辣椒籽提取物對冷卻肉的抗氧化性及保鮮效果

肖 軻 李高陽 尚雪波，4 李志堅 蘇東林*

（1 湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 長沙 410125 2 湖南省食品測試分析中心 長沙410125 3 果蔬加工與質(zhì)量安全國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 長沙410125 4 果蔬貯藏加工與質(zhì)量安全湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長沙410125）

冷卻肉又名冷鮮肉，是指活畜經(jīng)宰前、宰后檢驗(yàn)檢疫合格并屠宰后的畜胴體進(jìn)行冷卻處理，使其溫度（以后腿深層肌肉為測量點(diǎn)）在24 h 內(nèi)降至0～4 ℃， 并在后續(xù)的加工、包裝、流通和銷售過程中始終保持在0～4 ℃范圍內(nèi)的生鮮肉[1]。因冷卻肉在加工過程中經(jīng)歷了充分的預(yù)冷排酸、 解僵成熟過程[2]，與冷凍肉相比，具有肉汁飽滿、質(zhì)地柔軟有彈性、口感滑膩鮮嫩；同時，冷卻肉從加工到銷售整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)始終處于低溫環(huán)境下， 絕大多數(shù)微生物的生長繁殖和致病菌的毒素分泌得到了抑制，確保了肉的安全衛(wèi)生。 近年來，隨著消費(fèi)水平的不斷提高和人們對食品質(zhì)量安全的重視， 冷卻肉得到前所未有的發(fā)展， 并有逐漸取代熱鮮肉和冷凍肉的趨勢，成為我國肉類消費(fèi)的主流[3]。 雖然冷卻肉從加工到銷售整個環(huán)節(jié)采用0～4 ℃的低溫貯藏， 然而這個溫度并不能徹底抑制微生物和致病菌的生長繁殖，貨架期僅3～5 d，限制了冷卻肉的長距離運(yùn)輸，無法滿足市場的流通需求，已成為冷卻肉快速發(fā)展的主要瓶頸[4-6]。 針對冷卻肉貨架期短，如何延長冷卻肉貨架期，保證冷卻肉品質(zhì)已引起有關(guān)企業(yè)和科研人員的關(guān)注。

目前， 國內(nèi)外有關(guān)冷卻肉的保鮮方法主要有包裝技術(shù)（托盤包裝、真空包裝、氣調(diào)包裝）[7-10]、高壓蒸汽滅菌[11-12]、輻照保鮮技術(shù)[13-14]、超高壓處理保鮮技術(shù)[15-16]等物理保鮮技術(shù)。根據(jù)保鮮劑的來源主要分為化學(xué)保鮮劑和天然保鮮劑， 其中化學(xué)保鮮劑在冷卻肉保鮮方面的應(yīng)用主要有單一有機(jī)酸（乳酸、檸檬酸、抗壞血酸、醋酸等）或復(fù)合有機(jī)酸[17-18]。曾有文獻(xiàn)報道了有機(jī)酸對李斯特菌的抑制作用不明顯， 對冷卻肉的色澤和自然風(fēng)味有一定的影響及破壞作用[19]。 天然保鮮劑主要有微生物代謝產(chǎn)物乳酸鏈球菌素、溶菌酶、殼聚糖、茶多酚及其復(fù)配等[20-24]。辣椒作為我國重要的果菜類蔬菜和調(diào)味品，資源豐富，年產(chǎn)量達(dá)到4 000 萬t 以上，國內(nèi)外對辣椒的開發(fā)利用主要涉及腌漬辣椒、泡辣椒、辣椒醬等的加工和高附加值辣椒色素提取，辣椒精、辣椒堿化合物的提取等精深加工[25]，而占辣椒果實(shí)干重50%， 富含多種不飽和脂肪酸和抗氧化活性物質(zhì)的辣椒籽的利用價值沒有得到很好的利用。目前，關(guān)于天然提取物用于冷卻肉的保鮮研究大多集中在迷迭香、肉桂、洋蔥、生姜、大蒜等天然中草藥和香辛調(diào)味料方面[26-27]，而有關(guān)辣椒籽對冷卻肉的抑菌活性及抗氧化作用的研究未見報道。本試驗(yàn)以辣椒籽為原料，研究其對冷卻肉的保鮮效果，旨在探討新型、高效、安全的冷卻肉保鮮方法，為保證冷卻肉的品質(zhì)，延長其貨架期以及辣椒的綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料與試劑

