恩施黑猪生鲜肉气调保鲜技术及其贮藏品质的研究

杨 江 曾铄浛 熊哲民 王玉洁 李亚娜 彭利娟 廖 鄂 王海滨*

1.武汉轻工大学食品科学与工程学院 湖北武汉 430023 2.武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院 湖北武汉 430023 3.武汉轻工大学机械工程学院 湖北武汉 430023

中国在20世纪90年代就已经是世界上最大的肉类生产国，也是世界最大的肉类生产商，而且肉类生产和销售的份额正年复一年地上升[1]。目前我国流传较为广泛的生猪大部分为良种杂交猪，其中杜长大杂交猪因具有瘦肉率高，繁殖速度快等优点而广泛流通于市场上。黑猪作为我国优质本地猪种，其较于普通白猪具有营养高，肉质和口感较好等优点。恩施市土家族苗族自治区位于湖北西南部，地处鄂、湘、渝三省交汇处，森林覆盖率达70%，有鄂西林海和国家园林城市之称，是适宜人类居住和养殖的地区之一。恩施黑猪为湖川山地猪的组成部分，统称为“鄂西黑猪”，广泛的分布于恩施地区，作为恩施市的特色猪种，其亦为湖北省地方优良猪种。恩施黑猪被毛全黑，结构匀称，有大、中和小型猪之分，常见的多为中型猪，因其四肢健壮、额头有两道明显的横行皱纹而被当地人称为“二眉猪”，但也因其饲养成本高和生长周期长等缺点而不能得到广泛的流通。因此，包括恩施黑猪肉在内的新鲜黑猪肉的贮藏和运输也是一个急需解决的难题，且有关其在运输途中的贮藏品质和销售货架期等技术问题亦仍待解决。

气调保鲜包装又名为充气包装、MAP和CAP，是采用具有气体阻隔性能的食品包装材料，填充一定比例氧气、二氧化碳和氮气，防止食品在物理、化学和微生物方面的质量下降，从而延长食品的货架期。目前在食品、果蔬及生物领域均有所涉及[2～4]。蒋兆景[5](2019)等研究指出，较于高氧气调包装，酒精卡式托盘包装能显著抑制冷却肉的微生物生长，延长其货架期。路立立[6](2015)等研究发现，在延长货架期方面，气调包装要优于托盘包装，可达6d左右。HuH[7](2020)等研究发现，电场和高氧气调包装结合可以显著改善冰鲜猪肉的品质，并延长其货架期。LiX[8](2016)等研究表明，高氧气调包装对猪的蛋白质氧化、水态变化、持水能力和肉质微观结构有显著影响。

本研究采用不同气调包装方案对黑猪猪肉的贮藏品质进行研究，探究黑猪猪肉品质在贮藏期间的变化，拟为黑猪肉保鲜相关的研究提供理论参数，同时为企业解决在黑猪肉运输途中存在的保鲜问题提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 原料

黑猪后腿肉购于湖北省恩施市思乐公司，低温快递运送至实验室，而后进行分割与编号，低温保藏备用。

1.2 主要仪器设备

电子分析天平AL204，梅特勒-托利多(上海)有限公司；

电热恒温水浴锅HSW-26，河南郑州南北仪器设备有限公司；

数显式肌肉嫩度仪C-LM3B，东北农业大学；

袋式气调保鲜包装机MAP-500D型，上海炬钢机械制造有限公司；

电热恒温鼓风干燥箱101-1-BS，上海跃进医疗器械厂；

双人单面净化工作台SW-CJ-2FD，苏州江东精密仪器有限公司；

测色色差计CR-10，柯尼卡美能达集团；

电热恒温培养箱HPX-9082 MBE，上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 黑猪肉样品处理

使用气调包装机将分割好的黑猪肉进行气调包装，包装条件为气调A组(35%O2+65%CO2)、气调B组(35%O2+35%CO2+30%N2)和空气对照组，包装好的黑猪肉样品放入4℃冰箱中进行贮藏实验。

本研究使用的包装材料为复合材料(PET+PA+PE)，尺寸为300mm×200mm，厚度50μm。

1.3.2 色度的测定

参照杨梦达[9](2017)等测定方法并做适当修改，将肉样切为4cm×2cm×1cm规格，使用色差仪对其色度进行测定。

1.3.3 水分含量与水分活度的测定

参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的第一法对水分含量进行测定。

参照GB 5009.238-2016《食品安全国家标准食品水分活度的测定》对黑猪肉的水分活度进行测定。

1.3.4 持水力的测定

蒸煮损失参照付军杰[10](2010)等测定方法并略作修改，沿肌肉纤维方向切成3cm×2cm×1cm肉块，用滤纸吸干表面水分，置于蒸煮袋中，把肉块放入90℃水浴中加热至中心温度为70℃立即取出，蒸煮前质量为m1，蒸煮完成后，在25℃条件下冷却15min后，称其质量为m2，按照公式(1)计算蒸煮损失。

