冬凌草甲素/壳聚糖复合膜对冰鲜鸡胸肉的保鲜效果

王 倩 纠 敏 孟媛媛 孔铭杰 殷成芮 汪伦记,2

(1. 河南科技大学食品与生物工程学院食品加工与安全国家级实验教学示范中心，河南 洛阳 471023；2. 河南科技大学食品与生物工程学院微生物资源开发与利用重点实验室，河南 洛阳 471023)

鸡肉是一种高蛋白低脂肪，并含有较高不饱和脂肪酸、矿物质和维生素的肉类产品。目前市场上主要有热鲜鸡肉、冰鲜鸡肉和冷冻鸡肉3种初加工鸡肉产品[1]。冷冻鸡肉在冷冻和解冻过程中，形成的冰晶体会破坏肌肉组织形态，同时会出现脂质氧化、蛋白质降解、营养成分流失等问题，影响肉的鲜度和保水性，导致肉品质下降[2]。根据欧洲法规，冷鲜肉指不经过冷冻处理，即在消费者购买前在-2～4 ℃的温度下贮藏的家禽肉[3]，在中国冷却肉(冷鲜肉)是指畜禽屠宰后经过冷却工艺处理，并在经营过程中环境温度始终保持0～4 ℃的肉[4]。近年来，由于动物性H7N9流感的爆发和消费者对食品营养和健康标准的观念的转变，中国鸡肉消费由传统的活鸡交易方式转变为冷鲜肉[5]。冷鲜鸡肉其肉质柔软、滋味鲜美、安全卫生、营养价值高，市场需求不断增加。但冷鲜肉类的保质期通常较短，货架期一般为3～5 d[6-8]。为了延长冷鲜肉的货架期，采用生物保鲜技术是有效手段之一。Chouliara等[9]报道了牛至精油和气调包装技术联合使用能延长冰鲜鸡肉货架期5～6 d。Khanjari等[10]采用壳聚糖和牛至精油联合处理能延长冰鲜鸡肉货架期6 d。

冬凌草甲素(Oridonin)是中国特色中草药冬凌草的主要活性成分，具有显著的抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗炎等活性[11-12]。王大海等[13-15]报道，冬凌草甲素对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、肺炎双球菌等具有一定的抑制活性。课题组前期研究结果也显示，冬凌草甲素对铜绿假单胞菌、副溶血弧菌、嗜水气单胞菌和单核细胞增生李斯特菌等食源性病原菌也具有一定的抑菌活性。试验拟制备冬凌草甲素与壳聚糖复合膜，研究其对冷鲜鸡肉在贮藏期内pH值、菌落总数、TVB-N含量和汁液损失率的影响，并对冷鲜鸡肉进行色差测定和感官评定，考察复合膜对冷鲜鸡肉的保鲜效果，以期为冬凌草甲素/壳聚糖复合膜应用于冰鲜鸡胸肉的保鲜提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料

鲜鸡胸肉：洛阳大张超市，4 ℃贮藏备用；

冬凌草甲素：纯度98%，上海源叶生物科技有限公司；

壳聚糖(脱乙酰度≥90%)、酵母膏、蛋白胨、琼脂粉：国药集团化学试剂有限公司；

无水乙醇、甲基红、亚甲基蓝、乙酸、甘油、硼酸、碳酸钾：分析纯，天津市德恩化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

