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摘 要:以陇西蕨麻猪肉为原料制备陇西腊肉,3 ℃条件下贮藏90 d,以腊肉的感官评分、挥发性盐基氮含量和菌落总数为检测指标进行综合评价,通过单因素试验和响应面优化试验探究大蒜素、茶多酚、生姜提取物等天然保鲜剂对腊肉品质的影响。结果表明:单一保鲜剂的最适剂量为大蒜素质量浓度1.0 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.0 g/100 mL、生姜提取液体积分数40%;响应面优化试验结果表明,复合保鲜剂最佳组合为3.0 g/100 mL大蒜素、3.0 g/100 mL茶多酚、50.0%生姜提取液,在该配方下腊肉贮藏期间能够保持原有的鲜度和风味,货架期延长至90 d。
关键词:陇西腊肉;大蒜素;茶多酚;生姜提取物;复合保鲜剂;响应面法
Optimizing the Formulation of Preservative Combinations for Longxi Bacon, a Traditional Chinese
Meat Product in Longxi, Gansu
ZHANG Baigang, LIANG Hairong, HUANG Chenghui, LI Jinliang, XU Dongmei, FENG Zaiping*
(College of Life Science and Engineeing, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China)
Abstract: Longxi bacon was made from the meat of Juema pigs in Longxi, Gansu and stored at 3 ℃ for up to 90 days. The effect of the natural preservatives allicin, tea polyphenols, ginger extract, individually and in combination, on the sensory evaluation, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content and total bacterial count of bacon was studied by one-factor-at-a-time method and response surface methodology. The results showed that the optimum concentrations of the single preservatives were 1.0 g/100 mL, 3.0 g/100 mL and 40.0% for allicin, tea polyphenols and ginger extract, respectively. The optimum combination that maintained the freshness and flavor of Longxi bacon during storage was 3.0 g/100 mL allicin,
3.0 g/100 mL tea polyphenols and 50.0% ginger extract, which extending the shelf life up to 90 days.
Keywords: Longxi bacon; allicin; tea polyphenols; ginger extract; preservative combination; response surface methodology
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254
中圖分类号:TS251.5
文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2021)01-0026-08
引文格式:
张百刚, 梁海荣, 黄橙辉, 等. 陇西腊肉复合保鲜剂配方优化[J]. 肉类研究, 2021, 35(1): 26-33. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254. http://www.rlyj.net.cn
ZHANG Baigang, LIANG Hairong, HUANG Chenghui, et al. Optimizing the formulation of preservative combinations for Longxi bacon, a traditional Chinese meat product in Longxi, Gansu[J]. Meat Research, 2021, 35(1): 26-33. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254. http://www.rlyj.net.cn
陇西腊肉作为甘肃传统美食,营养丰富,风味独特,但产品种类单一,多以生肉方式贮存[1]。陇西县位于甘肃省中西部,肉类总产量为甘肃首位,该地野生药材丰富,因此本地饲养的猪肉带有特殊的药味[2],其中岷县、漳县的蕨麻猪是优质的腊肉原料[3]。本地特色腊肉有腊猪肉、腊羊肉、腌驴肉等,由于腊猪肉更受消费者喜爱、原料充足、产量大,故腊猪肉具有很大的经济潜力[4]。
同时陇西腊肉是甘肃省第3批“非遗”保护项目,陇西腊肉和广州、四川一带的腊肉有很大区别[5]。然而,陇西腊肉的产地位置偏僻、经济落后,很难走出国门[6-7]。更重要的是腊肉由于营养丰富,容易受到微生物污染[8-9],货架期较短,无法给当地带来更好的经济效益,因此,需采取措施,既能达到保鲜效果,又对人体无害,同时能减少食盐用量[10-11],保持腊肉传统的风味和色泽[12-14]。众所周知,大蒜素[15-17]、茶多酚[18-19]及生姜提取物[20-21]等有一定的保鲜功效[22-23]。本研究利用响应面法进行单因素试验及复合优化试验[24-25],以陇西腊肉的感官评分、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量[26]和菌落总数[27]为指标,研究贮藏腊肉的最佳复合保鲜剂组合[28],延长陇西腊肉货架期[29],为传统腊肉提供一种更安全、有效的复合保鲜技术。 1 材料與方法
1.1 材料与试剂
蕨麻猪肉 甘肃漳县;大蒜素、茶多酚(食品级,含量≥99%) 西安浩天生物工程有限公司;鲜姜 市售。
