氣調包裝對冷卻鴨肉的保鮮效果研究

韓吉娜，KOMLA SENAM HIPPOLYTE，楊鴻博，羅欣，梁榮蓉，張一敏

(山東農業大學 食品科學與工程學院，山東 泰安，271018)

冷卻肉是指對屠宰后的畜禽胴體進行迅速冷卻，使胴體的溫度在24 h內降為0～4 ℃，并在后續的加工、流通、零售過程中始終保持0～4 ℃的生鮮肉。而鴨肉是人類蛋白質的良好來源，富含鐵，硒和煙酸等物質[1-2]，并含有較少的卡路里，自古埃及時代就被人類消費。冷卻鴨肉始終處于冷鏈狀態[3]，與冷凍肉相比具有汁液損失少、營養價值高的優點，又避免了熱鮮肉易腐敗、肉質差的缺點，便于各類深加工，因此成為我國廣泛應用的肉類產品之一[4]。然而隨著冷卻肉的市場推廣，一些問題逐漸暴露出來，其中較為突出的是貨架期過短，給生產和銷售行業造成了巨大的浪費和經濟損失[5]。而氣調包裝技術(modified atmosphere packaging, MAP)能夠抑制微生物的繁殖并維持肉品良好的外觀，這可能會成為未來冷卻肉貨架展示的主流包裝方式。

MAP技術是一種食品保鮮技術，它是指在一定的溫度條件下，利用二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、一氧化碳(CO)等保護性混合氣體轉換包裝內的空氣，將肉密封于改變了氣體環境的高阻隔性包裝材料中，利用各種氣體的不同作用，達到改善肉色、抑制微生物生長、防止相關酶促反應發生的目的，從而優化食品質量，延長產品貨架期的一種技術[6-7]。由于MAP技術具有安全衛生、肉色鮮美、貨架期長等優勢，已成為歐美等發達國家的消費者最喜歡的一種包裝方式。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

60只冷卻鴨分3批次購自山東省泰安市某鴨肉屠宰企業，箱內放入冰袋0.5 h內運回實驗室進行包裝。每批次樣品均被隨機分為3組，分別進行普通保鮮膜托盤包裝(對照組)、30%CO2+70%N2以及0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP，包裝后檢驗包裝氣密性是否完好，0～4 ℃冷庫中貯藏。分別在0、5、10、15、20 d取樣測肉色、pH值、蒸煮損失、菌落總數、乳酸菌數和揮發性鹽基氮(TVB-N)等指標。3次重復。

本實驗進行MAP時使用食品級N2、CO2、純CO。充氣壓力為9 bar、抽真空時間8.0 s，封口時間為1.5 s，放氣時間為1.5 s，上充氣時間為1.2 s，下充氣時間為0.8 s。所使用的塑封包裝膜為美國希悅爾公司生產的Lid 1050/550 Lidstock膜，膜厚度1.0 mil；主要材質為線性低密度聚乙烯；拉伸強度(1 000 psi)：縱向14.7，橫向13.0；透氧率[mL/(m2·24 h)]：40℉、100% RH條件下低于20.0，40℉、0% RH條件下低于6.0，73℉、0% RH條件下低于5.0；水蒸氣透過率≤ 1.0 g/(24 h·m2)(40℉、100% RH)；推薦使用溫度90～60℉。冷庫環境溫度波動為0.2～2.3 ℃，風速波動為0.526～1.49 m/s，相對濕度波動為74.6%～79.8%(RH)。

1.2 儀器與設備

氣調保鮮包裝機(DT-6D)，江蘇大江機械設備有限公司；便攜式色差計(SP62)，X-Rite公司；pH計(SenvenGo)，瑞士Mettler Toledo集團；數顯恒溫水浴鍋(HH-4)，常州國華電器有限公司；智能型生化培養箱(SPX-400)，寧波江南儀器廠；凱氏定氮儀(DK6/UDK 126D)，瑞士Buchi公司；高壓蒸汽滅菌鍋(LOZX-50KBS)，上海恒安醫療器械廠；BagMixer均質器(BAGMIXER400)，法國INTERSCIENCE公司。

1.3 肉色的測定

使用便攜式色差計，光源為D65，測量直徑為8 mm，分別測定表面鴨皮與底部鴨肉的L*值、a*值、b*值。其中L*值為亮度值、a*值為紅度值、b*值為黃度值。每個時間點測6個平行樣品，每個樣品隨機測3～4個值，取其平均值。

1.4 pH值的測定

采用刺入式的方法，在鴨腿處剪一個小口插入pH計測定，每個鴨腿測3～4個值，取其平均值。

1.5 蒸煮損失的測定

參考李超等的方法[13]稍作修改，分別準確稱量煮制前與煮制后剔骨鴨腿肉的質量，按公式(1)計算蒸煮損失。

(1)

