fā)展中心,黑龍江大慶 163319;3.黑龍江八一農墾大學,國家雜糧工程技術研究中心,黑龍江大慶 163319)
醬鹵肉制品是我國傳統(tǒng)的熟肉制品之一[1],但因貯藏保鮮不當,正常狀態(tài)下醬鹵肉保質期只有3~5 d且極容易變質,阻礙了醬鹵肉制品商業(yè)化的發(fā)展,為其方便食品更好的發(fā)展,在保證產品品質的同時,提高其貨架期顯得尤為重要,其中天然保鮮劑的使用是延長產品貨架期的關鍵[2-4]。
在醬鹵食品加工中,常用化學防腐劑包括苯甲酸、山梨酸和脫氫乙酸等。但隨著社會經濟發(fā)展和生活水平提高,消費者對食品安全性的要求也有所提高。天然保鮮劑在延長產品的貨架期的同時,保證產品品質,與化學防腐劑相比更為安全,從而獲得學者的廣泛研究[5]。Cui等[6]發(fā)現丁香提取物(clove extract,CE)應用于抗菌和食品保鮮中尤其對霉菌有較好的抑制效果。Chen等[7]發(fā)現了CE可顯著減少羥基自由基誘導的肌原纖維蛋白結構和功能性質的損失。茶多酚(tea polyphenols,TP)是食品工業(yè)中常用的天然保鮮劑,周頔等[8]研究發(fā)現,加入0.3 g/kg茶多酚溶液可顯著提高醬鹵肉制品的品質。乳酸鏈球菌素(Nisin)是一種由革蘭氏陽性乳酸菌產生的細菌素,其表現出對許多食源性病原體的廣譜抗菌活性[9]。黃艷梅等[10]研究發(fā)現,按照Nisin 0.15 g/kg添加至醬鹵豬肉中,可有效抑制其貯藏期間微生物的生長繁殖,常溫下的貯藏期可延長至30 d。溶菌酶(lysozyme,LZ)又稱胞壁質酶(muramidase),是天然堿性酶,可以發(fā)揮抗菌、消炎、抗病毒的效力。Wu等[11]證明了使用溶菌酶、乳鏈菌肽和EDTA的混合物對測試的革蘭氏陽性生物體是有益處的。目前常用的天然保鮮劑為上述4種。前人研究醬鹵產品更適合使用CE進行保鮮,但沒有具體研究CE與其他三種天然保鮮劑存在的差異。
綜合以上,本研究以豬手為原料,研究CE在貯藏期間對休閑醬鹵豬手產品品質的保持作用,選取茶多酚、Nisin、溶菌酶3種天然保鮮劑做對比,最終確定CE對豬手產品保鮮效果的優(yōu)勢,為CE在肉類工業(yè)中的應用提供理論依據。
茶多酚 分析純,上海夢荷生物公司;Nisin 分析純,山東福瑞達生物公司;溶菌酶 分析純,東恒華道生物公司;CE 分析純,湖南郎林生物公司;豬手黑龍江笨嘴食品加工公司;三氯乙酸 分析純,四川鴻康藥物化學公司;平板計數瓊脂 格里斯(天津)醫(yī)藥化學技術公司。
NMI20-Analyst低場核磁共振分析儀 蘇州(上海)紐邁電子科技有限公司;WS-Z20欣琪電熱恒溫蒸煮鍋 蓮梅實業(yè)有限公司;VTS-42真空滾揉機美國BIRO公司;SScientz-04型無菌均質器 上??推潓嶒瀮x器設備有限公司;CH-8853 LabMasteraw水分活度儀 無錫市華科儀器儀表有限公司。
1.2.1 工藝流程
1.2.2 工藝參數及操作要點 滾揉:真空度為68 kPa真空間歇滾揉,一個周期為工作15 min,間歇5 min。滾揉時間60 min。初煮:水和豬手的質量比為2:1,初煮過程中10 kg豬手加入40 mL料酒20 g鮮姜和20 g大蔥,初煮時間18 min。鹵制:以豬手質量計量加入調味料和香辛料包,料包冷水入鍋,鍋中溫度達到鹵制所需溫度97 ℃將豬手放入鍋中,鹵制時間150 min。殺菌:包裝后的產品進行水浴巴氏殺菌,殺菌溫度85 ℃,殺菌時間15 min,最終產品置于4 ℃條件下貯藏。
1.2.3 保鮮劑處理及實驗分組 CE溶液配制:使用蒸餾水配制成1.5%的CE溶液[12],將冷卻后的產品浸入CE溶液2 min,取出后瀝干1 min裝入真空包裝袋密封;茶多酚溶液配制:使用蒸餾水配制成2%的茶多酚溶液,將冷卻后的產品浸入茶多酚溶液2 min,取出后瀝干1 min裝入真空包裝袋密封[13];Nisin溶液配制:使用蒸餾水配制成0.35%的溶液,將冷卻后的產品浸入乳酸鏈球菌素溶液2 min,取出后瀝干1 min裝入真空包裝袋密封[14];溶菌酶溶液配制:使用蒸餾水配制成0.25%的溶菌酶溶液,將冷卻后的產品浸入溶菌酶溶液2 min,取出后瀝干1 min裝入真空包裝袋密封[15]。
