不同貯藏溫度下真空包裝雞肉醬品質(zhì)變化及貨架期模型的建立

胡力，王芳梅，呂明珊，丁帥杰，艾合買提江·艾海提，白琳，石夢(mèng)琦，徐兵潔，王旭光，徐曉培，茹先古麗·買買提依明，王亮

(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊， 830046)

雞肉醬是以辣椒醬、雞肉為主要原料，配加大蔥、植物油以及天然調(diào)味料、著色劑等，經(jīng)過油炸、炒和熬制等工序制成的一種即食調(diào)味醬，被廣泛應(yīng)用于拌面、米粉等中國(guó)傳統(tǒng)美食中。在生產(chǎn)過程中，熱處理不當(dāng)會(huì)對(duì)雞肉醬的風(fēng)味產(chǎn)生極大影響，食品生產(chǎn)者必須設(shè)計(jì)熱處理過程，以平衡商業(yè)無菌需求和保證產(chǎn)品質(zhì)量的愿望[1]。因此，雞肉醬一般在真空包裝后進(jìn)行巴氏殺菌，但這種方式并不能完全杜絕微生物的生長(zhǎng)[2-3]。此外，雞肉醬水分含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富，如果貯存不當(dāng)很容易腐敗變質(zhì)[4-5]。

在食品工業(yè)中，制造商必須考慮的質(zhì)量和安全因素是微生物的穩(wěn)定性、理化和感官特性[6]。事實(shí)上，這些特性在肉制品質(zhì)量中扮演著重要角色：例如微生物腐敗[7]、蛋白質(zhì)氧化和降解[8-9]、肉制品中脂質(zhì)的氧化[10-11]。為了確保持續(xù)的創(chuàng)新，食品工業(yè)需要能夠在貯藏或配方改變期間預(yù)測(cè)食品品質(zhì)變化的工具[12]。因此，研究食品質(zhì)量的變化，建立保質(zhì)期模型，對(duì)食品質(zhì)量的管理和控制具有重要意義[13]。

食品在貯藏過程中的品質(zhì)變化可通過化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型表達(dá)[14]。余力等[15]、FAN等[16]基于一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Arrhenius方程，建立了硫代巴比妥酸反應(yīng)物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)含量與貯存時(shí)間和溫度的預(yù)測(cè)模型；WANG等[17]利用氧化動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)了兔肉在不同貯藏溫度下的品質(zhì)指標(biāo)；陳麗蘭等[18]以酸價(jià)為指標(biāo)建立動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)了牛油火鍋底料的貨架期。然而，以往的研究較多集中在體系較為簡(jiǎn)單的食品中，作為一種更加復(fù)雜的體系，雞肉醬在貯藏過程中的品質(zhì)變化較為多樣，對(duì)其貯藏特性和貨架期模型構(gòu)建的相關(guān)研究非常有限。

鑒于此，本實(shí)驗(yàn)以真空包裝雞肉醬為研究對(duì)象，從微生物[總活菌數(shù)(total viable counts, TVC)、總大腸菌群計(jì)數(shù)(total coliform counts, TCC)]，理化[總揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)、TBARS、酸值(acid value, AV)、水分活度(water activity，Aw)]和感官(滋味、氣味、外觀、口感)角度研究分析雞肉醬在不同溫度(4、25、37 ℃)貯藏期間的品質(zhì)變化。運(yùn)用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Arrhenius方程構(gòu)建雞肉醬貯藏動(dòng)力學(xué)模型[19-21]，并對(duì)其在各貯藏條件下的貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

