山梨酸納米微粒在冷卻豬肉保鮮中的應用

王佳奕，王 綪，丁 武*

冷卻肉以營養豐富、鮮嫩多汁等特點深受消費者歡迎，是我國的主要肉類消費產品[1]。冷卻肉又稱冷鮮肉，是指對嚴格執行檢疫制度屠宰后的畜禽胴體迅速進行冷卻處理，使胴體溫度（以后腿為測量點）在24 h內降至0～4 ℃，并在后續的加工、流通和零售過程中始終保持在0～4 ℃范圍內的預冷加工肉制品[2]。但0～4 ℃貯藏條件下冷卻肉的貨架期較短，這主要是由豬肉中的蛋白質、脂質、水分等引起微生物生長繁殖和脂質氧化導致的[3]。多項研究表明，利用涂膜保鮮技術可以抑制腐敗菌的生長繁殖以及脂肪氧化，實現延長冷卻肉貨架期的目的[4-7]。

殼聚糖（β-（1,4）-2-氨基-脫氧-D-吡喃葡萄糖）是甲殼素脫乙?；漠a物，具有良好的生物相容性、成膜性以及抗菌性[8]。由于分子間的氫鍵作用，殼聚糖在生理溶液中溶解性較差，限制了其在食品工業中的應用。殼聚糖納米顆粒作為活性物質載體受到廣泛關注，Mao Haiquan[9]和Qi Lifeng[10]等在研究中將殼聚糖納米粒應用于基因載體和藥物遞送系統。殼聚糖納米粒常用殼聚糖與三聚磷酸鹽通過離子凝膠化法進行制備[11]。基于納米顆粒的量子尺寸效應，與殼聚糖相比，殼聚糖納米顆粒具有更強的抗微生物活性[10]。

山梨酸是國際衛生組織推薦使用的一種安全高效的保鮮劑，可以參與人體新陳代謝，對霉菌和酵母的生長有良好抑制作用[12]；但山梨酸水溶性較差，限制了它的使用范圍。本研究采用離子凝膠法制備山梨酸納米微粒，改善山梨酸分散性，擴大山梨酸的使用范圍，利用納米粒的緩釋性能使山梨酸更好地發揮抑菌作用。目前，國內外鮮見山梨酸納米微粒在冷卻肉保鮮中的研究。

本研究采用前期優化工藝制備山梨酸納米微粒[13]對冷卻豬肉進行涂膜處理，分別用空白納米微粒、山梨酸鉀以及未經處理的冷卻豬肉作為對照，通過測定各處理組的菌落總數、霉菌和酵母總數、總揮發性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值、pH值和肉樣紅度等指標，考察山梨酸納米微粒的抑菌及抗氧化效果，旨在為延長冷卻肉的貨架期提供理論依據和新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

殼聚糖（脫乙酰度≥95%）、三聚磷酸鈉（sodium tripolyphosphate，TPP）、山梨酸（均為分析純） 上海阿拉丁試劑有限公司；營養瓊脂培養基、孟加拉紅瓊脂培養基、生物試劑 北京奧博星生物技術有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

HC-3018R高速冷凍離心機 安徽中科中佳科學儀器有限公司；85-2恒溫測速磁力攪拌器 金壇榮華儀器制造公司；UV-2500紫外分光光度計 日本島津公司；SHZ-Ⅲ型循環水真空泵 上海亞榮生化儀器廠；WSC-S測色色差計 上海精密科學儀器有限公司；WGP-400智能恒溫恒濕培養箱箱 寧波海曙賽福試驗儀器廠；PHS-3C酸度計 上海日島科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 山梨酸納米微粒的制備

