冷鮮肉保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

付云云 崔釗偉 楊玉峰 四川楓葉牧場(chǎng)食品有限公司 四川綿陽 621000

冷鮮肉是指將嚴(yán)格執(zhí)行檢疫制度，宰殺后的畜胴體迅速冷卻，排除體內(nèi)的熱量，使胴體溫度降為0～4℃，并在后續(xù)的加工流通和分銷過程中始終保持0～4℃冷藏的生鮮肉[1]。目前，我國生肉市場(chǎng)上主要以冷凍肉、熱鮮肉和冷鮮肉3種形式為主[2]，其中冷鮮肉保留了肉品的大部分營養(yǎng)成分，具有鮮嫩多汁、易咀嚼、肉鮮嫩等特點(diǎn)。在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家，市場(chǎng)上的生肉制品以冷鮮肉為主；雖然近年來我國肉類產(chǎn)量名列世界前茅，但冷鮮肉市場(chǎng)占有率與發(fā)達(dá)國家相比較低，不足10%[3]，隨著人們生活水平的提高，肉制品消費(fèi)也逐漸從凍肉過渡到冷鮮肉，冷鮮肉具有安全系數(shù)高、營養(yǎng)價(jià)值高、感官舒適性高等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜愛，成為我國肉類消費(fèi)的主流。

冷鮮肉在0～4℃低溫條件下售賣，貨架期較短約為3～5d，目前解決冷鮮肉貨架期，延長冷鮮肉可食用周期，已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)工作。

1 冷鮮肉腐敗變質(zhì)的原因

冷鮮肉中含有豐富的水分、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物、含氮浸出物及少量的礦物質(zhì)和維生素等，肉中豐富的營養(yǎng)成分為微生物的生長提供了有利條件，因此腐敗微生物生長繁殖是導(dǎo)致冷鮮肉腐敗變質(zhì)的主要原因。冷鮮肉中含有豐富脂肪類物質(zhì)，脂質(zhì)氧化嚴(yán)重影響冷鮮肉品質(zhì)，除此之外肉中的蛋白質(zhì)和脂肪在自身蛋白酶和脂肪酶的作用下會(huì)發(fā)生降解和氧化，生成揮發(fā)性小分子物質(zhì)[4]，這些物質(zhì)含量達(dá)到一定值時(shí)會(huì)使肉散發(fā)出刺激的臭味。

1.1 微生物引起的腐敗

微生物的大量繁殖是造成肉和肉制品腐敗變質(zhì)的最主要原因，因?yàn)槿夂腿庵破分泻胸S富的營養(yǎng)物質(zhì)，為微生物(細(xì)菌、酵母菌和霉菌)的生長提供合適的生長環(huán)境。

冷鮮肉在生產(chǎn)、加工、流通、銷售等過程中始終處于低溫環(huán)境下，但生鮮肉制品中的微生物量取決于多種因素，屠宰前的飼養(yǎng)方式，屠宰動(dòng)物的年齡，屠宰中的溫度控制和加工環(huán)境，加工后的包裝類型等，盡管冷鮮肉處于低溫環(huán)境下，但是一些耐冷性微生物依然能夠生長繁殖，分解肉中的營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致肉產(chǎn)生不愉快的氣味，在短時(shí)間內(nèi)變質(zhì)[5]。Wei J[6](2014)研究發(fā)現(xiàn)腸球菌屬為禽類肉品中的優(yōu)勢(shì)菌群，經(jīng)鑒定其中54%為糞腸球菌，38%為屎腸球菌，3.4%為腸球菌，2.4%為杜蘭氏腸球菌。Hultman J[7](2015)研究發(fā)現(xiàn)在低溫環(huán)境下，肉制品在有氧條件下的主要微生物是假單胞菌(Pseudomonas)，在真空條件下主要是厭氧和兼性厭氧的乳酸菌群(Lac-tobacillus)和腸桿菌。Vihavainen[8](2016)等研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝的豬肉儲(chǔ)存于5℃條件下有利于腸桿菌科和假單胞菌的生長；研究表明假單胞菌在0℃條件下生長相當(dāng)緩慢，但在2℃時(shí)生長迅速影響肉的保質(zhì)期，該學(xué)者也發(fā)現(xiàn)沙門氏菌在7℃以下生長緩慢，但高于7℃時(shí)生長迅速，影響肉的貨架期。Zagorec M[9](2017)等研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌在溫度從7℃降到2℃和7℃降到0.6℃過程中，生長速度分別減緩了2倍和4倍。

