香辛料精油-β-环糊精微胶囊的物理特征及对酱牛肉熏蒸保鲜的效果研究（一）

酱牛肉制品是中国传统低温熟肉制品，色泽鲜美，味道可口，且动物性食品富含蛋白质和脂肪，深受消费者的喜爱。但在贮藏期间为会因为微生物(主要是细菌)的大量繁殖而导致新鲜度下降，肉质变软，感官受到破坏。通常保鲜产品的做法是在包装时使用化学防腐剂进行处理，如苯甲酸钠的使用等，以此来减缓或抑制肉制品的腐败变质。然而，合成化学防腐剂大多具有生理毒性且易形成致癌物，且对微生物的有效性能不高。自从消费者开始关注到化学合成防腐剂可能会给机体健康带来潜在的危险之后，使用香辛料精油延长货架期的做法已经受到了普遍的关注。

香辛料精油的自然挥发性物质已经被研究证实具有抑制细菌和真菌的特性，且其主要的优势在于其气体阶段的生物有效性，这一特性使其可作为商品贮藏期的熏蒸剂而被使用。与此同时，精油的挥发性极易受到高温，O₂等外界环境的影响，因此，迫切需要一种能够延长其释放时间且可降解的复合物来保护其稳定性，扩大其使用范围，推进其商业化进程。β-环糊精是一种酶改性淀粉，外亲水、内疏水，由于其腔的大小适合于普通物质的包埋，已被GRAS承认且列为风味载体和保护剂。它能包埋精油形成疏水性包合物，作为缓释微胶囊体系的壁材能掩盖精油本身的气味，较好的保护精油的稳定性。巩卫琪研究了香芹酚-β-环糊精包合物的制备及其抑菌效果，结果表明：缓慢释放出的香芹酚具有一定的抑菌作用，对桔青霉的抑制效果达到极致。

本文以肉桂精油，丁香精油及其复合使用为芯材，制备香辛料精油-β-环糊精微胶囊，并测定香辛料精油种类对包埋率，热稳定性的影响程度，研究了三种微胶囊的挥发陛物质对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)，最后以熏蒸的方式应用在酱牛肉中，通过观察冷藏期间样品菌落总数的变化和感官分析来研究微胶囊技术提升香辛料精油对中国传统肉制品的保鲜效果。

一、材料与方法

1、原料

（1）材料与实验试剂

β-环糊精购于国药集团化学试剂有限公司；肉桂精油、丁香精油均购于上海浦澜商贸有限公司。

（2）菌种

大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均购于中国工业微生物菌种保藏中心，4℃冷藏。使用时用LB液体培养基在37℃活化。

菌悬液的制备：通过浊度法，将活化过的菌液用无菌的LB培养基稀释，调节OD₆₀₀至0.1，此时菌悬液浓度约为10⁸CFU／mL。

（3）主要仪器设备

SpectraMaxM2多功能酶标仪，美谷分子仪器(上海)有限公司；Q5000IR热重分析仪，美国TA公司；LabconcoFreezeDryer-5美国MO仪器有限公司；恒温振荡摇床，HZ-9210K，易晨仪器制造有限公司。

2、包埋法制备香辛料精油微胶囊

采用TaoFF的方法稍作修改来制备香辛料精油-β-环糊精微胶囊。具体方法为：一定量的香辛料精油(肉桂精油，丁香精油，肉桂-丁香复合精油)-无水乙醇溶液(1:20；g／mL)加入到饱和的伊环糊精溶液中(芯壁比1:1)，在25℃条件下磁力搅拌48h，放入-18℃的冰箱里进行预冷冻，待24h之后放入-50℃，1.09Pa的冷冻干燥机中冻干直到所有水分蒸发，将冻干的三种微胶囊粉末放人干燥器中，储存在-20℃的密封容器中。

3、香辛料精油-β-环糊精微胶囊的物理表征

（1）包埋率的测定

微胶囊包埋率的测定采用紫外分光光度计法，通过酶标仪波长扫描对精油进行最大波长的选择，在最大吸收波长条件下以体积浓度(uL／mL)对吸光度做线性回归；将微胶囊表面的精油洗涤出来，测定其波长条件下的吸光度，根据标准工作曲线计算表面精油的含量；微胶囊总油含量是指制备微胶囊时初始加入的精油质量。

（2）热重分析

采用热重分析仪对香辛料精油，β-环糊精，精油微胶囊，空白微胶囊(未包裹精油的微胶囊)进行热力学分析。仪器自动校零后，称取一定量(2～5mg)的待测样品进行热重分析，TGA测试操作条件如下：程序升温(室温～600℃；升温速率：10℃／min)；载气：N₂；N₂流量20mL／min。最后用TAUniversalAnalysis软件对热重曲线进行相关的数据分析和处理。

4、香辛料精油-β-环糊精微胶囊最低抑菌浓度的测定

精油微胶囊气相扩散抑菌的试验参考NedorostovaL的滤纸片挥发扩散法，向培养皿(90mm)中倒入20mL已灭菌的NB培养基，待其凝固后，接种20μL10⁸CFU／mL的菌悬液进行涂布，静置5min。倒置，在平皿盖的中间放入已灭菌的20mm直径的瓶盖，添加不同质量的微胶囊，使得微胶囊体外抑菌熏蒸的浓度依次为64、32、16、8、4、2、1、0.5mg／cm³，在37℃培养24h。肉眼观察有清楚可见抑菌圈的最低浓度为MIC，以放入空白微胶囊的平皿做对照。

5、香辛料精油-β-环糊精微胶囊在酱牛肉保鲜中的应用研究

（1）酱牛肉的处理

如图1所示，在容器底部放入30cm的无菌滤纸片，将称量好的微胶囊放在滤纸片上，每份肉样约50g(每份肉样中应含有瘦肉，脂肪)悬挂在挂钩上，用保鲜膜将其密封，放在4℃的冰箱中冷藏，每隔2天取出一组处理样品进行相关分析，以放入空白微胶囊熏蒸的酱牛肉做空白对照。每组处理三个平行。

（2）菌落总数分析

在容器底部放入30cm的无菌滤纸片，将称量好的微胶囊放在滤纸片上，每份肉样约50g(每份肉样中应含有瘦肉，脂肪)悬挂在挂钩上，用保鲜膜将其密封，放在4℃的冰箱中冷藏，每隔2天取出一组处理样品进行相关分析，以放入空白微胶囊熏蒸的酱牛肉做空白对照。每组处理三个平行的方法处理酱卤牛肉，参照GB4789.2—2010菌落总数测定对熏蒸处理后的酱牛肉制品进行菌落总数分析，于2d、4d、6d、8d、10d分别从各处理中取出一组，采用无菌操作，准确称取25g酱牛肉，剪成肉糜后放入盛有225mL0.9％无菌生理盐水的均质袋中。放入恒温摇床中振荡30min形成浓度为10^-1的均匀稀释液。取lmL稀释液加入盛有9mL的无菌生理盐水中，依次10倍梯度稀释。选择3个适宜的稀释度，每个稀释度做3个重复，在平板计数琼脂(PCA)上稀释涂布，37℃培养24h后取出进行计数。

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