李月明　劉飛　姜雪晶　張春江　黃峰　張雪　張泓

摘 要：肉類食品富含蛋白質(zhì)，在生產(chǎn)、運輸、包裝、貯藏過程中容易因微生物作用而發(fā)生腐敗變質(zhì)，危害人類健康，包裝材料在肉品保鮮中至關重要，安全的包裝材料是肉品保鮮的重要內(nèi)容之一。但當前使用的包裝材料主要為非生物可降解材料，不僅污染環(huán)境，而且保鮮效果較差。生物可降解膜以其可降解、抗菌、穩(wěn)定、安全等優(yōu)點倍受關注。本文介紹了肉品保鮮中的問題與常用保鮮方法、生物可降解膜的概念、分類及其在肉品保鮮中的應用，以期為肉品保鮮技術研究提供參考。

關鍵詞：生物可降解膜；肉品保鮮；抗菌；緩釋

Abstract： Meat is rich in proteins， which are susceptible to microbial decomposition and deterioration during meat production， transportation， packaging and storage， doing harm to peoples health. So meat packaging materials are essential for meat preservation； however， most currently available meat packaging materials are non-biodegradable， not only causing environmental pollution， but also leading to limited effects on meat preservation. In recent years， interest has increased in biodegradable film because of its advantages such as degradable， stable and safe. This paper outlines problems in meat preservation and common meat preservation methods， and it also presents the concept， classification and application in meat preservation of biodegradable film. We hope this review will provide references for the development of meat preservation technologies.

Key words： biodegradable film； meat preservation； antibacterial； slow release

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706010

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）06-0051-04

引文格式：

李月明， 劉飛， 姜雪晶， 等. 生物可降解膜在肉品保鮮中的應用研究進展[J]. 肉類研究， 2017， 31（6）： 51-54. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706010. http：//www.rlyj.pub

LI Yueming， LIU Fei， JIANG Xuejing， et al. Application of antibacterial slow-release biodegradable film in meat preservation： a review[J]. Meat Research， 2017， 31（6）： 51-54. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706010. http：//www.rlyj.pub

肉類食品富含人體所需營養(yǎng)物質(zhì)且口感極佳，在人們的日常生活中必不可少[1-2]。我國肉類食品以生鮮肉和冷凍保鮮肉為主。生鮮肉易受微生物污染而腐敗變質(zhì)，需在低溫條件下貯運和銷售；冷凍保鮮肉在凍結時，肌肉細胞內(nèi)及組織間隙形成冰晶，細胞膜被破壞，解凍時易造成大量汁液流失，使肉中的營養(yǎng)物質(zhì)部分損失，肉品質(zhì)下降[3-5]。肉品生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)使用的包裝材料主要為非生物可降解材料，如乙烯-乙烯醇共聚物（ethylene-vinyl alcohol copolymers，EVOH）、尼龍/聚乙烯（polyamides/polyethylene，PA/PE）和聚偏氯乙烯（polyvinylidene chloride，PVDC）薄膜等，這些材料會造成嚴重的環(huán)境污染[6]。因此，生物可降解包裝材料正成為未來食品包裝的需求。生物可降解包裝材料包括完全可降解材料和部分可降解材料兩大類，根據(jù)加工方式可將完全可降解材料分為天然材料和合成材料，前者包括廢糖蜜、纖維素、淀粉等天然物質(zhì)，后者包括聚乳酸（polylactide，PLA）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）、聚碳酸亞丙酯（poly propylene carbonate，PPC）、聚丁二酸丁二酯（polybutylene succinate，PBS）等。目前，通常用殼聚糖、淀粉、羧甲基纖維素、魔芋葡甘聚糖、谷朊粉和膠原蛋白等作為制備可降解保鮮膜的基質(zhì)[7-8]。近年來，可降解抗菌緩釋膜在肉類保鮮中的應用已有相關報道，表明其可以有效延長肉品的保鮮期。本文對可降解抗菌緩釋膜的概念、分類及其在肉類保鮮中的應用進行了綜述。

