生物保鲜剂结合气调包装对烤鸭货架期及微生物多样性的影响
2021-11-22赵嘉越董鹏程张一敏朱立贤
陈 雪,赵嘉越,董鹏程,罗 欣,2,张一敏*,朱立贤
(1 山东农业大学食品科学与工程学院 山东泰安 271018 2 江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心 南京 210095)
烤鸭是我国熏烧烤肉制品的典型代表,具有皮脆酥香、色泽诱人、肥而不腻、香气浓郁等特点。目前市售烤鸭多采用散装、托盘和真空包装方式。散装及托盘包装虽然简单便捷,但是不利于产品保藏,极易导致产品的腐败变质;真空包装虽然能够实现较长的产品货架期,但是该包装方式下的二次高压灭菌工艺会显著降低烤鸭的感官品质及营养价值[1-2]。开发一种既能延长烤鸭货架期又能维持其独特风味的包装方式极为重要。
微生物过度增殖是导致肉制品腐败的重要因素[3]。相较于化学类抑菌剂,天然生物保鲜剂因安全、抑菌谱广等优点,近年来被广泛应用于肉品保鲜[4]。其中,牛至精油因含有酚酸类、萜烯类等物质,而具有良好的抑菌和抗氧化作用[5]。Ünal 等[6]发现在碎牛肉中分别添加牛至、鼠尾草和迷迭香精油(2%)均可有效减缓样品的脂质氧化,相比较而言,牛至精油的抗氧化活性最高。另外,茶树精油也具有较强的抑菌和抗氧化活性,主要归因于所含有的4-萜烯醇物质等活性成分[7]。其中,大部分腐败菌对0.1%茶树精油具有一定的敏感性[8]。此外,该生物活性物质还能抑制大肠杆菌、沙门氏菌、单增李斯特菌等致病菌的增殖[9-11],有效降低即食肉制品的安全风险。
众多研究发现将天然生物保鲜剂结合气调包装(Modified atmosphere packaging,MAP)可起到协同保鲜的效果。Tsigarida 等[12]指出MAP(40%CO2/30%N2/30%O2)结合牛至精油(0.8%)可有效降低肉品的初始微生物菌落数。Petrou 等[13]将MAP(30%CO2/70%NO2)+0.25%牛至精油用于鸡肉保鲜,发现相较于单一MAP,该组合包装方式可延长货架期5~6 d。同样,Chouliara 等[14]研究发现添加0.1%牛至精油的鸡肉,采用气调包装(30%CO2/70%N2和70%CO2/30%N2),其菌落总数、假单胞菌和乳酸菌等腐败菌的增殖速率显著低于对照组。然而,当前基于生物保鲜剂(牛至、茶树精油)协同气调包装对烤鸭品质的影响研究鲜有报道。
本试验以烤鸭为研究对象,探究生物保鲜剂(牛至、茶树)结合气调包装(30%CO2/70%N2)对烤鸭冷藏期间理化指标及微生物菌群结构的影响,以期优选出适合烤鸭保鲜的最佳包装方式,在保持其良好风味的同时延长货架期。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
烤鸭,泰安市某大型超市。
TQBC-0775 托盘包装盒(透氧率:10 cm3/m2/24 h,水蒸气透过率:15 g/m2/24 h)、Lid 1050/550密封阻隔膜(透氧率:25 cm3/m2/24 h,水蒸气透过率:10 g/m2/24 h),希悦尔包装上海有限公司;QM/0125 保鲜膜【透氧率:16 654 cm3/(m2·24 h·atm);水蒸气透过率:23.5 g/(m2·24 h),CO2透过率:64 637 cm3/(m2·24 h·atm)】,浙江清清美家居用品有限公司。
平板计数琼脂培养基、MRS 培养基、结晶紫中性红胆盐葡萄糖琼脂,北京陆桥技术股份有限公司;无水乙醇、异丙醇、硫代巴比妥酸,国药集团化学试剂有限公司;三氯乙酸,天津凯通化学试剂有限公司;牛至精油、茶树精油,多特瑞(上海)商贸有限公司;DNA 提取试剂盒,天津迦美惠众科技有限公司。
1.2 仪器与设备
DT-6D 气调保鲜包装机,大江机械设备有限公司;T18ULTRA-TURRAX 高速分散机,德国IKA 公司;SPX 型生化培养箱,宁波江南仪器厂;SP62 便携式色差计,美国X-Rite 公司;1400 生物安全柜,美国Thermofisher 公司;T6 紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司。
1.3 试验方法
1.3.1 原材料处理 精油溶液制备:采用体积分数60%的乙醇分别将牛至和茶树精油配成体积分数0.3%的溶液备用。
