保鮮劑對不同儲藏溫度條件下陳皮兔丁品質的影響及貨架期預測模型建立

尤香玲，王浩文，吳華昌，鄧靜，徐向波2,

(1.成都大學 藥學與生物工程學院,成都 610106；2.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106；3.四川天味食品集團股份有限公司，成都 610200；4.四川旅游學院 食品學院，成都 610100)

陳皮兔丁是四川經典的冷吃兔肉產品之一，反映了民族和地方特色，具有食物本身的價值及豐厚的文化內涵。陳皮兔丁是以鮮兔肉丁為主料，輔以各種調味料等，經過腌制、油炸、炒制[1]等工藝烹制而成，成品色澤鮮亮，口感外酥里嫩，香辣適口，陳皮風味突出，四川民眾常作為下酒菜食用，也可以作為日常休閑食品。

陳皮兔丁因用料多樣，生產工藝復雜，目前主要是以小作坊生產為主，沒有標準化生產線，產量低，保質期短，貯藏過程中易出現腐敗變質、營養成分流失等問題，不利于流通，不能滿足大眾對陳皮兔丁的需要。使用高溫或加熱滅菌延長陳皮兔丁的貯藏時間，對陳皮兔丁的口感、風味及營養均有較大的影響，可以通過添加合適的復合保鮮劑[2-4]，達到延長陳皮兔丁貯藏期并且降低營養損失、提高其品質的目的。

本研究以陳皮兔丁為研究對象，研究了在4,20,30 ℃的貯藏溫度下，保鮮劑對陳皮兔丁貯存期的影響，采用一級動力學反應模型結合 Arrhenius 方程，建立了添加保鮮劑的情況下，陳皮兔丁的貨架期預測模型，為陳皮兔丁貯藏過程中品質變化研究及綜合保鮮提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

兔肉、干辣椒、生姜、大蔥、花椒、香油、陳皮：均為市售；白砂糖：耿馬山三食品廠；料酒：千禾味業有限公司；食鹽：四川樂山聯峰鹽化有限責任公司；雞精：四川豪吉食品有限公司；焦糖色素：洛陽樂迪食品有限公司；姜粉、陳皮粉、蔥粉(仟佳佰味調味粉)：泰州春和源食品有限公司；乳酸鏈球菌素：浙江新銀象生物工程有限公司；雙乙酸鈉：南通奧凱生物技術開發有限公司；乳酸鈉：河南金丹乳酸科技股份有限公司；溶菌酶：廣東新如榮生物科技有限公司。

1.2 試劑

氯化鈉、酵母浸膏、胰蛋白胨、蛋白胨、葡萄糖、瓊脂粉、乳糖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、月桂基硫酸鈉、牛膽粉、煌綠水溶液：均為生化試劑，成都金山化學試劑有限公司；1,1,3,3-四乙氧基丙烷、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、乙二胺四乙酸二鈉、硼酸、鹽酸、碳酸鉀、阿拉伯膠、丙三醇、甲基紅、亞甲基藍：均為分析純，成都金山化學試劑有限公司。

1.3 儀器與設備

YXQ-LS-18SI立式壓力蒸汽滅菌鍋、GZX-9000MBE電熱鼓風干燥箱、8J-2CD超凈工作臺 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；GZ150-S生化培養箱 韶關市廣智科技設備有限公司；UV BlueStar A型紫外可見分光光度計 北京萊伯泰科儀器股份有限公司；XHF-D高速分散器(內切式勻漿機) 寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.4 方法

1.4.1 陳皮兔丁樣品制備及保藏預處理

以兔肉比例為100%，陳皮兔丁制作最佳工藝為食鹽1.0%、料酒4.0%、白砂糖6.0%、花椒2.0%、蔥汁1.2%、姜粉0.8%、陳皮粉0.8%，腌制溫度20 ℃，腌制時間15 min。最適油炸工藝為油炸時間190 s、油炸溫度180 ℃、肉與油的比例為1∶9。焦糖色替代炒糖色工藝，確定使用焦糖色品種為亞硫酸銨法焦糖色，添加量為1.0 g/kg。

保鮮劑的成分組成為乳酸鏈球菌素0.15%、雙乙酸鈉0.10%、乳酸鈉1.00%、溶菌酶 0.05%[5-8]。

陳皮兔丁成品設置2個實驗組，分別為未添加保鮮劑組(對照組)和保鮮組，每袋成品200 g，真空包裝(尼龍真空袋+鋁箔真空袋)。

保鮮劑在成品冷卻后添加，攪拌均勻后裝袋。兩組成品分別放置于4，20，30 ℃溫度條件下，前10 d每隔48 h，10 d后每隔5 d測定成品的理化指標及微生物變化規律，并建立Arrhenius模型預測在不同貯藏溫度下添加保鮮劑的陳皮兔丁成品貨架期。

