冷鮮肉保鮮技術研究進展

付云云 崔釗偉 楊玉峰 四川楓葉牧場食品有限公司 四川綿陽 621000

冷鮮肉是指將嚴格執行檢疫制度，宰殺后的畜胴體迅速冷卻，排除體內的熱量，使胴體溫度降為0～4℃，并在后續的加工流通和分銷過程中始終保持0～4℃冷藏的生鮮肉[1]。目前，我國生肉市場上主要以冷凍肉、熱鮮肉和冷鮮肉3種形式為主[2]，其中冷鮮肉保留了肉品的大部分營養成分，具有鮮嫩多汁、易咀嚼、肉鮮嫩等特點。在大多數發達國家，市場上的生肉制品以冷鮮肉為主；雖然近年來我國肉類產量名列世界前茅，但冷鮮肉市場占有率與發達國家相比較低，不足10%[3]，隨著人們生活水平的提高，肉制品消費也逐漸從凍肉過渡到冷鮮肉，冷鮮肉具有安全系數高、營養價值高、感官舒適性高等特點，深受消費者喜愛，成為我國肉類消費的主流。

冷鮮肉在0～4℃低溫條件下售賣，貨架期較短約為3～5d，目前解決冷鮮肉貨架期，延長冷鮮肉可食用周期，已成為當前研究的重點工作。

1 冷鮮肉腐敗變質的原因

冷鮮肉中含有豐富的水分、蛋白質、脂質、碳水化合物、含氮浸出物及少量的礦物質和維生素等，肉中豐富的營養成分為微生物的生長提供了有利條件，因此腐敗微生物生長繁殖是導致冷鮮肉腐敗變質的主要原因。冷鮮肉中含有豐富脂肪類物質，脂質氧化嚴重影響冷鮮肉品質，除此之外肉中的蛋白質和脂肪在自身蛋白酶和脂肪酶的作用下會發生降解和氧化，生成揮發性小分子物質[4]，這些物質含量達到一定值時會使肉散發出刺激的臭味。

1.1 微生物引起的腐敗

微生物的大量繁殖是造成肉和肉制品腐敗變質的最主要原因，因為肉和肉制品中含有豐富的營養物質，為微生物(細菌、酵母菌和霉菌)的生長提供合適的生長環境。

冷鮮肉在生產、加工、流通、銷售等過程中始終處于低溫環境下，但生鮮肉制品中的微生物量取決于多種因素，屠宰前的飼養方式，屠宰動物的年齡，屠宰中的溫度控制和加工環境，加工后的包裝類型等，盡管冷鮮肉處于低溫環境下，但是一些耐冷性微生物依然能夠生長繁殖，分解肉中的營養物質，導致肉產生不愉快的氣味，在短時間內變質[5]。Wei J[6](2014)研究發現腸球菌屬為禽類肉品中的優勢菌群，經鑒定其中54%為糞腸球菌，38%為屎腸球菌，3.4%為腸球菌，2.4%為杜蘭氏腸球菌。Hultman J[7](2015)研究發現在低溫環境下，肉制品在有氧條件下的主要微生物是假單胞菌(Pseudomonas)，在真空條件下主要是厭氧和兼性厭氧的乳酸菌群(Lac-tobacillus)和腸桿菌。Vihavainen[8](2016)等研究發現氣調包裝的豬肉儲存于5℃條件下有利于腸桿菌科和假單胞菌的生長；研究表明假單胞菌在0℃條件下生長相當緩慢，但在2℃時生長迅速影響肉的保質期，該學者也發現沙門氏菌在7℃以下生長緩慢，但高于7℃時生長迅速，影響肉的貨架期。Zagorec M[9](2017)等研究發現乳酸菌在溫度從7℃降到2℃和7℃降到0.6℃過程中，生長速度分別減緩了2倍和4倍。

