牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂

摘要

本发明公开了一种能有效抑制牛肉火腿切片的腐败菌产生的牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，其特征是由Nisin与茶多酚复配而成，其重量比为1∶12.5～200。它是通过一系列实验筛选出的防腐保鲜剂种类，顺应了食品添加剂的发展趋势，不仅能扩大抑菌谱、而且能发挥最佳效用、可用来替代合成防腐剂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然防腐保鲜剂，尤其是一种真空包装牛肉火腿切片用的天然防腐保鲜剂，具体地说是一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂。

背景技术

牛肉火腿切片属低温肉制品，一般使用较低温度(68--85℃)进行杀菌，是在严格的低温车间生产，在低温冷链下进行运输、销售的西式肉制品。它以安全、营养、美味等突出的优点为人们所喜爱，但产品常因微生物污染而在保质期内出现胀袋、产生粘液及酸腐味等腐败变质现象，给肉制品行业造成巨大损失。添加防腐保鲜剂是延长肉品货架期重要而有效的措施，然而目前保鲜剂在肉品领域的应用情况却不尽人意，常会出现使用不规范、保鲜效果差、含量超标等问题，如果大量使用化学防腐剂则对人体会产生伤害，因此开发天然防腐保鲜剂是食品行业的重要任务之一。

目前常用的防腐剂主要有乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、EDTA二钠、乳酸链球菌素(以下简称Nisin)、茶多酚、壳聚糖、水溶性壳聚糖、芦丁等并已被食品行业所采用，且长期以来一直处于被单独使用的状态，但由于各种天然防腐剂的有效成份和作用机理不同，如果仅用其中一种防腐剂则很难起到好的防腐保鲜作用，使得有些菌种无法得到有效遏制，致使产品的货架周期远远小于标准的规定值，给生产、销售企业的经济和社会效益产生较大的损失。如果盲目地将各种不同的天然防腐剂混合使用，则不仅增加生产企业的负担，而且不一定会取得满意的防腐保鲜效果。

因此，针对牛肉火腿切片的腐败菌，通过实验筛选出合适的防腐保鲜剂种类、适宜的添加浓度、科学地进行复配，尽量减少或避免使用合成防腐剂，扩大抑菌谱、发挥最佳效用，顺应食品添加剂的发展趋势，探寻同时具有活性功能因子的纯天然保鲜剂是当务之急，具有较大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对牛肉火腿切片的腐败菌，通过实验筛选出合适的防腐保鲜剂种类、适宜的添加浓度、科学地进行复配，顺应食品添加剂的发展趋势，不仅能扩大抑菌谱、而且能发挥最佳效用的、可用来替代合成防腐剂的牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂。

本发明的技术方案是：

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，其特征是由Nisin与茶多酚复配而成，其重量比为1∶12.5～200。

所述的Nisin的原液浓度为0.005～0.02％。

所述的茶多酚的原液浓度为0.25～1.0％。

本发明的有益效果：

1、为肉类熟食制品寻找到了一种新的天然复配防腐剂，在不增加成本的前提下即可延长肉类制品的货架周期。

2、可有效地抑制引起胀袋、产生粘液及酸腐味的乳酸杆菌及肠杆菌的产生。

3、配制简单，热稳定性好，有利于产品出厂前的热处理，降低出厂时的起始菌数，延长产品的货架周期。

4、使用方便。可混配后喷涂于肉制品的表面，也可将二种不同的天然防腐剂按设定的比例分别喷涂于肉制品的表面。

5、应用范围广，不仅可用于牛肉制品，也可用于其它肉类制品。

附图说明

图1是本发明的Nisin的浓度与抑菌活性的关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由浓度为0.005％的Nisin原液与0.25％茶多酚复配而成，其重量比可在1∶50。

实施例二。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由浓度为0.01％的Nisin原液与0.5％茶多酚复配而成，其重量比为1∶100。

实施例三。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由浓度为0.02％的Nisin原液与1.0％茶多酚复配而成，其重量比可在1∶50。

实施例四。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由浓度为0.02％的Nisin原液与0.25％茶多酚复配而成，其重量比可在1∶12.5。

实施例五。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由浓度为0.005％的Nisin原液与1.0％茶多酚复配而成，其重量比可在1∶200。

