冷等離子體處理對(duì)生鮮雞胸肉殺菌效果及品質(zhì)影響

程騰，薛冬，鄭凱茜，相啟森，白艷紅

冷等離子體處理對(duì)生鮮雞胸肉殺菌效果及品質(zhì)影響

程騰1,2，薛冬1,2，鄭凱茜1,2，相啟森1,2，白艷紅1,2

（1.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450001； 2.河南省冷鏈?zhǔn)称焚|(zhì)量與安全控制重點(diǎn)室，鄭州 450001）

研究沿面介質(zhì)阻擋放電（Surface Dielectric Barrier Discharge，SDBD）等離子體對(duì)生鮮雞胸肉的殺菌作用及品質(zhì)影響。采用放電功率為260 W的SDBD等離子體分別處理生鮮雞胸肉2 min和4 min，并于4 ℃貯藏12 d。每隔3 d取樣，測(cè)定菌落總數(shù)、色澤、pH、汁液流失率、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（Thiobarbituric Acid Reactive Substances，TBARS）含量、揮發(fā)性鹽基氮（Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N）含量及質(zhì)構(gòu)特性。經(jīng)SDBD等離子體處理2 min或4 min，并于4 ℃貯藏12 d后，生鮮雞胸肉的菌落總數(shù)分別為7.16 lg(CFU/g)和6.70 lg(CFU/g)，均低于對(duì)照組樣品的菌落總數(shù)（7.55 lg(CFU/g)）。此外，SDBD等離子體處理能夠顯著（<0.05）改善冷藏期間雞胸肉的品質(zhì)參數(shù)，如pH、色澤（*、*和*）、汁液流失率、TVB–N含量和質(zhì)構(gòu)特性（硬度、彈性、咀嚼性等），但對(duì)脂質(zhì)氧化具有促進(jìn)作用。SDBD等離子體對(duì)生鮮雞胸肉具有良好的殺菌效果，并有效保持了其品質(zhì)，在雞胸肉保鮮上具有巨大的應(yīng)用前景。

沿面介質(zhì)阻擋放電；雞胸肉；微生物失活；品質(zhì)指標(biāo)

肉類(lèi)營(yíng)養(yǎng)豐富，極易在加工、包裝、貯藏和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程污染微生物，主要包括乳酸菌、沙門(mén)氏菌（spp.）、李斯特菌（spp.）、假單胞菌（spp.）、魏斯氏菌（spp.）、空腸彎曲桿菌（spp.）等[1-2]。微生物不僅導(dǎo)致肉品發(fā)生腐敗變質(zhì)，失去食用價(jià)值并造成經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)引發(fā)食源性疾病，嚴(yán)重威脅消費(fèi)者健康。目前，主要采用低溫冷凍、冰溫貯藏、氣調(diào)包裝等技術(shù)進(jìn)行肉品保鮮，但普遍存在能耗高、品質(zhì)劣變嚴(yán)重等問(wèn)題。近年來(lái)，超高壓、輻照、冷等離子體、脈沖電場(chǎng)等非熱加工技術(shù)在肉品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注[3-4]。

等離子體是一種宏觀呈電中性的電離氣體，主要由電子、正離子、負(fù)離子、自由基、基態(tài)原子或原子團(tuán)、分子、光子等組成，被認(rèn)為是繼固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之后物質(zhì)存在的第4種狀態(tài)。冷等離子體（Cold Plasma，CP）是一種新型的食品非熱加工技術(shù)，主要通過(guò)氣體放電產(chǎn)生，具有處理溫度低、處理效率高、能耗低、無(wú)二次污染、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。在食品殺菌保鮮、殺蟲(chóng)、降解農(nóng)藥殘留和真菌毒素、失活食品內(nèi)源酶等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[5-8]。Ulbin-Figlewicz等[9]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)低壓冷等離子體（0.8 MPa，氦氣）處理10 min后，豬肉表面嗜冷菌、菌落總數(shù)和酵母/霉菌總數(shù)分別降低了2.70、2.96和3.08 lg(CFU/cm2)，同時(shí)未對(duì)其色澤、pH等品質(zhì)指標(biāo)造成不良影響。王晨等[10]發(fā)現(xiàn)，冷等離子體處理能夠有效殺滅預(yù)包裝鹽水鴨的鴨胸肉及鴨脖表面微生物，最多可使貨架期從5～6 d顯著延長(zhǎng)至15 d，同時(shí)能夠有效降低產(chǎn)品汁液損失率，并抑制貯藏期間總色差值的升高。這些研究表明，CP處理可有效防止肉及肉制品的腐敗，并降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)，在肉及肉制品應(yīng)用上巨大的潛力。目前，關(guān)于CP在生鮮肉保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要集中在生鮮豬肉、牛肉、羊肉等產(chǎn)品[11-13]，CP處理能夠抑制微生物的生長(zhǎng)，維持生鮮肉的色澤，起到保鮮和延長(zhǎng)貨架期的效果。CP關(guān)于生鮮禽肉殺菌保鮮的應(yīng)用研究尚不充分。本文以生鮮雞胸肉為研究對(duì)象，以未經(jīng)CP處理的生鮮雞胸肉為對(duì)照組，研究沿面介質(zhì)阻擋放電（Surface Dielectric Barrier Discharge，SDBD）等離子體處理不同時(shí)間后，生鮮雞胸肉在4 ℃冷藏條件下的微生物生長(zhǎng)及品質(zhì)變化規(guī)律；分析其對(duì)雞胸肉微生物指標(biāo)、理化指標(biāo)（持水力、pH、色澤、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（Thiobarbituric Acid Reactive Substances，TBARS）、揮發(fā)性鹽基氮（Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N）等）和感官品質(zhì)的影響，以期為CP技術(shù)在生鮮肉保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與試劑