1.2 脂質氧化引起的腐敗

脂質的自氧化和自由基的產生在新鮮肉中自然發生，這種過程影響脂肪酸敗導致異味的產生[10]。脂質氧化是氧與脂肪酸雙鍵的反應，脂質氧化主要有三步：啟動、傳播和終止[11]。

啟動：熱、金屬離子和輻照催化引發該過程，形成脂質自由基，脂質自由基與氧反應生成過氧化物自由基，如下所示。

R+O2→R·+·OOH

傳播：在傳播階段過氧自由基與其他脂質分子反應形成過氧化氫和新的自由基，如下所示[11]。

R·+O2→ROO·

RH+ROO·→ROOH+R·

ROOH→RO·+·OH

終止：自由基與自由基之間相互作用形成非自由基產物時，脂質氧化反應終止，如下所示[11]。

R·+R·→R-R

R·+ROO·→ROOH

ROO·+ROO·→ROOR+O2

影響肉類中脂質氧化的因素主要包括肉中脂肪酸組成、抗氧化劑(如維生素E)和促氧化劑(如游離的金屬離子)的含量。多不飽和脂肪酸更容易氧化，高度不飽和脂肪酸組分磷脂氧化會產生過氧化氫膜[12]，這種氧化會進一步引起二次氧化反應產物如戊醛、己醛、4-羥基壬醛和丙二醛(MDA)以及其他含氧化合物如醛類，酸和酮[13]，這些二次氧化產物會影響肉的營養和感官[12]。

1.3 自溶酶降解引起的腐敗

動物在屠宰后，肌肉細胞中的酶作用是一個自然的過程，這一過程會引發肉的變質，這些酶與肉中的其他有機化合物發生反應，最終導致肉品的腐敗[14]。在酶的作用下，碳水化合物、脂肪和蛋白質發生分解，導致肉質的軟化和變色，這些自溶變化包括蛋白質水解和脂肪水解，水解過程為微生物的生長提供條件，過度的自溶酶分解肉中的營養成分會導致肉質變酸[14]。

1.4 其他條件引起的腐敗

環境溫度、空氣中氧含量、環境pH等通過影響微生物間接影響冷鮮肉的腐敗。微生物的生長能力與溫度密切相關，在一定溫度范圍，溫度與微生物生長呈正相關關系。冷鮮肉的正常pH值呈天然的弱酸性，pH值低于7.0，大多數腐敗菌在pH 7.0左右生長迅速，隨著生肉pH值的增高，腐敗菌就越容易生長，在有氧條件下，好氧菌生長迅速[15]。這些因素綜合起來決定了冷鮮肉腐敗的速度。

綜上，微生物是限制冷鮮肉貨架期的主要原因，因此，解決微生物繁殖，才能相應延長冷鮮肉的貨架期。

2 冷鮮肉貯藏保鮮技術

2.1 物理保鮮技術

目前，物理保鮮技術主要有超高壓技術、輻射保鮮技術、包裝技術、冰溫冷藏技術等。

2.1.1 超高壓技術

超高壓技術是一種新型的非熱加工技術，通過將食品置于高于100MP的條件下進行處理，該技術能破壞微生物的細胞壁、細胞膜等結構，使微生物的遺傳物質發生變性達到延長食品保鮮的目的[15]。Garriga[16](2004)等研究切片熟火腿、切片干腌火腿和切片腌牛肉時發現，樣品經超高壓處理后，可以有效抑制微生物的生長。王晶[17](2019)研究發現畜產品在條件為600MP，超高壓處理10min，能有效殺滅畜產品中絕大多數的微生物，延長肉品的貨架期。

超高壓在延長肉品的貨架期方面，表現出一定的效果，但經超高壓技術處理后的產品，會影響肉品的顏色、質地的改變，同時對壓力水平和處理時間要控制得當，否則會加快肉品脂質氧化[18]。

