常见药食同源植物精油微乳液在冷鲜猪肉保鲜中的应用

李 琳,胡子羿,匡柳莎,周 磊,娄爱华,刘 焱,全 威,沈清武*

(湖南农业大学食品科学技术学院,湖南 长沙 410000)

摘 要:为减缓冷鲜宁乡花猪后腿肉在贮藏过程中的品质劣变,延长货架期,使用黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲精油作为原料,采用两步乳化法制备微乳液。以粒径、多分散指数、Zeta电位的测定结果表征微乳液的稳定性,并以pH值、总巯基含量、硫代巴比妥酸反应物值、总挥发性盐基氮含量、菌落总数、感官品质、色泽等指标评价植物精油微乳液在4 ℃贮藏条件下对宁乡花猪后腿肉的保鲜效果。结果表明:4 ℃贮藏6 d后,冷鲜猪后腿肉明显腐败变质,药食同源精油微乳液能将冷鲜猪后腿肉的货架期从4~6 d延长至12 d,其中五味子精油微乳液可以有效抑制猪肉冷藏期间微生物的生长,同时较好地延缓猪肉的氧化劣变。由此可见,药食同源植物精油微乳液可以抑制冷鲜猪肉贮藏期间的腐败变质并延长其贮藏期,其中五味子精油微乳液对猪后腿肉的保鲜效果最好。

关键词:药食同源植物精油微乳液;壳聚糖;猪肉;保鲜

冷鲜猪肉兼具口感与营养价值,但其货架期短,在流通过程中,极易因微生物的污染、脂质和蛋白质的氧化发生腐败变质[1]。合适的包装可延长产品货架期,但目前常用的合成塑料包装生物降解性较差,会对环境造成极大压力。近年来,随着科学技术发展,涂膜技术逐渐被用于肉品保鲜[2],在制备涂膜材料时添加天然活性成分可以提升其对食品的保鲜效果[3]。涂膜保鲜减少了肉与外界空气的接触,防止脂肪氧化酸败和肉色的改变,从而在一定时间内保持肉类的新鲜[4]

现在主流的生物保鲜剂主要是药食同源的植物、微生物菌体、微生物代谢产物和天然生物提取物[5]。植物精油是从植物的不同部位中提取出的次级代谢物,常温呈油状液体,有强烈芳香味,挥发性强。植物精油绿色天然、易降解,具有良好的抑菌性及抗氧化性,是传统保鲜剂的良好替代品[6]

黄精为多年生百合科黄精属植物,喜阴,生长于林下、灌丛或山坡阴处。现代研究[7]表明,黄精化学成分丰富,包括多糖类、甾体皂苷类、氨基酸、微量元素等,这些有效成分表现出多种重要的药理活性,如抗氧化、免疫调节和抗炎等。橘核为芸香科植物橘及其栽培变种的干燥成熟种子,其主要成分为柠檬苦素类和脂肪酸类,具有抗虫、镇痛、抗炎、抗肿瘤等作用[8]。紫苏又名桂荏、赤苏、红苏、香苏,为一年生草本植物[9],紫苏叶中的紫苏醇和紫苏醇酯是其独特的活性成分,具有显著的抗菌和抗炎效果。五味子是由木兰科植物五味子上的成熟果实经干燥后得到的,成分主要有木脂素、有机酸、挥发油和多糖等,其中木脂素的含量最高,是最主要的活性成分,具有明显的抗炎、抗氧化、抗菌等效果[10]。白蒺藜为蒺藜科蒺藜属植物,其果实中的甾体皂苷类物质是其主要活性成分,具有改善心血管循环、调节脂肪代谢及抗菌、抗氧化等作用[11]。厚朴为木兰科植物厚朴的干燥干皮、根皮及枝皮。厚朴的化学成分复杂多样,主要包括生物碱类、黄酮类、酚类、多糖和挥发油等,具有抗炎、杀菌、抗氧化、抗癌、保护肝脏及促进肠胃蠕动等作用[12]。当归的基原植物为伞形科当归属植物,当归是一种常用的药食同源物质,在补血、抗痴呆、抗肿瘤、抗氧化等方面具有较好的活性[13]。现代药理研究[14]显示,杜仲叶具有抑菌、抗氧化的功能,杜仲籽油具有抗氧化效果。