主要材料與試劑：冷鮮雞胸肉購(gòu)于鄭州某大型超市，4 ℃貯藏備用；平板計(jì)數(shù)瓊脂、營(yíng)養(yǎng)瓊脂和營(yíng)養(yǎng)肉湯，北京路橋技術(shù)有限責(zé)任公司；硫代巴比妥酸、三氯乙酸、叔丁基羥基茴香醚等均為分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

主要儀器與設(shè)備：SC–80C型全自動(dòng)色差儀，北京康光光學(xué)儀器有限公司；PHSJ–3F型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器有限公司；HX–4M型拍打式勻漿機(jī)，上海滬析實(shí)業(yè)有限公司；TA.XT.Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)Stable Micro System公司；UV–1800PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美析儀器有限公司；SW–CJ–1FD型超凈工作臺(tái)，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；TGL–16M型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；THZ–103B型恒溫培養(yǎng)搖床，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；Tecan Spark 20型多功能微孔板讀數(shù)儀，瑞士Tecan公司。

1.3 方法

1.3.1 SDBD等離子體處理

采用的SDBD等離子體裝置示意圖見(jiàn)圖1。在超凈工作臺(tái)內(nèi)，用無(wú)菌刀切成尺寸為2 cm×2 cm×1 cm（4.00 g±0.05 g）的肉塊。將雞胸肉樣品置于SDBD等離子體裝置進(jìn)行處理2 min或4 min，放電功率為260 W，以未處理組作為對(duì)照。將各組樣品置于4 ℃貯藏12 d。每3 d取樣，測(cè)定菌落總數(shù)和理化指標(biāo)。

1.3.2 菌落總數(shù)測(cè)定

處理結(jié)束后，按照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》測(cè)定菌落總數(shù)[14]，結(jié)果表示為lg(CFU/g)。

1.3.3 色澤測(cè)定

參考Xiang等[15]的方法，采用WSC–80C型全自動(dòng)色差計(jì)測(cè)定樣品的色差。測(cè)定參數(shù)為L、a、b值，每次測(cè)定前用比色板對(duì)色差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)樣品重復(fù)8次，取平均值。通過(guò)式（1）計(jì)算總色差Δ。

圖1 沿面介質(zhì)阻擋放電裝置示意圖

式中：0、0和0為第0天雞胸肉樣品的色澤參數(shù)；L、a和b為同一雞胸肉樣品經(jīng)不同處理后的色澤參數(shù)。

1.3.4 pH的測(cè)定

參考Wang等[16]的方法，將10 g樣品絞碎后加入蒸餾水至100 mL，均質(zhì)，制備樣品勻漿液；然后用pH計(jì)測(cè)定（25±1）℃條件下每組樣品勻漿液的pH值，每個(gè)樣品測(cè)3次，結(jié)果取平均值。

1.3.5 汁液流失率測(cè)定

參照Liu等[17]的方法，將樣品分別儲(chǔ)藏0、3、6、9和12 d后取出樣品，用吸水紙吸去表面水分后再次稱(chēng)量，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。

式中：為汁液流失率，%；1為樣品的初始質(zhì)量，g；2為貯藏不同時(shí)間后樣品的質(zhì)量，g。

1.3.6 脂肪氧化測(cè)定

參考Nam等[18]的方法測(cè)定樣品的TBARS值，取5 g樣品加入15 mL蒸餾水并用均質(zhì)機(jī)（12 000）均質(zhì)10 s；從中取出1 mL均質(zhì)液置于25 mL比色管中，加入50 μL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.2%的叔丁基羥基茴香醚（Butylated Hydroxyanisole，BHA）溶液、2 mL的硫代巴比妥酸（Thiobarbituric Acid，TBA）和三氯乙酸（Trichloroacetic Acid，TCA）的混合液（含濃度為20 mmol/L的TBA與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的TCA溶液），渦旋混勻后在90 ℃水浴中反應(yīng)15 min；隨后冷卻、離心（2 000，10 min)，取上清并使用紫外分光光度計(jì)讀取其在532 nm處的吸光度。相同條件下使用1 mL的蒸餾水代替樣品作為空白對(duì)照，每組做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，取平均值。TBARS值（）表示為冷鮮雞胸肉中的丙二醛含量（mg/kg），計(jì)算式見(jiàn)式（3）。

1.3.7 揮發(fā)性鹽基氮含量測(cè)定

參考Wang等[16]的方法測(cè)定樣品的TVB–N含量。將不同貯藏時(shí)間和不同處理組的樣品絞碎，之后稱(chēng)取10.0 g樣品并置于錐形瓶中，加入75 mL去離子水?dāng)嚢杈鶆虿⒄駬u，使試樣在樣液中分散均勻，浸漬30 min。采用自動(dòng)凱式定氮儀法測(cè)定TVB–N含量，每組樣品做3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.8 質(zhì)構(gòu)分析