1.2.4 菌落總數的測定 參考GB/T 4789.2-2010的方法測定菌落總數。稱取各添加不同保鮮劑豬手25 g置于盛有225 mL稀釋液的無菌均質袋中,用拍擊式均質器拍打1~2 min,制成1:10的樣品勻液。用1 mL無菌吸管或微量移液器吸取1:10樣品勻液1 mL,注于盛有9 mL稀釋液的無菌試管中,制成1:100的樣品勻液,重復上述操作制成1:1000的樣品勻液。在進行10倍遞增稀釋時,吸取1 mL樣品勻液于無菌平皿內,每個稀釋度做兩個平皿。同時,分別吸取1 mL空白稀釋液加入兩個無菌平皿內作空白對照。及時將15~20 mL冷卻至46 ℃的平板計數瓊脂培養(yǎng)基傾注平皿,并轉動平皿使其混合均勻。在36±1 ℃培養(yǎng)48±2 h。每10 d進行一次測定。
1.2.5 水分活度測定 采用GB 5009.238-2016的方法測定水分活度,稱取樣品重量1 g,迅速放入樣品皿中,封閉測量倉,在溫度20~25 ℃、相對濕度50%~80%的條件下測定,每間隔5 min記錄水分活度儀的響應值。
1.2.6 低場核磁共振(LF-NMR)T2弛豫的水分分布根據Bertram等[16]的方法稍做修改,將醬鹵豬手修整為1.5 g體積約為2 cm×0.5 cm×0.5 cm,隊列名稱選擇Q-FID即硬脈沖序列,放入標準油樣調準中心頻率;進入Q-CPMG序列設置參數(P1=15 us 90°脈沖寬度,P2=29 us 180°脈沖寬度,NS=16 重復次數)放入樣品開始檢測;檢測結束后保存數據,進入T2反演程序進行批量反演得出弛豫時間的分布情況。
1.2.7 pH測定 按照GB 5009.237-2016測定。稱取10.0 g去骨樣品,將其絞碎,加入100 mL蒸餾水,經小型均質機均質處理后,用pH計測定勻漿后的pH,每分樣品選三個點進行測定,并計算其平均值。
1.2.8 硫代巴比妥酸(TBARS)值測定 TBARS值的測定參考Fan等[17]的方法,并作適當改動。取10 g肉樣研細,加50 mL 7.5%的三氯乙酸(含0.1% EDTA),振搖30 min,雙層濾紙過濾兩次。取5 mL上清液,加入5 mL,0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液,沸水浴中保溫40 min,取出冷卻1 h后,以1600 r/min離心5 min,上清液中加5 mL氯仿搖勻,靜置分層后取上清液分別在532 nm處比色,記錄消光值并用以下公式計算TBARS值。
式中:A532為溶液吸光度;m為樣品質量,g;9.48為常數。
1.2.9 剪切力測定 選取產品貯藏過程中各個點(0、10、20、30、40 d)進行質構分析剪切力的測定,利用質構分析儀檢測樣品的嫩度,采用HDP/BS探頭進行測定,將造型后的豬手切成直徑2 cm左右的圓柱型,樣品固定于測定平臺上,在室溫下測量。程序設定:測試模式壓縮;測中速度1 mm/s,測后速度10 mm/s,目標模式為位移,位移60 mm,觸發(fā)模式為Button,斷裂模式為關,停止采集點為初始位置。
1.2.10 感官評定 選擇10人組成的感官評定小組對產品各個指標進行評定(測定指標見表1),每項評分最高10最低0分,總分50分。采用雙盲法[18],對樣品進行密碼編號(采用三位隨機數字)。感官評分表見表1,感官評定結果以總分計。
表1 感官評分標準Table 1 Sensory scoring table
每個實驗重復3次,結果表示為“平均數±標準差”,數據統(tǒng)計分析采用Statistix 8.1軟件中的Linear Models程序進行,差異顯著性(P<0.05)分析使用Tukey HSD程序,采用Sigmaplot 12.5軟件作圖。
肉制品腐敗變質的主要因素是由于在貯藏過程中微生物數量的變化,如圖1所示貯藏0 d時對照組和其他4組樣品的菌落總數差異不顯著(P>0.05)。0~40 d時對照組和4組樣品的菌落總數隨著貯藏時間的增加不斷升高,分別增長至4.32、4.05、4.21、4.18、3.87 lg CFU/g,CE組的菌落總數明顯低于對照組(10.49%)、茶多酚組(4.44%)、Nisin組(8.15%)和溶菌酶組(7.49%),CE組和其余4組樣品有顯著性差異(P<0.05),綜上說明CE對于醬鹵豬手的保鮮效果顯著(P<0.05)優(yōu)于對照組、茶多酚、Nisin和溶菌酶。這可能是由于CE能夠利用具有疏水性的特點進入細胞膜殺死細菌,起到延長保質期的作用[19]。
