生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉品質的影響

劉 驍，謝 晶（上海海洋大學食品學院，上海201306）

生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉品質的影響

劉 驍，謝 晶*
（上海海洋大學食品學院，上海201306）

以空氣包裝組為對照，在4℃冷藏條件下，研究了單一保鮮劑（ε-聚賴氨酸）和復合保鮮劑（ε-聚賴氨酸、殼聚糖、茶多酚）分別結合氣調包裝對冷卻豬肉品質的影響。通過測定樣品的菌落總數、理化等指標，評價兩種保鮮方法結合使用的保鮮效果。結果表明：對照組貨架期約為6d，經過ε-PL和復合保鮮劑浸泡處理的冷卻豬肉貨架期分別為10d和16d。生物保鮮劑結合氣調包裝能顯著延長冷卻豬肉貨架期，其中，真空包裝組比氣調組的保鮮效果差；80%CO2+ 20%O2包裝組抑菌以及延緩TVB-N上升的效果最佳，復合保鮮劑組在第20d時還沒有超出鮮度標準，但對冷卻豬肉色澤有一定的負面影響，且保水性較差；20%CO2+80%O2的抑菌效果在氣調組中最差，但對豬肉的色澤有很好的保護作用，復合保鮮劑組保質期約19d；50%CO2+50%O2在抑菌效果、色澤保護以及保水性方面都有很好的效果。

ε-PL，氣調包裝，冷卻豬肉，保鮮，貨架期

冷卻肉在加工、貯運和銷售過程始終保持低溫，能夠有效抑制微生物的生命活動；但某些微生物卻能夠在冷藏溫度下很好生長，比如：假單胞菌屬、鏈球菌屬和乳桿菌屬等[1]。隨著儲藏時間的延長，這些微生物的數量逐漸增加，引起肉品物理和化學變化，其中物理變化尤其明顯，常表現在氣味、顏色、風味和嫩度等，因此僅靠低溫還不能滿足人們對其品質的要求。目前肉制品常用的保鮮技術除低溫外，主要還有保鮮劑和氣調包裝。

保鮮劑實用、方便等優點使其在實際生產中比較常用。經過長期研究發現，生物保鮮劑解決了化學保鮮劑在安全方面的隱患[2]，因此它的開發利用成為食品工業的研究重點。ε-聚賴氨酸（ε-PL）是一種新型生物保鮮劑，具有安全、高效、營養等特點，國內外對其進行了大量的研究，但在肉制品保鮮方面相對較少。Chang等[3]研究發現，ε-PL可以有效地抑制大腸桿菌O157∶H7、鼠傷寒沙門氏菌，單增李斯特菌等腐敗致病菌的生長繁殖。Soultos等[4]在希臘豬肉腸中應用殼聚糖，可以有效延長期貨架期至28d，在抗菌和抗氧化方面亦有顯著效果。莫樹平等[5]以ε-PL、乳酸鏈球菌素、納他霉素復配的保鮮劑有效地延緩了廣式臘腸的腐敗。

氣調包裝技術（Modified Atmosphere Packaging，MAP）是利用適合食品保鮮的保護氣體置換包裝容器內的空氣，抑制細菌繁殖，結合調控溫度以實現長期保存和保鮮的一種技術。為了更加有效的提高肉品品質、延長貨架期，在實際生產過程中氣調包裝可以配合保鮮劑應用。Suman等[6]將碎牛肉經過1.0%的殼聚糖涂膜再用0.4%CO+19.6%CO2+80%N2包裝后，能夠保持鮮紅的顏色并降低脂肪的氧化。李誠等[7]研究發現冷卻豬肉分別用5%乳酸鈉、0.2%異維生素C鈉和0.4%乙酸的混合保鮮劑浸泡、25%O2、50%CO2和25%N2氣調包裝處理，均能有效抑制微生物的生長和TVB-N值升高，使其貨架期分別達到9d和12d；而當兩者同時使用時，可使其保存期延長到15d，并且豬肉顏色始終保持在鮮紅色。

本文以冷卻豬肉為對象，通過比較樣品間微生物、理化指標的變化，研究了單一保鮮劑（ε-PL）和復合保鮮劑（ε-PL、殼聚糖、茶多酚）分別結合氣調包裝對冷卻豬肉品質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肉 購自上海蘆潮港鎮農產品批發市場；ε-PL 食品級，浙江銀象生物工程有限公司；殼聚糖 食品級，平均分子量1.6×105，脫乙酰度≥90.0%，國藥集團藥業股份有限公司；茶多酚 食品級，純度≥95%，杭州禾田生物技術有限公司；營養瓊脂、硼酸、輕質氧化鎂、甲基紅、溴加酚綠 均為分析純；包裝材料 采用聚偏氯乙烯真空包裝袋（氧氣滲透率40～50mL/m2·d，二氧化碳滲透率23～25mL/m2·d，上海盛琪包裝機械有限公司。

