湖羊宰后生理特性及贮藏保鲜技术研究

2023-03-24李梦洁杨怡包永华

食品工业 2023年12期

李梦洁，杨怡，包永华

1.浙江经贸职业技术学院应用工程学院（杭州 310018）；2.南京农业大学食品科技学院（南京 210095）

湖羊原名“胡羊”，原产于中国太湖盆地，主要分布于浙江省湖州市，是我国特有的白色羔皮羊品种。据史料记载，在八百多年前的南宋时代，北方人带着一群蒙古羊群向南迁徙，最终定居在太湖流域的江浙地区，羊群经过数百年的驯养、繁衍、筛选、优化，再加上太湖地区传统的种桑养蚕，桑叶养羊，羊肥积粮的“桑基鱼塘”农业文化，这才有了湖羊这一罕见的物种[1]。

作为国家一级地方保护畜禽品种，其繁殖特点：生长速度快，早熟且产肉性能好，一年二胎或二年三胎，平均产羔率为232.20%[2]。因其高蛋白质、脂肪含量适中、低胆固醇等营养特点使得羊肉深受消费者青睐[3]。羊肉宰后通常需要在0～4 ℃的温度下进行成熟排酸，经僵直、解僵、成熟、自溶4个步骤，其品质会持续发生改变，成熟时，可达肉品质量的最高点[4]。Abdullah等[5]通过观察宰后第1天和第7天的羊肉发现，随着贮藏时间的延长，羊肉亮度增加，嫩度降低；王政纲[6]通过测定宰后不同时间羊肌肉组织剪切力，从而得出同样结论：随贮藏时间的延长，羊肉的嫩度呈缓慢下降趋势；李桂霞等[7]和杨文婷等[8]也得出相似结论：羊肉的保水性随宰后贮藏期的增加而降低。

目前，我国羊肉保鲜技术较国外相对落后，安全、经济而又有效的保鲜技术是众多羊肉企业关注的重点[9]。因此，文章就湖羊宰后生理特性及其贮藏保鲜技术的研究进展进行了综述，并对湖羊贮藏保鲜技术的发展方向进行了展望，以期为湖羊贮藏保鲜技术的进一步研究开发提供科学参考。

1 湖羊宰后生理特性

1.1 感官指标的变化

1.1.1 色泽

色泽作为羊肉重要的食用品质指标之一，它不仅是消费者对肉品质量的第一印象，也是消费者对其卫生程度和新鲜度评估的重要参照标准，因此色泽的好坏对消费者的购买意愿有直接影响[10]。在影响肉品色泽的所有因素中，肌红蛋白（Myoglobin）是肉类新鲜度的重要生物学指标[11]。湖羊宰后肉品之所以呈鲜红色或淡粉色，正是由于肌红蛋白的存在[12]。随着贮藏时间的增加，湖羊肉表面出现褐色斑点，这是由于肌红蛋白亚铁（Fe2+）形式的氧化会同时产生三价铁（Fe3+）态的肌红蛋白[13]。肌红蛋白含量的增加使肉呈棕色或黑色，从而被消费者拒绝。

1.1.2 剪切力

剪切力是衡量肉品嫩度的重要指标，直接影响消费者的购买欲望。参考相洋[14]感官评定标准略作修改，新鲜湖羊肉的肌肉纤维坚实、有弹性，但是随着贮藏时间的增加，其弹性消失且指压后无法恢复。鲁小川[15]通过观察各组微冻贮藏羊肉剪切力的变化得出：随着贮藏时间的延长，羊肉的剪切力均不断下降。刘燕等[16]研究发现黄鳍金枪鱼肉的剪切力也随着贮藏时间的增加而逐渐降低。

