檸檬精油乳液可食用涂膜液對冷藏 鹵鴨脖的保鮮效果

郗澤文，成 策，彭盛峰，鄒立強，劉 偉

（南昌大學食品學院，食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

醬鹵肉制品具有營養豐富、風味濃郁的特點，深受廣大消費者的喜愛；但是醬鹵肉制品易受微生物生長繁殖而腐敗變質，導致其貨架期極短。目前，醬鹵肉制品保鮮技術有保鮮劑保鮮、低溫保藏、殺菌與包裝等[1]。保鮮劑在食品工業化中應用較為普遍，但隨著食品安全問題的頻發，化學類保鮮劑的安全性日益受到消費者的質疑，天然保鮮劑逐漸受到人們的關注與青睞[2]。

可食用膜在肉制品保鮮領域中有著獨特的優勢，它可以改變表面微氣調的環境，有效阻止汁液流失和隔絕外界微生物，從而達到防腐保鮮的目的[3]。海藻酸鈉具有良好的生物相容性和可降解性，且價格低廉、成膜性好，已被國家標準允許添加在醬鹵肉制品中，較適合作為肉制品的可食用膜材料[4]。然而，單一的海藻酸鈉涂膜保鮮效果不理想。大量研究表明，添加精油在海藻酸鈉可食用膜中可顯著改善其抗菌性、抗氧化性及膜脆性[5-7]。

植物精油作為一種天然的食品添加劑與香料，已被證明具備良好的抗氧化性及抗菌功能[8]，作為天然保鮮劑在食品保鮮領域已有廣泛的應用[9]。Maizura等[7]研究表明在海藻酸鈉可食用膜中添加檸檬精油可顯著改善其抗菌及機械性質。然而，精油水溶性差、易揮發、香氣強烈等特點使其在食品中的應用受到極大限制[10]。為了保留精油抗菌活性的同時降低其對食品感官品質的影響，制備一種負載精油的運載體系十分必要[11]。其中，納米乳液作為包封疏水性成分的有效載體，可提高疏水性物質的溶解度、穩定性及生物活性[12]，且可使對食品的感官刺激最小化[10]。此外，海藻酸鈉還可改善乳液的理化性質[13]。基于精油納米乳液可食用膜對鮮切果蔬及生肉制品的保鮮研究較多[14-16]，而對于熟肉制品的研究鮮有報道。因此本研究以海藻酸鈉為成膜劑，分別采用高速剪切與微射流高壓均質制備檸檬精油粗乳液與納米乳液可食用涂膜液。對兩種乳液涂膜液的理化性質進行表征，并研究精油乳液可食用涂膜液對冷藏鹵鴨脖菌落總數、pH值、汁液損失率、總揮發性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、硫代巴比妥酸反應產物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值、色差等指標的影響，以期延長鹵鴨脖的貨架期及擴大精油在熟肉制品中的應用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

氣調鎖鮮盒鹵鴨脖產品取自煌上煌集團有限公司（該產品經原料鴨脖、鹽腌、鹵制、攤涼、切割、氣調包裝等環節完成產品的制作過程，包裝盒內充N2），成品包裝貯藏12 h后用于實驗。

檸檬精油（水蒸氣蒸餾法提取，純度大于99%） 粵渝精油商城；海藻酸鈉和吐溫-80 西格瑪奧德里奇（上海）有限公司；三氯乙酸、2-硫代巴比妥酸、氧化鎂等 國藥集團（北京）有限公司；平板計數瓊脂 青島海博生物技術有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

CR-400色差計 日本柯尼卡-美能達公司；T6紫外-可 見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；T25高速分散均質機 德國IKA公司；SV-10黏度計 日本東京A&D公司；M-110動態高壓微射流 美國Microfluidic 公司；Nanoseries ZS激光粒度儀 英國Malvern公司。

1.3 方法

1.3.1 精油乳液-海藻酸鈉可食用涂膜液的制備

將2 g海藻酸鈉粉末緩慢加入至95.5 mL無菌水中，70 ℃水浴加熱并磁力攪拌3 h至溶液呈均一狀態，冷卻至室溫后分別加入2 mL檸檬精油、1.5 mL吐溫-80、1 mL甘油，以14 000 r/min均質2 min，得到含海藻酸鈉2 g/100 mL的粗乳液涂膜液。隨即將制得的粗乳液于120 MPa壓力下經微射流處理3 次，即得到納米乳液涂膜液，置于4 ℃冰箱備用。