然而,植物精油在实际应用中因高挥发性和强烈气味而受到限制。为克服这些不足,研究人员尝试将精油负载于壳聚糖、魔芋葡甘聚糖与黑米膳食纤维等基材中,以增强其稳定性和缓释效果,提升材料的保鲜能力[13]。壳聚糖具有良好的抗菌活性、成膜性及降解能力,是制备保鲜膜的理想材料。利用壳聚糖涂膜可以有效延长鲜肉、果蔬、海产品等食品的货架期[15-17]。邓雅心[18]在冷藏条件下利用茶多酚/山苍子精油/壳聚糖复合涂膜保鲜黄颡鱼,发现涂膜可明显抑制常规营养成分的下降。王东芹[19]制备花椒精油壳聚糖复合涂膜,研究其对生鲜猪肉的保鲜效果,结果表明,精油复合膜能够有效抑制贮藏期间猪肉样品pH值的升高、减缓丙二醛、高铁肌红蛋白及总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量的增加,同时能够有效延缓红度值(a*)的降低,使猪肉样品呈现良好的色泽。

目前,药食同源类植物精油的多重生物活性及药用价值已被应用于许多领域。本研究以植物精油为抑菌物质,以冷鲜猪后腿肉为保鲜对象,对涂膜保鲜后的冷鲜猪肉进行理化指标(pH值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值、TVB-N含量等)、菌落总数、感官品质、色差等指标的评价,为减缓冷鲜猪肉的腐败变质、延长货架期提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪后腿肉(宁乡花猪) 市购;黄精精油、橘核精油、紫苏精油、五味子精油、白蒺藜精油、厚朴精油、当归精油、杜仲精油(采用超临界二氧化碳萃取法制备) 长沙市云然生物科技有限公司;氧化镁、硼酸、溴甲酚绿、甲基红(均为分析纯) 中国医药集团有限公司;BC1370总巯基含量检测试剂盒 北京索莱宝科技有限公司;A003-1丙二醛检测试剂盒 南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

PHBJ-260便携式pH计 山东济南诺博医疗器械有限公司;CS-580A分光测色仪 浙江彩谱科技有限公司;TGL-16M高速台式冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;K9860全自动凯氏定氮仪 海能未来技术集团股份有限公司;1510全波长酶标仪 赛默飞世尔科技(中国)有限公司;T18高速剪切机 德国IKA有限公司;Zetasizer Nano ZS纳米粒度及Zeta电位仪英国马尔文帕纳科公司。

1.3 方法

1.3.1 药食同源植物精油微乳液的制备

参考吴晨光[20]、方静[21]、王书彦[22]的制备方法并稍作修改。

油相制备:将10%(m/m)植物精油、20%(m/m)无水乙醇(助表面活性剂)、70%(m/m)Tween-80(表面活性剂)混合,1 300 r/min磁力搅拌1 h后,置于4 ℃冰箱保存备用。

水相制备:将壳聚糖溶解在0.5%(V/V)冰乙酸溶液中,在常温下1 000 r/min持续搅拌2 h,制得0.3 g/100 mL壳聚糖溶液。

植物精油微乳液制备:常温下1 300 r/min持续搅拌壳聚糖溶液,逐滴加入一定质量的油相,搅拌溶解2 h;然后使用高速剪切机12 000 r/min剪切2 min,使用超声细胞破碎仪以380 W超声15 min,制得0.5 g/100 mL精油微乳液,于4 ℃冰箱保存备用。

1.3.2 猪肉样品处理

样品收集:新鲜屠宰的猪肉样品(后腿肉)放置于装有冰袋的泡沫盒内,1 h内运送至实验室。无菌条件下去除整肉上可见的脂肪与结缔组织,将每份猪肉样品沿着与肌纤维垂直的方向,切割成形状均匀的肉块(每份150 g)。

浸泡分组:将分割好的猪肉分别放进8 种精油微乳液中浸泡30 s,以超纯水作为对照组,自然晾干后,分别用覆盖有透气性良好的聚乙烯膜的透明塑料盒进行包装,放入托盘盒,置于4 ℃冰箱中冷藏15 d,于第0、6、9、12、15天取样进行分析。

