鴿肉貯藏品質(zhì)變化和貨架期預(yù)測模型

王輝 莊子通 曾曉房 陳海光 陳偉波

摘要 為快速、準(zhǔn)確地預(yù)測鴿肉在冷藏條件下的貨架期，研究了鴿肉在貯藏溫度為0、4、8、12 ℃下鴿肉的揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）、色度值和菌落總數(shù)的變化情況，再對各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，以TVB-N值為指標(biāo)建立一級動力學(xué)模型，并通過阿倫尼烏斯（Arrhenius）方程對貨架期進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明：選擇TVB-N作為關(guān)鍵因子所得預(yù)測模型方程為A=A0exp（2.402 6×1023e-128 061/RTt），鴿肉在低溫冷藏條件下的預(yù)測貨架期與實測貨架期的相對誤差在±10%以內(nèi)。由此可見，所得預(yù)測模型方程可用于預(yù)測鴿肉在貯藏溫度0～12 ℃下的貨架期。

關(guān)鍵詞 冷藏鴿肉；貨架期；揮發(fā)性鹽基氮；色度值；預(yù)測模型

中圖分類號 TS251? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）14-0185-04

作者簡介 王輝（1979—），女，湖南湘鄉(xiāng)人，實驗師，碩士，從事食品微生物研究。

肉鴿，又名乳鴿，其肉質(zhì)鮮美，屬于高端的飛禽肉品，在家禽行業(yè)中占據(jù)十分重要的地位。我國肉鴿銷售量和飼養(yǎng)量均位居世界之首［1］。廣東省肉鴿年消費量已經(jīng)超過1億只，廣州市年銷售量已經(jīng)超過3 500萬只［2］。中醫(yī)認(rèn)為鴿子具有補腎壯肝、清熱解毒、生津止渴、益氣補血等功效，民間流傳著“一鴿頂九雞”的說法?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，鴿肉營養(yǎng)物質(zhì)含量高，具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低的特點，蛋白質(zhì)含量高達(dá)24.47%，脂肪含量僅0.73%；鴿肉富含賴氨酸、蛋氨酸等8種人體必需的氨基酸，天冬氨酸、谷氨酸等含量也十分豐富［3-4］。

食品貨架期是指食品在推薦條件下貯藏，能夠保持食品的安全性，確保食品的感官特性、理化及微生物指標(biāo)滿足國標(biāo)要求，并且保持商品營養(yǎng)成分表上注明的任何營養(yǎng)值不變的一段時間［5-6］。鴿肉在貯藏過程中由于微生物生長繁殖或食品內(nèi)部生物化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生各種品質(zhì)的變化。盡管食品腐敗機(jī)制不盡相同，食品貯藏過程中大多數(shù)的品質(zhì)變化都遵循0級或者1級反應(yīng)模式，因此常用化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)預(yù)測模型預(yù)測食品貯藏過程中指標(biāo)的變化情況，通過對變質(zhì)過程的動力學(xué)研究可以預(yù)測食品保鮮期［7］。國內(nèi)外對不同食品品質(zhì)變化的動力學(xué)模型做了大量研究［7-16］，但對鴿肉在低溫冷藏過程中品質(zhì)變化的動力學(xué)特性和保鮮期預(yù)測尚未見報道。

筆者研究了鴿肉在0、4、8、12 ℃下貯藏時TVB-N值、a*值、L*值、b*值和菌落總數(shù)的變化，通過相關(guān)性分析確定TVB-N值為鴿肉貨架期模型預(yù)測的關(guān)鍵因子，并應(yīng)用一級動力學(xué)模型及Arrhenius方程建立了鴿肉保鮮期預(yù)測模型，旨在為冰鮮鴿肉貨架期預(yù)測提供基礎(chǔ)研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑、儀器

1.1.1 試驗材料。良田王鴿，凈重約350 g，由廣東良田鴿業(yè)有限公司提供。

1.1.2 試劑。

平板計數(shù)PCA瓊脂培養(yǎng)基，為廣東環(huán)凱微生物科技有限公司產(chǎn)品；氯化鈉、無水乙醇、硼酸、無水碳酸鉀、甲基紅、溴甲酚綠等，為國產(chǎn)分析純。