山梨酸納米微粒及空白納米微粒的制備參照武陶等[13]的方法，采用離子凝膠化法進行。

精確稱取適量殼聚糖，室溫下于10 g/L冰醋酸溶液中溶解，將溶液pH值調至5，用0.45 μm微孔濾膜過濾后在室溫下攪拌過夜，獲得1 mg/mL的殼聚糖溶液。精確稱取1.5 g TPP，溶于1 L超純水，用0.45 μm微孔濾膜過濾后，獲得1.5 mg/mL TPP水溶液。精確稱取0.5 g山梨酸粉末，溶于1 L乙醇，獲得0.5 mg/mL山梨酸溶液。

將12 mL 0.5 mg/mL山梨酸溶液逐滴（2～3 滴/秒）加入30 mL 1 mg/mL殼聚糖溶液中，室溫下攪拌30 min，再逐滴（2～3 滴/秒）加入4 mL 1.5 mg/mL TPP溶液，室溫下攪拌40 min，其中攪拌速率為600 r/min，最終溶液中殼聚糖、TPP、山梨酸的物質的量之比為5∶1∶1，溶液中的殼聚糖和TPP經陰陽離子靜電作用交聯包埋山梨酸形成山梨酸納米微粒。獲得的山梨酸納米微粒粒徑為335.4 nm，包埋率為70%。

據了解，目前全國各大醫院都會舉行莊嚴而隆重的藥師宣誓儀式,這些充滿正能量的宣誓儀式，讓藥師感受到這個職業的神圣，深切體會到肩負的責任與擔當。例如，北京大學第三醫院藥劑科，每一位新藥師在正式上崗之前，都有一次鄭重的宣誓儀式。宣誓儀式是激勵年輕藥師的一項舉措，讓年輕的藥師認識到自己所從事職業的重要性，從而以嚴肅認真的態度來面對藥學工作，發揮更大的作用[13]。

將4 mL 1.5 mg/mL TPP溶液逐滴（2～3 滴/秒）加入30 mL 1 mg/mL殼聚糖溶液中，室溫下攪拌40 min，攪拌速率為600 r/min，殼聚糖與TPP的物質的量之比為5∶1，溶液經陰陽離子靜電作用交聯形成空白納米微粒，作為對照。

山梨酸鉀溶液：其質量濃度與山梨酸納米微粒中包埋的山梨酸質量濃度相同。

1.3.2 肉樣處理

將購買的新鮮豬肉置于4 ℃冰箱24 h進行冷卻排酸處理后，在超凈工作臺中分割成200 g左右的肉塊。隨機分為4 組，每組3 塊，一組作為空白對照組，不作任何處理。另外3 組分別用山梨酸納米微粒、空白納米微粒、山梨酸鉀溶液進行浸漬處理，每組樣品浸漬8 min，取出瀝干10 min，用聚氯乙烯保鮮膜包裝，置于4 ℃冰箱冷藏。

以處理當天為計時起點第0天，分別在貯藏的15 d內的第1、4、7、10、13、15天定期對冷卻豬肉的各項指標進行測定。

1.3.3 指標測定

菌落總數采用GB/T 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[14]中規定的方法測定。根據GB/T 9959.2—2008《分割鮮、凍豬瘦肉》[15]將評價標準分為三級：一級鮮度菌落總數小于1×104CFU/g，二級鮮度在1×104～1×106CFU/g之間，變質肉大于1×106CFU/g。

霉菌和酵母總數采用GB 4789.15—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母總數測定》[16]中規定的方法測定。

TVB-N含量采用GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》[17]中的半微量定氮法測定。根據GB/T 9959.2—2008進行評價，要求TVB-N含量小于15 mg/100 g[15]。

TBARS值的測定方法在Nam等[18]的方法上加以改進，采用雙波長600 nm和532 nm比色測定的方法。

pH值的測定按照GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測定》[19]中的方法進行。根據評價標準（pH 5.8～6.2為新鮮肉，pH 6.3～6.6為次鮮肉，pH值大于6.7為變質肉）對肉質進行判斷。

紅度利用WSC-S全自動測色色差計進行測定。在空白對照組及各處理組肉樣上隨機取點測定，并計算平均值。

1.4 數據統計分析

利用Excel 2007軟件進行數據錄入，利用DPS 7.05軟件進行數據處理，采用Duncan法進行顯著性分析（P＜0.05），使用SigmaPlot 10.0進行制圖。

