香辛料提取物對溫度波動下調理牛排的保鮮研究

李平，高勝杰，黃敏，茍娜，王艷，儀江天，王景，李沛軍，*

（1.合肥工業大學食品科學與工程學院，安徽合肥230009；2.安徽荷金來農業發展股份有限公司，安徽宿州234200）

香辛料提取物對溫度波動下調理牛排的保鮮研究

李平1，高勝杰1，黃敏1，茍娜1，王艷1，儀江天2，王景2，李沛軍1，*

（1.合肥工業大學食品科學與工程學院，安徽合肥230009；2.安徽荷金來農業發展股份有限公司，安徽宿州234200）

冷凍調理肉制品在快遞運輸過程中易因溫度波動導致品質劣變。選擇調理牛排為研究對象，通過測定硫代巴比妥酸（TBARS）值、羰基含量及微生物計數分析，探討不同香辛料提取物對牛排在溫度波動下的保鮮作用。結果表明，迷迭香提取物可以顯著降低牛排的TBARS值（P＜0.05），丁香提取物對樣品脂肪和蛋白質氧化均具有顯著的抑制效果（P＜0.05）。兩種香辛料提取物對牛排中乳酸菌等腐敗微生物有很好的抑制作用，可顯著降低產品的細菌總數（P＜0.05），使調理牛排的運輸期延長為48h。丁香和迷迭香提取物在溫度波動下對調理牛排保鮮具有積極作用。

調理牛排；香辛料提取物；抗氧化；抑菌

調理肉制品又稱預制肉制品，是以畜禽肉為主要原料，添加適量的調味料或輔料，經適當加工，以包裝或散裝形式在冷凍（-18℃）或冷藏（7℃以下）或常溫條件下貯存、運輸、銷售，可直接食用或經簡單加工、處理就可食用的肉制品。近年來，牛排作為西餐的一種漸漸被國人認可，消費量也逐年增大；小包裝冷凍調理牛排在國內市場上悄然上市，因其以較高的營養價值、加熱即可食用的方便條件，非常適合忙碌的白領家庭烹制食用［1］，消費量與日俱增。調理牛排經包裝后，進入冷鏈進行運輸、貯藏和銷售。目前，電商作為調理牛排制品銷售的重要渠道，快遞運輸期間僅靠“泡沫盒+冰袋”維持產品溫度，難以達到理想低溫狀態。因此，如何控制因冷鏈溫度波動引起脂肪和蛋白質氧化以及微生物生長帶來的產品保鮮問題，成為當前調理肉制品企業的當務之急。

香辛料作為天然食品成分，富含黃酮類、菇類、生物堿類和不飽和烴類等物質，對肉制品保鮮的研究已有報道。張慧蕓等［2］向熟肉糜中分別添加迷迭香、肉桂和丁香提取物，結果表明，幾種香辛料提取物均能顯著降低肉糜的硫代巴比妥酸（TBARS）值，保持肉糜鮮紅的色澤，且迷迭香抗氧化效果與丁基羥基茴香醚（BHA）效果相當。Tajik等［3］研究了丁香精油和葡萄籽提取物對牛肉餅中有害微生物生長和脂肪氧化的抑制作用，結果表明添加0.1%丁香精油可以顯著抑制產品中嗜冷菌生長和脂肪氧化。Armenteros等［4］研究發現，通過鹽水注射法添加大蒜、肉桂、丁香和迷迭香精油，對熟火腿的脂肪抗氧化作用顯著；而犬薔薇提取物則對蛋白質氧化具有很好的抑制作用。張強等［5］通過向冷卻肉中添加洋蔥、生姜和大蒜提取物，使處理組冷卻肉在貯藏過程中酸度的下降放緩，汁液流失率降低，保水能力上升，并有效抑制了TBARS值的增加，使冷卻肉貯藏品質得到明顯改善。截至目前，快遞運輸條件下的冷凍調理肉制品保鮮研究未見報道。本研究通過模擬快遞運輸實際，評價在溫度波動下添加香辛料提取物對調理牛排脂肪和蛋白質氧化及腐敗微生物生長的影響規律，探討香辛料提取物在調理牛排制品中的保鮮效果及可行性。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

丁基羥基茴香醚（BHA，食品級）：鄭州天和生物科技有限公司；乳酸鏈球菌素（Nisin，食品級）：浙江銀象生物工程有限公司；三氯乙酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、氯仿、硫代巴比妥酸（TBA）、2，4-二硝基苯肼、無水乙醇、乙酸乙酯、鹽酸胍（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；營養瓊脂培養基、MRS瓊脂培養基：青島海博生物技術有限公司；牛肉、丁香、迷迭香：購于合肥市馬鞍山路家樂福超市；真空包裝袋：北京易買佳商貿有限公司。

