氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉保鮮效果及品質(zhì)的影響

陳尚戊 李吉洪 湯利元 王雪梅 范鈺佳 劉文龍

成都大學(xué) 肉類加工四川省重點實驗室 四川成都 610106

生鮮肉營養(yǎng)豐富，含有蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，且食用簡單，肉嫩味美，是國外肉制品類消費的首選，目前在國內(nèi)也得到了廣大消費者的高度認可。近年來，由于非洲豬瘟和疫病爆發(fā)等因素，生鮮肉已成為了肉類消費的主要趨勢。

食物輻照技術(shù)，是指利用游離輻射(如γ射線、高能電子束或X射線)與食品的相互作用[1]，抑制了食物中絕大多數(shù)有害細菌的一種保鮮技術(shù)，因其對食物進行了“冷”殺菌[2]，能夠有效地保護食物的感官質(zhì)量、并延長貨架期[3]，近年來輻照技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，李飛[4](2017)等在輻照實驗中研究發(fā)現(xiàn)7kGy劑量會使肉樣產(chǎn)生嚴重的“輻照味”，同時輻照會促進脂肪的氧化；Musso Salgado[5](2016)等經(jīng)研究表明，高輻照劑量會降低生鮮肉的色澤、風(fēng)味等感光特征；諸多研究都表明輻照處理不當會對肉制品的感官品質(zhì)和營養(yǎng)成分造成破壞[6]，嚴重時會產(chǎn)生“輻照味”[7]。因此為控制輻照劑量，將其它保鮮方式與電子束輻照處理相結(jié)合，為生鮮肉制品保鮮技術(shù)提供了新的研究方向。

氣調(diào)保藏是一種改變所處環(huán)境氣體組成成分的保藏方法，具有低成本、安全性高、能較好保持肉制品的風(fēng)味、色澤、品質(zhì)以及營養(yǎng)[8]等特點，合理的氣調(diào)保藏能延長食品的貨架期。趙冰[9](2017)等通過對生鮮豬肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測定，發(fā)現(xiàn)氣調(diào)保鮮能減慢脂肪氧化速度，減緩蛋白質(zhì)的降解；吳憲玲[10](2021)等研究表明氣調(diào)包裝能減緩肉制品糖類、蛋白質(zhì)的消耗，延長食品貯藏期。

在此基礎(chǔ)上，本研究把氣調(diào)保藏與輻照技術(shù)同時作用于生鮮豬肉的保鮮工藝上，將不同的氣調(diào)保鮮方式與低劑量(3kGy)輻照處理的生鮮豬肉相結(jié)合，通過對貯藏期內(nèi)生鮮豬肉的各項生理指標和感官特性的測定，為降低輻照處理對生鮮豬肉品質(zhì)的影響，進一步優(yōu)化生鮮豬肉的保鮮工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原材料：市售新鮮豬肉。

試劑：乙二胺四乙酸二鈉，分析純，成都市科龍化工試劑廠；三氯乙酸，分析純，天津市津東天正精細化學(xué)試劑廠；2-硫代巴比妥酸，分析純，上海源葉生物科技有限公司；平板計數(shù)瓊脂，北京三藥科技開發(fā)公司。

1.2 儀器與設(shè)備

pH計PHS-3C，上海三信儀表廠；

超純水制備儀EPED-EZ-10TJ，南京易普易達科技發(fā)展有限公司；

袋式氣調(diào)保鮮包裝機MAP-500D型，上海炬鋼機械制造有限公司；

便攜式色差儀CR-400，柯尼卡美能達投資有限公司；

冷藏冰凍柜STC-9200，南京樂創(chuàng)廚房設(shè)備有限公司；

高速勻漿機IKAT18，德國IKA公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理及氣調(diào)包裝

將生鮮豬肉在無菌條件下剔除表面暴露層和筋膜，切割成50g和100g左右的塊狀，分別按照空氣包裝(A、B組)和35%O2+65%CO2(C組)、35%O2+35%CO2+30%N2(D組)氣調(diào)包裝的包裝條件進行包裝。

