可食性纤维素薄膜在低温低温低温贮藏猪肉中的应用

可食性纤维素薄膜在低温低温低温贮藏猪肉中的应用

山羊的消费和市场需求非常高。与小米和肉相比，2019年中国的牲畜产量为4872kg，具有很大的发展空间。羊肉的营养成分丰富，在日常运输销售环节中常以冷却的方式在0～4℃的环境中贮藏，但冷却肉的理化指标极易发生改变，易被微生物污染，货架期较短。目前国内外常用保鲜膜作为肉类保鲜方法不可食性膜，例如我们日常生活中使用的聚乙烯保鲜薄膜（PE），因其出色的机械性能被广泛的用于食品行业，然而其不能被生物降解，易造成环境污染纤维素来源广泛，由葡萄糖组成，化学结构稳定，可生物降解，具有优良的机械性能，广泛应用于多种领域本研究将改性后的羧甲基纤维素（CMC）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、羟丙基纤维素（HPC）、甲基纤维素（MC）作为原料制成不同的纤维素膜包裹羊肉，对比市售聚乙烯保鲜膜，模拟0～4℃的超市环境下贮藏，通过测定相关理化指标研究不同纤维素的成膜效果以及对冷却肉的保鲜效果，为纤维素作为肉质品可食性保鲜膜原料的研究提供理论依据。1材料和方法1.1仪器、试剂与仪器羊肉、聚乙烯保鲜膜购于河北保定市北国超市；食品级羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素河南鑫生源实业有限公司；所用溶剂均为国产分析纯。紫外分光光度计UV-2800上海尤尼柯仪器有限公司；食品物性分析仪奥豪斯仪器（上海）有限公司；压差法气体渗透仪济南兰光机电技术有限公司；数显测厚仪德力西电气工控邦有限公司；数显旋转粘度计聚创环保集团有限公司。1.2测试方法1.2.1均质、待测胶液称取2g纤维素分别置于不同的烧杯中，加入100mL去离子水，在室温下用以15000～20000r/min的转速均质至完全溶解，超声脱气2min，置于温度25℃、相对湿度60%的恒温培养箱中待测胶液指标。1.2.2薄膜生产将不同种类纤维素胶液缓慢倒入亚克力材质成膜槽，放入50℃的烘箱24h，冷却后揭膜，将膜保存在相对湿度40%的干燥箱中待测。1.2.4橡胶溶液的粘度室温下，使用数显旋转粘度计选择合适的转子测定样品的粘度，重复测量5次，并取平均值。1.2.5透光率的测定和测定室温下，将光滑平整的膜剪成1cm×4.5cm大小，贴紧比色皿内一侧，置于紫外分光光度计的样品池中，测定其在400～800nm波长范围内的透光率。以空比色皿作为对照，平行测量3次，取其平均值。1.2.6溶解质量测定37℃下，将膜切成2cm×2cm，测定其质量，将膜放入60mL去离子水烧杯中，恒温37℃下以300r/min搅拌至完全溶解，记录溶解时间，以单位时间内溶解质量反应溶解性，平行测量3次，并取平均值。计算公式：m′=m/t式中m′为样品单位时间膜溶解质量（g/min);m为样品溶解前质量（g);t为溶解时间（min）。1.2.7断裂拉伸性能测试根据GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定》室温下对膜进行断裂伸长率（EB）和拉伸强度（TS）测试，膜形状为15mm×80mm，夹具间距为50mm，应变速率为200mm/min，平行测量3次，并取平均值。1.2.8测膜厚度的测量根据GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》室温下测量膜厚度，测量5个点，取平均值。选择比例模式10%，气体置换时间60s，上下腔脱气时间4h，气体压力1.01kgf/cm1.2.9ph值根据GB5009.237-2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》进行测定。1.2.10消费盐氮nb-n根据GB5009.228-2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》自动凯氏定氮仪法进行操作。1.2.1单因素方差分析和dunpan’s法显著性分析参考顾月的方法采用IBMSPSSStatistics24统计分析软件进行单因素方差分析（one-wayANOVA）和Duncan’s法显著性分析（P<0.05）；用Origin2018软件绘制图表，结果为平均值±标准差的形式。2结果与分析2.1薄膜的性能测试由图1与表1可知，经过纤维素薄膜与PE保鲜膜的宏观观察，MC薄膜为浅白色，平均厚度为35nm，无味，无光泽，气泡较多，硬度偏脆。HPMC薄膜平均厚度为15.9nm，无色无味，无光泽，内有少量气泡，硬度柔软。CMC薄膜平均厚度16.1nm，无色无味，有光泽，内部平整无气泡，硬度柔软。HPC薄膜平均厚度10.6nm，无色无味，有光泽，内部平整无气泡，硬度极其柔软，易撕裂但有韧劲。