1.1.3 儀器。K1100自動凱氏定氮儀，為山東海能科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；PYX-280S-A型生化培養(yǎng)箱，為韶關(guān)市科力實驗儀器有限公司產(chǎn)品；SW-CJ-1FD型潔凈工作臺，為蘇州安泰技術(shù)有限公司產(chǎn)品；LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋，為上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品；NS800型分光測色儀，為蘇州天友利儀器有限公司產(chǎn)品；HR/T20M型臺式高速冷凍離心機(jī)，為湖南赫西儀器裝備有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理。肉鴿宰殺后1 h內(nèi)冰鮮運到實驗室，按不同溫度和時間貯藏，具體見表1。

1.2.2 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定。根據(jù)GB/T 5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》［17］中的自動凱氏定氮法測定TVB-N。

1.2.3 菌落總數(shù)的測定。根據(jù)GB/T 4789.2—2016《菌落總數(shù)測定》［18］進(jìn)行菌落總數(shù)的測定。

1.2.4 色度值的測定。選取鴿胸肉靠近胸骨一側(cè)的表面進(jìn)行測定，在最厚的部位選取3個點進(jìn)行鴿肉樣品亮度（L*）、紅度（a*）、黃度（b*）的測定。

1.3 冰鮮鴿肉預(yù)測貨架期動力學(xué)模型的建立

由公式（3）可知，lnk與1/T存在線性關(guān)系。通過鴿肉在0、4、8、12 ℃下得到的不同k值，可以擬合出斜率為-Ea/R、截距為lnk0的直線，從而計算出反應(yīng)活化能Ea和頻率因子k0；最后，將其代入公式（1），進(jìn)而求得不同溫度下鴿肉的預(yù)測貨架期。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每次測定均重復(fù)3次，均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著；采用Pearson系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度下鴿肉的TVB-N值

冰鮮鴿肉在貯藏過程中細(xì)菌和酶的作用使肌肉中的蛋白質(zhì)分解，產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)［19］。不同貯藏溫度下鴿肉TVB-N值的變化見圖1。

如圖1所示，不同貯藏溫度鴿肉的TVB-N值在貯藏過程中均逐漸升高（P<0.05）；GB 2707—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮（凍）畜、禽產(chǎn)品》［20］規(guī)定新鮮肉的TVB-N標(biāo)準(zhǔn)含量≤150 mg/kg，貯藏溫度為0、4、8、12 ℃時肉鴿樣品超出新鮮肉TVB-N標(biāo)準(zhǔn)含量限值的時間分別為16、12、5和1.5 d。

2.2 不同貯藏溫度下鴿肉的色度值

2.2.1 不同貯藏溫度下鴿肉的L*值。

L*值代表肌肉亮度值，其取值為1～100，L*值越高代表亮度越大。肉色度值主要受肌肉表面滲出液的影響，滲出液較少時光反射較弱，則亮度值較低［19］。不同貯藏溫度下鴿肉L*值的變化見圖2。

如圖2所示，貯藏過程中不同貯藏溫度下肉鴿樣品的L*值均整體上呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢，且變化顯著（P<0.05）。究其原因，可能是因為貯藏初期鴿肉中的蛋白質(zhì)被酶或微生物逐漸降解，導(dǎo)致鴿肉的L*值逐漸下降；隨著貯藏時間的增加，鴿肉內(nèi)的油脂逐漸滲出至鴿肉表面，使鴿肉表面的L*值上升。此外，貯藏溫度越高，鴿肉的L*值隨著貯藏時間的變化越顯著。

2.2.2 不同貯藏溫度下鴿肉的a*值。

a*值代表肉色紅度值，與鴿肉內(nèi)肌紅蛋白被氧化有關(guān)［21］。不同貯藏溫度下鴿肉a*值的變化見圖3。

由圖3可知，0、4、8、12 ℃下鴿肉的a*值整體上均呈現(xiàn)上升趨勢。貯藏溫度越高，a*值變化速率越快，0 ℃下a*值增長最為緩慢，這可能是因為不同貯藏溫度下肌肉中肌紅蛋白被氧化的速率不同。

