基于油茶粕多糖的雞肉保鮮涂膜的研制

敬思群，王夢琪，2，羅昕艷，2，華軍利，張文軍，2，張玉龍，張偉

（1.韶關(guān)學院英東食品學院，廣東 韶關(guān) 512005；2.喀什大學生命與地理科學學院，新疆 喀什 844006；3.韶關(guān)市友豐生態(tài)園林開發(fā)有限公司，廣東 韶關(guān) 512005）

傳統(tǒng)上，塑料保鮮膜因其性能穩(wěn)定、成本低廉而被用于果蔬及肉制品等食品的保鮮，但塑料保鮮膜存在降解性差、對人體有害等缺點[1]。近年來，可食性涂膜保鮮因具有諸多優(yōu)良性能已成為食品保鮮領域的一種新型綠色保鮮技術(shù)，越來越受到人們的關(guān)注[2-5]。在保鮮膜中添加多糖[6-7]、蛋白質(zhì)[8-9]、脂質(zhì)[10-11]等天然生物聚合物可以顯著提高可食性膜的生物活性及理化功能特性。然而，使用單一多糖制成的保鮮膜，其強度、阻隔性、穩(wěn)定性等理化性能較差[12]。目前常用改善純多糖可食性膜的理化性質(zhì)方法是在膜中添加成膜劑、保濕劑等天然提取物，最終形成復合保鮮膜[13-15]。

油茶籽是山茶科（Camellia）油茶（Camellia oleifera Abel）樹的種子，是中國特有的木本植物。油茶粕是油茶籽經(jīng)榨油后的餅狀殘渣，中國每年生產(chǎn)油茶籽約100萬t,副產(chǎn)物油茶粕高達68萬t，然而油茶粕卻經(jīng)常被人們所忽視。研究發(fā)現(xiàn)，油茶粕的主要成分是多糖，含量為26.09%，另外還含有豐富的茶皂素、茶多酚、糖萜素、黃酮類等多種活性成分，具有良好的抗氧化、降血糖和抗腫瘤能力等保健作用和藥用價值[16-18]。而對于雞肉的保鮮技術(shù)也有所報道，其中楊金來等[19]發(fā)現(xiàn)肉桂醛具有抗癌、防治糖尿病、抗炎等藥理活性，同時對雞肉有保鮮功能；鄭玉璽等[20]將解殼聚糖-荔枝木質(zhì)精油應用到可食膜中對冷鮮雞肉進行保鮮，結(jié)果表明添加荔枝木質(zhì)精油的殼聚糖復合可食膜包裹保鮮雞肉與普通保鮮膜包裹相比，可有效延長冷鮮雞肉的貨架期，具有更好的保鮮效果，但還未見以油茶粕多糖為主要材料，輔以高酰基結(jié)冷膠、甘油、普魯蘭多糖研制復合保鮮膜應用于雞肉的相關(guān)研究。

本研究以油茶粕多糖為抗氧化劑和抑菌劑，以高酰基結(jié)冷膠和普魯蘭多糖為成膜劑，以甘油為保濕劑研制雞肉復合保鮮涂膜。以雞肉的揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）值、pH 值、菌落總數(shù)值為考察指標，通過單因素及正交試驗優(yōu)化復合膜的最佳配比，為油茶粕多糖復合保鮮膜的產(chǎn)業(yè)化應用提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油茶籽餅：廣東友豐油茶科技有限公司；新鮮雞胸肉：市售，用消毒過的刀具清理雞肉上多余的脂肪和筋絡，切分為20 g的小塊；大腸桿菌（Escherichia coli，革蘭陰性菌 G-）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，革蘭氏陽性菌G+）、酵母菌（Yeast）、黑曲霉（Aspergillus niger）：韶關(guān)學院英東生物與農(nóng)業(yè)學院微生物實驗室；甘油、普魯蘭多糖：安徽中旭生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

