高氧及CO2氣調(diào)包裝對冷鮮豬肉品質(zhì)的影響

李素+趙冰+張順亮+潘曉倩+周慧敏+陳文華+曲超+李家鵬

摘 要：為了提高冷鮮肉貯藏品質(zhì)，延長其貨架期并拓寬氣調(diào)包裝食品市場，實(shí)驗(yàn)以真空包裝冷鮮豬肉為對照，通過對冷鮮豬肉氣調(diào)包裝方式在貯藏期間菌落總數(shù)、色澤、pH值、系水力、揮發(fā)性鹽基氮值、感官評價(jià)及電子鼻測定的氣味等指標(biāo)的檢測，研究CO2及高氧氣調(diào)包裝對冷鮮肉貯藏品質(zhì)影響。結(jié)果表明：采用適宜的氣調(diào)包裝可以有效地抑制微生物生長，高氧氣調(diào)包裝可以有效保持冷鮮肉色澤及其持水能力，氣調(diào)包裝中O2/CO2/N2氣體比例為7∶2∶1時冷鮮豬肉獲得較好的色澤、較高的系水能力，且揮發(fā)性鹽基氮值相對較低，并經(jīng)電子鼻風(fēng)味測試，在貯藏后期仍保持較良好氣味，獲得相對較高的綜合評價(jià)，在4 ℃條件下貯藏至11 d仍有較好食用品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：氣調(diào)包裝；冷鮮豬肉；品質(zhì)；理化性質(zhì)；貨架期

Abstract： In order to improve the quality of chilled meat， prolong its shelf life， and also broaden the marketability of modified atmosphere packaged meat and meat products， we studied the effects of vacuum packaging （control） and high oxygen and carbon dioxide modified atmosphere packaging （MAP） on the quality of chilled pork. Total bacterial count， color， pH value， water holding capacity （WHC）， total volatile basic nitrogen （TVB-N） value， sensory evaluation were measured and flavor characteristics were determined using electric nose to evaluate the quality of chilled meat during storage. The results showed that a suitable MAP treatment could effectively inhibit the growth of microorganisms， and high oxygen MAP could effectively maintain good color and WHC of chilled fresh pork. Chilled meat packaged in an atmosphere of 70% O2， 20% CO2 and 10% N2 exhibited better color， higher WHC and lower TVB-N value. Moreover， the sample maintained good flavor and gained higher overall sensory score at the late storage stage， and it had good eating quality after 11 days of storage at 4 ℃.

Key words： modified atmosphere packaging （MAP）； chilled pork； quality； physicochemical properties； shelf life

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.004

中圖分類號：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2016）11-0016-06

冷鮮肉，又叫冷卻排酸肉，就是嚴(yán)格執(zhí)行獸醫(yī)檢疫制度，將屠宰的豬胴體在-20 ℃條件下迅速冷卻，使胴體深層溫度在24 h內(nèi)降至0～4 ℃，并在后續(xù)的加工、貯運(yùn)和銷售過程中始終使肉處于冷鏈控制范圍內(nèi)的肉。目前，我國市場上熱鮮肉及冷凍肉所占份額較高，隨著人們生活水平提高，消費(fèi)者開始追求更高品質(zhì)原料肉，冷鮮肉因其全程低溫控制，有效抑制微生物繁殖，保證了較高的食用感官品質(zhì)而逐漸成為市場主流。但我國冷鮮肉多是直接暴露于空氣中進(jìn)行銷售及儲運(yùn)，未經(jīng)包裝的冷鮮肉在流通過程中易受多方面污染，從而降低其食用安全性。

