丙酸钙处理对汉堡保鲜效果的影响

王海蓝，马 亭，石晶盈

（1.江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏 泰州 225300；2.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018）

丙酸钙处理对汉堡保鲜效果的影响

王海蓝1，马 亭1，石晶盈2,*

（1.江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏 泰州 225300；2.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018）

为了有效延长汉堡的保质期，在加工过程中添加质量分数2%、3%、4%的丙酸钙，分别将汉堡置于常温（20±1） ℃和低温（4±1）℃条件下贮藏，对贮藏期间的汉堡进行感官评价，并测定其酸度、比容、菌落总数、霉菌总数、大肠菌数及致病菌数。结果表明：常温和低温贮藏条件下，3%丙酸钙处理组保鲜效果最佳，能保持较好的感官品质，显著抑制贮藏期间酸度、比容上升，抑制霉菌和大肠菌数量增长，菌落总数显著降低；低温贮藏能有效延长汉堡的保质期，但贮藏后期感官品质下降较快，口感较差。

丙酸钙；汉堡；保鲜

汉堡是现代西式快餐中的主要食物，食用方便、风味可口、营养全面，现在已成为畅销世界的方便主食之一。但汉堡在常温保质期较短，特别是在高温高湿环境中，两三天内就能长霉，使其失去食用价值，造成浪费[1]。据报道，目前面包、蛋糕及汉堡等焙烤食品保鲜方法大多采用辐照保鲜[2]、纳他霉素防腐[3]、添加复合酶制剂[4]或纳米材料包装[5]等措施控制含菌量，但是这些方法存在防腐效果一般、成本高、工艺复杂等问题。因此，迫切需要研究一种高效、安全的保鲜技术延长汉堡的货架期。

丙酸钙是一种新型食品添加剂，是人体正常代谢的中间产物，可被人体吸收利用，对人体无害，是世界卫生组织和联合国粮农组织批准使用的安全可靠的食品与饲料用防霉剂，对霉菌、酵母菌及细菌等具有广泛的抗菌作用[6-7]。已有研究者用3%的丙酸钙对牛肉进行处理取得了良好的保鲜效果[8-9]。Aguayo等[10]用适宜浓度的丙酸钙对鲜切甜瓜进行保鲜处理，大大延长了贮藏时间，较好地保持了贮藏品质。Kwak等[11]采用热超声法和丙酸钙处理鲜切芹菜，能够延长芹菜的保鲜期。有研究[12-14]表明，丙酸及丙酸盐能有效抑制面包中霉菌和芽孢杆菌孢子的生长。而丙酸钙用于汉堡的保鲜技术至今还未见报道。

本实验通过在汉堡制作过程中添加不同质量分数的丙酸钙，研究常温（20±1）℃和低温（4±1）℃条件下，丙酸钙处理对汉堡感官质量及卫生品质的影响，旨在为汉堡的保鲜提供一种安全有效、简便经济的处理方式。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试汉堡购买于徐州今天食品有限公司。

丙酸钙 江苏新兴食品添加剂有限公司；平板计数营养琼脂培养基、马铃薯琼脂培养基 北京奥博星生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

超净工作台 苏州净化设备有限公司；灭菌锅北京市永光明医疗仪器厂；电子天平 奥豪斯仪器（上海）有限公司；电子万用炉 浙江上虞市道墟立明公路仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

制作汉堡时，在面粉中加入不同质量分数的丙酸钙，添加量分别为面粉总量的2%、3%和4%，然后进行和面，6 个汉堡为一组。其中一组不加入丙酸钙，作为对照。汉堡严格按照肯德基的生产要求，采用德国先进生产线进行加工，成品立即运回实验室进行实验。

汉堡按肯德基要求进行包装，分别置于常温（20±1）℃、低温（4±1）℃进行贮藏，定期观察，于实验的当天（0 d）、第1、3、5、7、9、11天进行感官评定，并测定各项指标。

1.3.2 汉堡的制作

汉堡制作基本配方为：面包粉500.0 g、水265.0 g、果葡糖浆98.5 g、酵母30.0 g、盐9.0 g、乳化剂1.5 g、植物油25.0 g。

按二次发酵法制作，具体流程为：准确称量各种原料和丙酸钙→加水搅拌→中种醒发（30 ℃，湿度85%，2 h）→两次搅拌（慢2 min，快11 min，面温20 ℃）→面团成型后静置10 min→分割成型→静置5 min→整形→面团醒发（30 ℃，相对湿度85%，2 h）→烤制→出炉。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 汉堡的感官评定

