香辛料在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李衛(wèi)東　孫旺斌　巨敏瑩　王亞蘭

摘要 冷卻肉是集健康、營養(yǎng)及美味于一體的最科學(xué)的生鮮肉，是當(dāng)代肉類市場的寵兒。就冷卻肉的加工而言，首先應(yīng)當(dāng)聚焦于解決其保鮮問題。隨著問題食品的層出不窮和生活水平的不斷提升，人們愈發(fā)關(guān)注食品的安全質(zhì)量，因此綠色天然的保鮮劑和保鮮方案的探索與開發(fā)便成了當(dāng)代肉業(yè)發(fā)展的必然要求。盡管冷卻肉有諸多的優(yōu)點，但是其缺點也顯而易見，諸如運(yùn)輸條件高、貨架期短等。結(jié)合最新的冷卻肉保鮮劑和防腐方法，重點綜述了冷卻肉腐敗變質(zhì)的原因和機(jī)理，天然香辛料抑菌成分的提取方式及幾種典型香辛料提取物的保鮮效果和抑菌機(jī)理。同時對香辛料保鮮劑的發(fā)展前景進(jìn)行預(yù)期分析，以期為冷卻肉的保鮮加工及進(jìn)一步研究提供參考。

關(guān)鍵詞 香辛料；冷卻肉；食品安全；天然保鮮劑；防腐抑菌

中圖分類號 TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）21-0258-02

一直以來，肉類在人們的飲食結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，也是人們獲得優(yōu)質(zhì)的動物性蛋白質(zhì)的主要來源。冷卻肉是肉類的一種新型消費形態(tài)，代表肉類生產(chǎn)和消費的發(fā)展方向。它是指嚴(yán)格按照檢疫章程屠宰的胴體進(jìn)行短期冷卻處理，使其溫度在一晝夜（24 h）內(nèi)降低到（3±1）℃，且在后續(xù)的加工、流通和零售途中一直保持在這個溫度的生鮮肉[1]。與其他2類肉（熱鮮肉與冷凍肉）相比，冷卻肉有其獨到的優(yōu)點，比如多汁鮮美、營養(yǎng)健康、安全衛(wèi)生等。但是冷藏溫度下的冷卻肉并不能完全抑制腐敗菌的擴(kuò)繁。如今，冷卻肉保鮮方法種類繁多，像紫外線滅菌保鮮、保鮮劑保鮮、輻射防腐保鮮等均被國內(nèi)外普遍采用。香辛料提取物作為生物保鮮劑的一種，除了具有抑菌防腐、延長肉制品的貨架期外，還賦予鮮肉一定的香型、矯正食品的風(fēng)味，像羊肉的膻味可以用地椒（一種香辛料）來淡化[2]。此外，香辛料保鮮劑還符合天然綠色、低毒健康的食品添加劑發(fā)展方向[3]?；诖?，近年來香辛料保鮮劑的研究成為熱點。

1 冷卻肉腐敗變質(zhì)的原因和機(jī)理

1.1 冷卻肉腐敗變質(zhì)的原因

1.1.1 微生物因素。就冷卻肉而言，引起其腐敗變質(zhì)的最主要原因便是微生物污染。人們通常將在競爭中占優(yōu)勢以及產(chǎn)生異味化合物（如硫化氫、揮發(fā)性胺等）能力強(qiáng)的腐敗菌稱為特定腐敗微生物。宰前健康動物的肌肉和血液幾乎是未被微生物感染的，但是在屠宰及加工過程中受到操作工具、腸內(nèi)容物等污染而感染外界微生物，這是胴體鮮肉微生物的主要來源。初始菌數(shù)是影響冷卻肉保質(zhì)期的主要因素，因此嚴(yán)格按照檢疫制度進(jìn)行屠宰是提高冷卻肉貨架期的重要途徑。冷卻肉中常見的腐敗微生物包括乳桿菌屬、熱死環(huán)絲菌（兩者均屬于革蘭氏陽性菌）、革蘭氏陰性菌、假單胞菌屬、腸桿菌科等。研究人員曾經(jīng)利用現(xiàn)代生物分子技術(shù)（即16SrRNA基因克隆和序列分析）對肉中的菌相進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與先前得到的結(jié)果基本一致[4]。