冷鮮肉保鮮技術(shù)主要是通過保鮮劑及改變包裝形式等方法起到延長貨架的作用。鮮肉貯藏中使用保鮮劑容易出現(xiàn)汁液流失及變色問題，真空包裝冷鮮肉可以延長鮮肉的貨架期，但會使肉的色澤明顯變暗，影響感官[1]。氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）是在包裝中通過去除或改變食品接觸的氣體起到保鮮、延長貨架期的作用[2]，通常以O(shè)2、N2、CO2或這幾種氣體混合使用作為填充氣體[3]，起到保持肉色澤[4]、抑制微生物生長[5]等作用，但如果氣調(diào)包裝所使用的氣體比例不當(dāng)，反而可能對冷鮮肉產(chǎn)生氧化、異味等不良影響[6]，因此，研究冷鮮肉包裝的適宜氣調(diào)包裝方式具有重要意義。國際上氣調(diào)包裝肉制品研究及市場應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，涉及到水產(chǎn)品的氣調(diào)保鮮技術(shù)研究較多[5-6]，包括對水產(chǎn)品貯藏期間微生物、氣體含量及理化指標(biāo)變化等相關(guān)研究。國外學(xué)者對牛肉、羊肉等畜產(chǎn)品鮮肉的貯藏效果也有一定研究[7]，對豬肉氣調(diào)貯藏研究則多集中于熟制品的品質(zhì)影響，對冷鮮豬肉貯藏研究較少[8-9]。國內(nèi)學(xué)者[10-11]針對鮮肉的氣調(diào)貯藏也開展了部分研究，包括對豬肉、羊肉等的品質(zhì)保鮮效果，但仍需細(xì)致深化并拓寬氣調(diào)貯藏的氣體充填條件對鮮肉貯藏品質(zhì)影響的研究。

本研究以豬肉冷鮮肉為研究對象，以真空包裝（vacuum packaging，VP）下豬肉品質(zhì)為參照，參比前人研究基礎(chǔ)調(diào)整氣調(diào)包裝比例[8-11]，對比幾種不同氣調(diào)包裝條件對豬肉貯藏品質(zhì)的影響，為提高冷鮮豬肉品質(zhì)，延長貨架期及開拓冷鮮豬肉氣調(diào)包裝市場提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

排酸冷鮮豬肉（豬通脊）由北京中瑞食品有限公司提供，低溫轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分割及分組包裝。

平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基 北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司；無水乙醇、氧化鎂、硼酸、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液、甲基紅、亞甲基藍(lán) 北京化學(xué)試劑廠；所使用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DZ-600/2S型真空包裝機(jī) 山東小康機(jī)械有限公司；SG8便攜式pH計(jì) 瑞士梅特勒-托利多公司；CR-400色彩色差計(jì) 日本柯尼卡美能達(dá)公司；LYNX4000型離心機(jī)

賽默飛世爾科技有限公司；HX-300H型氣調(diào)包裝機(jī)

北京恒鮮科技有限公司；PEN3型便攜式電子鼻 德國Airsense公司。

1.3 方法

1.3.1 原料分割與包裝

用消毒后的刀具及案板將新鮮豬肉切分成10 cm×10 cm×10 cm左右的肉塊，隨機(jī)放入滅過菌的真空包袋及氣調(diào)包裝盒進(jìn)行包裝，每種包裝條件3 個平行，將包裝的冷鮮肉放于4 ℃保存，檢測冷鮮肉貯藏過程中品質(zhì)變化。真空包裝條件：抽氣時間12 s，熱封時間3 s。氣調(diào)包裝氣體比例見表1。

1.3.2 菌落總數(shù)測定

按GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[12]進(jìn)行測定，無菌條件下進(jìn)行取樣及梯度稀釋，使用平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基于37 ℃培養(yǎng)（48±2） h，記錄菌落總數(shù)。

1.3.3 色澤測定

使用色彩色差計(jì)進(jìn)行測定，經(jīng)白板校正后測定記錄冷鮮肉表面的亮度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*），每個樣品3 個平行，每個平行樣各取5 個點(diǎn)，共15 個測定值，取15 個測定值的平均值作為分析標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.4 肌肉系水力

參考文獻(xiàn)[13]中方法，通過離心損失評估肌肉的系水力。準(zhǔn)確稱取待測肉樣1.5～2.0 g（精確到0.001 g），于4 ℃條件下5 000 r/min離心10 min，吸干表面水分記錄離心后質(zhì)量，按下式計(jì)算離心損失，每個檢測點(diǎn)取3 個平行，取其平均值。

式中：m1為離心前肉質(zhì)量/g；m2為離心后肉質(zhì)量/g。

1.3.5 pH值測定

根據(jù)GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品 pH測定》[14]中規(guī)定的方法，采用便攜式pH計(jì)測定肉的pH值，取3 個平行樣品測定值的平均值。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）測定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[15]中的半微量定氮法測定。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定TVB-N≤15 mg/100 g為一級鮮度，TVB-N≤20 mg/100 g為二級鮮度，TVB-N>20 mg/100 g為變質(zhì)肉。