辣椒籽由湖南省蔬菜研究所提供； 鮮豬通脊肉購于長沙某大型生鮮超市， 冰袋保存，0.5 h 內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，4 ℃冷藏備用。

無水乙醇、甲醇、硫代巴比妥酸、硫酸、磷酸鈉、鉬酸銨、鹽酸等試驗(yàn)中所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AL-204 型電子天平， 美國梅特勒-托利多公司；雷磁牌 PHB-4 型pH 計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；UV-1700 紫外可見分光光度計，日本島津；KJELTEC 2300 型全自動凱氏定氮儀， 丹麥FOSS 公司；DHP-9052 電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；BCD-208D 金王子牌電冰箱，山東青島海爾集團(tuán)；HH-4 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；R502B 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海申勝生物技術(shù)有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 提取物的制備

2.1.1 脫脂辣椒籽粉的制備 老熟干辣椒籽清理、蒸餾水清洗、45 ℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱烘干后經(jīng)萬能植物粉碎機(jī)粉碎，過60 目篩，得未脫脂辣椒籽粉，然后按辣椒籽粉∶正己烷=1 ∶5（g/mL）浸泡，置于搖床上振蕩脫脂5 h，真空抽濾，同時回收萃取液，殘渣轉(zhuǎn)至真空干燥箱干燥得脫脂辣椒籽粉。

2.1.2 辣椒籽乙醇提取物的制備 辣椒籽乙醇提取物的制備按照文獻(xiàn)[28]的方法進(jìn)行并做適當(dāng)修改，按辣椒籽粉∶70%乙醇=1∶10（g/mL）60 ℃下浸提1 h，60 ℃下水浴超聲15 min，真空抽濾，殘渣重復(fù)提取2 次，合并提取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮，真空干燥箱干燥，得乙醇提取物。

2.1.3 辣椒籽甲醇提取物的制備 按辣椒籽粉∶70%甲醇=1∶10 （g/mL）45 ℃下浸提1 h，45 ℃下水浴超聲15 min，真空抽濾，殘渣重復(fù)提取2 次，合并提取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮，真空干燥箱干燥，得甲醇提取物。

2.1.4 辣椒籽水提物的制備 按脫脂辣椒籽粉：水=1∶10（g/mL）60 ℃下浸提1 h，60 ℃下水浴超聲15 min，真空抽濾，殘渣重復(fù)提取2 次，合并提取液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮，真空干燥箱干燥，得水提取物。

2.2 肉樣的制備

將購于生鮮超市的熱鮮豬通脊肉運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，立即放入冰箱冷凍室中（-18 ℃）進(jìn)行急凍1.5 h，再轉(zhuǎn)入冷藏室中（0～4 ℃）進(jìn)行冷卻排酸，待其中心溫度至0～4 ℃后。 在無菌操作臺內(nèi)對肉進(jìn)行分割，去掉筋膜及多余的脂肪，取純瘦肉切成100 g左右的肉塊，隨機(jī)分成5 組，每組15 塊。將處理好的5 組肉塊分別用無菌水（CK）、0.05%、0.10%、0.20%、0.30% 的辣椒籽提取液浸泡10 min，自然瀝干10～20 min，裝入保鮮袋于（3±1）℃冰箱中，分別在第0，3，6，9，12 天測定pH 值、TBARS 值、TVB-N 值、 菌落總數(shù)等指標(biāo)并記錄分析結(jié)果，每個試驗(yàn)重復(fù)3 次，測定結(jié)果以平均值表示。

2.3 指標(biāo)的測定方法

2.3.1 pH 值的測定 冷卻肉的pH 值測定按照GB 5009.237-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測定》中規(guī)定的方法進(jìn)行，使用PHB-4 型精密pH 計測定。

