乳酸鏈球菌-丁香提取物對調理牛排低溫貯藏期間品質變化的影響

◎ 李毅麗，張 鐸，崔潤麗

（河北化工醫藥職業技術學院質量檢測與管理系，河北 石家莊 050000）

冷鏈物流的快速發展推動了冷凍調理肉制品的快速發展。牛排因營養豐富、食用方便的特點，深受消費者的青睞。目前電商渠道逐漸成為牛排的主流營銷途徑，并通過快遞包裝運送到終端消費者手中。然而，牛排在快遞運輸途中易受到溫度波動而發生品質變化，尤其是在夏天，即使有冰袋與泡沫的加持，也不能始終保持低溫環境。因此，研究牛排在微凍狀態下如何通過生物保鮮劑來延長貨架期，成為調理肉制品保鮮的重要研究方向。

乳酸鏈球菌素（Nisin）是乳酸鏈球菌代謝過程中產生的一種天然抗菌活性肽[1-2]。據報道，乳酸鏈球菌素由34 個氨基酸組成，其中脫氫丙氨酸和β-甲基脫氫丙氨酸可與細胞膜上的某些酶發生反應，破壞細胞膜的結構，從而抑制細菌生長繁殖[3-4]。譚秀山等[5]研究發現10 mg·mL-1的乳酸鏈球菌素具有良好的抑菌效果。乳酸鏈球菌素對革蘭氏陽性菌有良好的抑菌效果，如金黃色葡萄球菌、肉毒桿菌等，但在抑制革蘭氏陰性菌、酵母菌上效果不明顯。為拓寬乳酸鏈球菌素的應用范圍，通常將其與其他防腐劑復配并應用到食品中[6]。丁香作為生活中常見的香辛料，不僅具有調味作用，同時含有豐富的黃酮、多酚和揮發油等抑菌成分，丁香提取物作為天然防腐劑具有良好的發展前景[7-8]。本文以調理牛排為研究對象，探究Nisin 與丁香提取物復配使用對調理牛排的效果，以期為調理牛排保鮮技術研發提供更多的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮牛肉，購自當地菜市場；乳酸鏈球菌素（Nisin，食品級），河南安銳生物科技有限公司；丁香提取物，本實驗室提取留存備用；三氯乙酸、硫代巴比妥酸均為國產分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

pH 計，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LRH-150 型生化培養箱，上海一恒科技有限公司；UV-2550型紫外可見分光光度計，尤尼柯儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 牛排的制作工藝

采用新鮮牛肉，剔除肉筋膜后放入冰箱中冷凍成型，將牛肉用切片機切片，厚度約為1.5 cm。按肉重的百分比，稱取白砂糖1%、食用鹽2%、味精2%、呈味核酸二鈉0.2%和冰水10%，混合均勻后，放入解凍后的牛排，并置于4 ℃條件下腌制12 h，將牛排取出瀝干后進行真空包裝，置于4 ℃冰箱中，分別在0 d、2 d、4 d、6 d、8 d 和10 d 時測定調理牛排的理化指標。其中，對照組為基礎配方，實驗組配方為添加0.12 g·kg-1乳酸鏈球菌素、0.3 g·kg-1丁香提取物和 0.12 g·kg-1乳酸鏈球菌素和0.3 g·kg-1丁香提取物。

1.3.2 硫代巴比妥酸（Thiobarbituric Acid，TBA）的測定

參考童光森等[9]方法，稍作修改。稱取5 g 肉樣絞碎，加入25 mL 三氯乙酸溶液（含0.1% EDTA），混合均勻后均質1 min，離心8 min，用雙層濾紙去除油脂。取5 mL 過濾后的溶液加入比色管中，加入5 mL TBA 溶液混合均勻，90 ℃水浴加熱30 min，冷卻后測定吸光度。

1.3.3 蒸煮損失率的測定

參考文獻[10]，稍作修改。將樣品用雙層濾紙包裹后放入離心管中，置于100 ℃水浴鍋中水浴加熱10 min 后取出，擦干水分，稱取樣品剩余質量，蒸煮損失率的計算公式為

式中：W1為蒸煮前樣品質量，g；W2為蒸煮后樣品質量，g。

1.3.4 pH 測定

參考GB 4789.2—2003 測定方法[11]，采用pH 計測定樣品的pH，每組樣品測定3 次，取平均值。

1.3.5 揮發性鹽基氮（TVB-N）測定

參考GB 5009.228—2016 中的測定方法[12]，測定樣品的TVB-N 含量。

1.3.6 菌落總數測定

參考GB 4789.2—2016，測定樣品的菌落總數[13]。

2 結果與分析

2.1 貯藏期間調理牛排TBA 的變化

肉類肌肉組織在活性氧和脂肪氧合酶的共同作用下極易發生脂肪氧化，在脂肪氧化過程中釋放出一些小分子物質，如丙二醛、膽固醇氧化產物等，同時產生令人不愉悅的氣味[14]。通常采用硫代巴比妥酸反應物（TBA）量化脂肪氧化過程中的代謝產物[15]。由圖1 可知，隨著貯藏時間的延長，各組調理牛排的TBA含量均呈上升趨勢，說明脂肪氧化程度隨貯藏時間逐漸增加。對照組TBA 初始值為0.17 mg/100 g，貯藏末期可達0.83 mg/100 g。與對照組相比，添加保鮮劑各組的TBA 含量始終低于對照組，尤其貯藏前期TBA含量變化緩慢，6 ～8 d 之后快速升高，說明Nisin 與丁香提取物在一定程度上抑制了牛排的脂肪氧化速率，且在二者協同作用下可以明顯延長調理牛排的貨架期。