样品预处理:参照Contini 等[15]的方法稍作修改,将烤鸭样品随机分成4 组(n=6),置于预喷涂体积分数0.3%牛至精油(2 mL)或茶树精油(2 mL)的PP 托盘中,随后立即进行气调包装(30%CO2/70%N2)。并设置对照组1(不添加任何物质的MAP)和对照组2(只喷涂60%乙醇的MAP)。将各处理组样品避光冷藏(0~4 ℃),并在贮藏0,4,7,11,14 d 后取未接触抑菌剂部分样品进行检测。测定肉色、脂肪氧化(Thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值及微生物菌落数(菌落总数、乳酸菌和肠杆菌科),同时在贮藏0,7,14 d 后进行感官评定和微生物多样性分析。
1.3.2 肉色测定 使用SP62 便携式色度计(测量孔径为4 mm,光源A,标准视角10°)测定烤鸭表面的L*值(亮度值)、a*值(红度值)、b*值(黄度值)。每个样品随机选取6 个位点进行测定,并取平均值。
1.3.3 脂肪氧化值的测定 参照GB 5009.181-2016 《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》中的分光光度法进行测定。
1.3.4 感官指标的测定 感官品评参照Santos等[16]和宋莲军等[17]的方法并稍作修改。品评小组由10 名长期从事肉品研究的专业人员组成,分别从色泽、气味和整体可接受度3 个方面对不同包装方式下的烤鸭样品(打开包装前/打开包装后)进行评定,标准如表1所示。当任何一项感官指标低于5 分时,则视为样品不可接受。
表1 不同包装方式烤鸭感官品评评分表Table 1 Rating of sensory evaluation of roast duck in different packaging
1.3.5 微生物的测定 于无菌环境下取25 g 烤鸭样品,剪碎后置于含有225 mL 无菌蛋白胨生理盐水(0.85%NaCl 和0.1%蛋白胨)的均质袋中(BagPageR,法国Interscience 有限公司)。采用拍打器拍打2 min 后,将混合菌液梯度稀释至合适稀释度。菌落总数、乳酸菌数和肠杆菌科数的测定分别参照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》、GB 4789.35-2016 《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》和GB 4789.41-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 肠杆菌科检验》。
1.3.6 样品中细菌总DNA 的提取、PCR 扩增及高通量测序 参照Yang 等[18]的方法提取烤鸭样品中的细菌总DNA,并分别用0.8%琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计进行检测和定量。对16S rDNA序列的V3-V4 可变区进行扩增,PCR 扩增体系及条件参照Chen 等[3]的方法,PCR 扩增产物分别用Agencourt AMPure Beads 和PicoGreen dsDNA Assay Kit 回收及纯化定量,并由上海派森诺公司进行Illumina MiSeq 高通量测序。
1.3.7 数据分析 采用SPSS 18.0 一般线性模型中的单变量进行双因素方差分析,包装方式和贮藏时间为固定因子,使用LSD 法对2 个因素的主效应进行多重比较,以F检验判断两因素间交互作用的显著性(P<0.05)。
微生物多样性数据处理方法参照Chen 等[3]。首先采用滑动窗口法对FASTQ 格式的双端序列逐一进行质量筛查,随后利用FLASH(V1.2.7)软件对通过质量初筛的序列根据重叠碱基进行配对连接,获得有效序列。之后,通过QIIME(V1.8.0)和Mothur(V 1.31.2)识别并去除嵌合体等疑问序列,得到高质量序列。再通过QIIME 软件,调用UCLUST 这一序列比对工具,对前述所获得的高质量序列按照97%相似度进行归并和OUT 划分。通过比对SILVA 数据库对OTUs 代表序列进行物种分类学注释。Alpha 多样性(主要包括:Chao1、ACE、Shannon 及Simpson 指数)和Beta 多样性(主成分分析)均通过QIIME(V1.8.0)和R(V3.2.0)软件进行处理分析。
