香辛料保鮮液與殼聚糖魔芋葡甘聚糖復合膜在冰鮮雞肉保鮮中的應用

施肇源，柳甜，彭津津，楊少華，劉國慶，*

（1.合肥工業大學食品科學與工程學院，安徽合肥230009；2.重慶三峽職業學院動物科學系，重慶404155）

美國農業部（United States Department of Agriculture，USDA）26日指出，2016年全球10大雞肉消費國中，中國排名第二[1]。而隨著社會經濟的發展，我國居民對肉類的整體需求正在逐步上升，人們的肉類消費結構也在逐步發生變化，以豬肉為代表的紅肉會有所降低，而以雞肉為代表的白肉會逐步升高，這預示著未來我國對雞肉的消費量會大幅上升。目前市場上初加工雞肉產品主要有熱鮮雞肉、冰鮮雞肉和冷凍雞肉3種[2]。冰鮮雞是指屠宰后的健活雞胴體在嚴格執行檢疫制度和無公害管理程序后，迅速進行冷卻處理，酮體溫度在2小時內降至0℃～4℃的鮮雞肉[3]。與冷凍雞肉和熱鮮雞肉相比，冰鮮雞肉不僅在口感、風味、新鮮度以及營養成分等方面都具有優勢，而且在衛生安全上也更加方便管理[4]。在目前的條件下，冰鮮雞從生產、運輸、銷售和貯藏等過程中都會受到微生物的污染，一般冰鮮雞保質期不超3 d[5]。因此對冰鮮雞肉在保存和運輸過程中提高冰鮮雞肉的保鮮度是一個亟需解決的問題。

為了降低冰鮮雞肉品質變質的風險，學術和實踐上都采取了多種保鮮技術來避免冰鮮雞肉品質變化，延長其貨架期。目前主要用于冰鮮雞肉保鮮的主要有以下幾種方法。1）化學保鮮技術：化學保鮮技術是將抑菌效果高和安全的化學保鮮劑來抑制冰鮮雞肉中微生物的生長從而延長貨架期的保鮮技術。文獻[6]在4℃條件下用山梨酸鉀溶液對雞腿進行抑菌處理發現，濃度為5%的山梨酸鉀溶液能夠有效抑制雞腿中的細菌繁殖且不影響其感官品質。文獻[7]研究表明，在（4±1）℃條件下，磷酸鈉、酸化亞氯酸鈉、檸檬酸和乳酸4種化學保鮮劑中濃度為2.5%的乳酸溶液和2.5%的檸檬酸溶液對冰鮮雞肉的減菌效果較明顯。2）生物保鮮技術：生物保鮮技術是指從動、植物或微生物的新陳代謝產物中提取具有保鮮作用的物質對冰鮮雞肉進行保鮮的技術，具有天然安全無毒的優點。文獻[8]采用0.01 g/mL的殼聚糖溶液和1%的牛至精油對冰鮮雞肉保鮮處理延長6 d貨架期。文獻[9]采用0.01 g/mL殼聚糖溶液和（70%CO2+30%O2）氣調保鮮來延長冰鮮雞肉的貨架期，試驗得出有氧包裝的冰鮮雞肉貨架期為5 d，單獨采用上述兩種方法，貨架期為6 d～7 d，組合使用貨架期為9 d。3）柵欄技術：柵欄技術是由德國leistner在長期實踐基礎上率先提出。其作用機制是利用存在于肉制品自身內部用來阻止外界致病菌和病原菌侵入的因子，其復雜的交互作用和協同作用來控制微生物的腐敗變質、產毒或有益發酵，從而使肉制品達到其固有的貯藏性和衛生安全性[10]。由于冰鮮雞肉的品質受多個因素影響，單一的保鮮技術都存在一定的不足。因此，對冰鮮雞肉的保鮮從采用單一的保鮮技術逐步發展到了采用綜合保鮮技術，即柵欄技術。文獻[11]采用柵欄技術能有效延長冷卻肉的保鮮期，并在18 d時各項指標仍處于國標允許的鮮肉范圍以內。文獻[12]采用柵欄技術能很好地保持產品品質和風味，有效降低微生物數量，延長保質期，經貯藏試驗表明淡腌鱸魚半干制品在4℃條件下可貯藏2個月以上。

