冰温结合气调技术在肉品保鲜中的应用

李暮春，李沛军，孔保华

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030）

引起食品腐败变质的主要原因是微生物污染和酶的催化作用，而肉是易腐食品，所以，研究肉品的保鲜技术至关重要。冰温技术与气调包装都可以抑制肉制品中微生物的繁殖，并且气调包装可以维持肉的色泽在一个理想的感官水平，所以研究二者相结合的保鲜技术是一个发展趋势

笔者介绍了冰温及气调保鲜在肉品中的应用研究，探讨了冰温结合气调技术在肉品保鲜中的应用进展及前景展望。

1 冰温保鲜技术

冰温是指从0℃开始到生物体冻结温度为止的狭窄温度区域，是继冷藏、气调之后的第3代保鲜技术。在冰温下保藏食品能够保证食品在0℃以下而又不结冰，能保持良好的食用品质，而且与普通冷藏相比，货架期显著延长[1]。

1.1 冰温技术的起源

1920年Le Danois最早描述了冰温的过程，但当时并没有用“冰温”这个词[2]。20世纪70年代，日本首先提出了冰温的概念。日本的山根昭美博士在采用气调贮藏法（CA）延长梨保存期的研究中，原本试验设定的贮藏温度为0℃，但由于操作失误降低至-4℃，当贮藏一段时间后再次打开冷库时，发现此时的梨已经变成光亮的冻梨；而将温度恢复到0℃后发现，梨并没有冻伤，且恢复到贮藏前的状态（即原来的风味和色泽基本不变）[3]。他把0℃以下至食品结冰点以上的温度区域定义为冰温带，此温度带下贮藏的食品叫冰温食品。这就是冰温技术的发现。

1.2 冰温技术对肉品保鲜的作用机理

食品的冰点（又称冻结点）均低于0℃，当外界温度高于冰点时，细胞始终处于活体状态。冰温保鲜的机理包含3个方面的内容[4]：（1）将食品的温度控制在冰温带内，以维持其细胞的活体状态；（2）当食品自身的冰点较高时，可以加入适宜的冰点调节剂（如盐、糖、醋酸钠、乙醇、甘醇等），使其冰点降低，扩大其冰温带；（3）使鲜肉的后熟过程在特定的低温环境下进行，从而延缓产生与肉类腐败有关的挥发性氮类物质，并能逐渐积累和肉鲜度有关的氨基酸。

在冰温条件下，大多数微生物的活动终止或受到抑制，但是一些化学和物理变化还在进行，甚至在某些情况下会加速。应用冰温技术的主要优势在于延长肉的保质期是传统冷藏方法的1.4～4.0倍[5]。冻藏也是一种常用的方法，食品冻藏过程中，贮藏条件不当会引起食品的品质劣变，例如肉及肉制品在冷冻过程中冰结晶的形成和再结晶会导致肉组织的微观结构机械损伤，解冻时导致细胞脱水、水分损失和组织收缩。由于食品的特性，如pH值、离子强度、溶解气体的浓度、黏度、氧化还原电位和表面张力也可能改变，会导致酶活性的变化和蛋白质变性[6]。而冰温技术可避免这些问题，但其也有一定的缺点，它可利用的温度范围狭小，一般为-2.0～-0.5℃，故设定温度带比较困难[7]。

1.3 冰温技术在肉品保鲜中的应用

目前，冰温保鲜技术研究主要集中在水产品上[8-10]，而在肉品保鲜中的应用较少。张瑞宇等[11]研究了新鲜猪肉的冰温保鲜，以4～5℃冷藏保鲜肉为对照，设置2个冰温处理组，一组直接在冰温下贮藏，另一组将样品在0.3%Vc溶液中浸渍30 min，然后在冰温下贮藏14 d，定期抽样进行生化检测和感官评定。结果表明，在贮藏末期2个冰温样品的pH值分别为6.1和6.0；过氧化物值分别为 39，32 mg/100 g；挥发性盐基氮（ TVB-N）分别为 12.06，8.1 mg/100 g；细菌总数均为4.2×102cfu/g，各项感官指标优良，完全符合国家标准一级鲜肉要求，而对照在第8天时变质。李建雄等[12]研究了冰温对猪肉的新鲜度和品质的影响，分别在稳定-1℃（冰温Ⅰ）、波动-1℃（冰温Ⅱ）、4℃冷藏和-18℃冷冻4个温度环境下测定细菌总数、pH值、挥发性盐基氮（TVB-N）、汁液流失率和感官评价等指标。结果表明，稳定的-1℃能保持猪肉的一级鲜度期为19 d，波动-1℃冰温下12 d，而4℃只有4 d；与-18℃冷冻相比，稳定-1℃冰温的汁液流失率更小，并具有更好的感官品质。因此，冰温是一种有效的保鲜方式，并且温度的稳定对于冰温的保鲜效果极其重要。