1.2 脂質(zhì)氧化引起的腐敗

脂質(zhì)的自氧化和自由基的產(chǎn)生在新鮮肉中自然發(fā)生，這種過程影響脂肪酸敗導(dǎo)致異味的產(chǎn)生[10]。脂質(zhì)氧化是氧與脂肪酸雙鍵的反應(yīng)，脂質(zhì)氧化主要有三步：啟動(dòng)、傳播和終止[11]。

啟動(dòng)：熱、金屬離子和輻照催化引發(fā)該過程，形成脂質(zhì)自由基，脂質(zhì)自由基與氧反應(yīng)生成過氧化物自由基，如下所示。

R+O2→R·+·OOH

傳播：在傳播階段過氧自由基與其他脂質(zhì)分子反應(yīng)形成過氧化氫和新的自由基，如下所示[11]。

R·+O2→ROO·

RH+ROO·→ROOH+R·

ROOH→RO·+·OH

終止：自由基與自由基之間相互作用形成非自由基產(chǎn)物時(shí)，脂質(zhì)氧化反應(yīng)終止，如下所示[11]。

R·+R·→R-R

R·+ROO·→ROOH

ROO·+ROO·→ROOR+O2

影響肉類中脂質(zhì)氧化的因素主要包括肉中脂肪酸組成、抗氧化劑(如維生素E)和促氧化劑(如游離的金屬離子)的含量。多不飽和脂肪酸更容易氧化，高度不飽和脂肪酸組分磷脂氧化會(huì)產(chǎn)生過氧化氫膜[12]，這種氧化會(huì)進(jìn)一步引起二次氧化反應(yīng)產(chǎn)物如戊醛、己醛、4-羥基壬醛和丙二醛(MDA)以及其他含氧化合物如醛類，酸和酮[13]，這些二次氧化產(chǎn)物會(huì)影響肉的營養(yǎng)和感官[12]。

1.3 自溶酶降解引起的腐敗

動(dòng)物在屠宰后，肌肉細(xì)胞中的酶作用是一個(gè)自然的過程，這一過程會(huì)引發(fā)肉的變質(zhì)，這些酶與肉中的其他有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致肉品的腐敗[14]。在酶的作用下，碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)發(fā)生分解，導(dǎo)致肉質(zhì)的軟化和變色，這些自溶變化包括蛋白質(zhì)水解和脂肪水解，水解過程為微生物的生長提供條件，過度的自溶酶分解肉中的營養(yǎng)成分會(huì)導(dǎo)致肉質(zhì)變酸[14]。

1.4 其他條件引起的腐敗

環(huán)境溫度、空氣中氧含量、環(huán)境pH等通過影響微生物間接影響冷鮮肉的腐敗。微生物的生長能力與溫度密切相關(guān)，在一定溫度范圍，溫度與微生物生長呈正相關(guān)關(guān)系。冷鮮肉的正常pH值呈天然的弱酸性，pH值低于7.0，大多數(shù)腐敗菌在pH 7.0左右生長迅速，隨著生肉pH值的增高，腐敗菌就越容易生長，在有氧條件下，好氧菌生長迅速[15]。這些因素綜合起來決定了冷鮮肉腐敗的速度。

綜上，微生物是限制冷鮮肉貨架期的主要原因，因此，解決微生物繁殖，才能相應(yīng)延長冷鮮肉的貨架期。

2 冷鮮肉貯藏保鮮技術(shù)

2.1 物理保鮮技術(shù)

目前，物理保鮮技術(shù)主要有超高壓技術(shù)、輻射保鮮技術(shù)、包裝技術(shù)、冰溫冷藏技術(shù)等。

2.1.1 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)是一種新型的非熱加工技術(shù)，通過將食品置于高于100MP的條件下進(jìn)行處理，該技術(shù)能破壞微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)，使微生物的遺傳物質(zhì)發(fā)生變性達(dá)到延長食品保鮮的目的[15]。Garriga[16](2004)等研究切片熟火腿、切片干腌火腿和切片腌牛肉時(shí)發(fā)現(xiàn)，樣品經(jīng)超高壓處理后，可以有效抑制微生物的生長。王晶[17](2019)研究發(fā)現(xiàn)畜產(chǎn)品在條件為600MP，超高壓處理10min，能有效殺滅畜產(chǎn)品中絕大多數(shù)的微生物，延長肉品的貨架期。

超高壓在延長肉品的貨架期方面，表現(xiàn)出一定的效果，但經(jīng)超高壓技術(shù)處理后的產(chǎn)品，會(huì)影響肉品的顏色、質(zhì)地的改變，同時(shí)對(duì)壓力水平和處理時(shí)間要控制得當(dāng)，否則會(huì)加快肉品脂質(zhì)氧化[18]。

