王佳奕 武陶 李璐 丁武
摘 要:采用離子凝膠法制備的山梨酸納米粒腌制中式香腸,研究其對(duì)中式香腸抑菌及抗氧化性能的影響。在中式香腸自然風(fēng)干20 d后,定期檢測(cè)各處理組微生物及理化指標(biāo),并進(jìn)行比較。結(jié)果表明:在貯藏的72 d中,山梨酸納米粒組中式香腸的霉菌酵母總數(shù)顯著低于空白處理組(P<0.05),在貯藏后期(56~72 d)顯著低于空白納米粒組(P<0.05),表明以納米粒形式存在的山梨酸可直接發(fā)揮其抑菌作用與緩釋性能。此外,在整個(gè)貯藏期間,其硫代巴比妥酸值顯著低于空白納米粒組和空白處理組(P<0.05);其酸價(jià)、pH值顯著低于空白處理組
(P<0.05);表明山梨酸納米粒具有抑制脂肪氧化的作用。
關(guān)鍵詞:中式香腸;山梨酸;納米粒;抑菌;抗氧化
中圖分類號(hào):TS251.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2014)07-0023-05
近來,肉類食品安全問題事件頻發(fā),濫用非法添加劑現(xiàn)象嚴(yán)重,消費(fèi)者對(duì)天然、安全、無化學(xué)添加劑食品的需求日益增加[1]。山梨酸是一種安全高效的防腐保鮮劑,可以參與人體新陳代謝,具有一定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2]。它由國(guó)際糧農(nóng)組織和國(guó)際衛(wèi)生組織推薦使用,對(duì)于霉菌和酵母的生長(zhǎng)有很好的抑制作用[3]。但山梨酸的使用范圍受到其水溶性較差的限制。山梨酸鉀是目前廣泛使用的山梨酸類防腐劑,但它需要在酸性環(huán)境中結(jié)合H+轉(zhuǎn)變?yōu)樯嚼嫠嵝问剑源税l(fā)揮其抑菌防腐效能,在中性及堿性條件下幾乎不發(fā)揮作用[4-5]。
納米技術(shù)主要是將材料做成尺寸為1~100 nm的粒子。當(dāng)顆粒大小減小到1~100 nm臨界范圍時(shí),其理化性質(zhì)與組成成分相同的宏觀物體相比有明顯差別[6]。納米技術(shù)可以賦予食品許多特殊性能,可以改善物質(zhì)的水溶解性、熱穩(wěn)定性、口腔生物利用度、感官屬性和生理性能等[7]。本實(shí)驗(yàn)使用離子凝膠法制備的山梨酸納米粒,改善山梨酸的分散性,并利用納米粒的緩釋性能,使山梨酸直接發(fā)揮作用。目前,國(guó)內(nèi)外尚未見到山梨酸納米粒在中式香腸貯藏中研究的報(bào)道。
為了探究山梨酸納米粒對(duì)中式香腸抑菌及抗氧化性能的影響,本研究采用武陶等[8]前期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的離子凝膠法最優(yōu)工藝條件制備山梨酸納米粒腌制中式香腸,分別用空白納米粒、山梨酸鉀、蒸餾水制作中式香腸作為對(duì)照,通過測(cè)定各處理組的霉菌酵母總數(shù)、菌落總數(shù)、酸價(jià)、過氧化值(peroxide value peroxide value,POV)、pH值、硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid value,TBA)等指標(biāo),考察山梨酸納米粒的抑菌防腐及抗氧化效果,旨在為中式香腸保鮮提供新思路。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
鮮豬肉、輔料(包括精鹽、白糖、醬油、白酒、味精)、豬小腸等購(gòu)于陜西楊凌好又多超市。
2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、三氯甲烷 成都市科龍化工試劑廠;石油醚(30~60 ℃)、無水乙醇、無水乙醚 洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠;冰乙酸、氫氧化鉀、酚酞、可溶性淀粉、碘化鉀、硫代硫酸鈉均為分析純 天津市登峰化學(xué)試劑廠。
營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基 北京奧博星生物技術(shù)有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