表1 汉堡的感官检验评分标准[17]Table1 Criteria for sensory evaluation of hamburger[17]

各种处理组的汉堡分别置于常温、低温贮藏，0、1、3、5、7、9、11 d时取样进行感官评价，由10名长期从事食品研究的人员按表1打分，取其平均分作为该组汉堡的最终得分[15]。取样的方法是：将样品置于清洁、干燥的白瓷盘中，用目测检查形态、色泽；然后用餐刀按四分法切开，观察组织、杂质；品尝滋味与口感，做出评价[16]。

1.3.3.2 汉堡酸度和比容的测定

依据GB/T 20981—2007《面包》测定汉堡酸度、比容。根据GB/T 20981—2007，酸度≤6oT为合格[16]；比容≤7.0 mL/g为合格[17]。

1.3.3.3 汉堡菌落总数、霉菌、大肠菌群和致病菌测定

按照GB/T 4789.2—2010《食品微生物学检验：菌落总数测定》测定菌落总数[18]，根据GB 7099—2003《糕点、面包卫生标准》[19]，菌落总数≤1 500 CFU/g为合格；按照GB/T 4789.15—2010《食品微生物学检验：霉菌和酵母菌计数》测定霉菌数[20]，根据GB 7099—2003[19]，霉菌计数≤100 CFU/g为合格；按照GB/T 4789.3—2010《食品微生物学检验：大肠菌群计数》测定大肠菌群数[21]，根据GB 7099—2003[19]，大肠菌群数≤30 MPN/100 g为合格；按照GB/T 4789.4—2010《食品微生物学检验：沙门氏菌检验》[22]、GB/T 4789.5—2003《食品微生物学检验：志贺氏菌检验》[23]、GB/T 4789.10—2010《食品微生物学检验：金黄色葡萄球菌检验》[24]测定沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌，根据GB 7099—2003[19]，3 种致病菌不得检出为合格。

2 结果与分析

2.1 丙酸钙处理对汉堡感官品质的影响

图1 丙酸钙对常温（20±1）℃（A）和低温（4±1 ）℃（B）贮藏期间汉堡感官品质的影响Fig.1 Effect of calcium propionate addition on sensory quality in hamburger stored at room temperature (20 ± 1) ℃ (A) or low temperature (4±1) ℃ (B)

从图1A可看出，室温贮藏时，丙酸钙处理组和对照组的汉堡感官品质均呈下降趋势，对照组第3天汉堡香味变淡，弹性差，颜色略变暗。3%、4%丙酸钙处理组在第5天时仍保持较好的口感，质地柔软，但香味逐渐变淡。由图1B可知，汉堡在低温条件下贮藏时，对照组前3 d感官品质较好，但3 d后感官品质直线下降，弹性降低，颜色变淡。综合考虑汉堡的质地、组织状态和色泽等感官指标，常温条件下3%丙酸钙处理效果最佳，与对照组相比保质期大大延长，而低温贮藏虽然能延长汉堡的保质期，但口感欠佳。

2.2 丙酸钙处理对汉堡酸度的影响

图2 丙酸钙对常温（20±1）℃（A）和低温（4±1）℃（B）贮藏期间汉堡酸度的影响Fig.2 Effect of calcium propionate addition on acidity in hamburger stored at room temperature (A) or low temperature (B)

由图2A可见，汉堡在贮藏期间酸度呈上升趋势，常温贮藏期间第7天时就超过国家规定的面包卫生标准6 ÀT，3%丙酸钙和4%丙酸钙处理组第11天时仍低于4.5 ÀT，而2%丙酸钙处理组对酸度的抑制效果不如3%、4%丙酸钙处理组。第9天时，对照组酸度为7 ÀT，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为5.0、3.7、4.2 ÀT。因此，常温贮藏时3%丙酸钙处理酸度最低，保鲜效果最佳。

由图2B可知，低温贮藏期间，对照组和丙酸钙处理组酸度上升趋势与常温贮藏时基本一致，但低温贮藏时酸度整体低于常温，对照组贮藏第9天时酸度仍低于6 ÀT，说明低温能抑制汉堡贮藏期间酸度的上升。第9天时，对照组酸度为5 ÀT，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为4.0、3.5、3.8 ÀT。因此，低温贮藏时3%丙酸钙处理酸度最低，保鲜效果最佳，且低温贮藏时3%丙酸钙处理组保鲜效果优于常温。

2.3 丙酸钙处理对汉堡比容的影响

图3 丙酸钙对常温（20±1）℃（A）和低温（4±1）℃（B）贮藏期间汉堡比容的影响Fig.3 Effect of calcium propionate addition on specific volume in hamburger stored at room temperature (A) or low temperature (B)

