羧甲基纖維素鈉復合天然抗氧化劑對冷鮮雞肉的抗氧化及保水效果

王釗 李欣 張乾 郝修振 張曉靜 李玉江 張本尚 鄒建

摘要：為提升冷鮮雞肉品質和降低經濟損失，以冷鮮雞肉的硫代巴比妥酸值（TBARS）、失質量率和亮度值（L）為評價指標，考察天然抗氧化劑復合涂膜對冷鮮雞肉的抗氧化和保水能力。將冷鮮雞肉浸泡于不同濃度的羧甲基纖維素鈉（CMC）涂膜劑中3 min，在4℃條件下分別測定冷鮮雞肉在2、4、6、8 d失質量率，篩選出CMC最佳濃度。添加生姜提取物、茶多酚等天然抗氧化劑構建復合涂膜，浸泡3 min后在4℃條件下分別測定不同涂膜在2、4、6、8 d 對冷鮮雞肉的抗氧化和保水能力。結果表明，以濃度為0.4%CMC為涂膜劑，添加生姜提取物濃度0.4%、茶多酚濃度0.01%、沒食子酸濃度0.02%和D-異抗壞血酸鈉濃度0.004%復合涂膜具有優秀的抗氧化和保水效果。通過本試驗研究發現，CMC涂膜具有良好的保水能力，在添加天然抗氧化劑后復合涂膜的抗氧化能力得到較明顯提升，同時具有良好保水能力，對提升冷鮮雞肉品質具有重要意義。

關鍵詞：冷鮮雞肉;CMC;天然抗氧化劑;抗氧化;失質量率

中圖分類號：TS205.7 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2022）11-0189-07

收稿日期：2021-08-18

基金項目：河南省重點研發與推廣專項（科技攻關）（編號：212102110192、192102110075）;河南牧業經濟學院科研創新團隊項目（編號：2018KYTD17）。

作者簡介：王 釗（1982—），男，河南新鄉人，博士，講師，研究方向為天然產物化學、功能性食品。Email：hnxxwz2005@163.com。

通信作者：鄒 建，河南周口人，博士，副教授，研究方向為農產品加工。Email：zoujianzz@126.com。

冷鮮雞肉是指對屠宰后的酮體在24 h內迅速冷卻至0～4℃，并在后續儲運過程中保持在0～4℃ 的生鮮雞肉，不但品質較好，且易于存儲。然而，冷鮮雞肉在儲運期間隨著時間延長，會逐漸發生氧化，其系水力也會緩慢下降，導致游離氨基酸等營養物質的流失和肉質劣變。此外，因脂肪氧化而產生的大量自由基、過氧化物和小分子醛酮等有害物質會導致肉品酸敗，降低肉品品質，并對消費者的人身安全造成潛在危害。

近年來，對于可食性涂膜的研究逐漸受到人們重視?？墒承酝磕榭墒秤玫奶烊欢嗵?、蛋白質和部分脂質，可有效防止水分、氧氣或其他物質滲透，具有良好的食品保鮮、抗氧化、保水等功效。與傳統包裝方式相比，可食性涂膜不但具有制作簡便、無毒可食、營養價值高、可抑菌除氧等優點，而且易于復合各種天然功能成分，能保持水分和風味物質，顯示出了廣泛的適用性。各類涂膜劑中，羧甲基纖維素鈉（CMC）引起人們注意，CMC在食品表面成膜后可在膜與食品間形成低氧-高二氧化碳環境以延長食品保質期;其水化作用可降低肉制品水分的散逸。許多研究還表明，向涂膜中添加天然抗氧化成分，可進一步延緩食品的氧化。如茶多酚、迷迭香提取物、維生素E等天然抗氧化劑，不但在抗氧化研究中取得了突出的效果，而且自身還具有多種保健功能，因此受到了人們的廣泛研究和關注。

