气调包装对辐照生鲜猪肉保鲜效果及品质的影响

陈尚戊 李吉洪 汤利元 王雪梅 范钰佳 刘文龙

成都大学 肉类加工四川省重点实验室 四川成都 610106

生鲜肉营养丰富，含有蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素等多种营养物质，且食用简单，肉嫩味美，是国外肉制品类消费的首选，目前在国内也得到了广大消费者的高度认可。近年来，由于非洲猪瘟和疫病爆发等因素，生鲜肉已成为了肉类消费的主要趋势。

食物辐照技术，是指利用游离辐射(如γ射线、高能电子束或X射线)与食品的相互作用[1]，抑制了食物中绝大多数有害细菌的一种保鲜技术，因其对食物进行了“冷”杀菌[2]，能够有效地保护食物的感官质量、并延长货架期[3]，近年来辐照技术得到了越来越多的关注和应用，李飞[4](2017)等在辐照实验中研究发现7kGy剂量会使肉样产生严重的“辐照味”，同时辐照会促进脂肪的氧化；Musso Salgado[5](2016)等经研究表明，高辐照剂量会降低生鲜肉的色泽、风味等感光特征；诸多研究都表明辐照处理不当会对肉制品的感官品质和营养成分造成破坏[6]，严重时会产生“辐照味”[7]。因此为控制辐照剂量，将其它保鲜方式与电子束辐照处理相结合，为生鲜肉制品保鲜技术提供了新的研究方向。

气调保藏是一种改变所处环境气体组成成分的保藏方法，具有低成本、安全性高、能较好保持肉制品的风味、色泽、品质以及营养[8]等特点，合理的气调保藏能延长食品的货架期。赵冰[9](2017)等通过对生鲜猪肉挥发性风味物质的测定，发现气调保鲜能减慢脂肪氧化速度，减缓蛋白质的降解；吴宪玲[10](2021)等研究表明气调包装能减缓肉制品糖类、蛋白质的消耗，延长食品贮藏期。

在此基础上，本研究把气调保藏与辐照技术同时作用于生鲜猪肉的保鲜工艺上，将不同的气调保鲜方式与低剂量(3kGy)辐照处理的生鲜猪肉相结合，通过对贮藏期内生鲜猪肉的各项生理指标和感官特性的测定，为降低辐照处理对生鲜猪肉品质的影响，进一步优化生鲜猪肉的保鲜工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原材料：市售新鲜猪肉。

试剂：乙二胺四乙酸二钠，分析纯，成都市科龙化工试剂厂；三氯乙酸，分析纯，天津市津东天正精细化学试剂厂；2-硫代巴比妥酸，分析纯，上海源叶生物科技有限公司；平板计数琼脂，北京三药科技开发公司。

1.2 仪器与设备

pH计PHS-3C，上海三信仪表厂；

超纯水制备仪EPED-EZ-10TJ，南京易普易达科技发展有限公司；

袋式气调保鲜包装机MAP-500D型，上海炬钢机械制造有限公司；

便携式色差仪CR-400，柯尼卡美能达投资有限公司；

冷藏冰冻柜STC-9200，南京乐创厨房设备有限公司；

高速匀浆机IKAT18，德国IKA公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理及气调包装

将生鲜猪肉在无菌条件下剔除表面暴露层和筋膜，切割成50g和100g左右的块状，分别按照空气包装(A、B组)和35%O2+65%CO2(C组)、35%O2+35%CO2+30%N2(D组)气调包装的包装条件进行包装。

1.3.2 辐照处理

包装的肉样,用保温箱内加冰碴贮存,送于四川润祥辐照科技公司进行电子束辐射处理(样品间不重叠放置,以确保辐射均匀分布)。辐照后立即放入4℃冰箱中进行冷藏,分别在贮存的第1、3、6、9、12天进行抽样检查等各项技术指标测定。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 色度的测定

样品色度的测定使用色差仪在样品正反面3个不同部位点进行测定，记录L*值、a*值和b*值，测定前需使用白板进行校准。

1.4.2 持水力的测定

通过对生鲜猪肉煮前质量的测定(m1)和煮好冷却后质量的测定(m2)，按公式(1)计算蒸煮损失。

(1)

1.4.3 感官评价的测定

根据付丽[11](2020)等的方案并稍加调整，由8名食品卫生专业技术人员构成了感官评价组，对肉样的颜色、香气、黏度和汁液含量等进行了评价打分,各指标均采取10分制，具体的评分标准见表1。

表1 感官评分标准Table 1 sensory scoring criteria

1.4.4 质构的测定

将肉样在恒温水浴锅内煮制中心温度70℃，冷却后将其切成1cm×1cm×1cm的肉样，并用TA-XTPlus测定其黏度、弹性、回复力等参数。

1.4.5 TBARS的测定

TBARS值参照GB 5009.181-2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》进行测定。TBA值以每千克样品中所含丙二醛的质量表示，单位为mg/kg。