1.1.2 環(huán)境因素。加工冷卻肉的原料來自于畜禽屠宰后的胴體，而畜禽在屠宰及加工過程中受多種因素的影響，如環(huán)境中腐敗菌的數(shù)量、操作的規(guī)范與否、器具及設(shè)備的衛(wèi)生狀況、環(huán)境溫度及采取何種包裝方式等。馬堅毅研究發(fā)現(xiàn)，附著在羊身上的灰塵在屠宰過程中向操作間釋放的微生物數(shù)量最大。在剝皮工序上，操作工人在接觸到羊毛之后手上的微生物數(shù)量>103 cfu/cm2，比剛進(jìn)分割車間時高出100倍以上。也有人研究發(fā)現(xiàn)溫度在最適溫度的基礎(chǔ)上稍微增加便會導(dǎo)致貨架期大大縮短，初始菌數(shù)為104 cfu/cm2的鮮肉在0 ℃條件下的保質(zhì)期為16 d，5 ℃條件下減降至5 d，而10 ℃條件下僅為2 d[5]。此外，對冷卻肉進(jìn)行合理的包裝也是確保產(chǎn)品衛(wèi)生和質(zhì)量以及延長貨架期的有效措施。研究發(fā)現(xiàn)，低氧（60% CO2、20% O2、20% N2）氣調(diào)包裝相比于真空包裝與托盤包裝，其保鮮效果最佳。即使在較高的初始菌數(shù)下，保質(zhì)期也高達(dá)12 d以上[6]。目前，各大冷卻肉加工廠商大多采用真空包裝和托盤包裝相結(jié)合的方式，從而科學(xué)合理地保證了肉類原本的色澤，同時也有效提高了其保質(zhì)期。

1.1.3 肉類本身。到目前為止，國內(nèi)外許多研究表明。動物的種類、品種、性別、年齡及其自身的一些酶類等都會影響冷卻肉的貯存期。

1.2 冷卻肉腐敗變質(zhì)的機(jī)理

在各種腐敗微生物的作用下，肉中蛋白質(zhì)先是進(jìn)行逐級分解，即蛋白質(zhì)→多肽→氨基酸，已經(jīng)變質(zhì)的冷卻肉，其表面的黏液便是多肽與水作用的結(jié)果。其后，在腐敗菌分泌的各種酶的催化下，氨基酸也被分解，而生成了各種惡臭的產(chǎn)物，像硫化氫、揮發(fā)性胺（尸胺、腐肉胺）、羧酸及酮酸等。而關(guān)于脂肪的酸敗，也是由微生物分泌的各類酶（主要是脂肪酶和氧化酶）對脂肪進(jìn)行分解和氧化的結(jié)果。此外，脂肪的自身氧化也是其酸敗的另一原因[7]。

2 香辛料在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用研究

2.1 天然保鮮劑的分類

保鮮劑分為化學(xué)保鮮劑和天然保鮮劑兩大類。因天然保鮮劑在保證肉質(zhì)品質(zhì)的同時，具有安全無毒、作用廣范等特點，并且更是符合天然綠色、營養(yǎng)健康的現(xiàn)代飲食理念，所以備受熱捧。天然抗菌保鮮劑按其來源可分為植物來源防腐劑、動物來源防腐劑和微生物來源防腐劑。常見的植物源保鮮劑主要包括生姜、大蒜、桂皮、綠茶、丁香和迷迭香等。這些物質(zhì)提取物中的醇、酚、烯類化合物及黃酮類非揮發(fā)性物質(zhì)含量豐富，具有較強(qiáng)的抑菌作用；動物源保鮮劑與微生物源保鮮劑較之植物源保鮮劑數(shù)量有限，較為典型的有蜂膠、殼聚糖、溶菌酶、納他霉素及Nisin等[8]。

2.2 香辛料在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用

2.2.1 香辛料及其功效。香辛料既是一味中藥，也是一種飲食調(diào)料。近年來許多研究報道表明，香辛料不僅能夠改善食品的滋味和色澤，同時也具有一定的保健功效（緩解疲勞與鎮(zhèn)靜）以及保鮮價值（用作天然抗氧化劑和防腐劑）[9]。研究較多的香辛料保鮮劑有肉桂、桂皮、薄荷、丁香、迷迭香等，而像花椒、孜然、豆蔻、茴香、百里香這些香辛料也在試驗中有所涉及，但研究較少。

