可食用膜的簡(jiǎn)介及其在肉及肉制品中應(yīng)用的研究進(jìn)展

黃明遠(yuǎn),王虎虎,徐幸蓮,周光宏

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇高校肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心, 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210095)

肉及肉制品富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),包括水分、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素,為微生物的生長(zhǎng)提供了足夠的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),是腐敗微生物生長(zhǎng)的良好培養(yǎng)基,如果在流通銷售過程中控制不當(dāng),極易受到外界環(huán)境的影響而腐敗變質(zhì),縮短了肉的貨架期。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升,人們對(duì)于健康飲食的觀念不斷提高,如何有效地保障肉品的質(zhì)量安全,對(duì)于肉品行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

可食用膜包裹在產(chǎn)品表面,可以減少水分、風(fēng)味物質(zhì)的損失,調(diào)控溶質(zhì)的交換,同時(shí)在食品表面形成一層屏障與外部隔絕,減少腐敗微生物和氧氣與食品的接觸,從而減少食品的腐敗變質(zhì)和氧化酸敗[1-2]?？墒秤媚ぞ哂辛己玫墓δ芴匦?在一定程度上解決了肉類包裝和防腐保鮮的問題,近些年來逐漸成為研究的熱點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于畜肉、禽肉及即食熟肉制品等各類肉類食品中[3-6]。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于可食用膜的研究較多,然而在肉及肉制品領(lǐng)域的研究缺乏系統(tǒng)的總結(jié),基于此,本文對(duì)可食用膜的成分、制備和應(yīng)用進(jìn)行了介紹,以期為肉及肉制品儲(chǔ)藏保鮮提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1 可食用膜的概述

可食用膜是指以天然大分子物質(zhì)(包括糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)或復(fù)合物)為成膜基質(zhì)的一層可食的輕薄涂層或薄膜,通過添加功能性活性成分后再使分子間相互作用成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并具有一定的功能特性,采用包裹、噴涂、浸泡等方式使之覆蓋于食品表面,用來阻隔氧氣的透過,減少風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)、水分散失,降低脂肪氧化,減少微生物的生長(zhǎng),從而延緩食品的腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品貨架期[7]。

涂膜的應(yīng)用最早可以追溯到中國(guó)的12世紀(jì),當(dāng)時(shí)人們將蜂蠟涂覆于水果表面用來減少水分的損失。而可食用膜出現(xiàn)在15世紀(jì)就被用來食品保藏,在16世紀(jì)的歐洲,豬油和脂肪作為涂膜應(yīng)用在肉制品表面來延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期[8-9]。在21世紀(jì)的今天,可食用膜越來越受人們的關(guān)注,已經(jīng)在果蔬、畜禽和水產(chǎn)保鮮等諸多領(lǐng)域均有研究。

2 可食用膜的主要成分

可食用膜由涂膜基質(zhì)材料組成,添加了一定的塑化劑,另外加入活性物質(zhì)來增加可食用膜的功能特性。

2.1 涂膜基質(zhì)材料

常見的可食用膜有多糖膜、蛋白膜、脂質(zhì)膜和復(fù)合膜,主要有多糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)三大類基質(zhì)材料,其主要特性見表1。

表1 不同可食用膜成膜基質(zhì)的特性[14-15]Table 1 Attribute of different matrix of edible film[14-15]

多糖可食用膜主要的成膜基質(zhì)為大分子的糖類,包括淀粉(或改性淀粉)、果膠、羧甲基纖維素、甲殼素、殼聚糖、藻類提取物(包括海藻酸鹽,瓊脂,卡拉膠等)、普魯蘭糖、黃原膠、魔芋葡甘聚糖及其衍生物等。因多糖分子含羥基、氨基等親水性基團(tuán),在可食用膜中主要依靠氫鍵、范德華力等與其他物質(zhì)或自身作用而成膜[10]。大多數(shù)多糖是電中性,而一些藻類提取物帶負(fù)電,一般為水溶[11]。多糖顯著的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)單體明確簡(jiǎn)單,這對(duì)了解和表征多糖膜的結(jié)構(gòu)特性頗有幫助,多糖可食用膜具有良好的機(jī)械性能,然而因其親水性強(qiáng),多糖類可食用膜阻水性較差。