2.1.2 輻射保鮮技術

輻照保鮮是一種利用電離輻射與物質相互作用所產生的效應對食品進行加工，以達到延長食品貨架期的目的[19]。輻射保鮮中應用到的射線主要是原子能射線，微生物在吸收這些射線中的能量后，化學鍵斷裂、體內的化學成分發生變化，導致微生物生命活動降低或死亡，從而達到抑制微生物生長，延長肉品貨架期的目的[20]。

Modi[21](2008)等采用輻照處理羊肉，低溫環境下貯藏，觀察8d后的羊肉品質變化，結果表明實驗組與對照組相比品質較好，微生物也得到明顯抑制。程述震[22](2017)等應用輻照方法處理牛肉發現，貯藏結束后，實驗組與對照組相比牛肉脂肪氧化程度顯著降低，輻照處理可以延緩肉品中脂肪氧化速度。但是，我國對輻照保鮮技術的研究與國外相比略顯不成熟，存在許多問題，如何降低由輻照技術引起的產品輻照味、如何優化輻照技術流程等，是限制其在冷鮮肉保鮮領域應用的主要因素。

2.1.3 包裝技術

2.1.3.1 真空包裝技術

真空包裝是采用阻隔性能較好的材料包裝產品，通過降低肉品與空氣的接觸量，降低肉制品脂肪氧化。采用真空包裝的冷鮮肉在0～4℃貯藏條件下，冷鮮肉的貨架期可以達到21～28d[23]。

2.1.3.2 氣調包裝技術

氣調包裝技術是通過在包裝袋內充入一定的氣體，改變冷鮮肉周圍的環境，使其不適應微生物的生存、繁殖，達到抑制微生物的目的[24]。氣調保鮮中常采用的氣體有O2、N2、CO2，每種氣體在肉品保鮮中作用效果不同，O2能維持肉鮮紅的色澤，N2作為惰性氣體抑制延緩脂肪氧化、抑制微生物的生長，CO2具有抑制細菌生長的作用[1]。

氣調包裝與真空包裝相比，在貨架期上2種包裝方式對貨架期影響不明顯，但氣調包裝更有利于產品形態的保持，減少由于壓力引起的血水流出導致的產品色澤降低。

2.1.3.3 抗菌包裝

低溫肉制品在貯藏中，表面微生物逐漸增多，導致產品質量下降，因此，在包裝材料中加入抗菌劑達到抗菌活性，包裝材料中的抗菌劑在冷鮮肉保鮮過程中會逐漸釋放到低溫肉制品表面，與產品表面的微生物直接接觸，抑制微生物生長繁殖，從而達到延長冷鮮肉貨架期的目的[25]。

2.1.3.4 托盤包裝

托盤包裝是指以托盤為承載物，將包裝件或產品堆碼在托盤上的一種包裝方式。托盤包裝在肉制品保鮮中主要采用的是聚苯乙烯，上面再用PVE或PE膜覆蓋[26]。盡管托盤包裝簡單、實用、經濟，但托盤包裝中的肉處于有氧的環境中，會導致肉的保質期大大縮短，因此，一般在商場中才會應用托盤包裝，利于零售時冷鮮肉回復鮮紅色澤和方便顧客選擇。

2.1.4 冰溫保鮮技術

冰溫保鮮是指溫度低于初始冰點(1～2℃)，但冰晶未生成，在這個過程中食品外部結冰，內部水被凍結，冰溫保鮮與冷藏保鮮和冷凍保鮮相比可以降低儲存和運輸成本[27]。冰溫保鮮過程中，冷鮮肉的呼吸系統新陳代謝和衰老受到抑制，但細胞在貯藏期間仍保持活性[28]。

冰溫保鮮方式主要用于魚類和家禽的保鮮，冷鮮肉保鮮中應用較少。冰溫保鮮方法的主要優點是延長冷鮮肉的保質期，與普通保鮮相比保鮮時間能延長4倍[29]。

Vacinek[30]和Toledo(2010)研究發現，當家禽肉經過冰溫保鮮處理并保持在4℃條件下時，不會出現質量問題。冰溫保鮮能延長禽肉5周的貨架期[31]。我國冰溫保鮮技術起步較晚，溫度的精準控制是目前該項技術的難點，溫度波動1℃都會對產品貨架期影響較大[32]。因此解決精準控制冷庫溫度恒定，是解決冰溫保鮮技術大范圍應用的一個策略。