真空包裝雞肉醬，新疆吳佳餐飲有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂(plate count agar，PCA)培養(yǎng)基、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨(lauryl sulfate tryptose，LST)、煌綠乳糖膽鹽(brilliant green lactose bile，BGLB)，北京奧博星生物科技有限公司；硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三氯乙酸，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；酚酞指示劑、氫氧化鉀，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA1004B電子天平，上海越平科學(xué)儀器(蘇州)制造有限公司；101-2ES熱鼓風(fēng)干燥箱，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；LRH-150S恒溫恒濕培養(yǎng)箱，廣東省醫(yī)療機(jī)械廠；GMSX-280高壓滅菌鍋；BC/BD-518HD冰箱，青島海爾特種電冰柜有限公司；超凈工作臺(tái)，蘇凈集團(tuán)安泰公司；MS3型渦旋振蕩器，IKA公司；GNP-9080隔水式恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；752N紫外可見分光光度計(jì)，上海菁華科技儀器有限公司；HD-3A型智能水分活度測(cè)定儀，無錫市華科儀器儀表有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 軟包裝雞肉醬處理和貯藏方式

將雞肉醬進(jìn)行真空包裝并進(jìn)行巴氏滅菌處理(水浴90 ℃，30 min)，分別貯存在4、25、37 ℃條件下，每隔2～4 d取樣進(jìn)行感官評(píng)定、理化檢測(cè)和微生物等相關(guān)指標(biāo)測(cè)定，每項(xiàng)指標(biāo)做3組平行。

1.3.2 微生物指標(biāo)的測(cè)定

菌落總數(shù)按照GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定；大腸菌群數(shù)按照GB 4789.3—2016大腸菌群最可能數(shù)(most probable number, MPN)計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 脂肪酸價(jià)的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.229—2016中的第一法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 硫代巴比妥酸反應(yīng)物的測(cè)定

TBARS測(cè)定參照GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測(cè)定》分光光度法，TBARS 值以每千克樣品丙二醛的質(zhì)量表示。

1.3.5 揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定

根據(jù)GB 5009.228—2016中微量擴(kuò)散法的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 水分活度測(cè)定

根據(jù)GB 5009.238—2016水分活度儀擴(kuò)散法的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7 感官分析

感官評(píng)定小組由 10 人組成，對(duì)不同實(shí)驗(yàn)組雞肉醬進(jìn)行感官評(píng)定，采用雙盲法進(jìn)行檢驗(yàn)。取等量肉醬置于清潔的白瓷盤中進(jìn)行評(píng)分，每項(xiàng)指標(biāo)閾值為7(7分以下即為不可接受)，最高分為10分，感官評(píng)分細(xì)則見表1。

表1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，將處理好的樣品隨機(jī)分成3組，并將每組樣品分別貯藏在4、25和37 ℃的恒溫條件下，每隔2 d或4 d進(jìn)行貯藏期間產(chǎn)品質(zhì)量的測(cè)定。采用SPSS 25統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。在5%的顯著性水平上，采用Waller-Duncan檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雞肉醬品質(zhì)變化及分析

2.1.1 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中的TVC變化

微生物污染作為一種典型的生物變質(zhì)因素，是導(dǎo)致食品腐敗的主要原因[13,22]。TVC可作為肉制品微生物污染的指標(biāo)，直接預(yù)測(cè)食品的貨架期。

肉制品在貯藏過程中TVC的升高是眾所周知的現(xiàn)象，但由于樣品成分和貯藏環(huán)境的不同，其生長(zhǎng)特性也不同。圖1顯示了樣品在不同貯藏溫度下的TVC變化，樣本的初始TVC值為2.92±0.17，與TIRTAWIJAYA[23]報(bào)告的巴氏殺菌肉制品結(jié)果相似。各貯藏溫度下樣品的TVC均顯著增加，且溫度越高，TVC的增長(zhǎng)速度越快。在25和37 ℃條件下，樣品的TVC增長(zhǎng)率顯著高于4 ℃組，第18天時(shí)均超過肉制品微生物安全標(biāo)準(zhǔn)[24]。在冷藏(4 ℃)條件下，TVC的生長(zhǎng)速度最慢，說明貯藏溫度對(duì)樣品的TVC生長(zhǎng)速度有顯著影響，低溫對(duì)雞肉醬微生物腐敗具有很好的抑制作用。

圖1 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中的TVC變化Fig.1 Changes of TVC of chicken paste at different storage temperatures