1.3.2 輻照處理

包裝的肉樣,用保溫箱內(nèi)加冰碴貯存,送于四川潤祥輻照科技公司進行電子束輻射處理(樣品間不重疊放置,以確保輻射均勻分布)。輻照后立即放入4℃冰箱中進行冷藏,分別在貯存的第1、3、6、9、12天進行抽樣檢查等各項技術(shù)指標測定。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 色度的測定

樣品色度的測定使用色差儀在樣品正反面3個不同部位點進行測定，記錄L*值、a*值和b*值，測定前需使用白板進行校準。

1.4.2 持水力的測定

通過對生鮮豬肉煮前質(zhì)量的測定(m1)和煮好冷卻后質(zhì)量的測定(m2)，按公式(1)計算蒸煮損失。

(1)

1.4.3 感官評價的測定

根據(jù)付麗[11](2020)等的方案并稍加調(diào)整，由8名食品衛(wèi)生專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)成了感官評價組，對肉樣的顏色、香氣、黏度和汁液含量等進行了評價打分,各指標均采取10分制，具體的評分標準見表1。

表1 感官評分標準Table 1 sensory scoring criteria

1.4.4 質(zhì)構(gòu)的測定

將肉樣在恒溫水浴鍋內(nèi)煮制中心溫度70℃，冷卻后將其切成1cm×1cm×1cm的肉樣，并用TA-XTPlus測定其黏度、彈性、回復(fù)力等參數(shù)。

1.4.5 TBARS的測定

TBARS值參照GB 5009.181-2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》進行測定。TBA值以每千克樣品中所含丙二醛的質(zhì)量表示，單位為mg/kg。

1.4.6 菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)按照GB 4789.2-2010《食品安全國家標準 食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》，結(jié)果以lg(CFU/g)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 對生鮮豬肉色度的測定

貯藏期內(nèi)，各組L*值在實驗過程中，呈現(xiàn)減小的趨勢，C、D這2組L*值變化無顯著性差異(p>0.05)，且在貯藏的前9d內(nèi)L*值都較高，變化不明顯，12d時，亮度L*值略微下降，如表2所示。其原因是由于樣品輻照處理殺死或抑制了大部分有害微生物[12]，隨實驗時間的延長，部分微生物生命活動逐漸旺盛，開始大量繁殖，使肌紅蛋白被氧化而顏色加深，這與Khairy H.L[13](2015)等的研究結(jié)果一致，從而L*值呈現(xiàn)降低趨勢，結(jié)果說明氣調(diào)包裝有維持輻照生鮮豬肉亮度的效果。

a*值方面，在實驗過程中，B、C、D這3組樣品的a*值都呈現(xiàn)先減小再增大之后呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，與對照組A、B組相比較C、D這2組，a*值降低的速度緩慢，如表2所示。其原因為輻照使生鮮肉中的肌紅蛋白和一氧化氮反應(yīng)，肌紅蛋白因此不易被氧化，隨時間的延長，肌紅蛋白又與氧結(jié)合，生成顏色更鮮明的氧化肌紅蛋白，導(dǎo)致各組紅度值先略微下降后再增大，之后呈現(xiàn)下降趨勢[14]。b*值方面，4組的黃度b*值變化無明顯規(guī)律性，在貯藏期內(nèi)，氣調(diào)C、D這2組變化較緩慢，表明氣調(diào)和輻照處理對生鮮肉黃度b*值影響不大。

表2 不同氣調(diào)包裝對輻照生鮮肉色度的影響Table 2 Effects of different modified atmosphere packaging on the chromaticity of irradiated fresh meat

通過對色澤的測定可以得出氣調(diào)處理能減緩輻照生鮮豬肉的L*值與a*值變化，提升生鮮肉的感官質(zhì)量，本實驗中，35%O2+35%CO2+30%N2(D組)氣調(diào)組效果最佳，對提高生鮮肉色澤起著積極作用。