DQB-360W型氣調包裝機 上海青浦食品包裝機械廠；Kjeltec2300型凱氏定氮儀 瑞士FOSS公司；Cyberscan510型精密數顯酸度計 美國EUTECH有限公司；HVE-5型滅菌鍋 日本Hirayama制造有限公司；超凈工作臺 上海康福特環境科技有限司；TDL-5-型低速離心機 上海安亭科學儀器廠；Color Meter ZE-2000型色差儀 日本尼康公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 將所用的刀具和案板經75%的酒精消毒殺菌并紫外照射15min，在無菌操作下，去掉冷卻豬肉（新鮮豬肉在-20℃下冷凍1h后在2℃冷藏8h，使其中心溫度降至0～4℃）筋膜及多余脂肪，然后切成25g（用于細菌總數實驗）和50g（用于其他指標實驗）左右的肉塊，隨機分組，分別用保鮮液處理，具體工藝流程如下；樣品→保鮮液（單一保鮮劑和復合保鮮劑）中浸泡3min→取出瀝干（在超凈臺內瀝干3～ 6min）→氣調包裝，放置4℃冰箱中，在第0、4、8、12、16、20d測定各指標。實驗組設計如表1、表2所示。

1.2.2 各項指標測定方法 細菌總數：根據GB 4789.2-2008測定菌落總數。中國冷卻豬肉的行業標準NY/T 632-2002要求可食用冷卻肉菌落總數≤1×106cfu/g。

表1 單一保鮮劑結合氣調包裝實驗組設計Table 1 Design of single preservative combined with MAP

表2 復合保鮮劑結合氣調包裝實驗組設計Table 2 Design of compound preservative combined with MAP

1.2.2.1 揮發性鹽基氮（TVB-N） 綜合Aubourg等[8]和姬勇[9]的方法測定揮發性鹽基氮含量。具體方法為準確稱取5g的搗碎樣品至FOSS消化管中，加入0.5g的輕質氧化鎂進行測定。重復3次，取其平均值。根據GB 9959.1-2001，新鮮豬肉揮發性鹽基氮的含量≤20mg/100g。

1.2.2.2 pH 將5.0g絞碎的樣品放入燒杯中，加入45mL煮沸后冷卻的蒸餾水，均勻攪拌后靜置30min，然后用pH計測量[10]。

1.2.2.3 紅度值 從樣品中切割下規格為10mm× 10mm×10mm的3塊肉，并在8mm光圈下直接讀取紅度值a*。重復3次，取平均值[11]。

1.2.2.4 保水力 采用Eide等[12]的方法測定（該值越大表明保水能力越弱，反之越強）。先將樣品表面的汁液擦拭干凈，準確稱取5g（W1）樣品，在6000r/min下離心30min，然后瀝干表面液汁，稱量（W2）。重復3次，取其平均值。計算公式為：

1.3 數據處理

采用Excel繪圖，利用SPSS 17.0軟件進行實驗數據分析，結果以平均值±平均偏差表示，利用t-檢驗進行組間分析，當p＜0.05時為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 細菌總數的變化

在肉品冷藏過程中，隨著時間的延長，肉品中存在的嗜冷菌逐漸增長，能夠分解肉品中的蛋白質，成為自身生長和活動的營養來源。不同處理組的樣品在冷藏期間細菌總數的變化見圖1。樣品初始菌落總數為3.53lg cfu/g，并隨著儲存時間的延長，各組樣品的細菌總數逐漸增大；從第4d起對照組CK的細菌總數上升顯著（p＜0.05），在第8d達到7.67lg cfu/g，遠遠超出標準值6lg cfu/g；實驗組A1與其他實驗組A2～A5相比細菌總數顯著上升（p＜0.05），實驗組B1與其他實驗組B2～B5相比細菌總數的上升比較明顯，說明保鮮劑結合氣調包裝及真空包裝的抑菌效果優于單獨使用保鮮劑。80%CO2的實驗組A2和B2在各自實驗組中抑菌效果最佳，這是因為高濃度CO2能夠抑制多數需氧細菌的生長[1]；真空包裝的實驗組A5、B5與本組系實驗組A2～A4、B2～B4相比，細菌總數上升較快，可能是因為此時冷卻豬肉中的優勢腐敗菌為腸桿菌屬（兼性厭氧菌）[13]，真空不能有效地抑制此種菌屬的生長；從第12d開始實驗組A2與A3相比抑菌效果相近，此時細菌總數分別為4.92、5.14lg cfu/g，而實驗組A4在此時已到達5.61lg cfu/g，第16d時已超出鮮肉標準，在B實驗組系中也出現類似情況，這可能是由于冷卻豬肉中的假單胞桿菌屬也（專性需氧菌）成為優勢菌[14]，高濃度的O2適合其生長。通過比較發現實驗組B1～B5的細菌總數相較于實驗組A1～A5上升緩慢，再次驗證復合保鮮劑保鮮效果優于單一保鮮劑，且實驗組B2、B3保鮮效果最佳，直至第20d時兩組冷卻豬肉的細菌總數都沒有超出鮮度標準。