蛋白質(zhì)可食用膜主要成膜基質(zhì)為植物分離蛋白和動(dòng)物分離蛋白,包括大豆蛋白、玉米醇溶蛋白、明膠、膠原蛋白、酪蛋白、乳清蛋白、小麥面筋蛋白等,是具有特定氨基酸序列和分子結(jié)構(gòu)的大分子。水溶性蛋白在其溶液中形成氫鍵或產(chǎn)生離子交互作用,水溶性蛋白質(zhì)為基質(zhì)的可食用膜通常阻水性較差;非水溶的蛋白質(zhì)如玉米醇溶蛋白在成膜后通常阻水性較強(qiáng)。另一方面,蛋白質(zhì)很可能引起限制其使用的過敏反應(yīng)。不同的蛋白膜機(jī)械性能可能存在一些差異,通過對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改性,強(qiáng)化分子間作用力可以使膜的結(jié)構(gòu)更加均勻細(xì)密從而可以改良膜的功能特性。常用的改性方法有熱變性、壓力、γ-射線輻射、機(jī)械處理、化學(xué)處理(醛類等交聯(lián)劑)和酶法改性等,對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾[12]。

組成脂質(zhì)膜的常用基質(zhì)是蜂蠟、石蠟、乙?；瘑胃术?、有機(jī)脂肪酸、樹脂等,其中以乙?；瘑胃术ズ拖烆愂褂幂^多。脂類物質(zhì)極性低,具有較強(qiáng)的疏水特性,因此脂質(zhì)膜具有良好阻濕特性,所以脂質(zhì)膜通常用來保護(hù)食品并延緩水分的散失,提高食品的水分含量,例如脂質(zhì)物通常涂覆于果蔬表面,防止水分散失。脂質(zhì)膜也通常也應(yīng)用在畜禽及海產(chǎn)品,涂覆于食品表面延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期[11]。另一方面,脂質(zhì)膜的機(jī)械性能較差,對(duì)表面親水性的食品粘附性差[13],從而限制了它的使用。

2.2 增塑劑

增塑劑是加入到成膜基質(zhì)中的低分子劑量、非揮發(fā)性的化合物,通常為多元醇類(包括甘油、甘油衍生物、山梨糖醇、聚乙二醇),另外還有一些糖類和脂類,是可食用膜的必需成分。通常在多糖和蛋白可食用膜中,由于可食用膜聚合物分子間廣泛的相互作用,可食用膜表現(xiàn)出脆和硬的特性,不利于在食品上的應(yīng)用。增塑劑的加入可以影響聚合物分子之間的相互作用,增加聚合物分子之間的距離,破壞分子間和分子內(nèi)氫鍵,并減少結(jié)晶與非晶區(qū)的比例,從而賦予膜一定的柔韌性和流動(dòng)性并增強(qiáng)膜的韌性和強(qiáng)度,降低膜的脆性,改善膜的物理特性使其更有利于食品包裝[16]。然而增塑劑通常是親水性化合物,增塑劑的加入往往會(huì)使得膜對(duì)氧氣、水分、油等物質(zhì)的透過性增加[17]。

2.3 活性成分

可食用膜中通常會(huì)加入一些功能性活性成分,包括天然或化學(xué)合成的抗菌劑、抗氧化劑、酶制劑或其他功能性成分(包括礦物質(zhì)、維生素等)來增加膜的功能特性[18]。人工合成的化學(xué)活性物質(zhì)可能存在潛在的致癌性、致畸性、急性毒性,并且可能帶來環(huán)境污染問題,而動(dòng)植物、微生物源的功能活性因其天然綠色安全的特性越來越受關(guān)注[19]?？墒秤媚ぶ谐＜尤氲幕钚晕镔|(zhì)主要有抗菌類、抗氧化類兩大功能性物質(zhì)。現(xiàn)將近幾年文獻(xiàn)中報(bào)道的常用活性物質(zhì)總結(jié)如下。

2.3.1 抗菌類物質(zhì) 細(xì)菌素是由不同細(xì)菌合成的抗菌物質(zhì),它具有低過敏性、熱穩(wěn)定性、高安全性等優(yōu)點(diǎn),在人體消化道內(nèi)很容易被蛋白酶消化降解[20]。Nisin(乳酸鏈球菌素),由乳酸鏈球菌產(chǎn)生,是一種優(yōu)良的耐酸又耐熱天然抗菌物質(zhì),于1983年被美國(guó)食藥局(FDA)確定為公認(rèn)安全的物質(zhì)(GRAS),如今已被多個(gè)國(guó)家廣泛使用。Nisin能到有效地抑制革蘭氏陽性菌的生長(zhǎng),但是Nisin抑菌譜較窄,僅能抑制革蘭氏陽性菌,對(duì)霉菌、酵母和革蘭氏陰性菌無明顯作用。與螯合劑聯(lián)合使用能提高對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制能力。

