冷鏈系統(tǒng)中冷卻肉保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

劉作桂,邱清華,陳凌利,徐明生,王文君,歐陽(yáng)克蕙

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌3300452;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)南方草地研究所,南昌3300453;3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,南昌330045)

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)肉類工業(yè)取得了驚人的發(fā)展成就，目前我國(guó)肉類總產(chǎn)量和總消費(fèi)量均位居世界第一。其中生鮮肉在我國(guó)肉類消費(fèi)市場(chǎng)占主要地位，但隨著我國(guó)消費(fèi)者消費(fèi)觀念的改變，冷卻肉以柔嫩多汁、滋味鮮美、安全衛(wèi)生等優(yōu)勢(shì)而得到前所未有的發(fā)展，正逐步成為我國(guó)肉類消費(fèi)市場(chǎng)的主流[1]。冷卻肉，又稱冷鮮肉，是指活畜經(jīng)屠宰后，胴體在24 h降至0～4℃，并在之后的貯藏流通過(guò)程中始終保持在此溫度范圍內(nèi)[2]。但是，冷卻肉的貨架期不長(zhǎng)，易腐敗變質(zhì)是限制其生產(chǎn)消費(fèi)的重要原因；故采用先進(jìn)的保鮮技術(shù)對(duì)冷卻肉進(jìn)行保鮮處理，阻止或延緩其腐敗，保證冷卻肉的品質(zhì)與衛(wèi)生安全并有效延長(zhǎng)其貨架期具有重要研究意義。

1 冷卻肉存在的問(wèn)題及原因

冷鏈的低溫環(huán)境條件下，并不能抑制所有的微生物生長(zhǎng)繁殖，冷卻肉還是會(huì)受到一些嗜冷微生物的污染。而且我國(guó)冷卻肉大多都只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單包裝就進(jìn)行貯藏和銷售，導(dǎo)致其易受到內(nèi)部和外部環(huán)境的影響。因此，通常冷卻肉的貨架期只有3～5d，貨架期短成為限制冷卻肉快速發(fā)展的主要問(wèn)題[3]。

而導(dǎo)致冷卻肉貨架期短的原因：一方面在于肉類自身蛋白和脂肪的氧化降解。蛋白酶氧化降解不僅導(dǎo)致肌蛋白功能的喪失，還破壞了肉類中肌原纖維的結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而導(dǎo)致肉類滲水量增加及肉質(zhì)嫩化[4]。脂肪酶會(huì)氧化肉類中的脂肪酸，大多氧化產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)食物風(fēng)味有著劣變影響，積累到一定量會(huì)散發(fā)刺激性的臭味[5]。另一方面在于微生物腐敗，微生物腐敗是指肉類上的微生物大量繁殖同時(shí)產(chǎn)生胺類、硫化物、醛、酮、酯和有機(jī)酸等物質(zhì)，并導(dǎo)致肉類產(chǎn)生發(fā)粘、變色和異味等現(xiàn)象的過(guò)程[6]。這些變化嚴(yán)重影響了冷卻肉的保鮮和食品安全。

2 冷卻肉保鮮技術(shù)

2.1 物理保鮮技術(shù)

物理保鮮技術(shù)是通過(guò)改變溫度、壓力、氧含量等外部因素，抑制或殺滅有害微生物、減少氧化、破壞酶活，從而達(dá)到保鮮及延長(zhǎng)保藏期的作用。除了傳統(tǒng)的紫外線殺菌、超聲波、輻射保鮮技術(shù)外，目前冰溫、高壓靜電場(chǎng)、超高壓、氣調(diào)包裝等新型物理保鮮技術(shù)也得到更多研究。

2.1.1 冰溫保鮮技術(shù)