1 肉品保鮮中的問題與常用保鮮方法

1.1 肉品保鮮中的問題

肉品貨架期的影響因素主要體現(xiàn)在三方面[9]：1）運輸過程中因不同程度的機械損傷導致肉品包裝物破損，造成污染；2）由于酶的作用引發(fā)脂肪和蛋白質(zhì)分解、氧化等，使產(chǎn)品品質(zhì)下降；3）肉品中的細菌、真菌等腐敗微生物的大量繁殖導致肉品腐敗。如何降低這些因素造成的不良影響、保證肉類食品在較長時間內(nèi)保持較高的新鮮度已經(jīng)成為肉類企業(yè)亟待解決的問題。

1.2 不同保藏技術的利與弊

傳統(tǒng)的肉品保藏技術主要有低溫冷藏、加熱處理、發(fā)酵處理及輻射保鮮等[10]，這些技術主要通過控制酶活性和微生物的生存環(huán)境（如水分活度、溫度等）來減緩肉品的腐敗變質(zhì)速率。隨著科技的進步，新型肉品保鮮技術也快速發(fā)展，主要有低溫等離子體滅菌、真空包裝、防腐保鮮劑和氣調(diào)包裝等技術[11]，且通常應用上述一種或多種方法達到肉品保鮮的目的。低溫等離子體滅菌是一種新興的環(huán)境友好型低溫滅菌技術，其原理是在2 個電極之間施加高壓脈沖電，產(chǎn)生較為均勻的脈沖電場但并不發(fā)生放電或擊穿，起到滅菌的功效；真空包裝技術通過排出包裝袋內(nèi)的空氣抑制微生物的生長繁殖、降低脂肪的氧化速率及防止二次污染；防腐保鮮劑包括化學防腐劑和天然防腐劑；氣調(diào)包裝技術是用選擇性氣體（常用的有CO2、O2、N2）置換包裝內(nèi)的氣體，從而抑制微生物的生長，延長貨架期[12]。不同肉品保藏技術的特點及使用時的優(yōu)缺點如表1所示。

2 生物可降解膜的概念及分類

肉類食品是人體營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源，肉品包裝材料的安全性是保證肉品質(zhì)量的關鍵。目前，食品包裝材料在國際上逐漸向可降解的包裝材料發(fā)展，我國也將易降解、可再利用的包裝材料納入研究重點[14]。其中，以生物可降解材料為基質(zhì)制備的可食性包裝膜代替目前的塑料薄膜成為當前研究的熱點，其具有巨大的發(fā)展?jié)摿15]。常用的生物可降解材料包括多糖類、蛋白質(zhì)類、脂類以及它們的復合物，各成分通過分子間的相互作用交聯(lián)成膜，具有安全、無污染等特點[16-18]。由于這些生物可降解材料具有良好的機械強度和水蒸氣屏蔽性，因此它們是可食性包裝膜的重要基質(zhì)成分。其中，以動植物多糖為基質(zhì)的膜主要有淀粉膜、改性纖維素膜、動植物膠膜、殼聚糖膜和葡甘聚糖膜等[19-20]。本文將生物可降解膜分為3 類：可降解保鮮膜、可降解抗菌保鮮膜和可降解抗菌緩釋膜，它們的概念及分類如表2所示。

3 生物可降解膜在肉品保鮮中的應用

3.1 可降解材料在肉品保鮮中的應用

目前，通常以殼聚糖、淀粉、羧甲基纖維素、魔芋葡甘聚糖、谷朊粉、膠原蛋白等作為制備可降解性保鮮膜的基質(zhì)，且已有相關學者將其應用于肉品保鮮中。宋慧君[22]用明膠和殼聚糖制備的可降解復合膜具有較高的吸濕特性。吳瓊[23]探討了殼聚糖/海藻酸鈉復合膜（C/A）、

