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    保鲜剂对不同储藏温度条件下陈皮兔丁品质的影响及货架期预测模型建立

    时间：2023-03-23 08:10:04来源：百花范文网本文已影响人

    尤香玲，王浩文，吴华昌，邓静，徐向波2,

    (1.成都大学 药学与生物工程学院,成都 610106；
    2.成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106；
    3.四川天味食品集团股份有限公司，成都 610200；
    4.四川旅游学院 食品学院，成都 610100)

    陈皮兔丁是四川经典的冷吃兔肉产品之一，反映了民族和地方特色，具有食物本身的价值及丰厚的文化内涵。陈皮兔丁是以鲜兔肉丁为主料，辅以各种调味料等，经过腌制、油炸、炒制[1]等工艺烹制而成，成品色泽鲜亮，口感外酥里嫩，香辣适口，陈皮风味突出，四川民众常作为下酒菜食用，也可以作为日常休闲食品。

    陈皮兔丁因用料多样，生产工艺复杂，目前主要是以小作坊生产为主，没有标准化生产线，产量低，保质期短，贮藏过程中易出现腐败变质、营养成分流失等问题，不利于流通，不能满足大众对陈皮兔丁的需要。使用高温或加热灭菌延长陈皮兔丁的贮藏时间，对陈皮兔丁的口感、风味及营养均有较大的影响，可以通过添加合适的复合保鲜剂[2-4]，达到延长陈皮兔丁贮藏期并且降低营养损失、提高其品质的目的。

    本研究以陈皮兔丁为研究对象，研究了在4,20,30 ℃的贮藏温度下，保鲜剂对陈皮兔丁贮存期的影响，采用一级动力学反应模型结合 Arrhenius 方程，建立了添加保鲜剂的情况下，陈皮兔丁的货架期预测模型，为陈皮兔丁贮藏过程中品质变化研究及综合保鲜提供了理论依据。

    1.1 材料

    兔肉、干辣椒、生姜、大葱、花椒、香油、陈皮：均为市售；
    白砂糖：耿马山三食品厂；
    料酒：千禾味业有限公司；
    食盐：四川乐山联峰盐化有限责任公司；
    鸡精：四川豪吉食品有限公司；
    焦糖色素：洛阳乐迪食品有限公司；
    姜粉、陈皮粉、葱粉(仟佳佰味调味粉)：泰州春和源食品有限公司；
    乳酸链球菌素：浙江新银象生物工程有限公司；
    双乙酸钠：南通奥凯生物技术开发有限公司；
    乳酸钠：河南金丹乳酸科技股份有限公司；
    溶菌酶：广东新如荣生物科技有限公司。

    1.2 试剂

    氯化钠、酵母浸膏、胰蛋白胨、蛋白胨、葡萄糖、琼脂粉、乳糖、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、月桂基硫酸钠、牛胆粉、煌绿水溶液：均为生化试剂，成都金山化学试剂有限公司；
    1,1,3,3-四乙氧基丙烷、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、乙二胺四乙酸二钠、硼酸、盐酸、碳酸钾、阿拉伯胶、丙三醇、甲基红、亚甲基蓝：均为分析纯，成都金山化学试剂有限公司。

    1.3 仪器与设备

    YXQ-LS-18SI立式压力蒸汽灭菌锅、GZX-9000MBE电热鼓风干燥箱、8J-2CD超净工作台 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；
    GZ150-S生化培养箱 韶关市广智科技设备有限公司；
    UV BlueStar A型紫外可见分光光度计 北京莱伯泰科仪器股份有限公司；
    XHF-D高速分散器(内切式匀浆机) 宁波新芝生物科技股份有限公司。

    1.4 方法

    1.4.1 陈皮兔丁样品制备及保藏预处理

    以兔肉比例为100%，陈皮兔丁制作最佳工艺为食盐1.0%、料酒4.0%、白砂糖6.0%、花椒2.0%、葱汁1.2%、姜粉0.8%、陈皮粉0.8%，腌制温度20 ℃，腌制时间15 min。最适油炸工艺为油炸时间190 s、油炸温度180 ℃、肉与油的比例为1∶9。焦糖色替代炒糖色工艺，确定使用焦糖色品种为亚硫酸铵法焦糖色，添加量为1.0 g/kg。

