恩施黑豬生鮮肉氣調保鮮技術及其貯藏品質的研究

楊 江 曾鑠浛 熊哲民 王玉潔 李亞娜 彭利娟 廖 鄂 王海濱*

1.武漢輕工大學食品科學與工程學院 湖北武漢 430023 2.武漢輕工大學硒科學與工程現代產業學院 湖北武漢 430023 3.武漢輕工大學機械工程學院 湖北武漢 430023

中國在20世紀90年代就已經是世界上最大的肉類生產國，也是世界最大的肉類生產商，而且肉類生產和銷售的份額正年復一年地上升[1]。目前我國流傳較為廣泛的生豬大部分為良種雜交豬，其中杜長大雜交豬因具有瘦肉率高，繁殖速度快等優點而廣泛流通于市場上。黑豬作為我國優質本地豬種，其較于普通白豬具有營養高，肉質和口感較好等優點。恩施市土家族苗族自治區位于湖北西南部，地處鄂、湘、渝三省交匯處，森林覆蓋率達70%，有鄂西林海和國家園林城市之稱，是適宜人類居住和養殖的地區之一。恩施黑豬為湖川山地豬的組成部分，統稱為“鄂西黑豬”，廣泛的分布于恩施地區，作為恩施市的特色豬種，其亦為湖北省地方優良豬種。恩施黑豬被毛全黑，結構勻稱，有大、中和小型豬之分，常見的多為中型豬，因其四肢健壯、額頭有兩道明顯的橫行皺紋而被當地人稱為“二眉豬”，但也因其飼養成本高和生長周期長等缺點而不能得到廣泛的流通。因此，包括恩施黑豬肉在內的新鮮黑豬肉的貯藏和運輸也是一個急需解決的難題，且有關其在運輸途中的貯藏品質和銷售貨架期等技術問題亦仍待解決。

氣調保鮮包裝又名為充氣包裝、MAP和CAP，是采用具有氣體阻隔性能的食品包裝材料，填充一定比例氧氣、二氧化碳和氮氣，防止食品在物理、化學和微生物方面的質量下降，從而延長食品的貨架期。目前在食品、果蔬及生物領域均有所涉及[2～4]。蔣兆景[5](2019)等研究指出，較于高氧氣調包裝，酒精卡式托盤包裝能顯著抑制冷卻肉的微生物生長，延長其貨架期。路立立[6](2015)等研究發現，在延長貨架期方面，氣調包裝要優于托盤包裝，可達6d左右。HuH[7](2020)等研究發現，電場和高氧氣調包裝結合可以顯著改善冰鮮豬肉的品質，并延長其貨架期。LiX[8](2016)等研究表明，高氧氣調包裝對豬的蛋白質氧化、水態變化、持水能力和肉質微觀結構有顯著影響。

本研究采用不同氣調包裝方案對黑豬豬肉的貯藏品質進行研究，探究黑豬豬肉品質在貯藏期間的變化，擬為黑豬肉保鮮相關的研究提供理論參數，同時為企業解決在黑豬肉運輸途中存在的保鮮問題提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 原料

黑豬后腿肉購于湖北省恩施市思樂公司，低溫快遞運送至實驗室，而后進行分割與編號，低溫保藏備用。

1.2 主要儀器設備

電子分析天平AL204，梅特勒-托利多(上海)有限公司；

電熱恒溫水浴鍋HSW-26，河南鄭州南北儀器設備有限公司；

數顯式肌肉嫩度儀C-LM3B，東北農業大學；

袋式氣調保鮮包裝機MAP-500D型，上海炬鋼機械制造有限公司；

電熱恒溫鼓風干燥箱101-1-BS，上海躍進醫療器械廠；

雙人單面凈化工作臺SW-CJ-2FD，蘇州江東精密儀器有限公司；

測色色差計CR-10，柯尼卡美能達集團；

電熱恒溫培養箱HPX-9082 MBE，上海博訊實業有限公司醫療設備廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 黑豬肉樣品處理

使用氣調包裝機將分割好的黑豬肉進行氣調包裝，包裝條件為氣調A組(35%O2+65%CO2)、氣調B組(35%O2+35%CO2+30%N2)和空氣對照組，包裝好的黑豬肉樣品放入4℃冰箱中進行貯藏實驗。