DHP-9052型恒溫培養(yǎng)箱、DZD-6050型真空干燥箱：上海一恒科技有限公司；FZ102-SIM型真空冷凍干燥設備：德國西門子公司；VER-TEX70型紅外光譜分析儀：布魯克（北京）科技有限公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海雅榮生化有限公司；FSH-2A型可調(diào)高速均質(zhì)器：上海那艾精密儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 油茶粕多糖抑菌性分析

參考迪力努爾·阿不都熱合曼等[21]的方法，采用濾紙片法，以抑菌圈直徑和最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）為指標，測定油茶粕多糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母菌、黑曲霉的抑菌活性。

1.3.2 油茶粕多糖抗氧化活性測定

參照Ajiboye等[22]的方法，以普通餅干為對照，以抗壞血酸（VC）為陽性對照，根據(jù)如下公式計算DPPH自由基清除率，并計算IC50值。

式中：A1為樣品組吸光值；A2為對照組吸光值；A0為空白組吸光值。

1.3.3 油茶粕多糖提取液制備

采用水提醇沉法提取油茶粕多糖。由于油茶多糖的提取液呈褐棕色影響使用效果，因此需對多糖提取液進行脫色處理。脫色方法參考蔣海明[23]的方法：油茶粕多糖 →[料液比 1∶15（g/mL）]加入蒸餾水于 75 ℃下浸提2 h→過濾取清液→加入3%的顆粒活性炭-白土混合脫色劑（顆粒活性炭占10%）→70℃水浴25 min→3 500 r/min離心20 min→上清液為脫色的油茶粕多糖提取液。

1.3.4 復合保鮮涂膜單因素試驗

復合保鮮膜制備：將油茶粕多糖提取液與高酰基結(jié)冷膠、甘油、普魯蘭多糖混合，加去離子水至30 mL，在90℃下，不斷攪拌至完全溶解得到復合保鮮膜液，然后倒入無菌培養(yǎng)皿冷卻凝固即得復合保鮮膜。

1.3.4.1 油茶粕多糖提取液添加量對雞肉保鮮的影響

取甘油0.3 g，高酰基結(jié)冷膠0.15 g，普魯蘭多糖0.1 g，油茶粕多糖提取液添加量分別為0%、5%、10%、15%、20%，制得復合保鮮膜液，然后涂抹于雞肉表面，將雞肉置于4℃冰箱保存，5 d后取出抽取樣品進行分析測定。以雞肉的揮發(fā)性鹽基氮值、pH值、菌落總數(shù)值為指標，確定油茶粕多糖提取液最適添加量。

1.3.4.2 高酰基結(jié)冷膠添加量對雞肉保鮮的影響

取甘油0.3 g，油茶粕多糖提取液15%，普魯蘭多糖0.1 g，高酰基結(jié)冷膠添加量分別為0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g，其余操作同1.3.4.1，確定高酰基結(jié)冷膠最適添加量。

1.3.4.3 甘油添加量對雞肉保鮮的影響

油茶粕多糖提取液15%，高酰基結(jié)冷膠0.15 g，普魯蘭多糖 0.1 g，甘油添加量分別為 0、0.2、0.3、0.4、0.5 g，其余操作同1.3.4.1，確定甘油最適添加量。

1.3.4.4 普魯蘭多糖添加量對雞肉保鮮的影響

取甘油0.3 g，油茶粕多糖提取液15%，高酰基結(jié)冷膠0.15 g，普魯蘭多糖添加量分別為0、0.05、0.10、0.15、0.20 g，其余操作同1.3.4.1，確定普魯蘭多糖最適添加量。

1.3.5 分析測定

1.3.5.1 菌落總數(shù)的測定

按照GB/T 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》方法測定[24]。其評定標準為一級鮮肉細菌總數(shù)≤106CFU/g，二級鮮肉細菌總數(shù)≤108CFU/g，變質(zhì)肉細菌總數(shù)＞108CFU/g。

1.3.5.2 揮發(fā)性鹽基氮的測定

按照GB/T 5009.228—2016《食品安全國家標準食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》方法測定[25]，采取半微量定氮法測定，其評價標準：一級鮮度≤15 mg/100 g，二級鮮度≤25 mg/100 g，變質(zhì)肉＞25 mg/100 g。