ε-聚賴氨酸(ε-Poly-L-Lysine,ε-PL)為白色鏈霉菌的代謝產(chǎn)物,由25～30個(gè)L型賴氨酸(Lysine)脫水縮合而成的水溶性多肽,擁有帶正電抗菌活性的氨基使得整個(gè)分子帶正電[21-22]。它具有非常高的安全性,美國(guó)FDA已經(jīng)將其列為GRAS的物質(zhì),且具有廣泛的抗菌特性,對(duì)革蘭氏陽性、陰性菌、霉菌和酵母菌均有良好的抑菌效果[23]。熱穩(wěn)定性好,在120 ℃溫度下保溫20 min之后仍具有良好的抗菌活性[24]。ε-聚賴氨酸最早在日本被廣泛推廣使用,目前在我國(guó)也被逐漸在各種食品領(lǐng)域被利用,國(guó)標(biāo)GB 2760-2014對(duì)其在各種食品中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。ε-聚賴氨酸因其天然、安全、穩(wěn)定、抗菌譜廣的特性,被廣泛用于可食用膜中來提高膜的抗菌特性。

酶類,如溶菌酶是一種堿性酶,安全性高、熱穩(wěn)定性好,可水解細(xì)菌中黏多糖的。它通過水解細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖層,從而使細(xì)胞破裂引起細(xì)菌的死亡。因革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁大部分由肽聚糖組成,但革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁只有部分為肽聚糖,因此溶菌酶對(duì)革蘭氏陽性菌的殺菌效果要優(yōu)于陰性菌。對(duì)溶菌酶進(jìn)行化學(xué)修飾,在一定程度上可以提高溶菌酶對(duì)革蘭氏陰性菌的抑菌活性[25]。

植物精油(Essential oil)是從植物中提取的具有芳香性的物質(zhì),在生活中會(huì)作為食品調(diào)味劑,也經(jīng)常被加入到可食用膜用作抗菌劑,主要有肉桂精油、百里香精油、牛至精油、大茴精油等等[26-27]。許多文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道了植物精油具有廣泛的抗菌特性,對(duì)于腐敗菌和能引起食源性疾病的病原微生物,包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌、沙門氏菌等具有較強(qiáng)的抗菌特性[28-30]。植物精油通常為脂溶性物質(zhì),而可食用膜的成膜基質(zhì)通常為水溶性,因此需要將植物精油進(jìn)行乳化包埋應(yīng)用到可食用膜中。由于植物精油的脂溶特性,經(jīng)乳化加入到可食用膜后可以降低水蒸氣透過率,提高膜的抗菌特性[30]。

其他物質(zhì)如重金屬的納米顆粒,如納米銀、納米金、黏土納米粒子,及金屬氧化物的納米粒子包括TiO2、ZnO、MgO、CaO、CuO、Al2O3和AgO等,具有良好的抗菌活性,但是這些金屬及其氧化物的納米粒子安全特性需要進(jìn)一步認(rèn)真考慮[31]。

2.3.2 抗氧化類物質(zhì)α-生育酚是一種天然的脂溶性抗氧化劑,安全性高。它可以提供氫原子,通過將過氧自由基轉(zhuǎn)變?yōu)闅溥^氧化物的方式阻斷氧化反應(yīng)的過程[32],同時(shí)可以阻止氫過氧化物的分解[33],從而實(shí)現(xiàn)抗氧化的效果。已有文獻(xiàn)研究報(bào)道,α-生育酚良好的抗氧化效果能夠用于肉及肉制品的保鮮。謝菁等[34]制備了α-生育酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的抗氧化包裝膜,結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,制備的抗氧化包裝膜能有效地延緩冷鮮豬肉TBARS和TVB-N值的升高,并改善肉色。Georgantelis等[33]將α-生育酚以60 mg/kg的添加水平加入到牛肉餅中,結(jié)果顯示,α-生育酚有助于維持牛肉餅的肉色。