采用TA–XT plus質(zhì)構(gòu)儀對(duì)樣品（2 cm×2 cm）進(jìn)行測(cè)試[17]，使用直徑為50 mm的圓柱形探頭（P50）測(cè)試。測(cè)試前速為10 mm/s、測(cè)中速度為2 mm/s、測(cè)后速度為5 mm/s，壓縮樣品高度為3 mm，時(shí)間為5 s，觸發(fā)類(lèi)型為自動(dòng)，觸發(fā)力為5 g。每個(gè)樣品重復(fù)8次[19]。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

每次均重復(fù)3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用Prism軟件（Graphpad 7.0）繪圖，采用SPSS 24.0進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），采用LSD多重比較進(jìn)行顯著性分析（＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 SDBD等離子體對(duì)雞胸肉的殺菌效果

菌落總數(shù)是反映肉的腐敗程度的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為生鮮畜禽肉中微生物的限量標(biāo)準(zhǔn)為6 lg(CFU/g)。由圖2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理組雞胸肉菌落總數(shù)逐漸升高。經(jīng)在4 ℃貯藏6和12 d后，對(duì)照組樣品菌落總數(shù)由初始的(4.01±0.25) lg(CFU/g)升高至(6.00±0.65) lg(CFU/g)和(7.62±0.31) lg(CFU/g)。與對(duì)照組相比，SDBD等離子體處理組樣品菌落總數(shù)明顯降低。經(jīng)SDBD等離子體處理2 min和4 min并于4 ℃貯藏后，樣品中菌落總數(shù)分別為(3.62±0.25) lg(CFU/g)和(3.53±0.25) lg(CFU/g)（圖2）。這可能是因?yàn)镃P處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生臭氧和氮氧化物等活性氧物質(zhì)[20]。活性氧與細(xì)胞膜發(fā)生反應(yīng)，或者通過(guò)細(xì)胞膜的擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，胞內(nèi)成分被破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[21]。以上結(jié)果表明，SDBD等離子體處理能夠有效抑制貯藏過(guò)程中雞胸肉中微生物的生長(zhǎng)繁殖，這與杜曼婷等[13]報(bào)道的CP對(duì)羊肉的殺菌效果隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)相一致。這可能是因?yàn)樘幚頃r(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)使等離子體中的活性氧、活性氮等活性物質(zhì)的濃度增加[22]。Fr?hling等[23]也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)微波放電等離子體處理并于5 ℃貯藏20 d后，豬肉中菌落總數(shù)為2.05～2.08 lg(CFU/g)，顯著低于對(duì)照組樣品中的菌落總數(shù)9.69 lg(CFU/g)。此外，其他非熱加工技術(shù)也逐漸應(yīng)用于生鮮肉保鮮領(lǐng)域，Kruk等[24]采用超高壓技術(shù)處理雞胸肉5 min，在450 MPa和600 MPa的壓力下沙門(mén)氏菌和大腸桿菌等致病菌幾乎被消除，但是較高的壓力導(dǎo)致色澤劣變，肉的硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性顯著降低。

圖2 SDBD等離子體處理對(duì)貯藏過(guò)程中雞胸肉菌落總數(shù)的影響

2.2 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉色澤的影響

色澤是評(píng)價(jià)肉品品質(zhì)的指標(biāo)之一，直接影響到消費(fèi)者對(duì)肉品的購(gòu)買(mǎi)意向。a值代表紅度值，b值代表黃度值，L值代表亮度值。雞胸肉在貯藏過(guò)程中，由于氧化的作用，肌紅蛋白會(huì)生成高鐵肌紅蛋白，導(dǎo)致*值和*值下降，另外一些生化反應(yīng)，比如微生物分泌的水溶性或脂溶性色素也會(huì)導(dǎo)致L值下降。由表1可知，所有雞胸肉樣品在儲(chǔ)藏期間的L值、a值均逐漸降低，在儲(chǔ)藏第12天，測(cè)得處理組的L值顯著高于對(duì)照組的，a值無(wú)顯著差異（>0.05）。雞胸肉的b值在儲(chǔ)藏期間持續(xù)上升，這可能是因?yàn)殡u胸肉的脂肪氧化程度加深[25]。在儲(chǔ)藏第12天，處理組樣品的b值顯著低于對(duì)照組的，說(shuō)明SDBD等離子體處理有利于維持雞胸肉的黃度值。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min和4 min后，與對(duì)照組相比，處理組雞胸肉的*值分別降低了1.39和2.62。這可能是因?yàn)镃P處理過(guò)程中產(chǎn)生的活性物質(zhì)如過(guò)氧化氫與肌紅蛋白反應(yīng)，導(dǎo)致*值降低。同樣地，Luo等[26]也發(fā)現(xiàn)DBD等離子體處理導(dǎo)致豬肉的a值顯著下降。此外，Moutiq等[27]認(rèn)為CP處理肉品的色澤變化可能是因?yàn)榈入x子體電極溫度的升高，這導(dǎo)致樣品溫度升高5～6 ℃。雞肉的肌肉和脂肪結(jié)構(gòu)非常敏感，更容易氧化變色，因此，在CP處理過(guò)程中，通過(guò)冷卻電極來(lái)防止樣品溫度升高，對(duì)保持肉品色澤非常重要。