由图3A可见，常温贮藏时，所有样品的比容在前3 d变化很小，均呈上升趋势。3%、4%丙酸钙处理组比容上升趋势比对照组和2%处理组慢。第9天时对照组比容为5 mL/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为5.1、4.5、4.7 mL/g，且贮藏期内3%丙酸钙处理组比容最低，但相对其他样品组处理效果不明显。

从图3B可看出，低温贮藏时，对照组与2%丙酸钙比容上升趋势明显，且接近国家面包卫生标准7 mL/g，而3%、4%丙酸钙处理组比容上升趋势很平缓，有明显的抑制效果。在第9天时对照组比容为6.5 mL/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为6.0、4.2、3.9 mL/g。因此，低温贮藏时3%、4%丙酸钙处理对汉堡有显著的保鲜效果，且贮藏前期4%丙酸钙保鲜效果优于3%丙酸钙处理组，贮藏5 d之后3%丙酸钙保鲜效果优于4%丙酸钙处理组。

2.4 丙酸钙处理对汉堡菌落总数的影响

由图4A可知，常温贮藏期间，对照组和2%丙酸钙处理组菌落总数呈直线上升趋势，3%、4%丙酸钙处理组菌落总数上升趋势很平缓，第3天时对照组菌落总数为18 CFU/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为10、5、4 CFU/g。整体而言，3%、4%丙酸钙处理组对菌落总数抑制效果显著优于2%丙酸钙处理组和对照，4%丙酸钙处理组保鲜效果优于3%丙酸钙的处理效果，但差异不显著。

由图4B可见，低温贮藏期间，所有样品整体菌落总数均低于常温贮藏时的菌落总数。对照组和2%丙酸钙处理组菌落总数呈直线上升趋势，3%、4%丙酸钙处理组菌落总数上升趋势缓慢，第3天时对照组菌落总数为10 CFU/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为8、4、4 CFU/g，但常温和低温贮藏期间所有样品的菌落总数均合格，小于国家规定的糕点、面包卫生标准1 500 CFU/g。可见，低温贮藏时3%、4%丙酸钙处理对汉堡的菌落总数有较好的抑制效果，且4%丙酸钙处理组保鲜效果优于3%丙酸钙的处理效果，但优势不明显。

图4 丙酸钙对常温（20±1）℃（A）和低温（4±1）℃（B）贮藏期间汉堡菌落总数的影响Fig.4 Effect of calcium propionate addition on total bacterial number in hamburger stored at room temperature (A) or low temperature (B)

2.5 丙酸钙处理对汉堡霉菌总数的影响

图5 丙酸钙对常温（20±1）℃（A）和低温（4±1）℃（B）贮藏期间汉堡霉菌总数的影响Fig.5 Effect of calcium propionate addition on total mold number in hamburger stored at room temperature (A) or low temperature (B)

由图5A可知，常温贮藏期间，对照组和2%丙酸钙处理组霉菌总数呈上升趋势，3%、4%丙酸钙处理组霉菌总数上升趋势很平缓，第11天时对照组霉菌总数为25 CFU/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为8、2、1 CFU/g。整体而言，贮藏前期3%丙酸钙处理组与4%丙酸钙处理组保鲜效果几乎没有差异，贮藏7 d后4%丙酸钙处理组保鲜效果略优于3%丙酸钙。

由图5B可见，低温贮藏期间，所有样品整体霉菌总数均低于常温贮藏时的霉菌总数。各组样品第9天时才检测出霉菌，第11天对照组菌落总数为5 CFU/g，2%、3%、4%丙酸钙处理组分别为2、0、1 CFU/g，但常温和低温贮藏期间所有样品的霉菌总数均合格，小于国家规定的糕点、面包卫生标准100 CFU/g。可见，低温贮藏时3%、4%丙酸钙处理对汉堡的菌落总数有较好的抑制效果，且贮藏后期4%丙酸钙处理组保鲜效果优于3%丙酸钙的处理效果。

2.6 丙酸钙处理对汉堡大肠菌群的影响

表2 丙酸钙对常温贮藏期间汉堡大肠菌群的影响Table2 Effect of calcium propionate addition on total coliform number of (MPN/100 g) in hamburger stored at room temperature

表2为常温贮藏期间丙酸钙处理后各样品中的大肠菌群数。结果表明，常温贮藏9 d之前对照组和处理组均没有检测出大肠菌群。随着贮藏时间的延长，对照组在贮藏11 d时检测出大肠菌群为52 MPN/100 g，超出国家规定的糕点、面包卫生标准30 MPN/100 g。而添加丙酸钙的汉堡在整个贮藏期间都没有检测出大肠菌群。

