冷鏈運輸條件下氣調包裝醬鹵鴨肉制品貨架期預測模型的建立

李廷妮 ,曾雪璐 ,翟羽

(1.海南科技職業(yè)大學 財經學院,海口 571126;2.黑龍江中醫(yī)藥大學,哈爾濱 150040)

醬鹵鴨是一種傳統(tǒng)的醬類產品,富含多種人體所需的脂肪酸和氨基酸,且具有低脂肪、高蛋白和低膽固醇等多種特點,深受消費者喜愛。醬鹵鴨是一種將鮮肉或者凍肉與可食用的副產品、食鹽、醬油等調味料混合之后,通過蒸煮、浸泡和醬鹵等工藝加工制成的熟肉產品。

醬鹵鴨屬于低溫肉制品,在低溫條件下,能夠極大程度地保留肉類產品的營養(yǎng)和風味[1-2]。醬鹵肉中營養(yǎng)物質豐富,加工過程中其中心部位的溫度較低[3],能夠殺滅大部分微生物,但是一些芽孢和耐熱性的微生物仍然存活[4],這些芽孢微生物是導致醬鹵鴨腐敗變質的主要因素[5]。

目前對醬鹵肉制品中微生物多樣性的研究仍然采用傳統(tǒng)的方式,通過樣品采集和傳統(tǒng)培養(yǎng),該方式需要消耗大量的工作時間[6-7],且一些微生物通過普通培養(yǎng)基難以培養(yǎng),導致研究結果可能和真實結果之間存在著明顯差距[8]。市場上的醬鹵鴨肉主要包括真空包裝、冷鏈氣調包裝和冷鏈散裝3種包裝方式[9]。氣調包裝方式通過在包裝中充入一定比例的氣體,以達到降低醬鹵鴨中微生物生長發(fā)育速度和增長醬鹵鴨貨架期的目的,相比于真空包裝和散裝方式具有明顯優(yōu)勢[10-11]。

在實際的冷鏈運輸過程中,常常出現冷鏈中斷和溫度不穩(wěn)定的情況[12],從而導致醬鹵鴨品質下降、食品貨架期縮短,引發(fā)食品安全問題[13]。微生物模型開始應用于食品貨架期的預期和食品安全的評估,但是醬鹵鴨冷鏈氣調包裝貨架期的相關研究較少[14]。本研究通過建立一個準確和高效的醬鹵鴨貨架期預測模型,以改善醬鹵鴨產品冷鏈運輸過程中存在的安全性問題。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

氣調包裝的醬鹵鴨、乳酸菌培養(yǎng)基、甘露醇鹽瓊脂培養(yǎng)基、假單胞菌選擇性培養(yǎng)基、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養(yǎng)基、STAA瓊脂基礎培養(yǎng)基和孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基。

1.2 試驗儀器

恒溫培養(yǎng)箱、超凈工作臺、均質機、自動壓力蒸汽滅菌鍋和電子分析天平。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的采集和處理

用同一批醬鹵鴨進行試驗,將醬鹵鴨分別于5,10,15,20,25 ℃條件下恒溫貯藏。醬鹵鴨屬于低溫肉,在運輸、冷藏和銷售階段需保持在4 ℃條件下,由于冷鏈運輸過程中常常出現冷鏈中斷的現象,所以選擇5,10,15,20,25 ℃的溫度范圍對醬鹵鴨品質進行研究,不同溫度條件下醬鹵鴨的取樣時間點見表1。

表1 不同溫度條件下取樣的時間點Table 1 Sampling time points under different temperature conditions

1.3.2 微生物多樣性的統(tǒng)計

不同的微生物種類生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質不同,通過利用不同的培養(yǎng)基對不同的微生物進行定向培養(yǎng)。不同的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)條件見表2。所有微生物測定均根據國家微生物測定標準(GB 4789.1—2016)進行。

表2 不同培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件Table 2 Different media and culture conditions

1.3.3 感官評定

邀請10位具有感官評定經驗的人員對醬鹵鴨進行評定,分別從醬鹵鴨的顏色、形態(tài)特征和氣味方面進行感官評定,醬鹵鴨感官評定表見表3。

1.3.4 數據的統(tǒng)計和分析

利用SPSS 24.0軟件對數據進行方差分析、微生物總數測定、感官評定和相關性分析。

2 結果和討論

2.1 氣調包裝醬鹵肉制品優(yōu)勢腐敗菌的確定

食品中微生物數量是評價其品質的重要指標[15],本研究通過使用多種不同培養(yǎng)基對醬鹵肉制品中的微生物數量進行統(tǒng)計,為醬鹵肉的食品保鮮提供了理論基礎。在5,15,25 ℃溫度條件下醬鹵肉中微生物數量的變化情況見圖1～圖3。

圖1 5 ℃氣調包裝方式下醬鹵鴨微生物總數隨儲藏時間增加的變化情況Fig.1 Change of the total number of microorganisms in sauced duck under 5 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

圖2 15 ℃氣調包裝方式下醬鹵鴨微生物數量隨儲藏時間增加的變化情況Fig.2 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 15 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

