保鮮劑在羊肉保鮮中的應用進展

侯愛香 ， 柏先澤 ， 楊良順 ， 黃 宇 ， 李宗軍

（1.湖南農業大學 食品科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學 國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南 長沙 410128；3.通道有嚼頭食品有限公司，湖南 懷化 418500）

0 引言

隨著生活水平的提高，人們對高品質畜、禽、水產肉制品的需求越來越多，我國羊肉產業遇到了新的發展機遇[1]。據統計，1980—2016年，36年間羊肉消費總量城鎮居民增長了13.70倍，農村居民增長了1.52倍，全國羊肉消費總量增長了4.86倍[2]。1980—2017年，37年間，我國羊肉產量增長了9.51倍，從44.48×104t增長至467.5×104t，但羊肉產量在我國肉類總產量中的占比仍較少，僅由3.69%增至5.44%，羊肉產業在我國畜牧業中仍處于弱勢地位，有著巨大的發展空間和前景。同時，我國已經成為世界上肉羊存欄量、出欄量和羊肉產量最大的國家之一。2015年我國肉羊存欄量3.11億只，羊肉產量達到440.8×104t，占世界羊肉產量的比例由改革開放初期的4.50%增長到2014年的29.91%[3]。中國已成為國際上羊肉產量、肉羊存欄量和出欄量最大的國家，有著良好的發展勢頭[4]。羊肉產業的穩步發展對改善我國居民膳食結構、保障畜產品有效供給、提高牧民收入和緩解糧食供求矛盾具有重要的作用。而國內羊肉保鮮技術較國外落后，安全、經濟而又有效的保鮮技術是眾多羊肉企業關注的重點[5]。通過簡述羊肉腐敗變質的原因，綜述各類化學、生物保鮮劑在羊肉保鮮中的應用及最新研究進展，旨在為羊肉加工與貯藏技術發展提供參考。

1 羊肉腐敗變質的原因

一般健康肉羊的肌肉是無菌的，宰后受到屠宰、加工、流通等環境因素的影響，容易被微生物污染而攜帶病菌，羊肉的初始菌相是羊肉腐敗變質的主要因素之一。此外，肉羊的品種、羊肉內源性蛋白質水解酶含量、脂肪氧化程度和存放的溫度、方式都會影響羊肉的保鮮品質。

由微生物所引起的羊肉腐敗變質是復雜的生化過程，所進行的變化與微生物的種類、外界條件因素相關。引起新鮮羊肉腐敗變質的主要細菌有金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、假單孢桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、志賀氏菌、肉毒梭菌等。引起新鮮羊肉腐敗變質酵母菌主要有假絲酵母、紅酵母等。引起新鮮羊肉腐敗變質的霉菌主要有根霉、毛霉、曲霉菌等[6-8]。這些腐敗菌類在“高營養基質”肉羊中繁殖生長，還產生各種水解酶，分解羊肉中的蛋白，產生氨或胺類物質，甚至在羊肉表面生長形成菌斑、菌塊、菌點等，使得羊肉的色澤、氣味、質構等發生異變和腐敗，從而變質。一般霉菌、酵母對羊肉品質影響較小，但羊肉若水分活度低、表面干燥時，它們就會生長。每種腐敗細菌都有其適宜的生長溫度，腐敗細菌的酶活性也受到溫度的影響。因此，溫度也成了影響羊肉品質的一個主要外在因素。

羊肉蛋白質腐敗變質是在自身內源性蛋白酶分解和微生物污染雙重作用下逐步進行的，一般是先在自身內源性蛋白酶的作用下生成蛋白質水解的初級代謝產物——肽和朊，隨后在酶和微生物的共同作用下進一步水解為氨基酸[9]。氨基酸，在微生物和酶的作用下產生有機堿、有機酸、醇或其他各種有機質，最終分解產物是CO2，H2O，NH3等[10]。