乙醇(体积分数95%)、氢氧化钠、氧化镁、硼酸 兰州励合生物科技有限公司;甲基红、溴甲酚绿、磷酸二氢钾磷 兰州瑞捷生物科技有限公司;葡萄糖、琼脂粉、胰蛋白胨 兰州立菲生物技术有限公司;以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
KN680凯氏定氮仪 厦门爱科圣实验室系统工程有限公司;YXQ-30SII高压灭菌锅 厦门仪宸科技有限公司;德安特电子天平 常州万泰天平仪器有限公司;CG2161奔腾电磁炉 奔腾电器有限公司;HWS-26电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 腊肉的制备
对所有工具进行消毒,将新鲜的蕨麻猪肉切块(每块约100 g),在保鲜液中浸泡1 min,取出沥干2 min(空白组不作处理),参照陇西腊肉制作方法撒上适量香料风干[30]。于3 ℃条件下贮藏90 d,测定腊肉指标。
1.3.2 天然保鲜液的制备
大蒜素保鲜液的制备[31]:称取0.2、0.5、1.0、3.0 g大蒜素,分别加入100 mL蒸馏水,充分溶解,得到大蒜素保鲜液,质量浓度分别为0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL。
茶多酚保鲜液的制备:称取1、2、3、4 g茶多酚,分别加入100 mL蒸馏水,充分溶解,得到茶多酚保鲜液,质量浓度分别为1、2、3、4 g/100 mL。
生姜提取液的制备:称取100 g鲜生姜洗净晾干后捣碎,加入100 mL 95%乙醇超声浸提30 min,过滤后取滤液备用,取10、20、40、60 mL生姜滤液分别定容至100 mL,得到生姜提取液,体积分数分别为10%、20%、40%、60%。
1.3.3 感官评定
由10~15 人组成评定小组,参照文献[32]和GB/T 22210—2008《肉与肉制品 感官评定规范》略作修改,如表1所示。
1.3.4 TVB-N含量测定
参照GB/T 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》。
1.3.5 菌落总数测定
参照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》。
1.3.6 单因素试验设计
将大蒜素保鲜液质量浓度分别设置为0.0、0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL,茶多酚保鲜液质量浓度分别为0、1、2、3、4 g/100 mL,生姜提取液体积分数分别为0%、10%、20%、40%、60%,测定腊肉3 ℃贮藏90 d后的感官评分、TVB-N含量和菌落总数。
1.3.7 响应面优化试验设计
采用响应面法中的中心组合试验设计,确定影响腊肉保鲜的关键因素和最佳水平[33],试验设计如表2所示。
1.4 数据处理
使用Origin 9.1软件作图,采用Design Expert 10软件进行试验设计及条件优化。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 大蒜素保鲜液质量浓度对腊肉品质的影响
由图1可知,大蒜素处理组在3 ℃条件下贮藏90 d后感官评分优于空白组,随着大蒜素保鲜液质量浓度的增加,腊肉TVB-N含量和菌落总数先增加后减少,大蒜素保鲜液质量浓度为1.0 g/100 mL时,保鲜效果较好。大蒜素作为一种天然保鲜剂原料,来源丰富,成本低,对人体无毒无害,且操作简单,具有抗菌、抗炎及抗肿瘤等多种功能[34],通过用大蒜素保鲜液浸泡腊肉,在低温贮藏90 d之后明显提高了腊肉的感官品质、降低了TVB-N含量、抑制了菌落总数,无残留物,是一种有效且安全的保鲜剂,可以延长腊肉的货架期。
2.1.2 茶多酚保鲜液质量浓度对腊肉品质的影响
由图2可知,3 ℃条件下贮藏90 d后,茶多酚保鲜液处理组腊肉的感官评分明显较高,3 g/100 mL时感官评分最高。随着茶多酚保鲜液质量浓度的增加,腊肉的TVB-N含量和菌落总数均先保持稳定,然后逐渐下降。当茶多酚质量浓度为3.0 g/100 mL时,保鲜效果较显著。研究发现,茶多酚的活性物质成分复杂,具有很好的抑菌效果,适量的茶多酚通过抑制细菌的生长来提高感官评分,降低TVB-N含量和菌落总数,延缓腊肉肉质变老、不新鲜,但当超过一定剂量时,由于接触面等达到饱和状态,不会再产生明显的抑菌效果[35]。另外,研究发现茶多酚是一种咖啡因物质[36],间接通过食物摄入过多会导致人的精神振奋、内分泌失调,影响正常的休息和睡眠,造成精神状态不佳。因此,茶多酚保鲜液较佳质量浓度为3.0 g/100 mL。
2.1.3 生姜提取液体积分数对腊肉品质的影响
由图3可知,当生姜提取液体积分数为60%时,腊肉感官评分最高,而体积分数40%时,感官评分相较于空白组明显较高。生姜提取液体积分数为10%时,腊肉的TVB-N含量最低,生姜提取液体积分数为20%时菌落总数最低。生姜提取液不仅具有很好的抑菌作用,还是一种被广泛用于肉类加工贮藏领域的香辛料[37],生姜提取液通过抑菌和去除异味,对腊肉有一定的保鲜功能,进而延长腊肉的货架期。因此,生姜提取液的较佳体积分数为20%~40%。
2.2 响应面优化试验结果
2.2.1 回归模型的建立
Box-Behnken响应面优化试验设计及结果如表3所示。
回归模型方程分别为:Y1=27.00-0.62A-0.12B-0.25C+0.25AC+0.25BC-0.50A2-2.00B2-2.75C2、Y2=25.10+0.94A-1.15B-0.09C+0.77AB+0.50AC+0.08BC+2.90A2+3.17B2+2.10C2、Y3=5.34+0.19A-0.24B+0.02C+0.16AB+0.11AC-2.50×10-3BC+0.63A2+0.70B2+0.32C2。 2.2.2 回归模型的检验
由表4可知,该模型P<0.01,表明该模型显著,因此该试验方案可行。对Y1回归模型的方差分析表明,回归模型失拟项P=0.913 6>0.05,不显著,表明回归模型能很好地拟合实验结果,调整确定系数R2Adj=0.914 6,表示该模型可以解释91.46%响应值的变化,R2=0.881 7,R2Adj与R2差值小于0.2,因此模型拟合良好,测试误差小,显著性检验结果表明,二次项B2、C2影响极显著,一次项A影响显著,其余均为不显著。同样,Y2回归模型失拟项P=0.415 1>0.05,R2Adj=0.971 2,表明该模型可以解释97.12%响应值的变化,显著性检验结果表明,A、B、A2、B2、C2影响极显著,AB影响显著,其余均为不显著。Y3回归模型失拟项P=0.317 4>0.05,R2Adj与R2差值小于0.2,满足模型的要求,显著性检验表明,一次项和二次项A、B、A2、B2、C2影响极显著,交互项AB影响显著,其余均为不显著。