迷迭香提取物,是從迷迭香(RosmarinusofficinalisL.)的葉子和花中提取的具有優(yōu)良抗氧化性能的天然抗氧化劑,其主要抗氧化成分為鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸、熊果酸等物質(zhì),通過清除羥基自由基、過氧化自由基,從而阻斷了自由基鏈傳遞和增長(zhǎng)[33]。迷迭香提取物具有抗氧化活性高、安全性高、耐高溫和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn),已被應(yīng)用在食品、化妝品和醫(yī)藥領(lǐng)域[35-36]。在食品領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用于食用油[35]、水產(chǎn)[37]、禽肉[38]、畜肉[39]等食品的儲(chǔ)藏保鮮中。

茶多酚,包括黃酮類、花色苷類、黃烷醇類、黃酮醇類和酚酸類等物質(zhì),是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱[40],具有較強(qiáng)的抗氧化能力,安全性高,無毒副作用。目前對(duì)多酚的研究以茶多酚為主[41],其主體成分是兒茶素及其衍生物,占茶多酚總量的60%～80%,兒茶素主要包括4種物質(zhì):表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和表兒茶素(EC),其中茶葉中含量最高的兒茶素為EGCG,其抗氧化性也在4種物質(zhì)中最強(qiáng)[41-42]。兒茶素酚羥基上的活潑氫能與自由基結(jié)合,同時(shí)酚羥基可螯合金屬離子,從而抑制脂質(zhì)過氧化[43]。茶多酚作為優(yōu)良的抗氧化劑,目前已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn),畜禽的保鮮中[44-46]。

殼聚糖是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物,廣泛存在于蝦蟹和昆蟲的甲殼中,是目前自然界唯一的天然堿性多糖,具有良好抗氧化活性和抗菌特性[47]。殼聚糖的抗氧化性依靠分子上的活性氨基和羥基實(shí)現(xiàn),因而具有良好的自由基清除能力和金屬離子螯合能力[48-49]?？寡趸阅芘c其分子質(zhì)量密切相關(guān),分子質(zhì)量較低的殼聚糖抗氧化活性較好,并隨著分子質(zhì)量的增大逐漸降低[50]。殼聚糖的抗氧化活性還與其脫乙酰度有關(guān),隨著脫乙酰度的提高其抗氧化活性逐漸增強(qiáng)[49]。因其良好的生物活性,已被廣泛用在果蔬保鮮、肉品保鮮和食品包裝領(lǐng)域[51-53]。

植物精油,不僅具有良好的抗菌特性,而且具有良好的抗氧化性能,目前在可食用膜的應(yīng)用中較為廣泛。植物精油種類繁多,包括牛至精油、丁香精油、大茴精油、肉桂精油等,具有特殊的氣味可用作調(diào)味劑。不同種類植物精油的成分不同,但其主要成分為萜類、酚類和酚酸類物質(zhì),具有較強(qiáng)的自由基清除能力,從而使其具有良好的抗氧化性能[30]。植物精油的直接應(yīng)用受到一些限制,為了達(dá)到一定的抗菌效果通常需要一定的濃度,但植物精油通常具有特殊濃郁的氣味從而可能影響食品的本身感官特性。

3 可食用膜的制備及應(yīng)用方式

3.1 可食用膜的制備

可食用膜的成膜基質(zhì)通常為水溶性的蛋白質(zhì)或多糖,功能活性物質(zhì)分為水溶性和脂溶性,因此按照前期成膜溶液的構(gòu)成可分為單一水相體系和水油體系。可食用膜的制備前期均為成膜溶液的配制。

對(duì)于單一水相體系,可食用膜的制備主要為水溶性物質(zhì)的溶解,使各種物質(zhì)充分分散溶解。作為成膜基質(zhì)的大分子糖類和蛋白由于其物理結(jié)構(gòu)不同使得他們?cè)谒腥芙獾臈l件不同,例如瓊脂、海藻酸鹽的溶解需要較高的水溫,殼聚糖需要在一定的pH條件下才能溶解,而明膠則在普通水溶液中即可溶解。另外,需要考慮各水溶性活性物質(zhì)的特性,在加入到成膜溶液后體系的pH和溫度,是否與其他物質(zhì)反應(yīng)從而降低活性等。