如果羊肉保存環境中有氧的存在，不僅會為好氧菌提供生長條件，還會加速肉本身的脂肪成分自動氧化，從而導致羊肉品質下降。羊肉中含有一定量的脂肪，其在生產加工、保藏貯運過程中受到氧氣、光線等環境因素的影響會出現變黃、發黏、產生哈喇味等現象，這都是脂肪氧化變質的表現[11-12]。羊肉脂肪的腐敗變質通常是油脂水解和氧化的過程，其多不飽和脂肪酸在光、熱、催化劑的作用下會產生的過氧化物，過氧化物越多則表示油脂氧化程度越嚴重，已經不適合長期貯藏。所以，通常以油脂的過氧化值和TBA值的大小來表示油脂的腐敗氧化情況。

羊肉腐敗變質后，會在很大幅度上影響其品質指標，主要引起顏色、系水力、嫩度、pH值、氣味、揮發性鹽基氮等值的巨大變化，在評判羊肉是否腐敗變質時這些指標都需要綜合衡量。

2 保鮮劑在羊肉保鮮中的應用進展

羊肉產業想要取得長足的發展，保鮮防腐是首先要解決的一大問題，防腐保鮮劑的添加成為不可避免的前提，也是國內外普遍采用的有效保鮮防腐方法。應用在羊肉中的主要保鮮劑有人工合成的化學保鮮劑和天然的生物保鮮劑。

2.1 化學防腐保鮮劑

羊肉保鮮中常用的化學保鮮劑包括各種有機酸及其鹽類，如乙酸、乳酸、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、山梨酸、山梨酸鉀、異VC-Na和復合磷酸鹽等。這類化學保鮮劑大多數可以參與機體的正常代謝，也是常用的肉類化學保鮮劑。

一些研究人員將這類酸噴灑在羊肉上，或者將羊肉浸泡在酸溶液中。李宗軍[13]用一定濃度穩定態ClO2噴灑在羊肉胴體上，進行羊肉表面消毒，使羊肉胴體的初始菌數下降了1～2個對數期。噴灑類方法是行之有效的保鮮方法，且噴酸處理羊肉成本低廉，容易普及推廣。郝教敏[14]將冷卻羊肉分別采用5種化學保鮮劑進行浸酸處理，即硫代硫酸鈉、醋酸、抗壞血酸、乳酸、山梨酸鉀5種不同酸液。結果發現，這些酸有效抑制了羊肉中雜菌的生長，且浸酸效果顯著高于普通真空包裝。謝宗龍等人[15]采用10%醋酸鈉、8%的山梨酸鉀、1%檸檬酸鈉、5%食鹽、76%水配制的復合保鮮液，在羊肉表面噴涂，隨后使用真空包裝。結果發現，化學保鮮劑復合使用處理羊肉，羊肉可在20～27℃下保鮮16 d。研究顯示，用于羊肉保鮮的乙酸、乳酸等低分子有機酸，能同時抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌，而相對分子量高的有機酸對革蘭氏陽性菌抑制效果好，但對革蘭氏陰性菌的抑菌作用較差[16-17]。這些有機酸單獨或其他幾種酸配合有機酸鹽類使用，都能延長冷卻羊肉的貨架期[18]。

雖然此類有機酸或鹽類的抑菌作用較好，但其對羊肉色澤、自然風味都有一定的影響或破壞作用，同時還容易出現食品安全隱患，若存在殘留，人們容易對化學添加劑產生恐慌心理[19]。常用的NaNO2在人體消化系統中可與脯氨酸作用，形成強致癌的N-亞硝胺類[20]。因此，研究人員不斷探索安全有效的綠色天然保鮮劑，根據其來源又可分為植物源、動物源和微生物源的天然保鮮劑。

2.2 植物源天然保鮮劑

自然界的植物資源非常豐富，植物的生物活性化合物及其次生代謝物是生物保鮮劑的天然寶庫，有超過40萬種植物來源的天然化合物具有抗菌、抑菌或殺蟲功能[5]。有抗菌作用的植物化學物質有植物的生物堿、酚類、類黃酮、萜類、甾體等，還有一些獨特的氨基酸和植物多糖成分等。植物源保鮮劑大致來源于中草藥、香辛料、果蔬或其他野生植物。其共同特點是毒性很低、來源非常廣泛、價格低廉、節約生產成本。