2.1.2 輻射保鮮技術(shù)

輻照保鮮是一種利用電離輻射與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的效應(yīng)對(duì)食品進(jìn)行加工，以達(dá)到延長食品貨架期的目的[19]。輻射保鮮中應(yīng)用到的射線主要是原子能射線，微生物在吸收這些射線中的能量后，化學(xué)鍵斷裂、體內(nèi)的化學(xué)成分發(fā)生變化，導(dǎo)致微生物生命活動(dòng)降低或死亡，從而達(dá)到抑制微生物生長，延長肉品貨架期的目的[20]。

Modi[21](2008)等采用輻照處理羊肉，低溫環(huán)境下貯藏，觀察8d后的羊肉品質(zhì)變化，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比品質(zhì)較好，微生物也得到明顯抑制。程述震[22](2017)等應(yīng)用輻照方法處理牛肉發(fā)現(xiàn)，貯藏結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比牛肉脂肪氧化程度顯著降低，輻照處理可以延緩肉品中脂肪氧化速度。但是，我國對(duì)輻照保鮮技術(shù)的研究與國外相比略顯不成熟，存在許多問題，如何降低由輻照技術(shù)引起的產(chǎn)品輻照味、如何優(yōu)化輻照技術(shù)流程等，是限制其在冷鮮肉保鮮領(lǐng)域應(yīng)用的主要因素。

2.1.3 包裝技術(shù)

2.1.3.1 真空包裝技術(shù)

真空包裝是采用阻隔性能較好的材料包裝產(chǎn)品，通過降低肉品與空氣的接觸量，降低肉制品脂肪氧化。采用真空包裝的冷鮮肉在0～4℃貯藏條件下，冷鮮肉的貨架期可以達(dá)到21～28d[23]。

2.1.3.2 氣調(diào)包裝技術(shù)

氣調(diào)包裝技術(shù)是通過在包裝袋內(nèi)充入一定的氣體，改變冷鮮肉周圍的環(huán)境，使其不適應(yīng)微生物的生存、繁殖，達(dá)到抑制微生物的目的[24]。氣調(diào)保鮮中常采用的氣體有O2、N2、CO2，每種氣體在肉品保鮮中作用效果不同，O2能維持肉鮮紅的色澤，N2作為惰性氣體抑制延緩脂肪氧化、抑制微生物的生長，CO2具有抑制細(xì)菌生長的作用[1]。

氣調(diào)包裝與真空包裝相比，在貨架期上2種包裝方式對(duì)貨架期影響不明顯，但氣調(diào)包裝更有利于產(chǎn)品形態(tài)的保持，減少由于壓力引起的血水流出導(dǎo)致的產(chǎn)品色澤降低。

2.1.3.3 抗菌包裝

低溫肉制品在貯藏中，表面微生物逐漸增多，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，因此，在包裝材料中加入抗菌劑達(dá)到抗菌活性，包裝材料中的抗菌劑在冷鮮肉保鮮過程中會(huì)逐漸釋放到低溫肉制品表面，與產(chǎn)品表面的微生物直接接觸，抑制微生物生長繁殖，從而達(dá)到延長冷鮮肉貨架期的目的[25]。

2.1.3.4 托盤包裝

托盤包裝是指以托盤為承載物，將包裝件或產(chǎn)品堆碼在托盤上的一種包裝方式。托盤包裝在肉制品保鮮中主要采用的是聚苯乙烯，上面再用PVE或PE膜覆蓋[26]。盡管托盤包裝簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，但托盤包裝中的肉處于有氧的環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致肉的保質(zhì)期大大縮短，因此，一般在商場(chǎng)中才會(huì)應(yīng)用托盤包裝，利于零售時(shí)冷鮮肉回復(fù)鮮紅色澤和方便顧客選擇。

2.1.4 冰溫保鮮技術(shù)

冰溫保鮮是指溫度低于初始冰點(diǎn)(1～2℃)，但冰晶未生成，在這個(gè)過程中食品外部結(jié)冰，內(nèi)部水被凍結(jié)，冰溫保鮮與冷藏保鮮和冷凍保鮮相比可以降低儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本[27]。冰溫保鮮過程中，冷鮮肉的呼吸系統(tǒng)新陳代謝和衰老受到抑制，但細(xì)胞在貯藏期間仍保持活性[28]。

冰溫保鮮方式主要用于魚類和家禽的保鮮，冷鮮肉保鮮中應(yīng)用較少。冰溫保鮮方法的主要優(yōu)點(diǎn)是延長冷鮮肉的保質(zhì)期，與普通保鮮相比保鮮時(shí)間能延長4倍[29]。