HC-3018R高速冷凍離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;85-2恒溫測(cè)速磁力攪拌器 金壇榮華儀器制造公司;UV-2500紫外分光光度計(jì) 日本島津公司;SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠;
RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;WGP-400智能恒溫恒濕箱 寧波海曙賽福試驗(yàn)儀器廠;PHS-3C酸度計(jì) 上海日島科學(xué)儀器有限公司;莫菲MO-385
絞肉機(jī) 德國(guó)莫菲家電公司。
1.3 方法
1.3.1 空白納米粒與山梨酸納米粒制備
采用武陶等[8]前期實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)工藝,通過離子凝膠法制備得到。
1.3.2 中式香腸配方及制作
按照廣式臘腸基本工藝,10 kg鮮豬肉加入0.3 kg鹽、0.7 kg糖、0.1 L醬油、0.2 L白酒、20 g味精、0.5 g亞硝酸鈉,加水量以肉質(zhì)量20%為基準(zhǔn)制作中式香腸,將樣品分為以下4 個(gè)處理組,山梨酸鉀溶液組中山梨酸鉀的添加量為0.015g/kg鮮肉。
空白處理組:完全按照傳統(tǒng)工藝制作中式香腸;空白納米粒組:將空白納米粒作為制作香腸的輔料與其余輔料混勻,并相應(yīng)減少原料中加水量;山梨酸納米粒組:將制得的山梨酸納米粒作為輔料與其余輔料混勻,且減少加水量;山梨酸鉀溶液組:同前處理,減少加水量。
上述處理中,需保證山梨酸鉀濃度與山梨酸納米粒形成過程中山梨酸的濃度相同,空白納米粒組與山梨酸納米粒濃度相同,4 個(gè)不同處理組液體體積相同,有差異的用蒸餾水補(bǔ)足。
將豬精瘦肉和豬肥膘肉分別切成8~10 mm的肉丁,以30%肥肉和70%瘦肉的質(zhì)量比混合均勻;在各處理組中,蒸餾水、空白納米粒、山梨酸納米粒、山梨酸鉀溶液分別與原料肉充分混合;再加入白糖、食鹽、白酒、醬油、亞硝酸鈉等常規(guī)輔料混合均勻,其中空白處理組按原料肉總質(zhì)量的20%加入水,腌制1 h后,進(jìn)行灌腸。將制作好的中式香腸在通風(fēng)干燥條件下,自然風(fēng)干20 d后,于室溫下貯藏。分別在貯藏的20、31、46、56、72 d取樣,測(cè)定各項(xiàng)微生物指標(biāo)及理化指標(biāo)。
1.3.3 微生物分析
1.3.3.1 菌落總數(shù)的測(cè)定
采用GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn):菌落總數(shù)測(cè)定》[9]規(guī)定的瓊脂平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3.2 霉菌酵母總數(shù)的測(cè)定
采用GB 4789.15—2010《微生物學(xué)檢驗(yàn):霉菌和酵母計(jì)數(shù)》中霉菌酵母總數(shù)測(cè)定的方法。
1.3.4 脂肪氧化分析
1.3.4.1 POV測(cè)定
將香腸絞碎,用石油醚浸提油脂,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉石油醚得到油脂。按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[10]中油脂的POV測(cè)定方法測(cè)定。
1.3.4.2 酸價(jià)測(cè)定
樣品處理方法和POV測(cè)定相同,按照GB/T 5009.37—2003[10]中油脂的酸價(jià)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。
1.3.4.3 pH值測(cè)定
按照GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH值測(cè)定》[11]的方法測(cè)定。
1.3.4.4 TBA的測(cè)定
在Namke等[12]的方法上加以改進(jìn),采用雙波長(zhǎng)比色測(cè)定的方法。不同處理組樣品各取10 g肉樣并剪碎,加入50 mL 7.5%的三氯乙酸溶液(含0.1% EDTA),置于搖床中振搖30 min,后用雙層定性濾紙過濾,得到上清液。分別取5 mL不同處理組樣品的上清液,并分別加入5 mL 2-硫代巴比妥酸溶液(0.02 mol/L),沸水浴中保溫40 min,取出后自然冷卻1 h,加5 mL氯仿?lián)u勻,靜置分層后,取上清液在600 nm和532 nm波長(zhǎng)處測(cè)定樣品吸光度,按下式計(jì)算TBA值。
