高氧及CO2气调包装对冷鲜猪肉品质的影响

李素+赵冰+张顺亮+潘晓倩+周慧敏+陈文华+曲超+李家鹏

摘 要：为了提高冷鲜肉贮藏品质，延长其货架期并拓宽气调包装食品市场，实验以真空包装冷鲜猪肉为对照，通过对冷鲜猪肉气调包装方式在贮藏期间菌落总数、色泽、pH值、系水力、挥发性盐基氮值、感官评价及电子鼻测定的气味等指标的检测，研究CO2及高氧气调包装对冷鲜肉贮藏品质影响。结果表明：采用适宜的气调包装可以有效地抑制微生物生长，高氧气调包装可以有效保持冷鲜肉色泽及其持水能力，气调包装中O2/CO2/N2气体比例为7∶2∶1时冷鲜猪肉获得较好的色泽、较高的系水能力，且挥发性盐基氮值相对较低，并经电子鼻风味测试，在贮藏后期仍保持较良好气味，获得相对较高的综合评价，在4 ℃条件下贮藏至11 d仍有较好食用品质。

关键词：气调包装；冷鲜猪肉；品质；理化性质；货架期

Abstract： In order to improve the quality of chilled meat， prolong its shelf life， and also broaden the marketability of modified atmosphere packaged meat and meat products， we studied the effects of vacuum packaging （control） and high oxygen and carbon dioxide modified atmosphere packaging （MAP） on the quality of chilled pork. Total bacterial count， color， pH value， water holding capacity （WHC）， total volatile basic nitrogen （TVB-N） value， sensory evaluation were measured and flavor characteristics were determined using electric nose to evaluate the quality of chilled meat during storage. The results showed that a suitable MAP treatment could effectively inhibit the growth of microorganisms， and high oxygen MAP could effectively maintain good color and WHC of chilled fresh pork. Chilled meat packaged in an atmosphere of 70% O2， 20% CO2 and 10% N2 exhibited better color， higher WHC and lower TVB-N value. Moreover， the sample maintained good flavor and gained higher overall sensory score at the late storage stage， and it had good eating quality after 11 days of storage at 4 ℃.

Key words： modified atmosphere packaging （MAP）； chilled pork； quality； physicochemical properties； shelf life

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.004

中图分类号：TS251.1 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2016）11-0016-06

冷鲜肉，又叫冷却排酸肉，就是严格执行兽医检疫制度，将屠宰的猪胴体在-20 ℃条件下迅速冷却，使胴体深层温度在24 h内降至0～4 ℃，并在后续的加工、贮运和销售过程中始终使肉处于冷链控制范围内的肉。目前，我国市场上热鲜肉及冷冻肉所占份额较高，随着人们生活水平提高，消费者开始追求更高品质原料肉，冷鲜肉因其全程低温控制，有效抑制微生物繁殖，保证了较高的食用感官品质而逐渐成为市场主流。但我国冷鲜肉多是直接暴露于空气中进行销售及储运，未经包装的冷鲜肉在流通过程中易受多方面污染，从而降低其食用安全性。

冷鲜肉保鲜技术主要是通过保鲜剂及改变包装形式等方法起到延长货架的作用。鲜肉贮藏中使用保鲜剂容易出现汁液流失及变色问题，真空包装冷鲜肉可以延长鲜肉的货架期，但会使肉的色泽明显变暗，影响感官[1]。气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）是在包装中通过去除或改变食品接触的气体起到保鲜、延长货架期的作用[2]，通常以O2、N2、CO2或这几种气体混合使用作为填充气体[3]，起到保持肉色泽[4]、抑制微生物生长[5]等作用，但如果气调包装所使用的气体比例不当，反而可能对冷鲜肉产生氧化、异味等不良影响[6]，因此，研究冷鲜肉包装的适宜气调包装方式具有重要意义。国际上气调包装肉制品研究及市场应用已经较为广泛，涉及到水产品的气调保鲜技术研究较多[5-6]，包括对水产品贮藏期间微生物、气体含量及理化指标变化等相关研究。国外学者对牛肉、羊肉等畜产品鲜肉的贮藏效果也有一定研究[7]，对猪肉气调贮藏研究则多集中于熟制品的品质影响，对冷鲜猪肉贮藏研究较少[8-9]。国内学者[10-11]针对鲜肉的气调贮藏也开展了部分研究，包括对猪肉、羊肉等的品质保鲜效果，但仍需细致深化并拓宽气调贮藏的气体充填条件对鲜肉贮藏品质影响的研究。