為有效降低冷鮮雞肉的氧化程度和失質量率，本研究以CMC為基礎涂膜劑，添加不同濃度的茶多酚、生姜提取物、沒食子酸、D-異抗壞血酸鈉等天然抗氧化劑，考察其對冷鮮雞肉的抗氧化和保水功效，并對結果進行優化，以期獲得抗氧化和保水效果突出的復合可食性涂膜，一方面提升冷鮮雞肉的品質，同時也為其他肉類食品提供應用方案。

1 材料與方法

1.1 試劑與耗材

市售新鮮雞胸肉，購于河南省鄭州市丹尼斯超市;2-巰基-4，6-二羥基嘧啶（分析純），購于畢得藥業;沒食子酸（分析純），購于上海麥克林生化科技有限公司;三氯乙酸（分析純），購于薩恩化學技術（上海）有限公司;羧甲基纖維素鈉（CMC）（食品級），購于上海申光化工有限公司;氯化鈣（食品級），購于萬利達生物科技有限公司;D-異抗壞血酸鈉（食品級），購于諸誠華源生物工程有限公司;茶多酚（分析純），購于上海麥克林生化科技有限公司;1，1，3，3-四乙氧基丙烷（分析純），購于上海麥克林生化科技有限公司;生姜提取物，自制。

1.2 儀器與設備

電子天平，FA2104型，上海舜宇科技儀器有限公司;恒溫水浴鍋，HH-6型，常州方科儀器有限公司;水浴恒溫振蕩器，SHA-B型，金壇市杰瑞爾電器有限公司;色差儀，ST-Z16型，山東盛泰儀器有限公司;紫外可見分光光度計儀，tu-1901型，北京普析通用儀器有限公司。

1.3 檢測指標與方法

1.3.1 硫代巴比妥酸值的測定

參照國家標準GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測定》中第2法，測定樣品在 532 nm 波長處的吸光度并繪制丙二醛標準曲線。分別準確移取丙二醛標準液0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mL于10 mL容量瓶中，加三氯乙酸混合液定容，得到標準溶液濃度為0.010、0.015、0.020、0.025、0.030 μg/mL，所有溶液均現配現用。為減小誤差進行多次測定取平均值，并據此繪制丙二醛標準曲線（圖1），得到回歸方程：y=0.122 8x-0.0 581，r=0.999 3，可靠性良好。參照國標中丙二醛含量計算公式：X=C×V×1 000/（m×1 000），綜合得吸光度與丙二醛濃度呈正相關。

1.3.2 失質量率的計算

采用分析天平稱量雞肉的質量，雞肉經涂膜后2～8 d的失質量率計算公式：

失質量率=m-mm×100%。（1）

式中：m表示不同貯藏時間涂膜樣品失水后的質量，g;m表示涂膜樣品的初始質量，g。

1.3.3 亮度值的測定

使用標準白板校正色差計，將涂膜樣品平鋪均勻，每個樣品分別取3個不同部位測定后取平均值。L為亮度值、a為紅度值，b為黃度值，冷鮮雞肉常用L值進行判定。

1.4 試驗方法

試驗于2021年3月1日進行，地點位于河南牧業經濟學院食品與生物工程學院綜合實驗中心。

1.4.1 可食性涂膜溶液濃度的確定

參照文獻[26]的方法，將羧甲基纖維素鈉（CMC）和0.125 g CaCl加入至100 mL蒸餾水中分別配制成0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%成膜溶液，根據其保水能力確定最優成膜溶液濃度。

1.4.2 單因素試驗設計

在確定成膜溶液中加入生姜提取物、茶多酚、沒食子酸、D-異抗環血酸鈉和叔丁基對苯二酚（TBHQ）各配制成5個濃度梯度的可食性涂膜溶液，對冷鮮雞肉進行涂膜處理，浸泡3 min后取出晾干，采用自封袋封裝后放入0～4℃ 冷藏柜中保存，通過對其2、4、6、8 d失質量率、硫代巴比妥酸值和亮度值來確定每種抗氧化劑的最適濃度。不同濃度抗氧化劑設計見表1。