2 結果與分析

2.1 冷卻豬肉在貯藏過程中菌落總數的變化

圖1 冷卻豬肉在貯藏過程中菌落總數的變化Fig. 1 Changes in total bacterial counts of chilled pork during storage

從圖1可知，山梨酸納米微粒組和空白納米微粒組樣品的菌落總數在貯藏初期呈現下降趨勢，之后隨貯藏時間延長而增加，說明山梨酸納米微粒和空白納米微粒涂膜處理能夠降低冷卻豬肉初始菌落總數?？瞻讓φ战M和山梨酸鉀組的菌落總數呈現持續增長趨勢。在整個貯藏期間，空白對照組的菌落總數顯著高于其余各處理組（P＜0.05），在第7天菌落總數為6.46（lg（CFU/g）），超過腐敗水平6.0（lg（CFU/g））[15]；各處理組在第10天菌落總數均低于6.0（lg（CFU/g））；其中山梨酸納米微粒處理組的菌落總數在貯藏12 d后超過腐敗水平6.0（lg（CFU/g）），與空白對照組相比貨架期延長了5 d。在貯藏期內，山梨酸納米微粒組的菌落總數顯著低于空白對照組（P＜0.05）；貯藏時間超過7 d時，山梨酸納米微粒組的菌落總數顯著低于其他處理組（P＜0.05），表明山梨酸納米微?？梢杂行б种评鋮s豬肉中微生物的增殖，在貯藏中后期山梨酸納米微粒發揮了緩釋性能。

2.2 冷卻豬肉在貯藏過程中霉菌和酵母總數的變化

本研究選擇第0、5、10、15、20天進行霉菌和酵母總數的測定，具體結果如圖2所示。各處理組的霉菌和酵母總數在貯藏初期呈現下降趨勢，之后隨貯藏時間延長而不斷增加，表明各處理組保鮮劑具有降低霉菌和酵母初始菌落數的作用。空白對照組的霉菌和酵母總數在貯藏期間持續上升，顯著高于其余處理組（P＜0.05）。山梨酸納米微粒組的霉菌和酵母總數顯著低于空白處理組與空白納米微粒組（P＜0.05），表明以納米粒形式存在的山梨酸可有效抑制霉菌和酵母的生長；但與山梨酸鉀組差異不顯著（P＞0.05），表明山梨酸及其鹽類均能有效抑制霉菌和酵母的生長[12]。

圖2 冷卻豬肉在貯藏過程中霉菌和酵母總數的變化Fig. 2 Changes in the total number of molds and yeasts in chilled pork during storage

2.3 冷卻豬肉在貯藏過程中TVB-N含量的變化

圖3 冷卻豬肉貯藏過程中TVB-N含量變化Fig. 3 Changes in TVB-N content of chilled pork during storage

TVB-N是肉品被侵染或肉本身含有的微生物引起蛋白質脫氨、脫羧等作用所產生的堿性物質，是評價肉類產品新鮮度的重要指標。如圖3所示，空白對照組及各處理組TVB-N含量隨貯藏時間延長均呈上升趨勢。空白對照組TVB-N含量在第7天已達到16.80 mg/100 g，超過GB/T 9959.2—2008限定值15.00 mg/100 g[15]，表明冷卻豬肉已發生腐敗變質。通過空白納米微粒涂膜處理的冷卻豬肉的TVB-N含量在第10天達到15.73 mg/100 g。而由山梨酸納米微粒涂膜處理的冷卻肉保鮮效果最好，第13天超過限定值，與空白對照組相比貨架期延長了6 d，TVB-N含量較其他處理組上升緩慢。表明山梨酸納米微粒作為冷卻肉涂膜保鮮劑能有效抑制微生物的作用，減緩蛋白質分解。