本研究以猪肉冷鲜肉为研究对象，以真空包装（vacuum packaging，VP）下猪肉品质为参照，参比前人研究基础调整气调包装比例[8-11]，对比几种不同气调包装条件对猪肉贮藏品质的影响，为提高冷鲜猪肉品质，延长货架期及开拓冷鲜猪肉气调包装市场提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

排酸冷鲜猪肉（猪通脊）由北京中瑞食品有限公司提供，低温转移至实验室进行分割及分组包装。

平板计数琼脂培养基 北京陆桥技术有限责任公司；无水乙醇、氧化镁、硼酸、盐酸标准滴定液、甲基红、亚甲基蓝 北京化学试剂厂；所使用化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

DZ-600/2S型真空包装机 山东小康机械有限公司；SG8便携式pH计 瑞士梅特勒-托利多公司；CR-400色彩色差计 日本柯尼卡美能达公司；LYNX4000型离心机

赛默飞世尔科技有限公司；HX-300H型气调包装机

北京恒鲜科技有限公司；PEN3型便携式电子鼻 德国Airsense公司。

1.3 方法

1.3.1 原料分割与包装

用消毒后的刀具及案板将新鲜猪肉切分成10 cm×10 cm×10 cm左右的肉块，随机放入灭过菌的真空包袋及气调包装盒进行包装，每种包装条件3 个平行，将包装的冷鲜肉放于4 ℃保存，检测冷鲜肉贮藏过程中品质变化。真空包装条件：抽气时间12 s，热封时间3 s。气调包装气体比例见表1。

1.3.2 菌落总数测定

按GB 4789.2—2010《食品微生物学检验 菌落总数测定》[12]进行测定，无菌条件下进行取样及梯度稀释，使用平板计数培养基于37 ℃培养（48±2） h，记录菌落总数。

1.3.3 色泽测定

使用色彩色差计进行测定，经白板校正后测定记录冷鲜肉表面的亮度值（L*）、红度值（a*）、黄度值（b*），每个样品3 个平行，每个平行样各取5 个点，共15 个测定值，取15 个测定值的平均值作为分析标准。

1.3.4 肌肉系水力

参考文献[13]中方法，通过离心损失评估肌肉的系水力。准确称取待测肉样1.5～2.0 g（精确到0.001 g），于4 ℃条件下5 000 r/min离心10 min，吸干表面水分记录离心后质量，按下式计算离心损失，每个检测点取3 个平行，取其平均值。

式中：m1为离心前肉质量/g；m2为离心后肉质量/g。

1.3.5 pH值测定

根据GB/T 9695.5—2008《肉与肉制品 pH测定》[14]中规定的方法，采用便携式pH计测定肉的pH值，取3 个平行样品测定值的平均值。

1.3.6 挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）测定

按照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》[15]中的半微量定氮法测定。标准中规定TVB-N≤15 mg/100 g为一级鲜度，TVB-N≤20 mg/100 g为二级鲜度，TVB-N>20 mg/100 g为变质肉。

1.3.7 感官评价

根据GB/T 9959.2—2008《分割鲜、冻猪瘦肉》[16]设定感官评定标准，由本单位15 位经验丰富的专业人员组成感官评定小组，通过目测、手触及嗅觉检验对每次待测包装冷鲜肉的包装状态、色泽、组织状态及气味进行感官评价，评价项目采用10 分制，由高至低分值依次为：好10.0～8.0分，较好7.9～6.0分，一般5.9～4.0分，较差3.9～2.0分，极差1.9～0分。

1.3.8 电子鼻气味分析

分别取不同贮藏时段的几种样品4.0 g装入到电子鼻分析样品瓶，并加入少量食盐促进风味挥发，采用德国PEN 3电子鼻系统，配制自动进样器，提取10 个传感器的特征值，然后采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）、线性判别法（linear discriminant analysis，LDA）和传感器区别贡献率分析法（Loadings）作为主要区别分析方法对冷鲜肉贮藏期间气味变化进行分析，每个样品取4 个平行。电子鼻几种传感器性能见表3。

1.4 数据处理

实验数据采用Microsoft Excel 2010进行平均值和标准差计算及绘图，SPSS Statistics 21.0统计软件进行Duncans multiple range test数据分析。电子鼻风味数据处理采用PEN3Winmuster软件处理。

2 结果与分析

2.1 冷鲜肉贮藏中细菌总数变化

通过改变冷鲜肉接触气体环境可以直接影响其菌相分布状况，进而影响鲜肉的食用品质[17]，真空及不同气调包装的冷鲜肉在4 ℃贮藏期间细菌总数变化见图1，当菌落总数超标时停止检测。