1.1.3 保水性

保水性是肉类质量的一个关键指标，它直接影响着肉品的口感、嫩滑度、滋味和风味。随着贮藏时间的增加，肉类的保水性通常会下降，这是因为在贮藏过程中，肌肉蛋白质结构可能发生变化，导致水分的流失。与此同时，烹饪过程也会影响肉品的保水性。王海洁等[17]对宰后不同贮藏时间羊肉保水性进行测定，得出羊肉滴水损失率和蒸煮损失率均随时间的延长呈现先升高后降低趋势的结论，这与帕提姑·阿布都克热[18]的研究结果相似。

1.1.4 气味

气味是影响食品购买力的一个关键因素。新鲜羊肉在宰后初始阶段的味道是正常的腥膻味，其膻味主要来源于羊羔头部能分泌脂质的角间腺[19]。但随着贮藏时间的增加，湖羊肉品可能会因为微生物生长、蛋白质和脂肪的分解而产生腐败气味。这些气味通常是不愉快的，类似于腐烂、发酵或臭味。

1.2 理化指标的变化

1.2.1 pH

pH是反映羊宰杀后肌糖原酵解速度和强度的重要指标[20]。通常来说，家畜肌肉中的pH维持在7.1～7.3之间，经宰杀后，体内会进行糖酵解，生成大量乳酸，pH会逐步发生变化[21]。孙劲松等[22]研究表明，滩羊宰杀后体内会产生大量乳酸，pH呈下降趋势。马惠敏等[23]通过测定不同包装方式羊肉冷藏过程中的pH发现：随着冷藏时间的延长，不同包装方式羊肉的pH缓慢降低。肖雄等[24]对宰后不同时间羔羊肉的pH进行测定，也得出相同结论：随着宰后时间的延长，羔羊肉pH逐渐下降。

1.2.2 挥发性盐基氮（TVB-N）

肉类在腐败过程中，通过酶和微生物对蛋白质的分解，会产生挥发性的碱性含氮物质（例如氨气、各类胺类成分），它们统称为挥发性盐基氮。作为衡量宰后羊肉新鲜程度的指标，国标规定，一级鲜肉的TVB-N值不高于15 mg/100 g，二级鲜肉不高于20 mg/100 g[25]。关海天[26]研究发现，冷却羊肉的TVB-N值在第7天达到23.68 mg/100 g。按照冷却羊肉新鲜度标准，意味着冷却羊肉在第6天左右达到保鲜阈值。王志琴等[27]通过测定不同存放条件下牛肉的TVB-N值得出：随宰后贮存时间的延长，牛肉TVB-N值含量呈上升趋势，这与李英[28]的研究结果相似，羊肉中TVB-N值含量随放置时间的增加呈现出迟滞变化、平稳上升、急速上升三阶段。

1.2.3 硫代巴比妥酸（TBARS）

硫代巴比妥酸是目前用来反映肉品脂肪氧化程度的常用指标，TBARS值越大，肉品氧化程度越深[29]。李梦琪[30]对欧拉藏羊肉进行冷冻贮藏后测定TBARS值，得出在冻藏至60 d时，TBARS值呈下降趋势。黄晶晶等[31]通过研究猪肉低温贮藏期间品质的变化发现，冷藏猪肉在贮藏第5天时，TBARS也呈现出下降趋势。Chouliara等[32]在使用牛至油和气调包装处理鸡胸肉时，也得出相似结论：TBARS值会随贮藏时间的延长呈现出先上升后下降趋势。

1.3 微生物指标的变化

肉类腐败是由多种微生物共同参与的复杂过程，包装方式、宰后贮藏时间和温度都会对肉中微生物的生长产生重要影响。在冷却贮藏羊肉过程中，通常会监测菌落总数、大肠菌群、沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌等几项微生物指标，以确保肉品安全和质量。