含蜂蠟的復合膜（B/C/A）及含丁香油的復合膜（C/C/A）

對市售冷鮮肉保鮮效果的影響，發(fā)現(xiàn)3 種膜均可抑制腐敗微生物的生長，減緩揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）值的升高和水分的蒸發(fā)。其中含蜂蠟的復合膜（B/C/A）和含丁香油的復合膜（C/C/A）可將冷卻肉貨架期延長1～2 d。滑艷穩(wěn)[24]應用大豆蛋白和聚乙烯醇制備的可降解復合膜具有良好的熱加工性、相容性和熱塑性。張曉燕[14]以PPC和PVA為基材，在一側膜中添加天然保鮮劑海藻糖（trehalose，TH），制備生物可降解性高阻隔PPC/PVA/PPC-TH復合薄膜，并結合現(xiàn)代包裝技術，發(fā)現(xiàn)應用氣調(diào)包裝可使冷鮮肉的貨架期達到24 d，應用真空包裝可使冷鮮肉的貨架期達到29～32 d。因此，將用可降解材料制備的保鮮膜應用于肉品保鮮具有良好的市場前景。

3.2 生物可降解膜中的抗菌物質(zhì)

生物可降解膜主要分為可降解保鮮膜、可降解抗菌保鮮膜和可降解抗菌緩釋膜，其中起主要抗菌作用的物質(zhì)包括有機抗菌劑、無機抗菌劑、天然抗菌劑和細菌素，將其加入到可降解膜基質(zhì)中可以起到抑菌的功效。不同抗菌物質(zhì)的分類及優(yōu)缺點如表3所示。

3.3 抗菌物質(zhì)在肉品保鮮中的應用

將有機抗菌劑、無機抗菌劑、天然抗菌劑、細菌素等加入到可降解膜基質(zhì)中制備保鮮膜，并將其應用到肉品保鮮中具有抑菌功效[25-27]。張玉琴等[28]將Nisin添加到生物可降解性聚乳酸/聚乙烯醇/聚己內(nèi)酯（poly l-lactide/polyvinyl alcohol/polycaprolactone，PLLA/PVA/PCL）中得到可降解抗菌保鮮膜，并結合真空包裝技術探討其對冷鮮肉貯藏期間品質(zhì)的影響，結果表明，將添加Nisin制得的復合膜應用于冷鮮肉包裝時，其保鮮期可達21～23 d，較不添加Nisin的復合膜包裝可有效延長4～5 d，并能夠有效保持貯藏期內(nèi)肉品的色澤。張文敏等[29]

探討了乳酸鈉對肉及肉制品的防腐保鮮作用，發(fā)現(xiàn)乳酸鈉可與天然防腐劑Nisin、無機鹽、有機酸及其鹽共同作用于肉品，有效防止肉品腐敗、延長其貨架期。姜紹通等[30]將茶多酚和大蒜素添加到由淀粉、海藻酸鈉、單甘酯制成的膜液中，研究其對冷鮮肉貯藏期的影響，結果表明，在0～4 ℃條件下，冷鮮肉可有效貯藏19 d。蘭鳳英等[31]應用醋酸和殼聚糖制備膜液，對醬牛肉進行涂膜，發(fā)現(xiàn)該膜液不僅可以有效抑制醬牛肉中微生物的生長，還能夠改善醬牛肉的風味與品質(zhì)。夏秀芳等[32]將香辛料提取液添加到不同配比的殼聚糖-淀粉復合膜中制備可降解抗菌保鮮膜，結果表明，在4 ℃條件下，冷卻肉可貯藏28 d，且能夠有效保持肉品的品質(zhì)和色澤。