实施例六。

一种牛肉火腿切片用天然防腐保鲜复配制剂，由Nisin与茶多酚复配而成，其重量比还可在1∶12.5～200之间任意选取。

其中：Nisin的原液浓度可在0.005～0.02％之间任意选取。

茶多酚的原液浓度可在0.25～1.0％之间任意选取。

下面结合实验过程和具体的实验数据对本发明作进一步的说明。

材料与方法

1.1供试菌、药品及仪器

乳杆菌及肠杆菌从牛肉火腿切片分离、纯化得到，分别采用MRS、VRBGA培养基进行培养。牛肉火腿切片由北京雨润食品有限公司生产。

乳酸钾(食品添加剂，郑州瑞普生物工程有限公司)、双乙酸钠(食品添加剂，山西三维欧美科化学有限公司)、山梨酸钾(食品添加剂，南通醋酸化工股份有限公司)、EDTA二钠(分析纯，北京化学试剂公司)、Nisin(食品添加剂，洛阳市华健生物工程有限公司)、芦丁(SIGMA chemicalco.)、茶多酚(含量＞85％的灰红色粉末，无锡市世纪生物药业有限公司)、壳聚糖(食品级，脱乙酰度≥90％，济南海得贝海洋生物工程有限公司)、水溶性壳聚糖(食品级，脱乙酰度＞70％，济南海得贝海洋生物工程有限公司)。乙醇、乙酸、无水AlCl₃均为分析纯，甲醇为色谱纯。

1.2防腐剂的抑菌实验

1.2.1抑菌试验方法

采用滤纸片法评判抑菌效果：①用打孔器将厚度为1.5mm的滤纸打成直径为5mm圆片，包裹后于160℃干热灭菌2h。②平板的制备：将配制好的用于各供试菌的选择性培养基加热融化，倾注于经过干热灭菌的培养皿内，待平板凝固后备用。③菌悬液的制备：供试菌活化二次后，根据多次预实验，挑取培养24～48h大小适中的菌落2环，无菌操作加入9mL无菌生理盐水中，用微型旋涡混合仪混匀1min，成为均匀的含菌数为1～5×10⁸cfu·mL^-1的菌悬液。④无菌吸取0.2mL各供试菌悬液于平皿内，用无菌玻璃三角涂棒将菌悬液仔细涂布均匀。同时将所用菌悬液梯度稀释后倒平板记数。⑤将滤纸片分别在事先配制好的不同浓度的抑菌液中浸泡1min，取出凉微干轻贴于平板上，每一个平皿均匀放7个滤纸片(1个空白对照)。每种抑菌液做三个平板重复。⑥然后将平皿倒置于恒温箱中，30℃培养48h。⑦用测微尺测量各抑菌圈大小(直径mm)。

1.2.2防腐剂的种类及浓度

选用10种防腐剂：乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、EDTA二钠、Nisin、茶多酚、壳聚糖、水溶性壳聚糖、芦丁、苦荞壳提取液(黄酮)。用无菌水配制乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、EDTA二钠、Nisin、茶多酚、水溶性壳聚糖；用50％乙醇配制芦丁；以2％乙酸配制壳聚糖溶液。再分别用相应的溶剂将每种防腐剂稀释成不同浓度梯度(表1)，通过抑菌实验以确定较佳防腐剂的种类及浓度。

                表1防腐剂的不同浓度梯度

保鲜剂                   质量浓度/％

乳酸钠          0.5      1.0     2.0     3.0     4.0

双乙酸钠        0.1      0.2     0.3

山梨酸钾        0.1      0.2     0.3

EDTA二钠        0.02     0.04

Nisin           0.005    0.01    0.02    0.04    0.05

茶多酚          0.2       0.5        1.0     2.0     2.5

壳聚糖          0.2       0.5        1.0

水溶性壳聚糖    0.2       0.5        1.0

苦荞黄酮        0.033     0.066      0.37    0.74

芦丁            0.033     0.066      0.37    0.74

1.2.3常用防腐剂的复配

(1)选用1％、2％、3％的乳酸钾分别与0.1％、0.2％、0.3％双乙酸钠进行配制，探讨其抑菌活性的协同作用。

(2)选用0.01％、0.02％、0.04％的Nisin分别与0.5％、1％、2％乳酸钾进行配制，探讨两者间抑菌的协同作用。

(3)选用0.01％、0.02％、0.04％的Nisin分别与0.02％、0.04％EDTA二钠进行配制，探讨EDTA二钠对Nisin抑菌谱的影响。

1.3天然防腐保鲜剂的复配及环境条件对其抑菌活性的影响

根据单个防腐剂的实验结果，采用不同浓度的Nisin与茶多酚进行复配，并通过抑菌率测定，获得较佳配比的复合天然防腐保鲜剂。并评判pH、热处理对其抑菌活性的影响。

1.3.1抑菌率测定

挑取供试菌于生理盐水中，梯度稀释后(菌悬液浓度在6.7×10²-1.3×10³cfu·mL^-1)，添加不同浓度的复合天然防腐保鲜剂、摇匀，用生理盐水定容至10mL。取1mL于平皿中，加入相应培养基混匀，30℃培养48小时，进行菌落计数，计算抑菌率。以抑菌率100％时的最低浓度作为天然防腐保鲜剂的最小抑菌浓度(MIC)。对照不加防腐剂，每处理三次重复。