1.4.3 正交試驗設計

將雞脯肉均勻切成8 cm 正方體，并均勻分成9組，根據單因素試驗結果將4種天然抗氧化劑按照篩選出的濃度設置為影響冷鮮雞肉品質的4個主要因素，在單因素試驗的基礎上設計4因素3水平正交試驗，對其2、4、6、8 d硫代巴比妥酸值、失質量率和亮度值進行檢測，得到效果最好的復合抗氧化劑。

2 結果與分析

2.1 羧甲基纖維素鈉涂膜劑濃度的篩選

測定不同濃度的CMC溶液（含0.125 g CaCl）對冷鮮雞肉失質量率的影響，由表2可知，濃度為0.4%的CMC溶液具有較好保水效果，在2～8 d時間范圍內均顯示了較低的失質量率，雖然在6～8 d的階段中濃度為0.4%的CMC溶液組失質量率均有所升高，但其總失質量率依然最小，且其失質量率明顯小于未涂膜的空白肉樣。因此以0.4%CMC為基礎涂膜劑。

2.3 單因素試驗結果分析

在已確定CMC涂膜劑濃度的基礎上，分別考察復合天然抗氧化劑生姜提取物、茶多酚、沒食子酸、D-異抗環血酸鈉和合成抗氧化劑TBHQ的涂膜對冷鮮雞肉的抗氧化和保水作用，與未添加抗氧化劑的濃度為0.4%CMC膜對照組進行對比研究。

2.3.1 硫代巴比妥酸值的測定

以濃度為0.4%CMC溶液為初始涂膜劑，分別復合天然抗氧化劑生姜提取物、茶多酚、沒食子酸、D-異抗環血酸鈉和合成抗氧化劑TBHQ，每種抗氧化劑分5個濃度，考察其對雞肉的抗氧化能力。由圖2至圖6可知，復合了生姜提取物的涂膜組雞肉，當濃度為1.00%時其吸光度最小，抗氧化性最好。復合了茶多酚的涂膜組雞肉，當茶多酚濃度為0.03%時其吸光度最小，抗氧化能力最強。復合了沒食子酸的涂膜組雞肉，當沒食子酸濃度為0.05%時其吸光度相對較小，抗氧化能力較強。復合了D-異抗環血酸鈉的涂膜組雞肉，當D-異抗環血酸鈉濃度為0.02%時其吸光度較小，抗氧化能力較強。TBHQ在各個濃度條件下均顯示了一定的抗氧化能力，但是與前面的天然抗氧化劑相比，抗氧化能力相對較弱。與對照組相比，所有復合了天然抗氧化劑的涂膜均顯示出了突出的抗氧化能力。

2.3.2 抗氧化劑對冷鮮雞肉失質量率的影響

以濃度為0.4%CMC溶液為初始涂膜劑，分別復合天然抗氧化劑生姜提取物、茶多酚、沒食子酸、D-異抗環血酸鈉和合成抗氧化劑TBHQ，每種抗氧化劑分5個濃度，考察其對雞肉失質量率的影響（圖7至圖11）可知。

由圖7可知，生姜提取物組雞肉在2、4 d 失水率相對較高，其余階段水分損失較少且較穩定，其中，濃度為0.8%、1.0%和1.1%時，雞肉的總水分損失相對較少。由圖8可知，濃度為0.01%茶多酚組雞肉失質量率最低，濃度0.03%茶多酚組雞肉失質量率次之。由圖9可知，沒食子酸組在 0～8 d內失質量率相對比較平均，其中，濃度為0.03%沒食子酸組雞肉的總失質量率較低。由圖10可知，復合了D-異抗壞血酸鈉的涂膜對冷鮮雞肉具有較好的保水作用，其中，濃度為0.02%D-異抗壞血酸鈉組雞肉的總失質量率最少。由圖11可知，復合了TBHQ的涂膜的保水效果不佳，明顯差于其他各種天然抗氧化劑，甚至失質量率遠遠超過了對照組;因此，后續試驗中不再考慮TBHQ。