1.4.2 感官評分測定

由具有感官品評專業知識的專業人員10名(男女比例1∶1)組成感官品評小組，參照感官評分標準(見表1)，對不同貯藏時間和溫度的陳皮兔丁進行感官品評，結果取平均值。

表1 陳皮兔丁成品感官品評標準Table 1 Sensory evaluation criteria of tangerine peel-flavored diced rabbit

1.4.3 硫代巴比妥酸(TBARS)值

參照Mielnik等[9]的TBARS值測定方法，并進行適當修改。取10 g兔肉樣品攪碎，加入50 mL 7.5%三氯乙酸混合物，4 ℃、4 000 r/min離心10 min，上清液使用雙層濾紙過濾。取濾液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L TBA水溶液，沸水浴中加熱30 min后于冷水流中冷卻至室溫，于532 nm波長處測定吸光值，取5 mL蒸餾水做空白組，每組做3個平行。 分別配制濃度為0.01，0.05，0.10，0.15，0.25 μg/mL的標準溶液，于532 nm波長處測定吸光值，得到標準曲線y=0.612 5x+0.076 1，R2=0.990 3。根據標準曲線計算兔肉硫代巴比妥酸值，結果取平均值。

1.4.4 揮發性鹽基氮(TVB-N)

參考GB 5009.228-2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》第三法微量擴散法，測定陳皮兔丁揮發性鹽基氮含量[10]。

1.4.5 微生物指標測定

菌落總數測定：參考GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》，測定貯藏過程中陳皮兔丁菌落總數變化[11]。

大腸桿菌數測定：參考GB 4789.3-2016《食品安全國家標準 食品微生物檢驗 大腸菌群計數》，測定貯藏過程中陳皮兔丁大腸桿菌數變化[12]。

1.4.6 貯藏期間陳皮兔丁品質變化動力學模型建立

研究表明，感官、理化及微生物等指標可作為評價食品品質變化的關鍵因素，通過建立動力學模型，預測產品貨架期[13]。貯藏溫度是影響食品品質的主要因素之一，Arrhenius方程常用于描述溫度與食品貨架期的關系，因此，利用Arrhenius方程對不同貯藏溫度下陳皮兔丁的貨架期預測[14-15]。

1.4.6.1 貯藏期間陳皮兔丁動力學模型

一級動力學方程：

A=A0×ekt。

(1)

式中：t為陳皮兔丁貯藏時間(d)；A為貯藏t時間指標數值；A0為初始指標數值；k為反應速率常數。

1.4.6.2 不同貯藏溫度下指標Arrhenius方程建立

Arrhenius方程能反映速率常數與溫度的關系[16-17]，預測試驗中不同貯藏溫度下陳皮兔丁的貨架期。其反映方程式如下：

(2)

式中：k為反應速率常數；k0為方程指前因子；Ea為活化能(kJ/mol)；T為貯藏溫度(K，T(K)=t(℃)+273)。

為方便整理和計算，將式(2)取對數得到如下方程：

(3)

1.4.6.3 陳皮兔丁貨架期預測模型的建立

結合式(1)、(2)、(3)，選擇Arrhenius回歸方程R2大于0.95的品質指標，對陳皮兔丁進行理論預測，預測模型如下：

(4)

通過式(4)得到預測的貨架期，與實際測定的貨架期進行對比，計算相對誤差，見下式：

(5)

式中：x1為預測值，x0為實際值。

1.4.7 數據統計與分析

使用Origin 2017軟件制圖，采用SPSS 23.0軟件對數據進行處理。所有數據為3次平行實驗所得，計算平均值和標準偏差。

2 結果分析

2.1 不同溫度貯藏條件下陳皮兔丁品質的變化

2.1.1 感官評分變化

表2 不同貯藏溫度陳皮兔丁感官評分變化Table 2 Sensory score changes of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

由表2可知，不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的感官評分皆隨著貯藏時間的增加呈下降趨勢，但未添加保鮮劑的陳皮兔丁感官評分下降速度較添加保鮮劑的快。

添加保鮮劑的陳皮兔丁，在4,20，30 ℃的貯藏條件下，感官評分值高于60分的時間分別為40，25，25 d，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁分別延長了20，5，10 d。