2.4 冷卻豬肉在貯藏過程中TBARS值的變化

TBARS值是反映脂肪氧化后期終產物含量的一個指標，通過測定氧化終產物丙二醛的含量評價肉品脂肪氧化程度[20]。由圖4所示，在冷卻豬肉貯藏期間，空白對照及各處理組樣品均發生脂肪氧化，TBARS值整體呈上升趨勢。其中山梨酸納米微粒組冷卻豬肉的TBARS值在貯藏過程中出現下降，可能是由于樣品中的丙二醛作為氧化的中間產物被氧化為有機酸，使丙二醛無法繼續與TBARS反應導致[21]。空白對照組的TBARS值上升最快，其在貯藏過程中均顯著高于其他處理組（P＜0.05），表明空白對照組冷卻肉樣品脂肪氧化程度顯著高于其他處理組（P＜0.05）。山梨酸納米微粒組TBARS值相比于其他處理組較小并且上升較緩慢，貯藏15 d后達到0.73 mg/kg，顯著低于空白對照組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒具有抑制脂肪氧化的作用。

圖4 冷卻豬肉貯藏過程中TBARS值的變化Fig. 4 Changes in TBARS value of chilled pork during storage

2.5 冷卻豬肉在貯藏過程中紅度的變化

圖5 冷卻豬肉貯藏過程中a值的變化Fig. 5 Changes in a value of chilled pork during storage

肉樣紅度用a值表示。a值為正時表示偏紅，a值越大肉色越紅，說明肉類被氧化的程度越小。如圖5所示，各實驗組冷卻豬肉樣品的a值在整個貯藏期間總體呈下降趨勢。與空白對照組相比，貯藏7 d后，各處理組的a值顯著高于空白對照組（P＜0.05），表明各處理組保鮮劑對紅度都具有保護性。山梨酸納米微粒對紅度有良好的保護效果，在貯藏7 d后，其a值顯著高于空白納米微粒組及山梨酸鉀組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒具有良好的抗氧化性能。

2.6 冷卻豬肉在貯藏過程中pH值的變化

如圖6所示，各處理組及空白對照組的pH值在整個貯藏過程中呈上升趨勢，這是肉類中的蛋白質在微生物分泌的酶的作用下發生脫羧、脫氨反應而生成堿性含氮物質引起的[22]。空白對照組pH值上升較快，在第10天達到6.6，豬肉表面發黏，出現腐敗變質現象。與空白對照組相比，各處理組樣品pH值上升緩慢。山梨酸鉀組的pH值始終高于其他處理組，這可能是呈堿性的山梨酸鉀溶液處理樣品后導致pH值上升。而山梨酸納米微粒組的pH值在整個貯藏期內均低于6.8，與空白對照組相比貨架期延長了5 d，顯著低于空白對照組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒作為冷卻肉保鮮劑可以對微生物繁殖起到有效抑制作用，延緩pH值上升。

圖6 冷卻豬肉貯藏過程中pH值的變化Fig. 6 Changes in pH of chilled pork during storage

3 討 論

殼聚糖具有良好的成膜性，其作為天然防腐劑應用于肉品保鮮中已成為國內外研究的熱點[23-25]。殼聚糖對一系列食源性微生物具有體外抗菌活性[26]，在肉制品貯藏期間能夠有效抑制微生物的生長[26-27]。殼聚糖的抗氧化性能使其在肉制品貯藏期間能夠有效延緩脂肪氧化[26-28]。山梨酸對霉菌、酵母具有良好的抑制作用[29]。通過殼聚糖和TPP的陰陽離子靜電作用交聯包埋山梨酸制備的山梨酸納米微粒，具有抑菌、抗氧化性能，以及納米微粒的緩釋作用[13]，可以獲得更好的保鮮效果。