1.3.2 pH的影响

采用0.015％Nisin+0.3％茶多酚的复合天然防腐保鲜剂，用0.1M HCl将培养基分别调成不同pH：5、7、9，测定不同pH介质对其抑菌活性的影响。

1.3.3热加工处理的影响

将复合天然防腐保鲜剂置于86℃水浴中处理0、30、60、120min后，测定其抑菌活性，评判热处理对其抑菌活性的影响。

2、结果与分析

2.1几种防腐剂的抑菌效果

由牛肉火腿切片分离的腐败菌主要是乳酸杆菌，以及少量肠杆菌。多次实验结果表明，肉制品中常用的乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、EDTA对供试菌(乳杆菌、肠杆菌)作用效果均不明显。Nisin对乳杆菌有较强的抑制作用；茶多酚、壳聚糖对肠杆菌有较好抑菌活性；苦荞壳提取液对乳杆菌、肠杆菌表现出轻微的抑制作用(表2)。

  表2最大实验浓度时，10种防腐剂对腐败菌的抑菌圈直径

   种类               乳酸杆菌             肠杆菌

乳酸钠                   -                   -

双乙酸钠                 -                   -

山梨酸钾                 -                   -

EDTA二钠                 -                   -

Nisin                    +++                 -

茶多酚                   -                   +++

壳聚糖                   -                   +++

水溶性壳聚糖             -                   -

芦丁                     -                   -

苦荞黄酮                 +                   +

注：-：5-6mm；+：6-8；++：8-10；+++：10mm以上。空白对照5mm。

Nisin对乳杆菌有明显的作用效果，在0.005％(50ppm)浓度时即表现出一定的抑菌活性，且随着浓度增大其抑菌作用也不断增大(图1)。但Nisin对肠杆菌无抑制作用。

茶多酚、壳聚糖对肠杆菌有一定的抑制效果(表3)。

茶多酚浓度达1％时，抑菌圈即比较明显，但在1％以下效果不明显。董金甫(1995)曾报道茶多酚对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)仅为0.1％，这可能是菌种差异、对茶多酚敏感性不同造成的。

随着浓度增加，壳聚糖的抑菌作用也随之增强，当浓度为0.2％时，其抑菌作用就比较明显。另外对照(2％乙酸)也有较大抑菌圈，说明醋酸对肠杆菌有一定的抑制作用。但水溶性壳聚糖未出现明显的抑菌圈，这可能是因为壳聚糖的抑菌力受浓度、pH值以及分子量大小等因素的影响，其表现出来的抑菌活性会有差异。

           表3茶多酚、壳聚糖对腐败菌的抑菌效果

      种类及浓度      乳酸杆菌             肠杆菌

茶多酚

         0.2％           -                  5.43

         0.5％           -                  5.40

         1.0％           -                  6.47

         2％             -                  8.88

         2.5％           -                  10.17

壳聚糖^*

         0.2％           -                  9.74

         0.5％           -                  10.07

         1.0％           -                  10.68

注：-：无明显抑菌圈；数据为6次重复平均值。空白对照直径5mm。

^*：对照为2％乙酸，抑菌直径8.5mm。

2.2常用防腐剂复配的抑菌效果

2.2.1乳酸钾与双乙酸钠

食品中钠离子浓度是人们关注的问题，有机酸的钾盐与钠盐对微生物的作用方式、效果相近，因此我们选用乳酸钾来代替乳酸钠进行实验。实验中我们发现乳酸钾、双乙酸钠分别单独使用，其抑菌效果不大，将1％、2％、3％的乳酸钾分别与0.1％、0.2％、0.3％双乙酸钠进行配制，其抑菌圈仍不明显，未表现出乳酸盐与乙酸盐间抑菌的协同作用。这与Jensen，et al(2003)和Adams，et al(1988)报道的结果不大一致，他们发现乳酸盐与乙酸盐复用存在协同效应，能明显延长肉品货架期，效果比两者单独使用都要好。

2.2.2 Nisin与乳酸钠

Nisin与乳酸钠混用比单独效果好。但实验中未发现两者间明显的增效作用。

2.2.3 Nisin与EDAT二钠

有研究表明，Nisin与螯合剂EDTA二钠结合使用，对一些革兰氏阴性菌如沙门氏菌、志贺氏菌、大肠杆菌等也有抑制作用。

选用0.01％、0.02％、0.04％的Nisin分别与0.02％、0.04％EDTA二钠配制进行抑菌实验，但在本实验的各配比处理中，均未发现其对肠杆菌的抑菌效果(数据略)。

