《Foods》：Shelf Life Extension of Fresh Buffalo Meat Using Spice Powders and Lavender Essential Oil During Storage Under Refrigeration
Athanasia P. Marangeli,
Vassilios K. Karabagias,
Glykeria E. Angelaki,
Dimitrios G. Lazaridis,
Nikolaos D. Andritsos,
Olga Malisova and
Ioannis K. Karabagias
编辑推荐：
本文通过微生物学、抗菌活性、理化性质、生物化学指标（如pH、TBARS、血红素铁、巯基化合物）及感官评价等多维分析，系统评估了肉桂-丁香（C-C）粉、肉豆蔻（Nut）粉和薰衣草精油（LEO）在聚酰胺/聚乙烯（PA/PE）包装中，对冷藏水牛肉保鲜效果的协同作用，为利用天然防腐剂延长红肉货架期提供了详实的科学数据与实践参考。
引言与研究背景
在过去的十年中，红肉的消费和浪费急剧增加，因此需要找到无需化学食品添加剂即可评估肉类腐败程度并延长其货架期的现代方法。在肉表面使用食用溶剂提取的香料和精油是一种非侵入性且快速的方法。香料和精油自古以来不仅用于改善食物风味，还具有抗衰老、降低疾病传播风险及多种药用特性。在食品工业中，它们被归类为安全物质，并用作抗菌剂以抑制腐败微生物的生长。本研究旨在探究所选香料粉（肉桂和丁香混合物、肉豆蔻）和精油（薰衣草精油）能否提高在常规包装（PA/PE）中冷藏的新鲜水牛肉的货架期。
材料与方法
水牛肉样品来自希腊塞雷斯的Kerkini农场，在实验室无菌条件下切成等份，并分为四组进行处理：A组为对照组（水牛肉）；B组为水牛肉加肉桂-丁香粉；C组为水牛肉加肉豆蔻粉；D组为水牛肉加薰衣草精油。所有香料和精油均以1.5% (w/w或v/w)的浓度添加到肉表面，均质后使用PA/PE阻隔袋包装，并在4±1°C下冷藏储存14天。研究期间，对样品进行了全面的微生物学、抗菌、理化、生物化学和感官分析。
抗氧化活性与总酚含量
肉桂-丁香（C-C）粉提取物表现出最高的抗氧化活性，其水提物和乙醇提取物的DPPH自由基清除率分别达到28.19%和26.91%。肉豆蔻（Nut）粉提取物次之，薰衣草精油（LEO）的抗氧化活性最低。总酚含量（TPC）的结果与抗氧化活性趋势一致，C-C提取物的TPC最高（约1049 mg GAE/L），Nut提取物居中，LEO最低。酚类化合物是香料和精油抗氧化活性的主要贡献者。
微生物学分析
总活菌数（TVC）是评价肉类腐败的关键指标。在初始品质优良（3.86 log CFU/g）的水牛肉中，对照组在第5-6天达到腐败阈值（7 log CFU/g）。添加天然防腐剂显著延缓了微生物生长：C-C处理将货架期延长至第12-14天，Nut和LEO处理延长至第8-10天。
假单胞菌是需氧储存条件下的主要腐败菌，其生长曲线与TVC高度一致。C-C和LEO处理在第2天即降低了假单胞菌数量。腐败阈值到达时间与TVC结果相似，表明香料和精油的使用使假单胞菌数量减少了约1.3 log CFU/g。
肠杆菌科作为肉类卫生指示菌，在初始水牛肉中未检出，表明屠宰和加工过程卫生状况良好。在储存后期，其数量有所增加，但在所有处理组中均显著低于对照组。热死索丝菌和乳酸菌是肉中次要的微生物群落。C-C粉在抑制所有研究微生物的生长方面最为有效，其次是Nut粉和LEO。
抗菌活性
抗菌活性测试显示，Nut粉提取物和LEO对金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门菌均无抗菌作用。而C-C粉提取物对金黄色葡萄球菌表现出强烈的抗菌活性，产生了清晰的抑菌圈（平均直径2.47 ± 0.11 mm）；对鼠伤寒沙门菌仅有轻微的抑制作用。这表明C-C粉提取物对革兰氏阳性菌的抗菌效果强于革兰氏阴性菌。
理化与生物化学分析
pH值在储存期间呈上升趋势，反映了微生物的蛋白水解活动产生碱性代谢物。C-C处理组的pH值上升幅度小于对照组，这与其较低的微生物负载量一致。水牛肉的脂肪含量平均为2.82%，属于低脂红肉。水分含量在储存期间因滴液损失而下降。C-C粉通过在肉表面形成屏障，最有效地减少了水分损失（14天后仅损失2.68%）。颜色参数（L， a， b*）在储存期间发生波动，但经香料和精油处理的样品比新鲜水牛肉保持了更稳定的色泽。所有处理的硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值均较低（0.38-1.06 mg MDA/kg），表明脂质氧化程度轻微。C-C粉在维持低TBARS值方面最为有效，这归因于其高酚类含量和强抗氧化活性。血红蛋白和血红素铁含量在储存期间均呈下降趋势，可能与铁氧化、滴液损失及微生物代谢有关。C-C和Nut粉能更好地保持血红素铁含量，而LEO效果较差。血红蛋白与血红素铁含量呈强正相关。巯基化合物浓度在储存期间持续上升，与乳酸菌（LAB）数量呈强正相关，反映了含硫氨基酸的微生物降解。C-C和Nut粉能有效抑制巯基化合物的形成，而LEO处理组则与对照组趋势相似甚至略高。
感官分析
感官评价围绕色泽、气味、质地和滋味进行。所有样品在整个储存期间的感官评分均高于可接受阈值（2.5）。在色泽和气味方面，肉豆蔻粉能有效掩盖不良气味并保持肉色稳定；C-C处理赋予了特征性香气但使肉色变深，接受度受影响；LEO的气味与腐败气味结合后不被多数评价员喜爱。在质地方面，C-C和Nut粉因能更好地保持水分和多汁性，从而保留了更好的总体质地。在滋味方面，对照组的牛肉风味衰减不明显；Nut粉保留了肉的原始风味并增强了整体感官品质；C-C粉在测试浓度下掩盖了肉的自然风味并留下轻微苦味；LEO的强烈酚类气味被认为与牛肉风味不协调。
结论与未来展望
研究表明，在PA/PE包装的冷藏水牛肉表面添加C-C粉、Nut粉和LEO可延长其货架期。C-C粉在抑制微生物生长、延缓脂质氧化和减少不良气味（巯基化合物）方面最为有效，并且其提取物对食源性致病菌具有抗菌活性。感官评价结果与微生物学和理化分析基本一致：尽管C-C粉保鲜效果最佳，但评价员更偏爱Nut粉，因其能稳定肉色、掩盖不良气味并增强油炸后的香气。基于感官评价，水牛肉的货架期得以延长：对照组为4-6天，LEO和Nut处理组为6-9天，C-C处理组为10-12天。本研究通过关联微生物学数据与生化参数（如TVC与血红素铁、巯基化合物与LAB），并利用因子分析揭示了储存时间对血红蛋白、血红素铁、TBARS和巯基化合物等生化途径演变的不同影响，构成了本研究的创新点。然而，为了在食品工业中潜在应用这些数据，可能需要考虑天然防腐剂的使用量、应用成本及监管限制等因素进行调整。