冰溫保鮮技術(shù)是將食品置于0℃到冰點(diǎn)以上的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行貯藏，冰溫條件下生鮮食品的生理活性可維持在最低程度，且不會(huì)產(chǎn)生凍害；這樣既保持了食品品質(zhì)，又延長(zhǎng)了食品貨架期[7]。張艷[8]研究表明，冰溫貯藏對(duì)調(diào)控羊肉肉色穩(wěn)定性有著積極作用，并影響蛋白的磷酸化水平，導(dǎo)致肌肉收縮狀態(tài)改變，以此調(diào)控肉品質(zhì)。楊飛燕[9]等人認(rèn)為，在冰溫條件下，腐敗微生物增殖和豬肉蛋白質(zhì)降解能被有效抑制，減少了蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，肉的彈性保持穩(wěn)定。

2.1.2 高壓靜電場(chǎng)保鮮技術(shù)

高壓靜電場(chǎng)是一種安全性高、設(shè)備要求簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保的物理保鮮技術(shù)；其通過(guò)電離空氣產(chǎn)生離子霧和臭氧，改變生物酶的構(gòu)象與催化活性，抑制新陳代謝，減緩或改變蛋白等結(jié)構(gòu)分子的降解進(jìn)程，從而達(dá)到保鮮的目的[10]。李鵬[11]等人研究發(fā)現(xiàn)，在高壓靜電場(chǎng)的條件下，有利于冷卻雞肉的色澤、組織狀態(tài)和風(fēng)味的保持，且明顯抑制雞肉的微生物增殖、腐敗變質(zhì)及臭味產(chǎn)生。

2.1.3 超高壓保鮮技術(shù)

超高壓技術(shù)是指利用液體的高靜壓(100～1000 MPa)對(duì)食品進(jìn)行一段時(shí)間處理，從而達(dá)到殺滅肉中微生物以及寄生蟲(chóng)的作用，且對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分影響較小。白艷紅[12]研究表明，冷卻肉采用超高壓處理可有效降低其初始菌數(shù)，隨著處理壓力的升高，細(xì)菌總數(shù)下降；采用適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砜裳娱L(zhǎng)冷卻肉的貨架期，提高其生物安全性。但高壓處理后對(duì)肉樣感官特性有著較大影響，表面肌纖維束分離明顯，肌肉組織變得疏松，液體滲出量增大。因此超高壓技術(shù)在冷卻肉保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用受到了較大限制，在水產(chǎn)品保鮮方面應(yīng)用較多。

2.1.4 氣調(diào)包裝保鮮技術(shù)

氣調(diào)包裝技術(shù)是通過(guò)改變包裝內(nèi)氣氛，使食品處于不同于氣體組分的氣氛環(huán)境中而延長(zhǎng)保藏期的一項(xiàng)技術(shù)。氣體通常是使用CO2、O2和N2。CO2可以抑制好氧細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，一定濃度的O2可以保持冷卻肉的色澤并抑制厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖，而N2作為填充氣體可以抑制冷卻肉的氧化腐敗。楊嘯吟[13]研究發(fā)現(xiàn)CO-MAP(0.4%CO+30%CO2+69.6%N2)不僅能夠維持雪花牛肉良好的肉色，還能有效抑制肉的氧化和腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖。馬騁[14]則對(duì)比不同氧含量氣調(diào)包裝對(duì)牦牛肉保鮮的影響，其中以60%O2+40%CO2的保鮮效果最適宜，有利于肉色穩(wěn)定性的維持；而真空包裝條件下冷卻肉肉色偏暗，感官品質(zhì)較差。MAP中80%濃度的O2能賦予肉樣較好的肉色，但其他品質(zhì)特征較差；O2濃度的增大會(huì)導(dǎo)致蛋白與脂質(zhì)氧化程度增大，肌肉的微觀結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生較大程度的變化，從而降低肌肉持水力[15]。冷卻肉的菌群結(jié)構(gòu)在不同氣體環(huán)境中存在差異，因此，針對(duì)氣調(diào)保鮮中各組分氣體使用比例是關(guān)鍵。