1.3.3 精油微乳液粒径、多分散指数(polydispersity index,PDI)和Zeta电位测定

取制备好的纳米乳液样品,用去离子水稀释100 倍,以避免多重散射效应。使用纳米粒度及Zeta电位仪测定乳液粒径、PDI及Zeta电位。参数设置:样品检测时间5 min、测量温度25 ℃、平衡时间120 s、散射角173°、吸收率0.001、相对折射率1.590[23]。每个样品分析3 次,取平均值。

1.3.4 精油微乳液2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)阳离子自由基清除能力测定

参考张兵等[24]的方法,配制14.8 mmol/L ABTS溶液,与4.9 mmol/L K2S2O8等体积混合,室温避光反应14 h,得到ABTS储备液。用无水乙醇对储备液进行稀释,得到在734 nm波长下吸光度为0.70±0.02的ABTS工作液。用无水乙醇配制质量浓度为40 mg/mL的精油微乳液溶液。取10 μL各精油微乳液溶液于酶标板中,加入200 μL ABTS工作液混合,避光反应30 min,用酶标仪测定其在734 nm处的吸光度(A1)。ABTS阳离子自由基清除率按下式计算:

式中:A2为各精油微乳液溶液的吸光度;A0为ABTS工作液的吸光度。

1.3.5 猪肉pH值测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》中的方法,用pH计测定不同贮藏时间冷鲜猪肉的pH值。

1.3.6 猪肉蛋白质氧化指标测定

使用总巯基含量检测试剂盒测定总巯基含量,操作方法参考试剂盒说明书。

1.3.7 猪肉脂质氧化指标测定

采用TBARS值反映脂质氧化情况,使用丙二醛检测试剂盒进行测定,操作方法参考试剂盒说明书。

1.3.8 猪肉TVB-N含量测定

按照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中的方法,对不同冷藏时间猪肉的TVB-N含量进行测定,结果以mg/100 g表示。

1.3.9 猪肉菌落总数测定

按照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》中的方法,对不同冷藏时间猪肉中菌落总数进行测定,结果以lg(CFU/g)表示。

1.3.10 猪肉感官评价

由10 名食品专业学生组成感官评定小组。参照行业相关感官评价规范,以色泽、气味、弹性和组织状态作为评判指标,运用9 分制评定标准,对冷鲜猪肉的感官品质进行评定,具体评分标准如表1所示。

表1 冷鲜猪肉感官评定标准
Table 1 Sensory evaluation criteria for chilled pork

感官特性评分标准评分色泽肌肉有光泽,呈均匀、鲜亮的红色,无淤血等异色7~9颜色稍淡,整体色泽较为均匀4~6颜色暗淡,有明显变色或斑点1~3气味具有新鲜猪肉特有的自然肉香,无异味7~9有轻微肉腥味,无其他不良气味4~6有酸败味、腐味等强烈异味1~3弹性肉质紧实,按压后迅速回弹,不留明显痕迹7~9按压后恢复速度较慢,留有浅淡痕迹4~6按压后凹陷明显,难以恢复1~3组织状态肌肉纤维清晰紧密,表面干爽不黏手7~9肌肉纤维较清晰,表面稍湿润,轻度黏手4~6肌肉纤维模糊,表面黏腻,质地软烂1~3

1.3.11 猪肉色差测定

使用分光测色仪测定冷鲜猪肉的亮度值(L*)、a*、黄度值(b*),对分光测色仪进行黑白校准后,将其不留缝隙地紧贴在冷鲜猪肉表面进行测定,待数值稳定后记录,对肉样表面3 点进行测量,取平均值。

1.4 数据处理

所有实验均设置3 次平行。采用Excel软件进行数据整理,SPSS 22.0软件分析平均值及标准偏差,使用单因素方差分析和Duncan多重比较法检验数据的差异显著性,显著性分析设置在5%的差异显著水平(P<0.05)。采用Origin 2022、GraphPad Prism 8软件作图。

2 结果与分析

2.1 精油微乳液的稳定性

由图1可知,油相与水相经过高速剪切、乳化处理后,形成的乳液是紧密排列的众多微小液滴与气泡的复合流体,由于光的反射作用,乳液呈乳白色[25]

