氣調(diào)包裝對(duì)冷卻鴨肉的保鮮效果研究

韓吉娜，KOMLA SENAM HIPPOLYTE，楊鴻博，羅欣，梁榮蓉，張一敏

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安，271018)

冷卻肉是指對(duì)屠宰后的畜禽胴體進(jìn)行迅速冷卻，使胴體的溫度在24 h內(nèi)降為0～4 ℃，并在后續(xù)的加工、流通、零售過(guò)程中始終保持0～4 ℃的生鮮肉。而鴨肉是人類蛋白質(zhì)的良好來(lái)源，富含鐵，硒和煙酸等物質(zhì)[1-2]，并含有較少的卡路里，自古埃及時(shí)代就被人類消費(fèi)。冷卻鴨肉始終處于冷鏈狀態(tài)[3]，與冷凍肉相比具有汁液損失少、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的優(yōu)點(diǎn)，又避免了熱鮮肉易腐敗、肉質(zhì)差的缺點(diǎn)，便于各類深加工，因此成為我國(guó)廣泛應(yīng)用的肉類產(chǎn)品之一[4]。然而隨著冷卻肉的市場(chǎng)推廣，一些問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，其中較為突出的是貨架期過(guò)短，給生產(chǎn)和銷售行業(yè)造成了巨大的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失[5]。而氣調(diào)包裝技術(shù)(modified atmosphere packaging, MAP)能夠抑制微生物的繁殖并維持肉品良好的外觀，這可能會(huì)成為未來(lái)冷卻肉貨架展示的主流包裝方式。

MAP技術(shù)是一種食品保鮮技術(shù)，它是指在一定的溫度條件下，利用二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)、氮?dú)?N2)、一氧化碳(CO)等保護(hù)性混合氣體轉(zhuǎn)換包裝內(nèi)的空氣，將肉密封于改變了氣體環(huán)境的高阻隔性包裝材料中，利用各種氣體的不同作用，達(dá)到改善肉色、抑制微生物生長(zhǎng)、防止相關(guān)酶促反應(yīng)發(fā)生的目的，從而優(yōu)化食品質(zhì)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期的一種技術(shù)[6-7]。由于MAP技術(shù)具有安全衛(wèi)生、肉色鮮美、貨架期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，已成為歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)者最喜歡的一種包裝方式。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

60只冷卻鴨分3批次購(gòu)自山東省泰安市某鴨肉屠宰企業(yè)，箱內(nèi)放入冰袋0.5 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行包裝。每批次樣品均被隨機(jī)分為3組，分別進(jìn)行普通保鮮膜托盤包裝(對(duì)照組)、30%CO2+70%N2以及0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP，包裝后檢驗(yàn)包裝氣密性是否完好，0～4 ℃冷庫(kù)中貯藏。分別在0、5、10、15、20 d取樣測(cè)肉色、pH值、蒸煮損失、菌落總數(shù)、乳酸菌數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)等指標(biāo)。3次重復(fù)。

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行MAP時(shí)使用食品級(jí)N2、CO2、純CO。充氣壓力為9 bar、抽真空時(shí)間8.0 s，封口時(shí)間為1.5 s，放氣時(shí)間為1.5 s，上充氣時(shí)間為1.2 s，下充氣時(shí)間為0.8 s。所使用的塑封包裝膜為美國(guó)希悅爾公司生產(chǎn)的Lid 1050/550 Lidstock膜，膜厚度1.0 mil；主要材質(zhì)為線性低密度聚乙烯；拉伸強(qiáng)度(1 000 psi)：縱向14.7，橫向13.0；透氧率[mL/(m2·24 h)]：40℉、100% RH條件下低于20.0，40℉、0% RH條件下低于6.0，73℉、0% RH條件下低于5.0；水蒸氣透過(guò)率≤ 1.0 g/(24 h·m2)(40℉、100% RH)；推薦使用溫度90～60℉。冷庫(kù)環(huán)境溫度波動(dòng)為0.2～2.3 ℃，風(fēng)速波動(dòng)為0.526～1.49 m/s，相對(duì)濕度波動(dòng)為74.6%～79.8%(RH)。