Vacinek[30]和Toledo(2010)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)家禽肉經(jīng)過冰溫保鮮處理并保持在4℃條件下時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。冰溫保鮮能延長禽肉5周的貨架期[31]。我國冰溫保鮮技術(shù)起步較晚，溫度的精準(zhǔn)控制是目前該項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)，溫度波動(dòng)1℃都會(huì)對(duì)產(chǎn)品貨架期影響較大[32]。因此解決精準(zhǔn)控制冷庫溫度恒定，是解決冰溫保鮮技術(shù)大范圍應(yīng)用的一個(gè)策略。

2.2 防腐保鮮技術(shù)

保存胴體和冷鮮肉的最佳方法是抑制除嗜冷菌和孢子外的細(xì)菌生長，保鮮劑具有對(duì)冷鮮肉中微生物的繁殖、蛋白質(zhì)氧化抑制作用，在冷鮮肉的運(yùn)輸和貯藏保鮮中，添加保鮮劑可以保持冷鮮肉的原有品質(zhì)，從而延長冷鮮肉的貨架期。在冷鮮肉的防腐保鮮中使用的化學(xué)防腐劑必須符合國標(biāo)添加準(zhǔn)則[33]，根據(jù)保鮮劑的來源不同，將保鮮劑分為化學(xué)保鮮劑和天然保鮮劑兩大類。

2.2.1 化學(xué)保鮮劑

化學(xué)保鮮劑主要有乳酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、有機(jī)酸(檸檬酸、抗壞血酸、甲酸、乙酸)、混合磷酸鹽等[33]，這些保鮮劑屬于無公害保鮮劑。

乳酸對(duì)許多微生物都表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌作用，如肉毒梭菌在生長過程中會(huì)降低冷鮮肉的pH值，從而干擾質(zhì)子跨膜運(yùn)輸傳遞[34]，加入乳酸對(duì)肉毒羧菌具有較好抑制作用，能夠有效防止因肉毒羧菌引起的冷鮮肉腐敗。乳酸鹽在肉類工業(yè)中也是廣泛應(yīng)用的一種抗菌劑，與乳酸在肉制品中的抗菌機(jī)制相同[34]。

抗壞血酸及其鈉鹽在肉類防腐保鮮中應(yīng)用廣泛，該類防腐保鮮劑具有較強(qiáng)的抗氧化性，能夠氧化由水生成的活性氧，增強(qiáng)抗氧化劑鐵的螯合作用[35]。張志強(qiáng)[36](2016)等研究發(fā)現(xiàn)1%異抗壞血酸鈉和1%乙酸復(fù)合保鮮液浸泡冷鮮鴨脯肉30s后自然瀝干，4℃貯藏，在揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、大腸菌群和菌落總數(shù)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可使其貨架期達(dá)到9d。

山梨酸(2，4-己二烯酸)及其鹽類在世界各地被廣泛用作抑制細(xì)菌和真菌的肉類防腐劑，食品中0.3%山梨酸鹽濃度就能達(dá)到抑制微生物的效果。山梨酸具有抑制肉品內(nèi)部pH值升高的作用，E.Mani-López[34](2012)等指出，山梨酸鹽能干擾細(xì)菌孢子萌發(fā)，抑制幾種酶系統(tǒng)的活性，并干擾底物和電子傳遞機(jī)制。

González Fandos[37]和Dominguez(2007)研究發(fā)現(xiàn)，在4 ℃貯藏條件下，5%山梨酸鉀能顯著抑制家禽中的單核細(xì)胞增生李斯特菌。史崇穎[38](2011)等發(fā)現(xiàn)，在15 ℃貯藏條件下噴灑含有山梨酸鉀、乙酸鈉和氯化鈉的溶液后，牛肉胴體的貨架期延長至4d。

2.2.2 天然保鮮劑

天然防腐劑主要分為植物源、動(dòng)物源和微生物源抗菌防腐劑3種。

2.2.2.1 植物源抗菌防腐劑

常見的植物源抗菌防腐劑主要包括香辛料及中藥提取物。張強(qiáng)[39](2015)等研究發(fā)現(xiàn)洋蔥、生姜和大蒜提取物均能夠延長冷鮮肉的貨架期。Vaithiyanathan[40](2011)等研究發(fā)現(xiàn)，0.02%石榴汁酚類溶液處理冷鮮雞胸肉，雞胸肉中TBARS值和微生物含量降低，好氧嗜冷菌生長被抑制，在4℃下儲(chǔ)藏12d，仍具有良好的商品性。宮春波[41](2005)等利用鮮姜汁對(duì)冷鮮肉進(jìn)行浸泡處理，于4℃條件下進(jìn)行保鮮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，姜汁能有效抑制冷鮮肉表面細(xì)菌生長，同時(shí)經(jīng)姜汁浸泡后的冷鮮肉，在風(fēng)味上與對(duì)照組相比并無顯著性差異。彭雪萍[42](2008)等采用肉桂提取物-肉桂醛對(duì)鹵肉進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明肉桂提取物能有效抑制啤酒酵母的生長繁殖，且肉桂提取物的抑菌效果較山梨酸鉀的抑菌效果較好，能夠使鹵肉的貨架期延長7d左右。