2.2.3 因素交互作用分析
2.2.3.1 因素交互作用对腊肉感官评分的影响
由图4~6可知,由响应面图和等高线图可知,3 个因素交互作用较显著。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的感官评分较理想。
2.2.3.2 因素交互作用对腊肉TVB-N含量的影响
由图7~9可知,随着保鲜液质量浓度或体积分数的增加,TVB-N含量逐渐下降,当达到最低时出现上升的趋势。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的TVB-N含量最低。
2.2.3.3 因素交互作用对腊肉菌落总数的影响
由图10~12可知,随着大蒜素和茶多酚保鲜液质量浓度的增加,菌落总数先逐步降低,达到最低点时两边出现上升趋势,说明最优组合出现在该区域。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的菌落总数最低,抑菌效果最佳。
2.2.4 验证实验结果
采用响应面法对3 个因素回归模型进行优化[34],得出最优水平为大蒜素质量浓度2.78 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.08 g/100 mL、生姜提取物体积分数50.12%,考虑到操作的可行性,修改为大蒜素质量浓度3.0 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.0 g/100 mL、生姜提取物体积分数50.0%,结果表明,腊肉感官评分为28 分,TVB-N含量为26.1 mg/100 g,菌落总数为4.45 (lg(CFU/g)),验证结果与模型预测结果相差较小。
3 结 论
以腊肉感官评分、TVB-N含量和菌落总数为指标,利用响应面法对大蒜素保鲜液质量浓度、茶多酚保鲜液质量浓度、生姜提取液体积分数3 个因素进行回归分析和优化,获得最佳的复合保鲜剂组合为大蒜素质量浓度3.0 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.0 g/100 mL、生姜提取液体积分数50.0%,通过实验验证,该复合保鲜剂明显提高了腊肉的感官评分、降低了TVB-N含量及菌落总数,在3 ℃贮藏条件下腊肉保持了原有的鲜度和风味,货架期延长到90 d。
参考文献:
[1] 蒙秋柏, 刘元林, 蒙浪, 等. 陇西腊肉研究现状与展望[J]. 农产品加工, 2017(12): 59-61. DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.12.016.
[2] 张丽红. 陇西县中医药产业发展趋势[J]. 农家参谋, 2020(24): 256.
[3] 宋峰岷. 高原蕨麻猪营养价值分析与研究[J]. 北京农业, 2011(3): 142-143.
[4] 周祯莹. 基于供给侧改革的甘肃农业结构调整实证研究[D]. 兰州: 兰州大学, 2018: 5-10.
[5] 郭昕. 不同地域传统腊肉差异性分析及静态变压腌制工艺技术研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2015: 70-73.
[6] 李丹, 王守伟, 臧明伍, 等. 我国肉类食品安全风险现状与对策[J]. 肉类研究, 2015, 29(11): 34-38. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2015.11.008.
[7] 李彦虎. 传统陇西腊肉制作过程中微生物群落演替与腊肉风味的相关性分析[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2020. DOI:10.27025/d.cnki.ggsnu.2020.000169.
[8] 黄艳杰. 传统腊肉制品减菌化加工工艺和保鲜技术的研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2014: 50-60.
[9] 宋忠祥, 樊少飞, 付浩华, 等. 低盐液熏腊肉加工工艺优化及品质分析[J]. 肉类研究, 2020, 34(7): 46-52. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200712-170.
[10] 葛蕊, 刘元林, 蒙秋柏, 等. 低盐陇西腊肉加工工艺优化研究[J]. 肉类工业, 2019(8): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2019.08.008.
[11] 莫樹平, 林苑苑, 张菊梅, 等. 生鲜肉类复合生物防腐保鲜剂的开发研究[J]. 食品科技, 2011, 36(12): 124-127. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.12.058. [12] 官爱艳, 谭贝贝, 卢佳芳, 等. 生物保鲜剂对海鲈鱼冰藏保鲜效果的影响[J]. 核农学报, 2017, 31(8): 1528-1536. DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1528.
[13] WANG Yifei, ZHANG Qian, BIAN Wenyi, et al. Preservation of traditional Chinese pork balls supplemented with essential oil microemulsion in a phase-change material package[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2020, 100(5): 2288-2295. DOI:10.1002/jsfa.10262.
[14] 代安華. 大蒜中大蒜素及其他活性成分的生物学功能及健康效应[J]. 中国饲料, 2020(16): 5-8. DOI:10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20201602.
[15] 骆扬, 曹大吕. 不同配比的壳聚糖大蒜素涂膜对塘房桔保鲜效果的影响[J]. 文山学院学报, 2015, 28(6): 26-30. DOI:10.3969/j.issn.1674-9200.2015.06.008.