鑒于冷鮮雞肉抗氧化和保水的重要性，綜合考慮各組涂膜劑的抗氧化和保水效果，選取生姜提取物濃度1.00%、茶多酚濃度0.03%、沒食子酸濃度0.05%、D-異抗壞血酸鈉濃度0.02%，作為4種抗氧化劑各自的較優濃度。其中，生姜提取物組、茶多酚組和沒食子酸組的失質量率相對略高，并高于對照組，這是因為綜合考慮抗氧化和保水后，這3種抗氧化劑所選濃度具有更為突出的抗氧化能力。D-異抗壞血酸鈉可有效降低冷鮮雞肉的失質量率，提示同為鹽類的D-異抗壞血酸鈉與CMC有較好交互作用?？寡趸瘎┙M與對照組的對比情況見表3、表4。

由表3可知，與未添加任何抗氧化劑的空白CMC涂膜相比，4種天然抗氧化劑均顯示出了突出的抗氧化作用，其中，沒食子酸的抗氧化效果最佳。因此，可以認為在涂膜溶液中添加天然抗氧化劑可以很好地增強其抗氧化能力。

由表4可知，與未添加任何抗氧化劑的空白CMC涂膜相比，4種天然抗氧化劑中的D-異抗壞血酸鈉具有良好的保水性能，其他三者保水能力略顯不足。但與未進行涂膜保護的空白雞肉相比，由表2可知，所有4組復合可食性涂膜均顯示出有效的保水性。

2.3.3 亮度值的測定

由“2.3.1～2.3.2”節可知，在0.4%CMC涂膜劑中添加1.00%生姜提取物、0.03%茶多酚、0.05%沒食子酸和0.02%D-異抗壞血酸鈉，同時顯示出了突出的抗氧化性和一定的保水性，因此，在本節中對這些選定涂膜條件下的冷鮮雞肉的L進行了測定，結果見表5。

參照NY/T 1333—2007《畜禽肉質的測定》，肉色是肌肉外觀評定的重要指標，直接決定消費者對雞肉的接受程度，可用色差儀來測定;L為亮度值，根據L值判斷雞肉肉色。由表5可知，隨著時間的延長，L值逐漸減小，其中，D-異抗壞血酸鈉組相對較小，其肉色較好。與對照組相比，在8 d時除D- 異抗壞血酸鈉組外，其他添加天然抗氧化劑組的L值均有一定升高，但是升高幅度并不顯著。

2.4 正交試驗結果分析

以0.4%CMC為涂膜劑，分別選取1.00%生姜提取物、0.03%茶多酚、0.05%沒食子酸和0.02%D-異抗壞血酸鈉為單因素條件，以單因素試驗添加量的1/3為基準，上下浮動取3個水平，進行正交試驗。因素水平設計見表6。

由表7可知，雖然4個單因素條件均對冷鮮雞肉的抗氧化產生影響，但不同因素的影響力卻彼此不同，各影響因素的順序為：A（生姜提取物）>D（D-異抗壞血酸鈉）>B（茶多酚）>C（沒食子酸），其中，生姜提取物的濃度是更主要的影響因素，對試驗結果影響最顯著，而D-異抗壞血酸鈉的濃度對試驗結果的影響與其相差較小。通過正交試驗所預測到的最優方案為：ADBC，即0.200%生姜提取物、0.004%D-異抗壞血酸鈉、0.010%茶多酚和0.030%沒食子酸。