2.3天然防腐保鲜剂的复配及抑菌效果

以上实验结果可以看出，Nisin对乳杆菌有较强的抑制作用，茶多酚、壳聚糖对肠杆菌有较好的抑菌活性。但壳聚糖不溶于水，只溶于酸性溶液(2％醋酸)中；即使在酸液中浓度超过1％时，其溶液也比较粘稠，不便于实际操作。而茶多酚除了对肠杆菌，还能对其他多种G⁺、G^-菌产生抑制作用，具有较宽的抗菌谱。所以我们选择茶多酚与Nisin进行复配。

不同浓度配比的天然保鲜剂的抑菌率见表4。0.01％Nisin+0.5％茶多酚复配组对肠杆菌的抑制率就达100％，对乳杆菌的抑制率也高达97.00％。当Nisin浓度提高到0.015％时(0.015％Nisin+0.3％茶多酚)就完全抑制乳杆菌和肠杆菌的生长。随着两者浓度的升高，其抑菌作用也大大提高。从效用与成本角度考虑，选用0.015％Nisin与0.3％茶多酚复配，作为牛肉火腿切片的复合天然防腐保鲜剂对腐败微生物进行控制较为经济合理。

        表4不同浓度配比的Nisin与茶多酚的抑菌率

                                 抑菌率(％)

Nisin∶茶多酚浓度比        乳酸杆菌        肠杆菌

0.005％∶0.25％            77.72           97.15±1.34

0.01％∶0.25％             91.61±2.44     97.85±2.05

0.01％∶0.50％             97.00±0.67     100

0.015％∶0.30％            100             100

0.015％∶0.50％            100             100

0.015％∶0.75％       100                   100

0.02％∶0.75％        100                   100

0.02％∶1.0％         100                   100

2.4环境条件对复合天然防腐保鲜剂抑菌活性的影响

2.4.1 pH

由表5可以看出，不同pH介质中复合天然防腐剂对乳酸杆菌、肠杆菌都具有较强的抑菌活性。pH值对其抑菌活性的作用效果不明显。

      表5不同pH对复合天然防腐保鲜剂抑菌率的影响

                             抑菌率(％)

pH             乳酸杆菌                   肠杆菌

5.0            98.76±0.79                100

7.0            99.74±0.23                100

9.0            100                        100

2.4.2热处理

表6数据表明，复合天然防腐保鲜剂经86℃热处理2h后，仍具有较强的抑菌活性。说明其具有较好的热稳定性。

       表6热处理对复合天然防腐保鲜剂抑菌率的影响

                               抑菌率(％)

热处理时间(min)     乳酸杆菌               肠杆菌

      0               100                   100

      30              100                   100

      60              100                   100

      120             99.85±0.26           100

3、讨论

乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾是肉品中常用防腐剂，在本实验中却未表现出对供试菌的抑制作用。不同种类的原料肉、不同的加工工艺及加工环境等多种因素，都会导致不同肉品的腐败微生物在种类、比例上存在差异。因此只有深入研究引起肉品腐败的微生物种类及菌相构成，才能有针对性地选用适宜、高效的保鲜剂，做到有的放矢，避免盲目性和不必要的浪费。

天然保鲜剂一方面卫生上有保证，另一方面更好地符合消费者的需要，目前，国内外在这方面的研究十分活跃，天然防腐剂是今后防腐剂发展的趋势。茶多酚是茶叶中多酚类化合物的统称，主要由儿茶素、黄酮及黄酮醇类、花色苷、酚酸类和缩酚酸类等成分组成，能对多种G⁺、G^-细菌产生抑制作用。本实验中它对从牛肉火腿切片上分离到的肠杆菌有良好的抑制作用。这里需注意的一点是：浸有茶多酚水溶液的滤纸片在VRBGA培养基上会产生色素扩散圈，易被误认为是抑菌圈，而实际上真正的抑菌圈是滤纸片周围透明、不长菌落的圆圈，其直径远小于色素圈。从天然植物中获取抑菌活性物质已成为研究热点。

通过琼脂扩散法筛选出来的防腐剂应用在真实体系(牛肉火腿切片)中，其效果可能会存在差异。

4、结论

4.1肉品中常用防腐剂：乳酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、EDTA，在本实验中对供试菌未表现出明显的抑制作用。Nisin对乳杆菌有较强的抑制作用；茶多酚、壳聚糖对肠杆菌有较好抑菌活性。

4.2不同浓度的乳酸钾与双乙酸钠，以及Nisin与乳酸钾进行复配，均未显示出抑菌活性的协同作用；Nisin与EDTA二钠进行复配，未对肠杆菌表现出抑制效用。

4.3从成本与效用角度考虑，以选用0.015％Nisin与0.3％茶多酚复配作为牛肉火腿切片的天然防腐保鲜剂，进行腐败微生物的控制为最佳方案。复合天然防腐保鲜剂在不同pH介质中对乳酸杆菌、肠杆菌都具有较强的抑菌活性，且对热处理具有较好的稳定性。