[16] 张志敏, 侯发民, 李晓明, 等. 大蒜素处理对刺梨采后贮藏保鲜效果的影响[J]. 食品工业, 2020, 41(9): 205-209.
[17] 田福忠, 王宜磊, 赵贵红, 等. 茶多酚抗菌作用研究进展[J]. 现代化农业, 2020(5): 29-32. DOI:10.3969/j.issn.1001-0254.2020.05.018.
[18] 李堆淑. 复合酶提取绿茶茶多酚工艺及其抑菌性[J]. 广西林业科学, 2019, 48(2): 229-234. DOI:10.19692/j.cnki.gfs.2019.02.017.
[19] 刘志明, 马华丽, 宋永朋. 生姜提取液对牦牛肉保鲜效果的研究[J]. 保鲜与加工, 2015, 15(6): 43-46. DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2015.06.009.
[20] 周纷, 杨文晶, 冯叙桥, 等. 生姜提取物在食品贮藏保鲜中的应用[J]. 食品与发酵工业, 2016, 42(10): 287-292. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201610046.
[21] 张顺亮, 成晓瑜, 陈文华, 等. 天然保鲜剂在肉类食品保鲜中的应用与展望[J]. 肉类研究, 2011, 25(8): 37-41. DOI:10.3969/j.issn.1001-8123.2011.08.009.
[22] 刘丽莉, 杨晓盼, 闫贝贝, 等. 鸡肉复合生物保鲜剂的筛选及其保鲜效果[J]. 肉类研究, 2019, 33(3): 52-58. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20190128-023.
[23] 沈秋霞, 李明元, 朱克永, 等. 3 种保鲜剂及其复配对虹鳟鱼片冷藏品质的影响[J]. 食品与机械, 2019, 35(11): 145-151. DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2019.11.030.
[24] ZHANG Yu, ZHOU Libang, ZHANG Chong, et al. Preparation and characterization of curdlan/polyvinyl alcohol/thyme essential oil blending film and its application to chilled meat preservation[J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 247: 116670. DOI:10.1016/j.carbpol.2020.116670.
[25] 李江华. 肉与肉制品中挥发性盐基氮的测定[J]. 肉类研究, 2018, 32(1): 3-4.
[26] 郑喆, 李柳, 赵笑, 等. 枯草芽孢杆菌凝乳酶发酵生产条件及其酶学性质的研究[J]. 食品科技, 2018, 43(2): 1-8. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2018.02.001.
[27] 张良, 刘媛洁, 肖勇生, 等. 响应面法优化柑橘复合生物保鲜剂配方[J]. 食品工业科技, 2016, 37(16): 340-345. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.060.
[28] 朱雪蕊, 季慧, 杨颖, 等. 复合生物保鲜剂对延长低温肉制品货架期的研究[J]. 中国调味品, 2017, 42(4): 23-25. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2017.04.006.
[29] 张百刚, 邵琳, 杨高继, 等. 响应面法优化酱油肉复合保鲜剂配方[J]. 肉类研究, 2019, 33(12): 32-38. DOI:10.7506/rlyj1001-8123- 20191024-250.
[30] 杨全福. 陇西腊肉的制作[J]. 当代畜牧, 2005(9): 37-38.
[31] 崔英丽, 张慜, 刘振彬, 等. 气调包装和天然复合保鲜剂对冷却牛肉联合保鲜效果影响的研究[J]. 食品与生物技术学报, 2017, 36(4): 352-356. DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2017.04.003. [32] 刘雪飞, 刘欣美, 赵东宇, 等. 响应面法优化鱿鱼复合生物保鲜剂配方[J]. 渤海大学学报(自然科学版), 2017, 38(4): 316-322. DOI:10.13831/j.cnki.issn.1673-0569.2017.04.005.
[33] 董文麗, 巩雪, 常江. 复合生物保鲜剂对冷鲜牛肉的保鲜效果研究[J]. 包装工程, 2020, 41(3): 13-20. DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.03.003.
[34] 李摇摇, 王成燕, 吴正奇. 改性蒙脱石粉脱除绿茶提取液中咖啡因的工艺优化[J]. 食品科技, 2020, 45(9): 79-84. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2020.09.013.
[35] 王正荣, 马汉军. 壳聚糖与生姜提取物复合膜在冷却猪肉保鲜中的应用[J]. 保鲜与加工, 2017, 17(1): 12-16. DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2017.01.003.
[36] ZHANG Huiyun, LIANG Ying, LI Xinling, et al. Effect of chitosan-gelatin coating containing nano-encapsulated tarragon essential oil on the preservation of pork slices[J]. Meat Science, 2020, 166: 108137. DOI:10.1016/j.meatsci.2020.108137.
[37] 王萍, 魏岸, 尹莉, 等. 响应面法优化冬枣保鲜工艺研究[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(12): 3887-3892. DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2020.12.032.