對(duì)于脂溶性的活性物質(zhì),與水不互溶,通常在水溶性成膜基質(zhì)充分溶解后,將其乳化包埋后分散到水溶的連續(xù)相中,形成O/W的乳化體系,同時(shí)也確保了活性物具有的功能特性。一些多糖和蛋白等成膜基質(zhì)自身具有乳化性,也可以減少或不需要乳化劑的使用。脂溶性活性物質(zhì)加入后通常采用勻漿的方式來形成涂膜乳化液,制得的涂膜乳液顆粒較大且顆粒不均一,通常不穩(wěn)定,易產(chǎn)生分層、析出等現(xiàn)象,且形成膜的阻隔性較差。然而納米乳化液就克服了這一缺點(diǎn),它顆粒小,比表面積大,能夠提高活性物質(zhì)的利用度,且出現(xiàn)顆粒聚集、重力分層的現(xiàn)象概率小,因而更加穩(wěn)定[54-55],同時(shí)搭載了植物精油的納米乳液比常規(guī)乳液的抗菌活性高[56-58]。因而以納米乳化液為基礎(chǔ)的可食用膜越來越受關(guān)注。

納米乳化涂膜液主要有油包水型(W/O)和水包油型(O/W)兩種類型,其中水包油型能夠使脂溶性抗菌物質(zhì)和抗氧化劑分散在多糖或蛋白質(zhì)的連續(xù)相中,因而在食品可食用膜中以水包油型居多。納米乳化液的粒徑在50～500 nm之間[54],其制備主要有兩大類方法:高能乳化法和低能乳化法。高能乳化法采用一定的設(shè)備使乳液在一定作用力下將顆粒破碎,主要有高壓均質(zhì)法、微射流均質(zhì)法、超聲破碎法,其中高壓均質(zhì)法適用于大規(guī)模生產(chǎn)而在企業(yè)中被廣泛應(yīng)用[55]。低能乳化法是利用乳化體系固有的特性使液滴自發(fā)分散,通常需要一定量的乳化劑。

圖1 不同處理后可食用膜的微觀結(jié)構(gòu)[59]Fig.1 Microstructure of emulsion-based film after different treatment[59]

3.2 可食用膜的應(yīng)用方式

可食用膜的應(yīng)用方式有兩種:干法和濕法。干法是將制備好的膜溶液在一定條件下干燥后制成膜片直接用于食品包裝。濕法則是將膜溶液以浸泡、噴灑、涂刷等方式應(yīng)用在食品表面,在食品表面形成一層薄的可食涂層[14]。以親水性多糖蛋白質(zhì)為成膜基質(zhì)搭載脂溶性活性物質(zhì)所制備的乳化可食用膜,與單一親水性物質(zhì)制備的可食用膜相比,具有良好的功能特性,通常具有更高的阻隔特性[59],因此也是目前應(yīng)用最多研究最廣泛的一類。

4 可食用膜在肉及肉制品的應(yīng)用

肉及肉制品營(yíng)養(yǎng)豐富,在流通消費(fèi)中極易受到外源環(huán)境的影響,造成肉的食用品質(zhì)下降和腐敗變質(zhì)。搭載有不同活性物質(zhì)的可食用膜,具有不同的功能特性,在保證肉及肉制品安全方面發(fā)揮著重要作用。在肉及肉制品領(lǐng)域,可食用膜按照其功能特性主要分為兩大類:抗菌可食用膜和抗氧化可食用膜。

4.1 抗菌可食用膜

肉類的腐敗變質(zhì)涉及到多種微生物的參與,常見的腐敗菌有蠟樣芽胞桿菌、假單胞菌屬、無色桿菌屬、黃色桿菌屬、枯草芽孢桿菌、腐敗梭菌、大腸桿菌等,還有一些霉菌和酵母菌;一些致病菌如沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌等則主要是傳播食源性疾病,引起食物中毒[60]。熟化后的肉制品在冷卻、流通等環(huán)節(jié)受到外源性污染,造成腐敗微生物的生長(zhǎng)從而降低肉的食用品質(zhì)。目前已有諸多研究表明抗菌可食用膜可以減少微生物的生長(zhǎng),保證肉的食用品質(zhì)安全。