由图1可知，冷鲜肉贮藏期间菌落总数呈逐渐上升趋势，当采用真空包装时，贮藏时间在第5～7天内菌落总数超标。采用CO2气调包装时，冷鲜肉菌落总数相对较少，MAP1，即100% CO2充填包装的冷鲜肉菌落总数最低，其次是MAP2，贮藏到第13天菌落总数超出标准中规定的1×106 CFU/g，可能是由于这2 种包装气体中含有较高含量CO2气体，对微生物具有较好的抑制作用，MAP3包装条件下菌落总数在贮藏第7天即超出标准，说明虽然CO2可以抑制微生物生长，但浓度过低时则无法起到抑菌作用。采用高氧气调包装时，冷鲜肉在贮藏第1～3天菌落总数增长较为缓慢，可能是由于鲜肉接触环境变化导致原料肉所携带初始菌进入衰亡期，而某些好氧菌成为优势菌从第3天开始大量繁殖，高氧包装时O2/CO2/N2为7∶2∶1时菌落总数相对较少，在贮藏第11～13天时超出规定标准。

2.2 冷鲜肉贮藏中色泽变化分析

色泽的测定在样品经过无菌取样用于菌落总数分析后立即进行。由图2可知，采用真空包装时冷鲜肉在贮藏期间L*变化较为平稳，在47.68～50.03之间变化，说明真空包装在一定程度上可以保持冷鲜肉的原有亮度。采用不同含量CO2包装时研究发现，高含量CO2包装可以提高肉的L*，低含量CO2包装时肉的L*在前3 d有略微下降趋势，之后又逐渐升高，其亮度水平较真空包装冷鲜肉整体来看效果略差；高含量CO2包装的冷鲜肉在贮藏第1天L*有所提高，并在后期贮藏过程中保持较好。当采用氧气包装冷鲜肉时肉的L*一直处于相对较高水平，说明O2可以有效提高鲜肉色泽，但过多的O2会增加需氧菌的活性导致肉品质下降，整体来看MAP5的气调比例，即70% O2/20% CO2/10% N2的包装条件下冷鲜肉的亮度保持相对较好。

由图3可知，不同包装冷鲜肉贮藏期间a*变化与L*变化有一定区别，采用真空包装时样品的a*依旧保持较平稳水平，采用CO2包装的样品a*值比真空包装略高，低浓度CO2包装的鲜肉a*高于高浓度CO2包装的样品。整体来看，采用高氧包装时冷鲜肉a*值较高，由于肌肉中的肌红蛋白与氧分子结合形成氧合肌红蛋白而使得冷鲜肉产生明亮的鲜红色，说明氧气可以有效提高冷鲜肉色泽，这与文献[18]中研究结果一致，本研究中MAP4及MAP5气调包装冷鲜肉有良好红度，高氧气调包装的冷鲜肉色泽在贮藏第9天后出现降低趋势，可能是由于微生物数量逐渐增加，发生系列代谢作用从而影响肉的色泽。

2.3 冷鲜肉贮藏中pH值变化

由表4可知，不同气调包装冷鲜肉在贮藏期间pH值变化并没有明显规律性，贮藏期间pH值均呈波动性变化，并且冷鲜肉pH值自始至终在5.44～5.87之间波动，贮藏期间不同处理方式的冷鲜肉pH值会有一定差异

（P<0.05），但到贮藏终点时不同处理组并无显著差异，由此可见，pH值并不一定可以明确反映冷鲜肉的品质，这与宋宏新等[19]对于气调包装羊肉pH值变化可以明显影响羊肉品质的研究有一定差异，可能是由原料肉的差异所致。

2.4 冷鲜肉贮藏中肌肉系水力变化

肌肉具有保持一定水分的能力，其系水力大部分是靠肌原纤维结构和毛细血管张力固定。通过离心损失来判定不同气调包装条件对冷鲜肉肌肉持水力，如果水分损失过高，则可能肉的多汁性会差[20]。

由图4可知，冷鲜肉气调贮藏期间离心损失率整体呈逐渐降低的趋势，随着贮藏时间延长以及肌肉自身水分溶出逐渐增多从而使得冷鲜肉持有水分含量减少，离心损失也逐渐减少。MAP5气调包装冷鲜肉的肌肉离心损失率相对最低，说明在此包装条件下冷鲜肉的持水力较强，其次是真空包装冷鲜肉有较好的系水力，而采用MAP2包装条件，即60% CO2/40% O2混合包装时冷鲜肉离心损失率最高，说明此包装条件下贮藏冷鲜肉的系水能力最弱。