本研究使用的包裝材料為復合材料(PET+PA+PE)，尺寸為300mm×200mm，厚度50μm。

1.3.2 色度的測定

參照楊夢達[9](2017)等測定方法并做適當修改，將肉樣切為4cm×2cm×1cm規格，使用色差儀對其色度進行測定。

1.3.3 水分含量與水分活度的測定

參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中的第一法對水分含量進行測定。

參照GB 5009.238-2016《食品安全國家標準食品水分活度的測定》對黑豬肉的水分活度進行測定。

1.3.4 持水力的測定

蒸煮損失參照付軍杰[10](2010)等測定方法并略作修改，沿肌肉纖維方向切成3cm×2cm×1cm肉塊，用濾紙吸干表面水分，置于蒸煮袋中，把肉塊放入90℃水浴中加熱至中心溫度為70℃立即取出，蒸煮前質量為m1，蒸煮完成后，在25℃條件下冷卻15min后，稱其質量為m2，按照公式(1)計算蒸煮損失。

(1)

離心損失參照路立立[6](2015)等方法并做修改，取3g左右樣品用吸水紙包裹，重量記為w1，然后放入離心管中。在2 410g下離心10min，離心后稱其重記為w2，根據離心前后樣品的重量差，按照公式(2)計算離心失水率。

(2)

1.3.5 剪切力的測定

參照吳文君[11](2020)等方法并進行參數優化，取肉樣長×寬×高不少于2cm×2cm×1cm的整塊肉樣，剔除肉表面的筋、腱、膜及脂肪，肌纖維與刀口走向垂直進行測定。

1.3.6 菌落總數的測定

參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》的方法進行測定。

1.4 數據處理

使用EXCEL 2010軟件進行數據處理，使用SPSS 19進行方差分析，使用Origin 2017繪圖。

2 結果與討論

2.1 不同氣體組分氣調包裝對貯藏恩施黑豬肉菌落總數的影響

菌落總數是判定食品被細菌污染的程度和衛生質量，其在一定程度上反應了食品是否因微生物生長過量而腐敗變質。本研究以新鮮恩施黑豬肉作為樣本，研究其在不同氣調比例下貯藏期間的菌落總數變化，其結果如圖1所示。

圖1 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的菌落總數變化Fig. 1 Changes in total number of colonies of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period

由圖1可知，3個實驗組的菌落總數均隨著貯藏時間的增加而呈現增加的趨勢。空氣對照組的菌落總數在貯藏期間迅速升高，在第5天時菌落總數已超過106CFU/g，根據GB/T 9959.2-2008《分割鮮、凍豬瘦肉》要求，新鮮豬肉的菌落總數應<106CFU/g，因而第5天空氣對照組的黑豬肉鑒定為已腐敗肉，而同貯藏天數氣調A和氣調B組的菌落總數均低于106CFU/g，到第7天時，氣調B組的菌落總數超過106CFU/g，而氣調A組的菌落總數仍然低于106CFU/g，說明高濃度的CO2具有較高的抑菌作用。

氣調包裝后，肉類樣品的氣體環境發生變化，包裝內的氣體會抑制肉類樣品表面攜帶的微生物的生長[12]。氣調包裝對菌落的抑制在于O2能夠抑制冷鮮豬肉內厭氧菌的繁殖，以及CO2作為一種抑菌劑，能夠抑制豬肉在貯藏時好氧微生物的生長繁殖[6]。

2.2 不同氣體組分氣調包裝對恩施黑豬肉在貯藏期間水分的影響

水分含量和水分活度是評價肉品貯藏品質的重要指標，二者的含量高低可以很大程度上影響肉制品的貯藏時間，亦會對肉品的結構造成影響。本研究對氣調包裝的黑豬肉貯藏期間的水分含量與水分活度進行研究，其結果如表1和表2所示。

表1 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的水分含量變化(%)Table 1 Changes in moisture content of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period (%)

由表1可知，3個包裝組在7d的貯藏條件下，其水分含量均有所下降的趨勢，其中空氣包裝組在貯藏第5天的水分含量較第3天顯著下降(p<0.05)，而其他2個包裝組則沒有顯著性變化(p>0.05)。同時對其水分活度進行了測定，其結果如表2所示。

表2 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的水分活度變化Table 2 Changes of water activity of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period

由表2可知，3個包裝組的水分活度在7d的貯藏條件下呈現逐漸降低的趨勢，但其并沒有顯著的差異(p>0.05)，由此推測可能氣調包裝對水分活度的影響并不顯著。

進一步對黑豬肌肉的持水能力進行測定，肌肉中的水分大部分是靠肌肉的肌原纖維和毛細血管張力固定，因此分別通過離心損失和蒸煮損失來表征其肌肉持水力，離心損失的結果如圖2所示。

圖2 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的離心損失變化Fig. 2 Variation of centrifugal loss of chilled black pork in different air conditioning packaging during storage period

由圖2可知，氣調A組和氣調B組的離心損失在7d貯藏期里均呈現逐漸下降的趨勢，空氣對照組在前3d亦有類似的下降趨勢，這與李素[13](2016)等研究結論較為一致，而在第5天和第7天的離心損失率卻又逐漸上升，造成該現象的原因可能是空氣對照組在第3天時還未腐敗，第5天時為腐敗肉，微生物的大量繁殖造成其結構被破壞，故而對水的控制力下降。