1.4.6 菌落总数的测定

菌落总数按照GB 4789.2-2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》，结果以lg(CFU/g)表示。

2 结果与分析

2.1 对生鲜猪肉色度的测定

贮藏期内，各组L*值在实验过程中，呈现减小的趋势，C、D这2组L*值变化无显著性差异(p>0.05)，且在贮藏的前9d内L*值都较高，变化不明显，12d时，亮度L*值略微下降，如表2所示。其原因是由于样品辐照处理杀死或抑制了大部分有害微生物[12]，随实验时间的延长，部分微生物生命活动逐渐旺盛，开始大量繁殖，使肌红蛋白被氧化而颜色加深，这与Khairy H.L[13](2015)等的研究结果一致，从而L*值呈现降低趋势，结果说明气调包装有维持辐照生鲜猪肉亮度的效果。

a*值方面，在实验过程中，B、C、D这3组样品的a*值都呈现先减小再增大之后呈现逐渐减小的趋势，与对照组A、B组相比较C、D这2组，a*值降低的速度缓慢，如表2所示。其原因为辐照使生鲜肉中的肌红蛋白和一氧化氮反应，肌红蛋白因此不易被氧化，随时间的延长，肌红蛋白又与氧结合，生成颜色更鲜明的氧化肌红蛋白，导致各组红度值先略微下降后再增大，之后呈现下降趋势[14]。b*值方面，4组的黄度b*值变化无明显规律性，在贮藏期内，气调C、D这2组变化较缓慢，表明气调和辐照处理对生鲜肉黄度b*值影响不大。

表2 不同气调包装对辐照生鲜肉色度的影响Table 2 Effects of different modified atmosphere packaging on the chromaticity of irradiated fresh meat

通过对色泽的测定可以得出气调处理能减缓辐照生鲜猪肉的L*值与a*值变化，提升生鲜肉的感官质量，本实验中，35%O2+35%CO2+30%N2(D组)气调组效果最佳，对提高生鲜肉色泽起着积极作用。

2.2 对生鲜猪肉持水力的测定

生鲜肉的持水力是指肉品维持自身和向外界添加水分的能力。持水力的高低也是评判生鲜肉鲜度的关键指标之一，其数值直接关系到生肉类及其成品的质量、韧性、嫩度、口味和出产量等，在特定的pH值和储存温度下，生肉品持水力的改变大多是由于蛋白质水解和肌肉萎缩，导致水分被排挤到细胞外层空间中所导致的[15]。

在贮藏期内，B组的持水性比A组的低，C、D这2组之间无显著差异(p>0.05)，但相比B组，C、D这2组生鲜肉持水能力更好，如表3所示。产生的原因可能是，由于辐照处理温度和气体组成比例的差异影响了蛋白质等氧化，以及蛋白质等与水分之间的相互作用，从而导致了水分丧失，随实验的不断进行，肌原纤维蛋白质氧化程度进一步增加，肌原纤维骨架的完整性也遭到了损害，肌肉保持水性变差，这与王策(2018)[16]研究的结论是一致的。实验结果表明辐照处理会减小生鲜猪肉的持水力，而不同气调包装协同辐照处理，则在一定程度上可以减少辐照处理对生鲜猪肉保持水力的影响。

表3 不同气调包装对辐照生鲜猪肉持水力的影响Table 3 Effect of different modified atmosphere packaging on water holding capacity of irradiated fresh pork

2.3 对生鲜猪肉感官评价的测定

对样品进行感官评定，在第1天时，B、C、D这3组的感官评分都比A组的低，其可能的原因是样品预先进行了3kGy剂量的辐照处理，使得生鲜猪肉中甲硫氨酸等含硫氨基酸产生挥发性物质而降低了感官评分，评分都在7.5分左右。随着贮藏时间的延长，A组生鲜肉各项感官评分都不断降低，在第6天时，气味和黏度分别为5.8分、6.3分，生鲜肉的新鲜度受到影响，12d时，B、C、D这3组各项评分维持在6分左右，具有一定的新鲜度，其中D组感官评分最佳，如表4所示。其原因可能是随着贮藏时间的延长，辐照处理使得微生物生命活动受到抑制，同时不同气调也使得蛋白质、脂肪等氧化受到不同程度的影响[17]，使得B、C、D组在12d时的感官评分优于A组。说明气调保鲜协同辐照处理比单一辐照处理的保鲜效果更好，对维持生鲜肉的色泽、气味都有积极作用，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D组)对保持生鲜猪肉黏度效果最佳。

表4 不同气调包装对辐照生鲜猪肉感官评分的影响Table 4 Effects of different modified atmosphere packaging on sensory scores of irradiated fresh pork