2.2.2 香辛料抑菌成分的提取方法。關(guān)于香辛料保鮮劑，目前研究最多的是其粗提物的保鮮效果。回流法、浸提法、索氏提取法、水蒸汽蒸餾等是最常見的提取方法，也是最傳統(tǒng)的提取方法。而超臨界CO2萃取、微波輔助萃取及超聲提取法這些新型提取技術(shù)也逐漸在實驗室普遍使用起來[10-13 ]。這些分離方法各有利弊，目前還處在研究階段，不過提取方法定會向更加環(huán)保、高效及分離技術(shù)聯(lián)合使用的方向發(fā)展。張赟彬等在提取八角茴香的抗菌活性成分時，比較了水蒸汽蒸餾法、超臨界CO2萃取法、乙醇回流法3種方法。

2.2.3 香辛料提取物的保鮮作用。將香辛料提取物或其精油利用單一或復(fù)合保鮮液按一定的濃度進(jìn)行噴灑、浸漬處理冷卻肉，都收獲了一定的保鮮效果。劉占東等[14]用制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%和6%的肉桂精油殼聚糖納米粒（肉桂精油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%和1.0%）分別處理了冷卻豬肉，通過對多項理化指標(biāo)的測定分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的肉桂精油殼聚糖納米粒試驗組的冷卻肉在（4.0±0.5）℃時保質(zhì)期可達(dá)6 d，與此同時，肉桂精油殼聚糖納米粒也克服了肉桂精油容易揮發(fā)的缺陷。姜紹通等[15]研究表明0.7%茶多酚、0.4%大蒜素和乙種膜溶液（3%可溶性淀粉、0.6%海藻酸鈉、0.2%單甘酯）組成的涂膜保鮮劑處理冷卻豬肉，在冷藏條件下貨架期達(dá)19 d以上。孫 莎等[16]在采用殼聚糖和薄荷提取液作為復(fù)合涂膜劑，研究冷卻肉的保鮮效果時也得出了與上述類似的結(jié)果。張依潔等[17]采用丁香精油（0.05 g/kg）和青花椒油（0.1 g/kg）對醬鹵鴨肉進(jìn)行二次處理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在貯藏過程中，添加組的揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）明顯低于空白組。同時，醬鹵鴨肉保質(zhì)期也由原來的10 d延長至12 d。還有張 強(qiáng)等[18]研究表明，用洋蔥、生姜和大蒜提取物浸泡過3 min的冷卻肉，其貨架期均有不同程度的延長，其中大蒜提取物保鮮效果最好，可將冷卻肉的保質(zhì)期延長到12 d以上。各種香辛料提取物在冷卻肉的保鮮方面都各有優(yōu)缺點，正如很多研究表明大蒜提取物抑菌能力強(qiáng)、保鮮效果好，但是其滋氣味過于濃烈，會掩蓋冷卻肉原本的特性，很難被消費者接受。因此，應(yīng)慎重權(quán)衡各種香辛料保鮮劑的利弊，使其更好地應(yīng)用于冷卻肉的生產(chǎn)和加工。

2.3 復(fù)合保鮮劑的應(yīng)用

有大量文獻(xiàn)報道，多種香辛料提取物聯(lián)合使用的抑菌效果均要好于單一保鮮劑的保鮮效果。在研究肉桂、百里香和生姜精油對常溫豬肉的保鮮效果時，研究人員發(fā)現(xiàn)最優(yōu)復(fù)配精油（肉桂精油∶百里香精油∶生姜精油=0.025%∶0.25%∶0.05%）使得常溫豬肉的pH值穩(wěn)定，且在儲藏5 d后，復(fù)配組的總菌數(shù)要比對照組少2個數(shù)量級[19]。彭雪萍等[20]在研究肉桂醛的保鮮效果時發(fā)現(xiàn)，就防腐性能的強(qiáng)弱而言，復(fù)配物>肉桂提取物>山梨酸鉀。此外，柵欄技術(shù)原理也說明了復(fù)合保鮮劑的此種優(yōu)點。

2.4 香辛料的抑菌機(jī)理

關(guān)于香辛料的抑菌機(jī)理，盡管研究報道很多，但是依舊不夠清晰，有待學(xué)者進(jìn)一步研究。根據(jù)已有報道大致可分為以下幾類：損傷細(xì)胞壁，改變細(xì)胞的通透性；改變蛋白質(zhì)和核酸；抑制酶的作用；作為抗代謝物；抑制核酸的合成等[21]。