1.3.2 粗乳液與納米乳液涂膜液的粒徑與ζ-電位測定

采用激光納米粒度儀測定乳液的平均粒徑及ζ-電位，參數設置為顆粒折射率1.453；顆粒吸收率0.001；分散劑折射率1.330，采用體積平均粒徑（d4,3）表征液滴粒度的大小。

1.3.3 粗乳液與納米乳液涂膜液的黏度與白度指數測定

在室溫條件下，采用振動式黏度計于30 Hz恒定振幅測定粗乳液與納米乳液涂膜液的黏度。

采用色差計對涂膜液的L*、a*、b*值進行測定，自檢后使用白板進行校準，每個樣品隨機測定5 點。白度指數按公式（1）[17]計算。

1.3.4 負載精油乳液的可食用涂膜液對鹵鴨脖的涂膜保鮮實驗

1.3.4.1 原料處理

從冷庫中取出當日生產的氣調包裝鹵鴨脖，在無菌操作臺中取樣分別浸沒上述涂膜液10 s，置于篩網瀝水瀝干，轉入聚乙烯袋真空包裝；實驗對照為海藻酸鈉溶液，空白對照為不做任何處理。所有樣品置于4 ℃冰箱中進行貯藏，分別于貯藏第1、4、6、8、12天測定各項指標。

1.3.4.2 pH值的測定

準確稱取5.0 g肉樣，加入50 mL蒸餾水，剪碎后6 000 r/min分散30 s，然后勻漿，用pH計在室溫下直接測定pH值。

1.3.4.3 汁液損失率的測定

參照Gharibzahedi等[16]的方法，稱取樣品、包裝袋與殘留在包裝內滲出肉汁的總質量（m1/g），剪開包裝袋，緩慢取出袋內的鴨脖放入盤中，稱取包裝袋和肉汁質量（m2/g），預先稱量包裝袋質量（m3/g）。汁液損失率按公式（2）計算。

1.3.4.4 TBARS值的測定

TBARS值的測定參照彭澤宇等[18]的方法。稱取10 g絞碎均勻的肉樣，加入50 mL 7.5 g/100 mL三氯乙酸（含0.1 g/100 mL乙二胺四乙酸），搖蕩30 min后過濾。取5 mL上清液，加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液并沸水浴加熱40 min，取出冷卻后離心（4 000 r/min，20 min）。取上清液并加入5 mL氯仿，搖勻靜置分層，取上清液在532 nm處測定吸光度。TBARS值按公式（3）計算。

式中：m表示樣品質量/g。

1.3.4.5 TVB-N含量的測定

TVB-N含量參照GB 5009.228ü 2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》中的自動凱氏定氮法測定。

1.3.4.6 菌落總數的測定

菌落總數參照GB 4789.2ü 2016《食品安全國家標準 食品微生物菌落總數測定》的方法測定。

1.3.4.7 色差的測定

色差測定參照Noori等[19]的方法。使用色差計對鴨脖表面的L*、a*、b*值進行測定，自檢后使用白板進行標準校正，每個樣品隨機測定5 點。色差ΔE按公式（4）計算。

1.4 數據統計與分析

所有實驗重復3 次，使用SPSS 22.0軟件進行數據統計分析，差異顯著性采用單因素方差分析，實驗結果以平均值±標準差表示，P＜0.05表示差異顯著。采用Origin 2017軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 粗乳液及納米乳液涂膜液的性質

檸檬精油乳液涂膜液的粒徑對涂膜后的滲透性、色澤或保鮮效果等指標有著重要的影響[20]。兩種乳液的粒徑分布如圖1所示，精油粗乳液經高速剪切后得到，粒徑為196.2 nm。而經過微射流處理得到的納米乳液，分布系數（polydispersity index，PDI）降低，粒徑顯著減小到41.53 nm。在微射流處理過程中，精油油滴經撞擊和空穴效應后高度破碎[21]。而粒徑越小，重力的分散效果越好，有利于減少絮凝，從而提高乳液的穩定性。

圖 1 檸檬精油粗乳液與納米乳液的粒徑分布圖Fig. 1 Droplet size distribution of lemon essential oil-loaded emulsion and nanoemulsion

