保鮮劑在羊肉保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展

侯愛(ài)香 ， 柏先澤 ， 楊良順 ， 黃 宇 ， 李宗軍

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.通道有嚼頭食品有限公司，湖南 懷化 418500）

0 引言

隨著生活水平的提高，人們對(duì)高品質(zhì)畜、禽、水產(chǎn)肉制品的需求越來(lái)越多，我國(guó)羊肉產(chǎn)業(yè)遇到了新的發(fā)展機(jī)遇[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1980—2016年，36年間羊肉消費(fèi)總量城鎮(zhèn)居民增長(zhǎng)了13.70倍，農(nóng)村居民增長(zhǎng)了1.52倍，全國(guó)羊肉消費(fèi)總量增長(zhǎng)了4.86倍[2]。1980—2017年，37年間，我國(guó)羊肉產(chǎn)量增長(zhǎng)了9.51倍，從44.48×104t增長(zhǎng)至467.5×104t，但羊肉產(chǎn)量在我國(guó)肉類總產(chǎn)量中的占比仍較少，僅由3.69%增至5.44%，羊肉產(chǎn)業(yè)在我國(guó)畜牧業(yè)中仍處于弱勢(shì)地位，有著巨大的發(fā)展空間和前景。同時(shí)，我國(guó)已經(jīng)成為世界上肉羊存欄量、出欄量和羊肉產(chǎn)量最大的國(guó)家之一。2015年我國(guó)肉羊存欄量3.11億只，羊肉產(chǎn)量達(dá)到440.8×104t，占世界羊肉產(chǎn)量的比例由改革開(kāi)放初期的4.50%增長(zhǎng)到2014年的29.91%[3]。中國(guó)已成為國(guó)際上羊肉產(chǎn)量、肉羊存欄量和出欄量最大的國(guó)家，有著良好的發(fā)展勢(shì)頭[4]。羊肉產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展對(duì)改善我國(guó)居民膳食結(jié)構(gòu)、保障畜產(chǎn)品有效供給、提高牧民收入和緩解糧食供求矛盾具有重要的作用。而國(guó)內(nèi)羊肉保鮮技術(shù)較國(guó)外落后，安全、經(jīng)濟(jì)而又有效的保鮮技術(shù)是眾多羊肉企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)[5]。通過(guò)簡(jiǎn)述羊肉腐敗變質(zhì)的原因，綜述各類化學(xué)、生物保鮮劑在羊肉保鮮中的應(yīng)用及最新研究進(jìn)展，旨在為羊肉加工與貯藏技術(shù)發(fā)展提供參考。

1 羊肉腐敗變質(zhì)的原因

一般健康肉羊的肌肉是無(wú)菌的，宰后受到屠宰、加工、流通等環(huán)境因素的影響，容易被微生物污染而攜帶病菌，羊肉的初始菌相是羊肉腐敗變質(zhì)的主要因素之一。此外，肉羊的品種、羊肉內(nèi)源性蛋白質(zhì)水解酶含量、脂肪氧化程度和存放的溫度、方式都會(huì)影響羊肉的保鮮品質(zhì)。

由微生物所引起的羊肉腐敗變質(zhì)是復(fù)雜的生化過(guò)程，所進(jìn)行的變化與微生物的種類、外界條件因素相關(guān)。引起新鮮羊肉腐敗變質(zhì)的主要細(xì)菌有金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、假單孢桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、志賀氏菌、肉毒梭菌等。引起新鮮羊肉腐敗變質(zhì)酵母菌主要有假絲酵母、紅酵母等。引起新鮮羊肉腐敗變質(zhì)的霉菌主要有根霉、毛霉、曲霉菌等[6-8]。這些腐敗菌類在“高營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)”肉羊中繁殖生長(zhǎng)，還產(chǎn)生各種水解酶，分解羊肉中的蛋白，產(chǎn)生氨或胺類物質(zhì)，甚至在羊肉表面生長(zhǎng)形成菌斑、菌塊、菌點(diǎn)等，使得羊肉的色澤、氣味、質(zhì)構(gòu)等發(fā)生異變和腐敗，從而變質(zhì)。一般霉菌、酵母對(duì)羊肉品質(zhì)影響較小，但羊肉若水分活度低、表面干燥時(shí)，它們就會(huì)生長(zhǎng)。每種腐敗細(xì)菌都有其適宜的生長(zhǎng)溫度，腐敗細(xì)菌的酶活性也受到溫度的影響。因此，溫度也成了影響羊肉品質(zhì)的一個(gè)主要外在因素。