孫立娜等人[21]用質量濃度為0.15 g/100 mL的竹葉抗氧化物溶液浸泡羊肉，隨后裝于內附吸水墊的真空包裝盒中，于4℃下貯藏。結果發現，用竹葉抗氧化物溶液浸泡羊肉，其保鮮時間比對照組延長了5～7 d。喬金玲等人[22]研究云南圭山山羊肉，探討2%，4%，6%質量分數的綠茶提取物對羊肉品質的影響。結果發現3個質量分數的保鮮液均能有效抑制假單胞菌和菌落總數的增長，都能阻礙硫代巴比妥酸值 （TBARS） 和揮發性鹽基氮 （TVB-N） 的累積，說明一定質量分數的綠茶提取物也可以作為羊肉保鮮劑使用。顧仁勇等人[23]以南瓜浸提汁液浸泡羊肉保鮮，在0～4℃下真空包裝貯藏，發現南瓜浸提汁液浸泡羊肉后其保鮮期比對照組延長了4～5 d。王永剛[24]用丁香、黃連、金銀花提取液和茶多酚水溶液處理羊肉，在4±1℃下真空包裝保存，發現黃連50.0 g/L，茶多酚5.0 g/L，金銀花800.0 g/L，丁香50.0 g/L組合使用，羊肉的保鮮期可達21 d，比對照組延長了12 d。此外，植物源保鮮劑還有大蒜、生姜、桂皮、丁香、迷迭香香辛料及其提取物等，此類香辛料或提取物除了賦予食品在感官上特殊的風味，給予食品一定的生理保健功能外，它們同時還有抑菌保鮮、預防腐敗、抗氧化的作用。馮彩平等人[25]復配生姜、辣椒、茴香和花椒提取液對羊肉進行保鮮處理，可使冷卻柏籽羊肉貨架期達到20 d。

2.3 動物源天然保鮮劑

自然界動物源的生物保鮮劑來源也很廣泛，其種類也較多，常用于肉制品保鮮的包括溶菌酶、殼聚糖、蜂膠及其水提液、魚精蛋白水溶液、昆蟲抗菌肽等動物源天然生物保鮮劑。

殼聚糖是食品中常用的一種廣譜抑菌劑，安全、無毒，對一般細菌和真菌的生長都能有效抑制[26]，其作為食品防腐劑受到研究者的廣泛關注。殼聚糖也被稱為幾丁聚糖，是節肢動物外殼幾丁質的一種降解產物，1911年被法國人Henri Braconnot得到，化學名為“β-(1,4)-2-乙酰氨-2-脫氧D-葡聚糖”。王光華、王樹林、范家偉[27-29]發現，殼聚糖特別對大腸桿菌、小腸結腸炎耶爾森氏菌、金黃色葡萄球菌、李斯特單核增生菌、鼠傷寒沙門氏菌等常見引起食物中毒的微生物有較強的抑制作用。Kanatt S R等人[30]采用殼聚糖與葡萄糖的混合物對冷卻羊肉進行保鮮處理，結果發現加入殼聚糖混合物后，試驗組相比對照組羊肉的貨架期最多可延長2周。

溶菌酶的化學名為N-乙酰胞壁質聚糖水解酶，為一種分解細菌細胞壁中黏多糖的酶，英國細菌學家費萊明于1922年在人類的鼻黏液中發現，將其命名為溶菌酶。1945年，有研究人員從雞蛋清中分離出純結晶的溶菌酶。1965年，英國菲利普用X衍射法解析了溶菌酶結構，并完全弄清了它的立體結構，該酶為一種堿性球蛋白，是常用在肉品保鮮中的生物保鮮劑。一般使用浸漬法、噴霧法，使用質量分數1%～3%，常將分割肉塊在無菌條件下噴霧或浸漬于溶菌酶中，瀝水20～30 min后采用真空或托盤包裝[5]。研究發現，溶菌酶復配使用比單獨使用抑菌效果更明顯。陳舜勝等人[31]將溶菌酶與氯化鈉和其他添加劑復配，結果發現復配后，溶菌酶抗菌范圍擴大了，抗菌強度增加了。馬美湖、顧仁勇、張德權等人[32-34]分別用溶菌酶與Nisin等其他保鮮劑復配，均發現復配后的溶菌酶殺菌效果明顯增強。