2 结果与分析
2.1 不同包装方式下烤鸭贮藏期间的肉色变化
消费者往往基于肉色来评价熟肉制品的品质[19],尤其对于烤鸭而言,色泽枣红是其典型表观特征。不同包装方式对于烤鸭肉色的影响如表2所示,贮藏时间和包装方式的交互作用对烤鸭的L*、a*和b*值影响均不显著(P>0.05),仅贮藏时间这一主效应显著影响烤鸭的L*值(P<0.05)。其中,烤鸭的初始L*值相对较高(50.76),贮藏4 d后,L*显著降低(48.41),随后趋于相对稳定(48.07~48.54)。此外,各处理组的a*和b*值在贮藏期间也均保持相对稳定(a*值:18.11~20.34;b*值:28.42~32.24)。以上结果表明这4 种包装方式均可以有效维持烤鸭的肉色稳定性,推测其原因可能是低温厌氧条件下抑制了色素氧化[20]。这与Guo 等[19]的结果一致,该学者同样发现MAP(N2/CO2)可以维持烤鸡冷藏期间(12 d)表观肉色的相对稳定。
×间时藏贮式方装包0.104 0.993 0.248的醇乙60%涂喷化变的色肉鸭烤间期藏贮下式方装包同不2表Changes in meat color of roast duck under different packaging during chilled storage Table 2 值P式方装包误准标±值均平式方装包间时藏贮组油精树茶组油精至牛2组照对1组照对0.835 0.011 a 50.76±0.60 50.76±1.20 50.76±1.20 50.76±1.20 50.76±1.20 b 48.41±0.60 50.98±1.20 49.05±1.20 48.30±1.20 45.33±1.20 b 48.15±0.60 48.56±1.20 48.97±1.20 47.06±1.20 48.02±1.20 b 48.54±0.60 47.40±1.20 48.27±1.20 49.20±1.20 49.30±1.20 b 48.07±0.60 46.90±1.20 46.63±1.20 50.09±1.20 48.67±1.20 x 48.92±0.53 x 48.73±0.53 49.08±0.53x 48.42±0.53x 0.892 0.341 a 19.24±0.41 19.24±0.82 19.24±0.82 19.24±0.82 19.24±0.82 a 19.90±0.41 19.70±0.82 19.61±0.82 20.09±0.82 20.18±0.82 a 19.19±0.41 18.11±0.82 19.38±0.82 19.54±0.82 19.74±0.82 a 19.05±0.41 19.43±0.82 19.01±0.82 18.68±0.82 19.10±0.82 a 20.00±0.41 20.23±0.82 19.87±0.82 19.57±0.82 20.34±0.82 x 19.34±0.37 x 19.42±0.37 x 19.42±0.37 x 19.72±0.37 0.662 0.953 a 30.28±0.49 30.28±0.98 30.28±0.98 30.28±0.98 30.28±0.98 a 30.41±0.49 31.46±0.98 30.85±0.98 30.36±0.98 28.96±0.98 a 30.12±0.49 28.42±0.98 31.25±0.98 29.72±0.98 31.09±0.98 a 29.95±0.49 29.85±0.98 29.83±0.98 30.05±0.98 30.07±0.98 a 30.43±0.49 28.91±0.98 29.31±0.98 32.24±0.98 31.25±0.98 x 29.78±0.44 x 30.30±0.44 x 30.53±0.44 x 30.33±0.44(只2组照);对MAP的质物何任加添(不1组照)。对(P<0.05性著显的异差间组式方装包同不示表x-y标);肩(P<0.05性著显的异差间/d间时藏贮标指0*L 4 7 1 1 14误准± 标值均平0*a 4 7 1 1 14误准标±值均平0*b 4 7 1 1 14误准± 标值均平组间时藏贮同不示表a-b标:肩注。同)。下MAP
2.2 不同包装方式下烤鸭贮藏期间TBARS 值的变化