pH计：PHSJ-3F型，上海仪电科学仪器股份有限公司；

电子天平：FA2004N型，上海菁海仪器有限公司；

生化培养箱：LRH-250F型，上海一恒科学仪器有限公司；

超净工作台：SW-CJ-2D型，上海苏净实业有限公司；

低温超速离心机：H-2050R型，湖南湘仪离心机仪器有限公司；

立式压力蒸汽灭菌锅：LDZX-30KBS型，上海申安医疗器械厂；

电热鼓风干燥箱：DHG-9246A型，上海精宏实验设备有限公司；

高速分散均质机：FJ200型，上海标本模型厂；

色差仪：color I5型，美国X-Rite公司。

1.2 试验方法

1.2.1 复合膜的制备 参照纠敏等[16]的方法制备壳聚糖膜和冬凌草甲素/壳聚糖复合膜。具体操作：准确称取2 g壳聚糖，溶于100 mL质量浓度为10 g/L乙酸溶液中，常温下搅拌4～5 h，加1 mL质量浓度为60 g/L的甘油作为增塑剂，搅拌混合1 h后，加入冬凌草甲素使其终浓度为50 μg/mL，搅拌混合30 min，静置过夜，100 W，40 kHz 进行超声脱气15 min。取上述制备好的复合膜液10 mL加入直径为9 cm的玻璃培养皿中流延成膜后，于鼓风干燥箱中35 ℃干燥24 h，按照相同方法制备壳聚糖膜为对照。

1.2.2 复合膜对鸡肉的保鲜试验 在超净工作台中，无菌条件下将冷鲜鸡胸肉分割为每块20～25 g，并对制备的复合膜进行紫外光照射30 min，包裹分割好的鸡肉。试验分为壳聚糖膜(CS)、冬凌草甲素/壳聚糖复合膜(OR-CS)和未包裹的冷鲜鸡胸肉(CK)3组。然后将所有样品用食品保鲜膜包裹好，4 ℃冰箱冷藏，分别于第0，1，3，5，7，9天取样进行理化指标测定。每个样品重复3次。

1.2.3 pH测定 参照Takma等[17]的方法使用校正后pH计进行测量，取鸡肉样品10 g放入匀质机，加入100 mL 蒸馏水，18 000 r/min，冰浴条件下匀浆1 min，测量匀浆液的pH。

1.2.4 菌落总数测定 按GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》执行。

1.2.5 汁液损失率测定 复合膜包被前对每块肉样进行称量。测试时拆开包装，用滤纸吸干样品表面的汁液，进行称量，按式(1)计算汁液损失率[18]。

(1)

式中：

A——汁液损失率，%；

m1——肉的初始重量，g；

m2——肉的最终重量，g。

1.2.6 TVB-N含量测定 按GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》执行。

1.2.7 色差测定 参照Stojanovic-Radic等[19]的方法，选取3个切割面使用自动色差仪测量鸡肉的表面颜色。记录L*(亮度)，a*(红色)和b*(黄色)的值以确定贮藏过程中肉的颜色变化。

1.2.8 感官评定 参照Lu等[20]的方法，使用肉的颜色和光泽、表观黏度、弹性和风味等指标进行感官评定。感官评定小组由15名评价人员组成(男8人，女7人)。感官评定标准见表1。

表1 感官评定标准

1.2.9 数据分析 所有试验平行3次，数据用平均值±标准偏差表示，Origin 8.0软件绘图，数据之间的差异采用SPSS 18.0软件进行数据的统计分析，组间分析采用One-Way ANOVA两两比较得到相应的P值，P<0.05为显著性差异，P<0.01为极显著性差异。

2 结果与分析

2.1 pH值

由图1可知，贮藏第1天，pH值出现了下降，是由于屠宰后鸡肉组织的无氧呼吸导致乳酸和磷酸积累的缘故[21]。但随着贮藏时间的延长，各试验组鸡肉的pH值逐渐升高，其中CK组pH值上升速度高于CS组和OR-CS组。贮藏第5天，CK组鸡肉的pH值达到6.63。新鲜肉的pH范围为5.8～6.2；次鲜肉pH范围为6.3～6.6；变质肉pH为6.7以上[22]。根据此标准，CK组鸡肉已接近变质，而CS组和OR-CS组的鸡肉pH值分别为6.21和6.05，与CK组相比，差异显著(P<0.05)，OR-CS组鸡肉pH值仍处于新鲜肉pH值范围，CS组鸡肉pH值仍处于次鲜肉pH值范围。贮藏第9天，CS组的鸡肉pH值上升到6.72，已变质；OR-CS组的鸡肉pH值上升到6.35，仍处于次鲜肉pH值范围。杨斌等[23]报道，采用纳米银酯化淀粉薄膜处理能显著控制牛肉pH值的上升。纳米银具有广谱杀菌性，能延缓微生物的生长，进而抑制牛肉pH值的升高。冬凌草甲素和壳聚糖都具有良好的抑菌活性，因此，采用OR-CS复合膜处理冰鲜鸡肉，通过抑制鸡肉表面微生物的生长而延缓了鸡肉的pH值升高。