圖1 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期菌落總數的影響Fig.1 Effect of CE on the total number of colonies of marinated pork trotters during storage
肉制品中水分活度也是影響產品貯藏期的一項重要指標,水分活度高,水分的結合程度低,不利于食品的保存[20]。如圖2所示,在0~40 d的貯藏期間對照組和4組樣品的水分活度都呈現不斷上升的趨勢,這可能是隨著貯藏時間的延長而導致的,貯藏0 d時對照組和4組樣品的水分活度差異不顯著(P>0.05),貯藏時間40 d時CE組明顯低于對照組(1.11%)、茶多酚組(0.47%)、Nisin組(0.30%)和溶菌酶組(0.30%)。由于水分活度值與微生物的生長有直接關系,與其他樣品比較CE樣品可以有效地控制醬鹵豬手水分活度的增長,說明CE對醬鹵豬手中微生物控制效果較好。
圖2 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期水分活度的影響Fig.2 Effect of CE on water activity of marinated pork trotters during storage
常用檢測熟肉產品水分分布的指標是橫向弛豫時間T2,橫向弛豫時間T2能夠辨別不同狀態(tài)的水分分布[21-22]。表2為添加不同保鮮劑的醬鹵豬手在貯藏期間產品內部水分分布的變化。貯藏期間,出現3個峰,即三種狀態(tài)的水包括結合水、不易流動水和自由水[23]。其中 T20(0~10 ms)為結合水,P20為其水分占比,是大分子物質與熟肉制品結合最緊密的水,它具有不受蛋白質結構或凈電荷變化的特點[24],含量穩(wěn)定;T21(10~100 ms)為不易流動水,T22(100~1000 ms)為自由水[25-26],分別是分布在肌原纖維內部和肌原纖維網絡外的水,P21、P22為其水分占比。當貯藏10 d時,CE組的P21顯著高于(P<0.05)其他處理組,說明CE的添加可以提高產品的不易流動水被約束的力度,且延緩貯藏過程中其受約束力,同時P22顯著低于(P<0.05)其他四組處理,說明CE能夠較好的提升保水能力。貯藏20 d時,產品的整體水分含量呈下降趨勢,由于蛋白質氧化過程中凝膠結構發(fā)生變化,持水能力下降[27-28]。貯藏30 d時CE組的 P21顯著低于(P<0.05)對照組(39.67%)、茶多酚組(35.49%)、Nisin組(37.77%)和溶菌酶組(40.04%)。貯藏40 d時5種不同處理醬鹵豬手的不易流動水蛋白質被氧化的速率加快,導致此部分水含量發(fā)生了降低,其中非水組分親水性基團附近的多層水及鄰近水的結合性發(fā)生了改變,但添加CE組的 P21顯著高于(P<0.05)對照組(24.89%)、茶多酚組(5.60%)、Nisin組(5.60%)和溶菌酶組(5.26%),說明CE能夠在較長的貯藏期間內維持醬鹵豬手較好的保水性。綜上說明CE對產品的保鮮效果優(yōu)于其他三種保鮮劑。
表2 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏水分分布的影響Table 2 Effect of CE on water distribution of marinated pork trotters during storage
由于pH對于細菌的生長有重要作用,所以在肉制品貯藏過程中pH的測定是一項重要指標[29]。如圖3所示,貯藏期0~20 d時五組樣品的pH呈現不斷下降的趨勢,這是由于貯藏過程中乳酸菌的生長。30~40 d時對照組、茶多酚組和CE組的pH整體呈現上升的趨勢,這可能是因為蛋白質降解成多肽和氨基酸釋放出堿性基團。貯藏期40 d時對照組、茶多酚組、Nisin組溶菌酶組和CE組的pH分為6.50、6.52、6.52、6.47、6.43,CE組的pH明顯低于對照組(1.18%)、茶多酚組(1.43%)、Nisin組(1.43%)和溶菌酶組(0.62%),綜上CE效果最好。
圖3 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期pH的影響Fig.3 Effect of CE on the pH of marinated porktrotters during storage