3.4 納米緩釋材料在肉品保鮮中的應用

殼聚糖作為納米緩釋材料方面的研究已有大量報道，并且殼聚糖納米粒子本身也具有一定的抗菌性能，單獨的殼聚糖膜或者將殼聚糖與其他天然大分子物質(zhì)（淀粉、明膠、海藻酸鹽等）混合制備的混合膜在食品中有許多應用[33]，并已被美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準為食品添加劑應用于各種食品中。殼聚糖對革蘭氏陰性細菌具有一定的抗菌性能，這是因為殼聚糖C2位的氨基帶有正電荷，它可以與革蘭氏陰性細菌表面的蛋白質(zhì)或脂多糖發(fā)生作用，從而影響細菌的正常代謝過程，起到殺菌的效果，而天然防腐劑，如Nisin，主要對革蘭氏陽性細菌起到殺菌的效果[34]。有研究將殼聚糖和Nisin混合，制備成可降解抗菌緩釋膜，取得了較好的抗菌效果。殼聚寡糖與溶菌酶具有很好的協(xié)同作用，二者混合后可以完全殺滅鮮肉中的大腸桿菌、熒光假單胞菌和蠟樣芽胞桿菌[35]。鄧明等[36]在鮮肉中添加Nisin、乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）和山梨酸鉀復合保鮮劑，經(jīng)真空包裝后，于（4±1） ℃條件下貯藏，發(fā)現(xiàn)3 種物質(zhì)均有延長保鮮期的功效，其中Nisin的保鮮效果最佳，其次是EDTA。這些研究結果表明，將抗菌劑與殼聚糖復合成納米粒子有望發(fā)揮殼聚糖與抗菌劑的協(xié)同殺菌能力，從而延長薄膜包裝肉品的貯藏期。

目前有研究表明，抗菌劑Nisin與不同的載體材料（蛋白質(zhì)、多糖等）結合能達到緩釋的效果，且能抑制食品中微生物的生長。將Nisin制成納米粒子，作為抗菌緩釋劑添加到可食性薄膜中，有望在確保食品安全的前提下，大大延長肉品的貯藏期。李江林等[37]將Nisin添加到由淀粉、羧甲基纖維素鈉（carboxymethylcellulose sodium，CMC）、單甘酯制備的薄膜中制備可降解抗菌緩釋膜，并研究其對黑椒煙熏牛肉品質(zhì)的影響。結果表明，制得的可降解抗菌緩釋膜可使黑椒煙熏牛肉在0～4 ℃條件下貯藏30 d。此外，還有相關學者應用納米材料制備可降解抗菌緩釋膜。溫棚[38]將肉桂精油加入到PVA和PLA 2 種生物可降解材料的溶液中，利用靜電紡絲技術制備可生物降解的抗菌納米材料，探討其在豬肉保鮮過程中的抑菌效果，發(fā)現(xiàn)2 種抗菌納米纖維膜均可有效延長肉品的保鮮期。該研究將為開發(fā)新型可生物降解納米抗菌包裝材料提供依據(jù)，推動其在食品抗菌包裝領域的應用。

4 結 語

生物可降解膜因其高效、穩(wěn)定、安全、可降解、價格低廉等獨特的優(yōu)勢倍受關注，在包裝薄膜中添加可緩慢釋放的抗菌物質(zhì)可以有效抑制肉品表面微生物的生長，延長肉品貨架期，并且能夠保護環(huán)境。因此，生物可降解膜抗菌與緩釋作用的研究及其在肉品包裝和保鮮中的應用具有廣闊的前景[39]。

參考文獻：

[1] 李威娜， 徐松濱， 張玲， 等. 低溫肉制品保鮮技術綜述[J]. 食品工程， 2013（3）： 13-15. DOI：10.3969/j.issn.1673-6044.2013.03.005.

[2] 張婷， 張德權， 田建文. 肉及肉制品非熱力保鮮技術研究進展[J]. 食品工業(yè)， 2014， 35（12）： 250-253.

[3] 侯召華， 曾慶升， 寧浩然， 等. 冷卻肉儲藏保鮮技術研究進展[J]. 保鮮與加工， 2015， 15（1）： 64-68. DOI：10.3969/j.issn.1009-6221.2015.01.014.