其中菌落总数是衡量肉类新鲜与否的重要指标。参照GB/T 16869—2005《鲜、冻禽产品》[33]，冷鲜肉菌落总数参考指标CFU/g＞106即视为腐败变质，不可食用。在羊肉刚刚宰杀和处理后，菌落总数相对较低，这是因为在宰杀过程中，可能会对羊肉表面进行清洗和消毒，因而减少了一部分细菌数量。随着时间的推移，细菌会在羊肉表面和内部切口处迅速繁殖，菌落总数逐渐增加，并伴随异味和不良外观。周立[25]通过研究不同气调包装方式的羊肉在4 ℃贮藏条件下菌落总数的变化发现，各组羊肉的菌落总数随贮藏时间的延长呈逐渐上升趋势，这与热伊汉古丽·萨地克等[34]对不同组织烤羊肉在储藏期菌落总数变化趋势的研究结果相吻合。

2 湖羊保鲜技术研究现状

2.1 传统肉制品保鲜技术

目前，一般肉类的保藏技术主要包括低温冷藏保鲜、低水分活性保鲜、加热处理、发酵处理4种方法。

2.1.1 低温冷藏保鲜

湖羊宰后采用低温冷藏法是人们普遍采用的保鲜技术。在湖羊产地，冷库和冷藏车辆的使用有助于减缓微生物生长和腐败过程。然而低温保鲜同时存在不足之处，即在冷冻和解冻期间，由于冰晶形成和盐析效应，湖羊肉的品质降低，并且因包装不良导致肉表面水分蒸发引起的“冻烧”现象，也会造成肉类品质发生劣变[35]。

2.1.2 低水分活性保鲜

微生物增殖速率及微生物群构成种类取决于水分活性（AW）。在各类微生物中，细菌对水分活度的要求最高，AW＞0.9时才能生长。其次是酵母菌，AW的阈值是0.87。再次是霉菌，AW为0.8时就开始繁殖。因此，将湖羊肉中的水分降至一定程度，可以有效减缓微生物生长，延长其保鲜期。常见的低水分活性保鲜方法有脱水干燥保藏法、盐渍和糖渍保藏法[36]。但需要注意的是该法的处理过程相对复杂，需要严格控制温度、湿度和风速等参数，不当操作可能导致保鲜效果不佳。

2.1.3 高温热处理法

采用高温热处理法保藏肉品的原理是通过高温处理食品，实现对微生物的杀灭和酶的失活，从而延长肉品保鲜期和储藏时间。从肉类贮藏的角度出发，加热处理主要是指杀菌和灭菌两个温度范畴。杀菌是指将肉品中心温度提高至65～75 ℃，此时肉类中几乎所有酶及微生物都已被完全灭活或杀死，只有细菌的芽孢得以存活。灭菌是指肉品中心温度高于100 ℃的热处理操作，其目的在于杀死细菌芽孢，延长肉品保质期[37]。但用高温热处理法保藏湖羊肉不是一种常见的保鲜技术，因高温会导致湖羊肉过早熟化和变质，使肉品质地变硬及口感变差。

2.1.4 发酵处理

发酵是一种古老的肉品保藏法，在不同地区和文化中都有应用。其原理是通过有益微生物（通常是细菌或酵母）的作用，改变肉品的化学组成和微生物群落，实现对肉品的保鲜和品质改善。然而，发酵处理法不是常见的用于保藏湖羊肉的方法。该法存在危害人体健康的因素，如脂肪、胆固醇以及钠盐等含量过高、有毒有害微生物的污染或生物胺[38]等物质的产生。总体而言，对于普通家庭或商业用途，湖羊肉的保藏最好还是采用传统的低温处理法。

2.2 现代肉制品防腐保鲜技术

尽管很多传统的肉类保鲜技术至今仍在使用，但随着现代科技的不断发展，一些新型肉品保鲜技术得到快速发展，主要包括防腐保鲜剂、真空包装技术、气调包装技术、辐照保鲜技术、栅栏技术以及新兴的纳米保鲜技术。

