可食性纖維素薄膜在低溫低溫低溫貯藏豬肉中的應用

可食性纖維素薄膜在低溫低溫低溫貯藏豬肉中的應用

山羊的消費和市場需求非常高。與小米和肉相比，2019年中國的牲畜產(chǎn)量為4872kg，具有很大的發(fā)展空間。羊肉的營養(yǎng)成分豐富，在日常運輸銷售環(huán)節(jié)中常以冷卻的方式在0～4℃的環(huán)境中貯藏，但冷卻肉的理化指標極易發(fā)生改變，易被微生物污染，貨架期較短。目前國內(nèi)外常用保鮮膜作為肉類保鮮方法不可食性膜，例如我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫木垡蚁┍ｕr薄膜（PE），因其出色的機械性能被廣泛的用于食品行業(yè)，然而其不能被生物降解，易造成環(huán)境污染纖維素來源廣泛，由葡萄糖組成，化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可生物降解，具有優(yōu)良的機械性能，廣泛應用于多種領(lǐng)域本研究將改性后的羧甲基纖維素（CMC）、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、羥丙基纖維素（HPC）、甲基纖維素（MC）作為原料制成不同的纖維素膜包裹羊肉，對比市售聚乙烯保鮮膜，模擬0～4℃的超市環(huán)境下貯藏，通過測定相關(guān)理化指標研究不同纖維素的成膜效果以及對冷卻肉的保鮮效果，為纖維素作為肉質(zhì)品可食性保鮮膜原料的研究提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1儀器、試劑與儀器羊肉、聚乙烯保鮮膜購于河北保定市北國超市；食品級羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素河南鑫生源實業(yè)有限公司；所用溶劑均為國產(chǎn)分析純。紫外分光光度計UV-2800上海尤尼柯儀器有限公司；食品物性分析儀奧豪斯儀器（上海）有限公司；壓差法氣體滲透儀濟南蘭光機電技術(shù)有限公司；數(shù)顯測厚儀德力西電氣工控邦有限公司；數(shù)顯旋轉(zhuǎn)粘度計聚創(chuàng)環(huán)保集團有限公司。1.2測試方法1.2.1均質(zhì)、待測膠液稱取2g纖維素分別置于不同的燒杯中，加入100mL去離子水，在室溫下用以15000～20000r/min的轉(zhuǎn)速均質(zhì)至完全溶解，超聲脫氣2min，置于溫度25℃、相對濕度60%的恒溫培養(yǎng)箱中待測膠液指標。1.2.2薄膜生產(chǎn)將不同種類纖維素膠液緩慢倒入亞克力材質(zhì)成膜槽，放入50℃的烘箱24h，冷卻后揭膜，將膜保存在相對濕度40%的干燥箱中待測。1.2.4橡膠溶液的粘度室溫下，使用數(shù)顯旋轉(zhuǎn)粘度計選擇合適的轉(zhuǎn)子測定樣品的粘度，重復測量5次，并取平均值。1.2.5透光率的測定和測定室溫下，將光滑平整的膜剪成1cm×4.5cm大小，貼緊比色皿內(nèi)一側(cè)，置于紫外分光光度計的樣品池中，測定其在400～800nm波長范圍內(nèi)的透光率。以空比色皿作為對照，平行測量3次，取其平均值。1.2.6溶解質(zhì)量測定37℃下，將膜切成2cm×2cm，測定其質(zhì)量，將膜放入60mL去離子水燒杯中，恒溫37℃下以300r/min攪拌至完全溶解，記錄溶解時間，以單位時間內(nèi)溶解質(zhì)量反應溶解性，平行測量3次，并取平均值。計算公式：m′=m/t式中m′為樣品單位時間膜溶解質(zhì)量（g/min);m為樣品溶解前質(zhì)量（g);t為溶解時間（min）。1.2.7斷裂拉伸性能測試根據(jù)GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的測定》室溫下對膜進行斷裂伸長率（EB）和拉伸強度（TS）測試，膜形狀為15mm×80mm，夾具間距為50mm，應變速率為200mm/min，平行測量3次，并取平均值。