2.1.2 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TVB-N的變化

TVB-N是指肉制品中的蛋白質(zhì)在內(nèi)源性酶或微生物的作用下分解成氨、胺等堿性含氮物質(zhì)，可用來衡量肉和肉制品中蛋白質(zhì)的降解程度[25]。

雞肉醬在不同儲(chǔ)存溫度下的TVB-N變化如圖2所示。在貯藏初期，3組樣品的TVB-N值均處于較低水平，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，室溫(25 ℃)和37 ℃條件下貯藏的樣品TVB-N值迅速上升，分別在第28天和第16天超過了20 mg/100g的推薦限值[26]。主要原因是在25 ℃和37 ℃貯藏條件下微生物快速增長(zhǎng)以及相關(guān)酶活力的提升使蛋白質(zhì)較快分解成大量小分子含氮物質(zhì)，貯藏后期微生物代謝物的積累顯著提高了TVB-N的值[27]。在冷藏(4 ℃)條件下，樣品的TVB-N值有所增加，但一直處于較低水平，貯藏28 d后TVB-N值為12.493 mg/100g。肉制品中TVB-N的產(chǎn)生與腐敗菌代謝和內(nèi)源酶活性密切相關(guān)[28]，低溫會(huì)抑制相關(guān)腐敗菌的生長(zhǎng)并降低內(nèi)源酶的活性，因此在4 ℃條件下貯藏樣品的TVB-N值增長(zhǎng)緩慢。

圖2 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TVB-N的變化Fig.2 Changes of TVB-N of chicken paste at different storage temperatures

2.1.3 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中酸價(jià)(AV)的變化

AV是脂肪水解酸敗程度的指標(biāo)，酸價(jià)越高，脂肪水解產(chǎn)生的游離脂肪酸含量越高[29]。如圖3所示，雞肉醬AV初始值為0.350 mg/g。在4、25和37 ℃下貯藏28 d，樣品的脂肪酸價(jià)分別升至0.81、1.15和1.50 mg/g。其中， 4 ℃貯藏的樣品的酸價(jià)增長(zhǎng)速率明顯低于其他兩組樣品，這與楊媛媛等[30]研究的貯藏溫度對(duì)脂肪酸價(jià)的影響趨勢(shì)一致，并且有研究表明脂肪水解反應(yīng)與溫度密切相關(guān)，溫度越高反應(yīng)速率越快[31]，低溫可以一定程度地抑制脂肪酶活性，從而減緩脂肪的降解[32]。

圖3 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中AV的變化Fig.3 Changes of AV of chicken paste at different storage temperatures

有研究表明真空包裝能有效抑制脂肪酸的水解[30]，但從本研究來看，在溫度適宜條件下，雞肉醬中的脂肪仍能夠發(fā)生較大程度的水解，這可能與由溫度引起的微生物迅速滋生以及脂肪酶活性的提升有關(guān)。

2.1.4 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TBARS值的變化

TBARS值被用作肉類樣品中脂質(zhì)氧化的標(biāo)志，TBARS分析是廣泛用于評(píng)估多種肉制品氧化狀態(tài)的重要方法[33-34]。雞肉醬樣品在貯藏期間的TBARS值如圖4所示。在整個(gè)貯藏過程中，在4、25和37 ℃下貯藏的雞肉醬樣品的TBARS值分別從(0.241±0.017) mg/kg增加到(0.496±0.044)、(0.657±0.040)和(0.781±0.031) mg/kg。在評(píng)價(jià)期間，所有樣品的TBARS值都隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，其中4 ℃貯藏的樣品的增長(zhǎng)速度比其他2組樣品明顯較低。就脂肪酸敗而言，TBARS值小于1.00 mg/kg的肉制品被認(rèn)為是新鮮的[35]。本研究中3組樣品TBARS值在貯藏期間均未超過閾值水平。一般來說，真空包裝可以延緩脂質(zhì)的氧化，但在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中，氧化仍然是限制食品貨架期的一個(gè)問題[35]。

圖4 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TBARS的變化Fig.4 Changes of TBARS of chicken paste at different storage temperatures

