冷鮮牛肉貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

閆小杰，白烏日力嘎，康連和，史培，烏云達(dá)來(lái)，王莉梅

1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院（呼和浩特 010031）；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)（通遼 028000）；3.呼和浩特民族學(xué)院（呼和浩特 010000）

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們生活水平提高，中國(guó)肉類消費(fèi)發(fā)生了明顯的結(jié)構(gòu)變化，呈現(xiàn)了從冷凍肉到熱鮮肉，再?gòu)臒狨r肉到冷鮮肉的發(fā)展趨勢(shì)。其中冷鮮肉又稱冷卻肉，是指嚴(yán)格執(zhí)行獸醫(yī)檢疫制度，對(duì)屠宰后的畜胴體迅速進(jìn)行冷卻處理，使胴體溫度在24 h內(nèi)降為0～4 ℃，在后續(xù)的加工、流通和銷售過(guò)程中始終保持0～4 ℃范圍內(nèi)的生鮮肉[1]。冷鮮肉不僅保持了肉品應(yīng)有的新鮮度，且營(yíng)養(yǎng)成分在貯藏過(guò)程中幾乎無(wú)損失，并且衛(wèi)生安全、食用方便，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)，在歐美的肉品市場(chǎng)，冷鮮肉的消費(fèi)已顯著超過(guò)我國(guó)較發(fā)達(dá)城市的消費(fèi)量[2]。牛肉是人類消費(fèi)的主要肉食之一。冷鮮牛肉高蛋白低脂肪，且味道鮮美，深受人們的喜愛(ài)，它的含水量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，但由于其從加工到售賣這一整個(gè)流程都需要在0～4 ℃低溫條件下進(jìn)行，易腐敗變質(zhì)，貨架期較短約為3～5 d[3]。目前如何延長(zhǎng)冷鮮肉貨架期、延長(zhǎng)冷鮮牛肉食用期，已成為相關(guān)研究者關(guān)注重點(diǎn)。

1 冷鮮牛肉腐敗變質(zhì)的原因

1.1 微生物導(dǎo)致冷鮮牛肉腐敗變質(zhì)

肉是一種半固態(tài)培養(yǎng)基，含糖量相對(duì)較低，可以喂養(yǎng)細(xì)菌[4]。在僵后期，富含非蛋白氮化合物、氨基酸、肌酸、多肽和蛋白質(zhì)；碳水化合物濃度低，pH接近5.5，水活度＞0.97[5-6]。這給有害微生物生長(zhǎng)和繁殖提供了有利的場(chǎng)所，導(dǎo)致冷鮮牛肉易遭受微生物侵染。其中包括外源性污染和內(nèi)源性污染兩種。內(nèi)源性污染是指畜禽經(jīng)屠宰后，原本存在于畜禽腸道、呼吸道等部位的微生物進(jìn)入組織內(nèi)部造成污染。外源性污染是指由于屠宰、貯藏、流通、售賣等環(huán)節(jié)操作不當(dāng)，導(dǎo)致肉品受到微生物侵染，微生物在其表面產(chǎn)生的代謝活動(dòng)會(huì)分解蛋白質(zhì)，并且產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，這是冷鮮牛肉腐敗變質(zhì)最直接的原因。在有氧條件下主要的微生物是假單胞菌屬（Pseudomonas）、莫拉氏菌屬（Moraxcella）、不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）、氣單胞菌屬（Aeromonas），真空條件下主要是厭氧和兼性厭氧的乳桿菌屬（Lactobacillus）、腸桿菌屬（Enterobacter）、葡萄球菌屬（Staphylococcus）和熱死環(huán)絲菌（Brochothrix thermosphacta）等[7-10]。隨著肉品表層的微生物的不斷滋生繁殖，它們不斷分解蛋白質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而破壞肉品本身的酸堿環(huán)境，使肉體表面發(fā)黏，產(chǎn)生臭味，在短時(shí)間內(nèi)腐敗變質(zhì)，顏色由鮮紅色變成綠色或褐色[11-16]。

1.2 脂質(zhì)氧化導(dǎo)致冷鮮牛肉腐敗變質(zhì)