肉桂（cinnamomum cassia）為樟科植物肉桂的干樹皮，既可以作為藥材也可以作為食材。肉桂精油的主要成分為肉桂醛（80%以上），另還有肉桂酯、水楊醛、丁香酚、香蘭素等。文獻[13]研究發現，肉桂精油的體積分數從0.4%上升到0.8%，對藍莓中丙二醛的升高有明顯的抑制作用（p＜0.05）。作為藥食兩用的姜在我國具有悠久的食用和種植歷史。生姜中含有多種氨基酸，如谷氨酸、天門冬氨酸、絲氨酸、甘氨酸等；還含有甲基庚、烯酮、姜辣素、姜醇、姜烯等，具有調味作用。生姜中具有抗氧化性的物質主要是姜辣素類和二苯基庚烷類化合物。這兩類物質結構中都有酚基、羥基或烯鏈結構，是極好的供氫體，可以與脂肪酸中的游離基結合，阻斷脂肪酸氧化連鎖反應，抑制脂肪自動氧化[14]。姜辣素對微生物細胞膜有一定破壞作用，導致微生物死亡。研究表明，姜皮中的姜辣素對酵母菌和金黃色葡萄球菌的細胞膜破壞性最強，對黑曲霉細胞膜的破壞作用最弱[15]。醫學研究表明生姜對細菌有抑制作用，對陰道滴蟲有殺滅作用；有明顯的抗潰瘍、抗菌、抗炎、抗衰老、抗腫瘤、降血脂、治療心臟血管疾病等藥用保健功能。生姜對食品中的常見腐敗菌具有一定的抑制作用。

本試驗以肉桂精油、生姜精油為保鮮劑、殼聚糖和魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）作為涂膜材料，以冰鮮雞肉揮發性鹽基總氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、pH值、汁液流失率和菌落總數為指標，考察肉桂、生姜精油作為天然保鮮劑添加到可食性膜溶液中對冰鮮雞的保鮮作用，以達到減少冰鮮雞保存和運輸過程中水分過度散失、延長保質期、減少化學合成防腐劑的使用以及資源浪費的目的，為冷鏈運輸及延長冰鮮雞在超市中的貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

江村黃雞冰鮮雞，肌肉結實，表皮光滑，肉色紅潤；市售新鮮雞胸肉：宣城大統華超市。肉桂精油、生姜精油（均為食品級）：九江華漢生物科技有限公司；殼聚糖（分析純）：鄭州超凡化工有限公司；魔芋葡甘聚糖（食品級）：湖北遠成賽創科技有限公司；檸檬酸（分析純）：武漢豐竹林化學科技有限公司；氯化鈉（分析純）：湖北中科化工有限公司；無水乙醇（分析純）：深圳市銘誠化工有限公司；氧化鎂混懸液（1.0%）；碳酸鉀溶液（1.0%）；鹽酸標準溶液0.01 mmol/mL；次甲基藍和甲基紅混合指示劑（次甲基藍濃度為0.01%，甲基紅濃度為0.02%，制備標準為1∶1）；硼酸吸收劑（2.0%）。

FA/004電子天平：上海民橋精密科學儀器有限公司；DKB-501A數顯恒溫水浴鍋：上海精宏設備有限公司；BCD-18ZZMZ冷凍冰箱：合肥美菱股份有限公司；HH-B11電熱恒溫培養箱：上海庚庚儀器設備有限公司；YX-400B全自動高壓蒸汽滅菌鍋：上海三申醫療器械有限公司；PHB-4型pH計：濰坊金水華禹信息科技有限公司；SW-CJ-1d超凈工作臺：武漢市中高盛凈化技術有限公司；JYL-C91T榨汁機：九陽股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 單因素保鮮劑的配制

將肉桂精油、生姜精油、殼聚糖和魔芋葡甘聚糖分別溶解于20%的乙醇試劑配置成所需濃度試劑。

1.2.2 單因素結果分析

分析各單因素保鮮劑如肉桂精油、生姜精油等所配置的不同濃度對冰鮮雞的保鮮效果，從中選出每個單因素保鮮劑保鮮效果較好的3種濃度，隨后進行正交試驗，重復3次。

1.2.3 正交試驗分組

將購買的雞胸肉切成2 cm×2 cm×2 cm的規則小塊，單因素試驗將肉塊隨機分成17組，每組15塊。正交試驗每組將肉塊隨機分成10組，每組15塊。其中一組為對照組，浸入100 mL蒸餾水中處理3 min，其他組肉塊分別浸入100 mL對應濃度保鮮劑中處理約3 min，取出后瀝干雞肉，然后用自封袋封裝，在0℃～4℃溫度的冰箱中存放，分別在0、4、8、12、16 d進行測定各項指標。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