2.2 對生鮮豬肉持水力的測定

生鮮肉的持水力是指肉品維持自身和向外界添加水分的能力。持水力的高低也是評判生鮮肉鮮度的關(guān)鍵指標之一，其數(shù)值直接關(guān)系到生肉類及其成品的質(zhì)量、韌性、嫩度、口味和出產(chǎn)量等，在特定的pH值和儲存溫度下，生肉品持水力的改變大多是由于蛋白質(zhì)水解和肌肉萎縮，導(dǎo)致水分被排擠到細胞外層空間中所導(dǎo)致的[15]。

在貯藏期內(nèi)，B組的持水性比A組的低，C、D這2組之間無顯著差異(p>0.05)，但相比B組，C、D這2組生鮮肉持水能力更好，如表3所示。產(chǎn)生的原因可能是，由于輻照處理溫度和氣體組成比例的差異影響了蛋白質(zhì)等氧化，以及蛋白質(zhì)等與水分之間的相互作用，從而導(dǎo)致了水分喪失，隨實驗的不斷進行，肌原纖維蛋白質(zhì)氧化程度進一步增加，肌原纖維骨架的完整性也遭到了損害，肌肉保持水性變差，這與王策(2018)[16]研究的結(jié)論是一致的。實驗結(jié)果表明輻照處理會減小生鮮豬肉的持水力，而不同氣調(diào)包裝協(xié)同輻照處理，則在一定程度上可以減少輻照處理對生鮮豬肉保持水力的影響。

表3 不同氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉持水力的影響Table 3 Effect of different modified atmosphere packaging on water holding capacity of irradiated fresh pork

2.3 對生鮮豬肉感官評價的測定

對樣品進行感官評定，在第1天時，B、C、D這3組的感官評分都比A組的低，其可能的原因是樣品預(yù)先進行了3kGy劑量的輻照處理，使得生鮮豬肉中甲硫氨酸等含硫氨基酸產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)而降低了感官評分，評分都在7.5分左右。隨著貯藏時間的延長，A組生鮮肉各項感官評分都不斷降低，在第6天時，氣味和黏度分別為5.8分、6.3分，生鮮肉的新鮮度受到影響，12d時，B、C、D這3組各項評分維持在6分左右，具有一定的新鮮度，其中D組感官評分最佳，如表4所示。其原因可能是隨著貯藏時間的延長，輻照處理使得微生物生命活動受到抑制，同時不同氣調(diào)也使得蛋白質(zhì)、脂肪等氧化受到不同程度的影響[17]，使得B、C、D組在12d時的感官評分優(yōu)于A組。說明氣調(diào)保鮮協(xié)同輻照處理比單一輻照處理的保鮮效果更好，對維持生鮮肉的色澤、氣味都有積極作用，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D組)對保持生鮮豬肉黏度效果最佳。

表4 不同氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉感官評分的影響Table 4 Effects of different modified atmosphere packaging on sensory scores of irradiated fresh pork

2.4 對生鮮豬肉質(zhì)構(gòu)的測定

質(zhì)構(gòu)檢測是對試樣感官品質(zhì)和質(zhì)地的一個測試手段，被普遍的運用在食品行業(yè)中，其穩(wěn)固性主要體現(xiàn)在了當試樣遭遇外力時，如在進入口腔時或牙齒擠出肉塊時抵抗變形的能力程度，彈性則用來描述在受到重壓后的試樣回復(fù)至最初形態(tài)的程度。咀嚼量表示了樣品在口內(nèi)咀嚼過程中所耗費的能量多少，在一定范圍內(nèi)，與肉樣體的總質(zhì)量成正向相關(guān)性[18]。

A組的硬度最大為2 324.49g，B、C、D組的硬度無顯著性差異(p>0.05)，其原因是由于輻照會使生鮮肉內(nèi)部纖維變得疏松，各組的回復(fù)力和黏聚力都無顯著性差異(p>0.05)，黏度方面差異較大，在12d時，A組的黏度最低，D組的黏度遠遠小于A組的黏度，如表5所示。其原因可能是生鮮肉微生物的生產(chǎn)情況導(dǎo)致差異，微生物的大量繁殖會破壞蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其變得粘稠[19]，從C、D組經(jīng)輻照處理和氣調(diào)氣體組分氧含量較低，抑制微生物效果最明顯。實驗結(jié)果表明氣調(diào)處理能提高輻照生鮮豬肉的硬度，改善黏度，對提高生鮮豬肉的新鮮度有積極作用。