相同贮藏时间，字母不同表示差异显著(P<0.05)图1 冷鲜鸡胸肉贮藏期的pH变化Figure 1 Changes of pH of chilled chicken breast during storage

2.2 菌落总数

由图2可知，CK组、CS组和OR-CS组鸡肉的菌落总数均随贮藏时间的延长而增加，与CK组相比，同期CS组和OR-CS组的菌落总数显著低于CK组(P<0.05)，贮藏第5天，CK组鸡肉的菌落总数达到6.02 lg(CFU/g)。根据参考文献[22]：一级鲜肉菌落总数≤4 lg(CFU/g)；次鲜肉菌落总数在4～6 lg(CFU/g)；变质肉菌落总数>6 lg(CFU/g)。CK组鸡肉已变质。贮藏第7天，CS组鸡肉的菌落总数为5.75 lg(CFU/g)，接近腐败，第9天达到6.74 lg(CFU/g)，已变质，而OR-CS组鸡肉的菌落总数为5.24 lg(CFU/g)，仍属于次鲜肉。与该研究结果相类似，高晓冉等[24]采用壳聚糖和茶多酚复配处理对冷鲜牛肉微生物的抑菌作用明显优于单独使用壳聚糖处理，能将冷鲜牛肉的菌落总数控制在25 d内不超标。其原因是由于壳聚糖和茶多酚具有协同抑菌效应，两者复合使杀菌和抑菌的作用范围扩大的缘故。纠敏等[16]报道，壳聚糖和冬凌草甲素复配处理对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性明显优于单独使用壳聚糖，具有协同抑菌效应。因此，采用OR-CS复合膜对冷鲜鸡胸肉进行保鲜，可以有效抑制鸡肉中微生物的生长，延长冷鲜鸡胸肉货架期。

相同贮藏时间，字母不同表示差异显著(P<0.05)图2 冷鲜鸡胸肉贮藏期的菌落总数变化Figure 2 Changes of total bacterial counts of chilled chicken breast during storage

2.3 汁液损失率

由表2可知，贮藏第3天，CK组鸡肉的汁液损失率为3.60%，第7天，汁液损失率达到8.02%；CS组鸡肉的汁液损失率在贮藏期第3天和第7天时分别为1.14%和1.86%，OR-CS组鸡肉的汁液损失率在贮藏期第3天和第7天时分别为0.47%和1.27%，显著低于CK组(P<0.05)。与CS组相比，从贮藏第3天起，OR-CS组鸡肉的汁液损失率也显著低于CS组。其原因是制备的复合膜抑制了微生物的生长繁殖，延缓了鸡胸肉的腐败变质，提高了鸡肉保水性[23]。并且复合膜也具有较低的水蒸气透过系数，也在一定程度上降低了汁液损失率。

表2 冷鲜鸡胸肉贮藏期汁液损失率的变化†

2.4 TVB-N含量

由图3可知，贮藏期间各试验组的鸡肉挥发性盐基氮含量均呈上升趋势，贮藏第5天，CK组鸡肉的TVB-N含量已上升到17.27 mg/100 g，按照国家标准[25]规定：鲜畜、禽产品的TVB-N含量不超过15 mg/100 g，CK组鸡肉已不属于新鲜肉。贮藏第7天，CS组鸡肉TVB-N含量为14.93 mg/100 g，OR-CS组鸡肉TVB-N的含量为12.12 mg/100 g，显著低于CK组(P<0.05)。贮藏第9天，CS组鸡肉TVB-N含量已上升到17.93 mg/100 g，而OR-CS组鸡肉TVB-N含量仅为14.12 mg/100 g，仍低于国家规定标准限值。曾少甫等[21]在壳聚糖膜中添加抑菌活性成分肉桂醛对鲜猪肉进行保鲜处理，与壳聚糖膜相比，显著减少了TVB-N的产生。与此结果相同是，与对照组相比，OR-CS组保鲜时间延长了5 d，优于CS组(延长3 d)。相比CS膜，OR-CS复合膜具有更高的抗菌性能，抑制了冷鲜鸡肉表面细菌的生长繁殖，减缓了蛋白质的分解。