羊肉蛋白質(zhì)腐敗變質(zhì)是在自身內(nèi)源性蛋白酶分解和微生物污染雙重作用下逐步進(jìn)行的，一般是先在自身內(nèi)源性蛋白酶的作用下生成蛋白質(zhì)水解的初級(jí)代謝產(chǎn)物——肽和朊，隨后在酶和微生物的共同作用下進(jìn)一步水解為氨基酸[9]。氨基酸，在微生物和酶的作用下產(chǎn)生有機(jī)堿、有機(jī)酸、醇或其他各種有機(jī)質(zhì)，最終分解產(chǎn)物是CO2，H2O，NH3等[10]。

如果羊肉保存環(huán)境中有氧的存在，不僅會(huì)為好氧菌提供生長(zhǎng)條件，還會(huì)加速肉本身的脂肪成分自動(dòng)氧化，從而導(dǎo)致羊肉品質(zhì)下降。羊肉中含有一定量的脂肪，其在生產(chǎn)加工、保藏貯運(yùn)過(guò)程中受到氧氣、光線等環(huán)境因素的影響會(huì)出現(xiàn)變黃、發(fā)黏、產(chǎn)生哈喇味等現(xiàn)象，這都是脂肪氧化變質(zhì)的表現(xiàn)[11-12]。羊肉脂肪的腐敗變質(zhì)通常是油脂水解和氧化的過(guò)程，其多不飽和脂肪酸在光、熱、催化劑的作用下會(huì)產(chǎn)生的過(guò)氧化物，過(guò)氧化物越多則表示油脂氧化程度越嚴(yán)重，已經(jīng)不適合長(zhǎng)期貯藏。所以，通常以油脂的過(guò)氧化值和TBA值的大小來(lái)表示油脂的腐敗氧化情況。

羊肉腐敗變質(zhì)后，會(huì)在很大幅度上影響其品質(zhì)指標(biāo)，主要引起顏色、系水力、嫩度、pH值、氣味、揮發(fā)性鹽基氮等值的巨大變化，在評(píng)判羊肉是否腐敗變質(zhì)時(shí)這些指標(biāo)都需要綜合衡量。

2 保鮮劑在羊肉保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展

羊肉產(chǎn)業(yè)想要取得長(zhǎng)足的發(fā)展，保鮮防腐是首先要解決的一大問(wèn)題，防腐保鮮劑的添加成為不可避免的前提，也是國(guó)內(nèi)外普遍采用的有效保鮮防腐方法。應(yīng)用在羊肉中的主要保鮮劑有人工合成的化學(xué)保鮮劑和天然的生物保鮮劑。

2.1 化學(xué)防腐保鮮劑

羊肉保鮮中常用的化學(xué)保鮮劑包括各種有機(jī)酸及其鹽類，如乙酸、乳酸、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、山梨酸、山梨酸鉀、異VC-Na和復(fù)合磷酸鹽等。這類化學(xué)保鮮劑大多數(shù)可以參與機(jī)體的正常代謝，也是常用的肉類化學(xué)保鮮劑。