微生物是導致冷卻肉在貯藏過程中腐敗的主要原因，肉品表面營養豐富、水分充足，適宜微生物生長繁殖[30]。肉品中含有的大量易被氧化的不飽和脂類化合物也會導致冷卻肉在貯藏過程中變質。本研究發現山梨酸納米微粒可以減緩TBARS值的上升，山梨酸鈉納米微粒組的TBARS值顯著低于空白對照組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒能夠有效抑制脂肪氧化；山梨酸鈉納米微粒組a值顯著低于空白對照組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒對肉樣紅度具有保護作用。冷卻豬肉經優化工藝制備的山梨酸納米微粒涂膜處理后，其菌落總數、霉菌和酵母總數、pH值顯著低于空白對照組（P＜0.05），TVB-N含量在貯藏后期顯著低于空白對照組（P＜0.05），表明山梨酸納米微粒對微生物生長起到有效的抑制作用。綜合上述指標測定結果可知，經過山

梨酸納米微粒涂膜處理，冷卻豬肉的貨架期延長了5 d，達到了保持肉樣新鮮度、延長貨架期的目的。

參考文獻：

[1] TANG X Y, SUN X H, WU V C H, et al. Predicting shelf-life of chilled pork sold in China[J]. Food Control, 2013, 32(1): 334-340.DOI:10.1016/j.foodcont.2012.12.010.

[2] 郇延軍, 許偉, 趙雅娟, 等. 冷鮮肉品質評價指標的探討[J]. 食品科學, 2012, 33(21): 107-110.

[3] CAO Y M, GU W G, ZHANG J J, et al. Effects of chitosan, aqueous extract of ginger, onion and garlic on quality and shelf life of stewedpork during refrigerated storage[J]. Food Chemistry, 2013, 141(3):1655-1660. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.04.084.

[4] 孫莎, 覃宇悅, 程春生, 等. 殼聚糖薄荷提取液復合保鮮劑對冷卻肉保鮮效果的研究[J]. 科學技術與工程, 2011, 11(31): 7697-7700;7706. DOI:10.3969/j.issn.1671-1815.2011.31.023.

[5] 姜紹通, 吳潔方, 劉國慶, 等. 茶多酚和大蒜素在冷卻肉涂膜保鮮中的應用[J]. 食品科學, 2010, 31(10): 313-316.

[6] SONG Y L, LIU L, SHEN H X, et al. Effect of sodium alginatebased edible coating containing different anti-oxidants on quality and shelf life of refrigerated bream (Megalobrama amblycephala)[J].Food Control, 2011, 22(3/4): 608-615. DOI:10.1016/j.foodcont.2010.10.012.

[7] HU J, WANG X G, XIAO Z B, et al. Effect of chitosan nanoparticles loaded with cinnamon essential oil on the quality of chilled pork[J].LWT-Food Science and Technology, 2015, 63(1): 519-526.DOI:10.1016/j.lwt.2015.03.049.

[8] KUMAR M N V R. A review of chitin and chitosan applications[J].Reactive and Functional Polymers, 2000, 46(1): 1-27. DOI:10.1016/S1381-5148(00)00038-9.

[9] MAO Haiquan, ROY K, TROUNG-LE V L, et al. Chitosan-DNA nanoparticles as gene carriers: synthesis, characterization and transfection efficiency[J]. Journal of Controlled Release, 2001, 70(3):399-421. DOI:10.1016/S0168-3659(00)00361-8.

[10] QI Lifeng, XU Zirong, JIANG Xia, et al. Preparation and antibacterial activity of chitosan nanoparticles[J]. Carbohydrate Research, 2004,339(16): 2693-2700. DOI:10.1016/j.carres.2004.09.007.

[11] PRASHANTH K V H, THARANATHAN R N. Chitin/chitosan:modifications and their unlimited application potential: an overview[J].Trends in Food Science & Technology, 2007, 18(3): 117-131.DOI:10.1016/j.tifs.2006.10.022.

[12] 王國軍. 山梨酸(鉀)的性能及其應用[J]. 中國食品, 2011(11): 56-58.DOI:10.3969/j.issn.1000-1085.2011.11.017.