圖1 生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉細菌總數的影響Fig.1 Effect of biopreservative combined with MAP on total viable count of chilled pork

2.2 TVB-N值的變化

揮發性鹽基氮是判斷畜肉新鮮等級的可靠指標。圖2顯示不同處理組的樣品在冷藏期間TVB-N值的變化。冷卻豬肉初始TVB-N值為8.34mg/100g，在第8d上升到29.2mg/100g，已遠遠超出鮮肉標準（≤20mg/100g）。不同復合氣體包裝處理后的冷卻豬肉在整個貯藏期間TVB-N值上升比較平緩，尤其復合保鮮劑結合氣調包裝的實驗組（B3、B4），在第20d時都沒有超出鮮度標準，而且氣調包裝后的樣品比單獨應用保鮮劑處理的樣品TVB-N值上升緩慢，說明冷卻豬肉經過保鮮劑處理后再應用氣調包裝儲存的保鮮效果優于單獨應用保鮮劑，這是因為氣調包裝中的CO2能夠抑制多數的微生物生長，進而延緩蛋白質的分解；真空包裝處理的實驗組A5、B5分別從第4、8d開始上升較快，分別在第16、20d時腐敗；實驗組A4、B4的TVB-N值從第12d開始上升較快，可能因為高濃度的O2適合假單胞菌屬和腸桿菌屬的生長繁殖，導致肉品中的蛋白質分解產生胺類物質[15]，這與細菌總數的變化趨勢基本一致。

圖2 生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉TVB-N值的影響Fig.2 Effect of biopreservative combined with MAP on TVB-N of chilled pork

2.3 pH的變化

不同處理組的冷卻豬肉在冷藏期間pH的變化如圖3所示。在第4d時，只有對照組CK和實驗組A1的pH上升，其余實驗組均出現下降趨勢，這可能是氣調包裝含有部分的CO2溶解以及殼聚糖的助溶劑醋酸造成的；從第8d開始，所有實驗組樣品的pH都呈現上升的趨勢，說明豬肉中的蛋白質逐漸被分解，產生堿性物質致使pH的升高，其中A2、B2在各自實驗組系中樣品的pH上升最為緩慢，這是因為高濃度的CO2不僅僅因為溶解的原因，它的抑菌效果也最佳，與在前面的實驗結果一致。

2.4 紅度值a*的變化

冷卻豬肉的色澤是保證貨架期的重要指標，也是消費者是否購買的主要判斷依據[16-17]。不同處理組的冷卻豬肉在冷藏期間紅度值的變化如圖4所示。從圖4中可以看出，隨著時間延長，所有實驗組的紅度值都呈現下降趨勢，對照組CK的紅度值下降最為明顯，而高O2濃度的實驗組A4、B4下降最為緩慢，這是因為O2的分壓較高，豬肉中大部分肌紅蛋白在O2的作用下生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，而少部分生成褐色的氧化肌紅蛋白，并且發現隨著O2濃度的減少豬肉的紅度值下降越快，Sorheim等[18]也曾有報道類似報道，他認為是因為高濃度CO2容易使豬肉褪去紅色，并解釋為由于高濃度的CO2造成了低pH而導致其褪色。

圖3 生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉pH的影響Fig.3 Effect of biopreservative combined with MAP on pH of chilled pork

2.5 保水力的變化

不同處理組的冷卻豬肉在冷藏期間紅度值的變化如表3所示。樣品初始保水力值為92.63%±0.32%，從表3中發現，整個實驗組的保水能力呈不規則變化，這種現象前人也有類似報道[19]，可能與豬肉的保水性、蛋白質水解程度、不同溫度和pH下蛋白質結構的收縮有關[20]，各實驗組之間出現的差異也可能跟包裝中CO2濃度有關。但研究發現實驗組B1、B4中樣品的保水力相較于其他實驗組在整個儲藏期間保水力變化較平穩，造成此種現象的原因可能是：a.樣品經過復合保鮮劑處理，其中的殼聚糖具有成膜的效果，使冷卻豬肉的汁液流失率降低；b.CO2濃度低，與其他實驗組相比樣品中的pH較高，改變了蛋白質的空間結構使肉吸水性增強[21]；c.豬肉中不飽和脂肪酸的氧化是導致pH下降的重要因素之一，而茶多酚具有抗氧化作用，可以延緩這一反應的發生。