2.2 化學(xué)保鮮技術(shù)

化學(xué)保鮮技術(shù)是通過(guò)浸泡、噴淋或涂膜等方式將保鮮劑添加到冷卻肉中，以達(dá)到抑制微生物生長(zhǎng)，減緩氧化酶解，保持食品風(fēng)味、色澤及其營(yíng)養(yǎng)成分的方法。通常分為化學(xué)保鮮劑保鮮技術(shù)和天然保鮮劑保鮮技術(shù)。

2.2.1 化學(xué)保鮮劑保鮮技術(shù)

常見(jiàn)的化學(xué)保鮮劑為有機(jī)酸及其鹽類，主要包括乙酸、乳酸、檸檬酸、山梨酸及其鉀鹽等。王凱麗[16]等利用2%的乙酸鈉處理豬肉發(fā)現(xiàn)其可延緩微生物的繁殖，抑制蛋白及脂質(zhì)氧化酶解，能夠較好地維持品質(zhì)特征。劉金鑫[17]研究發(fā)現(xiàn)向冷卻牛肉中注射乳酸鈣可以減少線粒體損傷，保護(hù)線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性，有利于肉色穩(wěn)定性的維持；乳酸鹽也可直接作用于肌紅蛋白從而保持肌肉色澤的穩(wěn)定性。而檸檬酸對(duì)微生物有抑制作用，但在維持肉色及氣味穩(wěn)定上有不利影響。曾麗萍[18]等人利用3%山梨酸鉀添加量的殼聚糖/乳清蛋白復(fù)合膜液處理冷卻肉，發(fā)現(xiàn)其貨架期較常規(guī)處理的6 d延長(zhǎng)至12 d。

以上研究證實(shí)化學(xué)保鮮劑可維持冷卻肉的肉色，減緩其腐敗變質(zhì)，有效延長(zhǎng)其貨架期。但大多數(shù)化學(xué)保鮮劑存在安全問(wèn)題，長(zhǎng)期攝入會(huì)對(duì)人體的健康產(chǎn)生不利影響。為保障食品安全，化學(xué)保鮮劑將逐漸被天然保鮮劑取代。

2.2.2 天然保鮮劑保鮮技術(shù)

天然保鮮劑是指具有高效低毒、效果優(yōu)良、使用安全且有一定保健功效等特點(diǎn)的食品添加劑。目前常用于冷卻肉保鮮的是植物提取物、殼聚糖及乳酸鏈球菌素等一些抗菌抗氧化的物質(zhì)。朱明濤和余俊[19]研究發(fā)現(xiàn)香辛料中白芷提取物的保鮮效果良好，能夠阻止菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮(Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N)的增加，并能夠有效延緩冷卻牛肉的滲水量的增加，延長(zhǎng)了其貨架期。尹愛(ài)武[20]等人利用1%刺兒茶多酚處理冷卻豬肉發(fā)現(xiàn)，其不僅可以改善冷卻豬肉的感官特征，還可以增加持水力，最佳可將冷卻豬肉的貨架期延長(zhǎng)至15d左右。而符紹輝[21]等人通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比得出1.5%的茶多酚可減少冷卻豬肉中的菌落總數(shù)，但當(dāng)其與其他保鮮劑復(fù)配處理后在第4天和第7天的菌落總數(shù)都顯著小于單一的1.5%茶多酚處理。天然保鮮劑復(fù)配與單一保鮮劑相比，其不僅保鮮效率提高了，還為企業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。