PE薄膜光滑平整无气泡，平均厚度为6nm，硬度柔软有光泽。CMC与HPC粘度较小，薄膜气泡较少，HPMC与MC粘度较高，烘干后有较多气泡。MC薄膜气泡较大，膜外观颜色发白，感官效果与其他3种纤维素相比较差。MC与HPMC薄膜表面有大量纹路，光滑度较差，HPC薄膜有褶皱，容易皱缩，膜重合后不易分离。2.2平均成膜量图2为4种纤维素的胶液在不同转速下的粘度。在同一转速下，粘度大小顺序为：MC>HPMC>CMC>HPC。粘度过大，胶液不易超声脱气，不易在亚克力成膜槽中自然延展摊开，成膜干燥时间较长，成膜后容易出现薄厚不均的现象。粘度过小，纤维素薄膜厚度过小，揭膜困难，极易撕裂，比较下来，CMC制膜难度低，成膜效果好。4种纤维素在不同转速下，粘度随着转速提高而减小，说明提高转速后，分子间缠结网络结构遭到破坏，并且在一定时间内无法复原，分子间相互作用力减小，分子间的定向性增加，出现剪切变稀的现象，说明这4种纤维素溶胶为非牛顿流体，这点与LIN的研究一致2.3膜的透光率透明度是保鲜膜的重要指标，透光率可间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项重要的指标，可表示出膜的阻水性和吸水率以及水蒸气透过率等指标2.5pe膜的结构由图5可知，抗拉强度由大到小排列为CMC>HPMC>PE>MC>HPC，断裂伸长率由大到小顺序为PE膜>CMC膜>MC膜>HPC膜>HPMC膜。PE膜是聚乙烯分子链组成的平面结构，弹性模量偏低，具有优秀的断裂伸长率，但抗拉强度一般。在纤维素薄膜的制备过程中，纤维素胶液在经过鼓风烘干后，水分子不断流失，分子中的氢键不断结合且越来越牢固，因此分子间的作用力也不断增加，膜的机械性能不断提高综合来看，CMC膜与MC膜的力学性能较优，这与纤维素水溶性结果相一致。2.6薄膜薄膜厚度对薄膜透气性能的影响由于MC薄膜中间多气泡，薄膜检查过程中极易破损，阻气性能较差，故不考虑。如图6所示，气体透过率HPC>PE>HPMC>CMC。CMC膜阻气性能较好，HPC膜透气性能较好，这可能与薄膜厚度有关，也可能是因为纤维素种类不同，分子空间结构不同，CMC膜的内部分子结构更加致密，气体穿透薄膜的路径更加弯曲复杂，增加了气体通过的难度，导致气体透过薄膜的难易程度不同。可根据食品特性不同选择不同种类的纤维素作为薄膜材料使用。2.7猪肉糖酵解酶活性的变化pH值是检测羊肉品质的基本指标之一，可以反映屠宰后羊体内糖原酵解和乳酸生成的程度如图7所示，样品均呈现先下降后上升的趋势，这是由于屠宰后羊肉的成熟过程，胴体中发生的糖酵解因供氧中断而发生无氧分解，分解产物为乳酸，这会使羊肉的pH值发生下降趋势，直至糖原无氧酵解的酶被乳酸抑制，pH值一般会停留在5.4附近2.8冷藏猪肉tvb-n的变化肉品品质恶化的另一个相关因素是蛋白质氧化的过程。挥发性盐基氮（TVB-N）可以反映蛋白质结构和组成的改变，结果导致肉制品在营养品质、保水能力和嫩度等方面的下降如图8所示，羊肉的TVB-N随冷藏羊肉贮藏时间呈正比增长。在第5天后PE组显著上升，在第7天超过国标规定变为变质肉，这与pH值变化相似，可能与肉样的酸败有关。CMC组与HPMC组效果最佳，相比对照组羊肉保鲜期延长了4d。2.9小鼠脏器常规调味剂对猪肉实际乳液的影响由于在羊肉4℃冷藏的过程中内部发生多糖、蛋白质、脂肪等物质的分解，导致内部结构发生改变，肉原有的持水性将会下降，渗出包含水溶性物质、脂溶性物质的汁液。如图9可知，PE组在第4天后滴水损失显著高于其他几组，肉样发生酸败后变粘，汁液浑浊，弹性下降，持水性显著下降。CMC膜与MC薄膜亲水性较好，会吸收羊肉中的自由水，之后会紧贴羊肉表面，隔绝外界环境，降低羊肉的汁液损失，初期滴水损失高于对照组，在第8天后低于对照组。HPC膜机械性能不佳，薄膜吸收了过多的水分后，膜内部的空间结构增大，薄膜的完整性降低，阻隔性能下降，与对照组差异不显著。3不同纤维素薄膜的制备效果CMC、HPMC、HPC、MC常应用于食品行业中，都可以作为成膜材料，经过改性后纤维素水溶性有了显著提升，但不同种类的纤维素其他特性也会发生改变，只有充分了解这些纤维素的性能，才能更好地指导不同种类纤维素在食品保鲜中的应用，同时也为可食性复合膜的制备提供理论依据。本研究将这4种作为原料制成不同的纤维素膜包裹羊肉，对比市售聚乙烯保鲜膜，通过测定相关理化指标研究不同纤维素的成膜效果以及对冷藏羊肉的保鲜效果，得出如下结论：(1)HPMC、MC胶液粘度较高，HPC胶液粘度过低，制膜难度较高。CMC、HPMC、PE薄膜感官评价较好，MC薄膜厚度最高为35nm，内部有大量气泡。CMC薄膜700nm波长透光率为86.15%，优于其他3种纤维素薄膜。CMC、MC薄膜水溶性较好。CMC薄膜力学性能较好，抗拉强度为40.53MPa，断裂伸长率为12.31