生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉品质的影响

刘 骁，谢 晶（上海海洋大学食品学院，上海201306）

生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉品质的影响

刘 骁，谢 晶*
（上海海洋大学食品学院，上海201306）

以空气包装组为对照，在4℃冷藏条件下，研究了单一保鲜剂（ε-聚赖氨酸）和复合保鲜剂（ε-聚赖氨酸、壳聚糖、茶多酚）分别结合气调包装对冷却猪肉品质的影响。通过测定样品的菌落总数、理化等指标，评价两种保鲜方法结合使用的保鲜效果。结果表明：对照组货架期约为6d，经过ε-PL和复合保鲜剂浸泡处理的冷却猪肉货架期分别为10d和16d。生物保鲜剂结合气调包装能显著延长冷却猪肉货架期，其中，真空包装组比气调组的保鲜效果差；80%CO2+ 20%O2包装组抑菌以及延缓TVB-N上升的效果最佳，复合保鲜剂组在第20d时还没有超出鲜度标准，但对冷却猪肉色泽有一定的负面影响，且保水性较差；20%CO2+80%O2的抑菌效果在气调组中最差，但对猪肉的色泽有很好的保护作用，复合保鲜剂组保质期约19d；50%CO2+50%O2在抑菌效果、色泽保护以及保水性方面都有很好的效果。

ε-PL，气调包装，冷却猪肉，保鲜，货架期

冷却肉在加工、贮运和销售过程始终保持低温，能够有效抑制微生物的生命活动；但某些微生物却能够在冷藏温度下很好生长，比如：假单胞菌属、链球菌属和乳杆菌属等[1]。随着储藏时间的延长，这些微生物的数量逐渐增加，引起肉品物理和化学变化，其中物理变化尤其明显，常表现在气味、颜色、风味和嫩度等，因此仅靠低温还不能满足人们对其品质的要求。目前肉制品常用的保鲜技术除低温外，主要还有保鲜剂和气调包装。

保鲜剂实用、方便等优点使其在实际生产中比较常用。经过长期研究发现，生物保鲜剂解决了化学保鲜剂在安全方面的隐患[2]，因此它的开发利用成为食品工业的研究重点。ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种新型生物保鲜剂，具有安全、高效、营养等特点，国内外对其进行了大量的研究，但在肉制品保鲜方面相对较少。Chang等[3]研究发现，ε-PL可以有效地抑制大肠杆菌O157∶H7、鼠伤寒沙门氏菌，单增李斯特菌等腐败致病菌的生长繁殖。Soultos等[4]在希腊猪肉肠中应用壳聚糖，可以有效延长期货架期至28d，在抗菌和抗氧化方面亦有显著效果。莫树平等[5]以ε-PL、乳酸链球菌素、纳他霉素复配的保鲜剂有效地延缓了广式腊肠的腐败。

气调包装技术（Modified Atmosphere Packaging，MAP）是利用适合食品保鲜的保护气体置换包装容器内的空气，抑制细菌繁殖，结合调控温度以实现长期保存和保鲜的一种技术。为了更加有效的提高肉品品质、延长货架期，在实际生产过程中气调包装可以配合保鲜剂应用。Suman等[6]将碎牛肉经过1.0%的壳聚糖涂膜再用0.4%CO+19.6%CO2+80%N2包装后，能够保持鲜红的颜色并降低脂肪的氧化。李诚等[7]研究发现冷却猪肉分别用5%乳酸钠、0.2%异维生素C钠和0.4%乙酸的混合保鲜剂浸泡、25%O2、50%CO2和25%N2气调包装处理，均能有效抑制微生物的生长和TVB-N值升高，使其货架期分别达到9d和12d；而当两者同时使用时，可使其保存期延长到15d，并且猪肉颜色始终保持在鲜红色。

本文以冷却猪肉为对象，通过比较样品间微生物、理化指标的变化，研究了单一保鲜剂（ε-PL）和复合保鲜剂（ε-PL、壳聚糖、茶多酚）分别结合气调包装对冷却猪肉品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜猪肉 购自上海芦潮港镇农产品批发市场；ε-PL 食品级，浙江银象生物工程有限公司；壳聚糖 食品级，平均分子量1.6×105，脱乙酰度≥90.0%，国药集团药业股份有限公司；茶多酚 食品级，纯度≥95%，杭州禾田生物技术有限公司；营养琼脂、硼酸、轻质氧化镁、甲基红、溴加酚绿 均为分析纯；包装材料 采用聚偏氯乙烯真空包装袋（氧气渗透率40～50mL/m2·d，二氧化碳渗透率23～25mL/m2·d，上海盛琪包装机械有限公司。