2.3.2 TBA 值的測定 參照GB/T 35252-2017《動植物油脂2-硫代巴比妥酸值的測定 直接法》進(jìn)行。

2.3.3 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定 揮發(fā)性鹽基氮 （TVB-N）含量的測定按照GB 5009.228-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中的自動凱氏定氮儀法進(jìn)行測定。

2.3.4 POV 值測定 過氧化值的測定按照GB 5009.227-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中規(guī)定的方法進(jìn)行。

2.3.5 菌落總數(shù)的測定 菌落總數(shù)按照GB 4789.2-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》中規(guī)定的方法進(jìn)行測定。 結(jié)果以菌落總數(shù)的對數(shù)值表示，評價標(biāo)準(zhǔn)為新鮮肉＜4.0，次鮮肉＜4.0～6.0，變質(zhì)肉＞6.0。

2.3.6 辣椒籽提取物總抗氧化活性測定-磷鉬絡(luò)合物法 參考文獻(xiàn)[29]的方法，把辣椒籽不同溶劑提取物配制成質(zhì)量濃度為0.05，0.1，0.2 mg/mL 的樣品溶液。 分別取0.5 mL 配制液（空白）、不同提取物的樣品溶液0.5，4.0 mL 磷鉬試劑（最終濃度為0.6 mol/L 硫酸、28 mmol/L 磷酸鈉和4 mmol/L鉬酸銨溶液）于10 mL 比色管中混勻，置于95 ℃水浴中恒溫90 min，冷卻至室溫后，在695 nm 波長下測定其吸光度A，所有測定平行進(jìn)行3 次，取平均值。

2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007 和DPS7.05中文版軟件進(jìn)行處理和分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 辣椒籽提取物總抗氧化能力

磷鉬絡(luò)合物法常用于一些酚類、 抗壞血酸和類胡蘿卜素等抗氧化物質(zhì)的抗氧化能力的測定[30]，磷鉬絡(luò)合物法的測定原理是Mo（Ⅵ）被抗氧化性物質(zhì)還原成綠色的Mo（Ⅴ）絡(luò)合物，測定其A695值，A695值越大則抗氧化物質(zhì)活性越強(qiáng)。由圖1可知，隨著辣椒籽不同溶劑提取物濃度的增加，吸光度均相應(yīng)增大，3 種不同提取物的總氧化能力為甲醇提取物＞乙醇提取物＞水提取物， 在質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL 時，甲醇提取物、乙醇提取物、水提取物的吸光度值分別為0.555，0.538 和0.196。 其中甲醇提取物、 乙醇提取物二者之間差異不顯著（P＞0.05），但甲醇有一定的毒性，因此，本試驗(yàn)選用辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉的保鮮效果進(jìn)行試驗(yàn)。

圖1 辣椒籽提取物總抗氧化能力Fig.1 Total antioxidant capacity of chilli seed extract

3.2 不同濃度辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉pH 的影響

肉類pH 值評定標(biāo)準(zhǔn)為一級鮮肉pH 5.8～6.2，二級鮮肉pH 6.3～6.6，變質(zhì)肉pH 在6.7 以上。 由圖2 可知，對照組和各處理組隨貯藏時間的延長，pH 值均呈整體上升趨勢，原因是冷卻肉在貯藏過程中， 由于微生物的作用致使一些蛋白質(zhì)類物質(zhì)分解產(chǎn)生氨及胺類等堿性物質(zhì)， 致使肉樣的pH逐漸升高， 其升高幅度在一定范圍內(nèi)可以反映出冷卻肉的新鮮程度。本試驗(yàn)中，各處理組在貯藏期間pH 值均顯著低于對照組（P＜0.05），且隨著添加濃度的增加pH 值升高緩慢， 這說明辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉具有很強(qiáng)的抑菌作用和保鮮效果；對照組貯藏第6 天時，pH 值（6.68）已明顯屬于變質(zhì)肉，而各處理組貯藏至第9 天時，除低濃度（0.05%處理組）外，其它處理組pH 值均低于6.5，仍處于新鮮肉狀態(tài)。0.2%處理組與0.3%處理組在貯藏至第12 天時，pH 值分別為6.21 和6.16，仍處于一級鮮肉狀態(tài)， 但兩處理組之間差異不明顯（P＞0.05）。