1.2.8測膜厚度的測量根據(jù)GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法》室溫下測量膜厚度，測量5個點，取平均值。選擇比例模式10%，氣體置換時間60s，上下腔脫氣時間4h，氣體壓力1.01kgf/cm1.2.9ph值根據(jù)GB5009.237-2016《食品安全國家標準食品pH值的測定》進行測定。1.2.10消費鹽氮nb-n根據(jù)GB5009.228-2016《食品安全國家標準食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》自動凱氏定氮儀法進行操作。1.2.1單因素方差分析和dunpan’s法顯著性分析參考顧月的方法采用IBMSPSSStatistics24統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析（one-wayANOVA）和Duncan’s法顯著性分析（P<0.05）；用Origin2018軟件繪制圖表，結(jié)果為平均值±標準差的形式。2結(jié)果與分析2.1薄膜的性能測試由圖1與表1可知，經(jīng)過纖維素薄膜與PE保鮮膜的宏觀觀察，MC薄膜為淺白色，平均厚度為35nm，無味，無光澤，氣泡較多，硬度偏脆。HPMC薄膜平均厚度為15.9nm，無色無味，無光澤，內(nèi)有少量氣泡，硬度柔軟。CMC薄膜平均厚度16.1nm，無色無味，有光澤，內(nèi)部平整無氣泡，硬度柔軟。HPC薄膜平均厚度10.6nm，無色無味，有光澤，內(nèi)部平整無氣泡，硬度極其柔軟，易撕裂但有韌勁。PE薄膜光滑平整無氣泡，平均厚度為6nm，硬度柔軟有光澤。CMC與HPC粘度較小，薄膜氣泡較少，HPMC與MC粘度較高，烘干后有較多氣泡。MC薄膜氣泡較大，膜外觀顏色發(fā)白，感官效果與其他3種纖維素相比較差。MC與HPMC薄膜表面有大量紋路，光滑度較差，HPC薄膜有褶皺，容易皺縮，膜重合后不易分離。2.2平均成膜量圖2為4種纖維素的膠液在不同轉(zhuǎn)速下的粘度。在同一轉(zhuǎn)速下，粘度大小順序為：MC>HPMC>CMC>HPC。粘度過大，膠液不易超聲脫氣，不易在亞克力成膜槽中自然延展攤開，成膜干燥時間較長，成膜后容易出現(xiàn)薄厚不均的現(xiàn)象。粘度過小，纖維素薄膜厚度過小，揭膜困難，極易撕裂，比較下來，CMC制膜難度低，成膜效果好。4種纖維素在不同轉(zhuǎn)速下，粘度隨著轉(zhuǎn)速提高而減小，說明提高轉(zhuǎn)速后，分子間纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，并且在一定時間內(nèi)無法復原，分子間相互作用力減小，分子間的定向性增加，出現(xiàn)剪切變稀的現(xiàn)象，說明這4種纖維素溶膠為非牛頓流體，這點與LIN的研究一致2.3膜的透光率透明度是保鮮膜的重要指標，透光率可間接表示薄膜透明度的大小2.4膜水可食性膜的水溶性是一項重要的指標，可表示出膜的阻水性和吸水率以及水蒸氣透過率等指標2.5pe膜的結(jié)構(gòu)由圖5可知，抗拉強度由大到小排列為CMC>HPMC>PE>MC>HPC，斷裂伸長率由大到小順序為PE膜>CMC膜>MC膜>HPC膜>HPMC膜。PE膜是聚乙烯分子鏈組成的平面結(jié)構(gòu)，彈性模量偏低，具有優(yōu)秀的斷裂伸長率，但抗拉強度一般。在纖維素薄膜的制備過程中，纖維素膠液在經(jīng)過鼓風烘干后，水分子不斷流失，分子中的氫鍵不斷結(jié)合且越來越牢固，因此分子間的作用力也不斷增加，膜的機械性能不斷提高綜合來看，CMC膜與MC膜的力學性能較優(yōu)，這與纖維素水溶性結(jié)果相一致。2.6薄膜薄膜厚度對薄膜透氣性能的影響由于MC薄膜中間多氣泡，薄膜檢查過程中極易破損，阻氣性能較差，故不考慮。