1.3.7 感官評價(jià)

根據(jù)GB/T 9959.2—2008《分割鮮、凍豬瘦肉》[16]設(shè)定感官評定標(biāo)準(zhǔn)，由本單位15 位經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員組成感官評定小組，通過目測、手觸及嗅覺檢驗(yàn)對每次待測包裝冷鮮肉的包裝狀態(tài)、色澤、組織狀態(tài)及氣味進(jìn)行感官評價(jià)，評價(jià)項(xiàng)目采用10 分制，由高至低分值依次為：好10.0～8.0分，較好7.9～6.0分，一般5.9～4.0分，較差3.9～2.0分，極差1.9～0分。

1.3.8 電子鼻氣味分析

分別取不同貯藏時段的幾種樣品4.0 g裝入到電子鼻分析樣品瓶，并加入少量食鹽促進(jìn)風(fēng)味揮發(fā)，采用德國PEN 3電子鼻系統(tǒng)，配制自動進(jìn)樣器，提取10 個傳感器的特征值，然后采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）、線性判別法（linear discriminant analysis，LDA）和傳感器區(qū)別貢獻(xiàn)率分析法（Loadings）作為主要區(qū)別分析方法對冷鮮肉貯藏期間氣味變化進(jìn)行分析，每個樣品取4 個平行。電子鼻幾種傳感器性能見表3。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算及繪圖，SPSS Statistics 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Duncans multiple range test數(shù)據(jù)分析。電子鼻風(fēng)味數(shù)據(jù)處理采用PEN3Winmuster軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷鮮肉貯藏中細(xì)菌總數(shù)變化

通過改變冷鮮肉接觸氣體環(huán)境可以直接影響其菌相分布狀況，進(jìn)而影響鮮肉的食用品質(zhì)[17]，真空及不同氣調(diào)包裝的冷鮮肉在4 ℃貯藏期間細(xì)菌總數(shù)變化見圖1，當(dāng)菌落總數(shù)超標(biāo)時停止檢測。

由圖1可知，冷鮮肉貯藏期間菌落總數(shù)呈逐漸上升趨勢，當(dāng)采用真空包裝時，貯藏時間在第5～7天內(nèi)菌落總數(shù)超標(biāo)。采用CO2氣調(diào)包裝時，冷鮮肉菌落總數(shù)相對較少，MAP1，即100% CO2充填包裝的冷鮮肉菌落總數(shù)最低，其次是MAP2，貯藏到第13天菌落總數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1×106 CFU/g，可能是由于這2 種包裝氣體中含有較高含量CO2氣體，對微生物具有較好的抑制作用，MAP3包裝條件下菌落總數(shù)在貯藏第7天即超出標(biāo)準(zhǔn)，說明雖然CO2可以抑制微生物生長，但濃度過低時則無法起到抑菌作用。采用高氧氣調(diào)包裝時，冷鮮肉在貯藏第1～3天菌落總數(shù)增長較為緩慢，可能是由于鮮肉接觸環(huán)境變化導(dǎo)致原料肉所攜帶初始菌進(jìn)入衰亡期，而某些好氧菌成為優(yōu)勢菌從第3天開始大量繁殖，高氧包裝時O2/CO2/N2為7∶2∶1時菌落總數(shù)相對較少，在貯藏第11～13天時超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 冷鮮肉貯藏中色澤變化分析

色澤的測定在樣品經(jīng)過無菌取樣用于菌落總數(shù)分析后立即進(jìn)行。由圖2可知，采用真空包裝時冷鮮肉在貯藏期間L*變化較為平穩(wěn)，在47.68～50.03之間變化，說明真空包裝在一定程度上可以保持冷鮮肉的原有亮度。采用不同含量CO2包裝時研究發(fā)現(xiàn)，高含量CO2包裝可以提高肉的L*，低含量CO2包裝時肉的L*在前3 d有略微下降趨勢，之后又逐漸升高，其亮度水平較真空包裝冷鮮肉整體來看效果略差；高含量CO2包裝的冷鮮肉在貯藏第1天L*有所提高，并在后期貯藏過程中保持較好。當(dāng)采用氧氣包裝冷鮮肉時肉的L*一直處于相對較高水平，說明O2可以有效提高鮮肉色澤，但過多的O2會增加需氧菌的活性導(dǎo)致肉品質(zhì)下降，整體來看MAP5的氣調(diào)比例，即70% O2/20% CO2/10% N2的包裝條件下冷鮮肉的亮度保持相對較好。