1.2儀器與設備

FD-1A-50冷凍干燥機：北京博醫康實驗儀器有限公司；無菌均質機：寧波新芝生物科技股份有限公司；Esco生物安全柜：新加坡藝思高科技有限公司；CT14RD臺式高速冷凍離心機：上海天美生化儀器設備工程有限公司；DFT-250粉碎機：溫州頂歷醫療器械有限公司；真空包裝機：瑞利包裝機械有限公司；RE-5286A旋轉蒸發儀：上海亞榮生化儀器廠；自動溫度記錄儀：杭州聯測自動化計數有限公司。

1.3方法

1.3.1香辛料提取物的制備

參考劉騫等［6］的方法，將迷迭香、丁香于45℃鼓風干燥箱中烘干，經超微粉碎機打碎。稱取50 g干粉于500 mL燒杯中，加入400 mL 95%食用酒精，置于55℃恒溫水浴中攪拌12 h，濾紙過濾后，殘渣加入200 mL食用酒精重提12 h后再次過濾。合并濾液在旋轉蒸發儀（50℃）中濃縮，濃縮液于-42℃進行真空冷凍干燥，制備得到香辛料提取物。將香辛料提取物保存于-20℃冰箱中待用。

1.3.2調理牛排制作

原料牛肉經修整除去筋、膜，切為50 mm×50 mm× 10 mm（約50 g）的片，添加2%食鹽、0.4%白砂糖、100 mg/kg亞硝酸鈉、500 mg/kg異抗壞血酸鈉進行腌制。對照組為基礎配方，處理組分別添加0.03%丁香提取物、0.03%迷迭香提取物、0.02%BHA和0.05% Nisin，4℃腌制24 h后進行真空包裝，包裝后冷凍得到調理牛排。

1.3.3模擬快遞運輸條件及溫度波動測定

模擬電商快遞運輸實際，將調理牛排置于泡沫盒內，同時放置500 g冷凍冰袋及自動溫度記錄儀。將泡沫盒置于37℃（夏季溫度）恒溫培養箱，自動溫度記錄儀每小時記錄一次溫度數據，連續記錄72 h。

1.3.4硫代巴比妥酸（TBARS）值測定

TBARS值的測定參照韓衍青等［7］的方法，略作修改。取切碎的肉樣10 g，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液（含0.1%EDTA），浸泡30 min后高速勻漿30 s，雙層濾紙過濾兩次，取10 mL上清液并加入10 mL 0.02 mol/L TBA溶液，90℃水浴中保溫40 min，冷卻1 h后于1 000 g離心10 min（4℃），取上清，加入10 mL氯仿振搖，靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm波長處比色，記錄吸光度，用以下公式計算TBARS值。

式中：A532，A600分別表示532 nm和600 nm處樣品的吸光值。

1.3.5羰基含量測定

參照Srinivasan和Hultin的方法［8］，作適當修改。取1 mL濃度為100 mg/mL的碎肉液放入離心管，處理組每管中加入1 mL 10 mmol/L 2，4-二硝基苯肼，對照組加入1 mL 2 mol/L HCl，室溫下靜止1 h，每15 min旋渦振蕩一次，添加1 mL 20%三氯乙酸，4 900 r/min離心5 min，棄上清液，用1 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，mL/mL）溶液洗沉淀3次以除去未反應的2，4-二硝基苯肼，加入3 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液后在37℃條件下保溫15 min，2 000 g離心3 min除去不溶物質，最后將上清液在370 nm處測吸光值。使用摩爾吸光系數22 000 L/（mol·cm）計算羰基含量，羰基含量表示為nmol/mg蛋白。蛋白質含量采用雙縮脲法進行測定。

1.3.6微生物分析

在無菌操作條件下，取25 g肉樣置于無菌均質袋中，加入225 mL滅菌生理鹽水，無菌拍打5 min后進行梯度稀釋，選擇合適稀釋度進行平板計數。營養瓊脂培養基用于細菌菌落總數測定，37℃培養48 h；雙層MRS瓊脂培養基用于乳酸菌計數，30℃培養72 h。

1.4數據分析

試驗重復3次，結果表示為平均值±標準差。差異顯著性（P＜0.05）采用Statistix 8.1軟件包中Tukey HSD程序進行分析。使用Sigmaplot 11.0軟件作圖。

2　結果與分析

2.1模擬快遞運輸條件下溫度波動

模擬快遞運輸條件下，泡沫盒內溫度變化見圖1。

圖1　模擬快遞運輸條件下溫度變化Fig.1Temperature changes during the abusive cold chain

由圖1可知，模擬電商快遞運輸條件的前8 h，泡沫盒內溫度低于4℃。隨著時間的延長，牛排所處環境溫度逐漸升高，從10 h開始溫度上升速度明顯加快；至24 h，溫度超過30℃，此后溫度上升速度放緩；至37 h，盒內溫度已達到35℃。由此可以看出，目前電商廣泛采用的“泡沫盒+冰袋”式的快遞運輸，溫度波動的情況不容忽視。基于此，溫度波動下調理牛排的保鮮研究十分必要。