1.2 儀器與設(shè)備

氣調(diào)保鮮包裝機(jī)(DT-6D)，江蘇大江機(jī)械設(shè)備有限公司；便攜式色差計(jì)(SP62)，X-Rite公司；pH計(jì)(SenvenGo)，瑞士Mettler Toledo集團(tuán)；數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-4)，常州國(guó)華電器有限公司；智能型生化培養(yǎng)箱(SPX-400)，寧波江南儀器廠；凱氏定氮儀(DK6/UDK 126D)，瑞士Buchi公司；高壓蒸汽滅菌鍋(LOZX-50KBS)，上海恒安醫(yī)療器械廠；BagMixer均質(zhì)器(BAGMIXER400)，法國(guó)INTERSCIENCE公司。

1.3 肉色的測(cè)定

使用便攜式色差計(jì)，光源為D65，測(cè)量直徑為8 mm，分別測(cè)定表面鴨皮與底部鴨肉的L*值、a*值、b*值。其中L*值為亮度值、a*值為紅度值、b*值為黃度值。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)6個(gè)平行樣品，每個(gè)樣品隨機(jī)測(cè)3～4個(gè)值，取其平均值。

1.4 pH值的測(cè)定

采用刺入式的方法，在鴨腿處剪一個(gè)小口插入pH計(jì)測(cè)定，每個(gè)鴨腿測(cè)3～4個(gè)值，取其平均值。

1.5 蒸煮損失的測(cè)定

參考李超等的方法[13]稍作修改，分別準(zhǔn)確稱量煮制前與煮制后剔骨鴨腿肉的質(zhì)量，按公式(1)計(jì)算蒸煮損失。

(1)

1.6 菌落總數(shù)的測(cè)定

從冷庫(kù)中取出樣品后，無(wú)菌操作條件下準(zhǔn)確稱取12.5 g鴨皮與12.5 g鴨肉，剪碎并放置于均質(zhì)拍打袋中，加入225 mL滅菌后的蛋白胨生理鹽水(每1 L去離子水中加入8.5 g NaCl和1 g蛋白胨)，放入均質(zhì)器中以80次/min的頻率拍打60 s，用1 mL移液槍梯度稀釋至所需濃度。然后按照國(guó)標(biāo)CB 4789.2—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)-菌落總數(shù)測(cè)定的方法測(cè)定菌落總數(shù)。

1.7 乳酸菌數(shù)的測(cè)定

前期處理同菌落總數(shù)的處理方法，測(cè)定方法按照GB 4789.35—2016食品微生物學(xué)檢驗(yàn)-乳酸菌檢驗(yàn)方法執(zhí)行。

1.8 TVB-N值的測(cè)定

按照國(guó)標(biāo)GB 5009.228—2016食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定方法：將不同處理組不同時(shí)間點(diǎn)的樣品除去皮、脂肪、骨等，取瘦肉部分切碎，稱取10.0 g放置于錐形瓶中，加入75 mL去離子水?dāng)嚢杈鶆虿⒄駬u，使試樣在樣液中分散均勻，浸漬30 min。采用自動(dòng)凱式定氮儀法，測(cè)定冷鮮鴨肉的TVB-N含量。

1.9 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用雙因素方差分析，采用Duncans法進(jìn)行多重比較，當(dāng)P<0.05時(shí)認(rèn)為有顯著性差異。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值

由表1可以看出，對(duì)照組冷卻鴨肉的pH值在貯藏過(guò)程中隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸上升趨勢(shì)，這可能是鴨肉逐漸腐敗使微生物大量繁殖以及內(nèi)源性蛋白酶活性作用產(chǎn)生TVB-N等堿性物質(zhì)導(dǎo)致pH值升高[14]。而在2種MAP處理組中，pH值呈下降趨勢(shì)，第5天之后均無(wú)顯著性變化，這可能是CO2在樣品中的溶解降低了肉的pH值。CO2可被肉表面的水和脂質(zhì)吸收直至飽和，產(chǎn)生碳酸，隨著碳酸的積累，肉的pH值降低；且CO2的吸收速率受溫度、初始分壓以及肉自身的比表面積、組分(水、脂肪含量)等多個(gè)方面影響[15-16]。也有研究表明，高濃度的CO2才能降低肉的pH值。

表1 不同包裝方式在貯藏期間對(duì)冷卻鴨肉pH值的影響Table 1 Effects of different packing methods on the pH value of chilled duck legs during storage

注：不同小寫字母表示同一處理組不同的時(shí)間點(diǎn)的鴨腿差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)；不同大寫字母表示同一時(shí)間點(diǎn)不同的處理組的鴨腿差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。下同。