一些研究人員將這類酸噴灑在羊肉上，或者將羊肉浸泡在酸溶液中。李宗軍[13]用一定濃度穩(wěn)定態(tài)ClO2噴灑在羊肉胴體上，進(jìn)行羊肉表面消毒，使羊肉胴體的初始菌數(shù)下降了1～2個(gè)對(duì)數(shù)期。噴灑類方法是行之有效的保鮮方法，且噴酸處理羊肉成本低廉，容易普及推廣。郝教敏[14]將冷卻羊肉分別采用5種化學(xué)保鮮劑進(jìn)行浸酸處理，即硫代硫酸鈉、醋酸、抗壞血酸、乳酸、山梨酸鉀5種不同酸液。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些酸有效抑制了羊肉中雜菌的生長(zhǎng)，且浸酸效果顯著高于普通真空包裝。謝宗龍等人[15]采用10%醋酸鈉、8%的山梨酸鉀、1%檸檬酸鈉、5%食鹽、76%水配制的復(fù)合保鮮液，在羊肉表面噴涂，隨后使用真空包裝。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化學(xué)保鮮劑復(fù)合使用處理羊肉，羊肉可在20～27℃下保鮮16 d。研究顯示，用于羊肉保鮮的乙酸、乳酸等低分子有機(jī)酸，能同時(shí)抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌，而相對(duì)分子量高的有機(jī)酸對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌抑制效果好，但對(duì)革蘭氏陰性菌的抑菌作用較差[16-17]。這些有機(jī)酸單獨(dú)或其他幾種酸配合有機(jī)酸鹽類使用，都能延長(zhǎng)冷卻羊肉的貨架期[18]。

雖然此類有機(jī)酸或鹽類的抑菌作用較好，但其對(duì)羊肉色澤、自然風(fēng)味都有一定的影響或破壞作用，同時(shí)還容易出現(xiàn)食品安全隱患，若存在殘留，人們?nèi)菀讓?duì)化學(xué)添加劑產(chǎn)生恐慌心理[19]。常用的NaNO2在人體消化系統(tǒng)中可與脯氨酸作用，形成強(qiáng)致癌的N-亞硝胺類[20]。因此，研究人員不斷探索安全有效的綠色天然保鮮劑，根據(jù)其來(lái)源又可分為植物源、動(dòng)物源和微生物源的天然保鮮劑。

2.2 植物源天然保鮮劑

自然界的植物資源非常豐富，植物的生物活性化合物及其次生代謝物是生物保鮮劑的天然寶庫(kù)，有超過(guò)40萬(wàn)種植物來(lái)源的天然化合物具有抗菌、抑菌或殺蟲功能[5]。有抗菌作用的植物化學(xué)物質(zhì)有植物的生物堿、酚類、類黃酮、萜類、甾體等，還有一些獨(dú)特的氨基酸和植物多糖成分等。植物源保鮮劑大致來(lái)源于中草藥、香辛料、果蔬或其他野生植物。其共同特點(diǎn)是毒性很低、來(lái)源非常廣泛、價(jià)格低廉、節(jié)約生產(chǎn)成本。

孫立娜等人[21]用質(zhì)量濃度為0.15 g/100 mL的竹葉抗氧化物溶液浸泡羊肉，隨后裝于內(nèi)附吸水墊的真空包裝盒中，于4℃下貯藏。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用竹葉抗氧化物溶液浸泡羊肉，其保鮮時(shí)間比對(duì)照組延長(zhǎng)了5～7 d。喬金玲等人[22]研究云南圭山山羊肉，探討2%，4%，6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綠茶提取物對(duì)羊肉品質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)3個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的保鮮液均能有效抑制假單胞菌和菌落總數(shù)的增長(zhǎng)，都能阻礙硫代巴比妥酸值 （TBARS） 和揮發(fā)性鹽基氮 （TVB-N） 的累積，說(shuō)明一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綠茶提取物也可以作為羊肉保鮮劑使用。顧仁勇等人[23]以南瓜浸提汁液浸泡羊肉保鮮，在0～4℃下真空包裝貯藏，發(fā)現(xiàn)南瓜浸提汁液浸泡羊肉后其保鮮期比對(duì)照組延長(zhǎng)了4～5 d。王永剛[24]用丁香、黃連、金銀花提取液和茶多酚水溶液處理羊肉，在4±1℃下真空包裝保存，發(fā)現(xiàn)黃連50.0 g/L，茶多酚5.0 g/L，金銀花800.0 g/L，丁香50.0 g/L組合使用，羊肉的保鮮期可達(dá)21 d，比對(duì)照組延長(zhǎng)了12 d。此外，植物源保鮮劑還有大蒜、生姜、桂皮、丁香、迷迭香香辛料及其提取物等，此類香辛料或提取物除了賦予食品在感官上特殊的風(fēng)味，給予食品一定的生理保健功能外，它們同時(shí)還有抑菌保鮮、預(yù)防腐敗、抗氧化的作用。馮彩平等人[25]復(fù)配生姜、辣椒、茴香和花椒提取液對(duì)羊肉進(jìn)行保鮮處理，可使冷卻柏籽羊肉貨架期達(dá)到20 d。