檸檬精油粗乳液與納米乳液涂膜液的電位見表1。通常乳液的電位由吸附在油滴周圍的表面活性劑所決定，非離子型表面活性劑（吐溫-80）穩定的乳液理論上電位應接近于0[20]，然而實際結果卻為負，表明離子型生物聚合物（海藻酸鈉）的摻入影響了乳液的電位。大量研究表明，乳液的負電荷可能與連續相中陰離子海藻酸鈉的吸附有關[22-23]。油滴之間通過靜電排斥作用可提高乳液的穩定性，而通過微射流制備的檸檬精油納米乳液的凈電荷（電位的絕對值）顯著高于粗乳液（P＜0.05），與前人報道的結果[17]一致，可能是由于微射流過程中的機械應力使海藻酸鈉分解，進一步增加了吸附在油-水界面上分子的數量。

表 1 負載檸檬精油的粗乳液與納米乳液涂膜液的理化性質Table 1 Physicochemical characterization of emulsion and nanoemulsion coatings loaded with lemon essential oil

檸檬精油粗乳液的白度指數顯著高于納米乳液 （P＜0.05）。從外觀上觀察，檸檬精油納米乳液呈現半透明，而粗乳液則為乳白色（圖1）。乳液的外觀主要由粒徑、濃度和折射率等參數所決定[24]，納米乳液由于小液滴非常弱的光散射而呈現半透明。隨著粒徑的增加，光散射逐漸增強，外觀趨于不透明。為了不改變食物自身的色澤，透明的成膜溶液更適用于食品應用。此外，兩種精油乳液的黏度顯著低于純海藻酸鈉溶液（500 mPag s），可能是由于微射流的高剪切力誘導聚合物鏈的構象變化或降解，進而引起分子質量的改變[25]。

2.2 負載精油乳液的可食用涂膜液對鴨脖的涂膜保鮮效果

2.2.1 涂膜保鮮鴨脖貯藏期間pH值的變化

圖 2 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的pH值變化Fig. 2 Changes in pH of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

肉制品貯藏期間pH值的變化主要由微生物降解糖原產生的乳酸等有機酸和降解蛋白質產生的胺類等堿性物質引起[26]。如圖2所示，新鮮的鹵鴨脖偏弱酸性，實驗組與空白組pH值均呈現出先降后升的趨勢，這與Hu Jing等[27]報道的4 ℃貯藏下冷鮮肉pH值變化規律一致。在貯藏1～4 d時，由于乳酸菌等微生物代謝糖類產酸，使所有組pH值明顯下降。隨后空白組在第4天時pH值開始上升，可能是微生物利用完糖類物質后開始降解蛋白質并產生堿性的胺及氨類，腐敗程度逐漸加劇[28]。而精油納米乳液組和海藻酸鈉組的拐點發生在第8天，這一延遲的現象可能是由于涂膜抑制了好氧菌的生長，從而減緩了蛋白質的分解速度[5]。而粗乳液在第4天pH值即開始上升，可能與粗乳液在第4天時pH值最低、蛋白質降解程度大使pH值波動較大有關。此外，第8天后精油涂膜組的pH值增幅均低于海藻酸鈉組，說明精油中的酚類與萜類等物質發揮出的抗菌作用抑制了腐敗微生物的代謝。貯藏末期3 個實驗組pH值從小到大依次為：粗乳液＜納米乳 液＜海藻酸鈉，這可能與3 種涂膜液的抑菌效果有關，細菌被抑制會影響細菌在貯藏后期代謝分解蛋白質產生堿性物質的量，因此對貯藏前期代謝積累的酸性物質中和作用有強有弱，可能使最終的實驗組pH值不同[29]。

2.2.2 涂膜保鮮的鴨脖貯藏期間汁液損失率的變化

圖 3 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的汁液損失率的變化Fig. 3 Changes in juice loss of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

汁液流失主要是因為蛋白質膠體無法維持凝膠結構中的水分而導致汁液滲透出組織之外。若汁液流失嚴重，即肉制品持水能力下降，肉質口感僵硬，將影響產品感官品質。如圖3所示，由于冷藏引起水分汽化以及微生物代謝活動[30]，各組的汁液損失率均呈顯著上升趨勢。其中空白組的增速最快，在第12天時，海藻酸鈉與空白組汁液損失率分別達到了9.5%和10.1%。而精油乳液涂膜組的汁液損失率均顯著低于空白組（P＜0.05），是因為一方面海藻酸鈉可食用膜覆蓋于鴨脖表面有利于減少汁液損失；另一方面，膜內的精油增強了膜的疏水性與抑菌性，也能減少汁液的流失[31]。納米乳液實驗組相比精油粗乳液具備更低的汁液損失率，這可能是因為粒徑越小越有助于均勻分布在肉制品表面，使得乳液中的精油揮發較少[32]。據報道多糖可與肉中蛋白質產生相互作用增強持水性，減少肉制品的汁液流失[16]。因此應用精油乳液可食用膜可有效降低汁液損失率，減少風味變化，且檸檬精油納米乳液涂膜組的汁液損失率最低，維持產品汁液的效果最好。