2.1.5 不同貯藏溫度下雞肉醬的TCC變化

由表2可知，在整個(gè)貯藏過程中不同貯藏溫度下的雞肉醬均未檢測(cè)出大腸菌群，說明原料肉以及產(chǎn)品在加工過程中衛(wèi)生狀況保持良好[36]。

表2 不同貯藏溫度下雞肉醬的大腸菌群變化Table 2 Changes of TCC of chicken paste at different storage temperatures

2.1.6 不同貯藏溫度下雞肉醬的Aw變化

Aw反映食品中的水與非水成分的結(jié)合程度，也就是食品中的水分被微生物、酶及化學(xué)反應(yīng)所利用的難易程度，可作為評(píng)價(jià)食品中微生物生長(zhǎng)，脂肪氧化，酶促和非酶反應(yīng)以及質(zhì)地特性的可靠指標(biāo)[37]。由表3可知，雞肉醬初始水分活度值為0.934±0.003，在貯藏前期，不同貯藏溫度下肉醬水分活度無較明顯變化，但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同貯藏溫度下肉醬Aw值差異顯著(P<0.05)，這與文獻(xiàn)報(bào)道的其他低溫肉制品在貯藏期間Aw值變化相符[38]。

表3 不同貯藏溫度下雞肉醬的水分活度變化Table 3 Changes of aw of chicken paste at different storage temperatures

2.1.7 雞肉醬感官評(píng)分

表4顯示了不同貯藏溫度下的雞肉醬的感官特性變化，包括滋味、氣味、外觀、和口感。由結(jié)果可知，初始樣品的4項(xiàng)感官得分分別為9.33、9.10、8.83和9.08。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),3組樣品感官評(píng)分均顯著遞減(P<0.05)，其中25和37 ℃樣品分別在第16天和第12天滋味評(píng)分達(dá)到不可接受程度(閾值=7)，且這2組樣品中滋味和氣味劣變較快。

表4 不同貯存溫度下雞肉醬的感官品質(zhì)變化Table 4 Changes of sensory quality of chicken paste at different storage temperatures

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，雞肉醬逐漸失去其色澤、風(fēng)味、氣味、質(zhì)地(P<0.05)。然而，在4 ℃下貯存的樣品在第28天仍可被專家小組成員接受。這表明在4 ℃下貯存的樣品比在25和37 ℃下貯存的樣品保持了更好的感官質(zhì)量。據(jù)報(bào)道，感官特性和貯藏時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的理化特性高度相關(guān)[39-40]，并且微生物的滋生會(huì)使食品在貯存期間產(chǎn)生不良風(fēng)味和氣味[41]。

2.2 貨架期模型的建立

通過以上對(duì)軟包裝雞肉醬在貯藏期間品質(zhì)變化的研究發(fā)現(xiàn)，微生物的滋生是導(dǎo)致其腐敗變質(zhì)的最主要原因，因此，我們以TVC為主要指標(biāo)來建立軟包裝雞肉醬貨架期模型。

研究指出，在食品貯存過程中，大多數(shù)與食品質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)變化都遵循零級(jí)或一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程[42]。因此，分別將菌落總數(shù)在恒溫下的數(shù)據(jù)由動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合如公式(1)、(2)所示：

零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：A=A0-kt

(1)

一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：A=A0exp(kt)

(2)

式中：A0、A為TVC初始值和t時(shí)間后TVC的值；k為反應(yīng)速率常數(shù)，d-1；t為貯藏時(shí)間，d。

利用IBM SPSS Statistics 25對(duì)不同溫度下雞肉醬TVC值的零級(jí)和一級(jí)方程進(jìn)行擬合，得到擬合方程和回歸系數(shù)R2及變化速率常數(shù)k值，結(jié)果見表5。由表5可知不同溫度下雞肉醬TVC值的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的回歸系數(shù)均大于0.940，而零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的回歸系數(shù)均小于0.785，這表明一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程更具有準(zhǔn)確性。

表5 品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 5 Kinetic equation for TVC of chicken paste at different temperatures