2.3 動(dòng)物源天然保鮮劑

自然界動(dòng)物源的生物保鮮劑來(lái)源也很廣泛，其種類也較多，常用于肉制品保鮮的包括溶菌酶、殼聚糖、蜂膠及其水提液、魚精蛋白水溶液、昆蟲抗菌肽等動(dòng)物源天然生物保鮮劑。

殼聚糖是食品中常用的一種廣譜抑菌劑，安全、無(wú)毒，對(duì)一般細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)都能有效抑制[26]，其作為食品防腐劑受到研究者的廣泛關(guān)注。殼聚糖也被稱為幾丁聚糖，是節(jié)肢動(dòng)物外殼幾丁質(zhì)的一種降解產(chǎn)物，1911年被法國(guó)人Henri Braconnot得到，化學(xué)名為“β-(1,4)-2-乙酰氨-2-脫氧D-葡聚糖”。王光華、王樹(shù)林、范家偉[27-29]發(fā)現(xiàn)，殼聚糖特別對(duì)大腸桿菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌、金黃色葡萄球菌、李斯特單核增生菌、鼠傷寒沙門氏菌等常見(jiàn)引起食物中毒的微生物有較強(qiáng)的抑制作用。Kanatt S R等人[30]采用殼聚糖與葡萄糖的混合物對(duì)冷卻羊肉進(jìn)行保鮮處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入殼聚糖混合物后，試驗(yàn)組相比對(duì)照組羊肉的貨架期最多可延長(zhǎng)2周。

溶菌酶的化學(xué)名為N-乙酰胞壁質(zhì)聚糖水解酶，為一種分解細(xì)菌細(xì)胞壁中黏多糖的酶，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家費(fèi)萊明于1922年在人類的鼻黏液中發(fā)現(xiàn)，將其命名為溶菌酶。1945年，有研究人員從雞蛋清中分離出純結(jié)晶的溶菌酶。1965年，英國(guó)菲利普用X衍射法解析了溶菌酶結(jié)構(gòu)，并完全弄清了它的立體結(jié)構(gòu)，該酶為一種堿性球蛋白，是常用在肉品保鮮中的生物保鮮劑。一般使用浸漬法、噴霧法，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%～3%，常將分割肉塊在無(wú)菌條件下噴霧或浸漬于溶菌酶中，瀝水20～30 min后采用真空或托盤包裝[5]。研究發(fā)現(xiàn)，溶菌酶復(fù)配使用比單獨(dú)使用抑菌效果更明顯。陳舜勝等人[31]將溶菌酶與氯化鈉和其他添加劑復(fù)配，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)配后，溶菌酶抗菌范圍擴(kuò)大了，抗菌強(qiáng)度增加了。馬美湖、顧仁勇、張德權(quán)等人[32-34]分別用溶菌酶與Nisin等其他保鮮劑復(fù)配，均發(fā)現(xiàn)復(fù)配后的溶菌酶殺菌效果明顯增強(qiáng)。

2.4 微生物源天然保鮮劑

微生物源的天然保鮮劑是國(guó)內(nèi)外天然保鮮劑研究的熱點(diǎn)，是一種以菌治菌的保鮮方式。通常以微生物菌體作為發(fā)酵劑，或者使用微生物的代謝產(chǎn)物為天然保鮮劑，抑制雜菌生長(zhǎng)，在食品加工保鮮領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越多，研究也越來(lái)越成熟。現(xiàn)今，此類微生物源的天然保鮮劑被世界許多國(guó)家廣泛認(rèn)可的有乳酸乳球菌素、納他霉素、普魯蘭多糖、曲酸等。