2.2 蒸煮損失

蒸煮損失是因?yàn)闃悠分械牡鞍踪|(zhì)膠體產(chǎn)生不可逆變性，使處于凝膠結(jié)構(gòu)中的水分不能繼續(xù)保持而流出組織之外。由表2可知：對(duì)照組的蒸煮損失隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，2種MAP組的蒸煮損失率要高于對(duì)照組，且皆呈先下降后上升趨勢(shì)，但隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)并無(wú)顯著性變化。分析原因是肌肉中的大部分水以自由水(15%)和不易流動(dòng)水(80%)存在，而肉的蒸煮損失主要取決于肌肉對(duì)自由水和不易流動(dòng)水的保持能力大小，對(duì)照組的鴨肉在貯藏過(guò)程中已經(jīng)有部分自由水和不易流動(dòng)水流失，從而導(dǎo)致蒸煮損失減少。有學(xué)者指出，包裝中的CO2也可加劇樣品的蒸煮損失，CO2被肌肉組織吸收，蒸煮時(shí)因受熱導(dǎo)致CO2快速釋放，產(chǎn)生大量孔隙，降低了肉品最終食用的多汁性[17]。同時(shí)，包裝的充氣量以及內(nèi)部氣壓、貯藏溫度以及肉自身pH值會(huì)影響到肌纖維收縮以及蛋白質(zhì)的水解，最終影響肉品的蒸煮損失率。

表2 不同包裝方式在貯藏期間對(duì)冷卻鴨肉蒸煮損失的影響Table 2 Effects of different packing methods on the cooking loss of chilled duck during storage

2.3 肉色

包裝方式與貯藏時(shí)間對(duì)鴨皮肉色各指標(biāo)的交互作用影響顯著(表3)。

表3 不同包裝方式在貯藏期間對(duì)冷卻鴨肉表皮的肉色的影響Table 3 Effects of different packing methods on the color of chilled duck’ skin during storage

3個(gè)處理組冷卻鴨肉表皮的L*值在貯藏過(guò)程中均低于第0天，且在貯藏后期，對(duì)照組的L*值要低于2種MAP處理組；對(duì)照組的a*值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈先上升、后下降趨勢(shì)；對(duì)照組b*值呈顯著上升趨勢(shì)，而2種MAP處理組的b*值波動(dòng)幅度較小，肉色較穩(wěn)定，這可能是由于貯藏后期對(duì)照組鴨肉表面微生物大量繁殖，表面產(chǎn)生淡灰色以及綠色色素導(dǎo)致，而MAP處理組在整個(gè)貯藏過(guò)程中并未出現(xiàn)綠變現(xiàn)象，從而也證實(shí)了MAP具有改善肉色、維持肉色穩(wěn)定性的作用。

由表4可以看出，3種處理組鴨肉紅肉部分的a*值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降趨勢(shì)，這是由于鴨肉在貯藏前期能與氧氣結(jié)合生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，因此呈上升趨勢(shì)；隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，氧合肌紅蛋白逐漸氧化成褐色的高鐵肌紅蛋白，失去光澤，其a*值下降。各處理組對(duì)各指標(biāo)的影響趨勢(shì)較為一致，這與吳文錦等對(duì)鴨肉a*值的研究結(jié)果一致[18]。但整體來(lái)看，CO-MAP處理組的紅度值要優(yōu)于其余2種處理組，因?yàn)镃O有極強(qiáng)的親和能力，能與肉中的肌紅蛋白穩(wěn)定結(jié)合，防止肌紅蛋白中的Fe2+被氧化成Fe3+，因而能夠長(zhǎng)時(shí)間維持較好的肉色[19]。

表4 貯藏期間不同包裝方式對(duì)冷卻鴨肉肉色的影響Table 4 Effects of different packing methods on the color of chilled duck’ muscle during storage

2.4 菌落總數(shù)

由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組和2種MAP處理組的細(xì)菌總數(shù)都呈增加的趨勢(shì)，且對(duì)照組的菌落總數(shù)要顯著高于2種MAP組。

圖1 冷卻鴨肉在貯藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.1 Changes of TVC values of the chilled duck meat during storage