2.2香辛料提取物對調理牛排TBARS值的影響

TBARS值反映體系中丙二醛含量，是肉制品脂肪氧化的重要標志物［9］。不同添加物對調理牛排TBARS值的影響如圖2所示。

圖2　不同香辛料提取物對調理牛排TBARS值的影響Fig.2Effects of different spice extracts on TBARS value in prepared steak

隨著放置時間延長，各組牛排的TBARS值均逐漸增加（圖2），表明脂肪氧化程度隨時間延長而升高。放置48 h以上，添加丁香提取物、迷迭香提取物和BHA的樣品TBARS值均顯著低于對照組（P＜0.05），說明這3種物質對牛排脂肪氧化有顯著的抑制作用；其中，添加迷迭香提取物和BHA組無顯著差異（P＞0.05）。Nisin添加組的TBARS值較對照組略低，但二者差異并不顯著（P＞0.05），表明Nisin對牛排脂肪氧化無抑制作用。

肉中脂肪氧化主要通過水解和不飽和脂肪酸氧化兩條途徑，溫度升高、氧化酶釋放、微生物生長等因素均會促進脂肪氧化的進行［10-11］。迷迭香提取物主要包括迷迭香酸、鼠尾草酸、綠原酸和咖啡酸等成分［12］，主要通過清除自由基、螯合金屬離子和還原能力而起到抗氧化作用。陳璐等［13］研究了香辛料提取物在肉糜制品中的抗氧化作用，發現添加迷迭香、丁香和桂皮，可以顯著降低產品的TBARS值（P＜0.05），其中迷迭香對脂肪抑制作用最強，這與本研究的結果類似。Kong等［14］研究亦發現，丁香提取物、迷迭香提取物和桂皮提取物對熟豬肉餡餅有很好的抗氧化作用，可以顯著降低產品的TBARS值，可作為天然抗氧化劑在肉制品中應用。

2.3香辛料提取物對調理牛排羰基含量的影響

羰基含量可以衡量肉中蛋白質氧化的程度，不同添加物對調理牛排蛋白質氧化的作用效果如圖3所示。

由圖3可知，隨著放置時間的延長，牛排中的羰基含量逐漸增加；不同添加成分顯示出對蛋白質氧化不同的抑制效果。放置初期（0 h），各組牛排中羰基含量約為0.50 nmol/mg；放置48 h時，對照組和Nisin添加組的羰基含量分別達到1.66nmol/mg和1.70nmol/mg，顯著高于BHA和丁香提取物添加組的1.20 nmol/mg和1.13nmol/mg（P＜0.05）。添加迷迭香提取物可以降低牛排中羰基含量，但效果并不顯著（P＞0.05）。至72 h，牛排蛋白質氧化加劇，對照組羰基含量上升到2.95nmol/mg；丁香處理組羰基含量最低，達到2.29nmol/mg，為放置初期（0.475 nmol/mg）的482%。

圖3　不同香辛料提取物對調理牛排羰基含量的影響Fig.3Effects of different spice extracts on carbonyl content in prepared steak

蛋白質羰基化合物的形成有多種途徑，直接羰基化作用包括賴氨酸、蘇氨酸、精氨酸、脯氨酸等側鏈的直接氧化和肽主鏈的直接斷裂，間接羰基化作用包括和還原糖的非酶催化反應以及與非蛋白羰基化合物如丙二醛等共價結合［15］。丁香提取物對蛋白質氧化的保護作用可能通過在Ca-ATPase的活動維護和減少蛋白質聚合程度的效力來實現的［16］。

2.4香辛料提取物對調理牛排微生物分布的影響

2.4.1香辛料提取物對調理牛排細菌總數的影響

不同添加物對調理牛排細菌總數的影響如圖4所示。

圖4　不同香辛料提取物對調理牛排菌落總數的影響Fig.4Effects of different spice extracts on total bacterial counts in prepared steak

由圖4可知，放置0 h，各組牛排中細菌總數均為4.30 log cfu/g左右，小于NY/T 2073-2011《調理肉制品加工技術規范》中規定的細菌總數（不高于6 log cfu/g），符合預制類調理肉制品要求。放置初期，各組樣品細菌總數增長緩慢，這主要是由于此時牛排所處環境的溫度較低（圖1），細菌生長速度慢。放置至24 h，各處理組細菌總數均低于6 log cfu/g，這表明，即使不采取控制措施，調理牛排仍可經過24 h高溫（37℃）快遞運輸。24 h后，環境溫度上升至30℃以上，各處理組細菌總數均呈顯著上升趨勢（P＜0.05），其中對照組和BHA添加組的細菌總數增加速度高于迷迭香提取物、丁香提取物和Nisin添加組。至48 h，對照組和BHA添加組的細菌總數均已超過6 log cfu/g，分別達到7.62 log cfu/g和7.26 log cfu/g；此時，迷迭香、丁香和Nisin處理組樣品的細菌總數雖有增加，仍然低于6 log cfu/g。繼續放置至72 h，所有處理組樣品中細菌總數均超過7 log cfu/g，此時牛排不符合食用要求。

