异硫氰酸稀丙酯与真空在0℃猪肉保鲜的应用

蔡梅艳,陶乐仁,张婷玉

(上海理工大学低温与生物研究所，上海 200093)

异硫氰酸烯丙酯(AITC)是一种无色至淡黄色透明油状液体,贮藏期间颜色逐渐变深,有强催泪性,伴有强烈的芥末刺激性臭味和辣味。AITC是一种食品调味料及土壤杀菌剂，同时，作为食品防腐剂的研发热点[1-4]，AITC具有广谱的抑菌性，能控制微生物细胞呼吸作用且有效控制微生物生长[5]，对细菌、酵母和霉菌及常见的腐败菌都具有很强的抑制作用[6]，其中对霉菌酵母菌等真菌抗菌效果最好,细菌中G+＞G-,对乳酸菌抗菌能力较弱。AITC还可以通过诱导肿瘤细胞的凋亡而起到抗癌的作用[1]。但 AITC由于其刺激性气味，气味的可接受程度存在着局限性[7]。用β-环糊精制备AITC微胶囊，能有效控制AITC的挥发[8],而其释放速度与环境的相对湿度密切相关，在密闭体系中存在一个AITC顶空平衡浓度[9]。

真空包装能有效延长肉制品货架期，在长期贮存和长距离运输中有着广泛的应用。真空包装降低了食品所处环境的含氧量,从而能抑制好氧菌的生长繁殖，减缓脂肪氧化速度[10]。真空环境由于食品表面与食品环境之间的水分压力差较小,由此缓解了肉表面干耗状况，因此能较好的维持食品表观。真空包装下的牛肉在贮藏过程中，随着时间的延长，菌落总数上升，其乳酸菌生长迅速，假单胞菌、热杀索丝菌及肠杆菌在真空包装下能够生长[11]，持水力及液损失率与微生物利用水分显著相关。

0℃作为冷藏温度的最低点，对于易腐败的猪肉而言，是最佳冷藏温度。但在此温度下，微生物的生长仍然较为活跃，因此本试验研究在此温度下添加AITC杀菌技术及真空保鲜技术，以求用物理及化学方法相结合来改善0℃冷藏保鲜效果。设置四组受试组，分别为0℃对照组、0℃下添加AITC原液组，0℃真空组、0℃下添加AITC原液并结合真空组，定期监测微生物、pH、汁液流失率、感官评价及色差等的指标，以评价各技术组间的优劣。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

冷鲜猪肉 购自上海市卜蜂莲花超市；AITC原液 购自日本联合有限公司。

CR-400型色差仪 KONICAMINOLTA有限公司； 149型气体检知管 日本GASTEC公司；菌落总数测试片 3M有限公司；SS-325型高压蒸汽灭菌锅 日本Tomy Kogyo公司；HWS-250恒温恒湿培养箱 上海比朗仪器有限公司；SW-CJ-1F型无菌超净工作台 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；PHS-3C精密型pH计 上海三信仪表厂； FA2204B型电子天平 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 肉样的处理 取同一新鲜猪后腿肉，室温下于超净台中去皮、去脂、剔除血管及筋骨，将肉分割成 50g每块的肉块，放入 4种保鲜条件下，分别为真空储物格、AITC浓度为88.53mg/m3的密封盒、AITC为88.53mg/m3的真空储物格、普通储藏格，保存于灭菌后的冷藏室内，调节温度至0度。吸取2mL AITC于5mL的烧杯中，在烧杯口以一层牛皮纸胶带封口，以控AITC的挥发率，用气体检知管监测猪肉储藏过程中 AITC浓度，调节使之维持在88.53mg/m3的浓度。

1.2.2 检测指标

菌落总数参照国标 GB 4789.2—2010测定[12]，结果以 lg(cfu/g)表示，评价标准为：新鲜肉为4lg(cfu/g)以下；次鲜肉为4-6lg(cfu/g)；变质肉为6lg(cfu/g)以上[13]。pH根据GB/T 9695.5－2008测定[14]，评价标准为：新鲜冷却肉pH 5.8～ 6.2；次鲜冷却肉pH 6.3～6.6；变质冷却肉pH 6.7以上[15]。汁液流失率的测定：准确称量未冷藏前的肉块重量w1及每次试验时的肉块重量w2,重复三次,取平均值；

感官评价应用7分制[16,17]对生肉气味、光泽、色泽、汁液量及弹性制定评分标准，每次采用新鲜肉作为对照，由5名具有较强专业性的人士同时打分，取平均值，分值从7到1分代表猪肉品质依次下降,全体状态评分取各评分单项的平均值，评分表见表 1。色差的测定：用色差仪检测，取多次平均值，记录L*、a*、b*值。