2.4 微生物源天然保鮮劑

微生物源的天然保鮮劑是國內外天然保鮮劑研究的熱點，是一種以菌治菌的保鮮方式。通常以微生物菌體作為發酵劑，或者使用微生物的代謝產物為天然保鮮劑，抑制雜菌生長，在食品加工保鮮領域應用越來越多，研究也越來越成熟。現今，此類微生物源的天然保鮮劑被世界許多國家廣泛認可的有乳酸乳球菌素、納他霉素、普魯蘭多糖、曲酸等。

乳酸鏈球菌素，又稱“Nisin”，是從鏈球菌屬的乳酸鏈球菌代謝產物中提純出來的一類多肽化合物，也叫乳酸鏈球菌肽[35]。“Nisin”在腐敗菌芽孢萌發前期和膨脹期，通過破壞其細胞膜的完整性而使腐敗菌菌體裂解死亡，能夠非常有效地抑制許多革蘭氏陽性腐敗細菌的生長[36]。且“Nisin”作為保鮮劑在食品中殘留，若被人體食用，其很快會被人體的蛋白水解酶消化，變成氨基酸，既不會造成腸道內正常菌群的改變，也不會產生抗藥性問題，還不會與環境中其他抗生素出現交叉抗性問題，在羊肉保鮮中的應用前景廣闊[37]。Li H等人[38]采用“Nisin”和殼聚糖等其他保鮮劑復配，發現最佳組合下，在4℃下，羊肉采用保鮮膜包裝，貨架期從6 d延長到了18 d。

納他霉素是另一種譜廣抑菌、高效低毒、無污染和無抗藥性的微生物源保鮮劑[39]。早在1982年6月，美國食品與藥品管理局（FDA） 就批準了納他霉素可作為食品防腐劑使用。隨后，在1997年3月，中華人民共和國衛生部批準了納他霉素可作為食品保鮮劑。納他霉素是納他鏈霉菌在發酵過程中產生的天然代謝產物，是一類多烯大環內酯物質，對霉菌、酵母的生長有較強的抑制作用。該生物保鮮劑能與霉菌、酵母等真菌細胞膜上的麥角甾醇或其他甾醇類物質相結合，會阻遏真菌麥角甾醇的生物合成，使真菌細胞膜畸變而死亡[40]。朱璐璐等人[41]采用納他霉素、Nisin對鮮活海參進行保鮮處理，發現兩者單獨或配合使用都有顯著的保鮮作用，均無毒副作用，是安全高效的生物保鮮劑。納他霉素雖然活性較高，但其在水里溶解度相對較低，其商品化程度不及“Nisin”。

乳酸乳球菌素、納他霉素、普魯蘭多糖、曲酸等微生物源保鮮劑與植物源和動物源保鮮劑相比，具有生長周期短、繁殖快、易培養、適應性強、易改良、不占用耕地，不受季節限制等優點。同時，微生物及其代謝產物都極易受環境的影響，微生源保鮮劑的性能和產量穩定性需要重點關注。

3 結語

羊肉的保鮮無疑是羊肉產業要長足發展的基礎，安全高效、無毒無抗的天然保鮮劑是企業傾向性較高的選擇。這些保鮮劑各有特點，保鮮原理和抑菌種類也不盡相同，所以通常會與其他保鮮劑聯合復配使用，甚至配合其他保鮮技術一起使用，發揮相互加強的抑菌作用。如何延長羊肉的貨架期、降低生產及運輸成本、減少能源和物質損耗是促進羊肉產業穩步發展的關鍵。因此，除了大力開發新型有效的保鮮劑，還需要研究者關注從工廠、市場到餐桌的每一個環節，探尋更加合理有效的保鮮方法，積極推動羊肉產業的發展。