[4] 費楠， 李芳菲， 黨苗苗， 等. 非熱殺菌技術特點及在肉制品加工中的應用[J]. 食品安全質(zhì)量檢測學報， 2015， 6（2）： 540-544.

[5] 李軼欣， 史東輝. 肉及肉制品的保鮮理論與防腐技術[J]. 肉類工業(yè)， 2010（2）： 12-15. DOI：10.3969/j.issn.1008-5467.2010.02.005.

[6] 吳明俊， 肖文理， 商賢火， 等. 對可生物降解液體地膜的探究[J]. 河南化工， 2015， 32（5）： 26-30. DOI：10.3969/j.issn.1003-3467.2015.05.007.

[7] 劉琳. 可食性抗菌膜在肉類食品保鮮中的應用[J]. 肉類研究， 2007， 21（12）： 44-47.

[8] 黃志成， 唐冰， 鐘杰平， 等. 殼聚糖食品保鮮膜抗菌性及其應用的研究進展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2013， 39（2）： 140-145.

[9] 李湘利， 張子德， 劉靜. 肉類保鮮機理研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 肉類工業(yè)， 2005（7）： 15-17. DOI：10.3969/j.issn.1008-5467.2005.07.007.

[10] 李曉波. 原料肉冷卻保鮮過程中存在的問題及質(zhì)量控制[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工（學刊）， 2014（9）： 73-75. DOI：10.3969/jissn.1671-9646（X）.2014.09.024.

[11] 劉俊軒， 蘇霞， 何彥瑾， 等. 輻照保鮮技術對肉類及其制品影響的研究現(xiàn)狀[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2012， 38（10）： 151-154.

[12] 王文勇. 淺談肉類冷鏈運輸改進策略與保鮮新技術的配合[J]. 肉類工業(yè)， 2016（1）： 48-50. DOI：10.3969/j.issn.1008-5467.2016.01.015.

[13] ESSID I， HASSOUNA M. Effect of inoculation of selected Staphylococcus xylosus and Lactobacillus plantarum strains on biochemical， microbiological and textural characteristics of a Tunisian dry fermented sausage[J]. Food Control， 2013， 32（2）： 707-714. DOI：10.1016/j.foodcont.2013.02.003.

[14] 張曉燕. 可降解復合膜的制備及其在冷鮮肉保鮮中的應用[D]. 呼和浩特： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學， 2015： 4-7.

[15] 郜海燕， 陳杭君， 穆宏磊， 等. 生鮮食品包裝材料研究進展[J]. 中國食品學報， 2015， 15（10）： 1-10.

[16] 馬青青， 曹錦軒， 周光宏. 功能性可食用膜在生鮮肉和肉制品保鮮中的應用研究進展[J]. 食品科學， 2012， 33（7）： 331-335.

[17] 孫中琦， 王雅立， 馬真， 等. 多糖類納米可食性保鮮膜的研究進展[J]. 包裝與食品機械， 2015， 33（2）： 54-58. DOI：10.3969/j.issn.1005-1295.2015.02.013.

[18] 李培迪， 張德權， 田建文. 天然保鮮劑在肉制品保鮮應用中的研究進展[J]. 食品工業(yè)， 2015， 36（2）： 235-238.

[19] PADGETT T， HAN I Y， DAWSON P L. Incorporation of food-grade antimicrobial compounds into biodegradable packaging films[J]. Journal of Food Protection， 1998， 61（10）： 1330-1335. DOI：10.4315/0362-028X-61.10.1330.

[20] GAN Quan， WANG Tao. Chitosan nanoparticle as protein delivery carrier-systematic examination of fabrication conditions for efficient loading and release[J]. Colloids and Surfaces B： Biointerfaces， 2007， 59（1）： 24-34. DOI：10.1016/j.colsurfb.2007.04.009.

[21] 許琦煬， 秦海容， 郭凡， 等. 茶多酚復合襯墊的性能及其對鮮肉的保鮮效果[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2017， 43（1）： 246-251. DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201701041.