DQB-360W型气调包装机 上海青浦食品包装机械厂；Kjeltec2300型凯氏定氮仪 瑞士FOSS公司；Cyberscan510型精密数显酸度计 美国EUTECH有限公司；HVE-5型灭菌锅 日本Hirayama制造有限公司；超净工作台 上海康福特环境科技有限司；TDL-5-型低速离心机 上海安亭科学仪器厂；Color Meter ZE-2000型色差仪 日本尼康公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将所用的刀具和案板经75%的酒精消毒杀菌并紫外照射15min，在无菌操作下，去掉冷却猪肉（新鲜猪肉在-20℃下冷冻1h后在2℃冷藏8h，使其中心温度降至0～4℃）筋膜及多余脂肪，然后切成25g（用于细菌总数实验）和50g（用于其他指标实验）左右的肉块，随机分组，分别用保鲜液处理，具体工艺流程如下；样品→保鲜液（单一保鲜剂和复合保鲜剂）中浸泡3min→取出沥干（在超净台内沥干3～ 6min）→气调包装，放置4℃冰箱中，在第0、4、8、12、16、20d测定各指标。实验组设计如表1、表2所示。

1.2.2 各项指标测定方法 细菌总数：根据GB 4789.2-2008测定菌落总数。中国冷却猪肉的行业标准NY/T 632-2002要求可食用冷却肉菌落总数≤1×106cfu/g。

表1 单一保鲜剂结合气调包装实验组设计Table 1 Design of single preservative combined with MAP

表2 复合保鲜剂结合气调包装实验组设计Table 2 Design of compound preservative combined with MAP

1.2.2.1 挥发性盐基氮（TVB-N） 综合Aubourg等[8]和姬勇[9]的方法测定挥发性盐基氮含量。具体方法为准确称取5g的捣碎样品至FOSS消化管中，加入0.5g的轻质氧化镁进行测定。重复3次，取其平均值。根据GB 9959.1-2001，新鲜猪肉挥发性盐基氮的含量≤20mg/100g。

1.2.2.2 pH 将5.0g绞碎的样品放入烧杯中，加入45mL煮沸后冷却的蒸馏水，均匀搅拌后静置30min，然后用pH计测量[10]。

1.2.2.3 红度值 从样品中切割下规格为10mm× 10mm×10mm的3块肉，并在8mm光圈下直接读取红度值a*。重复3次，取平均值[11]。

1.2.2.4 保水力 采用Eide等[12]的方法测定（该值越大表明保水能力越弱，反之越强）。先将样品表面的汁液擦拭干净，准确称取5g（W1）样品，在6000r/min下离心30min，然后沥干表面液汁，称量（W2）。重复3次，取其平均值。计算公式为：

1.3 数据处理

采用Excel绘图，利用SPSS 17.0软件进行实验数据分析，结果以平均值±平均偏差表示，利用t-检验进行组间分析，当p＜0.05时为显著性差异。

2 结果与分析

2.1 细菌总数的变化

在肉品冷藏过程中，随着时间的延长，肉品中存在的嗜冷菌逐渐增长，能够分解肉品中的蛋白质，成为自身生长和活动的营养来源。不同处理组的样品在冷藏期间细菌总数的变化见图1。样品初始菌落总数为3.53lg cfu/g，并随着储存时间的延长，各组样品的细菌总数逐渐增大；从第4d起对照组CK的细菌总数上升显著（p＜0.05），在第8d达到7.67lg cfu/g，远远超出标准值6lg cfu/g；实验组A1与其他实验组A2～A5相比细菌总数显著上升（p＜0.05），实验组B1与其他实验组B2～B5相比细菌总数的上升比较明显，说明保鲜剂结合气调包装及真空包装的抑菌效果优于单独使用保鲜剂。80%CO2的实验组A2和B2在各自实验组中抑菌效果最佳，这是因为高浓度CO2能够抑制多数需氧细菌的生长[1]；真空包装的实验组A5、B5与本组系实验组A2～A4、B2～B4相比，细菌总数上升较快，可能是因为此时冷却猪肉中的优势腐败菌为肠杆菌属（兼性厌氧菌）[13]，真空不能有效地抑制此种菌属的生长；从第12d开始实验组A2与A3相比抑菌效果相近，此时细菌总数分别为4.92、5.14lg cfu/g，而实验组A4在此时已到达5.61lg cfu/g，第16d时已超出鲜肉标准，在B实验组系中也出现类似情况，这可能是由于冷却猪肉中的假单胞杆菌属也（专性需氧菌）成为优势菌[14]，高浓度的O2适合其生长。通过比较发现实验组B1～B5的细菌总数相较于实验组A1～A5上升缓慢，再次验证复合保鲜剂保鲜效果优于单一保鲜剂，且实验组B2、B3保鲜效果最佳，直至第20d时两组冷却猪肉的细菌总数都没有超出鲜度标准。