然后將上述數(shù)據(jù)應(yīng)用于Arrhenius模型，并按照FAN等[16]的描述進(jìn)行計(jì)算。

Arrhenius模型如公式(3)所示：

(3)

式(3)取對(duì)數(shù)得到公式(4)：

(4)

式中：k0是頻率因子；Ea是活化能，J/mol;T是絕對(duì)溫度，K；R為氣體常數(shù)[8.314 4 J/(mol·K)]；k0和Ea都是與反應(yīng)系統(tǒng)物質(zhì)本性有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

由表5可得到TVC變化速率k分別為0.120、0.273、0.312。以lnk對(duì)貯藏溫度的倒數(shù)1/T作圖，結(jié)果如圖3所示?；罨?Ea)可通過回歸線的斜率計(jì)算，K0可通過回歸線的截距得到如圖5所示。

圖5 雞肉醬中菌落總數(shù)Arrhenius 曲線Fig.5 Arrhenius curve of changes in the TVC

由圖5可知，回歸直線的斜率為-2.591 9，因此雞肉醬TVC的Ea值為21.55 kJ/mol，速率常數(shù)(k0)為1.441×103，相應(yīng)的R2值為0.956 8。

TVC預(yù)測(cè)模型的方程如公式(5)所示：

(5)

式中：A是存放特定時(shí)間的雞肉醬TVC的預(yù)測(cè)值;A0是雞肉醬TVC的初始值。

方程修整后得到雞肉醬貨架期預(yù)測(cè)公式：

(6)

式中：SL為預(yù)測(cè)的貨架期，d;A1是貨架期終點(diǎn)雞肉醬TVC的限量值;A0是雞肉醬TVC的初始值。

2.3 雞肉醬TVC模型的驗(yàn)證及其貨架期預(yù)測(cè)

為了驗(yàn)證雞肉醬TVC預(yù)測(cè)模型，對(duì)貯存在8、28 ℃下的雞肉醬在第10天、第15天和第20天的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的比較進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果見表6。

表6 在8 ℃和28 ℃貯藏條件下雞肉醬TVC值的預(yù)測(cè)值和真實(shí)值Table 6 Predicted and measured TVC of chicken paste stored at 8 ℃ and 28 ℃

由表6可知，所建立的TVC預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差均在±10.89%以內(nèi)。因此，根據(jù)預(yù)測(cè)模型可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)貯藏在4～37 ℃條件下的雞肉醬TVC值，此模型可用于預(yù)測(cè)軟包裝雞肉醬在4 ℃到37 ℃范圍內(nèi)不同貯存溫度下的貨架期。根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2726—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 熟肉制品》熟肉制品中菌落總數(shù)最高安全限量為105CFU/g，根據(jù)模型(6)可預(yù)測(cè)在冷藏條件(4 ℃)下雞肉醬貨架期為39 d。

3 結(jié)論與討論

雞肉醬的TVC、TVB-N、AV和TBARS含量在貯藏過程中均呈上升趨勢(shì)，且其數(shù)值隨貯藏溫度的升高而增加，感官評(píng)分與之相反。對(duì)所有樣品檢測(cè)，大腸菌群均呈陰性，所以排除了大腸菌群對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量劣變的可能性。綜上所述，TVC是影響雞肉醬貨架期的關(guān)鍵因素。TVC與貯藏時(shí)間和溫度符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，具有較高的回歸相關(guān)性(R2=0.94)。用TVC構(gòu)建的Arrhenius曲線具有很高的回歸相關(guān)性(R2=0.956 8)。所建立的預(yù)測(cè)模型(5)對(duì)TVC數(shù)值進(jìn)行了較為真實(shí)的預(yù)測(cè)，相對(duì)誤差均在±10.89%以內(nèi)。因此，該模型對(duì)4～37 ℃貯藏雞肉醬的TVC預(yù)測(cè)是可信的。根據(jù)貨架期預(yù)測(cè)公式(6)預(yù)測(cè)得知冷藏條件(4 ℃)下雞肉醬貨架期為39 d。