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。消費(fèi)者更喜歡多不飽和脂肪酸（PUFAs）和肌紅蛋白含量高的肉類，因?yàn)槠鋪嗚F和磷脂含量高[17-19]。但多不飽和脂肪酸穩(wěn)定性較差，在常見(jiàn)的作用下，更容易發(fā)生氧化。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，肉中蛋白質(zhì)和脂肪在自身蛋白酶、脂肪酶以及多種腐敗菌產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶作用下會(huì)發(fā)生降解和氧化，進(jìn)而生成小分子多肽、氨基酸、氨類、尸胺、酸類、醛類等揮發(fā)性物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)積累到一定量時(shí)便使肉散發(fā)出刺激的臭味[20-21]。顏色更是被用來(lái)作為感知肉類質(zhì)量和新鮮度的指標(biāo)。在缺氧的情況下，脫氧肌紅蛋白（DeoMb）的色素呈紫色或紫紅色，當(dāng)暴露在空氣中時(shí)，氧合肌紅蛋白（OxyMb）使肌肉呈現(xiàn)鮮紅色，這是消費(fèi)者對(duì)鮮肉的首選顏色。然而，高鐵肌紅蛋白（MetMb）呈暗棕色，消費(fèi)者會(huì)認(rèn)為質(zhì)量下降[22]。脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的自由基，例如4-羥基壬烯醛，是脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的二級(jí)醛產(chǎn)物，能引發(fā)氧合OxyMb與MetMb的反應(yīng)，使肉發(fā)生變色，影響肉的營(yíng)養(yǎng)和感官[23]。

1.3 其他變化導(dǎo)致冷鮮肉腐敗變質(zhì)。

溫度的變化不僅會(huì)導(dǎo)致肉品表面各種致腐微生物的活動(dòng)頻繁，肉汁流失，引起脂肪及脂溶性成分的氧化、褐變，從而導(dǎo)致品質(zhì)下降，而且還會(huì)影響到肉品中酶的活性。濕度會(huì)引起食品吸濕或脫濕，引起食品形態(tài)收縮變形。此外，對(duì)肉品品質(zhì)造成較大影響的因素還有pH，冷鮮肉的正常pH低于7.0，大多數(shù)腐敗菌在pH 7.0左右生長(zhǎng)迅速，隨著生肉pH的增高，腐敗菌更容易生長(zhǎng)[24-26]。

2 冷鮮牛肉貯藏保鮮技術(shù)

2.1 物理保鮮技術(shù)

目前，在冷鮮肉貯藏保鮮研究中常見(jiàn)的物理保鮮技術(shù)有真空包裝、氣調(diào)包裝、超高壓處理、輻射保鮮等。通過(guò)這些方式，以減弱微生物生命活動(dòng)、降低自身干耗、延緩脂肪、蛋白質(zhì)氧化降解等方式來(lái)延緩新鮮肉類的腐敗變質(zhì)速度，從而達(dá)到維持冷鮮肉品質(zhì)的目的。

2.1.1 真空包裝技術(shù)

真空保鮮是冷鮮肉保鮮最普遍的方法之一，冷鮮牛肉真空保鮮即采用阻隔性能較好的包裝材料，在真空條件下進(jìn)行低溫貯存以延長(zhǎng)冷鮮肉貨架期的一種保鮮技術(shù)[27]，采用真空包裝的冷鮮肉貨架期可以達(dá)到21～28 d[28]。它的作用主要有：（1）真空包裝隔絕了外界環(huán)境對(duì)肉品的影響，抑制了肉品中水滲出或水分蒸發(fā)引起的質(zhì)量損失；達(dá)到防塵、防潮等目的[29]；（2）在整個(gè)貯藏過(guò)程中，造成低氧環(huán)境，抑制了耗氧腐敗菌的生長(zhǎng)，蛋白質(zhì)降解和脂肪氧化酸敗減少，使乳酸菌和厭氣菌增殖，pH降低至5.6～5.8，進(jìn)而抑制其他菌的生長(zhǎng)[27]；（3）減壓造成低溫，進(jìn)一步降低了牛肉的呼吸作用強(qiáng)度[30]；（4）減緩脂肪氧化速度。因此，經(jīng)過(guò)真空包裝過(guò)的冷卻牛肉能夠顯著延長(zhǎng)它的貯存期[31]，從而提高分銷效率和市場(chǎng)營(yíng)銷的產(chǎn)品。郭榮珍等[32]研究證明真空包裝不僅可以保持水牛肉的色澤和保水性，降低TVB-N、菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)，還能有效抑制蛋白質(zhì)的氧化，其保鮮效果優(yōu)于托盤包裝和涂膜托盤包裝。