国内也有学者研究冰温条件下贮藏其他肉制品。如邵磊等[13]研究了冷藏与冰温贮藏对鸡脯肉品质的影响。试验将新鲜鸡脯肉分别贮藏于4，-1℃环境中，定期取样测定其菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、感官评价、pH值等指标，比较2种贮藏方法对鸡脯肉保鲜期的影响，结果表明，冷藏条件下鸡肉中蛋白质腐败非常明显，保鲜期只有5 d；而冰温能很好地延缓鸡脯肉的腐败变质，其保鲜期可达15 d左右。陈秦怡等[14]对冷藏与冰温贮藏鸭肉进行了研究，结果表明，冰温能很好地延缓食品的腐败；温度波动对冷藏食品品质影响很大，并且温度波动越小，效果越好。申江等[15]也研究表明，冰温贮藏羊肉12 d时仍能基本保持原有的新鲜度，与普通冷藏相比，能延长保鲜时间50%以上，与冻藏相比提高了羊肉的保水性。

国外对冰温保鲜应用于肉品的研究还较少。Duun等[16]对冰温贮藏烤肉进行了研究，结果表明，在-2.0℃冰温条件下烤肉货架期明显比传统的3.5℃冷藏下长。冰温保鲜的烤肉在整个贮藏期（16周）保持良好的感官品质并且微生物含量较低，而冷藏样品的货架期只有14 d；冰温保鲜可延长保质期，但是不能确定所选择产品的最佳冰温程度。Ingrid[17]研究了冰温保鲜与冷藏条件下鸡肉、大马哈鱼、鳕鱼的货架期，结果表明，冰温鸡肉和大马哈鱼的货架期比冷藏条件延长50%，而冰温鳕鱼的货架期比冷藏条件延长46%。表明冰温保鲜技术使食品更加安全，而且保持较高的质量及较长的储存期，其货架期大约是冷藏产品的2倍。

2 气调保鲜技术

2.1 气调包装概述

气调包装（MAP）是指在产品用气体阻隔材料密封前排出或更换产品周围的气体，其能抑制食品中有害微生物的生长，从而延长食品的货架期。

2.2 气调包装对肉品保鲜的作用机理

肉及肉制品气调包装的保鲜机理是根据各类肉制品的性质和保鲜要求，通过置换出包装内的空气并充入一定比例的混合气体来破坏微生物的生长环境、抑制有害微生物的生长，从而达到保鲜防腐的目的[18]。

肉类气调包装通常用的气体是 CO2，O2，N2，它们以不同比例混合，每种气体都有不同的保鲜作用。低O2的气调包装可能与N2和CO2一起使用；N2是一种惰性气体，它不与肉中色素反应，也不会被肉所吸收，因此，它通过在顶部空间存在而保持包装的完整性[19]；CO2是气调包装的抑菌剂，能够抑制大多数需氧菌和霉菌的繁殖，但它会导致包装盒塌落，影响产品的外观；加入O2可以抵制厌氧菌的繁殖，最重要的是能维持氧合肌红蛋白的功能，使肉保持良好的色泽，但包装内O2的存在会降低CO2的抑菌效果，并使肉发生脂肪氧化；CO也可用于肉制品气调包装中，鲜肉在包装之前就暴露于CO下，或者在包装袋内充入少量的CO气体，就能使鲜肉呈现理想的肉色[19-21]。

2.3 气调包装在肉品保鲜中的应用

近年来，气调包装应用于肉及肉品保鲜中的研究较多。付丽等[22]采用CO2或O2的单因素试验，确定CO2抑菌浓度为40%～50%；O2护色浓度大于60%。进一步采用单形重心设计试验确定CO2，O2和N2这3种气体复合对冷却猪肉的保鲜效果，确定最佳的气调包装混合气体比例为50%CO2，40%O2和 10%N2，贮藏第 21天菌落总数对数值小于6，延长了冷却肉的货架期；该试验还确定了一种混合气体比例为30%CO2，60%O2和10%N2，虽然其货架期短，但在14 d内保持肉色鲜红。