[13] 武陶, 丁武. 山梨酸納米防腐顆粒的制備、表征及其緩釋性能[J]. 食品科學, 2014, 35(10): 57-61. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201410011.

[14] 衛生部. 食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定: GB/T 4789.2—2010[S]. 北京: 中國標準出版社, 2010: 1-4.

[15] 國家質量監督檢驗檢疫總局, 中國國家標準化管理委員會. 分割鮮、凍豬瘦肉: GB/T 9959.2—2008[S]. 北京: 中國標準出版社,2008: 3.

[16] 中國疾病預防控制中心營養與食品安全所. 食品安全國家標準食品微生物學檢驗 霉菌和酵母總數測定: GB 4789.15—2010[S].北京: 中國標準出版社, 2010: 1-3.

[17] 衛生部. 肉與肉制品衛生標準的分析方法: GB/T 5009.44—2003[S].北京: 中國標準出版社, 2003: 6-7.

[18] NAM K C, AHN D U. Use of antioxidants to reduce lipid oxidation and off-odor volatiles of irradiated pork homogenates and patties[J]. Meat Science, 2003, 63(1): 1-8. DOI:10.1016/S0309-1740(02)00043-8.

[19] 國家質量監督檢驗檢疫總局. 肉與肉制品pH測定: GB/T 9695.5—2008[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008: 1-3.

[20] 陳洪生, 孔保華, 刁靜靜. 大蒜提取物對冷卻肉保鮮及抗氧化性的研究[J]. 食品工業科技, 2008, 29(8): 117-120.

[21] GOKALP H Y, OCKERMAN H W, PLIMPTON R F, et al. Fatty acids of neutral and phospholipids, rancidity scores and TBA values as influenced by packaging and storage[J]. Journal of Food Science,1983, 48(3): 829-834. DOI:10.1111/j.1365-2621.1983.tb14910.x.

[22] 梁俊芳, 張保軍. 冷卻肉保鮮技術的研究[J]. 農產品加工(學刊),2009(1): 55-56; 74. DOI:10.3969/j.issn.1671-9646-B.2009.01.015.

[23] 董浩, 符紹輝. 殼聚糖對于肉類食品防腐和保鮮的應用研究進展[J].肉類研究, 2013, 27(10): 37-39.

[24] 李愛珍, 陳陽樓. 明膠-殼聚糖復合膜對鮮肉保鮮效果的研究[J]. 肉類工業, 2013(8): 31-32. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2013.08.012.

[25] SUMAN S P, MANCINI R A, JOSEPH P, et al. Packagingspecific influence of chitosan on color stability and lipid oxidation in refrigerated ground beef[J]. Meat Science, 2010, 86(4): 994-998.DOI:10.1016/j.meatsci.2010.08.006.

[26] DARMADJI P, IZUMIMOTO M. Effect of chitosan in meat preservation[J]. Meat Science, 1994, 38(2): 243-254.DOI:10.1016/0309-1740(94)90114-7.

[27] GEORGANTELIS D, AMBROSIADIS I, KATIKOU P, et al. Effect of rosemary extract, chitosan and α-tocopherol on microbiological parameters and lipid oxidation of fresh pork sausages stored at 4 ℃[J]. Meat Science, 2007, 76(1): 172-181. DOI:10.1016/j.meatsci.2006.10.026.

[28] SHAHIDI F. Cheminform abstract: role of chemistry and biotechnology in value-added utilization of shellfish processing discards[J]. ChemInform, 1996, 27(15): 25-29. DOI:10.1002/chin.199615328.

[29] DONG C Z, WANG W F. Headspace solid-phase microextraction applied to the simultaneous determination of sorbic and benzoic acids in beverages[J]. Analytica Chimica Acta, 2006, 562(1): 23-29.DOI:10.1016/j.aca.2006.01.045.

[30] 張玉琴, 齊小晶, 梁敏, 等. 冷鮮肉貯藏前處理及保鮮包裝技術進展[J]. 肉類研究, 2016, 30(9): 35-39. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.09.007.