本研究在前期預試驗的基礎上，選取的迷迭香和丁香提取物均具有較好的抑菌作用，其中丁香提取物中的丁香酚可通過使細胞膜中的蛋白質變性、與細胞膜中的磷脂反應破壞細胞膜的透性，從而抑制微生物的生長；迷迭香所含的豐富二萜類化合物，能夠通過改變細菌細胞膜通透性引起蛋白質和糖類的流失，從而起到抑菌的效果［17］。夏秀芳等［18］研究了丁香、迷迭香和肉桂的醇提取物對冷卻肉的保鮮效果，結果表明，3種香辛料提取物對肉中細菌生長有顯著的抑制作用，具有良好的保鮮效果。

2.4.2香辛料提取物對調理牛排乳酸菌數的影響

不同添加物對調理牛排中乳酸菌生長的影響如圖5所示。

圖5　不同香辛料提取物對調理牛排乳酸菌數的影響Fig.5Effects of different spice extracts on lactic acid bacteria counts in prepared steak

乳酸菌是肉制品貯藏過程中重要的腐敗菌［19-20］。放置初期，泡沫盒內溫度保持在較低水平（圖1），作為嗜溫菌，乳酸菌在牛排中的生長速度較慢（圖5）。24 h后，對照組和BHA添加組的乳酸菌數迅速上升，到48 h已分別達到8.36 log cfu/g和8.13 log cfu/g。添加兩種香辛料提取物及Nisin對乳酸菌生長有較好的抑制作用，其中丁香提取物和Nisin效果顯著（P＜0.05）。Nisin對乳酸菌具有很好的抑制作用，這與賀松等［21］的研究結果一致。Zhang等［22］研究亦發現，丁香和迷迭香提取物可以降低雞肉在貯藏過程中乳酸菌的數量，進而減少產品的細菌總數。

3　結論

研究結果表明，目前電商廣泛采用的“泡沫盒+冰袋”式的快遞運輸，溫度波動較大。隨著放置時間延長，調理牛排的TBARS值和蛋白質羰基含量均有不同程度的上升；迷迭香提取物可以顯著降低牛排的TBARS值（P＜0.05），丁香提取物則對樣品脂肪和蛋白質氧化均具有顯著的抑制效果（P＜0.05）。兩種香辛料提取物對牛排中乳酸菌等腐敗微生物有很好的抑制作用，可顯著降低產品的細菌總數（P＜0.05），使調理牛排的運輸期延長為48 h。由于天然香辛料提取物具有安全性高、無副作用等優點，符合綠色食品工業發展要求，其在冷凍調理肉制品市場將具有廣闊的應用前景。

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Effects of Spice Extracts on Preservation of Prepared Steak under An Abusive Cold Chain

LI Ping1，GAO Sheng-jie1，HUANG Min1，GOU Na1，WANG Yan1，YI Jiang-tian2，WANG Jing2，LI Pei-jun1，*
（1.School of Food Science and Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，Anhui，China；2.Anhui Hejinlai Agricultural Development Co.，Ltd.，Suzhou 234200，Anhui，China）

The quality of frozen prepared meat products are prone to deteriorate when temperature abuses during the express delivery.By determination of the thiobarbituric acid reactive substances（TBARS）value，carbonyl and content and microbial counts，effects of spice extracts on preservation of prepared steak under an abusive cold chain were studied.Results showed that the rosemary extract significantly reduced the TBARS value（P＜0.05），while clove extract could both delay the oxidation of the fat and protein in the prepared steak（P＜0.05）.The two spice extracts showed good inhibitive effects on the growth of lactic acid bacteria in the steak and therefore the total bacterial counts decreased（P＜0.05），with an extending transportation period of 48 h.Therefore，clove and rosemary extracts can play a positive role in the preservation of the prepared steak when temperature abuses.

preparedsteak；spicesextracts；antioxidant；bacteriostatic

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.044

安徽省科技攻關計劃項目（1501031090）；安徽省自然科學基金（1608085QC70）；中央高校基本科研業務費專項資金項目（JZ2016HGTA0693）

李平（1994—），男（漢），本科生，研究方向：食品質量與安全。

李沛軍（1986—），男，講師，博士，研究方向：肉品加工及貯藏。

2016-09-01