2.4.2 失質量率正交試驗結果分析 正交試驗對雞肉失質量率的影響見表8。

由表8中的極差R值可知，雖然4個單因素條件均對冷鮮雞肉的抗氧化產生影響，但不同因素的影響力卻彼此不同，各影響因素的順序為：A（生姜提取物）>C（沒食子酸）>D（D-異抗壞血酸鈉）>B（茶多酚），其中，生姜提取物的濃度是更主要的影響因素，對試驗結果影響最顯著。通過正交試驗所預測到的最優方案為ACDB，即0.400%生姜提取物、0.020%沒食子酸、0.004%D-異抗壞血酸鈉和0.010%茶多酚。

2.4.3 驗證性試驗

TBARS與失質量率的正交試驗各自最優方案并不完全一致，其中，TBARS的最優方案為：0.200%生姜提取物、0.010%茶多酚、0.030%沒食子酸、0.004%D-異抗壞血酸鈉，而失質量率的最優方案為：0.400%生姜提取物、0.010%茶多酚、0.020%沒食子酸、0.004%D-異抗壞血酸鈉;兩者差別在于生姜提取物和沒食子酸的濃度略有不同。鑒于抗氧化為本研究首要考察指標，因此選擇抗氧化效果最佳方案進行驗證試驗，在8 d時雞肉的吸光度為0.143，此時的失質量率為4.68%，顯示出了良好的抗氧化作用和保水能力。因此，在綜合考慮硫代巴比妥酸值和失質量率后，最優復合涂膜條件為：0.400%CMC、0.400%生姜提取物、0.010%茶多酚、0.020%沒食子酸和0.004%D-異抗壞血酸鈉。

3 結論

本研究選取了羧甲基纖維素鈉為基礎涂膜劑，考察了CMC濃度對雞肉保水能力的影響，并進一步考察了CMC涂膜復合多種天然抗氧化劑對冷鮮雞肉的抗氧化和保水作用，還引入了合成抗氧化劑TBHQ進行比較研究。結果表明，0.4%CMC組與空白雞肉相比具有良好的保水作用;在復合抗氧化劑后，由于抗氧化劑不同，結果有所差別，其中，生姜提取物、茶多酚、沒食子酸和D-異抗壞血酸鈉等天然抗氧化劑顯示了突出的抗氧化功效。4種天然抗氧化劑具有一定保水性，其中，D-異抗壞血酸鈉尤其具有優秀的保水能力，這可能與其是鹽類有關。而合成抗氧化劑TBHQ不論是抗氧化還是保水性能，均顯著弱于天然抗氧化劑。在通過單因素試驗確定了天然抗氧化劑的最佳濃度后，通過正交試驗確定最佳工藝條件為CMC濃度0.4%，生姜提取物濃度0.4%、茶多酚濃度0.010%、沒食子酸濃度0.02%和D-異抗壞血酸鈉濃度0.004%。本研究所展示的復合天然抗氧化劑CMC涂膜可有效降低冷鮮雞肉的氧化程度和失質量率，在不降低雞肉感官性狀的同時提升了產品的安全性，具有重要的市場應用價值。

參考文獻：

[1]王 波，羅海玲. 氧化反應對肌肉滴水損失的影響及抗氧化劑對其調控機制的研究進展[J]. 中國畜牧雜志，2019，55（6）：1-5.

[2]朱 香，林劍軍，白衛東. 肉制品天然抗氧化劑的研究進展[J]. 農產品加工，2019（16）：53-56.

[3]李 雪，賀稚非，李洪軍. 可食性膜在肉及肉制品保鮮貯藏中的應用研究進展[J]. 食品與發酵工業，2019，45（2）：233-239.

[4]Fishman M L.Edible and biodegradable polymer films：challenges andOpportunities[J]. Food Technology，1997，51：16.

[5]張小敏. 天然抗氧化劑與涂膜處理對宣威火腿抗氧化效果的影響[D]. 昆明：云南農業大學，2016.