圖1 調理牛排在貯藏期間TBA 的變化圖

2.2 貯藏期間調理牛排蒸煮損失率的變化

蒸煮損失率是反應牛肉保水性的重要指標，同時直接影響牛排的食用口感，蒸煮損失率直接影響牛排的保水性，蒸煮損失率越小，保水性越好，肉品品質也更易于被消費者接受[16]。由圖2 可知，隨著貯藏時間的延長，調理牛排的蒸煮損失率整體呈增加趨勢，且在相同貯藏條件下，保鮮處理組的蒸煮損失率明顯低于對照組。這是由于隨著貯藏時間的延長，在大量微生物和內源酶的作用下，肌肉組織由緊密逐漸變為疏松，肌原纖維蛋白的網狀結構遭到破壞，使得水分從內向外遷移，其保水性能逐漸下降，主要表現為在加熱之后水分流失嚴重。添加Nisin 和丁香提取物的調理牛排可在一段時間內維持良好的肌肉組織，尤其Nisin和丁香提取物復配組保鮮效果最佳，Nisin組次之，丁香提取物組雖有一定的保鮮作用，但保鮮效果一般。

圖2 調理牛排在貯藏期間蒸煮損失率的變化圖

2.3 貯藏期間調理牛排pH 的變化

由圖3 可知，不同處理組的調理牛排的pH 隨貯藏時間的延長呈上升趨勢，這主要是由于隨著貯藏時間的延長，牛肉組織中產生大量堿性物質，使得其pH增加。有大量研究表明，動物宰殺后立即貯藏，在貯藏前期肌肉組織會發生排酸現象，導致pH 下降[17]，從中可判斷出調理牛排的排酸過程可能發生在腌制過程中。通常認為，pH 在5.6 ～6.2 為一級鮮度肉，二級鮮度肉在6.3 ～6.6，達到6.7 以上則表示已變質[18]。從圖中可知，在貯藏前期各組調理牛排的pH 為5.7，屬于一級鮮度肉。隨著貯藏時間的延長，對照組在4 d時pH 為6.34，調理牛排新鮮度明顯降低，在6 ～8 d 時，已接近腐敗變質，不可食用。而添加Nisin、丁香提取物及復配組的pH 明顯低于對照組（P＜0.05）。因此，添加生物保鮮劑組的調理牛排相比對照組的貨架期可延長2 ～3 d。

圖3 調理牛排在貯藏期間pH 的變化圖

2.4 貯藏期間調理牛排TVB-N 的變化

由圖4 可知，調理牛排的初始TVB-N 含量在（6.18 ～6.25） mg/100 g，隨著貯藏時間的延長，各處理組的TVB-N 含量逐漸增加，這是因為牛肉組織中的蛋白質在微生物和內源性酶的作用下產生的揮發性堿性物質逐漸增加[19-20]。貯藏0 ～4 d，添加保鮮劑的各處理組明顯低于對照組，且添加保鮮劑的調理牛排在貯藏前期差異不明顯，均能有效抑制調理牛排堿性物質的產生。貯藏后期，Nisin-丁香提取物組的TVB-N 含量始終低于其他3 組，且上升速率緩慢，這可能是隨著微生物的大量生長繁殖，單一的保鮮劑保鮮效果減弱，Nisin-丁香提取物的復配保鮮劑表現出更好的保鮮效果。

圖4 調理牛排在貯藏期間TVB-N 的變化圖

2.5 貯藏期間調理牛排菌落總數的變化

由圖5 可知，隨著貯藏時間的增加，各處理組的菌落總數呈上升趨勢，對照組菌落總數初始值為 3.74 lg CFU·g-1，在6 d 時菌落總數超過6 lg CFU·g-1，根據相關技術規范要求肉制品中的細菌總數不高于 6 lg CFU·g-1[21]，說明對照組調理牛排6 d 時達到腐敗程度。這與之前的pH、TVB-N 變化呈現出相似的變化規律，也進一步說明貯藏時間延長，調理牛排肌肉組織中微生物大量繁殖，產生的胞外蛋白酶促進了蛋白質的分解，導致肉樣體系內堿性物質含量增加。添加Nisin 和Nisin-丁香提取物的調理牛排8 d 時，菌落總數雖有增加，但均低于對照組，說明Nisin 有良好的抑菌效果，且二者復配使用效果最好。這是因為Nisin 和丁香提取物可通過不同的抑菌機理達到抑制微生物生長的效果。

圖5 調理牛排在貯藏期間菌落總數的變化圖

3 結論

在貯藏期間，調理牛排的TBA、蒸煮損失率、pH、TVB-N 和菌落總數均隨著貯藏時間的延長呈上升趨勢。經Nisin、丁香提取物和Nisin-丁香提取物復配保鮮劑處理后調理牛排的各項指標均低于對照組，表明Nisin 和丁香提取物能夠明顯抑制調理牛排中微生物的生長繁殖，抑制內源酶的活性和堿性物質的產生，減緩肌肉組織的脂肪氧化，提高牛排的保水能力，且Nisin-丁香提取物復配保鮮劑的保鮮效果優于Nisin 和丁香提取物，因此選用Nisin-丁香提取物作為調理牛排的復配保鮮劑可以達到良好的保鮮效果，同時具有安全、易獲取的特點，具有良好的發展前景。