相同贮藏时间，字母不同表示差异显著(P<0.05)图3 冷鲜鸡胸肉贮藏期挥发性盐基氮的变化Figure 3 Changes of TVB-N of chilled chicken breast during storage

2.5 色差分析

由表3可知，CK组鸡肉的L*值从贮藏期第1天的52.03降至第7天的46.84，CS组和OR-CS组鸡肉的L*值分别从贮藏期第1天的52.88和52.76降至第7天的48.69和50.36。试验结果表明，随着贮藏时间的延长，鸡肉的亮度逐渐变暗。贮藏过程中，鸡肉的亮度L*值随着贮藏期的延长而下降是由于脂质氧化和微生物腐败所致[26]。因此，采用复合膜对鸡肉进行保鲜，由于其能阻隔氧气和抑制鸡肉表面微生物的生长繁殖，复合膜能延缓鸡肉L*值下降。与CK组相比，OR-CS组鸡肉的L*值下降幅度稍低，贮藏第5天和第7天，CK组、CS组和OR-CS组鸡肉的L*值差异显著(P<0.05)。

鲜肉在贮藏过程中由鲜红色逐渐转变为棕褐色是由于肉中的氧合肌红蛋白不断氧化为高铁肌红蛋白。家畜活体中产生的高铁肌红蛋白会被体内存在的高铁肌红蛋白还原酶及时还原，使体内的肌红蛋白保持还原状态，发挥其正常的生理功能。家畜屠宰后，肉中的高铁肌红蛋白还原酶随贮藏时间的延长，活性逐渐消失，致使高铁肌红蛋白不能被及时还原，引起肉的颜色褐变[27]。因此，由表3可知，CK组、CS组和OR-CS组鸡肉的a*值在贮藏期间均呈下降趋势，这显示肉中高铁肌红蛋白含量增多。但采用复合膜对鸡肉进行保鲜，由于其阻隔了氧气，能延缓鸡肉的a*值下降的趋势，与CK组相比，OR-CS组鸡肉的a*值下降幅度稍低，贮藏第5天和第7天，CK组和OR-CS组鸡肉的a*值差异显著(P<0.05)。b*值变化与肉中脂肪氧化有关[23]，CK组、CS组和OR-CS组鸡肉的b*值在贮藏期间也均呈下降趋势，贮藏第3天，CK组和OR-CS组鸡肉的b*值差异显著(P<0.05)。综合L*值、a*值和b*值的结果可知OR-CS复合膜可以延缓L*值、a*值和b*值的下降，有效防止冷鲜鸡胸肉的色泽劣变。

表3 冷鲜鸡胸肉贮藏期色差的变化†

2.6 感官评定

由表4可知，贮藏期，CS组和OR-CS组鸡肉在色泽、黏度、弹性和风味的评分显著高于CK组(P<0.05)。贮藏第5天，OR-CS组鸡肉在色泽、黏度和风味的评分显著高于CS组(P<0.05)。贮藏第7天，OR-CS组鸡肉在色泽、黏度、弹性和风味的评分显著高于CS组(P<0.05)。鸡胸肉的黏液和气味产生是由于微生物的生长和脂质氧化引起的[28]。表明复合膜能通过抑制微生物的生长和隔绝空气与鸡肉的直接接触延缓其色泽和弹性的变化，减少黏液和气味的产生。

表4 贮藏期冷鲜鸡胸肉的感官评定†

3 结论

研究表明，冬凌草甲素/壳聚糖复合膜包装的冰鲜鸡胸肉在4 ℃条件下贮藏保鲜期为9 d，对照组为4 d，复合膜处理组比对照组保鲜期延长了5 d。贮藏3 d后，复合膜处理的冷鲜鸡胸肉的pH值、菌落总数、TVB-N含量和汁液损失率的变化速率显著低于对照组(P<0.05)。色差分析和感官评定结果也显示，复合膜处理的冷鲜鸡胸肉保持了较好的品质。试验仅对冬凌草甲素/壳聚糖复合膜的防腐保鲜效果进行了研究，关于冬凌草甲素在复合膜中的迁移规律还有待进一步探讨。