收稿日期:2020-10-26
基金项目:甘肃省高等学校科研项目(2016B-024);甘肃省自然科学基金项目(18JR3RA136);
国家自然科学基金地区科学基金项目(31760495)
第一作者简介:张百刚(1981—)(ORCID: 0000-0003-0834-6615),男,副教授,博士,研究方向为食品安全。
E-mail: zhangbaigang@163.com
通信作者简介:冯再平(1979—)(ORCID: 0000-0003-2657-4996),女,讲师,博士,研究方向为食品生物技术。
E-mail: fengzaiping@163.com
关键词:陇西腊肉;大蒜素;茶多酚;生姜提取物;复合保鲜剂;响应面法
Optimizing the Formulation of Preservative Combinations for Longxi Bacon, a Traditional Chinese
Meat Product in Longxi, Gansu
ZHANG Baigang, LIANG Hairong, HUANG Chenghui, LI Jinliang, XU Dongmei, FENG Zaiping*
(College of Life Science and Engineeing, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China)
Abstract: Longxi bacon was made from the meat of Juema pigs in Longxi, Gansu and stored at 3 ℃ for up to 90 days. The effect of the natural preservatives allicin, tea polyphenols, ginger extract, individually and in combination, on the sensory evaluation, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content and total bacterial count of bacon was studied by one-factor-at-a-time method and response surface methodology. The results showed that the optimum concentrations of the single preservatives were 1.0 g/100 mL, 3.0 g/100 mL and 40.0% for allicin, tea polyphenols and ginger extract, respectively. The optimum combination that maintained the freshness and flavor of Longxi bacon during storage was 3.0 g/100 mL allicin,
3.0 g/100 mL tea polyphenols and 50.0% ginger extract, which extending the shelf life up to 90 days.
Keywords: Longxi bacon; allicin; tea polyphenols; ginger extract; preservative combination; response surface methodology
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254
中圖分类号:TS251.5
文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2021)01-0026-08
引文格式:
张百刚, 梁海荣, 黄橙辉, 等. 陇西腊肉复合保鲜剂配方优化[J]. 肉类研究, 2021, 35(1): 26-33. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254. http://www.rlyj.net.cn
ZHANG Baigang, LIANG Hairong, HUANG Chenghui, et al. Optimizing the formulation of preservative combinations for Longxi bacon, a traditional Chinese meat product in Longxi, Gansu[J]. Meat Research, 2021, 35(1): 26-33. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20201026-254. http://www.rlyj.net.cn
陇西腊肉作为甘肃传统美食,营养丰富,风味独特,但产品种类单一,多以生肉方式贮存[1]。陇西县位于甘肃省中西部,肉类总产量为甘肃首位,该地野生药材丰富,因此本地饲养的猪肉带有特殊的药味[2],其中岷县、漳县的蕨麻猪是优质的腊肉原料[3]。本地特色腊肉有腊猪肉、腊羊肉、腌驴肉等,由于腊猪肉更受消费者喜爱、原料充足、产量大,故腊猪肉具有很大的经济潜力[4]。
同时陇西腊肉是甘肃省第3批“非遗”保护项目,陇西腊肉和广州、四川一带的腊肉有很大区别[5]。然而,陇西腊肉的产地位置偏僻、经济落后,很难走出国门[6-7]。更重要的是腊肉由于营养丰富,容易受到微生物污染[8-9],货架期较短,无法给当地带来更好的经济效益,因此,需采取措施,既能达到保鲜效果,又对人体无害,同时能减少食盐用量[10-11],保持腊肉传统的风味和色泽[12-14]。众所周知,大蒜素[15-17]、茶多酚[18-19]及生姜提取物[20-21]等有一定的保鲜功效[22-23]。本研究利用响应面法进行单因素试验及复合优化试验[24-25],以陇西腊肉的感官评分、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量[26]和菌落总数[27]为指标,研究贮藏腊肉的最佳复合保鲜剂组合[28],延长陇西腊肉货架期[29],为传统腊肉提供一种更安全、有效的复合保鲜技术。 1 材料與方法
1.1 材料与试剂
蕨麻猪肉 甘肃漳县;大蒜素、茶多酚(食品级,含量≥99%) 西安浩天生物工程有限公司;鲜姜 市售。