图1 生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉细菌总数的影响Fig.1 Effect of biopreservative combined with MAP on total viable count of chilled pork

2.2 TVB-N值的变化

挥发性盐基氮是判断畜肉新鲜等级的可靠指标。图2显示不同处理组的样品在冷藏期间TVB-N值的变化。冷却猪肉初始TVB-N值为8.34mg/100g，在第8d上升到29.2mg/100g，已远远超出鲜肉标准（≤20mg/100g）。不同复合气体包装处理后的冷却猪肉在整个贮藏期间TVB-N值上升比较平缓，尤其复合保鲜剂结合气调包装的实验组（B3、B4），在第20d时都没有超出鲜度标准，而且气调包装后的样品比单独应用保鲜剂处理的样品TVB-N值上升缓慢，说明冷却猪肉经过保鲜剂处理后再应用气调包装储存的保鲜效果优于单独应用保鲜剂，这是因为气调包装中的CO2能够抑制多数的微生物生长，进而延缓蛋白质的分解；真空包装处理的实验组A5、B5分别从第4、8d开始上升较快，分别在第16、20d时腐败；实验组A4、B4的TVB-N值从第12d开始上升较快，可能因为高浓度的O2适合假单胞菌属和肠杆菌属的生长繁殖，导致肉品中的蛋白质分解产生胺类物质[15]，这与细菌总数的变化趋势基本一致。

图2 生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉TVB-N值的影响Fig.2 Effect of biopreservative combined with MAP on TVB-N of chilled pork

2.3 pH的变化

不同处理组的冷却猪肉在冷藏期间pH的变化如图3所示。在第4d时，只有对照组CK和实验组A1的pH上升，其余实验组均出现下降趋势，这可能是气调包装含有部分的CO2溶解以及壳聚糖的助溶剂醋酸造成的；从第8d开始，所有实验组样品的pH都呈现上升的趋势，说明猪肉中的蛋白质逐渐被分解，产生碱性物质致使pH的升高，其中A2、B2在各自实验组系中样品的pH上升最为缓慢，这是因为高浓度的CO2不仅仅因为溶解的原因，它的抑菌效果也最佳，与在前面的实验结果一致。

2.4 红度值a*的变化

冷却猪肉的色泽是保证货架期的重要指标，也是消费者是否购买的主要判断依据[16-17]。不同处理组的冷却猪肉在冷藏期间红度值的变化如图4所示。从图4中可以看出，随着时间延长，所有实验组的红度值都呈现下降趋势，对照组CK的红度值下降最为明显，而高O2浓度的实验组A4、B4下降最为缓慢，这是因为O2的分压较高，猪肉中大部分肌红蛋白在O2的作用下生成鲜红色的氧合肌红蛋白，而少部分生成褐色的氧化肌红蛋白，并且发现随着O2浓度的减少猪肉的红度值下降越快，Sorheim等[18]也曾有报道类似报道，他认为是因为高浓度CO2容易使猪肉褪去红色，并解释为由于高浓度的CO2造成了低pH而导致其褪色。

图3 生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉pH的影响Fig.3 Effect of biopreservative combined with MAP on pH of chilled pork