2.2 防腐保鮮技術

保存胴體和冷鮮肉的最佳方法是抑制除嗜冷菌和孢子外的細菌生長，保鮮劑具有對冷鮮肉中微生物的繁殖、蛋白質氧化抑制作用，在冷鮮肉的運輸和貯藏保鮮中，添加保鮮劑可以保持冷鮮肉的原有品質，從而延長冷鮮肉的貨架期。在冷鮮肉的防腐保鮮中使用的化學防腐劑必須符合國標添加準則[33]，根據保鮮劑的來源不同，將保鮮劑分為化學保鮮劑和天然保鮮劑兩大類。

2.2.1 化學保鮮劑

化學保鮮劑主要有乳酸及其鹽類、山梨酸及其鹽類、有機酸(檸檬酸、抗壞血酸、甲酸、乙酸)、混合磷酸鹽等[33]，這些保鮮劑屬于無公害保鮮劑。

乳酸對許多微生物都表現出較強的抗菌作用，如肉毒梭菌在生長過程中會降低冷鮮肉的pH值，從而干擾質子跨膜運輸傳遞[34]，加入乳酸對肉毒羧菌具有較好抑制作用，能夠有效防止因肉毒羧菌引起的冷鮮肉腐敗。乳酸鹽在肉類工業中也是廣泛應用的一種抗菌劑，與乳酸在肉制品中的抗菌機制相同[34]。

抗壞血酸及其鈉鹽在肉類防腐保鮮中應用廣泛，該類防腐保鮮劑具有較強的抗氧化性，能夠氧化由水生成的活性氧，增強抗氧化劑鐵的螯合作用[35]。張志強[36](2016)等研究發現1%異抗壞血酸鈉和1%乙酸復合保鮮液浸泡冷鮮鴨脯肉30s后自然瀝干，4℃貯藏，在揮發性鹽基氮(TVB-N)、大腸菌群和菌落總數符合國家標準的前提下，可使其貨架期達到9d。

山梨酸(2，4-己二烯酸)及其鹽類在世界各地被廣泛用作抑制細菌和真菌的肉類防腐劑，食品中0.3%山梨酸鹽濃度就能達到抑制微生物的效果。山梨酸具有抑制肉品內部pH值升高的作用，E.Mani-López[34](2012)等指出，山梨酸鹽能干擾細菌孢子萌發，抑制幾種酶系統的活性，并干擾底物和電子傳遞機制。

González Fandos[37]和Dominguez(2007)研究發現，在4 ℃貯藏條件下，5%山梨酸鉀能顯著抑制家禽中的單核細胞增生李斯特菌。史崇穎[38](2011)等發現，在15 ℃貯藏條件下噴灑含有山梨酸鉀、乙酸鈉和氯化鈉的溶液后，牛肉胴體的貨架期延長至4d。

2.2.2 天然保鮮劑

天然防腐劑主要分為植物源、動物源和微生物源抗菌防腐劑3種。

2.2.2.1 植物源抗菌防腐劑

常見的植物源抗菌防腐劑主要包括香辛料及中藥提取物。張強[39](2015)等研究發現洋蔥、生姜和大蒜提取物均能夠延長冷鮮肉的貨架期。Vaithiyanathan[40](2011)等研究發現，0.02%石榴汁酚類溶液處理冷鮮雞胸肉，雞胸肉中TBARS值和微生物含量降低，好氧嗜冷菌生長被抑制，在4℃下儲藏12d，仍具有良好的商品性。宮春波[41](2005)等利用鮮姜汁對冷鮮肉進行浸泡處理，于4℃條件下進行保鮮，實驗結果表明，姜汁能有效抑制冷鮮肉表面細菌生長，同時經姜汁浸泡后的冷鮮肉，在風味上與對照組相比并無顯著性差異。彭雪萍[42](2008)等采用肉桂提取物-肉桂醛對鹵肉進行抑菌實驗，實驗結果表明肉桂提取物能有效抑制啤酒酵母的生長繁殖，且肉桂提取物的抑菌效果較山梨酸鉀的抑菌效果較好，能夠使鹵肉的貨架期延長7d左右。