2.1.2 氣調(diào)包裝技術(shù)

氣調(diào)包裝是對(duì)食品包裝抽真空去除氣態(tài)環(huán)境或改變空氣正常成分，并充入所需的氣態(tài)氣氛作為代替，通常所充入的是混合氣體而不是單一類型的氣體，來(lái)抑制微生物呼吸，降低微生物的活性，進(jìn)而減緩其生長(zhǎng)繁殖，降低肉品氧化的速度，從而保證肉品的品質(zhì)[33]。氣調(diào)包裝材料需要阻擋水分和氣體滲透以在儲(chǔ)存期間保持恒定的包裝環(huán)境，然后主要通過(guò)使用不同濃度的不同氣體來(lái)創(chuàng)造肉類所需的特定儲(chǔ)藏環(huán)境，從而達(dá)到延長(zhǎng)肉類保鮮時(shí)間的效果，一般通過(guò)充氣包裝的冷鮮牛肉貨架期可達(dá)到10～14 d[34]。常用的氣體主要有：（1）氧氣，可以保持肉類包裝中較高的氧氣分壓，有利于生成氧合肌紅蛋白，維持肉的鮮紅色澤，抑制厭氧微生物的繁殖；（2）氮?dú)?，屬于惰性氣體，性質(zhì)穩(wěn)定，可以防止肉吸收CO2造成的包裝內(nèi)壓力下降，減少質(zhì)量損失，還能起到抑制肉品氧化酸敗、霉菌生長(zhǎng)的作用；（3）二氧化碳，它具有水溶性，可以有效抑制微生物的繁殖，減緩肉類氧化和酶的活性，研究表明包裝中二氧化碳的含量?jī)H需高于30%，就能夠呈現(xiàn)出十分明顯的抑菌效果[35-37]。還有，在混合氣體中加入低濃度CO能夠使冷卻牛肉具有誘人的櫻桃紅色[38]。

冷鮮牛肉氣調(diào)包裝保鮮效果受多方面因素的影響，其主要因素有各種氣體的配合比例、冷卻肉在包裝前的預(yù)處理、牛肉質(zhì)量貯藏溫度以及包裝材料的選擇等[39]。周立等[40]研究證明，氣調(diào)包裝（0.4%CO+69.6% N2+30% CO2）具有更長(zhǎng)的保鮮期，是較好的羊肉保鮮技術(shù)。王洪江等[41]研究證明，單純的氣調(diào)包裝可以延長(zhǎng)冷鮮牛肉的新鮮度，而氣調(diào)包裝（45%O2+45% CO2+10% N2）結(jié)合吸水襯墊可以顯著延長(zhǎng)冷鮮牛肉的貨架期。

2.1.3 超高壓處理保鮮技術(shù)

超高壓處理作為一種新型的非熱加工技術(shù)，操作簡(jiǎn)單、耗能較低，能較好地保持食品的原有品質(zhì)。它是以水、甘油、油-水混合物為傳遞介質(zhì)，用100～1 000 MPa壓力處理包裝過(guò)的食品物料，通過(guò)高壓殺死絕大多數(shù)的細(xì)菌微生物[42]。高壓環(huán)境下，菌體的蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)遭破壞，引起蛋白質(zhì)變性，菌體的細(xì)胞膜結(jié)果會(huì)被破壞[43-44]，高壓使膜中的磷脂結(jié)晶化，從而使細(xì)胞膜的通透性改變[28]，進(jìn)而導(dǎo)致微生物菌體死亡[45]。室溫下就可以使蛋白質(zhì)變性、酶失活、微生物死亡，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的目的[44]。