Cardoso等[61]制備了明膠-殼聚糖涂膜并應(yīng)用在冷鮮牛肉上,模擬市場(chǎng)零售環(huán)境,在4 ℃冷藏、每天光照12 h的條件下儲(chǔ)藏10 d,結(jié)果表明,明膠-殼聚糖復(fù)合涂膜能夠顯著抑制霉菌、酵母菌和嗜冷菌的生長(zhǎng),保證整個(gè)儲(chǔ)藏過程中牛肉的pH在5.5～5.6之間,有效地減少肉中水分損失和脂肪的氧化,失水率有效地減少了2.5%,且每千克肉中的丙二醛(MDA)含量降低了1 mg,同時(shí)明膠-殼聚糖涂膜能夠穩(wěn)定肉色、顯著地減少了儲(chǔ)藏期間高鐵肌紅蛋白(MMb)的積累,使MMb的占比降低了20%。Noori等[62]采用超聲技術(shù)制備了以姜精油為活性物質(zhì)的納米乳可食涂膜,其中姜精油添加量為3%和6%,結(jié)果顯示,制得的含有6%姜精油納米活性涂膜具有較強(qiáng)的抗菌特性,將其應(yīng)用在雞胸肉上能顯著減少總好氧菌、酵母菌和霉菌的生長(zhǎng),與未涂膜的樣品相比,在儲(chǔ)藏至第8 d總好氧菌的數(shù)量減少了近4.7lg CFU,酵母菌和霉菌的數(shù)量減少了近3.2lg CFU。含有6%姜精油納米乳化涂膜能顯著延長(zhǎng)生雞胸肉的貨架期4 d。Wan等[63]制備了以明膠為成膜基質(zhì),搭載了含量為0.9%的子丁香酚為活性物質(zhì)的涂膜,結(jié)果顯示,涂膜能夠有效地控制活性物質(zhì)子丁香酚的緩慢釋放,能夠顯著抑制儲(chǔ)藏期間微生物的生長(zhǎng)和減少水分損失,與未涂膜的樣品相比,在儲(chǔ)藏第12 d菌落總數(shù)減少了1.1lg CFU,失水率減少了約10%,從而延長(zhǎng)冷鮮肉的貨架期至少3 d。湯秋冶等[64]研究了以ε-聚賴氨酸為活性物質(zhì)、海藻酸鈉為基質(zhì)的活性涂膜,結(jié)果表明,添加量為1%的ε-聚賴氨酸涂膜能顯著降低冰鮮鴨在儲(chǔ)藏期間的菌落總數(shù)和大腸桿菌菌落數(shù),同時(shí)添加了0.1%的柚子微晶纖維的復(fù)合涂膜還可以穩(wěn)定鴨肉鮮紅肉色,顯著改善鴨肉的水分損失。

4.2 抗氧化可食用膜

表2 可食用膜在肉及肉制品的應(yīng)用Table 2 Applications of edible film in meat and meat products

脂質(zhì)氧化是引起肉及肉制品腐敗變質(zhì)的重要因素。肉及肉制品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)也容易受到多種外源環(huán)境因素的影響,從而引起脂肪氧化酸敗降低食用品質(zhì)。肉及肉制品氧化主要有酶促氧化和自動(dòng)氧化,同時(shí)脂肪氧化產(chǎn)物又會(huì)與肉中其他成分發(fā)生反應(yīng)從而影響肉及肉制品的品質(zhì)[65]。氧氣是影響肉腐敗變質(zhì)的重要因素,可食用膜在肉表面形成一層微薄涂層,能夠阻礙氧氣與肉的接觸而減少肉的氧化變質(zhì),同時(shí)在膜中添加抗氧化活性物質(zhì)后能夠增強(qiáng)可食用膜的抗氧化特性。

Choulitoudi等[3]制備了含有迷迭香精油(2000 ppm)和迷迭香提取物(200～800 ppm)的羧甲基纖維素膜,將其應(yīng)用在煙熏鰻魚片上,通過測(cè)定提取的魚油初級(jí)和次級(jí)氧化產(chǎn)物的含量,結(jié)果表明,可食用膜能降低煙熏鰻魚在儲(chǔ)藏期間的脂肪氧化,其中迷迭香提取物添加量為800 ppm時(shí)脂肪氧化程度最低,TOTOX值為4.5,與未涂膜組相比降低了15。Vital等[5]制備了含有0.1%牛至精油和0.1%迷迭香精油的海藻酸鈉可食用膜,將其應(yīng)用在牛排保鮮中,感官評(píng)定結(jié)果顯示,含0.1%牛至精油的涂膜能夠有效提高消費(fèi)者的接受程度,且丙二醛的含量減少了約47%。Siripatrawan等[4]將綠茶提取物以20%的比例加入到殼聚糖中制成可食用膜,將其應(yīng)用在豬肉香腸的保鮮中。結(jié)果顯示,與未處理組相比,添加了綠茶提取物的殼聚糖膜能夠顯著降低儲(chǔ)藏期間TBA值,脂質(zhì)氧化程度降低了約28%,并能抑制腐敗菌的生長(zhǎng),保持儲(chǔ)藏期間香腸品質(zhì),延長(zhǎng)了貨架期8 d。