TBA=(A532 nm-A600 nm)/155×1/10×72.6×1000
1.4 數(shù)據(jù)分析
利用Excel 2007及DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析,采用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較與顯著性分析(P<0.05)。
2 結(jié)果與分析
2.1 中式香腸在貯藏過程中菌落總數(shù)變化
同一貯藏時(shí)間內(nèi),小寫字母不同表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。
由圖1可知,在整個(gè)貯藏過程中,不同處理組的中式香腸滋生的菌落總數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。空白處理組與山梨酸鉀溶液組的中式香腸菌落總數(shù)增長(zhǎng)較快;空白納米粒組以及山梨酸納米粒組的中式香腸菌落總數(shù)上升較慢,兩處理組之間差異不顯著(P<0.05)。在第56天與第66天,山梨酸納米粒組的菌落總數(shù)顯著低于山梨酸鉀溶液組(P<0.05);在整個(gè)貯藏期間,山梨酸納米粒組與空白處理組之間差異顯著
(P<0.05)。由此表明,山梨酸以納米粒形式存在時(shí),可以有效發(fā)揮其抑菌及緩釋特性。
2.2 中式香腸在貯藏過程中霉菌酵母總數(shù)變化
由圖2可知,在整個(gè)貯藏期間,經(jīng)不同處理的中式香腸,其霉菌酵母總數(shù)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。貯藏初期,空白納米粒組與山梨酸納米粒組之間的差異不顯著(P>0.05);從第56天開始,山梨酸納米粒組的中式香腸,其霉菌酵母總數(shù)顯著低于空白納米粒組(P<0.05)。在整個(gè)貯藏期間,山梨酸納米粒組的霉菌酵母總數(shù)顯著低于空白對(duì)照組以及山梨酸鉀溶液組
(P<0.05)。上述結(jié)果表明,山梨酸納米粒發(fā)揮其緩釋性能,在貯藏期間緩慢釋放,發(fā)揮其抑制霉菌酵母生長(zhǎng)的作用。
2.3 中式香腸在貯藏過程中POV的變化
POV是用來衡量脂肪氧化的初期產(chǎn)物氫過氧化物含量的指標(biāo)。
由圖3可知,在貯藏過程中,除第31天外,山梨酸納米粒組中式香腸的POV與空白處理組差異顯著
(P<0.05),表明山梨酸納米粒具有一定抗氧化作用??瞻准{米粒組與空白處理組POV差異顯著
(P<0.05),表明空白納米粒具有一定抗氧化作用。在貯藏后期,山梨酸納米粒組POV與空白納米粒組差異顯著
(P<0.05);在貯藏的前46d,二者POV差異不顯著(P>0.05)。山梨酸納米粒是利用殼聚糖來包封山梨酸,表明納米粒中的殼聚糖具有抑制油脂氧化酸敗的作用[13]。
在整個(gè)貯藏期間,空白處理組的中式香腸的POV呈持續(xù)上升趨勢(shì),表明該處理組樣品脂肪發(fā)生了一定程度的氧化。空白納米粒組和山梨酸納米粒組樣品的POV大致呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),這是由于過氧化物是脂類自動(dòng)氧化初期的主要產(chǎn)物,但過氧化物極不穩(wěn)定,形成后會(huì)立即分解。在脂類氧化的初期,過氧化物的生成速度超過分解速度,導(dǎo)致過氧化物積累,從而使POV逐漸升高;而后期過程相反,導(dǎo)致POV降低[14]。
2.4 中式香腸貯藏過程中酸價(jià)的變化
酸價(jià)反應(yīng)了脂肪水解成游離脂肪酸的量,樣品中酸價(jià)隨游離脂肪酸總量的增大而升高[15]。中式香腸中富含油脂,酸價(jià)是影響中式香腸品質(zhì)的一項(xiàng)重要理化指標(biāo)。
由圖4可知,不同處理組中式香腸的酸價(jià)整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這主要是由于中式香腸中油脂氧化酸?。徊⑶?,中式香腸中乳酸菌在風(fēng)干過程中,作用于碳水化合物,形成并不斷積累乳酸,二者綜合作用導(dǎo)致酸價(jià)上升。在整個(gè)貯藏期間,山梨酸納米粒組的中式香腸酸價(jià)顯著低于(P<0.05)空白處理組;空白納米粒組與山梨酸納米粒組的中式香腸酸價(jià)上升緩慢,其主要原因是納米粒中含有的殼聚糖與山梨酸具有抗氧化作用。從貯藏的第31天起,山梨酸納米粒組與山梨酸鉀組的中式香腸酸價(jià)差異顯著(P<0.05),表明山梨酸納米粒組較山梨酸鉀溶液組抑制脂肪分解的效果更好。