超高壓殺菌技術(shù)能均勻、快速地將壓力傳遞至樣品，不因樣品形狀和大小的不同而有所差異，這遵循帕斯卡定律，由于高壓只對(duì)形成蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)的非共價(jià)鍵產(chǎn)生作用，食品的新鮮度、感官特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值幾乎不受影響[46-48]，因此超高壓殺菌在肉類行業(yè)中的應(yīng)用具有很大潛力[49]。謝晶等[50]對(duì)超高壓結(jié)合不同氣調(diào)包裝對(duì)冷藏帶魚(yú)的保鮮效果進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超高壓處理結(jié)合60% CO2+7% O2+33% N2的氣調(diào)包裝不僅能夠顯著延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，還能較好地保持冷藏帶魚(yú)原有的新鮮度。有研究證實(shí)，經(jīng)超高壓處理后李斯特桿菌等致病菌和腐敗菌被殺滅，肉制品保質(zhì)期得到有效延長(zhǎng)，而產(chǎn)品品質(zhì)變化很小[51]。超高壓保鮮技術(shù)在冷鮮牛肉的生產(chǎn)應(yīng)用中，可以保持肉品風(fēng)味、改善肉品品質(zhì)、提高微生物安全性等，它是低溫肉制品加工的一條新途徑，為低溫肉制品的加工、保鮮和開(kāi)發(fā)提供了廣闊前景[52]。

2.1.4 輻射保鮮技術(shù)

輻射保鮮技術(shù)是一種現(xiàn)代冷加工技術(shù)，利用放射性物質(zhì)60Co或137Cs作放射源發(fā)出的γ射線，或者利用電子加速器產(chǎn)生的電子束及X射線，在一定劑量范圍內(nèi)穿透固體物質(zhì)，通過(guò)破壞細(xì)胞壁殺滅原料肉中的病原微生物及腐敗菌，來(lái)延長(zhǎng)食物的貯藏期。使用最廣泛的放射源是60Co[53-54]。由于γ射線輻照比電子束輻照的穿透能力強(qiáng)，殺菌效率更高，因此多用于肉類產(chǎn)品的保鮮，而電子束輻照則多用于谷物類或其他低密度食品的保鮮[55]。輻射保鮮技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、節(jié)約能源、高效、可連續(xù)操作和易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)[56]。輻照的任何食品是安全的，不存在毒理學(xué)的危害。由于食品內(nèi)部溫度變化不大，食品的色、香、味方面不會(huì)有多大變化，所以能大限度地減少食品的品質(zhì)和風(fēng)味的損失[54]。Lacroix等[57]用6 kGy的γ射線輻照處理真空包裝冷鮮豬背最長(zhǎng)肌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)貯藏43 d后，豬肉感官品質(zhì)良好，微生物數(shù)量也未超標(biāo)。電子束輻照對(duì)牛肉[58]、豬肉[59]等也有較好的保鮮作用。

輻照保鮮技術(shù)雖然可以有效殺滅肉品中腐敗菌和致病菌，極大地延長(zhǎng)肉類的貨架期，但由于人們目前對(duì)于這一技術(shù)的普遍認(rèn)知程度和信任度不高，從而抑制了這一技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[55]。

2.2 防腐保鮮技術(shù)

在冷鮮牛肉的防腐保鮮中，添加防腐劑是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的保鮮方法，能夠抑制或殺滅肉中的微生物，抑制蛋白質(zhì)氧化，從而延長(zhǎng)冷鮮肉的保質(zhì)期[60]。保鮮劑根據(jù)其來(lái)源可分為化學(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)保鮮是將抑菌效果好和安全性高的化學(xué)物質(zhì)作為食品添加劑用于食品生產(chǎn)、貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中，從而達(dá)到抑制微生物生長(zhǎng)和防止食品發(fā)生腐敗的目的[60]。在冷鮮牛肉保鮮方面，有應(yīng)用研究的化學(xué)保鮮劑主要有乳酸及其鹽類、山梨酸及其鉀鹽類、丙酸及其鹽類、檸檬酸、抗壞血酸、混合磷酸鹽類等[62]。羅欣等[63]使用丙酸鈣、乳酸鈉、山梨酸鉀等保鮮劑分別單獨(dú)對(duì)高檔牛肉冷卻肉進(jìn)行保鮮，取得了較好的保鮮效果。韓玲[64]試驗(yàn)研究表明，用8%醋酸鈉、8%山梨酸鉀和0.5%檸檬酸鈉配成復(fù)合有機(jī)鹽溶液處理原料肉，能有效地延長(zhǎng)肉的保鮮期?；瘜W(xué)保鮮劑的保鮮效果雖好，但如果使用不當(dāng)可能會(huì)影響人體健康，這使得化學(xué)保鮮技術(shù)的發(fā)展受到很大的限制[65]。