[6]高立紅，鄭 艷.可食用膜在冷鮮肉保鮮中的應用研究進展[J]. 肉類研究，2017，31（12）：56-59.

[7]劉 可，高 鋒，劉佳豪，等. 殼聚糖在食品保鮮中的研究應用進展[J]. 食品安全導刊，2021（8）：16-19.

[8]施肇源，柳 甜，彭津津，等. 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[J]. 食品研究與開發，2018，39（22）：157-163.

[9]馬青青. 海藻酸鈉涂膜對冷卻雞胸肉保鮮效果的影響[D]. 南京：南京農業大學，2011.

[10]Peralta-Ruiz Y，Tovar C D G，Sinning-Mangonez A，et al. ReductionOf postharvest quality loss and microbiological decayOf tomato “Chonto”（Solanum lycopersicum L.） using chitosan-E essentialOil-based edible coatings under low-temperature storage[J]. Polymers，2020，12（8）：1822.

[11]Monjazeb Marvdashti L，Abdulmajid Ayatollahi S，Salehi B，et al.OptimizationOf edible Alyssum homalocarpum seed gum-chitosan coating formulation to improve the postharvest storage potential and qualityOf apricot（Prunus armeniaca L.）[J]. JournalOf Food Safety，2020，40（4）：e12805.

[12]何韻晴. 羧甲基纖維素鈉復合膜的制備及其在食品保鮮中的應用[D]. 昆明：昆明理工大學，2020.

[13]Ribeiro J S，Santos M J M C，Silva L K R，et al. Natural antioxidants used in meat products：a brief review[J]. Meat Science，2019，148：181-188.

[14]類紅梅，羅 欣，毛衍偉，等. 天然抗氧化劑的功能及其在肉與肉制品中的應用研究進展[J]. 食品科學，2020，41（21）：267-277.

[15]朱臻怡，馮 民，熊華萱，等. 食品中抗氧化劑的應用及其檢測技術研究進展[J]. 化學分析計量，2013，22（5）：104-108.

[16]杜榮茂，劉梅森，何唯平.天然功能性食品添加劑茶多酚[J]. 中國食品添加劑，2004（2）：56-60.

[17]郝教敏，楊文平，靳明凱，等. 黑麥多酚提取物對豬肉丸冷藏期間氧化穩定性和品質的影響[J]. 食品科學，2020，41（9）：175-181.

[18]霍曉娜，李興民，謝 輝，等. 天然抗氧化劑對控制豬肉脂肪氧化及保鮮效果研究[J]. 食品與發酵工業，2005，31（10）：145-148.

[19]莎麗娜，李曉波，李秀麗. 三種天然抗氧化劑對冷卻羊肉抗氧化效果的比較試驗[J]. 肉類工業，2008（1）：31-33

[20]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.

[21]蔣建平，陳 洪，周曉媛. 以茶多酚為主體的抗氧化劑聯用對冷卻肉保鮮作用的研究[J]. 株洲工學院學報，2005，19（1）：17-19.

[22]趙莉君，趙改名，李苗云，等. 冷藏調理川香雞柳生產用抗氧化劑的篩選[J]. 現代食品科技，2020，36（8）：160-165，364.

[23]付 麗，吳 麗，胡曉波，等. 三種天然抗氧化劑復合對凍藏牛肉丸抗氧化效果的研究[J]. 現代食品科技，2018，34（3）：159-166.

[24]Ruan C C，Zhang Y M，Sun Y E，et al. EffectOf sodium alginate and carboxymethyl cellulose edible coating with epigallocatechin gallateOn quality and shelf lifeOf fresh pork[J]. International JournalOf Biological Macromolecules，2019，141：178-184.

[25]食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定：GB 5009.181—2016[S].

[26]李 磊，崔麗偉，張 冉，等. 3種香辛料精油在牛排涂膜保鮮中的應用研究[J]. 食品科技，2019，44（2）：138-142，151.