圖4 生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉紅度值的影響Fig.4 Effect of biopreservative combined with MAP on red scale value of chilled pork

表3 生物保鮮劑結合氣調包裝對冷卻豬肉保水力的影響（%）Table 3 Effect of biopreservative combined with MAP on water holding capacity of chilled pork（%）

2.6 復合生物保鮮劑結合氣調包裝冷卻豬肉成本計算

按照食品級ε-PL、殼聚糖和茶多酚市場價進行成本計算如表4所示。用復合保鮮劑浸泡過的冷卻豬肉，其附著率約為3.5%，即1kg冷卻豬肉需要0.035kg保鮮液，因此每處理1kg冷卻豬肉的保鮮劑成本為0.12元；每1個包裝袋及所充氣體成本約為0.15元，可裝樣品約0.35kg，所以每kg冷卻豬肉所需的總成本約0.55元。市場調查發現冷卻豬肉22～25元/kg不等，所以經處理后的冷卻豬肉價格僅增加2.2%～2.5%，可被消費者接受，具有實際推廣應用價值。

表4 生物保鮮劑結合氣調包裝的成本Table 4 Cost of biopreservative combined with MAP

3 結論

3.1 冷卻豬肉的初始細菌總數為3.53lg cfu/g、揮發性鹽基氮值為8.34mg/100g，在4℃冷藏條件下，對照組貨架期約為6d；單一和復合保鮮劑能夠抑制冷卻豬肉細菌的生長繁殖，延緩揮發性鹽基氮的上升，使冷卻豬肉貨架期分別為10d和16d左右。

3.2 保鮮劑協同氣調包裝作用于冷卻豬肉比單獨使用保鮮劑效果好，并且復合生物保鮮劑+氣調包裝在保鮮方面優于單一生物保鮮劑+氣調包裝。

3.3 綜合各項指標，在4℃冷藏條件下，生物保鮮劑結合氣調包裝能夠顯著延長冷卻豬肉的貨架期，而且氣調包裝組分的不同對冷卻豬肉的品質影響不同。80%CO2+20%O2延緩冷卻豬肉的腐敗變質效果最佳，與單一和復合保鮮劑結合使用時在第16、20d還沒有超出鮮度標準，但對冷卻豬肉的色澤有一定的負面影響，且保水性不是很好；20%CO2+80%O2則是在氣調包裝組中抑菌效果最差，在第20d時都已超出鮮度標準，但對豬肉的色澤保護較好；而50%CO2+ 50%O2在延緩腐敗變質、護色以及保水性方面都有較好的效果；真空包裝組與氣調組相比，對冷卻豬肉品質影響效果最差；因此在實際生產中建議應用1.0%殼聚糖+0.05%ε-PL+0.4%茶多酚+1.0%醋酸浸泡冷卻豬肉后再按50%CO2+50%O2氣體比例包裝處理，貨架期可達20d；也可根據具體的實際要求（比如抑菌效果或色澤等）選擇最佳的氣調比例。

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Effect of biopreservation combined with modified atmosphere packaging on qualities of chilled pork

LIU Xiao，XIE Jing*
（College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Air packaging group as the control，at 4℃cold storage，single preservative（ε-polylysine）and compound preservative（ε-polylysine，chitosan，tea polyphenols）combined with modified atmosphere packaging on qualities of chilled pork were done the total number of bacteria，total volatile base nitrogen（TVB-N），pH，redness value（a*）and water holding capacity were determined to evaluate combination with two kinds of preservation methods in the preservation.The results showed that shelf life of air packaging group was about 6d，shelf life of chilled pork that deal with ε-polylysine and compound preservative were about 10d and 16d respectively.Biopreservative combined with modified atmosphere packaging can significantly extended the shelf life of chilled pork，but the preservation effect of the vacuum-packed package was poor.The sample with 80%CO2+20%O2had the best antibacterial effect and lowest TVB-N.Till at 20th day，the samples with complex preservative were still in good freshness standards，but they had worse color and water-holding capacity.Air composition of 20%CO2+80%O2had the worst antibacterial effect.The shelf life was complex preservative experimental group about 19d，but with the better effect on color，The shelf life 50%CO2+50%O2had better effect on antibacterial activity，color protection and water retention.

ε-polylysine；modified atmosphere packaging；the chilled pork；preservation；shelf-life

TS251.5+1

A

1002-0306（2014）12-0344-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.067

2013－11－07 *通訊聯系人

劉驍（1987-），男，博士，研究方向：食品工程。

國家科技支撐計劃（2011BAD）。