1.6 菌落總數的測定

從冷庫中取出樣品后，無菌操作條件下準確稱取12.5 g鴨皮與12.5 g鴨肉，剪碎并放置于均質拍打袋中，加入225 mL滅菌后的蛋白胨生理鹽水(每1 L去離子水中加入8.5 g NaCl和1 g蛋白胨)，放入均質器中以80次/min的頻率拍打60 s，用1 mL移液槍梯度稀釋至所需濃度。然后按照國標CB 4789.2—2016食品微生物學檢驗-菌落總數測定的方法測定菌落總數。

1.7 乳酸菌數的測定

前期處理同菌落總數的處理方法，測定方法按照GB 4789.35—2016食品微生物學檢驗-乳酸菌檢驗方法執行。

1.8 TVB-N值的測定

按照國標GB 5009.228—2016食品中揮發性鹽基氮的測定方法：將不同處理組不同時間點的樣品除去皮、脂肪、骨等，取瘦肉部分切碎，稱取10.0 g放置于錐形瓶中，加入75 mL去離子水攪拌均勻并振搖，使試樣在樣液中分散均勻，浸漬30 min。采用自動凱式定氮儀法，測定冷鮮鴨肉的TVB-N含量。

1.9 數據分析

實驗利用SPSS 18.0軟件進行數據處理，采用雙因素方差分析，采用Duncans法進行多重比較，當P<0.05時認為有顯著性差異。數據以平均值±標準差表示。采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 pH值

由表1可以看出，對照組冷卻鴨肉的pH值在貯藏過程中隨時間的延長呈逐漸上升趨勢，這可能是鴨肉逐漸腐敗使微生物大量繁殖以及內源性蛋白酶活性作用產生TVB-N等堿性物質導致pH值升高[14]。而在2種MAP處理組中，pH值呈下降趨勢，第5天之后均無顯著性變化，這可能是CO2在樣品中的溶解降低了肉的pH值。CO2可被肉表面的水和脂質吸收直至飽和，產生碳酸，隨著碳酸的積累，肉的pH值降低；且CO2的吸收速率受溫度、初始分壓以及肉自身的比表面積、組分(水、脂肪含量)等多個方面影響[15-16]。也有研究表明，高濃度的CO2才能降低肉的pH值。

表1 不同包裝方式在貯藏期間對冷卻鴨肉pH值的影響Table 1 Effects of different packing methods on the pH value of chilled duck legs during storage

注：不同小寫字母表示同一處理組不同的時間點的鴨腿差異達到顯著水平(P<0.05)；不同大寫字母表示同一時間點不同的處理組的鴨腿差異達到顯著水平(P<0.05)。下同。

2.2 蒸煮損失

蒸煮損失是因為樣品中的蛋白質膠體產生不可逆變性，使處于凝膠結構中的水分不能繼續保持而流出組織之外。由表2可知：對照組的蒸煮損失隨貯藏時間的延長呈下降趨勢，2種MAP組的蒸煮損失率要高于對照組，且皆呈先下降后上升趨勢，但隨貯藏時間的延長并無顯著性變化。分析原因是肌肉中的大部分水以自由水(15%)和不易流動水(80%)存在，而肉的蒸煮損失主要取決于肌肉對自由水和不易流動水的保持能力大小，對照組的鴨肉在貯藏過程中已經有部分自由水和不易流動水流失，從而導致蒸煮損失減少。有學者指出，包裝中的CO2也可加劇樣品的蒸煮損失，CO2被肌肉組織吸收，蒸煮時因受熱導致CO2快速釋放，產生大量孔隙，降低了肉品最終食用的多汁性[17]。同時，包裝的充氣量以及內部氣壓、貯藏溫度以及肉自身pH值會影響到肌纖維收縮以及蛋白質的水解，最終影響肉品的蒸煮損失率。

表2 不同包裝方式在貯藏期間對冷卻鴨肉蒸煮損失的影響Table 2 Effects of different packing methods on the cooking loss of chilled duck during storage

2.3 肉色

包裝方式與貯藏時間對鴨皮肉色各指標的交互作用影響顯著(表3)。

表3 不同包裝方式在貯藏期間對冷卻鴨肉表皮的肉色的影響Table 3 Effects of different packing methods on the color of chilled duck’ skin during storage

3個處理組冷卻鴨肉表皮的L*值在貯藏過程中均低于第0天，且在貯藏后期，對照組的L*值要低于2種MAP處理組；對照組的a*值隨貯藏時間的延長均呈先上升、后下降趨勢；對照組b*值呈顯著上升趨勢，而2種MAP處理組的b*值波動幅度較小，肉色較穩定，這可能是由于貯藏后期對照組鴨肉表面微生物大量繁殖，表面產生淡灰色以及綠色色素導致，而MAP處理組在整個貯藏過程中并未出現綠變現象，從而也證實了MAP具有改善肉色、維持肉色穩定性的作用。