1.3.5.3 pH值的測定

將雞肉切碎并浸泡在100 mL蒸餾水中并過濾，然后用pH計測量雞肉碎濾液的pH值。pH值可以表示肉的新鮮度標準：pH5.18～6.12為一級鮮度，pH6.13～6.16為二級鮮度，pH6.17以上為變質(zhì)肉[26]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運用EXCEL和SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，測定結(jié)果以平均值±標準差表示，并采用GraphPad Prism5.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶粕多糖的抑菌性

油茶粕多糖對供試菌種抑菌活性的影響見表1。

表1 油茶粕多糖對供試菌種抑菌活性Table 1 Antibacterial activity of polysaccharide from camellia meal on tested strains

由表1可知，油茶粕多糖對酵母菌的抑菌作用最大，對黑曲霉、大腸桿菌的抑菌作用次之，對金黃色葡萄球菌作用最小，最小抑菌濃度分別為0.14%、0.39%、0.52%、0.67%。油茶粕多糖既能抑制革蘭氏陽性菌，又能抑制革蘭氏陰性菌，具有廣譜抑菌性。

2.2 油茶粕多糖抗氧化活性

油茶粕多糖對DPPH自由基清除能力見圖1。

圖1 油茶粕多糖對DPPH自由基清除能力Fig.1 DPPH free radical scavenging ability of camellia meal polysaccharide

由圖1可知，油茶粕多糖對DPPH自由基清除能力呈劑量效應關(guān)系。油茶粕多糖對DPPH·的清除能力的IC50為（2.44±0.16）mg/mL，清除能力弱于 VC[IC50＝（0.36±0.08）mg/mL]。油茶粕多糖有一定的抗氧化活性。

2.3 復合涂膜保鮮工藝單因素試驗結(jié)果

各因素對保鮮膜保鮮效果的影響見圖2～圖5。

圖2 多糖提取液添加量對保鮮膜保鮮效果的影響Fig.2 Effect of additive amount of polysaccharide extract

圖4 甘油添加量對保鮮膜保鮮效果的影響Fig.4 Effect of additive amount of glycerin

圖5 普魯蘭多糖對保鮮膜保鮮效果的影響Fig.5 Effect of additive amount of pullulan polysaccharide

由圖2可知，油茶粕多糖提取液的添加量為15%時，TVB-N值和菌落總數(shù)值最小，即新鮮程度最好，抑菌效果也最好，此時pH值為5.33，屬于一級鮮肉范圍，因此選擇油茶粕多糖提取液最適添加量為15%；由圖3可知，當高酰基結(jié)冷膠添加量為0.20 g時，菌落總數(shù)達到最小值，pH值為5.24，當高酰基結(jié)冷膠添加量為0.25 g時，TVB-N值最小。但是由于當高酰基結(jié)冷膠添加量為0.25 g時，膜液里會含有未能完全溶解的顆粒，影響成膜效果，故選擇高酰基結(jié)冷膠最適添加量為0.20 g；從圖4看出，當甘油的添加量為0.4 g時，TVB-N值和菌落總數(shù)值達到最小值，pH值為5.33，屬于一級鮮肉范圍，此時抑菌效果最好，因此選擇甘油的最適添加量為0.4 g；從圖5看出，當普魯蘭多糖的添加量為0.15 g時，TVB-N值和菌落總數(shù)值達到最低，pH值為5.33，屬于一級鮮肉范圍，此時新鮮度最好，抑菌效果最好，因此確定普魯蘭多糖的最適添加量為0.15 g。

從以上結(jié)果看出，成膜劑、油茶多糖、甘油及普魯蘭多糖的添加量無論增大還是減少，而包膜后的新鮮雞肉pH值基本在4～6，沒有超過一級鮮肉規(guī)定的范圍值，因此可忽略涂膜對雞肉pH值的影響。故在正交試驗中以TVB-N值、菌落總數(shù)為考察指標。

2.4 復合涂膜保鮮工藝正交優(yōu)化試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果見表2。方差分析結(jié)果見表3～表4。