肌肉中的水分多數以15%的游離水以及80%的結合水形式存在，肌肉保持游離水和結合水的能力是決定肉品蒸煮損失率的因素之一。研究在離心損失的基礎上進一步對其蒸煮損失進行了測定，其結果如表3所示。

表3 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的蒸煮損失變化(%)Table 3 Changes in cooking loss of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period (%)

由表3可知，氣調A組的蒸煮損失隨著貯藏時間的延長而逐漸減小，而氣調B和空氣對照組的蒸煮損失為先降低后增加的趨勢，這可能是因為氣調B和空氣對照組分別在第7天和第5天腐敗，導致其蒸煮損失增加，而氣調A組在整個貯藏期內仍然沒有腐敗，導致其蒸煮損失逐漸下降，具體的機理還有待進一步的探索。氣調A和氣調B組并無顯著性差異(p>0.05)。

2.3 不同氣體組分氣調包裝對恩施黑豬肉貯藏期間的色澤影響

本研究進一步對不同氣體組分氣調包裝的冷鮮恩施黑豬肉，貯藏期的色澤變化進行研究，其結果如表4所示。

表4 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮恩施黑豬肉貯藏期的色澤變化Table 4 Color changes of chilled Enshi black pork with different air conditioning package during storage period

由表4可知，普通包裝組C的亮度值是逐漸下降的，在第7天時空氣對照組的肉色變暗肉已腐敗，其余2個氣調組在貯藏的前5d內其亮度值相對較高。但貯藏至7d時，其亮度值略微下降，其肉色微微變暗，但2個氣調組之間的亮度差異不顯著(p>0.05)。有研究表明豬肉樣品被酶和微生物繁殖活動進一步氧化，使肌紅蛋白氧化為褐色的高鐵肌紅蛋白，從而L*值降低[7]。

在紅度方面，空氣對照組隨著貯藏時間的延長紅度下降迅速，而其它2個氣調組均顯著的延緩了紅度值的降低(p<0.05)。綜合亮度和紅度值兩個方面，在一定程度上，氣調A和氣調B組都改善了冷鮮豬肉在貯藏期間的肉色，并延長了其貨架期。氣調A和氣調B組的紅度值均呈先增加后降低的趨勢，這主要是因為大多數表面肌紅蛋白會在第1天與氧結合，形成紅色的氧化肌紅蛋白色素，a*值增加[14]。劉驍[15](2014)等研究發現，在O2的作用下，豬肉中大部分肌紅蛋白產生鮮紅色氧化肌紅蛋白，小部分產生褐色氧化肌紅蛋白。隨著O2濃度的降低，豬肉的紅色值下降更快，這是由于高濃度CO2導致的低pH值，導致豬肉褪色[16]。

從表中可知貯藏過程中，所有實驗組的冷鮮豬肉b*值均緩慢增加。氣調A和氣調B組的b*值在貯藏的前5d均高于空氣對照組。空氣對照組在貯藏5d內的b*值顯著低于余下2個氣調包裝組(p<0.05)，整體看來，氣調B組的冷鮮黑豬肉色澤會保持的相對較好。

2.4 不同氣體組分氣調包裝對恩施黑豬肉貯藏期間的剪切力影響

不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的剪切力變化見圖3。

圖3 不同氣體組分氣調包裝的冷鮮黑豬肉貯藏期的剪切力變化Fig. 3 Shear force changes of chilled black pork with different air conditioning packages during storage period

由圖3可知，氣調A和氣調B組黑豬肉的剪切力隨著貯藏時間的延長而不斷增加，空氣對照組冷鮮豬肉的剪切力值，隨著貯藏時間的延長呈現下降趨勢，說明空氣對照組黑豬豬肉的嫩度逐漸提高。氣調A和氣調B組冷鮮黑豬肉的剪切力值顯著高于空白對照組(p<0.05)。綜上所述，氣調包裝組會造成肉品嫩度的下降。

3 結論

本研究通過對不同氣體組分氣調包裝條件下黑豬肉貯藏期的品質研究發現：(1)實驗組A的抑菌效果優于實驗B組，高二氧化碳可有效抑制微生物的生長發育；(2)氣調包裝可以有效地延長冷鮮恩施黑豬肉的貯藏期；(3)2種氣調包裝均在一定程度上改善了冷鮮豬肉在貯藏期間的肉色，延緩了劣變，且處于實驗B組(35%O2+35%CO2+30%N2)包裝條件下冷鮮恩施黑豬肉的色澤保持相對較好。