乙醇(体积分数95%)、氢氧化钠、氧化镁、硼酸 兰州励合生物科技有限公司;甲基红、溴甲酚绿、磷酸二氢钾磷 兰州瑞捷生物科技有限公司;葡萄糖、琼脂粉、胰蛋白胨 兰州立菲生物技术有限公司;以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
KN680凯氏定氮仪 厦门爱科圣实验室系统工程有限公司;YXQ-30SII高压灭菌锅 厦门仪宸科技有限公司;德安特电子天平 常州万泰天平仪器有限公司;CG2161奔腾电磁炉 奔腾电器有限公司;HWS-26电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 腊肉的制备
对所有工具进行消毒,将新鲜的蕨麻猪肉切块(每块约100 g),在保鲜液中浸泡1 min,取出沥干2 min(空白组不作处理),参照陇西腊肉制作方法撒上适量香料风干[30]。于3 ℃条件下贮藏90 d,测定腊肉指标。
1.3.2 天然保鲜液的制备
大蒜素保鲜液的制备[31]:称取0.2、0.5、1.0、3.0 g大蒜素,分别加入100 mL蒸馏水,充分溶解,得到大蒜素保鲜液,质量浓度分别为0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL。
茶多酚保鲜液的制备:称取1、2、3、4 g茶多酚,分别加入100 mL蒸馏水,充分溶解,得到茶多酚保鲜液,质量浓度分别为1、2、3、4 g/100 mL。
生姜提取液的制备:称取100 g鲜生姜洗净晾干后捣碎,加入100 mL 95%乙醇超声浸提30 min,过滤后取滤液备用,取10、20、40、60 mL生姜滤液分别定容至100 mL,得到生姜提取液,体积分数分别为10%、20%、40%、60%。
1.3.3 感官评定
由10~15 人组成评定小组,参照文献[32]和GB/T 22210—2008《肉与肉制品 感官评定规范》略作修改,如表1所示。
1.3.4 TVB-N含量测定
参照GB/T 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》。
1.3.5 菌落总数测定
参照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》。
1.3.6 单因素试验设计
将大蒜素保鲜液质量浓度分别设置为0.0、0.2、0.5、1.0、3.0 g/100 mL,茶多酚保鲜液质量浓度分别为0、1、2、3、4 g/100 mL,生姜提取液体积分数分别为0%、10%、20%、40%、60%,测定腊肉3 ℃贮藏90 d后的感官评分、TVB-N含量和菌落总数。
1.3.7 响应面优化试验设计
采用响应面法中的中心组合试验设计,确定影响腊肉保鲜的关键因素和最佳水平[33],试验设计如表2所示。
1.4 数据处理
使用Origin 9.1软件作图,采用Design Expert 10软件进行试验设计及条件优化。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 大蒜素保鲜液质量浓度对腊肉品质的影响
由图1可知,大蒜素处理组在3 ℃条件下贮藏90 d后感官评分优于空白组,随着大蒜素保鲜液质量浓度的增加,腊肉TVB-N含量和菌落总数先增加后减少,大蒜素保鲜液质量浓度为1.0 g/100 mL时,保鲜效果较好。大蒜素作为一种天然保鲜剂原料,来源丰富,成本低,对人体无毒无害,且操作简单,具有抗菌、抗炎及抗肿瘤等多种功能[34],通过用大蒜素保鲜液浸泡腊肉,在低温贮藏90 d之后明显提高了腊肉的感官品质、降低了TVB-N含量、抑制了菌落总数,无残留物,是一种有效且安全的保鲜剂,可以延长腊肉的货架期。
2.1.2 茶多酚保鲜液质量浓度对腊肉品质的影响
由图2可知,3 ℃条件下贮藏90 d后,茶多酚保鲜液处理组腊肉的感官评分明显较高,3 g/100 mL时感官评分最高。随着茶多酚保鲜液质量浓度的增加,腊肉的TVB-N含量和菌落总数均先保持稳定,然后逐渐下降。当茶多酚质量浓度为3.0 g/100 mL时,保鲜效果较显著。研究发现,茶多酚的活性物质成分复杂,具有很好的抑菌效果,适量的茶多酚通过抑制细菌的生长来提高感官评分,降低TVB-N含量和菌落总数,延缓腊肉肉质变老、不新鲜,但当超过一定剂量时,由于接触面等达到饱和状态,不会再产生明显的抑菌效果[35]。另外,研究发现茶多酚是一种咖啡因物质[36],间接通过食物摄入过多会导致人的精神振奋、内分泌失调,影响正常的休息和睡眠,造成精神状态不佳。因此,茶多酚保鲜液较佳质量浓度为3.0 g/100 mL。
2.1.3 生姜提取液体积分数对腊肉品质的影响
由图3可知,当生姜提取液体积分数为60%时,腊肉感官评分最高,而体积分数40%时,感官评分相较于空白组明显较高。生姜提取液体积分数为10%时,腊肉的TVB-N含量最低,生姜提取液体积分数为20%时菌落总数最低。生姜提取液不仅具有很好的抑菌作用,还是一种被广泛用于肉类加工贮藏领域的香辛料[37],生姜提取液通过抑菌和去除异味,对腊肉有一定的保鲜功能,进而延长腊肉的货架期。因此,生姜提取液的较佳体积分数为20%~40%。
2.2 响应面优化试验结果
2.2.1 回归模型的建立
Box-Behnken响应面优化试验设计及结果如表3所示。
回归模型方程分别为:Y1=27.00-0.62A-0.12B-0.25C+0.25AC+0.25BC-0.50A2-2.00B2-2.75C2、Y2=25.10+0.94A-1.15B-0.09C+0.77AB+0.50AC+0.08BC+2.90A2+3.17B2+2.10C2、Y3=5.34+0.19A-0.24B+0.02C+0.16AB+0.11AC-2.50×10-3BC+0.63A2+0.70B2+0.32C2。 2.2.2 回归模型的检验
由表4可知,该模型P<0.01,表明该模型显著,因此该试验方案可行。对Y1回归模型的方差分析表明,回归模型失拟项P=0.913 6>0.05,不显著,表明回归模型能很好地拟合实验结果,调整确定系数R2Adj=0.914 6,表示该模型可以解释91.46%响应值的变化,R2=0.881 7,R2Adj与R2差值小于0.2,因此模型拟合良好,测试误差小,显著性检验结果表明,二次项B2、C2影响极显著,一次项A影响显著,其余均为不显著。同样,Y2回归模型失拟项P=0.415 1>0.05,R2Adj=0.971 2,表明该模型可以解释97.12%响应值的变化,显著性检验结果表明,A、B、A2、B2、C2影响极显著,AB影响显著,其余均为不显著。Y3回归模型失拟项P=0.317 4>0.05,R2Adj与R2差值小于0.2,满足模型的要求,显著性检验表明,一次项和二次项A、B、A2、B2、C2影响极显著,交互项AB影响显著,其余均为不显著。