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 2730—2005《腌臘肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[16],中式香腸的酸價(jià)不應(yīng)高于4.0 mg KOH/g。在貯藏過程中,經(jīng)過山梨酸納米粒處理的中式香腸經(jīng)過31d的貯藏,酸價(jià)達(dá)到3.98 mg KOH/g,符合國(guó)標(biāo)要求;而其他處理組中式香腸在貯存相同時(shí)間后,酸價(jià)均超出國(guó)標(biāo)要求。
2.5 中式香腸貯藏過程中pH值的變化
pH值是反應(yīng)肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo),對(duì)肉制品的色澤、穩(wěn)定性以及風(fēng)味有較重要的影響。
由圖5可知,在整個(gè)貯藏期間,各處理組香腸的pH值總體呈下降趨勢(shì)。自然風(fēng)干20 d后,空白處理組中式香腸的pH值顯著高于(P<0.05)其余處理組。在整個(gè)貯藏期間,山梨酸納米粒組的pH值顯著低于(P<0.05)空白處理組;山梨酸納米粒組中式香腸的pH值在46、66、72 d與空白納米粒組差異顯著(P<0.05)。在貯藏的前46d,山梨酸納米粒組與山梨酸鉀溶液組pH值差異顯著(P<0.05)。
隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),不同處理組的香腸pH值變化規(guī)律不同。其中空白處理組和山梨酸鉀溶液組中式香腸的pH值先下降后略上升,最后整體呈下降趨勢(shì);山梨酸納米粒組和空白納米粒組的pH值呈先上升后下降的趨勢(shì)。pH值下降的原因是由于中式香腸的制備過程中,加入了一定比例的蔗糖,貯藏過程中乳酸菌利用糖類作為其碳源從而增殖,產(chǎn)生乳酸[17],而pH值上升是由于堿性含氮化合物的生成[18]。
2.6 中式香腸在貯藏過程中TBA的變化
TBA是反應(yīng)脂肪氧化后期終產(chǎn)物的一個(gè)指標(biāo),常用來指示氧化終產(chǎn)物丙二醛的含量。
由圖6可知,在中式香腸貯藏期間,不同處理組的樣品均發(fā)生了脂肪氧化,TBA整體呈上升趨勢(shì)。在貯藏50 d后,各處理組香腸的TBA出現(xiàn)下降,可能是由于中式香腸中的丙二醛作為氧化的中間產(chǎn)物,被氧化成為有機(jī)酸,使得丙二醛不能繼續(xù)與TBA反應(yīng)[19-20]??瞻滋幚斫M中式香腸的TBA顯著高于其余各處理組
(P<0.05),表明防腐劑的加入延緩了脂肪的氧化。在整個(gè)貯藏期間,山梨酸納米粒組的TBA顯著低于空白納米粒組(P<0.05)。以上結(jié)果表明,山梨酸納米粒與空白納米粒均起到了抑制中式香腸氧化作用,山梨酸納米粒比空白納米粒作用效果更優(yōu)。在貯藏的前56 d,山梨酸納米粒組與山梨酸鉀溶液組的TBA差異顯著
(P<0.05),表明山梨酸納米粒較等量的山梨酸鉀延緩脂肪氧化的效果更佳。
3 結(jié) 論
山梨酸納米粒組的中式香腸,其菌落總數(shù)以及霉菌酵母總數(shù)顯著低于空白處理組(P<0.05);在貯藏后期,其霉菌酵母總數(shù)顯著低于山梨酸鉀溶液組
(P<0.05);其過氧化值、酸價(jià)、pH值、TBA均與空白處理組中式香腸差異顯著(P<0.05);在貯藏前期至中期,山梨酸納米粒組的TBA和pH值與山梨酸鉀溶液組差異顯著;在貯藏后期,其酸價(jià)和POV與山梨酸鉀溶液組差異顯著。表明由離子凝膠法制備的山梨酸納米??梢杂行У陌l(fā)揮其抑菌、緩釋性能以及抗氧化特性。本實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展了山梨酸的使用方法,為中式香腸的防腐保鮮提供了新思路。
參考文獻(xiàn):
[1] GONI P, LOPEZ P, SANCHEZ C, et al. Antimicrobial activity in the vapour phase of a combination of cinnamon and clove essential oils[J]. Food Chemistry, 2009, 116: 982-989.