2.1.2 硫代巴比妥酸值變化

硫代巴比妥酸(TBARS)是不飽和脂肪酸氧化分解的丙二醛等衍生物與硫代巴比妥反應的產物，TBARS反映脂肪氧化程度，能作為肉制品貯藏過程中質量評價的重要指標[18]。

a

由圖1可知，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的TBARS值增長速度皆隨著貯藏溫度的增加而加快，在相同貯藏溫度下，與未添加保鮮劑的陳皮兔丁相比，添加保鮮劑的陳皮兔丁其TBARS值增長更加緩慢，超過限值的貯藏時間延長。貯藏溫度為4 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁在第40天仍未超過限值，而未添加保鮮劑的陳皮兔丁在第30天時超過限值。貯藏溫度為20，30 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁的TBARS值分別在第40天和第20天達到限值[19]，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁貯藏時間延長15，5 d，說明保鮮劑能有效地抑制陳皮兔丁脂肪酸的氧化。

2.1.3 揮發性鹽基氮值變化

揮發性鹽基氮(TVB-N)是衡量肉制品貯藏過程中品質變化的重要指標[20]，在貯藏過程中，微生物通過分解兔肉中的蛋白質產生尸胺、腐胺等鹽基態氮物質[21]。

a

由圖2可知，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的TVB-N值增長速度皆隨著貯藏溫度的增加而加快，在相同貯藏溫度下，與未添加保鮮劑的陳皮兔丁相比，添加保鮮劑的陳皮兔丁TVB-N值增長更加緩慢，超過限值的貯藏時間延長。貯藏溫度為4 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁在第40天仍未超過限值，而未添加保鮮劑的陳皮兔丁在第15天時超過限值。貯藏溫度為20，30 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁其TVB-N值均在第35天達到限值，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁貯藏時間均延長20 d，說明保鮮劑能有效地抑制蛋白質的分解。

2.1.4 微生物數變化

a

菌落總數是衡量食品被微生物污染程度的定量衛生標準，而微生物的生長繁殖會導致肉制品腐敗變質[22]，由圖3可知，不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的菌落總數值皆隨著貯藏時間的延長呈增長趨勢，增長速率由快速到緩慢，可能是由于貯藏前期，陳皮兔丁的水分含量較高，營養物質豐富，微生物大量生長繁殖，到中后期陳皮兔丁營養物質減少，水分含量降低，肉質變硬，導致微生物生長速率減緩[23]。

在相同貯藏溫度下，與未添加保鮮劑的陳皮兔丁相比，添加保鮮劑的陳皮兔丁菌落總數值增長更加緩慢，超過限值的貯藏時間延長。貯藏溫度為4，20，30 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁，其菌落總數值分別在第35天和第15天，第10天達到限值[24]，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁達到限值的時間延長20，5，2 d，說明保鮮劑能有效抑制微生物的生長繁殖，且貯藏溫度越低，抑制效果越好。

a

大腸桿菌數是評價熟肉品質的重要指標之一，由圖4可知，不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的大腸桿菌數皆隨著貯藏時間的延長呈增長趨勢，增長速率由緩到快。在相同貯藏溫度下，與未添加保鮮劑的陳皮兔丁相比，添加保鮮劑的陳皮兔丁大腸桿菌數值增長更加緩慢，超過限值的貯藏時間延長。貯藏溫度為4 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁在第40天仍未超過限值，而未添加保鮮劑的陳皮兔丁在第25天時超過限值。貯藏溫度為20，30 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁，其大腸桿菌數值分別在第35天和第30天達到限值，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁達到限值的時間均延長20 d，說明保鮮劑能有效抑制大腸桿菌的生長繁殖。

綜合感官評分值、TBARS值、TVB-N值、大腸桿菌數及菌落總數的測定結果，在4，20，30 ℃的貯藏溫度下，添加保鮮劑的陳皮兔丁貨架期分別為25，12，8 d，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁貨架期分別延長了15，4，2 d。

2.2 不同貯藏溫度下添加保鮮劑陳皮兔丁的貨架期預測

2.2.1 陳皮兔丁品質變化各指標動力學模型建立

表3 不同貯藏溫度下陳皮兔丁各指標動力學模型參數Table 3 Kinetic model parameters of each index of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

由表3可知，不同貯藏溫度下，陳皮兔丁的TBARS、TVB-N及菌落總數的R2均大于0.9，說明3個指標的一級反應相關性較好，因此，選擇TBARS、TVB-N和菌落總數3個指標的動力學方程進一步分析。