脂质氧化也是导致肉制品品质劣变的重要原因之一。如表3所示,贮藏时间和包装方式对于烤鸭TBARS 值的交互作用影响不显著,而贮藏时间和包装方式分别对其影响显著(P<0.05)。烤鸭的初始TBARS 值较低(0.11 mg MDA/kg),贮藏4 d后显著增加(P<0.05),随后保持相对稳定(0.33~0.36 mg MDA/kg)。值得注意的是,贮藏期间虽然各处理组的TBARS 值均有所增加,但都维持在较低水平(0.11~0.60 mg MDA/kg),表明气调包装烤鸭几乎未发生氧化酸败。同样,Guo 等[19]也发现MAP(CO2/N2)可有效降低烤鸡冷藏期间的脂质氧化程度。其中,牛至精油和茶树精油处理组的TBARS 值显著低于2 个对照组(P<0.05)。这可能与牛至精油中含有酚酸类和萜烯类物质以及茶树精油中的萜烃类物质有关,这些活性物质可通过清除自由基及螯合金属离子等实现抗氧化的效果[5]。与本研究结果相似,Viuda-Martos 等[21]和刘婷等[22]也研究发现厌氧包装条件协同牛至精油处理有助于减缓肉品中的脂质氧化速率。
值P×间时藏贮式方装包式方装包0.184 0.001化变的TBARS 值间期藏贮鸭烤下式方装包同不3表Changes in TBARS values of roast duck under different packaging during chilled storage Table 3 式方装包误准标±值均平间时藏贮组油精树茶组油精至牛2组照对1组照对< 0.001 b 0.11±0.04 0.11±0.08 0.11±0.08 0.11±0.08 0.11±0.08 a 0.34±0.04 0.17±0.08 0.28±0.08 0.30±0.08 0.60±0.08 a 0.33±0.04 0.19±0.08 0.19±0.08 0.52±0.08 0.40±0.08 a 0.34±0.04 0.36±0.08 0.20±0.08 0.42±0.08 0.40±0.08 a 0.36±0.04 0.28±0.08 0.26±0.08 0.46±0.08 0.42±0.08 y 0.22±0.04 y 0.21±0.04 x 0.36±0.04 x 0.39±0.04/d间时藏贮0 4 7 1 1 14误准标±值均平
2.3 不同包装方式下烤鸭贮藏期间感官品质的变化
感官品质直接影响消费者对肉制品的接受程度。不同包装方式对于烤鸭色泽、气味和总体可接受度的影响如表4所示。总体来看,各处理组感官评分均随贮藏时间的延长逐渐降低(P<0.05)。贮藏期间,4 种包装方式均能保持烤鸭良好的肉色(>5 分)。气味方面,贮藏14 d 后,精油处理与对照组2 之间无显著差异,表明添加植物精油未对气调包装烤鸭的特有气味产生不利影响。对于总体可接受度而言,贮藏期间各处理组均能维持较高的感官评分(≥5 分)。而Karabagias[23]研究发现采用体积分数0.3%的牛至精油保藏羊肉,在其熟制后感官品质难以接受。因此,在应用植物精油时应注意添加用量及方式,在延长肉品货架期的同时,尽量避免其对感官特性造成的负面影响。
值P×间时藏贮式方装包式方装包0.931 0.659 0.005<0.001 0.087 0.003化变的质品官感间期藏贮鸭烤下式方装包同不4表Changes in sensory attributes of roast duck under different packaging during chilled storage Table 4 式方装包误准标±值均平/d间时藏贮间时藏贮组油精树茶组油精至牛2组照对1组照对<0.001 a 8.56 ± 0.10 8.56 ± 0.20 8.56 ± 0.20 8.56 ± 0.20 8.56 ± 0.20 0 b 6.99 ± 0.10 6.89 ± 0.20 6.94 ± 0.20 7.11 ± 0.20 7.00 ± 0.20 7 c 5.72 ± 0.10 5.72 ± 0.20 5.44 ± 0.20 5.83 ± 0.20 5.89 ± 0.20 14 x 7.06 ± 0.20 x 6.98 ± 0.20 x 7.17 ± 0.20 x 7.15 ± 0.20误准标±值均<0.001 8.44 ± 0.10 ax 8.44 ± 0.29 ax 8.44 ± 0.29 ax 8.44 ± 0.29 