研究以肉桂精油、生姜精油、殼聚糖和魔芋葡甘聚糖4個單因素對冰鮮雞肉的保鮮效果的影響，并且設定空白組（E組），即不進行任何處理。進而確定因素/水平范圍以進行正交試驗設計。表1為單因試驗表。

表1 單因素試驗表Table 1 Single factor test table %

1.3.2 正交試驗

根據單因素試驗結果確定4個試驗因素及其3個水平的正交試驗，綜合研究4個試驗因素在不同濃度對冰鮮雞保鮮效果的影響。

1.4 保鮮效果測定指標及方法

1.4.1 感官評定

參照GB 2707-2016《食品安全國家標準鮮（凍）畜、禽產品》[16]，由5人組成的感官評價小組采取嗜好性得分法對雞肉進行感官評定。評定方法是：將肉樣從冰箱（0℃～4℃）拿出后，觀察肉色；開袋后立即聞肉的氣味；取出樣品，用手指觸摸、指壓等方式判定彈性及黏度狀況；最后將10 g的肉樣放入燒杯中，加水100 mL，燒開后煮沸10 min，將肉塊夾出，聞肉湯的氣味，觀察肉湯的懸浮物和混濁等情況。每項指標評定結果均采用五段記分法，評分標準：10分為極好，8分為好，6分為一般，4分為較差，2分為差。冰鮮雞肉感官評定標準如表2所示。1.4.2 pH值的測定

表2 冰鮮雞肉感官指標Table 2 Sensory indexes of chilled chicken

定期取樣10 g置于100 mL小燒杯中，加入蒸餾水至100 mL，將樣品倒入榨汁機搗碎并過濾，將濾液倒入一次性紙杯，取濾液測定pH值，每個試驗重復3次，取平均值。

1.4.3 汁液流失率

稱取包裝前的雞胸肉質量為m1，4℃保存一定天數后雞胸肉的質量為m2。

1.4.4 菌落總數的測定

參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》[17]測定細菌總數，采用平板傾注法計數測定。評價標準，新鮮肉細菌總數＜1×105cfu/g；次鮮肉 1×105cfu/g～1×107cfu/g；變質肉＞ 1×107cfu/g。

1.4.5 揮發性鹽基總氮（TVB-N）

半微量定氮法進行測定TVB-N含量。肉類在酶和細菌的雙重作用下，使得蛋白質分解而產生氨及胺類等堿性含氮物質，該類物質具有比較強的揮發性，經過在堿性溶液中蒸發后，采用標準酸滴定的方法來計算其含量。根據滴定用去的酸液量，計算總TVB-N的最終含量。

1.5 數據統計分析

數據采用極差分析和SPSS17.0統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 感官評定得分

雞肉在腐敗變質時，由于組織成分的分解，使肉在色澤、氣味、彈性等方面發生異常，感官質量明顯下降，且感官評分與細菌學變化往往呈正相關[18]，當菌落總數增加到一定程度，腐敗微生物活動的代謝產物會導致樣品感官評分急劇下降。冰鮮雞肉養儲藏期間感官評分表見表3。

表3 冰鮮雞肉養儲藏期間感官評分表Table 3 Sensory rating scale for chilled chicken during storage

續表3 冰鮮雞肉養儲藏期間感官評分表Continue table 3 Sensory rating scale for chilled chicken during storage

如表3所示，隨著貯存時間的延長，各處理組樣品的總體感官品質評分（包括色澤、黏度、彈性和氣味）均逐漸下降，但下降的幅度和速度各不相同。空白試驗組的感官品質從第4天開始變差；而肉桂精油和生姜精油處理組的感官品質在貯藏期間變化不明顯，并使雞肉帶有香辛料所特有的香味，其中1.2%濃度的肉桂精油和1.2%濃度的生姜精油處理組都會使雞肉本身所獨有的氣味被香辛料的香味掩蓋，并且會加深雞肉的顏色；精油處理組的冰鮮雞到第12天才開始變差，且感官指標的劣化速度慢于C、D組，至第16天時仍處于可接受的程度。說明肉桂和生姜精油能在一定程度上保鮮冰鮮雞肉，從而使冰鮮雞的貨架期延長；殼聚糖和魔芋葡甘聚糖處理的肉樣在8 d時，品質下降，至第12天肉樣有明顯的雞肉腐敗氣味。但C組的感官評分優于D組和空白對照組，說明殼聚糖對冰鮮雞還是有一定的保鮮作用，但保鮮效果沒有香辛料顯著。試驗表明，肉樣的保鮮效果隨著精油用量的加大而增強，但當兩種精油各自用量＞0.9%時，精油氣味明顯。因此，肉桂精油和生姜精油濃度在0.9%時效果最佳，且保鮮效果為：肉桂精油＞生姜精油＞殼聚糖＞魔芋葡甘聚糖。