貯藏至第10天時(shí)，對(duì)照組鴨肉超過(guò)6 lg CFU/g，而2種MAP處理組均未超5.5 lg CFU/g；貯藏到10～15 d時(shí)，MAP組微生物數(shù)量也顯著增加。且由圖1可以看出，30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2在減少菌落總數(shù)方面并無(wú)顯著性差異，由此可以初步證明，0.4%CO在冷卻鴨肉中并無(wú)顯著抑制菌落總數(shù)的作用?？傮w而言，從微生物角度考慮，2種MAP能夠?qū)⒗鋮s鴨肉的貨架期延長(zhǎng)至10 d左右。LATOU等將冷鮮雞肉在1 g/100 mL的殼聚糖中浸泡1.5 min后，再將其用MAP(30%CO2/70% N2)于4 ℃下進(jìn)行貯藏，結(jié)果顯示該法使貨架期由5 d延長(zhǎng)至14 d，顯著抑制了菌落總數(shù)的生長(zhǎng)[20]。目前，還未發(fā)現(xiàn)有冷卻鴨肉MAP的減菌效果報(bào)道。

2.5 乳酸菌

乳酸菌是兼性厭氧的格蘭氏陽(yáng)性菌，在有氧以及無(wú)氧的環(huán)境中均能生存。由圖2可知，與菌落總數(shù)的結(jié)果類似，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3種處理組的乳酸菌數(shù)都呈增加的趨勢(shì)，在同一貯藏時(shí)間，2種MAP處理對(duì)冷卻鴨肉中乳酸菌數(shù)的生長(zhǎng)無(wú)顯著性差異(P>0.05),由此可見,0.4%CO并無(wú)抑制乳酸菌數(shù)的效果。

圖2 冷卻鴨肉在貯藏期間乳酸菌數(shù)的變化Fig.2 Changes of LAB values of the chilled duck meat during storage

2.6 揮發(fā)性鹽基氮

TVB-N是評(píng)價(jià)新鮮度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是由于微生物的繁殖使其進(jìn)入肉的深層組織，從而引起的脫羧、脫氨作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)的分解而形成的產(chǎn)物，它的含量越高，說(shuō)明腐敗程度就越嚴(yán)重[21]。由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，TVB-N呈上升趨勢(shì)，MAP處理組要顯著低于對(duì)照組。貯藏第5天，對(duì)照組的TVB-N值為16.99 mg/100g，已超過(guò)國(guó)標(biāo)的腐敗界限值15.00 mg/100g，而30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP處理組的TVB-N值均處于較低水平(分別為11.79、11.25 mg/100g)；貯藏第10天，2種包裝方式仍具有較好的保鮮效果。而貯藏的第15天以后，按TVB-N值的國(guó)標(biāo)界限值，2種包裝的鴨肉已不可接受。與菌落總數(shù)結(jié)果相一致，從TVB-N角度來(lái)看，2種氣調(diào)包裝方式下冷卻鴨肉的貨架期為10 d左右，這與牛肉MAP的貨架期相比仍有較大差距，有學(xué)者研究表明，0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP的牛肉貨架期可以達(dá)到30～45 d[22]。分析原因是冷卻鴨的肌肉纖維結(jié)構(gòu)較為松散，因而能吸附更多的水分，加快了肌肉組織的氧氣消耗率與微生物的生長(zhǎng)繁殖速率；從冷卻鴨肉的蒸煮損失大于冷卻牛肉的蒸煮損失也能一定程度上解釋冷卻牛肉的貨架期長(zhǎng)于冷卻鴨肉的貨架期的原因。

圖3 冷卻鴨肉在貯藏期間TVBN的變化Fig.3 Changes of TVBN values of the chilled duck meat during storage

了解處于腐敗變質(zhì)邊緣的鴨肉特征如肉色、菌落總數(shù)、TVB-N值等，對(duì)用感官指標(biāo)、理化指標(biāo)共同評(píng)判肉品是否變質(zhì)也具有一定的意義。

3 結(jié)論

通過(guò)分析測(cè)定3種不同包裝方式條件下的冷卻鴨肉隨貯藏時(shí)間的肉色、pH值、蒸煮損失、菌落總數(shù)、乳酸菌數(shù)、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)指標(biāo)的變化，得出普通保鮮膜包裝的鴨肉貨架期約為5 d左右，而30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2這2種氣調(diào)包裝方式均能顯著延長(zhǎng)冷卻鴨肉的貨架期至10 d左右，此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，0.4%CO沒(méi)有抑菌作用，但有較好的護(hù)色作用。