2.2.3 涂膜保鮮的鴨脖貯藏期間TBARS值的變化

鹵鴨脖在貯藏過程中脂肪氧化會導致風味改變，或是產生一些有毒物質影響產品的品質，而TBARS值被廣泛應用在肉制品中的脂類二級氧化評價[33]，其能反映脂肪的二級氧化分解產物含量。如圖4所示，不同涂膜的實驗組TBARS值在貯藏期間呈增長趨勢。空白組TBARS的起始值僅為1.19 mg/kg，貯藏期間，精油乳液組上升的趨勢較海藻酸鈉與空白組而言更為平緩，但納米乳液組與粗乳液組無顯著性差異（P＞0.05）。一方面，海藻酸鈉涂膜較好地屏蔽了氧氣滲透[34]；另一方面，精油乳化后提高了抗氧化作用[9]。精油的抗氧化活性歸因于各種機制，包括阻止自由基鏈引發、螯合金屬離子、分解過氧化物、與自由基反應[33]。在貯藏末期8～12 d時，實驗組與對照組均明顯上升。第12天空白組的TBARS值顯著高于精油乳液組，高達3.23 mg/kg；納米乳液組與粗乳液組分別為2.80 mg/kg與2.77 mg/kg，無顯著性差異 （P＞0.05）。本實驗貯藏期間沒有出現TBARS值趨于穩定的現象，可能是相較生肉產品而言貯藏時間過短 所致[35]。綜上，精油乳液作為天然抗氧化劑負載進可食用膜中，可以通過抗氧化性涂膜延長產品的貨架期。

圖 4 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的TBARS值的變化Fig. 4 Change in TBARS value of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

2.2.4 涂膜保鮮的鴨脖貯藏期間TVB-N含量的變化

圖 5 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的TVB-N含量的變化Fig. 5 Change in TVB-N content of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

TVB-N是指動物性食品中蛋白質因酶、微生物的作用而降解產生的堿性含氮物質[36]。鴨脖貯藏期間TVB-N含量變化如圖5所示，各組TVB-N含量隨著貯藏時間的延長均呈現上升趨勢，且精油乳液組均顯著低于對照組 （P＜0.05）。空白組的TVB-N含量在第8天時已達到24.73 mg/100 g，而精油乳液處理組第8天時均低于18 mg/100 g。此后，所有樣品由于貯藏后期微生物大量繁殖加快了對蛋白質的分解，致使TVB-N含量上升速度加快，與貯藏后期pH值逐漸上升結論一致。貯藏末期的第12天，空白組鴨脖的TVB-N含量已高達33.6 mg/100 g，而檸檬精油納米乳液組抑制效果最好，僅為20.76 mg/100 g，說明檸檬精油納米乳液能有效減緩鴨脖的腐敗速度。此外，海藻酸鈉組的增長速率低于空白組，可能是由于海藻酸鈉涂膜液在肉表面形成的膜均勻致密，具有很好的阻氧阻濕作用，一定程度上能抑制細菌生長，減緩蛋白質的分解速度[5]。綜上，精油粗乳液與納米乳液可食用膜均能有效減緩TVB-N含量的上升，且納米乳液可食用膜抑制TVB-N含量上升的效果最佳。