2.1.2 pH值測定結果

不同香辛料處理組pH值隨貯藏時間的變化見圖1～圖 4。

pH值直接關系到冰鮮雞的顏色、嫩度、烹飪損失及肉的保藏期，是檢測肉品質的重要指標。有研究表明[19-22]，處理組樣品的pH值應呈現先下降再上升的變化趨勢。試驗結果只有生姜處理組出現此規律，可能是因為此規律在其他組的前4天已出現，只是試驗沒檢測出。空白對照組的pH值變化幅度最大，且最終pH值最高。魔芋葡甘聚糖和殼聚糖的主要作用是成膜，所以其單獨處理冰鮮雞時保鮮效果不理想。肉桂和生姜精油處理組的pH值幅度變化較小，保鮮效果較好，0.9%肉桂精油溶液保鮮效果最顯著。

圖1 肉桂精油處理組pH值隨貯藏時間的變化Fig.1 Variation of pH value with storage time in cinnamon essential oil treatment group

圖2 生姜精油處理組pH值隨貯藏時間的變化Fig.2 Changes of pH value in ginger essential oil treated with storage time

圖3 殼聚糖處理組pH值隨貯藏時間的變化Fig.3 Variation of pH value with storage time in chitosan treated group

圖4 魔芋葡甘聚糖處理組pH值隨貯藏時間的變化Fig.4 Changes of pH value in konjac glucomannan treated group with storage time

綜上所述，本次試驗選擇肉桂精油：0.3%，0.6%，0.9%；生姜精油：0.3%，0.6%，0.9%；殼聚糖：1%，1.5%，2.0%；魔芋葡甘聚糖：0.3%，0.6%，0.9%來進行正交試驗。

2.2 復合保鮮劑保鮮效果正交試驗

復合保鮮劑保鮮效果正交試驗見表4。

表4 L9（34）正交試驗與極差分析結果Table 4Results of L9（34）orthogonal array design and range analysis

由正交試驗表可以得出冰鮮雞保鮮劑最佳濃度配比為：0.9%肉桂精油+0.9%生姜精油+1.0%殼聚糖溶液+0.9%魔芋葡甘聚糖溶液，與單因素試驗結果相符。選取A3B3C1D3最優組合進行正交試驗的驗證試實驗，驗證試驗的結果如表5所示。

表5 正交試驗的驗證結果Table 5 The verification results of orthogonal test

驗證試驗結果表明，最優組復合保鮮劑保險效果良好，pH值為6.11，菌落總數為6.20 cfu/g，因此得到冰鮮雞復合保鮮劑最佳濃度配比。

2.3 最優復合保鮮劑的保鮮效果

2.3.1 對汁液流失率的影響

貯藏時間對汁液流失率的影響見圖5。

圖5 貯藏時間對汁液流失率的影響Fig.5 Effect of storage time on juice loss rate

由圖5可知，失水率先是快速上升，然后緩慢上升，空白組上升最明顯。隨著貯藏時間的延長，冷卻雞肉中的細菌增殖，組織膜脂氧化程度加深，蛋白質膠體不可逆變化，肉組織被逐漸破壞，細胞膜透性加大，營養和滋味成分大量流失，使肉的保水能力下降，汁液流失率上升。因為最優復合保鮮劑有更好的抑菌抗氧化效果，所以能有效的抑制汁液流失率的升高。

2.3.2 對揮發性鹽基總氮（TVB-N）的影響

貯藏時間對揮發性鹽基總氮的影響見圖6。

圖6 貯藏時間對對揮發性鹽基總氮（TVB-N）的影響Fig.6 Effect of storage time on total volatile nitrogen（TVB-N）

揮發性鹽基總氮（TVB-N）是判斷鮮肉品質的重要指標，可以用來鑒定肉品的新鮮度[23]。TVB-N的來源主要是微生物對冰鮮雞中含氮有機化合物的分解作用，即將蛋白質分解為氨基酸，通過進一步脫羧基和脫氨基作用分解氨基酸產生氨及胺類等堿性含氮物質，這些含氮物質可以與在腐敗過程中同時分解產生的有機酸結合，形成一種稱為鹽基態氮的物質而聚積在肉品中，這種物質具有揮發性，故稱揮發性鹽基總氮。揮發性鹽基總氮含量與菌落總數有較強的相關性[24]。