2.2.2.2 動物源抗菌防腐劑

動物源抗菌防腐劑主要有殼聚糖、溶菌酶、乳鐵蛋白、蜂膠和抗菌肽等。

研究發現殼聚糖能抑制多種細菌和真菌的生長[43]。殼聚糖是從甲殼類動物中提取出來的一種堿性多糖，具有較好的成膜性，應用于冷鮮肉的保鮮中能使冷鮮肉的貨架期延長1周[44]。Cannarsi[45](2010)等研究發現，溶菌酶和EDTA在冷鮮肉保鮮方面具有協同作用，用兩者混合保鮮液處理冷鮮肉，可以顯著抑制細菌的生長，延長冷鮮肉的保質期。乳鐵蛋白是一種天然抗菌蛋白，屬于轉鐵蛋白家族，可以從各種外分泌物和其他人類和動物組織中分離出來[46]。乳鐵蛋白是廣譜的抗菌劑，對細菌、真菌、病毒均具有較強的抑制作用[47]。Naidu[48](2002)等研究發現活性乳鐵蛋白(ALF)對30多種致病菌均具有較強的抑制作用。

2.2.2.3 微生物源抗菌防腐劑

微生物源抗菌防腐劑在冷鮮肉保鮮中應用較多的為乳酸鏈球菌素，天然抗微生物酶類物溶菌酶和氧化還原酶[49]。

乳酸鏈球菌素是由乳酸菌屬的乳酸鏈球菌產生的一種細菌。乳酸鏈球菌素在酸性條件下溶解性和穩定性都比較好，作為一種廣譜型抗菌劑，只需添加極少量就能抑制革蘭氏陰性菌的活性。鄭俏然[50](2013)等研究乳酸鏈球菌素、納他霉素及ε-聚賴氨酸3種天然保鮮劑對調理豬肉的保鮮效果，實驗發現，乳酸鏈球菌素與其他防腐劑相比效果較好，能有效延長調理豬肉的保質期。

納他霉素是一種很強的抗真菌保鮮劑，納他霉素由于溶解度低，被用作食品表面防腐劑以延長產品貨架期，主要在奶酪、肉制品、葡萄酒、茶飲料及果汁中添加，它不會干擾其它食品組分，也不會帶來異味[51]。在冷鮮肉的保鮮中，采用納他霉素浸泡或噴涂肉類食品，來達到抑制微生物生長的目的。

防腐保鮮劑在冷鮮肉的保鮮中研究較多，研究發現防腐保鮮劑對冷鮮肉貨架期具有積極的作用。其作用機理主要是殺滅或抑制微生物生長，抑制脂肪氧化，達到防腐保鮮的目的。

3 展望

肉是人類首選的動物蛋白，肉及肉制品的消費逐年增加。由于新鮮肉中水分含量高，營養價值豐富，極易受到微生物的污染；因此需要合適的保鮮方式對其進行保鮮。目前，國內外對冷鮮肉的保鮮方法研究眾多。從冷鮮肉保鮮研究發現，選用具有協同效果的保鮮劑，對阻止細菌生長和脂肪氧化方面與單一保鮮劑相比效果較好。除此之外還需將保鮮方法與包裝技術、冷鏈控制等綜合運用，使用柵欄技術對引起冷鮮肉貨架期的各種柵欄因子相結合，多種方式相互作用來延長冷鮮肉的貨架期，從而更好地促進肉制品工業的發展。