2.5 保水力的变化

不同处理组的冷却猪肉在冷藏期间红度值的变化如表3所示。样品初始保水力值为92.63%±0.32%，从表3中发现，整个实验组的保水能力呈不规则变化，这种现象前人也有类似报道[19]，可能与猪肉的保水性、蛋白质水解程度、不同温度和pH下蛋白质结构的收缩有关[20]，各实验组之间出现的差异也可能跟包装中CO2浓度有关。但研究发现实验组B1、B4中样品的保水力相较于其他实验组在整个储藏期间保水力变化较平稳，造成此种现象的原因可能是：a.样品经过复合保鲜剂处理，其中的壳聚糖具有成膜的效果，使冷却猪肉的汁液流失率降低；b.CO2浓度低，与其他实验组相比样品中的pH较高，改变了蛋白质的空间结构使肉吸水性增强[21]；c.猪肉中不饱和脂肪酸的氧化是导致pH下降的重要因素之一，而茶多酚具有抗氧化作用，可以延缓这一反应的发生。

图4 生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉红度值的影响Fig.4 Effect of biopreservative combined with MAP on red scale value of chilled pork

表3 生物保鲜剂结合气调包装对冷却猪肉保水力的影响（%）Table 3 Effect of biopreservative combined with MAP on water holding capacity of chilled pork（%）

2.6 复合生物保鲜剂结合气调包装冷却猪肉成本计算

按照食品级ε-PL、壳聚糖和茶多酚市场价进行成本计算如表4所示。用复合保鲜剂浸泡过的冷却猪肉，其附着率约为3.5%，即1kg冷却猪肉需要0.035kg保鲜液，因此每处理1kg冷却猪肉的保鲜剂成本为0.12元；每1个包装袋及所充气体成本约为0.15元，可装样品约0.35kg，所以每kg冷却猪肉所需的总成本约0.55元。市场调查发现冷却猪肉22～25元/kg不等，所以经处理后的冷却猪肉价格仅增加2.2%～2.5%，可被消费者接受，具有实际推广应用价值。

表4 生物保鲜剂结合气调包装的成本Table 4 Cost of biopreservative combined with MAP

3 结论

3.1 冷却猪肉的初始细菌总数为3.53lg cfu/g、挥发性盐基氮值为8.34mg/100g，在4℃冷藏条件下，对照组货架期约为6d；单一和复合保鲜剂能够抑制冷却猪肉细菌的生长繁殖，延缓挥发性盐基氮的上升，使冷却猪肉货架期分别为10d和16d左右。

3.2 保鲜剂协同气调包装作用于冷却猪肉比单独使用保鲜剂效果好，并且复合生物保鲜剂+气调包装在保鲜方面优于单一生物保鲜剂+气调包装。

3.3 综合各项指标，在4℃冷藏条件下，生物保鲜剂结合气调包装能够显著延长冷却猪肉的货架期，而且气调包装组分的不同对冷却猪肉的品质影响不同。80%CO2+20%O2延缓冷却猪肉的腐败变质效果最佳，与单一和复合保鲜剂结合使用时在第16、20d还没有超出鲜度标准，但对冷却猪肉的色泽有一定的负面影响，且保水性不是很好；20%CO2+80%O2则是在气调包装组中抑菌效果最差，在第20d时都已超出鲜度标准，但对猪肉的色泽保护较好；而50%CO2+ 50%O2在延缓腐败变质、护色以及保水性方面都有较好的效果；真空包装组与气调组相比，对冷却猪肉品质影响效果最差；因此在实际生产中建议应用1.0%壳聚糖+0.05%ε-PL+0.4%茶多酚+1.0%醋酸浸泡冷却猪肉后再按50%CO2+50%O2气体比例包装处理，货架期可达20d；也可根据具体的实际要求（比如抑菌效果或色泽等）选择最佳的气调比例。

[1]南庆贤.肉类工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2003.

[2]Johan S，Jesper M.Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives[J].Trends in Food Science&Technolgy，2005，16（5）：70-78.

[3]Chang S S，Lu W Y，Park S H，et al.Control of foodborne pathogens on ready-to-eat roast beef slurry by ε-polylysine[J]. International Journal of Food Microbiolgy，2010，141（3）：236-241.

[4]Soultos N，Tzikas Z，Abrahim A.Chitosan effects on quality properties of Greek style fresh pork sausages[J].Meat Science，2008，80：1150-1156.

[5]莫树平，张菊梅，吴清平，等.ε-聚赖氨酸复合生物保鲜剂对广式腊肠的防腐效果研究[J].食品研究与开发，2010，31（12）：224-228.

[6]Suman S P，Mancini R A，Joseph P.Packaging-specific influence of chitosan on color stability and lipid oxidation in refrigerated ground beef[J].Meat Science，2010，86：994-998.