2.2.2 Arrhenius方程建立

由式(3)得到，lnk與1/T呈線性關系，根據各指標在不同貯藏溫度下得到的值，以lnk和1/T分別為縱坐標和橫坐標作圖，得到回歸方程和R2。

表4 不同貯藏溫度下陳皮兔丁各指標的Arrhenius回歸方程Table 4 Arrhenius regression equation of each index of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

由表4可知，菌落總數、TBARS和TVB-N的相關系數R2均大于0.95，通過Arrhenius方程，分別得到菌落總數、TBARS和TVB-N的活化能Ea和速率常數k0。

2.2.3 產品貨架期預測模型驗證

根據Arrhenius方程得到3個指標的Ea和k0值，分別代入各指標的貨架期預測方程：

SL菌落總數=(lnA-lnA0)×exp(3.883)×exp(2 046.4/T)。

(6)

SLTBARS(lnA-lnA0)×exp(11.219)×exp(4 126.4/T)。

(7)

SLTVB-N(lnA-lnA0)×exp(2.005)×exp(1 556.3/T)。

(8)

式中：A為貯藏一定時間后指標的值；A0為該指標初始值。

由表5可知，不同貯藏溫度下，TBARS和TVB-N的預測值相對誤差均在±10%以內，說明利用TBARS和TVB-N構建貨架期模型具有較高的準確性。4 ℃和20 ℃菌落總數貨架期預測值的相對誤差分別-34.36%、19.4%，均不在相對誤差范圍內，說明菌落總數構建貨架期模型不適用于中低溫度下陳皮兔丁的貨架期預測。

結合貨架期預測結果與實際測定結果，最終確定添加保鮮劑的陳皮兔丁成品在4，20，30 ℃的貯藏溫度下，其貨架期分別能達25，12，8 d。

表5 不同貯藏溫度下陳皮兔丁貨架期預測值和實測值Table 5 Predicted value and actual value of shelf life of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

3 結論

本研究通過探究添加保鮮劑的陳皮兔丁，研究其在4,20,30 ℃貯藏溫度下的感官評價、理化指標及菌落總數變化情況，并通過Arrhenius方程預測其在4～30 ℃范圍內的貨架期，得到以下結論：

不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的感官評分皆隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢，在相同貯藏溫度下，添加保鮮劑的陳皮兔丁較未添加保鮮劑的陳皮兔丁下降緩慢。在4 ℃的貯藏溫度下，添加保鮮劑的陳皮兔丁感官評分值高于60分的時間為40 d，較未添加保鮮劑的陳皮兔丁延長了20 d。

不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的TBARS值和TVB-N值皆隨著貯藏時間的延長呈增長趨勢，且貯藏溫度越低，TBARS值和TVB-N值增長越緩慢。在相同貯藏溫度下，添加保鮮劑的陳皮兔丁較未添加保鮮劑的陳皮兔丁增長速度緩慢，4 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁TBARS值和TVB-N值達到限值的時間較未添加保鮮劑的陳皮兔丁分別延長超過10，25 d，說明保鮮劑能有效抑制陳皮兔丁的脂肪酸氧化和蛋白質分解。

不同貯藏溫度下，無論是否添加保鮮劑，陳皮兔丁的菌落總數及大腸桿菌數皆隨著貯藏時間的延長呈逐漸上升趨勢，在相同貯藏溫度下，添加保鮮劑的陳皮兔丁較未添加保鮮劑的陳皮兔丁上升速度緩慢。貯藏溫度為4 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁，其菌落總數和大腸桿菌數達到限值的時間較未加保鮮劑的陳皮兔丁分別延長超過20，15 d。貯藏溫度為20,30 ℃時，添加保鮮劑的陳皮兔丁較未添加保鮮劑的陳皮兔丁，菌落總數達到限值的時間分別延長5,2 d，大腸桿菌數達到限值的時間均延長20 d，說明低溫和保鮮劑皆對大腸桿菌數和菌落總數的增長具有抑制效果。

利用Arrhenius方程獲得的陳皮兔丁貨架期模型,通過菌落總數、TBRAS、TVB-N 3個指標的變化，成功預測了不同儲藏溫度下添加保鮮劑的陳皮兔丁和未添加保鮮劑的陳皮兔丁的貨架期，建立了貨架期預測模型，為陳皮兔丁貯藏過程的品質變化研究及綜合保鮮提供了理論依據。