表1 感官评价评分表Table 1 Organoleptic evaluation scale

1.2.3 数据统计分析 BM SPSS Statistics 19.0分析软件，试验数据用“平均值±标准差”（显著性标准取P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 AITC与真空结合及单独作用下的菌落生长情况

图1 AITC与真空结合及单独作用下的菌落生长情况Fig.1 .Changes in total bacterial count of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由图1可知，0℃冷藏条件下，对照组和真空组的菌落总数呈现明显的上升趋势，而AITC及AITC真空组的猪肉的微生物生长得到了显著（p＜0.05）抑制。第11d，添加了AITC的技术组的猪肉仍在一级新鲜度范围内，第24d，菌落总数仍在二级新鲜度范围内，对照组与真空组的猪肉在第11d后进入了三级新鲜度范围内。真空条件下，猪肉储藏前期菌落总数增长较对照组缓慢，而后期对照组的菌落生长速度较真空缓慢，这可能是由于前期在真空环境下乳酸菌是优势生长菌[18]，因此抑制了其他竞争性腐败菌的生长，而后期对照组猪肉失水严重，由此菌落生长条件受到约束。AITC真空条件下，猪肉储藏前期微生物生长较AITC组快，之后生长速度趋于一致，而第24d，AITC组的菌落总数少于AITC真空组。这可能是因为猪肉储藏保鲜期间，前期AITC真空条件下，厌氧型乳酸菌是优势生长菌，而AITC对乳酸菌的抑制能力较弱[19]；储藏后期腐败菌是优势生长菌，真空能抑制好氧菌的生长，因此后期 AITC真空的抑菌效果优于AITC单独作用。

2.2 AITC与真空结合及单独作用下对pH的影响

图2 AITC与真空结合及单独作用下对pH的影响Fig.2 .Changes in pH of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由图2可知，猪肉保鲜前期pH的变化不大，AITC对照组的pH下降最明显,对照组的猪肉最先进入次鲜肉的pH范围内；保鲜后期，添加了AITC的组的pH其上升速率显著（p＜0.05）小于真空和对照组的，其中，AITC真空组对pH的控制效果最佳，在整个保鲜期始终处于新鲜肉的pH范围内。由于添加了AITC的组较好的控制了菌落总数的增长，从而减少了腐败菌生长产生的碱性代谢产物；同时，AITC能与氨类物质反应[20],消耗了腐败菌生长产生的胺及氨类物质，从而延缓了pH的上升；低pH能进一步延缓猪肉的自溶腐败进程。对照组在第8d、11d的pH高于真空组，由此推测是由于前期腐败菌的大量繁殖产生的胺及氨类碱性物质增大了pH，而后期失水率过大,碱性物质的溶出率减小，且菌落总数下降,导致pH增长速率低于真空。

2.3 AITC与真空结合及单独作用下对汁液流失率的影响

图3 AITC与真空结合及单独作用下对汁液流失率的影响Fig.3 . Changes in water loss rate of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由图3可知，对照组的猪肉随储藏时间的延长，汁液流失十分严重，真空、AITC及AITC真空技术组的汁液流失率相对较小。从第8d开始，真空、AITC及AITC真空技术组之间出现明显的差异，其中AITC真空组的汁液流失率最小，其次为真空组，AITC组汁液流失率相对多一些。检测得到真空环境下湿度达到了85%，由此可见猪肉表面与空气中的水分压力差相对较小[21]，因此汁液得以较好的保留在猪肉内部；而对照组由于暴露在内部空气流动的冰箱腔室内，温度的波动以及风扇的运行加重了汁液的流失，表面水分蒸发速度快于内部传质导致了猪肉表面干硬，尤其是边缘部位。AITC组的猪肉储放于相对密封的盒子内，因此其水分流失率不大，而AITC真空组的汁液流失率小于真空组，这可能与真空下微生物大量繁殖有关，微生物生长破坏正常细胞组织，同时消耗猪肉的水分、蛋白质及糖原等，导致猪肉的水分流失加剧。

2.4 AITC与真空结合及单独作用下对色差的影响

表2 AITC与真空结合及单独作用下对色差的影响Table 2 Changes in color difference of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

注：a、b、c、d代表同一色差指标下同列不同保鲜处理在p＜0.05水平的差异显著性,若同一指标下同列的两数据含有相同的字母,则表示两数据之间没有显著差异；反之，则表示两数据之间存在显著差异，表3同。