陈韬等[23]研究了含CO的气调包装对冷却肉货架期和肉色的影响，试验采用4组含不同浓度CO的混合气体对宰后冷却24 h的猪里脊肉进行气调包装，在（4±1）℃条件下贮藏，并分别在第 0，5，10，15，20天测定色泽、TVB-N、菌落总数等指标。结果表明，冷却肉在CO气调包装下，能明显改善肉色，使其在贮藏期保持稳定的鲜红色，而无氧组肉色过于鲜艳，说明CO和O2的共同存在可以使肉色更加自然；得出的最佳气体配比为 0.4%CO，24%O2，25.6%N2和 50%CO2，这一配比可以很好地改善冷却肉的色泽，并能抑制脂肪氧化，使冷却肉的货架期超过10 d。

Luis等研究气调包装下不同氧气浓度对新鲜猪肉香肠货架期的影响，试验共有105个新鲜猪肉香肠包装在不同氧气浓度的环境中，混合气体（ O2∶CO2∶N2）设置为：0∶20∶80，0∶20∶80（ ＋O2清除剂），20∶20∶60，40∶20∶40，60∶20∶20和80∶20∶0，另外，有2组样品用真空包装或透气性薄膜进行包装。所有样品置于黑暗中（2±1）℃下贮藏20 d。在整个贮藏期间测定样品的pH值、表示颜色变化的亮度（L*）、红度（a*）和黄度（b*）值、表面肌红蛋白比例、硫代巴比妥酸值（TBARS）、好氧嗜冷菌数量，并对产品进行感官评价。结果表明，在各种包装条件下，包装袋中氧气比例对产品品质有较大的影响，氧气比例较低时产品品质较好，且具有较长的保质期。氧气比例的增加会使肉品的氧化显著增强，同时容易引起产品的变色、变味，降低了产品的保质期[24]。

国外报道了气调包装应用于牛肉中的研究。Esmer等[25]研究了气调包装的气体组成对牛肉糜微生物指标、颜色和氧化值的影响。这项研究报道了在4℃贮藏下气调包装的气体组成（CO2∶O2∶N2）对牛肉糜的色差（ L*，a* 和 b* 值）、氧化稳定性（TBARS值）和微生物特性的影响。使用的混合气体为：（1）30%O2＋70%CO2（MAP1）；（2）50%O2＋50%CO2（MAP2）；（3）70%O2＋30%CO2（MAP3）；（4）50%O2＋30%CO2＋20%N2（MAP4）；（5）30%O2＋30%CO2＋40%N2（MAP5）。对照样品在空气中包装。 样品贮藏 1，3，5，7，9，11，14 d时，分别检测假单胞菌、乳酸菌、热死环丝菌和肠杆菌属。结果表明，在5个处理中，对牛肉糜保鲜最好的是MAP4，直到14 d的贮藏期末，它保持的氧化稳定性、颜色、微生物数量都是可以接受的。

同样，气调包装应用于其他肉品的研究也有报道。Lorenzo等[26]研究了马驹肉在不同包装下的理化性质、微生物数量和感官性状的变化。试验的包装系统有：（1）真空包装（ VP）；（ 2）覆膜包装（在托盘上用保鲜膜直接密封）；（3）2种气调包装方法（ MAP）：高 O2MAP（ 80%O2＋20%CO2）和低 O2MAP（ 30%O2＋70%CO2）。 肉在 2℃下贮藏14 d，测定其pH值、颜色、脂肪和蛋白氧化、微生物数量以及对气味、颜色和外观的感官评价。结果表明，2种气调包装均可以降低产品的细菌总数（TVC）、假单胞菌属、嗜冷好氧菌、乳酸菌、肠杆菌、霉菌以及酵母菌。根据感官评价，在覆膜包装和气调包装下的马驹肉在贮藏7 d后不能被接受，而真空包装的肉仍能被接受。此外，在贮藏期间除了真空包装的红度值显著增加外，其他处理的红度值都显著降低。另外，覆膜包装和气调包装的马驹肉在贮藏期间的硫代巴比妥酸反应物值（TBARS）和羰基含量明显增长。总之，高氧气调包装会引起马驹肉的氧化和颜色的劣变，而真空包装条件下可延长货架期至14 d。