與空白對照組相比，最優復合保鮮劑可延緩冷卻肉貯藏過程中TVB-N的增加，說明其所含成分對冰鮮雞中內源酶活性及腐敗微生物繁殖具有良好的抑制作用，即復合保鮮劑的保鮮效果良好。

3 結論

1）通過正交試驗對冰鮮雞肉涂抹不同復合保鮮劑在0℃～4℃貯藏過程中測其pH值、菌落總數，結果表明涂抹保鮮劑對延長冰鮮雞的貨架期有明顯的作用，均能有效延長地使冰鮮雞的貨架期。保鮮效果與其溶液濃度成正比，且肉桂精油的保鮮效果優于生姜精油。綜合考慮理化和感官指標，以及香辛料香味對雞肉的影響，0.9%肉桂精油和0.9%生姜精油配合1.0%的殼聚糖溶液和0.9%魔芋葡甘聚糖溶液制成的涂膜保鮮劑對冰鮮雞的保鮮效果最好。

2）肉桂精油和生姜精油對冰鮮雞所起到的保鮮效果，與香辛料所具有的遮蔽異味、抗氧化及抗菌防腐等功能有關。

3）試驗組與不作任何處理的冰鮮雞相比，經過香辛料保鮮液處理的冰鮮雞色澤明顯加深，第16天時無明顯氣味，而為處理組冰鮮雞已經變質，有明顯的腐敗氣味。

4 討論

隨著我國的社會發展和人民生活水平的逐步提高，食品安全衛生和營養價值已經成為人們飲食追求的首選，雞肉相較于牛肉、羊肉、豬肉等其他肉制品而言，其具有低脂肪、低膽固醇以及高蛋白等優點，已經越來越受到消費者的青睞。因此對雞肉保鮮的研究也更加深入。本研究研究了以肉桂精油、生姜精油、殼聚糖和魔芋葡甘聚糖配置成的復合保鮮劑對冰鮮雞肉保鮮效果的影響，相對于其他保鮮劑，其保鮮效果更好。文獻[25]研究證實了1.0%殼聚糖涂膜處理可以顯著降低冷鮮雞肉的預冷損耗值與汁液流失率，提高冷鮮雞肉的保水性，能延長貨架期，說明殼聚糖涂膜處理后能增強冷鮮雞肉抑菌保鮮能力，有研究表明殼聚糖對霉菌的抑制效果十分明顯，因此又常與防霉劑聯合使用，制成復合制劑。文獻[26]認為香辛料精油具有易揮發性，可在食品周圍形成一種抑菌“氛圍”，能達到有效防腐保鮮的目的。由于殼聚糖具有抗菌能力，如果與香辛料精油聯合作用，能制成復合防腐劑，能增寬抗菌譜，使抗菌能力得到加強，大大提高防腐效果。文獻[27]研究表明，用不同濃度的生姜汁處理豬肉樣品，對細菌的生長繁殖起到一定抑制作用，其中25%的生姜汁抑菌效果較好，生姜能夠在感官上影響了鮮肉的氣味、色澤、彈性和光澤，肉樣汁液流失率低，可以有效延長冷鮮肉的貨架期，這說明生姜不僅具有良好的調味作用，還有一定的殺菌作用。

現有對延長肉制品貨架期的研究結果表明單一的儲藏方法沒有一種是完美無缺的，將兩種或者多種保鮮技術運用到一起，能夠極大程度上減輕不利因素的影響，延長產品的貨架期。文獻[28]以殼聚糖保鮮劑和各種包裝材料作為冷卻羊肉的2層柵欄，結果表明，以2%的天然殼聚糖保鮮劑涂膜，結合OPP/PETA/PE包裝材料真空包裝，保鮮效果最好。文獻[29]以丁香精油0.03%、桂皮精油0.09%、芥茉精油0.06%進行復配，托盤包裝，（4±1）℃下貯藏可使生鮮調理雞肉的保鮮期延長至21天。采用3 kGy的輻照劑量對冷鮮雞肉進行照射處理，在0℃～3℃的條件下將貨架期延長至14天由于不同保鮮方式各具優缺點，任何一種單一的保鮮方法都具有局限性，相互復配發揮共效作用更能提高效能，在未來的發展中，利用柵欄技術將多種保藏方法相結合，研發綜合的保藏體系將具有特別的前景。