總色差（Δ）是表示生鮮雞胸肉在不同時(shí)間的色差參數(shù)。雞胸肉在冷藏期間Δ值的變化如表1所示。各組樣品雞胸肉Δ值在儲(chǔ)藏期間持續(xù)升高。在儲(chǔ)藏12 d后，對(duì)照組樣品的Δ值最高，為（13.57±0.73）。SDBD等離子體處理后樣品的值顯著低于對(duì)照組的（<0.05）。以上結(jié)果表明，SDBD等離子處理能夠較好地保持雞胸肉的色澤。

表1 不同處理組生鮮雞胸肉在儲(chǔ)藏期間的色澤變化

Tab.1 Changes in color characteristics of chicken breasts in each group during storage

注：結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示（=8）；經(jīng)LSD檢驗(yàn)，同一列的不同大寫(xiě)字母（A—C）表示隨處理時(shí)間的不同質(zhì)構(gòu)參數(shù)的平均值有顯著性差異（<0.05），同一行的不同小寫(xiě)字母（a—e）表示隨貯藏時(shí)間的不同質(zhì)構(gòu)參數(shù)的平均值有顯著性差異（<0.05）。

2.3 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉pH的影響

pH是判斷肉品質(zhì)和新鮮程度的重要指標(biāo)之一。由圖3可知，雞胸肉的初始pH值為（5.33±0.08）。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，雞胸肉樣品的pH逐漸升高，并在第12天升高至（7.55±0.53）。雞胸肉樣品pH的變化規(guī)律與圖3中菌落總數(shù)的變化相一致。貯藏過(guò)程中，在微生物的作用下，雞胸肉樣品中的氨基酸和蛋白質(zhì)發(fā)生分解，并生成氨、胺類(lèi)等堿性物質(zhì)，從而造成pH值升高[28]。與對(duì)照組相比，貯藏過(guò)程中SDBD等離子體處理樣品的pH值均顯著降低（<0.05）。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min，并于4 ℃貯藏12 d后，處理組雞胸肉的pH分別升高至（6.77±0.53）和（6.55±0.53）。上述結(jié)果與Fr?hling等[23]的報(bào)道一致。Fr?hling等發(fā)現(xiàn)，經(jīng)于5 ℃貯藏20 d后，生鮮豬肉的pH值由初始的5.6升高至6.0，而微波放電冷等離子體處理豬肉的pH在貯藏過(guò)程中未發(fā)生顯著變化。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min后，與對(duì)照組相比，處理組雞胸肉的pH值分別降低了0.10和0.16。這可能是因?yàn)镃P處理過(guò)程中產(chǎn)生了大量氮氧化物，其中氮氧化物與肌肉表面的水反應(yīng)形成濃度較低的硝酸和亞硝酸[29]。

圖3 貯藏過(guò)程中雞胸肉pH的變化規(guī)律

2.4 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉汁液流失率的影響

持水力是評(píng)價(jià)鮮肉與肉制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。持水力影響冷鮮肉的嫩度、色澤、多汁性、蒸煮損失和風(fēng)味等品質(zhì)指標(biāo)[30]，常用汁液流失率來(lái)評(píng)價(jià)肉品的持水性。由圖4可知，雞胸肉的汁液流失率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高。SDBD等離子體處理雞胸肉后于4 ℃貯藏12 d，對(duì)照組的雞胸肉樣品的汁液流失率為（7.60±1.38）%，顯著高于初始的（2.64±0.66）%（<0.05）。與對(duì)照組相比，SDBD等離子體處理能夠顯著抑制貯藏過(guò)程中汁液流失率的升高。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min并于4 ℃貯藏12 d后，雞胸肉樣品的汁液流失率分別為（6.35±1.38）%和（4.85±1.38）%，均低于對(duì)照組樣品。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min后，與對(duì)照組相比，處理組雞胸肉的汁液流失率分別降低了1.29%和0.92%。這可能是因?yàn)槿獾膒H值降低，當(dāng)pH值達(dá)到主要蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，如肌球蛋白，蛋白質(zhì)上的正負(fù)電荷數(shù)量基本相等，正負(fù)基團(tuán)相互吸引，導(dǎo)致蛋白質(zhì)所能吸收和保持的水量減少。此外，雞胸肉表面蛋白質(zhì)的變性也會(huì)導(dǎo)致肌肉的汁液流失率下降[31]。然而，Moutiq等[27]采用介質(zhì)阻擋放電等離子體處理包裝袋內(nèi)的雞胸肉3 min，發(fā)現(xiàn)雞胸肉的持水力未發(fā)生顯著變化（>0.05），但該研究未評(píng)價(jià)貯藏過(guò)程中雞胸肉樣品持水力的變化情況。CP處理對(duì)改善肉品冷藏過(guò)程中持水力的作用機(jī)制尚不明確，有待今后進(jìn)一步深入研究探討。