3 冰温结合气调技术在肉品保鲜中的应用进展

目前，肉制品在冷藏温度下货架期较短，冰温与气调技术都能对肉制品起到较好的保鲜效果，但二者相结合的保鲜效果会更好，并且利用气调包装可以强化冰温的保鲜效果。冰温结合气调保鲜已应用于水产品的研究。Anlaug等[27]研究了用CO2气调包装对切片鲑鱼冷藏期间品质的影响。结果表明，用冰温结合气调包装的鲑鱼微生物含量要比冷藏、冷冻的低，这说明冰温结合气调技术可延长其保质期。但冰温结合气调技术在肉品中的应用还很少。

李建雄等[28-29]研究了冰温结合不同比例的CO2气调包装对冷却肉保鲜效果的影响。试验设置了 6个条件：冷藏（4℃）、冰温（（-1±0.5）℃）、真空包装+冰温、80%CO2＋80%N2＋冰温、50%CO2＋50%N2＋冰温、20%CO2＋80%N2＋冰温，测定菌落总数、挥发性盐基氮、汁液流失率、保水能力和色差。结果表明，气调包装试验组的挥发性盐基氮始终维持在较低水平，且冰温条件下，CO2浓度越高抑菌效果越明显，80%CO2的a*值最低，20%CO2的汁液流失率在24 d时最高。另外，他们还研究了冰温结合不同比例氧气气调包装对冷却肉的保鲜效果。试验设6个试验组：冷藏（ 4℃）、冰温、真空包装＋冰温、20%CO2＋80%O2（ 高氧）＋冰温、20%CO2＋20%O2＋60%N2（ 低氧）＋冰温、20%CO2＋80%N2（无氧）＋冰温。结果表明，冰温条件下高氧和低氧的菌落总数24 d还没有超过可食用产品的微生物总数上限，且2组之间无显著差异（P＞0.05）；在整个贮藏期，高氧气调和低氧气调都能在冰温下长时间维护冷却肉的色泽，能较好抑制厌氧微生物的增殖；8 d后高氧气调和低氧气调的汁液流失率显著高于单纯冰温和无氧气调（P＜0.05），并且低氧气调12 d后汁液流失率显著低于高氧气调（P＜0.05），同时低氧气调8 d后持水能力显著小于高氧气调（P＜0.05）。这表明冰温结合气调包装能够有效延长冷却肉的货架期。

吕峰等[30]研究了冰温（（-1.5±1）℃）结合不同比例的CO2，O2，N2的气调包装贮藏牛肉的保鲜效果，以空气包装作为对照，测定牛肉的色差值、菌落总数、失水率、挥发性盐基氮、pH值等指标，综合评价冰温气调保鲜牛肉的效果。结果表明，气调包装为 10%O2＋70%CO2＋20%N2的处理效果最佳，在此条件下可以保鲜28 d，而单纯冰温贮藏保鲜期仅为20 d，并且采用低氧气调包装保鲜效果要优于高氧气调包装。

4 冰温结合气调技术在肉品保鲜中的应用前景

综上所述，冰温与气调包装技术在食品保鲜中都有广泛的应用。因为单纯冰温贮藏不能保证肉的颜色稳定，而且在与其他食品贮藏中不能避免串味，而利用气调包装技术可以强化冰温的保鲜效果，防止串味。但二者结合会比单独使用的成本高，这是需要解决的问题。目前，冰温结合气调包装技术在水果、蔬菜和水产品领域有较多的研究，但在肉及肉制品领域的研究较少。冰温结合气调技术已具备一定的技术基础，所以，在肉品保鲜中的应用将会有良好的发展前景。

［ 1］ Magnussen O M，Haugland A，Torstveit H A K，et al.Advances in superchilling of food-process characteristics and product quality[J].Trendsin Food Science&Technology，2008，19（ 8）：418-424.

［ 2］ Lilian D K，Trygve M E，Turid R，et al.Superchilling of food：A review[J].Journal of Food Engineering，2011，107（ 2）：141-146.

［3］刘志鸣，万金庆，王建民.日本冰温技术发展史略[J].制冷与空调，2005（ 3）：70-74.

［4］应月，李保国，董梅，等.冰温技术在食品贮藏中的研究进展[J].制冷技术，2009（ 2） ：12-15.

［ 5］ Zhou G H，Xu X L，Liu Y.Preservation technologies for fresh meat-A review[J].Meat Science，2010，86（ 1） ：119-128.

［ 6］ Cheftel J C，Levy J，Dumay E.Pressure-assisted freezing and thawing：principles and potential applications[J].Food Reviews International，2000，16（ 4）：453-483.