2.2.1 防腐保鲜剂

肉制品中与保鲜有关的食品添加剂分为4类：防腐剂、抗氧化剂、发色剂和品质改良剂。其中防腐剂又分为化学防腐剂和天然防腐剂。

2.2.11 化学防腐剂

肉制品保鲜中常用的化学防腐剂有硝酸盐类、山梨酸及其钾盐、抗坏血酸、苯甲酸及其钠盐等。在肉制品中，使用时间最久、范围最广的添加剂是硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠，它们除了可以赋予肉品良好的色泽外，还可以发挥出优良的抑菌防腐作用[39]。但化学防腐剂通常被用于食品加工业，且存在健康风险和法律限制，对于家庭使用或个人消费，使用化学防腐剂保藏湖羊肉并不是一个理想的选择。

2.2.12 天然防腐剂

天然防腐剂具有自然健康、安全无毒、使用范围广等优点，不仅在卫生方面有保证，而且能更好地符合消费者的需要。目前，在湖羊肉保鲜研究中常用的天然保鲜剂主要有溶菌酶、乳酸链球菌素（Nisin）及植物中各种天然活性成分。董璇等[40]用以肉桂精油、壳聚糖、葡萄籽提取物为主要成分的复配保鲜剂对湖羊肉进行保鲜，研究表明：湖羊肉经复配保鲜剂处理后，菌落总数和丙二醛值显著降低，且对嫩度、色泽、持水性和质构等湖羊肉的重要品质有较好改善。张德权等[41]将溶菌酶、乳酸链球菌素（Nisin）和乳酸钠构成的复合保鲜剂应用于冷却羊肉保鲜中，结果表明：复合保鲜剂能显著抑制菌落总数的增长。魏瑾雯[42]研究发现：用西兰花叶多酚-木薯淀粉/果胶复合膜包裹冷鲜羊肉，可以有效延缓羊肉品质劣变。总体而言，使用天然防腐剂来保藏湖羊肉是一种较为安全和健康的方法，并且随着科技的进步以及人们对食品健康的关注，天然防腐剂逐渐替代化学防腐剂已成为一种必然趋势。

2.2.2 真空包装技术

真空包装技术是一种常见且有效的湖羊肉保鲜方法，其原理是使湖羊肉周围的空气变得稀薄，从而阻止肌红蛋白和脂肪的氧化，并抑制好氧微生物的生长，从而有效延长湖羊肉保鲜期。李开雄等[43]将冷却羊肉置于4 ℃条件下储藏，比较了PA/PE、PA/CPP、OPP/CPP、PET/AL/PE四种包装材料的真空包装技术对羊肉的保鲜效果影响，结果表明：用PA/CPP材料的真空包装技术保鲜效果最好。张德权等[44]研究了冷却羊肉在真空条件下的菌相消长规律，得出假单胞菌、乳酸菌、热死环丝菌和肠杆菌是构成冷却羊肉初始菌相的主要微生物。真空包装技术也存在一些挑战和限制，如设备成本较高、技术要求较复杂，所以在现阶段研究中，将真空包装技术应用于湖羊肉保鲜中的研究报道较少。

2.2.3 气调包装技术

气调包装技术（MAP）是一种先进的食品保鲜方法，应用于湖羊肉保鲜的原理是：将包装中的气体替换成适合肉品保鲜的气体（常用的保鲜气体是CO2，N2，O2），通过改变肉品贮藏时的气体环境来抑制或延缓微生物繁殖，从而有效延长湖羊肉保鲜期。宋宏新等[45]采用一定比例O2和CO2的混合气体对羊肉进行气调包装，试验得出：气调包装在一定程度上可以抑制菌落总数的生长，并保持pH在规定范围内，与真空包装相比，气调包装具有较明显的保鲜效果。周立等[46]研究比较了不同气调包装和真空包装对冷鲜羊肉贮藏的保鲜效果，结果表明：不同比例的气调包装方式更能起到显著的保鲜作用。尽管气调包装技术在保藏湖羊肉和其他食品方面有很多优点，但也存在成本和技术要求较高、依赖设备和供应链等缺点和限制。