如圖6所示，氣體透過率HPC>PE>HPMC>CMC。CMC膜阻氣性能較好，HPC膜透氣性能較好，這可能與薄膜厚度有關(guān)，也可能是因為纖維素種類不同，分子空間結(jié)構(gòu)不同，CMC膜的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)更加致密，氣體穿透薄膜的路徑更加彎曲復雜，增加了氣體通過的難度，導致氣體透過薄膜的難易程度不同?？筛鶕?jù)食品特性不同選擇不同種類的纖維素作為薄膜材料使用。2.7豬肉糖酵解酶活性的變化pH值是檢測羊肉品質(zhì)的基本指標之一，可以反映屠宰后羊體內(nèi)糖原酵解和乳酸生成的程度如圖7所示，樣品均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，這是由于屠宰后羊肉的成熟過程，胴體中發(fā)生的糖酵解因供氧中斷而發(fā)生無氧分解，分解產(chǎn)物為乳酸，這會使羊肉的pH值發(fā)生下降趨勢，直至糖原無氧酵解的酶被乳酸抑制，pH值一般會停留在5.4附近2.8冷藏豬肉tvb-n的變化肉品品質(zhì)惡化的另一個相關(guān)因素是蛋白質(zhì)氧化的過程。揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）可以反映蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成的改變，結(jié)果導致肉制品在營養(yǎng)品質(zhì)、保水能力和嫩度等方面的下降如圖8所示，羊肉的TVB-N隨冷藏羊肉貯藏時間呈正比增長。在第5天后PE組顯著上升，在第7天超過國標規(guī)定變?yōu)樽冑|(zhì)肉，這與pH值變化相似，可能與肉樣的酸敗有關(guān)。CMC組與HPMC組效果最佳，相比對照組羊肉保鮮期延長了4d。2.9小鼠臟器常規(guī)調(diào)味劑對豬肉實際乳液的影響由于在羊肉4℃冷藏的過程中內(nèi)部發(fā)生多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的分解，導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，肉原有的持水性將會下降，滲出包含水溶性物質(zhì)、脂溶性物質(zhì)的汁液。如圖9可知，PE組在第4天后滴水損失顯著高于其他幾組，肉樣發(fā)生酸敗后變粘，汁液渾濁，彈性下降，持水性顯著下降。CMC膜與MC薄膜親水性較好，會吸收羊肉中的自由水，之后會緊貼羊肉表面，隔絕外界環(huán)境，降低羊肉的汁液損失，初期滴水損失高于對照組，在第8天后低于對照組。HPC膜機械性能不佳，薄膜吸收了過多的水分后，膜內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)增大，薄膜的完整性降低，阻隔性能下降，與對照組差異不顯著。3不同纖維素薄膜的制備效果CMC、HPMC、HPC、MC常應用于食品行業(yè)中，都可以作為成膜材料，經(jīng)過改性后纖維素水溶性有了顯著提升，但不同種類的纖維素其他特性也會發(fā)生改變，只有充分了解這些纖維素的性能，才能更好地指導不同種類纖維素在食品保鮮中的應用，同時也為可食性復合膜的制備提供理論依據(jù)。本研究將這4種作為原料制成不同的纖維素膜包裹羊肉，對比市售聚乙烯保鮮膜，通過測定相關(guān)理化指標研究不同纖維素的成膜效果以及對冷藏羊肉的保鮮效果，得出如下結(jié)論：(1)HPMC、MC膠液粘度較高，HPC膠液粘度過低，制膜難度較高。CMC、HPMC、PE薄膜感官評價較好，MC薄膜厚度最高為35nm，內(nèi)部有大量氣泡。CMC薄膜700nm波長透光率為86.15%，優(yōu)于其他3種纖維素薄膜。CMC、MC薄膜水溶性較好。CMC薄膜力學性能較好，抗拉強度為40.53MPa，斷裂伸長率為12.31