圖4 貯藏過(guò)程中雞胸肉液流失率的變化規(guī)律

2.5 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉TBARS含量的影響

研究證實(shí)脂質(zhì)氧化是肉類(lèi)加工過(guò)程中引起品質(zhì)劣變的主要因素。如圖5所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組雞胸肉樣品的TBARS含量逐漸升高。SDBD等離子體處理雞胸肉后于4 ℃貯藏12 d，對(duì)照組樣品的TBARS含量由初始的（0.17±0.05）mg/kg升高至（1.22±0.14）mg/kg。與對(duì)照組相比，SDBD等離子體處理造成雞胸肉樣品TBARS含量顯著升高。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min，并于4 ℃貯藏12 d后，雞胸肉樣品的TBARS含量分別升高至（1.32±0.14）mg/kg和（1.49±0.14）mg/kg。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min后，與對(duì)照組相比，處理組雞胸肉TBARS含量分別升高了0.06 mg/kg和0.10 mg/kg。類(lèi)似結(jié)果在生鮮豬肉、牛肉、羊肉等中已有報(bào)道[32-33]。岑南香等[33]也發(fā)現(xiàn)，冷等離子體處理能夠促進(jìn)生鮮羊肉發(fā)生脂質(zhì)氧化，且TBARS值隨冷等離子體處理時(shí)間延長(zhǎng)、處理電壓升高和處理后放置時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸升高。與牛肉、豬肉等紅肉相比，CP處理雞胸肉脂質(zhì)氧化程度較小，這可能是因?yàn)殡u肉的脂肪含量較低[34]。Lee等[35]使用24 kV的DBD等離子體處理水煮雞胸肉3 min，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在4 ℃貯藏期間，處理組雞胸肉的TBARS值與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。沿面介質(zhì)阻擋放電所產(chǎn)生的等離子體富含活性氧、活性氮等活性物質(zhì)，能夠誘導(dǎo)雞胸肉發(fā)生脂質(zhì)氧化，進(jìn)而造成TBARS含量升高[32-33]。因此，在今后的研究中，應(yīng)通過(guò)優(yōu)化處理工藝、添加抗氧化劑等方法抑制CP處理造成的肉品脂質(zhì)氧化，避免CP處理對(duì)肉品品質(zhì)造成不良影響。

圖5 貯藏過(guò)程中雞胸肉TBARS含量的變化規(guī)律

2.6 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉TVB–N含量的影響

TVB–N是評(píng)價(jià)肉質(zhì)新鮮度的重要指標(biāo)。如圖6所示，各組雞胸肉樣品的TVB–N含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高。在4 ℃貯藏12 d后，對(duì)照組樣品的TVB–N含量由初始的（10.94±0.34）mg/kg升高至（72.73±12.16）mg/kg。在貯藏過(guò)程中，微生物的作用下，肉和肉制品中的蛋白質(zhì)、核酸等發(fā)生分解并產(chǎn)生氨和胺類(lèi)物質(zhì)（如二甲胺、三甲胺、腐胺和尸胺等），進(jìn)而造成TVB–N含量升高[36]。由圖6可知，經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min或4 min，并于4 ℃貯藏12 d后，雞胸肉樣品的TVB–N含量分別為（55.71±12.16）mg/kg和（49.16±12.16）mg/kg，均顯著低于對(duì)照組樣品。以上結(jié)果表明，SDBD等離子體處理能夠有效抑制貯藏過(guò)程中雞胸肉樣品TVB–N含量顯著升高并延長(zhǎng)其貨架期。這可能與SDBD等離子體的殺菌作用有關(guān)。翟國(guó)臻等[37]也發(fā)現(xiàn)空氣、氮?dú)夂蜌鍤饣瑒?dòng)弧放電等離子體能夠有效殺滅冷鮮豬肉表面微生物，并抑制貯藏過(guò)程中TVB–N含量的升高。

圖6 貯藏過(guò)程中雞胸肉TVB–N含量的變化規(guī)律

2.7 SDBD等離子體處理對(duì)雞胸肉質(zhì)構(gòu)特性的影響

肉品的質(zhì)構(gòu)是其主要的感官指標(biāo)之一，直接關(guān)系到嫩度、口感、可食性等食用品質(zhì)。由表2可知，在儲(chǔ)藏過(guò)程中，雞胸肉的硬度、彈性、咀嚼性及回彈力均呈下降趨勢(shì)，且處理組樣品整體優(yōu)于對(duì)照組樣品。這可能由于對(duì)照組微生物迅速增加，破壞了雞胸肉的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致雞胸肉的品質(zhì)下降。硬度的下降可能是由于肌肉在內(nèi)源性蛋白酶和微生物的作用下，肌原纖維結(jié)構(gòu)變得松軟[38]，致使雞胸肉硬度降低。處理組樣品的硬度下降速度較緩，從第3天開(kāi)始顯著高于對(duì)照組（<0.05）。彈性能夠反映樣品在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)形變的能力。Alamprese等[39]認(rèn)為產(chǎn)品自身的含水率對(duì)其彈性的影響比較明顯，在特定條件下，產(chǎn)品的含水率越高，彈性越大，因此雞胸肉的汁液損失率增加，持水性下降，彈性呈下降趨勢(shì)。由表2可以看出，雞胸肉的彈性隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，且SDBD等離子體處理組樣品優(yōu)于對(duì)照組樣品，這與雞胸肉的汁液損失率趨勢(shì)保持一致。經(jīng)放電功率為260 W的SDBD等離子體處理2 min和4 min后，與對(duì)照組相比，處理組雞胸肉的硬度、彈性及回彈力無(wú)顯著變化。類(lèi)似地，Lee等[40]研究發(fā)現(xiàn)DBD等離子體處理對(duì)雞胸肉質(zhì)構(gòu)的變化無(wú)顯著影響。Royintarat等[41]使用超聲和等離子體活化水協(xié)同處理雞肉，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)構(gòu)無(wú)顯著變化，這可能是由于超聲系統(tǒng)的耗散能量較低，不足以改變肌肉特性。