[2] 劉寶珠, 張曉華. 山梨酸防腐保鮮功效的研究[J]. 陜西化工, 1998(3): 8-9.
[3] DONG Chunzhou, WANG Wenfang. Headspace solid-phase microextraction applied to the simultaneous determination of sorbic and benzoic acids in beverages[J]. Analytica Chimica Acta, 2006, 562(1): 23-29.
[4] 黃梅麗, 江小梅. 食品化學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)人民大學(xué)出版社, 1986: 35-37.
[5] 門真真. 納米化山梨酸的制備及其在香腸中應(yīng)用的研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2010.
[6] DUNCAN T V. Applications of nanotechnology in food packaging and food safety: barrier materials, antimicrobials and sensors[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2011, 363(1): 1-24.
[7] VACLAVIK V A, CHRISTIAN E W. Fat and oil products[M]. New York: Springer, 2008: 273-309.
[8] 武陶, 丁武. 山梨酸納米防腐顆粒的制備、表征及其緩釋性能[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(10): 57-61.
[9] 中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與食品安全所. GB 4789.2—2010 菌落總數(shù)測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2010.
[10] 上海市衛(wèi)生防疫站, 天津市衛(wèi)生防疫站, 安徽省衛(wèi)生防疫站, 等. GB/T 5009.37—2003食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2003.
[11] 中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中心, 國(guó)家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣州), 廣州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB/T 9695.5—2008 肉與肉制品pH測(cè)定[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.
[12] NAM K C, AHN D U. Use of antioxidants to reduce lipid oxidation and off-odor volatiles of irradiated pork homogenates and patties[J]. Meat Science, 2003, 63(1): 1-8.
[13] PURNAMA D, MASATOSHI I. Effect of chitosan in meat preservation[J]. Meat Science, 1994, 38(1): 243-254.
[14] 石麗梅, 唐學(xué)燕, 何志勇, 等. 玉米抗氧化肽對(duì)于中式香腸的氧化穩(wěn)定性的影響[J]. 食品科技, 2008, 33(10): 135-139.
[15] 閆文杰, 李興民, 安媛, 等. 金華火腿傳統(tǒng)加工過程中的脂肪氧化研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2007, 27(1): 66-68.
[16] 江蘇省疾病預(yù)防控制中心. GB 2730—2005腌臘肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2005.
[17] PEXARA E S, METAXOPOULOS J, DROSINOS E H. Evaluation of shelf life of cured,cooked, sliced turkeyfillets and cooked pork sausages “piroski” stored under vacuum and modified atmospheres at 4 and 10 ℃[J]. Meat Science, 2002, 62(1): 33-43.
[18] AKSU M ?, KAYA M, OCKERMAN H W. Effect of modified atmosphere packaging and teperature on the shelf life of sliced pastirma produced from frozen/thawed meat[J]. Journal of Muscle Foods, 2005, 16(3): 192-206.
[19] GOKALP H Y, OCKERMAN H W, PLIMPTON R F, et al. Fatty acids of neutral and phospholipids, rancidity scores and TBA values as influenced by packaging and storage[J]. Journal of Food Science, 1983, 48(3): 829-834.
[20] LIU D C, TSAU R T, LIN Y C, et al. Effect of various levels of rosemary or Chinese mahogany on the quality of fresh chicken sausage during refrigerated storage[J]. Food Chemistry, 2009, 117(1): 106-113.