2.4 对生鲜猪肉质构的测定

质构检测是对试样感官品质和质地的一个测试手段，被普遍的运用在食品行业中，其稳固性主要体现在了当试样遭遇外力时，如在进入口腔时或牙齿挤出肉块时抵抗变形的能力程度，弹性则用来描述在受到重压后的试样回复至最初形态的程度。咀嚼量表示了样品在口内咀嚼过程中所耗费的能量多少，在一定范围内，与肉样体的总质量成正向相关性[18]。

A组的硬度最大为2 324.49g，B、C、D组的硬度无显著性差异(p>0.05)，其原因是由于辐照会使生鲜肉内部纤维变得疏松，各组的回复力和黏聚力都无显著性差异(p>0.05)，黏度方面差异较大，在12d时，A组的黏度最低，D组的黏度远远小于A组的黏度，如表5所示。其原因可能是生鲜肉微生物的生产情况导致差异，微生物的大量繁殖会破坏蛋白质网状结构，使其变得粘稠[19]，从C、D组经辐照处理和气调气体组分氧含量较低，抑制微生物效果最明显。实验结果表明气调处理能提高辐照生鲜猪肉的硬度，改善黏度，对提高生鲜猪肉的新鲜度有积极作用。

表5 不同气调包装对辐照生鲜猪肉质构的影响Table 5 Effects of different modified atmosphere packaging ontexture of irradiated fresh pork

2.5 TBARS值

随着贮藏时间的延长，生鲜猪肉脂肪的氧化程度将逐渐加深，氧化产物逐渐积累，目前常用TBARS值来可以说明生鲜猪肉中脂肪的氧化程度，在实验研究中被普遍应用。如图1所示，随着实验时间的进行，各组TBARS值都逐渐升高。在第3天时，B、C、D这3组的TBARS值都低于A组；在第12天时，B组的TBARS值最高，为0.668mg/kg，D组的TBARS值最低为0.561mg/kg，肉质良好。其原因可能在于，生鲜肉经辐照处理，由于高能电子束的还原作用抑制了脂肪氧化，而随着试验的开展,经辐照处理的生鲜肉中自由基浓度逐渐增加，脂肪氧化程度也加深[20]。结果表明，气调包装能减缓辐照生鲜猪肉的脂肪氧化速度，对维持肉制品有积极作用，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D组)效果最好。

2.6 对生鲜猪肉菌落总数的测定

随着实验的进行，生鲜猪肉中菌落总数的变化如图2所示。

随着时间的延长，生鲜猪肉中的微生物都以不同速度进行繁殖。其中A组生鲜猪肉中微生物繁殖速度最快，在12d时菌落总数为7.39lgcfu/g，菌落数>6lgcfu/g，肉制品发生腐败变质；与B组相比，C、D这2组菌落数增长缓慢，在第12天时，菌落数分别为5.07lgcfu/g、4.80lgcfu/g，说明C、D组的样品维持着较好的新鲜度，2组的抑菌效果最好。其原因很可能是由于B、C、D这3种试样，经过辐照处理后控制了部分微生物的生产繁殖，随着时间的增长，B组微生物的生命活动越来越丰富，C、D这2组由于在经过辐照处理后经气调包装，改善了气体组成成分，从而控制了肉类试样表面携带的细菌的生长繁殖。气调包装对菌落生长的主要控制在于O2含量影响肉样中厌氧菌的生长，而且CO2还作为一个抑菌剂，可以控制生猪在贮存时期内的好氧微生物的生长[21]。实验结果表明，气调协同辐照处理，能更好抑制微生物的生长繁殖，比单一辐照处理效果更佳，其中35%O2+35%CO2+30%N2(D组)抑菌效果较好。

3 结论

通过不同气调包装对辐照生鲜猪肉的处理，研究了其各项理化指标和感官特征后可以得出以下结论。气调处理能改善辐照对生鲜猪肉产生的品质影响，对维持生鲜猪肉亮度L*、红度a*值的稳定有积极作用，减少生鲜猪肉水分流失速度，保持原有风味；同时气调包装能减缓辐照生鲜猪肉的脂肪氧化速度，维持生鲜猪肉品质，使生鲜猪肉的硬度、回复力、咀嚼度保持在较高水平，并改善生鲜猪肉的黏度；抑菌方面，气调协同辐照处理对生鲜猪肉的抑菌效果明显，气调保藏能够延长辐照生鲜猪肉货架期5d以上；35%O2+35%CO2+30%N2(D组)气调包装对辐照生鲜猪肉的保鲜效果最好，在最大限度维持生鲜猪肉原有感官品质的同时，又降低了生鲜猪肉的脂肪氧化速度，使其保持着较好的硬度、回复力，咀嚼度。