色差值反映猪肉在储藏过程中颜色的变化。由表2的L*可知,11d前AITC组、AITC真空组、真空组的亮度值随时间的延长而增大，11d后AITC与真空组的亮度值稍有下降，AITC真空组的亮度值呈持续的上升趋势，而对照组在整个储藏过程中亮度值持续下降。由此可见，AITC及真空包装能提高猪肉的亮度。由表2的a*及b*可以看出，所有组的红度值a*和黄度值b*在第2d明显升高。随后红度值持续下降，随着储藏期的延长，红度值呈下降态势并低于初始红度值，其中真空环境下红度值下降最快，这是由于真空下含氧量少，抑制了肌红蛋白的氧化[22]。而AITC真空组在后期还能较好地维持红度值，可见AITC的添加能适当提高肉的红度值，鲜红色的肉更容易被消费者接受；对照组的红度值最大，这是由于有氧环境下，肌红蛋白被氧化成了高铁肌红蛋白所致[23]。黄度值在第2～11d内，各组变化不大，对照组的黄度值最先下降，且后期下降较快，基本与初始值相近。

2.5 AITC与真空结合及单独作用下对感官评价的影响

表3 AITC与真空结合及单独作用下对感官评价的影响Table 3 Changes in Organoleptic evaluation of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

真空 7±0a 7±0c 6±0b 5.6±0.54d 4.6±0.89b 3.4±0.54b 2.4±0.54b AITC 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 5.4±0.54b 4.4±0.54b 4.2±0.44b AITC真空 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 6.2±0.44c 6±0c 5.8±0.44c色泽对照 7±0a 5.6±0.54a 4.4±0.54a 3.2±0.44a 2.4±0.54a 2.2±0.44a 1.2±0.44a真空 7±0a 5.4±0.54a 4.4±0.54a 4±0c 3.6±0.54d 2.4±0.54a 1.2±0.44a AITC 7±0a 6.4±0.54a 6.2±0.44b 5.4±0.54b 4.8±0.44b 4.4±0.54b 4±0b AITC真空 7±0a 6.6±0.54a 6.4±0.54b 5.8±0.44b 5.6±0.54c 5.2±0.44b 4.8±0.44c全体状态对照 7±0a 6.8±0.44a 4.2±0.44a 3.2±0.44a 2.6±0.54a 1.8±0.83a 1.2±0.44a真空 7±0a 6.4±0.54a 5.4±0.54c 4.6±0.54c 3.8±0.44d 2.4±0.54a 1.4±0.54a

如表 3所示，随着储存时间的延长，在肉汁量、色泽、弹性这三个评价指标上，AITC真空组具有明显的保鲜效果，后期AITC真空组的光泽度与AITC组一致，而气味则不如AITC单独作用组，AITC能与多肽分子中的巯基和氨基酸发生反应,使其变为短链多肽[24]，因此推测AITC真空保鲜组的气味不如AITC的原因，是由于AITC减少了肉腐败产生的碱性气味物质，且AITC强烈的挥发性，使得猪肉在接触空气后，附着在猪肉上的AITC气味散发到了空气中，而真空下，厌氧菌大量繁殖产生代谢产物而出现异味[22]。

3 结论

AITC在猪肉保鲜中的初始阶段就体现出了明显的抑菌作用，并能起到延缓pH升高的作用,而结合真空技术能进一步减缓pH升高。真空在降低猪肉水分流失率方面起到了主导作用，而加入AITC后进一步改善了猪肉的保水效果。真空环境下较难维持猪肉的鲜红色,在添加AITC后能延缓红度值下降，第24d的亮度值与初始亮度值相比,AITC真空组的亮度值显著升高。而从感官评价来看，AITC真空组的色泽评分高于其他组，由此可见，AITC真空组能更好的保护色泽。AITC与真空结合后，肉汁量和弹性也得到了更好的保留。综合各指标结果来看，对于延长猪肉保鲜期与改善猪肉保鲜效果，AITC与真空结合作用效果最佳,且24d后仍处于二级新鲜度范围内。

AITC其应用一直受到浓烈的气味的限制，但其抑菌效果是十分显著的，因此改善AITC制作工艺以减轻刺激性气味，必定能扩大AITC的应用范围。AITC因其亲电子的属性，极易与食品组分中含有羟基、疏基或氨基的化合物，如肉中的蛋白质、脂类、多糖和水等多种成分反应而发生降解[25]，不同的肉，所含的氨基酸的种类与比例也不同，因此，研究AITC与不同氨基酸的反应可以指示在不同肉中使用AITC的杀菌效果。

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