(1)

离心损失参照路立立[6](2015)等方法并做修改，取3g左右样品用吸水纸包裹，重量记为w1，然后放入离心管中。在2 410g下离心10min，离心后称其重记为w2，根据离心前后样品的重量差，按照公式(2)计算离心失水率。

(2)

1.3.5 剪切力的测定

参照吴文君[11](2020)等方法并进行参数优化，取肉样长×宽×高不少于2cm×2cm×1cm的整块肉样，剔除肉表面的筋、腱、膜及脂肪，肌纤维与刀口走向垂直进行测定。

1.3.6 菌落总数的测定

参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》的方法进行测定。

1.4 数据处理

使用EXCEL 2010软件进行数据处理，使用SPSS 19进行方差分析，使用Origin 2017绘图。

2 结果与讨论

2.1 不同气体组分气调包装对贮藏恩施黑猪肉菌落总数的影响

菌落总数是判定食品被细菌污染的程度和卫生质量，其在一定程度上反应了食品是否因微生物生长过量而腐败变质。本研究以新鲜恩施黑猪肉作为样本，研究其在不同气调比例下贮藏期间的菌落总数变化，其结果如图1所示。

图1 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的菌落总数变化Fig. 1 Changes in total number of colonies of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period

由图1可知，3个实验组的菌落总数均随着贮藏时间的增加而呈现增加的趋势。空气对照组的菌落总数在贮藏期间迅速升高，在第5天时菌落总数已超过106CFU/g，根据GB/T 9959.2-2008《分割鲜、冻猪瘦肉》要求，新鲜猪肉的菌落总数应<106CFU/g，因而第5天空气对照组的黑猪肉鉴定为已腐败肉，而同贮藏天数气调A和气调B组的菌落总数均低于106CFU/g，到第7天时，气调B组的菌落总数超过106CFU/g，而气调A组的菌落总数仍然低于106CFU/g，说明高浓度的CO2具有较高的抑菌作用。

气调包装后，肉类样品的气体环境发生变化，包装内的气体会抑制肉类样品表面携带的微生物的生长[12]。气调包装对菌落的抑制在于O2能够抑制冷鲜猪肉内厌氧菌的繁殖，以及CO2作为一种抑菌剂，能够抑制猪肉在贮藏时好氧微生物的生长繁殖[6]。

2.2 不同气体组分气调包装对恩施黑猪肉在贮藏期间水分的影响

水分含量和水分活度是评价肉品贮藏品质的重要指标，二者的含量高低可以很大程度上影响肉制品的贮藏时间，亦会对肉品的结构造成影响。本研究对气调包装的黑猪肉贮藏期间的水分含量与水分活度进行研究，其结果如表1和表2所示。

表1 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的水分含量变化(%)Table 1 Changes in moisture content of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period (%)

由表1可知，3个包装组在7d的贮藏条件下，其水分含量均有所下降的趋势，其中空气包装组在贮藏第5天的水分含量较第3天显著下降(p<0.05)，而其他2个包装组则没有显著性变化(p>0.05)。同时对其水分活度进行了测定，其结果如表2所示。

表2 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的水分活度变化Table 2 Changes of water activity of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period

由表2可知，3个包装组的水分活度在7d的贮藏条件下呈现逐渐降低的趋势，但其并没有显著的差异(p>0.05)，由此推测可能气调包装对水分活度的影响并不显著。

进一步对黑猪肌肉的持水能力进行测定，肌肉中的水分大部分是靠肌肉的肌原纤维和毛细血管张力固定，因此分别通过离心损失和蒸煮损失来表征其肌肉持水力，离心损失的结果如图2所示。

图2 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的离心损失变化Fig. 2 Variation of centrifugal loss of chilled black pork in different air conditioning packaging during storage period

由图2可知，气调A组和气调B组的离心损失在7d贮藏期里均呈现逐渐下降的趋势，空气对照组在前3d亦有类似的下降趋势，这与李素[13](2016)等研究结论较为一致，而在第5天和第7天的离心损失率却又逐渐上升，造成该现象的原因可能是空气对照组在第3天时还未腐败，第5天时为腐败肉，微生物的大量繁殖造成其结构被破坏，故而对水的控制力下降。