    保鲜剂的成分组成为乳酸链球菌素0.15%、双乙酸钠0.10%、乳酸钠1.00%、溶菌酶 0.05%[5-8]。

    陈皮兔丁成品设置2个实验组，分别为未添加保鲜剂组(对照组)和保鲜组，每袋成品200 g，真空包装(尼龙真空袋+铝箔真空袋)。

    保鲜剂在成品冷却后添加，搅拌均匀后装袋。两组成品分别放置于4，20，30 ℃温度条件下，前10 d每隔48 h，10 d后每隔5 d测定成品的理化指标及微生物变化规律，并建立Arrhenius模型预测在不同贮藏温度下添加保鲜剂的陈皮兔丁成品货架期。

    1.4.2 感官评分测定

    由具有感官品评专业知识的专业人员10名(男女比例1∶1)组成感官品评小组，参照感官评分标准(见表1)，对不同贮藏时间和温度的陈皮兔丁进行感官品评，结果取平均值。

    表1 陈皮兔丁成品感官品评标准Table 1 Sensory evaluation criteria of tangerine peel-flavored diced rabbit

    1.4.3 硫代巴比妥酸(TBARS)值

    参照Mielnik等[9]的TBARS值测定方法，并进行适当修改。取10 g兔肉样品搅碎，加入50 mL 7.5%三氯乙酸混合物，4 ℃、4 000 r/min离心10 min，上清液使用双层滤纸过滤。取滤液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L TBA水溶液，沸水浴中加热30 min后于冷水流中冷却至室温，于532 nm波长处测定吸光值，取5 mL蒸馏水做空白组，每组做3个平行。

    分别配制浓度为0.01，0.05，0.10，0.15，0.25 μg/mL的标准溶液，于532 nm波长处测定吸光值，得到标准曲线y=0.612 5x+0.076 1，R2=0.990 3。根据标准曲线计算兔肉硫代巴比妥酸值，结果取平均值。

    1.4.4 挥发性盐基氮(TVB-N)

    参考GB 5009.228-2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》第三法微量扩散法，测定陈皮兔丁挥发性盐基氮含量[10]。

    1.4.5 微生物指标测定

    菌落总数测定：参考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》，测定贮藏过程中陈皮兔丁菌落总数变化[11]。

    大肠杆菌数测定：参考GB 4789.3-2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 大肠菌群计数》，测定贮藏过程中陈皮兔丁大肠杆菌数变化[12]。

    1.4.6 贮藏期间陈皮兔丁品质变化动力学模型建立

    研究表明，感官、理化及微生物等指标可作为评价食品品质变化的关键因素，通过建立动力学模型，预测产品货架期[13]。贮藏温度是影响食品品质的主要因素之一，Arrhenius方程常用于描述温度与食品货架期的关系，因此，利用Arrhenius方程对不同贮藏温度下陈皮兔丁的货架期预测[14-15]。

    1.4.6.1 贮藏期间陈皮兔丁动力学模型

    一级动力学方程：

    A=A0×ekt。

    (1)

    式中：t为陈皮兔丁贮藏时间(d)；
    A为贮藏t时间指标数值；
    A0为初始指标数值；
    k为反应速率常数。

    1.4.6.2 不同贮藏温度下指标Arrhenius方程建立

    Arrhenius方程能反映速率常数与温度的关系[16-17]，预测试验中不同贮藏温度下陈皮兔丁的货架期。其反映方程式如下：

    (2)

    式中：k为反应速率常数；
    k0为方程指前因子；
    Ea为活化能(kJ/mol)；
    T为贮藏温度(K，T(K)=t(℃)+273)。

    为方便整理和计算，将式(2)取对数得到如下方程：

    (3)

    1.4.6.3 陈皮兔丁货架期预测模型的建立

    结合式(1)、(2)、(3)，选择Arrhenius回归方程R2大于0.95的品质指标，对陈皮兔丁进行理论预测，预测模型如下：

    (4)

    通过式(4)得到预测的货架期，与实际测定的货架期进行对比，计算相对误差，见下式：

    (5)

    式中：x1为预测值，x0为实际值。

    1.4.7 数据统计与分析

    使用Origin 2017软件制图，采用SPSS 23.0软件对数据进行处理。所有数据为3次平行实验所得，计算平均值和标准偏差。

    2.1 不同温度贮藏条件下陈皮兔丁品质的变化

    2.1.1 感官评分变化

    表2 不同贮藏温度陈皮兔丁感官评分变化Table 2 Sensory score changes of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

    由表2可知，不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的感官评分皆随着贮藏时间的增加呈下降趋势，但未添加保鲜剂的陈皮兔丁感官评分下降速度较添加保鲜剂的快。