3.3 不同濃度辣椒籽提取物對冷卻肉TBARS值的影響

TBARS 值與油脂中不飽和脂肪酸和磷脂氧化分解成二級氧化衍生物有關(guān)， 常用來判定含脂類物質(zhì)貯藏早期的氧化程度[31]，一般研究認(rèn)為，當(dāng)TBARS 值＞0.5 mg/kg 時， 肉加熱后就會出現(xiàn)熱異味，當(dāng)TBARS 值＞1.0 mg/kg 時為變質(zhì)肉。由圖3 可見， 冷卻肉隨著貯藏時間的延長， 各試驗(yàn)組TBARS 值均呈上升趨勢，但不同濃度辣椒籽提取物處理組上升幅度明顯低于對照組（P＜0.05）。 在貯藏第9 天時， 對照組的TBARS 值達(dá)到了1.14 mg/kg，已處于變質(zhì)肉狀態(tài)，而各處理組在貯藏第12 天時，除0.05%處理TBARS 值達(dá)到1.23 mg/kg外， 其它各處理組的TBARS 值均小于1.0 mg/kg，0.2%處理組和0.3%處理組仍屬于新鮮肉范圍，且兩者無顯著性差異（P＞0.05），說明辣椒籽乙醇提取物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.2%時，就能很好地達(dá)到抗氧化效果。

圖2 辣椒籽提取物對冷卻肉pH 值的影響Fig.2 Effect of chilli seed extract on pH value of chilled meat

圖3 辣椒籽提取物對冷卻肉TBARS 值的影響Fig.3 Effect of chilli seed extract on TBARS value of chilled meat

3.4 不同濃度辣椒籽提取物對冷卻肉TVB-N 的影響

揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是動物性食品中的蛋白質(zhì)在酶和細(xì)菌的作用下分解產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，TVB-N 值的大小客觀地反映了肉的新鮮程度，辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉TVB-N值的影響見圖4。 從圖4 的測定結(jié)果可知，隨著貯藏時間的延長， 對照組和不同濃度辣椒籽乙醇提取物處理的冷卻肉的TVB-N 值均有不同程度的增加。 根據(jù)GB 2707-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)鮮（凍）畜、禽產(chǎn)品》對鮮（凍）畜肉TVB-N 值≤150 mg/kg 的規(guī)定，對照組的增加幅度最為明顯，貯藏至第9 天時，TVB-N 值達(dá)到了168.4 mg/kg， 遠(yuǎn)超過150 mg/kg。 與之相比較的辣椒籽乙醇提取物處理的冷卻肉貯藏至第12 天時， 除低質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%外，0.10%，0.20%，0.30%處理組均未達(dá)到150 mg/kg，說明辣椒籽乙醇提取物能夠能通過抑制肉樣中相關(guān)酶的活性及微生物的生長繁殖來延緩冷卻肉TVB-N 值的升高，延長其貨架期。

3.5 不同濃度辣椒籽提取物對冷卻肉POV 的影響

過氧化值（POV）是判斷肉制品在加工和貯藏過程中品質(zhì)好壞和劣變程度的一個重要指標(biāo)。 由圖5 可知，在肉樣貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，不同處理組POV 值均呈上升趨勢，但對照組與各處理組POV 值變化差異顯著（P＜0.05）。 肉樣的POV 值隨辣椒籽乙醇提取物濃度的增加上升幅度明顯降低，其中0.20%和0.30%處理組貯藏至第12 天時，POV 值僅為3.86 mmol/kg 和3.76 mmol/kg， 而對照組肉樣的POV 值在整個貯藏過程中上升幅度遠(yuǎn)超過各處理組， 貯藏至第9 天已達(dá)到6.89 mmol/kg，第12 天達(dá)到了8.68 mmol/kg。因此，辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉的POV 值有很好的抑制作用， 且抑制效果與辣椒籽乙酸提取物的添加濃度有密切關(guān)系， 其抑制冷卻肉脂肪氧化比較理想的添加量為2～3 g/kg。