图1 8 种药食同源植物精油微乳液的外观
Fig.1 Appearance of essential oil microemulsions from eight medicinal and edible plants

乳液体系中颗粒的大小是影响其稳定性和分散能力的关键因素,且会影响分散相中疏水性物质的溶解度和生物利用度[26]。如图2A所示,黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲8 种植物精油微乳液的粒径分别为(108.45±15.25)、(56.58±2.21)、(68.89±1.19)、(64.07±0.71)、(80.18±1.52)、(42.11±1.76)、(100.85±3.47)、(99.26±1.00)nm。在所有样品中,厚朴精油微乳液的液滴粒径最小,这表明相较于其他样品所形成的体系,由厚朴精油微乳液构成的分散体系稳定性更高,且分散状态更为良好。

图2 不同药食同源植物精油微乳液的粒径(A)、PDI(B)、Zeta电位绝对值(C)、ABTS阳离子自由基清除率(D)
Fig.2 Particle size (A), PDI (B), absolute zeta potential values (C),2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) cation radical scavenging rates (D) of essential oil microemulsions from different medicinal and edible plants

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

P D I 是评估乳液体系稳定性和均匀性的关键指标,较低的PDI表明粒度分布窄且体系稳定性增强[27]。如图2 B 所示,黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲8 种植物精油微乳液的PDI分别为0.355±0.033、0.500±0.004、0.251±0.012、0.363±0.035、0.273±0.005、0.29 4±0.040、0.394±0.021、0.397±0.029,其中紫苏和白蒺藜精油微乳液粒径分布最为均匀,PDI显著低于其他体系(P<0.05)。精油的分子结构和疏水性,以及其与油滴和壳聚糖、Tween-80之间的相互作用均会影响乳液的液滴尺寸分布和稳定性。除橘核精油微乳液外,其他7 种微乳液的PDI均低于0.5,表明液滴分散一致且均匀[26]

此外,Zeta电位是评估精油微乳液稳定性和分散性的关键因素,较高的Zeta电位绝对值表明粒子之间的静电排斥增加,系统更稳定[28]。如图2C所示,黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲8 种植物精油微乳液的Zeta电位绝对值分别为(38.83±2.41)、(23.67±4.46)、(24.13±3.27)、(19.73±3.00)、(16.17±2.01)、(45.33±2.03)、(8.43±2.93)、(8.34±3.52)mV,厚朴和黄精精油微乳液的Zeta电位绝对值显著高于其他(P<0.05),表明其稳定性更高。精油微乳液通过增加液滴之间的静电斥力增强体系稳定性。Yin Lijun等[29]报道,在Zeta电位绝对值高于30 mV时,液滴之间存在明显的静电排斥,这大大阻碍了液滴聚集。厚朴精油微乳液的粒径小、PDI低、Zeta电位绝对值更高,系统稳定性更强。

2.2 精油微乳液的抗氧化活性

微乳液的抗氧化活性是延长食品保质期的关键因素之一,其中植物精油所含的酚类化合物能有效清除自由基,因此含有植物精油的微乳液也展现出显著的抗氧化作用。如图2D所示,厚朴、当归、五味子精油微乳液表现出较好的抗氧化活性,其ABTS阳离子自由基清除率分别为54.29%、50.67%、47.05%。多项研究表明,掺有植物精油的微乳液具有良好的抗氧化活性,王静[30]的研究也表明,含黑老虎籽油纳米乳液有良好的抗氧化活性。因此,本研究制备的微乳液在易氧化品中展现了潜在的应用前景,能够减缓食品的氧化和品质劣变。

2.3 精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间pH值的影响

pH值是与肉类新鲜程度密切相关的重要指标[31],如表2所示,随着贮藏时间的延长,各处理组pH值均呈现整体上升趋势,原因可能是微生物生长和蛋白质降解导致碱性自溶化合物和细菌代谢物含量增加[32]。此外,与对照组相比,浸涂组样品在贮藏0 d时的较低pH值与微乳液中含有冰乙酸密切相关。贮藏9 d时,对照组肉样pH值上升至6.72±0.11,而浸涂组肉样pH值上升缓慢,贮藏9 d后pH值显著低于对照组(P<0.05)。原因为乳液覆盖可有效降低氧气与肉样的接触面积,延缓肉的腐败。贮藏15 d时,五味子(5.97±0.06)、当归(5.85±0.14)精油微乳液组肉样的pH值明显低于其他精油微乳液组。Zhang Xingzhong等[33]发现,大蒜精油/壳聚糖乳液可以减缓冷鲜猪肉pH值的上升,与本研究结果相似。