3 展望

盡管冷卻肉已經(jīng)在我國發(fā)展多年，但是卻一直未能普及。最主要的原因則是在冷卻肉的加工、運(yùn)輸及零售過程中，均要求較高的條件，優(yōu)質(zhì)的保鮮劑便是其中之一。盡管關(guān)于天然香辛料的研究報道很多，但是都不夠深入透徹，這在很大程度上限制了香辛料保鮮劑的發(fā)展。且肉類保鮮本就是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，可以說沒有任何一種單一的保鮮措施是完美無缺的。因此，生產(chǎn)生活中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)柵欄原理，將不同的柵欄因子合理地組合起來，這樣才會更加全面地抑制腐敗細(xì)菌的生長繁殖，達(dá)到較好的保鮮效果。此外，HACCP管理體系科學(xué)合理，是被全世界公認(rèn)的確保食品安全的最佳管理方案，因此在冷缺肉的加工中也應(yīng)當(dāng)被付之實施。我國疆土遼闊，物產(chǎn)富饒，肉桂、丁香、迷迭香等香辛料資源極其豐富。相信隨著冷卻肉保鮮技術(shù)的不斷發(fā)展，未來天然香辛料保鮮劑將被大規(guī)模地投入到冷卻肉生產(chǎn)中。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 王戩，葛長榮.冷卻肉保鮮方法及保鮮劑研究進(jìn)展[J].肉類研究，2011，25（5）：54-57.

[2] 朱曉杰，趙元暉.香辛料及其在肉制品中的作用[J].肉類研究，2010，（9）：60-64.

[3] 周建新.植物源天然食品防腐劑的研究現(xiàn)狀存在問題及前景[J].食品科學(xué)，2006，279（1）：263-268.

[4] 馬堅毅.冷卻分割羊肉保鮮技術(shù)研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[5] 鄧明.柵欄技術(shù)在冷卻豬肉保鮮中的應(yīng)用[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[6] 王燕榮.冷卻肉保鮮包裝技術(shù)的研究[D].重慶：西南大學(xué)，2007.

[7] 夏凡，琚爭艷，何健，等.冷卻肉天然香辛料植物源保鮮劑應(yīng)用及其安全性研究進(jìn)展[J].肉類研究，2008（6）：51-56.

[8] 孔祥建，蔣和體，杜慶.冷卻肉天然保鮮劑研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑，2008（3）：77-81.

[9] 陳野.香辛料簡介及主要使用形式[J].科技風(fēng)，2010（24）：218.

[10] 孫曄，郭媛，張赟彬.超臨界CO2提取八角茴香精油及其對肉類抑菌效果穩(wěn)定性的研究[J].中國調(diào)味品，2011，36（3）：33-37.

[11] 張赟彬，郭媛.三種方法提取八角茴香精油及其抗菌活性研究[J].德州學(xué)院學(xué)報，2012，28（2）：1-8.

[12] 董麗萍，許松林.天然香料的提取分離技術(shù)[J].天津化工，2006， 20（5）：1-5.

[13] 李婷，侯曉東，豆海港，等.香辛料的抗氧化成分提取分離的研究進(jìn)展[J].中國調(diào)味品，2007（6）： 20-24.

[14] 劉占東，李璐，全國芬，等.肉桂精油殼聚糖納米粒在冷卻肉保藏中的應(yīng)用[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，44（5）：193-199.

[15] 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(yīng)用[J].食品科學(xué)，2010，31（10）：313-316.

[16] 孫莎，覃宇悅，程春生，等.殼聚糖薄荷提取液復(fù)合保鮮劑對冷卻肉保鮮效果的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（31）：7697-7700.

[17] 張依潔，汪蘭，吳文錦，等.丁香和青花椒精油在醬鹵鴨肉保鮮中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2016，37（2）：339-342.

[18] 張強(qiáng)，孫玉軍，蔣圣娟，等.洋蔥﹑生姜﹑大蒜提取物對冷卻肉保鮮效果的研究[J].食品工業(yè)科技，2015（4）：310-314.

[19] 陳美霞，胡靜，王旭歌，等.復(fù)配香辛料精油對常溫豬肉的保鮮效果[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，14（4）：291-294.

[20] 彭雪萍，王花俊，王春暉，等.肉桂提取物在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用研究[J].肉類研究，2008（12）：46-48.

[21] 盧付青，唐善虎，白菊紅，等.香辛料提取物抑菌抗氧化機(jī)理及在冷卻肉保鮮中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)，2015，36（9）：229-232.