2.2.3 不同貯藏溫度下鴿肉的b*值。

b*值代表黃度，不同貯藏溫度下鴿肉b*值的變化見圖4。

由圖4可知，0、4、8、12 ℃下貯藏的鴿肉樣品b*值整體上均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。貯藏溫度越高，b*值越快到達(dá)峰值，下降速率也越快。

2.3 不同貯藏溫度下鴿肉的菌落總數(shù)

菌落總數(shù)能夠反映蛋白質(zhì)和氨基酸的分解代謝程度，是判定食品衛(wèi)生質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。不同貯藏溫度下鴿肉菌落總數(shù)的變化見圖5。

由圖5可知，鴿肉的菌落總數(shù)逐漸上升，貯藏溫度為0、4 ℃時鴿肉樣品的菌落總數(shù)上升速率明顯低于貯藏溫度為8、12 ℃時。GB 2707—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮（凍）畜、禽產(chǎn)品》［20］中規(guī)定肉制品的菌落總數(shù)限定值≤106 CFU/g，貯藏溫度為0、4、8、12 ℃時肉鴿樣品超出菌落總數(shù)限值的時間分別為14、8、3和2 d。

2.4 不同貯藏溫度下鴿肉各指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表2～5可知，不同貯藏溫度下

TVB-N與其他指標(biāo)的Pearson相關(guān)系數(shù)較高。因此，選擇TVB-N值作為鴿肉在貯藏期品質(zhì)變化與貨架期模型預(yù)測的關(guān)鍵因子。

2.5 冰鮮鴿肉預(yù)測貨架期動力學(xué)模型的建立

2.5.1 一級動力學(xué)模型。

將各貯藏溫度下鴿肉在貯藏過程中的TVB-N值隨時間變化的變化進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程，見表6。由表6可知，回歸方程的R2均大于0.9，說明不同貯藏溫度下的回歸方程擬合度均很高。

2.5.2 Arrhenius方程。

在貯藏溫度0、4、8、12 ℃下鴿肉TVB-N值的變化速率常數(shù)k分別為0.110 1、0.113 1、0.321 4和1.098 7。根據(jù)Arrhenius方程lnk=lnk0-Ea/RT作圖，見圖6。

線性方程為lnk=-15.403×1 000/T+53.836，由此計算出TVB-N值變化反應(yīng)的活化能Ea=128.06 kJ/mol，頻率因子k0=2.402 6×1023。因此，不同貯藏溫度下鴿肉的TVB-N與貯藏溫度的Arrhenius方程為k=2.402 6×1023×exp（128 061/RT）。

2.6 貨架期預(yù)測模型的驗證

將Arrhenius方程式k=2.402 6×1023×exp（128 061/RT）代入A=A0ekt，求得不同溫度下鴿肉的預(yù)測貨架期，并與實測貨架期進(jìn)行對比，結(jié)果見表7。

由表7可知，0、4、8、12 ℃貯藏溫度下鴿肉TVB-N值達(dá)到新鮮肉上限值（150 mg/kg）時，預(yù)測貨架期分別為14.7、9.1、3.7和1.6 d，與實測貨架期的相對誤差在±10%以內(nèi)，說明擬合的貨架期預(yù)測模型具有較高的可靠性，可應(yīng)用于預(yù)測鴿肉在貯藏溫度0～12 ℃下的貨架期。

3 結(jié)論

該研究測定了不同貯藏溫度下鴿肉的TVB-N值、色度值（L*值、a*值、b*值）和菌落總數(shù)。通過分析TVB-N、色度值和菌落總數(shù)的相關(guān)性，確定以TVB-N為貨架期預(yù)測模型的關(guān)鍵因子，利用一級動力學(xué)模型和Arrhenius方程建立了貨架期預(yù)測模型。根據(jù)所得預(yù)測模型方程預(yù)測出鴿肉的貨架期預(yù)測值與實測貨架期的相對誤差在±10%以內(nèi)。因此，所得預(yù)測模型方程可以應(yīng)用于預(yù)測鴿肉在貯藏溫度0～12 ℃下的貨架期，具有一定的實用價值。

參考文獻(xiàn)

［1］ 劉旭芳，李華.中國肉鴿產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景［J］.農(nóng)業(yè)展望，2021，17（6）：57-60.