表2 不同药食同源植物精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间pH值的影响
Table 2 Effect of essential oil microemulsions from different edible and medicinal plants on the pH of fresh pork during chilled storage

注:同行大写字母不同表示同一贮藏时间、不同组间差异显著(P<0.05);同列小写字母不同表示不同贮藏时间、同组间差异显著(P<0.05);—.样品已腐败,未检测。表3同。

贮藏时间/d黄精橘核紫苏五味子白蒺藜厚朴当归杜仲对照05.45±0.14ABCcd 5.58±0.08ABc5.38±0.14CDc5.33±0.05CDd5.25±0.05Db5.43±0.13BCDc 5.40±0.06BCDd 5.49±0.07ABCd5.63±0.11Ac 35.53±0.06BCcd5.64±0.03ABc5.44±0.07CDc5.46±0.10CDc5.35±0.06Db5.50±0.06BCbc5.55±0.00BCc5.52±0.09BCd5.69±0.13Ac 65.42±0.04Dd5.62±0.06Bc5.38±0.10Dc5.44±0.08CDcd5.37±0.05Db5.48±0.03CDbc 5.46±0.08CDcd5.54±0.02BCd5.92±0.03Ab 95.65±0.01BCc5.76±0.09Bc5.54±0.02DEFc 5.61±0.02CDb5.44±0.03Fb5.49±0.04EFbc 5.58±0.02CDEbc 5.66±0.08BCc6.72±0.11Aa 126.13±0.10ABb6.31±0.22Ab5.96±0.23BCb6.00±0.06Ba6.03±0.19Ba5.93±0.08BCab5.70±0.05Cb5.92±0.03BCb—156.39±0.19ABCa6.74±0.17Aa6.68±0.30BCa5.97±0.06CDa 6.23±0.26ABCDa 6.21±0.57BCDa5.85±0.14Da 6.25±0.04ABCDa—

2.4 精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间蛋白质和脂质氧化的影响

总巯基含量和TBARS值可被用来衡量肉中蛋白质和脂质氧化程度,猪肉含有一定比例的不饱和脂肪酸,这些不饱和键化学性质活泼,在贮藏等过程中易受氧气、光照等因素影响,发生氧化反应,进而产生丙二醛,导致肉品品质下降[34]。如图3A所示,经微乳液浸涂的猪肉样品贮藏3 d时,总巯基含量明显降低,在贮藏6~15 d时下降趋势趋于平缓。贮藏15 d时,经杜仲精油微乳液处理的样品总巯基含量从最初的9.83 μmol/g降低至5.15 μmol/g,总巯基含量明显高于其他组,表明其氧化形成的二硫键最少。对照组总巯基含量在贮藏6 d时显著低于各处理组(P<0.05),为4.34 μmol/g。

图3 不同药食同源植物精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间总巯基含量(A)、TBARS值(B)、TVB-N含量(C)和菌落总数(D)的影响
Fig.3 Effects of essential oil microemulsions from different medicinal and edible plants on the total sulfhydryl content (A), TBARS value (B),TVB-N content (C) and TVC (D) of fresh pork during chilled storage

小写字母不同表示同一贮藏时间、不同组别间差异显著(P<0.05)。

如图3B所示,冷鲜猪后腿肉的TBARS值均随着贮藏时间的延长而增加,与Zheng Kewang等[35]的研究结果一致,可能是因为随着贮藏时间延长,脂肪氧化生成的醛、酮等物质积累,致使TBARS值也随之增加。其中对照组猪肉的TBARS值迅速增加,贮藏9 d时达13.32 nmol/mg。而在不同贮藏时间节点,浸涂了精油微乳液的处理组TBARS值均显著低于对照组(P<0.05),贮藏9 d时低于2.53 nmol/mg,贮藏15 d时低于2.63 nmol/mg。在贮藏期间,五味子、黄精、杜仲精油微乳液处理组TBARS值均低于其他组。这是由于处理组中精油的抗氧化作用减缓并抑制了自由基链式反应,降低猪肉蛋白质和脂肪的氧化速度,这与Zheng Kewang等[35]的研究结果相似。结果表明,药食同源类植物精油微乳液可以有效缓解冷鲜猪后腿肉贮藏过程中氧化反应的发生。