2.2.3 因素交互作用分析
2.2.3.1 因素交互作用对腊肉感官评分的影响
由图4~6可知,由响应面图和等高线图可知,3 个因素交互作用较显著。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的感官评分较理想。
2.2.3.2 因素交互作用对腊肉TVB-N含量的影响
由图7~9可知,随着保鲜液质量浓度或体积分数的增加,TVB-N含量逐渐下降,当达到最低时出现上升的趋势。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的TVB-N含量最低。
2.2.3.3 因素交互作用对腊肉菌落总数的影响
由图10~12可知,随着大蒜素和茶多酚保鲜液质量浓度的增加,菌落总数先逐步降低,达到最低点时两边出现上升趋势,说明最优组合出现在该区域。大蒜素保鲜液质量浓度为1.5~3.5 g/100 mL、茶多酚保鲜液质量浓度为2.5~3.5 g/100 mL、生姜提取液体积分数为30%~50%时,腊肉的菌落总数最低,抑菌效果最佳。
2.2.4 验证实验结果
采用响应面法对3 个因素回归模型进行优化[34],得出最优水平为大蒜素质量浓度2.78 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.08 g/100 mL、生姜提取物体积分数50.12%,考虑到操作的可行性,修改为大蒜素质量浓度3.0 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.0 g/100 mL、生姜提取物体积分数50.0%,结果表明,腊肉感官评分为28 分,TVB-N含量为26.1 mg/100 g,菌落总数为4.45 (lg(CFU/g)),验证结果与模型预测结果相差较小。
3 结 论
以腊肉感官评分、TVB-N含量和菌落总数为指标,利用响应面法对大蒜素保鲜液质量浓度、茶多酚保鲜液质量浓度、生姜提取液体积分数3 个因素进行回归分析和优化,获得最佳的复合保鲜剂组合为大蒜素质量浓度3.0 g/100 mL、茶多酚质量浓度3.0 g/100 mL、生姜提取液体积分数50.0%,通过实验验证,该复合保鲜剂明显提高了腊肉的感官评分、降低了TVB-N含量及菌落总数,在3 ℃贮藏条件下腊肉保持了原有的鲜度和风味,货架期延长到90 d。
参考文献:
[1] 蒙秋柏, 刘元林, 蒙浪, 等. 陇西腊肉研究现状与展望[J]. 农产品加工, 2017(12): 59-61. DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.12.016.
[2] 张丽红. 陇西县中医药产业发展趋势[J]. 农家参谋, 2020(24): 256.
[3] 宋峰岷. 高原蕨麻猪营养价值分析与研究[J]. 北京农业, 2011(3): 142-143.
[4] 周祯莹. 基于供给侧改革的甘肃农业结构调整实证研究[D]. 兰州: 兰州大学, 2018: 5-10.
[5] 郭昕. 不同地域传统腊肉差异性分析及静态变压腌制工艺技术研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2015: 70-73.
[6] 李丹, 王守伟, 臧明伍, 等. 我国肉类食品安全风险现状与对策[J]. 肉类研究, 2015, 29(11): 34-38. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2015.11.008.
[7] 李彦虎. 传统陇西腊肉制作过程中微生物群落演替与腊肉风味的相关性分析[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2020. DOI:10.27025/d.cnki.ggsnu.2020.000169.
[8] 黄艳杰. 传统腊肉制品减菌化加工工艺和保鲜技术的研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2014: 50-60.
[9] 宋忠祥, 樊少飞, 付浩华, 等. 低盐液熏腊肉加工工艺优化及品质分析[J]. 肉类研究, 2020, 34(7): 46-52. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200712-170.
[10] 葛蕊, 刘元林, 蒙秋柏, 等. 低盐陇西腊肉加工工艺优化研究[J]. 肉类工业, 2019(8): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2019.08.008.
[11] 莫樹平, 林苑苑, 张菊梅, 等. 生鲜肉类复合生物防腐保鲜剂的开发研究[J]. 食品科技, 2011, 36(12): 124-127. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.12.058. [12] 官爱艳, 谭贝贝, 卢佳芳, 等. 生物保鲜剂对海鲈鱼冰藏保鲜效果的影响[J]. 核农学报, 2017, 31(8): 1528-1536. DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1528.
[13] WANG Yifei, ZHANG Qian, BIAN Wenyi, et al. Preservation of traditional Chinese pork balls supplemented with essential oil microemulsion in a phase-change material package[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2020, 100(5): 2288-2295. DOI:10.1002/jsfa.10262.
[14] 代安華. 大蒜中大蒜素及其他活性成分的生物学功能及健康效应[J]. 中国饲料, 2020(16): 5-8. DOI:10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20201602.
[15] 骆扬, 曹大吕. 不同配比的壳聚糖大蒜素涂膜对塘房桔保鲜效果的影响[J]. 文山学院学报, 2015, 28(6): 26-30. DOI:10.3969/j.issn.1674-9200.2015.06.008.
[16] 张志敏, 侯发民, 李晓明, 等. 大蒜素处理对刺梨采后贮藏保鲜效果的影响[J]. 食品工业, 2020, 41(9): 205-209.