2.2.2.2 動(dòng)物源抗菌防腐劑

動(dòng)物源抗菌防腐劑主要有殼聚糖、溶菌酶、乳鐵蛋白、蜂膠和抗菌肽等。

研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖能抑制多種細(xì)菌和真菌的生長[43]。殼聚糖是從甲殼類動(dòng)物中提取出來的一種堿性多糖，具有較好的成膜性，應(yīng)用于冷鮮肉的保鮮中能使冷鮮肉的貨架期延長1周[44]。Cannarsi[45](2010)等研究發(fā)現(xiàn)，溶菌酶和EDTA在冷鮮肉保鮮方面具有協(xié)同作用，用兩者混合保鮮液處理冷鮮肉，可以顯著抑制細(xì)菌的生長，延長冷鮮肉的保質(zhì)期。乳鐵蛋白是一種天然抗菌蛋白，屬于轉(zhuǎn)鐵蛋白家族，可以從各種外分泌物和其他人類和動(dòng)物組織中分離出來[46]。乳鐵蛋白是廣譜的抗菌劑，對(duì)細(xì)菌、真菌、病毒均具有較強(qiáng)的抑制作用[47]。Naidu[48](2002)等研究發(fā)現(xiàn)活性乳鐵蛋白(ALF)對(duì)30多種致病菌均具有較強(qiáng)的抑制作用。

2.2.2.3 微生物源抗菌防腐劑

微生物源抗菌防腐劑在冷鮮肉保鮮中應(yīng)用較多的為乳酸鏈球菌素，天然抗微生物酶類物溶菌酶和氧化還原酶[49]。

乳酸鏈球菌素是由乳酸菌屬的乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種細(xì)菌。乳酸鏈球菌素在酸性條件下溶解性和穩(wěn)定性都比較好，作為一種廣譜型抗菌劑，只需添加極少量就能抑制革蘭氏陰性菌的活性。鄭俏然[50](2013)等研究乳酸鏈球菌素、納他霉素及ε-聚賴氨酸3種天然保鮮劑對(duì)調(diào)理豬肉的保鮮效果，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乳酸鏈球菌素與其他防腐劑相比效果較好，能有效延長調(diào)理豬肉的保質(zhì)期。

納他霉素是一種很強(qiáng)的抗真菌保鮮劑，納他霉素由于溶解度低，被用作食品表面防腐劑以延長產(chǎn)品貨架期，主要在奶酪、肉制品、葡萄酒、茶飲料及果汁中添加，它不會(huì)干擾其它食品組分，也不會(huì)帶來異味[51]。在冷鮮肉的保鮮中，采用納他霉素浸泡或噴涂肉類食品，來達(dá)到抑制微生物生長的目的。

防腐保鮮劑在冷鮮肉的保鮮中研究較多，研究發(fā)現(xiàn)防腐保鮮劑對(duì)冷鮮肉貨架期具有積極的作用。其作用機(jī)理主要是殺滅或抑制微生物生長，抑制脂肪氧化，達(dá)到防腐保鮮的目的。

3 展望

肉是人類首選的動(dòng)物蛋白，肉及肉制品的消費(fèi)逐年增加。由于新鮮肉中水分含量高，營養(yǎng)價(jià)值豐富，極易受到微生物的污染；因此需要合適的保鮮方式對(duì)其進(jìn)行保鮮。目前，國內(nèi)外對(duì)冷鮮肉的保鮮方法研究眾多。從冷鮮肉保鮮研究發(fā)現(xiàn)，選用具有協(xié)同效果的保鮮劑，對(duì)阻止細(xì)菌生長和脂肪氧化方面與單一保鮮劑相比效果較好。除此之外還需將保鮮方法與包裝技術(shù)、冷鏈控制等綜合運(yùn)用，使用柵欄技術(shù)對(duì)引起冷鮮肉貨架期的各種柵欄因子相結(jié)合，多種方式相互作用來延長冷鮮肉的貨架期，從而更好地促進(jìn)肉制品工業(yè)的發(fā)展。