2.5 精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间TVB-N含量的影响

挥发性盐基氮是由于微生物分解肉类蛋白质产生的二甲胺、三甲胺和氨等碱性含氮物质,TVB-N含量是判断肉类新鲜度的重要指标。如图3C所示,猪肉的初始TVB-N含量为3.71 mg/100 g,随着贮藏时间的延长而逐渐增加。处理组肉样的TVB-N含量始终低于对照组。对照组猪肉的TVB-N含量在贮藏6 d时达19.62 mg/100 g,超过GB 2707—2016《食品安全国家标准 鲜(冻)畜、禽产品》规定的限值15 mg/100 g[36]。相比之下,经精油微乳液浸涂的猪肉保质期延长6 d。贮藏12 d时,黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲精油微乳液浸涂组猪肉TVB-N含量分别为(11.84±1.43)、(10.26±0.46)、(10.46±0.70)、(10.49±0.02)、(13.42±0.42)、(13.34±0.03)、(11.99±0.79)、(14.21±0.02)mg/100 g,其中橘核、紫苏、五味子精油微乳液组肉样TVB-N含量显著低于其他组(P<0.05)。贮藏15 d时,所有样品TVB-N含量均超过15 mg/100 g限值。这表明精油微乳液中的活性成分能有效抑制微生物和肉类蛋白酶的作用,能够对冷鲜猪后腿肉起到良好的保鲜效果。Cheng Junfeng等[37]在制备用于猪肉保鲜的山药淀粉丁香酚活性包装膜时得到了类似的结果。

2.6 精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间菌落总数的影响

微生物是蛋白质变质的关键因素之一,通常采用菌落总数确定食品的微生物污染水平[38],当肉中的菌落总数超过6(lg(CFU/g)),则超过GB 2707—2016规定的限值[36]。如图3D所示,猪肉的初始菌落总数为3.27(lg(CFU/g)),表明新鲜度较好。对照组在贮藏6 d的菌落总数为6.45(lg(CFU/g)),超过国家标准。所有实验组的菌落总数在贮藏过程中均显示出相似的增加趋势。经微乳液浸涂的肉样经过12 d的贮藏,菌落总数均低于6(lg(CFU/g))。药食同源精油中的活性成分,如芳香族化合物、醇类、醛类及有机酸,能够破坏微生物细胞结构,改变细胞壁或细胞膜的通透性,从而抑制微生物的生长和繁殖。韩春阳等[39]利用含有肉桂精油的壳聚糖涂膜保鲜罗非鱼肉,也得到了相似的结果。贮藏15 d时,不同处理对菌落总数的抑制效果差异显著(P<0.05),黄精、橘核、紫苏、五味子、白蒺藜、厚朴、当归、杜仲组菌落总数分别为5.39、6.29、5.58、5.25、5.52、5.87、6.23、5.35(lg(CFU/g))。橘核、当归组达到国家标准限值,相比之下,五味子和杜仲浸涂的肉样贮藏15 d时,菌落总数明显低于其他组别,即五味子、杜仲精油微乳液浸涂的方式保鲜效果更好。

2.7 精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间感官品质的影响

不同药食同源植物精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间感官评分如图4所示。所有样品在贮藏3 d内,仍保持在新鲜状态。而未经精油微乳液处理的对照组在贮藏第6天颜色变深,表面出现黏液,贮藏第9天时,样品表面变得黏滑,散发出浓烈的腐败气味,完全变质。相比之下,经微乳液处理的样品在贮藏第12天时表面无黏液,按压后能缓慢恢复原状,未见腐败迹象,且带有轻微的植物精油香气,直至贮藏第15天才出现黏液,样品开始腐败。这与表3所示的猪肉色泽变化结果一致。贮藏前期,微乳液处理组由于带有植物精油的气味,以及涂膜液本身的颜色,感官综合评分与对照组无明显差异。随着贮藏时间的延长,处理组的感官评分始终高于对照组,这归因于涂层的保护作用(如减少水分流失)及植物精油微乳液的抑菌活性[40]