ax 8.44 ± 0.29 0 6.78 ± 0.10 by 6.67 ± 0.29 bz 5.83 ± 0.29 bxy 7.06 ± 0.29 bx 7.56 ± 0.29 7 5.13 ± 0.10 cxy 5.11 ± 0.29 cy 4.78 ± 0.29 cxy 5.17 ± 0.29 cx 5.44 ± 0.29 14 6.74 ± 0.12 6.35 ± 0.12 6.89 ± 0.12 7.15 ± 0.12误准标±值均<0.001 a 8.61 ± 0.09 8.61 ± 0.19 8.61 ± 0.19 8.61 ± 0.19 8.61 ± 0.19 0 b 7.04 ± 0.09 6.94 ± 0.19 6.44 ± 0.19 7.50 ± 0.19 7.28 ± 0.19 7 c 5.38 ± 0.09 5.39 ± 0.19 5.00 ± 0.19 5.39 ± 0.19 5.72 ± 0.19 14 xy 6.98 ± 0.11 y 6.69 ± 0.11 x 7.17 ± 0.11 x 7.20 ± 0.11误准标±值均平平平标指泽色味气度受接可体总
2.4 不同包装方式下烤鸭贮藏期间微生物菌落数的变化
不同包装方式对烤鸭微生物菌落数的影响如表5所示。各处理组样品的初始菌落总数为2.84 g(CFU/g),后随贮藏时间的延长均逐渐增加。贮藏11 d 后,对照组1 和对照组2 中的菌落总数就已分别达到4.56,4.48 lg(CFU/g),超出GB 2726-2016 安全限量标准【4 lg(CFU/g)】,而牛至精油组在贮藏14 d 后,菌落总数才达到同等水平。值得注意的是,茶树精油处理后的烤鸭样品贮藏期间其菌落总数始终低于4 lg(CFU/g),其抑制微生物增殖的效果最好。因此,基于菌落总数结果,相较于对照组1,牛至精油和茶树精油处理可分别延长气调包装烤鸭的货架期至11 d 和14 d。精油中所含有的酚类、萜烯类等活性成分可通过对菌体细胞壁/细胞膜结构的破坏及其代谢等生命活动的干扰,实现其良好的抑菌效果[5]。同样,Petrou 等[13]也发现0.25%的牛至精油协同MAP(30%CO2/70%NO2)相较于单一气调包装方式可延长鸡肉的货架期5~6 d。
值P×间时藏贮式方装包式方装包0.487<0.001 0.074<0.001 0.438 0.001化变的数落菌物生微间期藏贮鸭烤下式方装包同不5表Changes in microbial counts of roast duck under different packaging during chilled storage Table 5 式方装包误准标±值均平间时藏贮组油精树茶组油精至牛2组照对1组照对<0.001 c 2.84±0.15 2.84±0.30 2.84±0.30 2.84±0.30 2.84±0.30 c 3.05±0.15 2.86±0.30 2.60±0.30 3.28±0.30 3.47±0.30 c 3.25±0.15 2.99±0.30 3.12±0.30 3.19±0.30 3.69±0.30 b 3.94±0.15 3.27±0.30 3.45±0.30 4.48±0.30 4.56±0.30 a 4.45±0.15 3.83±0.30 4.26±0.30 4.95±0.30 4.78±0.30 y 3.16±0.13 y 3.25±0.13 x 3.75±0.13 x 3.87±0.13<0.001 d 1.51±0.18 1.51±0.37 1.51±0.37 1.51±0.37 1.51±0.37 d 1.88±0.18 1.79±0.37 1.51±0.37 1.97±0.37 2.26±0.37 c 2.58±0.18 2.13±0.37 2.78±0.37 2.48±0.37 2.94±0.37 b 3.24±0.18 2.29±0.37 2.18±0.37 4.08±0.37 4.40±0.37 a 4.19±0.18 3.56±0.37 3.91±0.37 4.60±0.37 4.68±0.37 y 2.26±0.17 y 2.38±0.17 x 2.93±0.17 x 3.16±0.17<0.001 c 0.62±0.19 0.62±0.38 0.62±0.38 0.62±0.38 0.62±0.38 c 0.91±0.19 