2.2.5 涂膜保鮮的鴨脖貯藏過程中菌落總數的變化

如圖6 所示， 空白組第1 天的菌落總數為 2.57（lg（CFU/g）），而納米乳液與粗乳液組分別為1.27（lg（CFU/g））與2.16（lg（CFU/g）），表明可食用膜中的精油乳液對鴨脖中的微生物有明顯的抑制作用[37]。隨著貯藏時間延長，所有組的菌落總數均明顯上升，且空白組顯著高于其他3 組（P＜0.05）。 在第8天時，空白樣品達到4.91（lg（CFU/g）），超過G B 2 7 2 6 ü 2 0 1 6《食品安全國家標準 熟肉制品》（菌落總數≤8 0 0 0 0 C F U/g，即不超過 4.903（lg（CFU/g））），此時其他組均未超標。空白樣品的保質期為8 d，符合商品標識。第12天時空白組菌落總數上升至5.79（lg（CFU/g）），檸檬精油納米乳液、粗乳液與海藻酸鈉涂膜組則分別為4.85、5.26、 5.58（lg（CFU/g）），精油納米乳液涂膜組仍未超標。精油的抑菌效果得益于有效成分可以進入微生物細胞壁、細胞膜以及線粒體，干擾酶促反應、破壞細胞膜結構[38]；且能抑制微生物分解蛋白質形成含氮物質[39]。相較純精油而言，乳液更易滲透接觸細菌，且粒徑越小抑菌效果 越好[40]，并且精油納米乳液抑菌性的提高可能與較高的負電荷影響細菌細胞膜有關[32]。因此，使用精油乳液可食用膜進行涂膜的鴨脖菌落總數顯著低于海藻酸鈉組與空白組，且納米乳液可食用膜的效果最佳。此外，據報道納米乳液還可實現精油的緩釋效果，使其在產品表面長時間穩定釋放[41]。以上結果表明海藻酸鈉涂膜只能在一定程度上抑制鴨脖菌群的生長，而負載精油的乳液能更有效抑制微生物的生長繁殖，且精油納米乳液可食用膜的抑菌效果最佳，使貨架期從8 d顯著延長至12 d。

圖 6 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的菌落總數的變化Fig. 6 Changes in total bacterial count of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

2.2.6 涂膜保鮮的鴨脖貯藏過程中色澤的變化

對于消費者而言，色澤是指示產品新鮮程度和整體質量最直觀的一個質量參數[19]，消費者在非接觸狀態下傾向于通過視覺評價肉制品的質量。涂膜保鮮鴨脖色差值（ΔE）的變化見表2，ΔE越大，表明與原始色澤相比變化越大。貯藏時間對色差值具有一定的影響，除海藻酸鈉組外，其他組樣品ΔE隨貯藏時間延長而增大，這可能與貯藏過程中發生的腐敗變質有關。納米乳液涂膜的ΔE和粗乳液涂膜組無顯著性差異（P＞0.05），但納米乳液稍低于粗乳液組，這可能是由于納米乳液的粒徑更小，使精油分散更均勻，且透光率增加，使涂膜后鴨脖表面色澤變化不明顯。結合菌落總數結論可知，空白對照組雖然在第8天菌落總數已超標，但色澤并無顯著性變化（P＞0.05），故消費者難以通過視覺判斷產品貨架期。此外，在貯藏第12天時，檸檬精油納米乳液與海藻酸鈉涂膜組的ΔE比對照組要稍低，但無顯著性差異 （P＞0.05）。據報道，對視覺感官無損的技術更有前景在食品中應用[19]。檸檬精油納米乳液組與空白組ΔE差異不大，因此檸檬精油乳液可食用膜的使用對于鴨脖在貯藏期間的外觀無明顯影響，利于工業化應用。

表 2 不同涂膜處理的鴨脖在貯藏期間的ΔE變化Table 2 Changes in color difference of pot-stewed duck necks treated with different coatings during storage

3 結 論

微射流對檸檬精油乳液粒徑有顯著的影響，而海藻酸鈉能夠影響精油乳液的電位與黏度。外觀上粗乳液呈現乳白色，而納米乳液呈現半透明，且檸檬精油納米乳液的白度指數與黏度最低。空白組鴨脖的品質隨著貯藏的時間延長而下降，菌落總數、TVB-N含量和TBARS值逐漸上升，汁液流失嚴重，第12天時已完全腐敗，而檸檬精油納米乳液的保鮮效果最好。國家標準中對菌落總數要求嚴格，檸檬精油粗乳液可有效抑制鹵鴨脖菌落數的增長，納米化則進一步提高了檸檬精油乳液組的抑菌效果，第12天時空白樣品菌落總數上升至 5.79（lg（CFU/g）），檸檬精油納米乳液、粗乳液與海藻酸鈉涂膜組則分別為4.85、5.26、5.58（lg（CFU/g））， 精油納米乳液涂膜組仍未超標。此外，檸檬精油乳液組與空白組色差無明顯差異。綜上所述，檸檬精油復合海藻酸鈉可食用膜可顯著提高鹵鴨脖保鮮效果，且精油納米乳液涂膜的保鮮效果要優于粗乳液涂膜效果，將產品的貨架期由8 d延長至12 d。