2.2.4 辐照保鲜技术

自1930年科学家获得用射线杀灭食品中细菌的专利以来，辐照已成为一种高效的食品非热加工技术。应用于湖羊肉保鲜中可以有效抑制或杀灭致病菌、腐败菌，较好地保持肉品色香味及延长其保质期。朱俊玲等[47]对比了不同辐照温度对真空包装冷却羊肉理化和感官特性的影响，研究表明：0～4 ℃辐照组冷却羊肉的理化指标显著优于20 ℃辐照组。但需要注意的是，辐照保鲜技术在食品行业仍存在争议，因此，在使用辐照技术保存湖羊肉前，最好先了解当地法规和消费者态度，并确保辐照设施和操作符合标准，以保障湖羊肉的质量和安全性。

2.2.5 栅栏技术

所谓栅栏技术（Hurdle Technology），其原理是对各种保鲜技术进行优化组合（如保鲜剂复配、保鲜剂结合包装技术、保鲜剂结合辐照技术），从而达到冷鲜肉的最佳保藏效果。孙立娜等[48]研究了Nisin、茶多酚和竹叶抗氧化物在冷却羊肉中的保鲜作用，结果表明，Nisin、茶多酚和竹叶抗氧化物配合使用可以有效延长冷却羊肉的保鲜时间。宋振等[49]以不同含量壳聚糖保鲜剂涂膜后的冷鲜羊肉为研究对象，采用不同包装材料对其真空包装，结果发现两层栅栏技术较传统贮藏方式能更好地控制菌落总数、TVB-N值的增长速率。马俪珍等[50]采用生姜、丁香、桂皮制成的调味液（可起保鲜作用）结合辐照技术处理冷却羊肉，研究发现：经调味液处理的羊肉微生物指标显著低于未经调味液处理组。但栅栏技术相比于单一保鲜技术，其实施和管理可能相对复杂，需要严格控制不同因素的配比和条件。故在实际应用中，要根据具体的情况和需求来选择合适的保鲜方法。

2.2.6 纳米保鲜技术

纳米保鲜技术是指在肉类加工工艺或在高分子纳米复合包装材料中加入具有保鲜效果并以纳米形式存在的天然萃取物，以延长肉类的保鲜期。肉品保鲜中常见的纳米材料形式为纳米乳液、纳米纤维、纳米胶囊、纳米涂层和纳米级成分/添加剂等[51]。王德宝等[52]探究了负载紫苏醛（PAE）的聚乳酸（PLA）纳米纤维膜对冷鲜羊肉保鲜效果的影响，结果表明：PAE负载量为50 μL/20 mL静电纺丝液的PAE-PLA抗菌包装膜具有较好的抑菌效果，且该膜具有良好的机械性能。刘晓娟[53]利用静电纺丝技术制备了一种能够感知和响应冷鲜羊肉表面pH品质信号和缓慢释放抑菌剂的纤维垫，并将其应用到冷鲜羊肉托盘包装，研究发现该抑菌纤维垫具有抑菌效果。需要注意的是，纳米保鲜技术虽具有潜在优势，但也面临着一些挑战，该法仍属于新兴领域，其技术成熟度可能相对较低，需要更多的研发和实践来验证其效果和可行性。

3 结语与展望

3.1 目前研究的不足之处

通过广大研究人员的大量研究，湖羊宰后生理特性变化的规律已得到部分揭示，为延长湖羊肉贮藏保鲜期提供了一定的理论依据。但是，以往对湖羊宰后贮藏保鲜技术的研究主要侧重于物理保鲜和化学保鲜，物理保鲜能有效抑制或杀死微生物，但存在成本高、操作繁琐、控制难度大等缺点；化学保鲜虽成本低廉、效果显著，但存在一定的毒副作用。针对这些问题，通过对各种保鲜技术进行优化组合的栅栏技术，以及将湖羊肉活性或智能特性传递到食品包装中的纳米保鲜技术研究较少，造成深远发展空间的研究障碍。