2.5 冷鲜肉贮藏中TVB-N变化

由图5可知，当TVB-N超出20 mg/100 g时则认为肉已变质终止后期检测。采用MAP2、MAP4及MAP5的气调包装下TVB-N值相对较低，在贮藏第11～13天超出标准，其中MAP5的包装冷鲜肉在贮藏第7天时TVB-N值依旧小于15 mg/100 g，处于一级鲜度状态，与赵素芬等[21]采用75% O2/25% CO2组合包装时的研究结果相似，不同的是本研究中没有采用保鲜剂处理。

2.6 感官差异分析

气调包装冷鲜猪肉贮藏期间感官评价结果通过评价员对包装状态、色泽、组织状态、气味及浸出液状态的评分总和平均值作为判定标准，结果见表5。

由表5可知，采用真空包装与CO2包装时，冷鲜肉贮藏期间从感官上并无显著差异，高氧气调包装冷鲜肉感官评价综合结果与真空和CO2气调包装的冷鲜肉有显著差异（P<0.05），高氧气调包装冷鲜肉感官评价结果明显高于真空与无氧气调包装冷鲜肉，具有相对较高的品质。

2.7 电子鼻成分变化分析

由图6可知，在Correlation相关性矩阵模式下，第一主成分区分贡献率为89.43%，第二主成分区分贡献率为6.29%，两个主成分区分贡献率和为95.72%。PCA客观地表示多指标样本间的远近关系，几种不同气调包装下的冷鲜肉气味成分无重叠现象，即存在明显的差异。

由图7可知，LDA主要为了建立不同样本分类间的差异，第一、第二主成分总的区分贡献率达94.12%，第一主成分区分贡献率达82.07%，第二主成分区分贡献率达12.05%。MAP1、MAP2、MAP3的气体特征有重叠部分，而其他几种包装条件冷鲜肉的气体特征则可以有效区分。

Loading分析PCA在Correlation相关性矩阵模式图，由图8可知，4号传感器对第一主成分区分贡献率最大，主要对氢气有选择性，5号、7号、8号、9号传感器对第二主成分区分贡献率最大。

气调冷鲜猪肉贮藏第5天后即有变质现象出现，因此在气调冷鲜肉均具有良好品质情况下对几种包装条件鲜肉进行气味分析。由图9可知，第一主成分区分贡献率为96.09%，第二主成分区分贡献率为2.90%，两个主成分区分贡献率和为98.99%。VP和MAP1包装的冷鲜肉气体成分比较接近，其他几种包装下的冷鲜肉气味成分存在明显的差异。

由图10可知，第一、第二主成分总的区分贡献率达98.63%，第一主成分区分贡献率达95.85%，第二主成分区分贡献率达2.78%。MAP1、MAP2、MAP3的气体特征较接近，MAP4、MAP5、MAP6的气体特征较接近，真空包装冷鲜肉的气体特征与其他几种气调包装区别较大。

由图11可知，5号、6号、8号、10号传感器对第一主成分区分贡献率最大，1号和3号传感器对第二主成分区分贡献率最大。

从气调冷鲜猪肉贮藏第1天及第5天的气味分析可以看出，随着贮藏时间延长，鲜肉的气味也发生不同改变，几种冷鲜猪肉呈现的气味差异性可能与鲜肉所接触气体环境不同有关，MAP5气调包装的冷鲜肉在贮藏第1天及第5天时第一主成分含量均具有较高水平，气味变化也相对稳定，说明在该条件下对冷鲜肉气味保持有一定效果。

3 结 论

实验选用真空包装、CO2无氧包装与高氧气调包装几种具有代表性的气体填充条件，对不同气体包装下冷鲜肉品质进行综合评价。研究发现通过气调包装可以有效抑制冷鲜肉微生物生长，对提高及保持鲜肉亮度、色泽也有较好效果。采用CO2气调包装冷鲜肉的菌落总数相对较少，但无氧条件会使得鲜肉亮度、色泽较差从而影响感官效果，高氧气调包装对冷鲜肉的色泽保持具有积极影响，调节适宜的气体比例可以达到同时抑制微生物生长及护色作用，从而可以有效延长鲜肉保质期，还可以在一定程度上保持鲜肉原有气味。通过对不同比例气调包装条件发现在70% O2/20% CO2/10% N2的气调包装状态下使得冷鲜猪肉可食用品质保持至11 d，有效延长了鲜肉的保质期。

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