图4 不同药食同源植物精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间感官评分的影响
Fig.4 Effects of essential oil microemulsions from different medicinal and edible plants on the sensory score of fresh pork during chilled storage

A~F.分别为贮藏0、3、6、9、12、15 d。

表3 不同药食同源植物精油微乳液对冷鲜猪后腿肉贮藏期间色泽的影响
Table 3 Effects of essential oil microemulsions from different medicinal and edible plants on the color of fresh pork during chilled storage

色泽 贮藏时间/d黄精橘核紫苏五味子白蒺藜厚朴当归杜仲对照L*0 51.80±0.58c 52.70±1.81b 54.90±1.92bc 45.70±1.73d 48.50±2.24b 49.80±0.31b 51.90±0.42c 48.70±2.04b 47.90±1.79a 3 51.60±0.23cd 52.20±0.44b 52.70±1.05d 46.50±1.42d 49.10±2.18b 50.10±0.95b 51.70±0.40c 48.20±0.89b 46.30±0.37ab 6 53.30±0.69b 55.00±0.39b 53.00±1.05cd 48.50±1.27bc 49.90±0.52b 50.70±0.31b 53.60±1.30b 49.30±0.63b 43.00±1.13c 9 50.30±1.32c 54.70±0.68b 56.60±1.34b 47.90±1.55d 49.70±1.39b 49.80±0.26b 53.40±0.45b 48.70±0.37b 44.80±1.56bc 12 61.00±0.46a 64.10±3.09a 59.18±0.64a 59.30±1.71a 56.60±1.50a 59.00±0.28a 66.30±1.03a 60.50±4.68a—15 47.70±0.70d 47.00±0.97c 46.00±0.31e 50.70±1.19b 45.10±1.01c 45.80±0.56c 50.70±0.15c 46.40±0.77b—a*0 —0.39±0.53d 2.58±0.64b 1.54±0.23ba 1.04±0.41c 2.06±0.12c 3.47±0.66c —0.58±0.60c 0.43±0.70c 2.92±0.26a 31.95±0.56b 4.19±1.09a 2.38±0.34a 1.91±0.31abc 3.78±0.35b 4.63±0.30b 1.27±0.36b 0.84±0.37bc 2.65±0.43a 62.87±0.08a 2.81±0.41b 2.58±0.07a 3.18±0.29a 3.94±0.35b 6.13±0.30a 2.43±0.36a 3.78±1.11a 0.90±0.09b 91.28±0.38bc 3.37±0.64ab 2.50±0.13a 2.45±1.50ab 4.96±0.55a 5.39±0.87ab 0.72±0.09b 1.95±0.61b 0.05±0.71c 12 0.09±0.66d 0.05±0.36c -0.44±0.17c 2.71±0.54a 1.36±0.39c 0.21±0.14d 0.99±0.33b 1.83±0.41b—15 0.96±0.52c 0.76±0.63c 0.41±0.48c 1.17±0.37bc 0.43±0.51d 0.05±0.08d 0.93±0.41b —0.18±0.18c—b*07.85±0.45c 10.40±0.88b 10.80±0.75bc 8.63±0.22bc 9.15±0.11b 10.60±0.50bc 9.02±0.21cd 8.44±0.96cd 10.45±0.42a 38.76±0.68c 11.60±0.88ab 10.10±0.25c 8.17±0.34c 9.90±0.77ab 11.30±1.41ab 8.49±0.75d 7.79±0.13d 9.39±0.22b 6 10.30±0.59b 11.40±0.22ab 10.80±0.28bc 9.43±0.47b 10.10±0.24ab 12.05±0.31a 9.94±0.46b 9.60±0.91b 9.07±0.53b 9 10.30±0.59b 11.90±0.22ab 12.00±0.48a 9.27±0.72b 10.80±0.92a 11.80±0.58ab 9.47±0.26bc 9.14±0.36bc 7.28±0.30c 12 10.70±0.78b 12.90±0.22a 11.10±0.50b 10.30±0.23a 9.18±0.40b 10.00±0.14c 11.50±0.28a 11.50±0.43a—15 10.70±0.78b 10.30±0.66b 8.66±0.18d 9.05±0.62bc 7.82±0.27c 8.00±0.15d 9.60±0.49bc 8.15±0.38cd—