表5 不同氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effects of different modified atmosphere packaging ontexture of irradiated fresh pork

2.5 TBARS值

隨著貯藏時間的延長，生鮮豬肉脂肪的氧化程度將逐漸加深，氧化產(chǎn)物逐漸積累，目前常用TBARS值來可以說明生鮮豬肉中脂肪的氧化程度，在實驗研究中被普遍應(yīng)用。如圖1所示，隨著實驗時間的進行，各組TBARS值都逐漸升高。在第3天時，B、C、D這3組的TBARS值都低于A組；在第12天時，B組的TBARS值最高，為0.668mg/kg，D組的TBARS值最低為0.561mg/kg，肉質(zhì)良好。其原因可能在于，生鮮肉經(jīng)輻照處理，由于高能電子束的還原作用抑制了脂肪氧化，而隨著試驗的開展,經(jīng)輻照處理的生鮮肉中自由基濃度逐漸增加，脂肪氧化程度也加深[20]。結(jié)果表明，氣調(diào)包裝能減緩輻照生鮮豬肉的脂肪氧化速度，對維持肉制品有積極作用，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D組)效果最好。

2.6 對生鮮豬肉菌落總數(shù)的測定

隨著實驗的進行，生鮮豬肉中菌落總數(shù)的變化如圖2所示。

隨著時間的延長，生鮮豬肉中的微生物都以不同速度進行繁殖。其中A組生鮮豬肉中微生物繁殖速度最快，在12d時菌落總數(shù)為7.39lgcfu/g，菌落數(shù)>6lgcfu/g，肉制品發(fā)生腐敗變質(zhì)；與B組相比，C、D這2組菌落數(shù)增長緩慢，在第12天時，菌落數(shù)分別為5.07lgcfu/g、4.80lgcfu/g，說明C、D組的樣品維持著較好的新鮮度，2組的抑菌效果最好。其原因很可能是由于B、C、D這3種試樣，經(jīng)過輻照處理后控制了部分微生物的生產(chǎn)繁殖，隨著時間的增長，B組微生物的生命活動越來越豐富，C、D這2組由于在經(jīng)過輻照處理后經(jīng)氣調(diào)包裝，改善了氣體組成成分，從而控制了肉類試樣表面攜帶的細菌的生長繁殖。氣調(diào)包裝對菌落生長的主要控制在于O2含量影響肉樣中厭氧菌的生長，而且CO2還作為一個抑菌劑，可以控制生豬在貯存時期內(nèi)的好氧微生物的生長[21]。實驗結(jié)果表明，氣調(diào)協(xié)同輻照處理，能更好抑制微生物的生長繁殖，比單一輻照處理效果更佳，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D組)抑菌效果較好。

3 結(jié)論

通過不同氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉的處理，研究了其各項理化指標和感官特征后可以得出以下結(jié)論。氣調(diào)處理能改善輻照對生鮮豬肉產(chǎn)生的品質(zhì)影響，對維持生鮮豬肉亮度L*、紅度a*值的穩(wěn)定有積極作用，減少生鮮豬肉水分流失速度，保持原有風(fēng)味；同時氣調(diào)包裝能減緩輻照生鮮豬肉的脂肪氧化速度，維持生鮮豬肉品質(zhì)，使生鮮豬肉的硬度、回復(fù)力、咀嚼度保持在較高水平，并改善生鮮豬肉的黏度；抑菌方面，氣調(diào)協(xié)同輻照處理對生鮮豬肉的抑菌效果明顯，氣調(diào)保藏能夠延長輻照生鮮豬肉貨架期5d以上；35%O2+35%CO2+30%N2(D組)氣調(diào)包裝對輻照生鮮豬肉的保鮮效果最好，在最大限度維持生鮮豬肉原有感官品質(zhì)的同時，又降低了生鮮豬肉的脂肪氧化速度，使其保持著較好的硬度、回復(fù)力，咀嚼度。