[22] 宋慧君. 明膠-殼聚糖基可生物降解膜的制備、結構與性能研究[D]. 鄭州： 鄭州大學， 2015： 21-30.

[23] 吳瓊. 殼聚糖/海藻酸鈉復合保鮮膜的制備與應用研究[D]. 青島： 中國海洋大學， 2014： 60-70.

[24] 滑艷穩(wěn). TG改性大豆蛋白/PVA生物降解薄膜研究[D]. 保定： 河北農(nóng)業(yè)大學， 2014： 38-39.

[25] SUNG S Y， SIN L T， TEE T T， et al. Antimicrobial agents for food packaging applications[J]. Trends in Food Science and Technology， 2013， 33（2）： 110-123. DOI：10.1016/j.tifs.2013.08.001.

[26] MHALLA D， BOUAZIZ A， ENNOURI K， et al. Antimicrobial activity and bioguided fractionation of Rumex tingitanus extracts for meat preservation[J]. Meat Science， 2017， 125： 22-29. DOI：10.1016/j.meatsci.2016.11.011.

[27] BELLES M， ALONSO V， RONCALES P， et al. A review of fresh lamb chilling and preservation[J]. Small Ruminant Research， 2017， 146： 41-47. DOI：10.1016/j.smallrumres.2016.12.003.

[28] 張玉琴， 梁敏， 齊小晶， 等. 高阻隔性可降解抑菌薄膜的制備及其在冷鮮肉中的應用[J]. 食品科技， 2016， 41（2）： 140-146.

[29] 張文敏， 董慶利， 宋筱瑜， 等. 乳酸鈉對肉及肉制品防腐保鮮作用的研究進展[J]. 食品科學， 2016， 37（1）： 235-240. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201601041.

[30] 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.

[31] 蘭鳳英， 李全福， 李育峰. 殼聚糖涂膜對醬牛肉貯藏性能的影響[J]. 食品研究與開發(fā)， 2015， 13（2）： 133-135. DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2006.09.044.

[32] 夏秀芳， 孔保華. 香辛料保鮮液與殼聚糖淀粉復合膜在冷卻肉保鮮中的應用[J]. 食品科學， 2007， 28（11）： 590-595. DOI：10.3321/j.issn：1002-6630.2007.11.144.

[33] SUKHTEZARI S， ALMASI H， PIRSA S， et al. Development of bacterial cellulose based slow-release active films by incorporation of Scrophularia striata Boiss. extract[J]. Carbohydrate Polymers， 2017， 156： 340-350. DOI：10.1016/j.carbpol.2016.09.058.

[34] QI Lifeng， XU Zirong， JIANG Xia， et al. Preparation and antibacterial activity of chitosan nanoparticles[J]. Carbohydrate Research， 2004， 339（16）： 2693-2700. DOI：10.1016/j.carres.2004.09.007.

[35] TORRENT BURGU?S J. Review on bibliography related to antimicrobials[R/OL]. （2017-02-09） [2017-02-17]. http：//hdl.handle.net/2117/101534.

[36] 鄧明， 哈益明， 嚴奉偉， 等. Nisin、EDTA和山梨酸鉀在冷卻肉貯藏保鮮中的交互效應分析[J]. 食品科技， 2005， 30（9）： 66-70. DOI：10.3969/j.issn.1005-9989.2005.09.022.

[37] 李江林， 賈剛， 陳勇源， 等， 石榴皮在黑椒煙熏牛肉涂膜保鮮中的應用[J]. 食品工業(yè)科技， 2014， 35（5）： 309-313.

[38] 溫棚. 靜電紡聚合物/肉桂精油納米纖維膜的制備及性能研究[D]. 廣州： 華南理工大學， 2014： 61-62.

[39] KAALE L D， EIKEVIK T M， RUSTAD T， et al. Superchilling of food： a review[J]. Journal of Food Engineering， 2011， 107（2）： 141-146.

DOI：10.1016/j.jfoodeng.2011.06.004.