圖3 25 ℃氣調包裝方式下醬鹵鴨微生物數量隨儲藏時間增加的變化情況Fig.3 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 25 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

3種儲藏溫度條件下,醬鹵肉中微生物數量均隨著儲藏時間的增加而逐漸增加,發(fā)酵剛開始時,3種溫度條件下的醬鹵肉中只有菌落總數和乳酸菌被檢出,隨著儲藏時間增加,乳酸菌含量相比于其他微生物數量始終具有絕對優(yōu)勢,所以,乳酸菌是氣調包裝醬鹵肉中優(yōu)勢腐敗菌和主要初始菌。在低溫5 ℃條件下,醬鹵肉中的群落結構相對較簡單,除了乳酸菌之外,只有少數的微生物被檢測出來,所以在圖1中并未展示。隨著儲藏溫度的升高,氣調包裝的醬鹵鴨中微生物多樣性逐漸增加。

2.2 氣調包裝醬鹵鴨肉制品貨架期一級預測模型的建立

實際冷鏈運輸過程中,間歇性中斷會導致溫度不穩(wěn)定,在15 ℃上下波動[16-18],通過對比發(fā)現,醬鹵鴨肉儲藏過程中感官品質下降的主要特征為色澤偏暗,組織特征松軟,偏黏,醬味偏淡,有時還會出現異味。

Gompertz方程最先用于研究植物桿菌隨時間增加的變化情況,該模型簡單有效,能夠準確地分析和描述微生物生長動態(tài)情況。所以,本研究利用Gompertz方程對5,10,15,20,25 ℃條件下醬鹵鴨中的乳酸菌生長情況進行估算和模擬,從而建立不同溫度條件下氣調包裝的醬鹵鴨微生物生長變化模型。Gompertz方程為Nt=N0+(Nmax-N0)×exp{-exp[(μmax×2.718)/(Nmax-N0)×(λ-t)+1]}(Nt表示在t時刻醬鹵鴨中的優(yōu)勢腐敗菌;N0表示初始菌落總數;Nmax表示發(fā)酵終點時菌落的最大數;μmax表示優(yōu)勢腐敗菌的最大生長速率比;λ表示延滯時間;t表示時間)。不同貯藏溫度5,10,15,20,25 ℃條件下醬鹵鴨中的乳酸菌生長動力學參數見表4。

表4 不同溫度條件下乳酸菌生長動力學參數Table 4 Growth kinetic parameters of lactic acid bacteria under different temperature conditions

2.3 氣調包裝醬鹵鴨肉制品貨架期二級預測模型的建立

二級模型是一級模型的動力學參數和醬鹵鴨儲藏條件之間的函數關系,主要以平方根的形式來表示溫度條件和微生物生長速率的關系。醬鹵鴨生產過程中,其原料和加工工藝較穩(wěn)定,所以N0(初始醬鹵鴨菌落總數)為穩(wěn)定值,利用平方根模型來描述醬鹵鴨中的乳酸菌μmax(最大生長速率比)和λ(延滯時間)。

2.4 模型的驗證

不同溫度條件下不同儲藏時間乳酸菌的實際值和預測值見表5,不同溫度條件下乳酸菌的模型準確度Af和偏差度Bf見表6。

表5 不同溫度條件下不同儲藏時間乳酸菌的實際值和預測值Table 5 Actual and predicted values of lactic acid bacteria with different storage time at different temperatures

表6 不同溫度條件下乳酸菌的模型準確度Af和偏差度BfTable 6 Accuracy degree Af and deviation degree Bf of lactic acid bacteriam model under different temperature conditions

由表5可知,在5 ℃條件下,乳酸菌的預測值和實際值的殘差取值范圍為-0.11～0.213;在15 ℃條件下,乳酸菌的預測值和實際值殘差范圍為-0.321～0.092;在25 ℃條件下,乳酸菌的實際值和預測值的殘差范圍為-0.123～0.187。3種儲藏溫度條件下,乳酸菌的預測值和實際值均隨著溫度的升高而不斷增加。

由表6可知,5,15,25 ℃ 3種不同溫度條件下乳酸菌的模型準確度Af變化幅度分別為1.35,1.22,1.18,隨著溫度的升高,乳酸菌模型的準確度升高;乳酸菌的模型偏差度為0.95～1.08,說明本研究建立的模型對乳酸菌的預測效果較好。

3 小結

本試驗通過對5,15,25 ℃條件下醬鹵鴨中微生物的種類、數量進行研究和分析,研究結果表明,醬鹵鴨儲藏過程中,其優(yōu)勢腐敗菌為乳酸菌。利用Gompertz方程對3種不同溫度下的醬鹵鴨氣調包裝進行擬合,發(fā)現Gompertz方程具有較高的擬合度。本研究為醬鹵鴨制品品質變化研究提供了理論指導基礎,同時也為其他食品的貨架期模型預測提供了良好的借鑒意義。

在實際生產過程中,引起醬鹵鴨食品變質的微生物不僅只有乳酸菌,而且包含多種微生物,這就造成了預測模型和實際模型之間存在差異,所以開發(fā)綜合性更強和準確度更高的模型是將來該領域的重要突破口。