表2 不同處理組雞胸肉在儲(chǔ)藏期間的質(zhì)構(gòu)變化

Tab.2 Changes in textural parameters of chicken breasts in each group during storage

注：結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示（=8）；經(jīng)LSD檢驗(yàn)，同一列的不同大寫(xiě)字母（A—C）表示隨處理時(shí)間的不同質(zhì)構(gòu)參數(shù)的平均值有顯著性差異（<0.05），同一行的不同小寫(xiě)字母（a—e）表示隨貯藏時(shí)間的不同質(zhì)構(gòu)參數(shù)的平均值有顯著性差異（<0.05）。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究評(píng)價(jià)了SDBD等離子體對(duì)生鮮雞胸肉的殺菌作用及品質(zhì)影響。結(jié)果表明，SDBD等離子體能夠有效抑制冷藏過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)能有效保持冷藏期間雞胸肉的pH、色澤和質(zhì)構(gòu)特性，并抑制汁液流失率和TVB–N含量的升高，但會(huì)促進(jìn)脂質(zhì)氧化。綜合分析，SDBD等離子體不僅可應(yīng)用于生鮮禽肉的殺菌保鮮，同時(shí)在其他生鮮肉產(chǎn)品安全及品質(zhì)控制方面也具有巨大的應(yīng)用潛力。在今后的工作中，應(yīng)研發(fā)適用于肉品保鮮處理的等離子體設(shè)備，推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；同時(shí)還應(yīng)重點(diǎn)研究CP處理對(duì)肉品中脂肪組分等的影響，嚴(yán)格控制處理?xiàng)l件，將脂質(zhì)氧化控制在可接受范圍內(nèi)。此外，可將CP技術(shù)與其他技術(shù)（冷藏、保鮮劑等）協(xié)同使用，在有效殺滅微生物的同時(shí)，避免對(duì)食品品質(zhì)造成不良影響。

[1] HEREDIA N, GARCIA S. Animals as Sources of Food-Borne Pathogens: A Review[J]. Animal Nutrition, 2018, 4(3): 250-255.

[2] LUONG N D M, COROLLER L, ZAGOREC M, et al. Spoilage of Chilled Fresh Meat Products during Storage: A Quantitative Analysis of Literature Data[J]. Microorganisms, 2020, 8(8): 1198.

[3] LI Hui, SUN Xiao-hong, LIAO Xiao-jun, et al. Control of Pathogenic and Spoilage Bacteria in Meat and Meat Products by High Pressure: Challenges and Future Perspectives[J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2020, 19(6): 3476-3500.

[4] ROSARIO D K A, RODRIGUES B L, BERNARDES P C, et al. Principles and Applications of Non-Thermal Technologies and Alternative Chemical Compounds in Meat and Fish[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2021, 61(7): 116-1183.

[5] BIRANIA S, ATTKAN A K, KUMAR S, et al. Cold Plasma in Food Processing and Preservation: A Review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2022, 45(9): 14110.

[6] UCAR Y, CEYLAN Z, DURMUS M, et al. Application of Cold Plasma Technology in the Food Industry and Its Combination with Other Emerging Technologies[J]. Trends in Food Science & Technology, 2021, 114: 355-371.

[7] ZHANG Ya-li, LEI Yang, HUANG Su-hong, et al. In-Package Cold Plasma Treatment of Braised Chicken: Voltage Effect[J]. Food Science and Human Wellness, 2022(4): 845-853.

[8] 相啟森, 董閃閃, 鄭凱茜, 等. 大氣壓冷等離子體在食品農(nóng)藥殘留和真菌毒素控制領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 輕工學(xué)報(bào), 2022, 37(3): 1-9.

XIANG Qi-sen, DONG Shan-shan, ZHENG Kai-xi, et al. Research Progress in the Application of Atmospheric Pressure Cold Plasma in the Control of Pesticide Residues and Mycotoxins in Food[J]. Journal of Light Industry, 2022, 37(3): 1-9.

[9] ULBIN-FIGLEWICZ N, BRYCHCY E, JARMOLUK A. Effect of Low-Pressure Cold Plasma on Surface Microflora of Meat and Quality Attributes[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(2): 1228-1232.

[10] 王晨, 錢(qián)婧, 盛孝維, 等. 低溫等離子體冷殺菌對(duì)鹽水鴨貨架期及風(fēng)味品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2021, 42(17): 70-77.

WANG Chen, QIAN Jing, SHENG Xiao-wei, et al. Effect of Low Temperature Plasma Cold Sterilization on Shelf Life and Flavor Quality of Salted Duck[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(17): 70-77.

[11] ULBIN-FIGLEWICZ N, JARMOLUK A. Effect of Low-Pressure Plasma Treatment on the Color and Oxidative Stability of Raw Pork During Refrigerated Storage[J]. Food Science and Technology International, 2016, 22(4): 313-324.