    添加保鲜剂的陈皮兔丁，在4,20，30 ℃的贮藏条件下，感官评分值高于60分的时间分别为40，25，25 d，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁分别延长了20，5，10 d。

    2.1.2 硫代巴比妥酸值变化

    硫代巴比妥酸(TBARS)是不饱和脂肪酸氧化分解的丙二醛等衍生物与硫代巴比妥反应的产物，TBARS反映脂肪氧化程度，能作为肉制品贮藏过程中质量评价的重要指标[18]。

    a

    由图1可知，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的TBARS值增长速度皆随着贮藏温度的增加而加快，在相同贮藏温度下，与未添加保鲜剂的陈皮兔丁相比，添加保鲜剂的陈皮兔丁其TBARS值增长更加缓慢，超过限值的贮藏时间延长。贮藏温度为4 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁在第40天仍未超过限值，而未添加保鲜剂的陈皮兔丁在第30天时超过限值。贮藏温度为20，30 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁的TBARS值分别在第40天和第20天达到限值[19]，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁贮藏时间延长15，5 d，说明保鲜剂能有效地抑制陈皮兔丁脂肪酸的氧化。

    2.1.3 挥发性盐基氮值变化

    挥发性盐基氮(TVB-N)是衡量肉制品贮藏过程中品质变化的重要指标[20]，在贮藏过程中，微生物通过分解兔肉中的蛋白质产生尸胺、腐胺等盐基态氮物质[21]。

    a

    由图2可知，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的TVB-N值增长速度皆随着贮藏温度的增加而加快，在相同贮藏温度下，与未添加保鲜剂的陈皮兔丁相比，添加保鲜剂的陈皮兔丁TVB-N值增长更加缓慢，超过限值的贮藏时间延长。贮藏温度为4 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁在第40天仍未超过限值，而未添加保鲜剂的陈皮兔丁在第15天时超过限值。贮藏温度为20，30 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁其TVB-N值均在第35天达到限值，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁贮藏时间均延长20 d，说明保鲜剂能有效地抑制蛋白质的分解。

    2.1.4 微生物数变化

    a

    菌落总数是衡量食品被微生物污染程度的定量卫生标准，而微生物的生长繁殖会导致肉制品腐败变质[22]，由图3可知，不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的菌落总数值皆随着贮藏时间的延长呈增长趋势，增长速率由快速到缓慢，可能是由于贮藏前期，陈皮兔丁的水分含量较高，营养物质丰富，微生物大量生长繁殖，到中后期陈皮兔丁营养物质减少，水分含量降低，肉质变硬，导致微生物生长速率减缓[23]。

    在相同贮藏温度下，与未添加保鲜剂的陈皮兔丁相比，添加保鲜剂的陈皮兔丁菌落总数值增长更加缓慢，超过限值的贮藏时间延长。贮藏温度为4，20，30 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁，其菌落总数值分别在第35天和第15天，第10天达到限值[24]，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁达到限值的时间延长20，5，2 d，说明保鲜剂能有效抑制微生物的生长繁殖，且贮藏温度越低，抑制效果越好。

    a

    大肠杆菌数是评价熟肉品质的重要指标之一，由图4可知，不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的大肠杆菌数皆随着贮藏时间的延长呈增长趋势，增长速率由缓到快。在相同贮藏温度下，与未添加保鲜剂的陈皮兔丁相比，添加保鲜剂的陈皮兔丁大肠杆菌数值增长更加缓慢，超过限值的贮藏时间延长。贮藏温度为4 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁在第40天仍未超过限值，而未添加保鲜剂的陈皮兔丁在第25天时超过限值。贮藏温度为20，30 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁，其大肠杆菌数值分别在第35天和第30天达到限值，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁达到限值的时间均延长20 d，说明保鲜剂能有效抑制大肠杆菌的生长繁殖。

    综合感官评分值、TBARS值、TVB-N值、大肠杆菌数及菌落总数的测定结果，在4，20，30 ℃的贮藏温度下，添加保鲜剂的陈皮兔丁货架期分别为25，12，8 d，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁货架期分别延长了15，4，2 d。

    2.2 不同贮藏温度下添加保鲜剂陈皮兔丁的货架期预测

    2.2.1 陈皮兔丁品质变化各指标动力学模型建立

    表3 不同贮藏温度下陈皮兔丁各指标动力学模型参数Table 3 Kinetic model parameters of each index of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

    由表3可知，不同贮藏温度下，陈皮兔丁的TBARS、TVB-N及菌落总数的R2均大于0.9，说明3个指标的一级反应相关性较好，因此，选择TBARS、TVB-N和菌落总数3个指标的动力学方程进一步分析。