圖4 辣椒籽提取物對冷卻肉TVB-N 值的影響Fig.4 Effect of chilli seed extract on TVB-N value of chilled meat

圖5 辣椒籽提取物對冷卻肉POV 值的影響Fig.5 Effect of chilli seed extract on POV value of chilled meat

3.6 不同濃度辣椒籽提取物對冷卻肉菌落總數(shù)的影響

關(guān)于辣椒籽乙醇提取物的抑菌活性研究已有報道，認(rèn)為其抑菌活性物質(zhì)主要是辣椒堿[32]。 由圖6 可知，對照組在整個貯藏期間，菌落總數(shù)隨著貯藏時間的延長迅速增加，0.20%和0.30%處理組菌落總數(shù)在第3 天時小于初始數(shù)， 然后各處理組菌落總數(shù)隨貯藏時間的延長持續(xù)上升， 上升速度與對照組呈顯著性差異（P＜0.05），說明辣椒籽乙醇提取物不但能洗去冷卻肉表面部分微生物且能有效抑制微生物的生長繁殖。 結(jié)合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對肉品菌落總數(shù)的規(guī)定：新鮮肉為104CFU/g 以下，次鮮肉為104～106CFU/g， 變質(zhì)肉為106CFU/g 以上，對照組貯藏至第6 天時，菌落總數(shù)超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，說明肉樣已腐敗，而各處理組（除0.05%處理組在第6 天開始腐敗外）貯藏至第12 天時菌落總數(shù)仍處于規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)， 抑菌效果與濃度呈正相關(guān)，0.20%和0.30%處理組貯藏至第12 天時，仍處于新鮮肉狀態(tài)，但兩者差異不明顯，表明辣椒籽提取物能有效延緩冷卻肉貯藏期間菌落總數(shù)增長。

圖6 辣椒籽提取物對冷卻肉菌落總數(shù)的影響Fig.6 Effects of chilli seed extract on the total number of cooling meat colonies

4 結(jié)論與討論

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，食品安全越來越受到人們的關(guān)注，而在食品保鮮特別在冷鏈?zhǔn)称繁ｕr方面， 安全可靠且無毒性的天然防腐劑在冷卻肉保鮮中被得到廣泛的應(yīng)用[33-34]。本試驗(yàn)研究了辣椒籽不同溶劑提取物的總抗氧化能力，結(jié)果表明，甲醇提取物＞乙醇提取物＞水提取物， 但辣椒籽的甲醇提取物與乙醇提取物的總抗氧化能力二者差異不明顯（P＞0.05）；通過對冷卻肉貯藏期間的pH 值、TBARS 值、TVB-N值、POV 值及菌落總數(shù)的測定， 試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度的辣椒籽乙醇提取物保鮮液處理的肉樣在（3±1）℃貯藏條件下能有效抑制冷卻肉中微生物的增長，pH 值、TVB-N 值的上升，脂質(zhì)的氧化等，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，添加濃度越高，抑菌活性和抗氧化能力就越好。 經(jīng)總體統(tǒng)計分析，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%和0.30%兩組辣椒籽乙醇提取物對冷卻肉的處理效果差異不顯著， 綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本和保鮮效果等因素， 選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%～0.30%的辣椒籽乙醇提取物處理冷卻肉為適宜添加量， 理論上能使冷卻肉的貨架期延長12 d 左右。 辣椒籽提取物是通過抑制冷卻肉脂質(zhì)的氧化、蛋白質(zhì)分解、微生物繁殖等多重機(jī)理對其延長貨架期，因此，本團(tuán)隊對辣椒籽的綜合利用研究工作將著重于辣椒籽功能性成分的提取分離、 純化以及抑制冷卻肉蛋白質(zhì)分解、脂質(zhì)氧化的機(jī)理等方面，為開發(fā)辣椒籽對冷卻肉保鮮機(jī)制提供理論依據(jù)。