由表4可以看出，3種處理組鴨肉紅肉部分的a*值隨貯藏時間的延長呈先上升后下降趨勢，這是由于鴨肉在貯藏前期能與氧氣結合生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白，因此呈上升趨勢；隨著貯藏時間的延長，氧合肌紅蛋白逐漸氧化成褐色的高鐵肌紅蛋白，失去光澤，其a*值下降。各處理組對各指標的影響趨勢較為一致，這與吳文錦等對鴨肉a*值的研究結果一致[18]。但整體來看，CO-MAP處理組的紅度值要優于其余2種處理組，因為CO有極強的親和能力，能與肉中的肌紅蛋白穩定結合，防止肌紅蛋白中的Fe2+被氧化成Fe3+，因而能夠長時間維持較好的肉色[19]。

表4 貯藏期間不同包裝方式對冷卻鴨肉肉色的影響Table 4 Effects of different packing methods on the color of chilled duck’ muscle during storage

2.4 菌落總數

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，對照組和2種MAP處理組的細菌總數都呈增加的趨勢，且對照組的菌落總數要顯著高于2種MAP組。

圖1 冷卻鴨肉在貯藏期間菌落總數的變化Fig.1 Changes of TVC values of the chilled duck meat during storage

貯藏至第10天時，對照組鴨肉超過6 lg CFU/g，而2種MAP處理組均未超5.5 lg CFU/g；貯藏到10～15 d時，MAP組微生物數量也顯著增加。且由圖1可以看出，30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2在減少菌落總數方面并無顯著性差異，由此可以初步證明，0.4%CO在冷卻鴨肉中并無顯著抑制菌落總數的作用。總體而言，從微生物角度考慮，2種MAP能夠將冷卻鴨肉的貨架期延長至10 d左右。LATOU等將冷鮮雞肉在1 g/100 mL的殼聚糖中浸泡1.5 min后，再將其用MAP(30%CO2/70% N2)于4 ℃下進行貯藏，結果顯示該法使貨架期由5 d延長至14 d，顯著抑制了菌落總數的生長[20]。目前，還未發現有冷卻鴨肉MAP的減菌效果報道。

2.5 乳酸菌

乳酸菌是兼性厭氧的格蘭氏陽性菌，在有氧以及無氧的環境中均能生存。由圖2可知，與菌落總數的結果類似，隨著貯藏時間的延長，3種處理組的乳酸菌數都呈增加的趨勢，在同一貯藏時間，2種MAP處理對冷卻鴨肉中乳酸菌數的生長無顯著性差異(P>0.05),由此可見,0.4%CO并無抑制乳酸菌數的效果。

圖2 冷卻鴨肉在貯藏期間乳酸菌數的變化Fig.2 Changes of LAB values of the chilled duck meat during storage

2.6 揮發性鹽基氮

TVB-N是評價新鮮度的一項重要指標，它是由于微生物的繁殖使其進入肉的深層組織，從而引起的脫羧、脫氨作用導致蛋白質的分解而形成的產物，它的含量越高，說明腐敗程度就越嚴重[21]。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，TVB-N呈上升趨勢，MAP處理組要顯著低于對照組。貯藏第5天，對照組的TVB-N值為16.99 mg/100g，已超過國標的腐敗界限值15.00 mg/100g，而30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP處理組的TVB-N值均處于較低水平(分別為11.79、11.25 mg/100g)；貯藏第10天，2種包裝方式仍具有較好的保鮮效果。而貯藏的第15天以后，按TVB-N值的國標界限值，2種包裝的鴨肉已不可接受。與菌落總數結果相一致，從TVB-N角度來看，2種氣調包裝方式下冷卻鴨肉的貨架期為10 d左右，這與牛肉MAP的貨架期相比仍有較大差距，有學者研究表明，0.4%CO+30%CO2+70%N2MAP的牛肉貨架期可以達到30～45 d[22]。分析原因是冷卻鴨的肌肉纖維結構較為松散，因而能吸附更多的水分，加快了肌肉組織的氧氣消耗率與微生物的生長繁殖速率；從冷卻鴨肉的蒸煮損失大于冷卻牛肉的蒸煮損失也能一定程度上解釋冷卻牛肉的貨架期長于冷卻鴨肉的貨架期的原因。

圖3 冷卻鴨肉在貯藏期間TVBN的變化Fig.3 Changes of TVBN values of the chilled duck meat during storage

了解處于腐敗變質邊緣的鴨肉特征如肉色、菌落總數、TVB-N值等，對用感官指標、理化指標共同評判肉品是否變質也具有一定的意義。

3 結論

通過分析測定3種不同包裝方式條件下的冷卻鴨肉隨貯藏時間的肉色、pH值、蒸煮損失、菌落總數、乳酸菌數、揮發性鹽基氮(TVB-N)指標的變化，得出普通保鮮膜包裝的鴨肉貨架期約為5 d左右，而30%CO2+70%N2與0.4%CO+30%CO2+70%N2這2種氣調包裝方式均能顯著延長冷卻鴨肉的貨架期至10 d左右，此外，本研究還發現，0.4%CO沒有抑菌作用，但有較好的護色作用。