TBARS在肉類產品中可以反映的是脂類氧化的指標,脂肪發(fā)生氧化對于產品的風味和口感都可以產生不利的影響[30],脂肪會氧化產生令人不愉悅的氣味,這種氣味的產生在TBARS值大于2.0 mg/kg時較顯著[31]。如圖4所示,貯藏0 d時,對照組、茶多酚組、Nisin組、溶菌酶組和CE組的TBARS值差異不顯著(P>0.05)。醬鹵豬手中脂肪含量略高,在0~40 d的貯藏期內對照組和4組樣品的TBARS值都呈現不斷升高的趨勢,對照組相較于其余4組樣品TBARS值升高較快,這說明這幾種保鮮劑的添加對于醬鹵豬手貯藏期的脂肪氧化都有抑制作用,40 d時對照組、茶多酚組、Nisin組溶菌酶組和CE組的TBARS值分為 2.54、2.32、2.24、2.20、2.12,CE組的 TBARS 值顯著小于(P<0.05)對照組(18.84%)、茶多酚組(8.88%)、Nisin組(5.32%)3組樣品,小于溶菌酶組(3.81%),但差異不顯著。綜上,CE對醬鹵豬手中脂肪氧化的控制效果更好。
圖4 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期TBARS值的影響Fig.4 Effect of CE on TBARS value of of marinated pork trotters during storage
丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期剪切力的影響如表3所示,在0~40 d的貯藏期內對照組和4組樣品的剪切力都呈現先升高后下降的趨勢,在貯藏0 d時,各組間的剪切力差異不顯著(P>0.05)。在貯藏20 d時,與對照組比,添加CE的產品剪切力達到最大(15.41 N),且顯著高于對照組(P<0.05)。隨著貯藏時間的延長發(fā)現貯藏30 d對照組和4組產品的剪切力有所下降,且添加CE的醬鹵豬手的剪切力顯著高于其他4組樣品(P<0.05),但在貯藏40 d時,每組樣品的剪切力在整個貯藏期間剪切力達到最低,可能是因為肉表面結構被破壞過度,剪切力值變小。
表3 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期剪切力的影響Table 3 Effect of CE on shear force (N) of marinated pork trotters during storage
在貯藏期間影響肉制品感官品質發(fā)生變化的因素有很多,例如發(fā)生蛋白水解,脂肪氧化,酶解還有化學氧化等。如表4所示貯藏0 d時各組間的感官評分差異不顯著(P>0.05)。隨著貯藏時間的增加,對照組和4組產品的感官評分不斷下降,說明貯藏時間和醬鹵豬手的感官評分呈負相關性。這是因為隨著貯藏時間的增加產品的剪切力升高嫩度變差,水分含量下降保水性下降多汁性降低,由于脂肪氧化蛋白質分解醬鹵豬手口味和風味下降,導致產品整體感官評分不斷降低。貯藏40 d時,對照組、茶多酚組、Nisin組、溶菌酶組和CE組的感官評分分別為31.00、32.80、32.60、32.20和 34.90 分,CE組的感官評分顯著高于(P<0.05)對照組(11.17%)、茶多酚組(6.02%)、Nisin組(6.59%)和溶菌酶組(7.74%)。結合貯藏期其余指標可以得出CE對醬鹵豬手的保鮮效果較好。
表4 丁香提取物對醬鹵豬手貯藏期感官評分的影響(分)Table 4 Effect of CE on sensory score of marinated pork trotters during storage(scores)
通過綜合分析休閑醬鹵豬手在貯藏中菌落總數、水分活度、水分分布、TBARS值、pH、剪切力和感官評分等指標的變化,采用茶多酚、Nisin、溶菌酶3種保鮮劑做陽性對照,結果發(fā)現CE對醬鹵豬手的綜合保鮮效果最優(yōu)。第40 d與對照組相比較,CE顯著(P<0.05)地降低了10.49%的細菌總數,抑制了18.84% TBARS值的增加,增加了24.89%不易流動水的形成,增強了蛋白質與水的結合能力,有效地改善了產品的感官品質,為CE在醬鹵制品貯藏期間品質保持提供了理論依據。