表3 丙酸钙对低温贮藏期间汉堡大肠菌群的影响Table3 Effect of calcium propionate addition on total coliform number (MPN/100 g) in hamburger stored at low temperature

表3为低温贮藏期间丙酸钙处理后各样品中的大肠菌群数。结果表明，对照组和所有丙酸钙处理组的汉堡在低温贮藏期内均没有检测出大肠菌群，说明贮藏后期低温对汉堡中的大肠菌群有一定抑制作用。

2.7 丙酸钙处理对汉堡致病菌的影响

实验结果表明，对照组和所有丙酸钙处理组的汉堡在常温（20±1）℃、低温（4±1）℃贮藏期内均没有检测到沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌。

3 讨 论

3.1 丙酸钙处理对汉堡杀菌保鲜效果的影响

研究发现，以不同质量分数的丙酸钙溶液代替传统防腐剂更有利于牛肉产品的保鲜，且丙酸钙是人体正常代谢的中间产物，可被人体吸收利用，对人体无害，是安全、简便、有效、经济的保鲜方式[10-11]。本实验结果表明，在汉堡加工过程中添加丙酸钙对汉堡有很好地杀菌保鲜效果，在一定范围内随着丙酸钙质量分数的增加，微生物的存活率减小。3%丙酸钙处理汉堡后，可杀死100%的大肠菌群和大部分的霉菌，菌落总数也降低至10 CFU/g以下。但当丙酸钙大于3%时，对汉堡杀菌保鲜效果的差异不显著（P＞0.05）。这与丙酸钙在牛肉中的杀菌保鲜效果一致[8-9]。

3.2 丙酸钙处理最佳质量分数的筛选

根据单因素试验结果，一定质量分数的丙酸钙对汉堡表面的微生物有较强的抑制作用，故可在食品中适量添加延长货架期，本实验选择丙酸钙质量分数为2%～4%。结果表明，在常温与低温条件下，3%、4%丙酸钙处理的汉堡货架期大大延长，贮藏期间比容、酸度上升缓慢，没有检测出大肠菌群和霉菌，细菌总数相对2%丙酸钙处理组和对照组大大降低。但当丙酸钙质量分数大于3%时，对汉堡杀菌保鲜效果的差异不显著（P＞0.05）。因此，综合考虑处理成本和保鲜效果，确定本实验处理的丙酸钙最佳质量分数为3%。

3.3 丙酸钙处理对汉堡货架期的影响

新鲜面包经过一段时间的储存，品质会发生明显的劣变，主要表现为变硬掉渣、含水量降低、风味消失等，主要原因是由淀粉老化、水分蒸发引起的，随着面包硬度增加，其弹性也会逐渐降低[4]。这与本实验的研究结果一致，通过感官评价，对照组和实验组均表现出这样的趋势，且随着贮藏时间的延长，这种趋势越发明显，严重影响了汉堡贮藏的最佳保鲜期。结果表明：3%丙酸钙能显著地延长汉堡的保鲜时间，常温贮藏11 d，低温贮藏7 d后，汉堡未产生任何霉变现象，仍在面包食品质量安全规定的范围之内，但感官品质欠佳，颜色无变化，弹性差，坚硬，略有汉堡香味，口感较差。因此，3%丙酸钙处理的汉堡常温贮藏时最佳保鲜期达到11 d，低温贮藏时最佳保鲜期7 d。

温度对汉堡保鲜效果影响较大。同样的丙酸钙处理质量分数条件下，温度越低，酸度速度变化越慢，比容变化幅度越小，微生物繁殖越慢，保鲜效果越好，但口味达不到要求。对于低温条件下在延长汉堡货架期的同时如何保持良好的感官品质，还有待进一步研究。

[1] 宋茹, 徐依景, 杜建艳. 微波杀菌保鲜面包技术的研究[J]. 食品工业科技, 2004, 25(4): 74-76.

[2] 王娟娟, 王允, 商飞飞, 等. 辐照蛋糕的杀菌保鲜效果及对蛋糕感官品质的影响[J]. 食品科技, 2013, 38(1): 96-99.

[3] 王爱敏, 吴彬, 胡国华, 等. 纳他霉素在面包防腐保鲜中的应用研究[J].中国食品添加剂, 2010(3): 154-157.

[4] 王芬, 张清辉, 黄炅栋, 等. 复合酶制剂在面包保鲜中的应用研究[J].现代面粉工业, 2013(2): 36-37.