［2］ 來鈞.鴿子的營養(yǎng)價值與飼養(yǎng)技術(shù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)村科技，2012（23）：45.

［3］ 徐承龍.糟香肉鴿的加工工藝研究［J］.糧食與食品工業(yè)，2020，27（6）：39-42.

［4］ 倪愛心，孫鴻，李云雷，等.不同品種肉鴿的生長性能及相關(guān)性分析［J］.中國畜牧雜志，2019，55（12）：91-95.

［5］ 王淑惠，楊小斌，羅旭洸，等.藍(lán)圓鲹魚油微膠囊穩(wěn)定性分析及其貨架期預(yù)測模型的建立與評價［J］.食品科學(xué)，2020，41（21）：66-72.

［6］ 余亞英，袁唯.食品貨架期概述及其預(yù)測［J］.中國食品添加劑，2007（5）：77-79，76.

［7］ VAN BOEKEL M A J S.Statistical aspects of kinetic modeling for food science problems［J］.Food science，1996，61（3）：477-486.

［8］ 吳奇子，陳雪，劉歡，等.不同貯藏溫度條件下鮐魚貨架期預(yù)測模型的構(gòu)建［J］.食品科學(xué)，2015，36（22）：232-236.

［9］ 劉璐，邢少華，張健，等.基于 Baranyi 模型的波動溫度下鮐魚微生物生長動力學(xué)模型［J］.食品科學(xué)，2015，36（5）：89-92.

［10］ 李汴生，黃智君，張曉銀，等.冷配送萵筍菜肴的貨架期預(yù)測模型建立與評價［J］.現(xiàn)代食品科技，2015，31（3）：177-183.

［11］ KOUTSOUMANIS K，NYCHAS G J E.Application of a systematic experimental procedure to develop a microbial model for rapid fish shelf life predictions［J］.International journal of food microbiology，2000，60（2/3）：171-184.

［12］ 林恒欣，裘曉華，王歡，等.脊腹褐蝦方便食品在常溫貯藏中的貨架期預(yù)測分析［J］.浙江海洋學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，35（5）：417-424.

［13］ 佟懿，謝晶.鮮帶魚不同貯藏溫度的貨架期預(yù)測模型［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25（6）：301-305.

［14］ 路昊，包建強.因子和相關(guān)性分析在黃鰭金槍魚腹部肌肉理化分析與感官鑒定的相關(guān)比較中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代食品科技，2007，23（7）：4-9.

［15］ LEE Y J，JUNG B S，YOON H J，et al.Predictive model for the growth kinetics of Listeria monocytogenes in raw pork meat as a function of temperature［J］.Food control，2014，44：16-21.

［16］ YESUDHASON P，LALITHA K V，SRINIVASA GOPAL T K，et al.Retention of shelf life and microbial quality of seer fish stored in modified atmosphere packaging and sodium acetate pretreatment［J］.Food packaging and shelf life，2014，1（2）：123-130.

［17］ 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定：GB 5009.228—2016［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

［18］ 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，國家食品藥品監(jiān)督管理總局.食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定：GB 4789.2—2016［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

［19］ 劉舒彥，熊光權(quán)，李海藍(lán)，等.加州鱸優(yōu)勢腐敗菌的分離鑒定［J］.現(xiàn)代食品科技，2019，35（11）：120-125，230.

［20］ 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，國家食品藥品監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 鮮（凍）畜、禽產(chǎn)品：GB 2707—2016［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

［21］ 高子武，王恒鵬，陳勝姝，等.不同宰后時間下調(diào)理豬肉片品質(zhì)特性及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)比較［J］.現(xiàn)代食品科技，2020，36（11）：263-272，312.