4.3 其他功能可食用膜

可食用膜通常需具有一定的功能特性,如抗菌特性和抗氧化特性,同時(shí)具有良好的阻隔特性,能夠減少肉品中水分等物質(zhì)的損失,減少外源環(huán)境對(duì)食品的影響,從而保證產(chǎn)品的品質(zhì)從而延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。隨著食品包裝的不斷發(fā)展,一些具有其他功能特性的可食用膜也不斷在食品中應(yīng)用。

油炸食品具有酥脆適宜的口感,如油條、油炸丸子、薯?xiàng)l、炸雞等食品深受消費(fèi)者的喜愛。油炸食品含有大量的油脂,且過度油炸會(huì)產(chǎn)生丙烯酰胺等致癌物質(zhì)。在倡導(dǎo)低脂飲食的今天,油炸食品無疑會(huì)引起消費(fèi)者對(duì)健康飲食的關(guān)注。而在食品油炸之前涂上一層多糖/蛋白可食用膜,可以減少在食品在油炸過程中水分的散失,進(jìn)而減少油在食品表面的吸附而減少油的攝入量[66]。

隨著智能包裝的研究不斷深入,一些研究在可食用膜上添加活性物質(zhì)用于監(jiān)測(cè)肉品在儲(chǔ)藏過程中的品質(zhì)變化情況。蔣光陽等[67]以花青素為新鮮度指示劑,制備了紫薯花青素智能指示膜,其中紫薯花青素添加量為0.2%,成膜基質(zhì)由3%的馬鈴薯粉和0.6%的羧甲基纖維素鈉復(fù)配而成。結(jié)果顯示,制備的智能指示膜能指示魚肉在儲(chǔ)藏過程中新鮮度的改變,顏色由暗紅色變?yōu)闇\藍(lán)色。

5 展望

肉及肉制品富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),易受到外源環(huán)境的干擾而腐敗變質(zhì)。鮮肉在儲(chǔ)藏過程中顏色發(fā)生變化,水分散失,與外部環(huán)境接觸如氧氣、微生物等接觸而腐敗。在熟化后,內(nèi)部微生物基本已殺死,而肉制品的腐敗變質(zhì)主要來源于在冷卻包裝環(huán)節(jié)的外源性污染。目前肉制品企業(yè)通常采用高溫二次殺菌的方式對(duì)肉制品進(jìn)行殺菌,然而肉制品的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味、質(zhì)地口感都有很大損失?？墒秤媚ぴ谌饧叭庵破繁砻嫘纬梢粚幼韪?同時(shí)搭載了活性物質(zhì)的膜具有緩慢釋放的效果?？墒秤媚ぞ哂芯G色安全的特點(diǎn),具有生物降解性,不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來污染。隨著食品工業(yè)的不斷發(fā)展,納米脂質(zhì)體、碳納米管、介孔材料等納米載體可以對(duì)活性物質(zhì)包埋保護(hù),同時(shí)可以達(dá)到控制釋放的效果,從而提升可食用膜的功能特性。在肉制品保鮮領(lǐng)域,其他技術(shù)如輻照殺菌技術(shù)、低溫等離子體殺菌技術(shù)等與可食用膜包裝相結(jié)合,共同確保肉制品的品質(zhì)。目前可食用膜在冰鮮肉領(lǐng)域研究較多,而對(duì)熟肉制品的研究較少,應(yīng)用不太成熟,而熟肉制品如醬鹵肉制品等是我國(guó)廣為歡迎的食品,此類肉制品不宜儲(chǔ)藏和包裝,若將可食用膜應(yīng)用在該類肉制品領(lǐng)域,能夠解決醬鹵肉不宜儲(chǔ)藏的問題。隨著食品工業(yè)的不斷進(jìn)步、人們對(duì)于健康飲食的意識(shí)不斷提高,解決肉及肉制品腐敗問題任重而道遠(yuǎn),因而可食用膜的研發(fā)利用具有重要意義,尤其是在熟肉制品領(lǐng)域,加快可食用膜的工業(yè)化應(yīng)用具有廣闊前景。