由圖3可知，不同包裝冷鮮肉貯藏期間a*變化與L*變化有一定區(qū)別，采用真空包裝時樣品的a*依舊保持較平穩(wěn)水平，采用CO2包裝的樣品a*值比真空包裝略高，低濃度CO2包裝的鮮肉a*高于高濃度CO2包裝的樣品。整體來看，采用高氧包裝時冷鮮肉a*值較高，由于肌肉中的肌紅蛋白與氧分子結(jié)合形成氧合肌紅蛋白而使得冷鮮肉產(chǎn)生明亮的鮮紅色，說明氧氣可以有效提高冷鮮肉色澤，這與文獻(xiàn)[18]中研究結(jié)果一致，本研究中MAP4及MAP5氣調(diào)包裝冷鮮肉有良好紅度，高氧氣調(diào)包裝的冷鮮肉色澤在貯藏第9天后出現(xiàn)降低趨勢，可能是由于微生物數(shù)量逐漸增加，發(fā)生系列代謝作用從而影響肉的色澤。

2.3 冷鮮肉貯藏中pH值變化

由表4可知，不同氣調(diào)包裝冷鮮肉在貯藏期間pH值變化并沒有明顯規(guī)律性，貯藏期間pH值均呈波動性變化，并且冷鮮肉pH值自始至終在5.44～5.87之間波動，貯藏期間不同處理方式的冷鮮肉pH值會有一定差異

（P<0.05），但到貯藏終點(diǎn)時不同處理組并無顯著差異，由此可見，pH值并不一定可以明確反映冷鮮肉的品質(zhì)，這與宋宏新等[19]對于氣調(diào)包裝羊肉pH值變化可以明顯影響羊肉品質(zhì)的研究有一定差異，可能是由原料肉的差異所致。

2.4 冷鮮肉貯藏中肌肉系水力變化

肌肉具有保持一定水分的能力，其系水力大部分是靠肌原纖維結(jié)構(gòu)和毛細(xì)血管張力固定。通過離心損失來判定不同氣調(diào)包裝條件對冷鮮肉肌肉持水力，如果水分損失過高，則可能肉的多汁性會差[20]。

由圖4可知，冷鮮肉氣調(diào)貯藏期間離心損失率整體呈逐漸降低的趨勢，隨著貯藏時間延長以及肌肉自身水分溶出逐漸增多從而使得冷鮮肉持有水分含量減少，離心損失也逐漸減少。MAP5氣調(diào)包裝冷鮮肉的肌肉離心損失率相對最低，說明在此包裝條件下冷鮮肉的持水力較強(qiáng)，其次是真空包裝冷鮮肉有較好的系水力，而采用MAP2包裝條件，即60% CO2/40% O2混合包裝時冷鮮肉離心損失率最高，說明此包裝條件下貯藏冷鮮肉的系水能力最弱。

2.5 冷鮮肉貯藏中TVB-N變化

由圖5可知，當(dāng)TVB-N超出20 mg/100 g時則認(rèn)為肉已變質(zhì)終止后期檢測。采用MAP2、MAP4及MAP5的氣調(diào)包裝下TVB-N值相對較低，在貯藏第11～13天超出標(biāo)準(zhǔn)，其中MAP5的包裝冷鮮肉在貯藏第7天時TVB-N值依舊小于15 mg/100 g，處于一級鮮度狀態(tài)，與趙素芬等[21]采用75% O2/25% CO2組合包裝時的研究結(jié)果相似，不同的是本研究中沒有采用保鮮劑處理。

2.6 感官差異分析

氣調(diào)包裝冷鮮豬肉貯藏期間感官評價(jià)結(jié)果通過評價(jià)員對包裝狀態(tài)、色澤、組織狀態(tài)、氣味及浸出液狀態(tài)的評分總和平均值作為判定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表5。