選用適宜的天然保鮮劑復(fù)配對(duì)冷卻肉進(jìn)行保鮮處理，不僅可以減少化學(xué)保鮮劑對(duì)人體健康安全的影響，還能夠彌補(bǔ)單一保鮮劑的欠缺或不足。薛婉瑞[22]等人研究發(fā)現(xiàn)，以殼聚糖、茶多酚、香辛料和納他霉素復(fù)配處理冷卻羊肉，可以降低其水分流失，減輕褐變，顯著減緩了微生物菌落總數(shù)及TVB-N值的升高，保持了羊肉原有的良好品質(zhì)。殼聚糖與生姜提取物[23]的復(fù)合涂膜也能抑制冷卻肉的腐敗菌生長(zhǎng)繁殖及自身氧化酶解，保持其較高水平的感官品質(zhì)，從而有效延長(zhǎng)貨架期。乳酸鏈球菌素能夠很好地抑制革蘭陽(yáng)性細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，朱亞[24]等人研究表明，花椒提取物和乳酸鏈球菌素復(fù)配具有明顯的抑菌抗氧化效果，能夠顯著抑制微生物增長(zhǎng)和含氮化合物的產(chǎn)生，對(duì)冷卻肉的保鮮有良好效果。陳忠杰[25]等人發(fā)現(xiàn)，魔芋多糖成膜后對(duì)空氣具有一定的隔絕作用，不僅阻止了空氣中微生物的進(jìn)入，同時(shí)還起到一定保水作用；而魔芋多糖與乳酸鏈球菌素復(fù)合涂膜處理對(duì)冷卻肉保鮮效果更佳。

2.3 復(fù)合保鮮技術(shù)

復(fù)合保鮮技術(shù)是指兩種或兩種以上的保鮮技術(shù)復(fù)合對(duì)食品使用，以此來(lái)達(dá)到更佳的保鮮效果。茹志瑩[26]等人研究冰溫和氣調(diào)相結(jié)合的復(fù)合保鮮技術(shù)對(duì)雞肉的保鮮效果，與單一冰溫處理組相比，冰溫與氣調(diào)包裝保鮮復(fù)合處理均能夠顯著抑制肉中菌落總數(shù)和TVB-N值的改變；其中以在冰溫保鮮條件下復(fù)合15%O2+30%CO2+55%N2氣調(diào)包裝保鮮處理冷卻雞肉效果更佳，能夠有效保持其品質(zhì)特征，延長(zhǎng)其貨架期。郝瑞[27]等人利用冰溫保鮮與天然保鮮劑復(fù)合對(duì)牛肉進(jìn)行保鮮處理發(fā)現(xiàn)，兩者具有良好協(xié)同作用，不僅能夠減緩冷卻牛肉的品質(zhì)劣變，還能有效保持其感官特征，成功將其貨架期延長(zhǎng)至16d。郭麗萍[28]等人探究采用超高壓結(jié)合不同復(fù)配保鮮劑，對(duì)鱸魚(yú)的保鮮效果，經(jīng)復(fù)配保鮮劑處理的超高壓組在菌落總數(shù)及TVB-N值均顯著低于單一的超高壓處理組，抑制了蛋白氧化，有效保持其品質(zhì)。郝修振[29]等研究表明，天然復(fù)配保鮮劑抑制了冷卻牛肉腐敗菌的生長(zhǎng)，其與氣調(diào)包裝聯(lián)合使用對(duì)冷卻牛肉具有較好的協(xié)同保鮮效果，貨架期得到明顯延長(zhǎng)。崔英麗[30]等人之后也從這方面進(jìn)行了研究，采用體積分?jǐn)?shù)45%O2、50%CO2、5%N2的氣調(diào)保藏可將冷藏牛肉的貨架期延長(zhǎng)至12d，且該比例的氣調(diào)包裝與丁香/肉桂聯(lián)合使用可將冷藏牛肉的保鮮期延長(zhǎng)到16d。

綜上所述，目前冷卻肉保鮮技術(shù)還處于研究探索階段，許多保鮮機(jī)理尚不明確；此外，如何將各類保鮮技術(shù)有效結(jié)合，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠在延長(zhǎng)保鮮期和提高肉品質(zhì)方面更進(jìn)一步，這是眾多研究學(xué)者接下來(lái)可以進(jìn)行深入探究的方向。