3 结 论

本研究制备了8 种不同药食同源植物精油微乳液,测定其稳定性和抗氧化能力,并将其应用于4 ℃冷鲜猪后腿以期延长其货架期。8 种不同药食同源植物精油微乳液的粒径和PDI测定结果表明,微乳液具有较好的稳定性和均匀性,其中厚朴精油微乳液粒径最小,紫苏精油微乳液粒径分布最均匀。Zeta电位绝对值高表示乳液稳定、不易聚集,厚朴精油微乳液Zeta电位绝对值最高,表现出最佳稳定性。植物精油微乳液能有效清除自由基,延长食品保质期,厚朴、当归、五味子精油微乳液表现出较好的抗氧化活性。经微乳液处理的肉样在贮藏12 d时表面仍无黏液,按压后能恢复原状,未见腐败迹象,而对照组在贮藏6 d时即出现变质迹象。相比于对照组,经微乳液处理的肉样pH值上升缓慢,表明微乳液能有效抑制微生物生长、蛋白质降解,延长保质期。经微乳液处理的肉样总巯基含量较高,TBARS值上升缓慢,TVB-N含量和菌落总数始终低于对照组,表明微乳液能有效减缓肉样的氧化和腐败。由研究结果可得,五味子精油微乳液对于冷鲜猪后腿肉保鲜效果最佳,但应增强其稳定性、均匀性和抗氧化性。

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Microemulsions of Essential Oils from Common Edible and Medicinal Plants for the Preservation of Chilled Pork

LI Lin, HU Ziyi, KUANG Liusha, ZHOU Lei, LOU Aihua, LIU Yan, QUAN Wei, SHEN Qingwu*
(College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410000, China)

Abstract: To slow down the quality deterioration of hindquarter meat from Ningxiang colored pigs during chilled storage and to extend its shelf life, we prepared a two-step emulsification method to prepare microemulsions of essential oils from Polygonatum sibiricum Delar.ex Redoute, citrus seeds, Perilla frutescens (L.) Britt, Schisandra chinensis (Turcz.) Baill.,Tribulus terrestris L., Magnolia officinalis Rehd.et Wils., Angelica sinensis (Oliv.) Diels, and Eucommia ulmoides Oliv.The stability of the microemulsions was characterized by measuring particle size, polydispersity index (PDI), and zeta potential.The preservative effect of the microemulsions on pork stored at 4 ℃ were evaluated in terms of pH, total sulfhydryl content, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) value, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content, total viable count (TVC), sensory quality and color.The results showed that after 6 days of storage at 4 ℃, pork quality deteriorated significantly.The essential oil microemulsions extended the shelf life of fresh hindleg pork from 4-6 to 12 days.The essential oil microemulsion from S.chinensis (Turcz.) Baill.effectively inhibited microbial growth in pork during chilled storage while delaying its oxidative deterioration.In summary, the essential oil microemulsions from edible and medicinal plants can inhibit the spoilage of fresh pork during chilled storage and extend its shelf life, with essential oil microemulsion from S.chinensis (Turcz.) Baill.showing the best preservative effect on hindleg pork.

Keywords: microemulsions of essential oils from edible and medicinal plants; chitosan; pork; preservation

收稿日期:2025-02-14

基金项目:“十四五”国家重点研发计划重点专项(2022YFD2100500)

第一作者简介:李琳(2001—)(ORCID: 0009-0002-0320-4773),女,硕士研究生,研究方为食品加工与安全。E-mail: 760494744@qq.com

*通信作者简介:沈清武(1973—)(ORCID: 0000-0001-6144-1305),男,教授,博士,研究方向为肉品科学。E-mail: yaoyao3153@aliyun.com

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20250214-041

中图分类号:TS251.1

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2025)12-0026-09

引文格式:

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