由表5可知，采用真空包裝與CO2包裝時，冷鮮肉貯藏期間從感官上并無顯著差異，高氧氣調(diào)包裝冷鮮肉感官評價(jià)綜合結(jié)果與真空和CO2氣調(diào)包裝的冷鮮肉有顯著差異（P<0.05），高氧氣調(diào)包裝冷鮮肉感官評價(jià)結(jié)果明顯高于真空與無氧氣調(diào)包裝冷鮮肉，具有相對較高的品質(zhì)。

2.7 電子鼻成分變化分析

由圖6可知，在Correlation相關(guān)性矩陣模式下，第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為89.43%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為6.29%，兩個主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率和為95.72%。PCA客觀地表示多指標(biāo)樣本間的遠(yuǎn)近關(guān)系，幾種不同氣調(diào)包裝下的冷鮮肉氣味成分無重疊現(xiàn)象，即存在明顯的差異。

由圖7可知，LDA主要為了建立不同樣本分類間的差異，第一、第二主成分總的區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)94.12%，第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)82.07%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)12.05%。MAP1、MAP2、MAP3的氣體特征有重疊部分，而其他幾種包裝條件冷鮮肉的氣體特征則可以有效區(qū)分。

Loading分析PCA在Correlation相關(guān)性矩陣模式圖，由圖8可知，4號傳感器對第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率最大，主要對氫氣有選擇性，5號、7號、8號、9號傳感器對第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率最大。

氣調(diào)冷鮮豬肉貯藏第5天后即有變質(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)，因此在氣調(diào)冷鮮肉均具有良好品質(zhì)情況下對幾種包裝條件鮮肉進(jìn)行氣味分析。由圖9可知，第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為96.09%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為2.90%，兩個主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率和為98.99%。VP和MAP1包裝的冷鮮肉氣體成分比較接近，其他幾種包裝下的冷鮮肉氣味成分存在明顯的差異。

由圖10可知，第一、第二主成分總的區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)98.63%，第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)95.85%，第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率達(dá)2.78%。MAP1、MAP2、MAP3的氣體特征較接近，MAP4、MAP5、MAP6的氣體特征較接近，真空包裝冷鮮肉的氣體特征與其他幾種氣調(diào)包裝區(qū)別較大。

由圖11可知，5號、6號、8號、10號傳感器對第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率最大，1號和3號傳感器對第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率最大。

從氣調(diào)冷鮮豬肉貯藏第1天及第5天的氣味分析可以看出，隨著貯藏時間延長，鮮肉的氣味也發(fā)生不同改變，幾種冷鮮豬肉呈現(xiàn)的氣味差異性可能與鮮肉所接觸氣體環(huán)境不同有關(guān)，MAP5氣調(diào)包裝的冷鮮肉在貯藏第1天及第5天時第一主成分含量均具有較高水平，氣味變化也相對穩(wěn)定，說明在該條件下對冷鮮肉氣味保持有一定效果。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)選用真空包裝、CO2無氧包裝與高氧氣調(diào)包裝幾種具有代表性的氣體填充條件，對不同氣體包裝下冷鮮肉品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)。研究發(fā)現(xiàn)通過氣調(diào)包裝可以有效抑制冷鮮肉微生物生長，對提高及保持鮮肉亮度、色澤也有較好效果。采用CO2氣調(diào)包裝冷鮮肉的菌落總數(shù)相對較少，但無氧條件會使得鮮肉亮度、色澤較差從而影響感官效果，高氧氣調(diào)包裝對冷鮮肉的色澤保持具有積極影響，調(diào)節(jié)適宜的氣體比例可以達(dá)到同時抑制微生物生長及護(hù)色作用，從而可以有效延長鮮肉保質(zhì)期，還可以在一定程度上保持鮮肉原有氣味。通過對不同比例氣調(diào)包裝條件發(fā)現(xiàn)在70% O2/20% CO2/10% N2的氣調(diào)包裝狀態(tài)下使得冷鮮豬肉可食用品質(zhì)保持至11 d，有效延長了鮮肉的保質(zhì)期。

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