[5] 吴娟. 纳米包装材料对什锦菜、面包和草莓保鲜品质及效果的研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2007.

[6] 杜荣茂, 刘海森, 何唯平. 脱氢醋酸钠、丙酸钙及其复配形式在面包中的防腐作用[J]. 食品与饲料工业, 2001(8): 60-61.

[7] 卫一其. 丙酸钙对面包防霉效果观察[J]. 中国公共卫生管理, 2002, 18(6): 491.

[8] 罗欣, 朱燕, 唐建俊, 等. 丙酸钙在真空包装鲜牛肉保鲜中的应用研究[J]. 肉类研究, 1998, 12(2): 40-42.

[9] 严成. 丙酸钙对牛肉保鲜效果的研究[J]. 食品科学, 2009, 30(14): 300-303.

[10] AGUAYO E, ESCALONA V H, ARTÉS F. Effect of hot water treatment and various calcium salts on quality of fresh-cut ‘Amarillo’melon[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 47: 397-406.

[11] KWAK T Y, KIM N H, RHEE M S. Response surface methodologybased optimization of decontamination conditions for Escherichia coli O157:H7 and Salmonella typhimurium on fresh-cut celery using thermoultrasound and calcium propionate[J]. International Journal of Food Microbiology, 2011, 150(2/3): 128-135.

[12] PATTERAS I M C. Bread spolage and staling[M]//CAUVAIN S P, YOUNG L S. Technology of breadmaking. London: Blackie Academic and Professional, 1998: 240-261.

[13] LEGAN J D. Moukd spoilage of bread: the problem and some solutions[J]. International Biodeterioration and Biodegradation, 1993, 32: 33-53.

[14] RYAN L A M, dal BELLO F, ARENDT E K. The use of sourdough fermented by antifungal LAB to reduce the amount of calcium propionate in bread[J]. Internationa Journal of Food Microbiology, 2008, 125: 274-278.

[15] 杨建兴, 宋曙辉, 徐桂花. 食品质量控制中感官评价的应用[J]. 中国食品工业, 2008(9): 58-59.

[16] GB/T 20981—2007 面包[S].

[17] 傅德成, 孙瑛. 食品质量感官鉴别指南[M]. 北京: 中国标准出版社, 1995: 2.

[18] GB/T 4789.2—2010 食品微生物学检验: 菌落总数测定[S].

[19] GB 7099—2003 糕点、面包卫生标准[S].

[20] GB/T 4789.15—2010 食品微生物学检验: 霉菌和酵母菌计数[S].

[21] GB/T 4789.3—2010 食品微生物学检验: 大肠菌群计数[S].

[22] GB/T 4789.4—2010 食品微生物学检验: 沙门氏菌检验[S].

[23] GB/T 4789.5—2003 食品微生物学检验: 志贺氏菌检验[S].

[24] GB/T 4789.10—2010 食品微生物学检验: 金黄色葡萄球菌检验[S].

Effect of Calcium Propionate Treatment on Preservation of Hamburger

WANG Hai-lan1, MA Ting1, SHI Jing-ying2,*(1. College of Food Science and Engineering, Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College, Taizhou 225300, China;
2. College of Food Science and Engineering, Shangdong Agricultural University, Tai’an 271018, China)

This study examined the effect of calcium propionate added to hamburger on prolonging its shelf life. After storage at room (20 ± 1) ℃ or low temperature (4 ± 1) ℃, hamburgers made with the addition of calcium propionate at mass ratios of 2%, 3% and 4% were evaluated for sensory quality, acidity, specific volume, total bacterial count, mold count, coliform count and pathogenic bacteria. The results showed that at both storage temperatures, addition of 3% calcium propionate was the most effective in hamburger preservation, which could better maintain the original sensory quality, significantly inhibit the increases in acidity and specific volume and the growth of molds and E. coli, and reduce total bacterial count. The shelf life of hamburger could be extended effectively at low temperature. However, the sensory quality rapidly became worse and poor taste appeared during the later storage period.

calcium propionate; hamburger; preservation

TS205.9

A

1002-6630（2014）10-0218-05

10.7506/spkx1002-6630-201410041

2013-07-16

国家自然科学基金青年科学基金项目（31101371）；中国博士后科学基金面上项目（20090460091；201104605）；山东省自然科学基金项目（ZR2010CQ039）

王海蓝（1984—），女，讲师，硕士研究生，研究方向为农产品加工与保鲜。E-mail：whlathn@126.com

*通信作者：石晶盈（1980—），女，副教授，博士研究生，研究方向为果蔬采后病理及分子生物学。E-mail：jyshi2003@gmail.com