[17] 田福忠, 王宜磊, 赵贵红, 等. 茶多酚抗菌作用研究进展[J]. 现代化农业, 2020(5): 29-32. DOI:10.3969/j.issn.1001-0254.2020.05.018.
[18] 李堆淑. 复合酶提取绿茶茶多酚工艺及其抑菌性[J]. 广西林业科学, 2019, 48(2): 229-234. DOI:10.19692/j.cnki.gfs.2019.02.017.
[19] 刘志明, 马华丽, 宋永朋. 生姜提取液对牦牛肉保鲜效果的研究[J]. 保鲜与加工, 2015, 15(6): 43-46. DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2015.06.009.
[20] 周纷, 杨文晶, 冯叙桥, 等. 生姜提取物在食品贮藏保鲜中的应用[J]. 食品与发酵工业, 2016, 42(10): 287-292. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201610046.
[21] 张顺亮, 成晓瑜, 陈文华, 等. 天然保鲜剂在肉类食品保鲜中的应用与展望[J]. 肉类研究, 2011, 25(8): 37-41. DOI:10.3969/j.issn.1001-8123.2011.08.009.
[22] 刘丽莉, 杨晓盼, 闫贝贝, 等. 鸡肉复合生物保鲜剂的筛选及其保鲜效果[J]. 肉类研究, 2019, 33(3): 52-58. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20190128-023.
[23] 沈秋霞, 李明元, 朱克永, 等. 3 种保鲜剂及其复配对虹鳟鱼片冷藏品质的影响[J]. 食品与机械, 2019, 35(11): 145-151. DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2019.11.030.
[24] ZHANG Yu, ZHOU Libang, ZHANG Chong, et al. Preparation and characterization of curdlan/polyvinyl alcohol/thyme essential oil blending film and its application to chilled meat preservation[J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 247: 116670. DOI:10.1016/j.carbpol.2020.116670.
[25] 李江华. 肉与肉制品中挥发性盐基氮的测定[J]. 肉类研究, 2018, 32(1): 3-4.
[26] 郑喆, 李柳, 赵笑, 等. 枯草芽孢杆菌凝乳酶发酵生产条件及其酶学性质的研究[J]. 食品科技, 2018, 43(2): 1-8. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2018.02.001.
[27] 张良, 刘媛洁, 肖勇生, 等. 响应面法优化柑橘复合生物保鲜剂配方[J]. 食品工业科技, 2016, 37(16): 340-345. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2016.16.060.
[28] 朱雪蕊, 季慧, 杨颖, 等. 复合生物保鲜剂对延长低温肉制品货架期的研究[J]. 中国调味品, 2017, 42(4): 23-25. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2017.04.006.
[29] 张百刚, 邵琳, 杨高继, 等. 响应面法优化酱油肉复合保鲜剂配方[J]. 肉类研究, 2019, 33(12): 32-38. DOI:10.7506/rlyj1001-8123- 20191024-250.
[30] 杨全福. 陇西腊肉的制作[J]. 当代畜牧, 2005(9): 37-38.
[31] 崔英丽, 张慜, 刘振彬, 等. 气调包装和天然复合保鲜剂对冷却牛肉联合保鲜效果影响的研究[J]. 食品与生物技术学报, 2017, 36(4): 352-356. DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2017.04.003. [32] 刘雪飞, 刘欣美, 赵东宇, 等. 响应面法优化鱿鱼复合生物保鲜剂配方[J]. 渤海大学学报(自然科学版), 2017, 38(4): 316-322. DOI:10.13831/j.cnki.issn.1673-0569.2017.04.005.
[33] 董文麗, 巩雪, 常江. 复合生物保鲜剂对冷鲜牛肉的保鲜效果研究[J]. 包装工程, 2020, 41(3): 13-20. DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.03.003.
[34] 李摇摇, 王成燕, 吴正奇. 改性蒙脱石粉脱除绿茶提取液中咖啡因的工艺优化[J]. 食品科技, 2020, 45(9): 79-84. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2020.09.013.
[35] 王正荣, 马汉军. 壳聚糖与生姜提取物复合膜在冷却猪肉保鲜中的应用[J]. 保鲜与加工, 2017, 17(1): 12-16. DOI:10.3969/j.issn.1009-6221.2017.01.003.
[36] ZHANG Huiyun, LIANG Ying, LI Xinling, et al. Effect of chitosan-gelatin coating containing nano-encapsulated tarragon essential oil on the preservation of pork slices[J]. Meat Science, 2020, 166: 108137. DOI:10.1016/j.meatsci.2020.108137.
[37] 王萍, 魏岸, 尹莉, 等. 响应面法优化冬枣保鲜工艺研究[J]. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(12): 3887-3892. DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2020.12.032.
收稿日期:2020-10-26
基金项目:甘肃省高等学校科研项目(2016B-024);甘肃省自然科学基金项目(18JR3RA136);
国家自然科学基金地区科学基金项目(31760495)
第一作者简介:张百刚(1981—)(ORCID: 0000-0003-0834-6615),男,副教授,博士,研究方向为食品安全。
E-mail: zhangbaigang@163.com
通信作者简介:冯再平(1979—)(ORCID: 0000-0003-2657-4996),女,讲师,博士,研究方向为食品生物技术。
E-mail: fengzaiping@163.com