乳酸鏈球菌素，又稱“Nisin”，是從鏈球菌屬的乳酸鏈球菌代謝產(chǎn)物中提純出來(lái)的一類多肽化合物，也叫乳酸鏈球菌肽[35]?！癗isin”在腐敗菌芽孢萌發(fā)前期和膨脹期，通過(guò)破壞其細(xì)胞膜的完整性而使腐敗菌菌體裂解死亡，能夠非常有效地抑制許多革蘭氏陽(yáng)性腐敗細(xì)菌的生長(zhǎng)[36]。且“Nisin”作為保鮮劑在食品中殘留，若被人體食用，其很快會(huì)被人體的蛋白水解酶消化，變成氨基酸，既不會(huì)造成腸道內(nèi)正常菌群的改變，也不會(huì)產(chǎn)生抗藥性問(wèn)題，還不會(huì)與環(huán)境中其他抗生素出現(xiàn)交叉抗性問(wèn)題，在羊肉保鮮中的應(yīng)用前景廣闊[37]。Li H等人[38]采用“Nisin”和殼聚糖等其他保鮮劑復(fù)配，發(fā)現(xiàn)最佳組合下，在4℃下，羊肉采用保鮮膜包裝，貨架期從6 d延長(zhǎng)到了18 d。

納他霉素是另一種譜廣抑菌、高效低毒、無(wú)污染和無(wú)抗藥性的微生物源保鮮劑[39]。早在1982年6月，美國(guó)食品與藥品管理局（FDA） 就批準(zhǔn)了納他霉素可作為食品防腐劑使用。隨后，在1997年3月，中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部批準(zhǔn)了納他霉素可作為食品保鮮劑。納他霉素是納他鏈霉菌在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的天然代謝產(chǎn)物，是一類多烯大環(huán)內(nèi)酯物質(zhì)，對(duì)霉菌、酵母的生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用。該生物保鮮劑能與霉菌、酵母等真菌細(xì)胞膜上的麥角甾醇或其他甾醇類物質(zhì)相結(jié)合，會(huì)阻遏真菌麥角甾醇的生物合成，使真菌細(xì)胞膜畸變而死亡[40]。朱璐璐等人[41]采用納他霉素、Nisin對(duì)鮮活海參進(jìn)行保鮮處理，發(fā)現(xiàn)兩者單獨(dú)或配合使用都有顯著的保鮮作用，均無(wú)毒副作用，是安全高效的生物保鮮劑。納他霉素雖然活性較高，但其在水里溶解度相對(duì)較低，其商品化程度不及“Nisin”。

乳酸乳球菌素、納他霉素、普魯蘭多糖、曲酸等微生物源保鮮劑與植物源和動(dòng)物源保鮮劑相比，具有生長(zhǎng)周期短、繁殖快、易培養(yǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)、易改良、不占用耕地，不受季節(jié)限制等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，微生物及其代謝產(chǎn)物都極易受環(huán)境的影響，微生源保鮮劑的性能和產(chǎn)量穩(wěn)定性需要重點(diǎn)關(guān)注。

3 結(jié)語(yǔ)

羊肉的保鮮無(wú)疑是羊肉產(chǎn)業(yè)要長(zhǎng)足發(fā)展的基礎(chǔ)，安全高效、無(wú)毒無(wú)抗的天然保鮮劑是企業(yè)傾向性較高的選擇。這些保鮮劑各有特點(diǎn)，保鮮原理和抑菌種類也不盡相同，所以通常會(huì)與其他保鮮劑聯(lián)合復(fù)配使用，甚至配合其他保鮮技術(shù)一起使用，發(fā)揮相互加強(qiáng)的抑菌作用。如何延長(zhǎng)羊肉的貨架期、降低生產(chǎn)及運(yùn)輸成本、減少能源和物質(zhì)損耗是促進(jìn)羊肉產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。因此，除了大力開(kāi)發(fā)新型有效的保鮮劑，還需要研究者關(guān)注從工廠、市場(chǎng)到餐桌的每一個(gè)環(huán)節(jié)，探尋更加合理有效的保鮮方法，積極推動(dòng)羊肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。