［7］尹淑涛，薛文通，张惠.冰温技术及其在食品保鲜中的应用[J].农产品加工，2008（ 7）：138-140.

［ 8］ Duun A S，Rustad T.Quality of superchilled vacuumpacked Atlantic salmon（ Salmo salar） fillets stored at-1.4℃ and-3.6℃[J].Food Chemistry，2008，106（ 1） ：122-131.

［ 9］ Duun A S，Rustad T.Quality changesduringsuperchilled storage of cod（ Gadus morhua） fillets[J].Food Chemistry，2007，105（ 3） ：1067-1075.

［ 10］ Erikson U，Misimi E，Gallart-Jornet L.Superchilling of rested Atlantic salmon：Different chilling strategies and effects on fish and filletquality[J].Food Chemistry，2011，127（ 4）：1427-1437.

［11］张瑞宇，殷翠茜.新鲜猪肉冰温保鲜的研究[J].食品科技，2006（ 2） ：113-116.

［12］李建雄，谢晶，潘迎捷.冰温对猪肉的新鲜度和品质的影响[J].食品工业科技，2009，30（ 6）：67-70.

［13］邵磊，周裔彬，胡经纬，等.比较鸡脯肉冷藏与冰温贮藏期间品质的变化[J].肉类工业，2011（ 5）：26-29.

［14］陈秦怡，万金庆，王国强.冷藏与冰温贮藏鸭肉的实验比较[J].食品工业科技，2008，29（ 6）：271-273.

［15］申江，王晓东，王素英，等.冰温技术应用实验研究[J].制冷学报，2009，30（ 4）：40-45.

［ 16］ Duun A S，Hemmingsen A K T，Haugland A，et al.Quality changes during superchilled storage of pork roast[J].LWTFood Scienceand Technology，2008，41（ 10）：2136-2143.

［ 17］ Ingrid C C.Superchilling concepts enabling safe，high quality and long term storage of foods[J].Procedia Food Science，2011，1：1907-1909.

［18］ Kenneth WM.Whereis MAPGoing?A review and future potential of modified atmospherepackagingfor meat[J].Meat Science，2008，80（ 1）：43-65.

［19］ Eilert SJ.New packaging technologies for the 21st century[J].Meat Science，2005，71（ 1）：122-127.

［20］ Belcher JN.Industrial packaging developments for the global meat market[J].Meat Science，2006，74（ 1） ：143-148.

［ 21］ Wilkinson B H P，Janz JA M，Morel PCH，et al.The effect of modified atmosphere packaging with carbon monoxide on the storagequality of master-packaged fresh pork[J].Meat Science，2006，73（ 4）：605-610.

［22］付丽，胡小波，马微.气调包装对冷却猪肉保鲜护色效果的研究[J].食品科技，2009，34（ 9）：143-148.

［23］陈韬，李红民，张静兴，等.含CO气调包装对冷却肉货架期和肉色的影响[J].食品工业科技，2009，30（ 4）：312-314.

［ 24］ Martínez L，Djenane D，Cilla I，et al.Effect of varying oxygen concentrationson theshelf-lifeof fresh pork sausagespackaged in modified atmosphere[J].Food Chemistry，2006，94（ 2）：219-225.

［ 25］ Esmer O K，Irkin R，Degirmencioglu N，et al.The effects of modified atmosphere gas composition on microbiological criteria，color and oxidation values of minced beef meat[J].Meat Science，2011，88（ 2）：221-226.

［ 26］ Lorenzo JM，Gómez M.Shelf lifeof fresh foal meat under MAP，overwrap and vacuum packaging conditions[J].Meat Science，2012，92（ 4） ：610-618.

［ 27］ AnlaugÅ H，Turid M，Knut R，et al.Thecombined effect of superchilling and modified atmosphere packaging using CO2emitter on quality duringchilled storageof pre-rigor salmon fillets（ Salmo salar）[J].Journal of the Scienceof Food and Agriculture，2009，89（ 10）：1625-1633.

［28］李建雄，谢晶，潘迎捷，等.冰温结合不同比例二氧化碳气调对冷却肉保鲜的影响 [J].山西农业科学，2009，37（10）：66-71.

［29］谢晶，李建雄，潘迎捷.冰温结合不同比例氧气气调对冷却肉的保鲜效果[J].农业工程学报，2009，25（ 10）：307-311.

［30］吕峰，林勇毅，宋丽君，等.牛肉冰温气调保鲜技术的研究[J].江西食品工业，2008（ 4）：15-18.