肌肉中的水分多数以15%的游离水以及80%的结合水形式存在，肌肉保持游离水和结合水的能力是决定肉品蒸煮损失率的因素之一。研究在离心损失的基础上进一步对其蒸煮损失进行了测定，其结果如表3所示。

表3 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的蒸煮损失变化(%)Table 3 Changes in cooking loss of chilled black pork in differentair conditioning packaging during storage period (%)

由表3可知，气调A组的蒸煮损失随着贮藏时间的延长而逐渐减小，而气调B和空气对照组的蒸煮损失为先降低后增加的趋势，这可能是因为气调B和空气对照组分别在第7天和第5天腐败，导致其蒸煮损失增加，而气调A组在整个贮藏期内仍然没有腐败，导致其蒸煮损失逐渐下降，具体的机理还有待进一步的探索。气调A和气调B组并无显著性差异(p>0.05)。

2.3 不同气体组分气调包装对恩施黑猪肉贮藏期间的色泽影响

本研究进一步对不同气体组分气调包装的冷鲜恩施黑猪肉，贮藏期的色泽变化进行研究，其结果如表4所示。

表4 不同气体组分气调包装的冷鲜恩施黑猪肉贮藏期的色泽变化Table 4 Color changes of chilled Enshi black pork with different air conditioning package during storage period

由表4可知，普通包装组C的亮度值是逐渐下降的，在第7天时空气对照组的肉色变暗肉已腐败，其余2个气调组在贮藏的前5d内其亮度值相对较高。但贮藏至7d时，其亮度值略微下降，其肉色微微变暗，但2个气调组之间的亮度差异不显著(p>0.05)。有研究表明猪肉样品被酶和微生物繁殖活动进一步氧化，使肌红蛋白氧化为褐色的高铁肌红蛋白，从而L*值降低[7]。

在红度方面，空气对照组随着贮藏时间的延长红度下降迅速，而其它2个气调组均显著的延缓了红度值的降低(p<0.05)。综合亮度和红度值两个方面，在一定程度上，气调A和气调B组都改善了冷鲜猪肉在贮藏期间的肉色，并延长了其货架期。气调A和气调B组的红度值均呈先增加后降低的趋势，这主要是因为大多数表面肌红蛋白会在第1天与氧结合，形成红色的氧化肌红蛋白色素，a*值增加[14]。刘骁[15](2014)等研究发现，在O2的作用下，猪肉中大部分肌红蛋白产生鲜红色氧化肌红蛋白，小部分产生褐色氧化肌红蛋白。随着O2浓度的降低，猪肉的红色值下降更快，这是由于高浓度CO2导致的低pH值，导致猪肉褪色[16]。

从表中可知贮藏过程中，所有实验组的冷鲜猪肉b*值均缓慢增加。气调A和气调B组的b*值在贮藏的前5d均高于空气对照组。空气对照组在贮藏5d内的b*值显著低于余下2个气调包装组(p<0.05)，整体看来，气调B组的冷鲜黑猪肉色泽会保持的相对较好。

2.4 不同气体组分气调包装对恩施黑猪肉贮藏期间的剪切力影响

不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的剪切力变化见图3。

图3 不同气体组分气调包装的冷鲜黑猪肉贮藏期的剪切力变化Fig. 3 Shear force changes of chilled black pork with different air conditioning packages during storage period

由图3可知，气调A和气调B组黑猪肉的剪切力随着贮藏时间的延长而不断增加，空气对照组冷鲜猪肉的剪切力值，随着贮藏时间的延长呈现下降趋势，说明空气对照组黑猪猪肉的嫩度逐渐提高。气调A和气调B组冷鲜黑猪肉的剪切力值显著高于空白对照组(p<0.05)。综上所述，气调包装组会造成肉品嫩度的下降。

3 结论

本研究通过对不同气体组分气调包装条件下黑猪肉贮藏期的品质研究发现：(1)实验组A的抑菌效果优于实验B组，高二氧化碳可有效抑制微生物的生长发育；(2)气调包装可以有效地延长冷鲜恩施黑猪肉的贮藏期；(3)2种气调包装均在一定程度上改善了冷鲜猪肉在贮藏期间的肉色，延缓了劣变，且处于实验B组(35%O2+35%CO2+30%N2)包装条件下冷鲜恩施黑猪肉的色泽保持相对较好。