[7]李诚，廖敏，刘书亮，等.气调包装及天然保鲜剂对泠却鲜猪肉的保鲜效果研究[J].食品科学，2004，25（11）：307-310.

[8]Aubourg S，Sotelo C，Gallardo J.Quality assessment of sardines during storage by measurement of fluorescent compounds [J].Journal of Food Science，1997，62：295-299.

[9]姬勇.KJELTEC2300全自动定氮仪测定羊肉中的挥发性盐基氮[J].石河子大学学报：自然科学版，2005，23（5）：538-539.

[10]GB/T 9695.5—2008.肉与肉制品pH测定[S].

[11]谢晶，李建雄，潘迎捷，等.冰温结合不同比例氧气气调对冷却肉保鲜的影响[J].农业工程学报，2009，25（10）：307-311.

[12]Eide O，Borresen T，Strom T.Minced fish production from capelin（Mallotus-villosus）a new method for gutting，skinning and removal of fat from small fatty fish species[J].Journal of Food Science，1982，47（2）：347-349，354.

[13]赵光辉，黄现青，李苗云，等.冷却猪肉中腐败微生物鉴定及其消长规律的研究[J].中国食品卫生杂志，2011，23（4）：297-301.

[14]马俪珍，南庆贤，戴瑞彤.冷却猪肉中腐败菌的分离、初步鉴定与初始菌相分析[J].天津农学院学报，2005，12（3）：39-43.

[15]马俪珍，南庆贤，戴瑞彤.不同气调包装方式对冷却猪肉在冷藏过程中的理化及感官特性的影响[J].农业工程学报，2003，19（3）：156-158.

[16]Renerre M，Labadie J.Fresh red meat packaging and meat quality：In proceedings 39th international congress of meat science and technology[C].Canada：Calgary，1993：361-387.

[17]Mancini R A，Kropf D H，Hunt MC，et al.Effects of endpoint temperature，pH，and storage time on cooked internal color reversion of pork longissimus chops[J].Journal of Muscle Foods，2005，16（1）：16-26.

[18]Soheim O，Kropf D H，Hunt MC.Effects of modified gas atmosphere packaging on pork loin colour，display life and drip loss[J].Meat Science，1996，43（2）：203-212.

[19]Zarate J R，Zaritzky N E.Production of weep in packaged refrigerated beef[J].Journal of Food Science，1985，50：155-159，191.

[20]李建雄，谢晶，潘迎捷，等.冰温结合不同比例二氧化碳气调对冷却肉保鲜的影响[J].山西农业科学，2009，37（10）：66-71.

[21]杨明升，刘红林，王林云.导致猪肉系水力下降的主要因素及防制措施[J].畜牧与兽医，2002，34（7）：14-15.

Effect of biopreservation combined with modified atmosphere packaging on qualities of chilled pork

LIU Xiao，XIE Jing*
（College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Air packaging group as the control，at 4℃cold storage，single preservative（ε-polylysine）and compound preservative（ε-polylysine，chitosan，tea polyphenols）combined with modified atmosphere packaging on qualities of chilled pork were done the total number of bacteria，total volatile base nitrogen（TVB-N），pH，redness value（a*）and water holding capacity were determined to evaluate combination with two kinds of preservation methods in the preservation.The results showed that shelf life of air packaging group was about 6d，shelf life of chilled pork that deal with ε-polylysine and compound preservative were about 10d and 16d respectively.Biopreservative combined with modified atmosphere packaging can significantly extended the shelf life of chilled pork，but the preservation effect of the vacuum-packed package was poor.The sample with 80%CO2+20%O2had the best antibacterial effect and lowest TVB-N.Till at 20th day，the samples with complex preservative were still in good freshness standards，but they had worse color and water-holding capacity.Air composition of 20%CO2+80%O2had the worst antibacterial effect.The shelf life was complex preservative experimental group about 19d，but with the better effect on color，The shelf life 50%CO2+50%O2had better effect on antibacterial activity，color protection and water retention.

ε-polylysine；modified atmosphere packaging；the chilled pork；preservation；shelf-life

TS251.5+1

A

1002-0306（2014）12-0344-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.067

2013－11－07 *通讯联系人

刘骁（1987-），男，博士，研究方向：食品工程。

国家科技支撑计划（2011BAD）。