    2.2.2 Arrhenius方程建立

    由式(3)得到，lnk与1/T呈线性关系，根据各指标在不同贮藏温度下得到的值，以lnk和1/T分别为纵坐标和横坐标作图，得到回归方程和R2。

    表4 不同贮藏温度下陈皮兔丁各指标的Arrhenius回归方程Table 4 Arrhenius regression equation of each index of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

    由表4可知，菌落总数、TBARS和TVB-N的相关系数R2均大于0.95，通过Arrhenius方程，分别得到菌落总数、TBARS和TVB-N的活化能Ea和速率常数k0。

    2.2.3 产品货架期预测模型验证

    根据Arrhenius方程得到3个指标的Ea和k0值，分别代入各指标的货架期预测方程：

    SL菌落总数=(lnA-lnA0)×exp(3.883)×exp(2 046.4/T)。

    (6)

    SLTBARS(lnA-lnA0)×exp(11.219)×exp(4 126.4/T)。

    (7)

    SLTVB-N(lnA-lnA0)×exp(2.005)×exp(1 556.3/T)。

    (8)

    式中：A为贮藏一定时间后指标的值；
    A0为该指标初始值。

    由表5可知，不同贮藏温度下，TBARS和TVB-N的预测值相对误差均在±10%以内，说明利用TBARS和TVB-N构建货架期模型具有较高的准确性。4 ℃和20 ℃菌落总数货架期预测值的相对误差分别-34.36%、19.4%，均不在相对误差范围内，说明菌落总数构建货架期模型不适用于中低温度下陈皮兔丁的货架期预测。

    结合货架期预测结果与实际测定结果，最终确定添加保鲜剂的陈皮兔丁成品在4，20，30 ℃的贮藏温度下，其货架期分别能达25，12，8 d。

    表5 不同贮藏温度下陈皮兔丁货架期预测值和实测值Table 5 Predicted value and actual value of shelf life of tangerine peel-flavored diced rabbit at different storage temperatures

    本研究通过探究添加保鲜剂的陈皮兔丁，研究其在4,20,30 ℃贮藏温度下的感官评价、理化指标及菌落总数变化情况，并通过Arrhenius方程预测其在4～30 ℃范围内的货架期，得到以下结论：

    不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的感官评分皆随着贮藏时间的延长呈下降趋势，在相同贮藏温度下，添加保鲜剂的陈皮兔丁较未添加保鲜剂的陈皮兔丁下降缓慢。在4 ℃的贮藏温度下，添加保鲜剂的陈皮兔丁感官评分值高于60分的时间为40 d，较未添加保鲜剂的陈皮兔丁延长了20 d。

    不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的TBARS值和TVB-N值皆随着贮藏时间的延长呈增长趋势，且贮藏温度越低，TBARS值和TVB-N值增长越缓慢。在相同贮藏温度下，添加保鲜剂的陈皮兔丁较未添加保鲜剂的陈皮兔丁增长速度缓慢，4 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁TBARS值和TVB-N值达到限值的时间较未添加保鲜剂的陈皮兔丁分别延长超过10，25 d，说明保鲜剂能有效抑制陈皮兔丁的脂肪酸氧化和蛋白质分解。

    不同贮藏温度下，无论是否添加保鲜剂，陈皮兔丁的菌落总数及大肠杆菌数皆随着贮藏时间的延长呈逐渐上升趋势，在相同贮藏温度下，添加保鲜剂的陈皮兔丁较未添加保鲜剂的陈皮兔丁上升速度缓慢。贮藏温度为4 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁，其菌落总数和大肠杆菌数达到限值的时间较未加保鲜剂的陈皮兔丁分别延长超过20，15 d。贮藏温度为20,30 ℃时，添加保鲜剂的陈皮兔丁较未添加保鲜剂的陈皮兔丁，菌落总数达到限值的时间分别延长5,2 d，大肠杆菌数达到限值的时间均延长20 d，说明低温和保鲜剂皆对大肠杆菌数和菌落总数的增长具有抑制效果。

    利用Arrhenius方程获得的陈皮兔丁货架期模型,通过菌落总数、TBRAS、TVB-N 3个指标的变化，成功预测了不同储藏温度下添加保鲜剂的陈皮兔丁和未添加保鲜剂的陈皮兔丁的货架期，建立了货架期预测模型，为陈皮兔丁贮藏过程的品质变化研究及综合保鲜提供了理论依据。

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