表2 復合涂膜保鮮工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table 2 Orthogonal experiment results for the optimization of composite coating fresh-keeping process

表3 以TVB-N值為指標的正交試驗方差分析Table 3 Variance of orthogonal experimental analysis with TVB-N value as index

表4 以菌落總數(shù)為指標的正交試驗方差分析Table 4 Variance of orthogonal experimental analysis with aerobic bacterial count as index

以TVB-N值來看，影響的主次因素順序：A>D>C>B，以油茶粕多糖提取液的添加量的影響為顯著，其次是普魯蘭多糖，再為甘油的添加量，影響最小的為高酰基結(jié)冷膠的添加量。最優(yōu)組合為A2B1C3D2（油茶粕多糖提取液添加量為15%，普魯蘭多糖添加量為0.15g，甘油的添加量為0.4 g，高酰基結(jié)冷膠的添加量為0.15 g）；從菌落總數(shù)來看，影響的主次因素順序為A>D>C>B，以油茶粕多糖提取液的添加量的影響為顯著，其次是普魯蘭多糖，再為甘油的添加量，影響最小的為高酰基結(jié)冷膠的添加量。最優(yōu)組合為A3B2C3D2（油茶粕多糖提取液的添加量為20%，普魯蘭多糖的添加量為0.15g，甘油的添加量為0.4 g，高酰基結(jié)冷膠的添加量為0.2 g）。

2.5 驗證試驗

由正交試驗得到油茶粕復合保鮮膜配方最優(yōu)組合為A2B1C3D2和A3B2C3D2，每組組合做分別做3組平行試驗。以TVB-N值和菌落總數(shù)為考察指標，在4℃條件下貯藏12 d，最終選擇保鮮效果最好的一組為最優(yōu)組合。A2D2C3B1（油茶粕多糖添加量為15%，普魯蘭多糖添加量為0.15 g，甘油的添加量為0.4 g，高酰基結(jié)冷膠的添加量為0.15 g）為試驗組1，A3D2C3B2（油茶多糖的添加量為20%，普魯蘭多糖的添加量為0.15 g，甘油的添加量為0.4 g，高酰基結(jié)冷膠的添加量為0.2g）為試驗組2。

驗證試驗結(jié)果見表5。

表5 驗證試驗比較分析Table 5 Comparative analysis of verification tests

由表5可知，結(jié)果表明試驗組2保鮮效果好。故油茶粕復合保鮮膜配方：油茶多糖的添加量為20%，普魯蘭多糖的添加量為0.15 g，甘油的添加量為0.4 g，成膜劑的添加量為0.2 g。在此條件下，對新鮮雞肉進行涂膜，在4℃條件下貯藏12 d后的菌落總數(shù)為131 000 CFU/g，仍然符合一級鮮肉質(zhì)量指標。

3 結(jié)論

油茶粕多糖對酵母菌的抑菌作用最大，對黑曲霉、大腸桿菌的抑菌作用次之，對金黃色葡萄球菌作用最小，抑菌圈大小分別為（22.73±0.02）、（19.62±0.03）、（13.85±0.02）、（11.25±0.03）mm，最小抑菌濃度分別為0.14%、0.39%、0.52%、0.67%；油茶粕多糖對DPPH自由基清除能力的IC50值為（2.44±0.16）mg/mL，大于 VC的（0.36±0.08）mg/mL，結(jié)果表明：油茶粕多糖有一定廣譜抑菌性及抗氧化活性。利用油茶粕多糖為抑菌劑，輔以成膜材料及輔料制作復合保鮮膜，通過單因素及正交試驗得到復合保鮮膜的最優(yōu)配方：油茶粕多糖提取液添加量20%，普魯蘭多糖的添加量0.15 g，甘油的添加量0.4 g，高酰基結(jié)冷膠的添加量0.2 g，利用此條件下得到的復合保鮮膜涂抹雞肉，在4℃條件下貯藏12 d后的菌落總數(shù)為131 000 CFU/g，符合一級鮮肉質(zhì)量指標，表明復合保鮮膜具有良好的保鮮作用。