0.62±0.38 0.51±0.38 1.04±0.38 1.44±0.38 b 2.58±0.19 2.13±0.38 2.78±0.38 2.48±0.38 2.94±0.38 a 3.32±0.19 2.31±0.38 2.78±0.38 4.01±0.38 4.17±0.38 a 3.83±0.19 3.14±0.38 3.44±0.38 4.20±0.38 4.53±0.38 z 1.77±0.17 yz 2.03±0.17 xy 2.47±0.17 x 2.74±0.17/d误准误准误准间时藏贮0 4 7 1 1 14± 标值均0 4 7 1 1 14± 标值均0 4 7 1 1 14± 标值均平平平/数落菌-1)·g(CFU lg数总落菌菌酸乳科菌杆肠
不同包装方式下乳酸菌数也随贮藏时间的延长而逐渐增加,其中,两对照组中乳酸菌的增长速率最快,在贮藏第11 天时,就已超过4 lg(CFU/g),而牛至精油和茶树精油处理组仍处于较低水平【<2.2 lg(CFU/g)】,且贮藏期间始终控制在4 lg(CFU/g)以内。Menezesa 等[24]同样发现添加牛至精油会通过延长熟制火腿中乳酸菌的迟滞期,进而抑制其增殖速率。
肠杆菌科也呈现出类似的增长趋势,贮藏11 d 后,牛至精油和茶树精油组的肠杆菌科数分别为2.78 lg(CFU/g)和2.31 lg(CFU/g)。而两对照组在同一贮藏期内均已超出4 lg(CFU/g)。此外,还发现贮藏后期(7~14 d),茶树精油组中的肠杆菌科数最低,表明其更优的抑制肠杆菌的效果。与本研究结果相似,Chouliara 等[14]也发现气调包装(40%CO2/30%N2/30%O2)鸡肉中添加牛至精油可有效抑制肠杆菌科的生长。以上结果表明,牛至精油或茶树精油协同30%CO2-MAP 均为理想的提高烤鸭微生物安全性的包装方式。
2.5 不同气调包装方式下烤鸭贮藏期间微生物多样性的变化
依据高通量测序结果(表6),贮藏期间各烤鸭样品的测序覆盖度均超过99%,表明测序结果可有效反映大部分微生物群落信息,测序准确度较高。此外,不同包装烤鸭贮藏期间共获得1 563 010 个有效序列(表6),对照组1,对照组2,牛至精油组及茶树精油组的平均序列标签分别为36 029,36 693,36 180,35 795。OUT 可用于反映烤鸭样品中微生物的种类。贮藏14 d 后,各处理组OUT 数值(306~440)明显低于初始样品(539),表明微生物种类随贮藏时间的延长逐渐降低。Chao1 指数和Shannon 指数分别代表样品中微生物群落的丰富度和多样性。与OUT 变化趋势相符,各处理组中Chao1 指数和Shannon 指数均随时间延长整体呈降低趋势,表明烤鸭样品贮藏期间微生物多样性降低。这与许多学者的研究相一致,肉制品的初始微生物多样性较高,贮藏后期微生物竞争加剧,部分菌群在生长中占据优势,成为优势菌群[25-27]。
表6 不同包装方式下烤鸭中菌群丰度和多样性Table 6 Species richness and diversity of roast duck under different packaging conditions
2.6 不同包装方式下烤鸭的微生物菌群结构变化
如图1a 所示,不同包装方式下烤鸭贮藏期间共鉴定出17 个细菌门,主要包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、栖热菌门A(Deinococcus-Thermus)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等。其中,变形菌门(36.89%~86.39%)和厚壁菌门(13.53%~62.12%)为最主要的优势菌门。与本研究结果相似,众多相关学者也发现变形菌门和厚壁菌门在肉及肉制品中占据绝对优势[25-27]。