[12] JADHAV H B, ANNAPURE U. Consequences of Non-Thermal Cold Plasma Treatment on Meat and Dairy Lipids – A Review[J]. Future Foods, 2021, 4: 100095.

[13] 杜曼婷, 黃俐, 高夢(mèng)麗, 等. 介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體處理對(duì)宰后羊肉品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2022, 43(21): 87-92.

DU Man-ting, HUANG Li, GAO Meng-li, et al. Effect of Dielectric Barrier Discharge Low Temperature Plasma Treatment on Lamb Meat Quality[J]. Food Science, 2022, 43(21): 87-92.

[14] GB 4789.2—2016, 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定[S].

GB 4789.2—2016, National food Safety Standard -- Food Microbiological Examination -- Aerobic Plate Count[S].

[15] XIANG Q S, ZHANG R, FAN L M, et al. Microbial Inactivation and Quality of Grapes Treated by Plasma-Activated Water Combined with Mild Heat[J]. LWT-Food Science and Technology, 2020, 126: 109336.

[16] WANG W W, ZHAO D B, XIANG Q S, et al. Effect of Cinnamon Essential Oil Nanoemulsions on Microbiological Safety and Quality Properties of Chicken Breast Fillets during Refrigerated Storage[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021, 152: 112376.

[17] LIU Fei, CHANG Wei, CHEN Mao-shen, et al. Tailoring Physicochemical Properties of Chitosan Films and Their Protective Effects on Meat by Varying Drying Temperature[J]. Carbohydrate Polymers, 2019, 212: 150-159.

[18] NAM K C, LEE E J, AHN D U, et al. Dose-Dependent Changes of Chemical Attributes in Irradiated Sausages[J]. Meat Science, 2011, 88(1): 184-188.

[19] SORO A B, WHYTE P, BOLTON D J, et al. Application of a LED-UV Based Light Technology for Decontamination of Chicken Breast Fillets: Impact on Microbiota and Quality Attributes[J]. LWT-Food Science and Technology, 2021, 145: 111297.

[20] H?HNEL M, WOEDTKE T V, WELTMANN K D. Influence of the Air Humidity on the Reduction of Bacillus Spores in a Defined Environment at Atmospheric Pressure Using a Dielectric Barrier Surface Discharge[J]. Plasma Processes & Polymers, 2010, 7(3/4): 244-249.

[21] ZIUZINA D, PATIL S, CULLEN P J, et al. Atmospheric Cold Plasma Inactivation of Escherichia Coli in Liquid Media Inside a Sealed Package[J]. Journal of Applied Microbiology, 2013, 114(3): 778-787.

[22] WANG Li-yun, XIA Chuan-kai, GUO Ya-jun, et al. Bactericidal Efficacy of Cold Atmospheric Plasma Treatment Against Multidrug-Resistant Pseudomonas Aeruginosa[J]. Future Microbiology, 2020, 15: 115-125.

[23] FR?HLING A, DUREK J, SCHNABEL U, et al. Indirect Plasma Treatment of Fresh Pork: Decontamination Efficiency and Effects on Quality Attributes[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2012, 16: 381-390.

[24] KRUK Z A, YUN H, RUTLEY D L, et al. The Effect of High Pressure on Microbial Population, Meat Quality and Sensory Characteristics of Chicken Breast Fillet[J]. Food Control, 2011, 22(1): 6-12.

[25] BEN FADHEL Y, LEROY V, DUSSAULT D, et al. Combined Effects of Marinating and Γ-Irradiation in Ensuring Safety, Protection of Nutritional Value and Increase in Shelf-Life of Ready-to-Cook Meat for Immunocompromised Patients[J]. Meat Science, 2016, 118: 43-51.

[26] LUO J, XU W, LIU Q, et al. Dielectric Barrier Discharge Cold Plasma Treatment of Pork Loin: Effects on Muscle Physicochemical Properties and Emulsifying Properties of Pork Myofibrillar Protein[J]. LWT-Food Science and Technology, 2022, 162: 113484.

[27] MOUTIQ R, MISRA N N, MENDON?A A, et al. In-Package Decontamination of Chicken Breast Using Cold Plasma Technology: Microbial, Quality and Storage Studies[J]. Meat Science, 2020, 159: 107942.

[28] MARCINKOWSKA-LESIAK M, ZDANOWSKA- SASIADEK Z, STELMASIAK A, et al. Effect of Packaging Method and Cold-Storage Time on Chicken Meat Quality[J]. CyTA-Journal of Food, 2016, 14(1): 41-46.

[29] MAHNOT N K, MAHANTA C L, KEENER K M, et al. Strategy to Achieve a 5-Log Salmonella Inactivation in Tender Coconut Water Using High Voltage Atmospheric Cold Plasma (HVACP)[J]. Food Chemistry, 2019, 284: 303-311.

[30] CHENG Qiao-fen, SUN Da-wen. Factors Affecting the Water Holding Capacity of Red Meat Products: A Review of Recent Research Advances[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2008, 48(2): 137-159.

[31] HUFF-LONERGAN E, LONERGAN S M. Mechanisms of Water-Holding Capacity of Meat: The Role of Postmortem Biochemical and Structural Changes[J]. Meat Science, 2005, 71(1): 194-204.

[32] XIANG Qi-sen, LIU Xiu-fang, LI Jun-guang, et al. Influences of Cold Atmospheric Plasma on Microbial Safety, Physicochemical and Sensorial Qualities of Meat Products[J]. Journal of Food Science and Technology, 2018, 55(3): 846-857.