2.2.2 天然保鮮劑

天然保鮮劑主要分為植物源保鮮劑如香辛料、中藥提取物、迷迭香浸提物、茶多酚等，動(dòng)物源保鮮劑如殼聚糖、蜂膠等，以及微生物源保鮮劑如乳酸鏈球菌素（Nisin）、納他霉素等。

（1）天然香辛料提取物。香辛料精油中所含的酚類物質(zhì)與抗菌活性密切相關(guān)，是香辛料真正起作用的物質(zhì)。丁香、肉桂和牛至是公認(rèn)抗菌能力最強(qiáng)的香辛料，它們的精油中含有丁香酚、桂皮醛和香荊介酚，有很強(qiáng)的抗菌活性[66]。姚成強(qiáng)等[67]發(fā)現(xiàn)用丁香精油和桂皮精油處理冷卻豬肉能在一定程度上延緩其腐敗變質(zhì)。

（2）殼聚糖。殼聚糖是一種天然生物多糖，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌都有很好的抑菌效果[68]，在肉類保鮮方面已經(jīng)進(jìn)行了許多相關(guān)研究。夏秀芳等[69]在豬肉保鮮試驗(yàn)中添加殼聚糖2%的醋酸溶液，結(jié)果表明，殼聚糖可使鮮肉的保鮮度延長(zhǎng)6 d。

（3）蜂膠。蜂膠是一種天然黏性樹(shù)脂物質(zhì)，幫助蜜蜂抵御病蟲(chóng)害入侵蜂巢、修補(bǔ)巢房和內(nèi)環(huán)境消毒殺菌[70]。蜂膠除了具有抗細(xì)菌、抗真菌、抗病毒特性外，它還具有其他生物活性，如抗氧化、消炎、抗癌、保肝和抗誘變等，這些特性使得蜂膠成為天然的肉制品保鮮劑[71]。湯鳳霞等[72]用蜂膠乙醇提取液對(duì)冷卻豬肉進(jìn)行保鮮試驗(yàn)，結(jié)果表明，蜂膠具有良好的抑菌、殺菌和抗氧化的作用，延緩冷卻豬肉的腐敗變質(zhì)。

（4）乳酸鏈球菌素（Nisin）。Nisin是從乳酸鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)物中提取的一類多肽化合物具有對(duì)許多革蘭氏陽(yáng)性菌（G+），它對(duì)能產(chǎn)芽胞的G+菌有很強(qiáng)的抑制作用。Nisin食入人體后被蛋白酶分解不會(huì)產(chǎn)生如其他抗菌素引起的抗性、過(guò)敏性問(wèn)題，因此Nisin是一種安全的天然食品防腐劑[53]。羅欣等[73]試驗(yàn)結(jié)果顯示，將Nisin應(yīng)用于冷卻牛肉的保鮮中，有顯著的抑菌作用，且保鮮效果隨濃度的增加而增強(qiáng)。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，冷鮮牛肉保鮮技術(shù)的許多難點(diǎn)在不斷得到突破。微生物的增殖是造成冷鮮牛肉食品腐敗的最關(guān)鍵因素，在冷鮮牛肉流通中，任何單一的保鮮措施都有其優(yōu)缺點(diǎn)，多種保鮮技術(shù)結(jié)合使用可以達(dá)到較好的保鮮效果。冷鮮牛肉保鮮技術(shù)的研究還有很多發(fā)展空間，在達(dá)到保鮮效果基礎(chǔ)上，還要綜合考慮保鮮成本，做到既保證產(chǎn)品的品質(zhì)，也能為產(chǎn)業(yè)增加創(chuàng)收。越來(lái)越多的保鮮新技術(shù)、新方法和新設(shè)備不斷被應(yīng)用于其中，從而更好地促進(jìn)肉制品工業(yè)的發(fā)展。