基于属水平,相对丰度排前20 的细菌属如图1b 所示。初始优势微生物包括乳杆菌属(Lactobacillusspp.,18.99%)、发光杆菌属(Photobacteriumspp.,13.37%)、栖热菌属(Thermusspp.,9.83%)、嗜冷单胞菌属(Psychromonasspp.,9.67%)及假交替单胞菌属(Pseudoalteromonasspp.,8.18%)等。随后,4 种包装方式下的烤鸭样品贮藏期间呈不同的菌群演替规律。两对照组中贮藏第7 天均以发光杆菌属(36.72%~51.11%)、弧菌属(Vibriospp.,17.06%~31.86%)、索丝菌属(Brochothrixspp.,13.52%~13.80%)为主。贮藏14 d后,弧菌属迅速增殖,相对丰度达48.61%~76.19%,占据绝对优势,其次为索丝菌属(16.45%~17.15%)。此外,对照组2 中还检出相对较高比例的沙雷氏菌属(Serratiaspp.,13.90%)和明串珠菌属(Leuconostocspp.,8.58%)。牛至精油组中,贮藏第7 天,索丝菌属(51.64%)、弧菌属(20.38%)为主要的优势菌属;随后发光杆菌属快速增加成为贮藏末期的优势菌属之一。对于茶树精油组,贮藏期间弧菌属、发光杆菌属和索丝菌属为主要的优势菌。此外,贮藏第7 天时,乳杆菌属(Lactobacillusspp.)也占有较高比例(7.24%)。
图1 不同包装方式的烤鸭在门(a)和属(b)水平上的微生物群落组成Fig.1 Relative abundance(%)of the bacteria of roast duck under different packaging at the phylum level(a)and genus level(b)
整体而言,贮藏期间4 种包装方式下烤鸭的优势菌群较为相似,均以弧菌属、发光杆菌属及索丝菌属为主。贮藏前期(7 d),发光杆菌属在两对照组中占据绝对优势,说明这两组样品中较高的菌落总数可能与该菌属的大量增殖有关。近年来,相关学者也分别从牛肉、猪肉、禽肉等肉品中检测到发光杆菌属[28-31]。该菌属可耐受低温、高浓度CO2环境[32],推测可能是导致其在MAP 烤鸭中获得竞争优势的原因。贮藏后期(14 d),弧菌属在4种包装方式中均占据绝对优势,表明相对于气体成分而言,精油处理对菌群结构影响较小,而对于优势菌的生长有一定的抑制作用。作为一种耐盐、嗜冷微生物,弧菌属在加工肉制品中较为常见,而且已经被证实与禽肉制品的腐败存在重要联系[33]。占利等[34]发现弧菌属为酱卤熟肉制品中的优势腐败菌。本课题组前期的研究也发现弧菌属为厌氧包装烤鸭贮藏后期的优势菌[1]。此外,索丝菌属在各处理组中所占比例相对较高(11.86%~18.64%),也是目前已知的导致肉制品腐败的关键微生物。该菌属可产生乙偶姻、2,3-丁二醇和辛酸乙酯等挥发性物质[35],对肉品风味造成不利影响。有报道称,体积分数0.2%以上的牛至精油处理即可有效抑制肉品中热杀索丝菌的增殖[5]。以上结果表明,相较于对照组,精油处理可能是通过抑制发光杆菌属、弧菌属及索丝菌属等多种优势腐败菌的增殖,进而实现延长烤鸭货架期的目的。
2.7 不同包装方式下烤鸭的微生物菌群结构比较
采用主成分(Principal component analysis,PCA)分析(图2)可进一步揭示不同包装方式下烤鸭贮藏期间微生物菌群的分布特征。不同样本间距离越近表明相互之间微生物群落结构差异越小。其中,第一、二主成分(PC1、PC2)的累计贡献率为81.94%。整体来看,贮藏期间不同处理组各自存在特有的微生物群落结构。其中,贮藏7 d后,4 种包装方式下的样品在PC2 方向分离明显,表明各处理组菌群结构差异较大;贮藏末期(14 d),在PC2 水平上的差异逐渐缩小,意味着不同包装方式下的菌群结构逐渐趋于一致。以上结果也进一步说明精油处理对于贮藏后期烤鸭中微生物群落的结构影响较小。
图2 不同包装烤鸭的微生物群落结构比较Fig.2 Comparison of microbial community structure of roast duck under different packaging conditions
3 结论
4 种包装方式均可有效维持烤鸭贮藏期间的肉色稳定性,减缓脂质氧化进程(0.11~0.60 MDA mg/kg)。相较于对照组,牛至和茶树精油处理对气调包装烤鸭中微生物腐败的抑制效果更显著,可分别延长货架期4 d 和7 d。微生物多样性分析结果显示,各处理组贮藏期间存在不同的菌群演替规律,而均以弧菌属、发光杆菌属和索丝菌为主,表明生物保鲜剂对微生物群落结构的变化影响较小,可能是通过抑制以上多种优势腐败菌的生长来延长烤鸭货架期。综合考虑,添加体积分数0.3%的牛至或茶树精油可提高气调包装条件下烤鸭品质的稳定性,适用于烤鸭的贮藏保鲜。