[33] 岑南香, 劉宸成, 陳姑, 等. 低溫等離子體處理對(duì)羊肉脂質(zhì)與蛋白質(zhì)氧化性質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2022, 43(14): 85-93.

CEN Nan-xiang, LIU Chen-cheng, CHEN Gu, et al. Effects of Cold Plasma Treatments on Lipids and Protein Oxidation Properties of Mutton[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(14): 85-93.

[34] GAVAHIAN M, CHU Y H, MOUSAVI K A, et al. A Critical Analysis of the Cold Plasma Induced Lipid Oxidation in Foods[J]. Trends in Food Science & Technology, 2018, 77: 32-41.

[35] LEE E S, CHEIGH C I, KANG J H, et al. Evaluation of in-Package Atmospheric Dielectric Barrier Discharge Cold Plasma Treatment as an Intervention Technology for Decontaminating Bulk Ready-To-Eat Chicken Breast Cubes in Plastic Containers[J]. Applied Sciences, 2020, 10(18): 6301.

[36] BEKHIT A E D A, HOLMAN B W B, GITERU S G, et al. Total Volatile Basic Nitrogen (TVB-N) and Its Role in Meat Spoilage: A Review[J]. Trends in Food Science & Technology, 2021, 109: 280-302.

[37] 翟國(guó)臻, 李佳, 郭杉杉, 等. 滑動(dòng)弧放電等離子體處理對(duì)冷鮮豬肉保鮮的影響[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2022, 22(1): 189-197.

ZHAI Guo-zhen, LI Jia, GUO Shan-shan, et al. Effect of Gliding Arc Discharge Plasma Treatment on the Preservation Effect of Cold Fresh Pork[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2022, 22(1): 189-197.

[38] 田曉靜, 文紹山, 申曉蓉, 等. 基于質(zhì)地特性的雞肉新鮮度研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2012, 33(17): 63-66.

TIAN Xiao-jing, WEN Shao-shan, SHEN Xiao-rong, et al. Study on Freshness of Chicken Based on Texture Characteristics[J]. Science and Technology of Food Industry, 2012, 33(17): 63-66.

[39] ALAMPRESE C, FONGARO L, CASIRAGHI E. Effect of Fresh Pork Meat Conditioning on Quality Characteristics of Salami[J]. Meat Science, 2016, 119: 193-198.

[40] LEE H, YONG H I, KIM H J, et al. Evaluation of the Microbiological Safety, Quality Changes, and Genotoxicity of Chicken Breast Treated with Flexible Thin-Layer Dielectric Barrier Discharge Plasma[J]. Food Science and Biotechnology, 2016, 25(4): 1189-1195.

[41] ROYINTARAT T, CHOI E H, BOONYAWAN D, et al. Chemical-Free and Synergistic Interaction of Ultrasound Combined with Plasma-Activated Water (PAW) to Enhance Microbial Inactivation in Chicken Meat and Skin[J]. Scientific Reports, 2020, 10(1): 1559.

Effect of Cold Plasma Treatment on Microbial Inactivation and Quality Attributes of Fresh Chicken Breasts

CHENG Teng1,2, XUE Dong1,2, ZHENG Kai-xi1,2, XIANG Qi-sen1,2, BAI Yan-hong1,2

(1. College of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450001, China; 2. Henan Key Laboratory of Cold Chain Food Quality and Safety Control, Zhengzhou 450001, China)

The work aims to investigate the effect of surface dielectric barrier discharge (SDBD) plasma treatment on the microbial inactivation and quality attributes of fresh chicken breasts. The chicken breasts samples were treated with SDBD plasma at 260 W for 2 min and 4 min respectively and then stored at 4 ℃ for up to 12 days. The physicochemical properties of chicken breasts were measured every three days, including the total viable count (TVC), color, pH, drip loss, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and total volatile basic nitrogen (TVB-N) as well as textural parameters. After storage at 4 ℃ for 12 days, the TVC of samples treated with SDBD plasma for 2 min or 4 min increased to 7.16 lg(CFU/g) and 6.70 lg(CFU/g), respectively, lower than the 7.55 lg(CFU/g) of the control samples. In addition, the SDBD plasma treatment also effectively improved the quality attributes of refrigerated chicken breasts, including pH, color (*,*, and*), drip loss, TVB-N content, and textural parameters (such as hardness, springiness, and chewiness), but remarkably promoted the lipid oxidation of chicken breasts. In summary, SDBD plasma treatment has good microbial inactivation for fresh chicken breasts and maintains the quality attributes, which has great application prospects in chicken breast preservation.

surface dielectric barrier discharge (SDBD); chicken breasts; microbial inactivation; quality attributes

S609+.3

A

1001-3563(2023)13-0084-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.13.011

2022?10?11

河南省重大公益專(zhuān)項(xiàng)（201300110100）；國(guó)家自然科學(xué)基金（32072356）；鄭州市協(xié)同創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)（2021ZDPY0201）

程騰（1991—），男，博士，講師，主要研究方向?yàn)槭称肺锢須⒕夹g(shù)。

白艷紅（1975—），女，博士，教授，主要研究方向?yàn)槿庵破芳庸づc安全控制。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