異硫氰酸稀丙酯與真空在0℃豬肉保鮮的應(yīng)用

蔡梅艷,陶樂仁,張婷玉

(上海理工大學(xué)低溫與生物研究所，上海 200093)

異硫氰酸烯丙酯(AITC)是一種無色至淡黃色透明油狀液體,貯藏期間顏色逐漸變深,有強(qiáng)催淚性,伴有強(qiáng)烈的芥末刺激性臭味和辣味。AITC是一種食品調(diào)味料及土壤殺菌劑，同時(shí)，作為食品防腐劑的研發(fā)熱點(diǎn)[1-4]，AITC具有廣譜的抑菌性，能控制微生物細(xì)胞呼吸作用且有效控制微生物生長[5]，對(duì)細(xì)菌、酵母和霉菌及常見的腐敗菌都具有很強(qiáng)的抑制作用[6]，其中對(duì)霉菌酵母菌等真菌抗菌效果最好,細(xì)菌中G+＞G-,對(duì)乳酸菌抗菌能力較弱。AITC還可以通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡而起到抗癌的作用[1]。但 AITC由于其刺激性氣味，氣味的可接受程度存在著局限性[7]。用β-環(huán)糊精制備AITC微膠囊，能有效控制AITC的揮發(fā)[8],而其釋放速度與環(huán)境的相對(duì)濕度密切相關(guān)，在密閉體系中存在一個(gè)AITC頂空平衡濃度[9]。

真空包裝能有效延長肉制品貨架期，在長期貯存和長距離運(yùn)輸中有著廣泛的應(yīng)用。真空包裝降低了食品所處環(huán)境的含氧量,從而能抑制好氧菌的生長繁殖，減緩脂肪氧化速度[10]。真空環(huán)境由于食品表面與食品環(huán)境之間的水分壓力差較小,由此緩解了肉表面干耗狀況，因此能較好的維持食品表觀。真空包裝下的牛肉在貯藏過程中，隨著時(shí)間的延長，菌落總數(shù)上升，其乳酸菌生長迅速，假單胞菌、熱殺索絲菌及腸桿菌在真空包裝下能夠生長[11]，持水力及液損失率與微生物利用水分顯著相關(guān)。

0℃作為冷藏溫度的最低點(diǎn)，對(duì)于易腐敗的豬肉而言，是最佳冷藏溫度。但在此溫度下，微生物的生長仍然較為活躍，因此本試驗(yàn)研究在此溫度下添加AITC殺菌技術(shù)及真空保鮮技術(shù)，以求用物理及化學(xué)方法相結(jié)合來改善0℃冷藏保鮮效果。設(shè)置四組受試組，分別為0℃對(duì)照組、0℃下添加AITC原液組，0℃真空組、0℃下添加AITC原液并結(jié)合真空組，定期監(jiān)測(cè)微生物、pH、汁液流失率、感官評(píng)價(jià)及色差等的指標(biāo)，以評(píng)價(jià)各技術(shù)組間的優(yōu)劣。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

冷鮮豬肉 購自上海市卜蜂蓮花超市；AITC原液 購自日本聯(lián)合有限公司。

CR-400型色差儀 KONICAMINOLTA有限公司； 149型氣體檢知管 日本GASTEC公司；菌落總數(shù)測(cè)試片 3M有限公司；SS-325型高壓蒸汽滅菌鍋 日本Tomy Kogyo公司；HWS-250恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海比朗儀器有限公司；SW-CJ-1F型無菌超凈工作臺(tái) 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；PHS-3C精密型pH計(jì) 上海三信儀表廠； FA2204B型電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉樣的處理 取同一新鮮豬后腿肉，室溫下于超凈臺(tái)中去皮、去脂、剔除血管及筋骨，將肉分割成 50g每塊的肉塊，放入 4種保鮮條件下，分別為真空儲(chǔ)物格、AITC濃度為88.53mg/m3的密封盒、AITC為88.53mg/m3的真空儲(chǔ)物格、普通儲(chǔ)藏格，保存于滅菌后的冷藏室內(nèi)，調(diào)節(jié)溫度至0度。吸取2mL AITC于5mL的燒杯中，在燒杯口以一層牛皮紙膠帶封口，以控AITC的揮發(fā)率，用氣體檢知管監(jiān)測(cè)豬肉儲(chǔ)藏過程中 AITC濃度，調(diào)節(jié)使之維持在88.53mg/m3的濃度。

1.2.2 檢測(cè)指標(biāo)

菌落總數(shù)參照國標(biāo) GB 4789.2—2010測(cè)定[12]，結(jié)果以 lg(cfu/g)表示，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：新鮮肉為4lg(cfu/g)以下；次鮮肉為4-6lg(cfu/g)；變質(zhì)肉為6lg(cfu/g)以上[13]。pH根據(jù)GB/T 9695.5－2008測(cè)定[14]，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：新鮮冷卻肉pH 5.8～ 6.2；次鮮冷卻肉pH 6.3～6.6；變質(zhì)冷卻肉pH 6.7以上[15]。汁液流失率的測(cè)定：準(zhǔn)確稱量未冷藏前的肉塊重量w1及每次試驗(yàn)時(shí)的肉塊重量w2,重復(fù)三次,取平均值；

感官評(píng)價(jià)應(yīng)用7分制[16,17]對(duì)生肉氣味、光澤、色澤、汁液量及彈性制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，每次采用新鮮肉作為對(duì)照，由5名具有較強(qiáng)專業(yè)性的人士同時(shí)打分，取平均值，分值從7到1分代表豬肉品質(zhì)依次下降,全體狀態(tài)評(píng)分取各評(píng)分單項(xiàng)的平均值，評(píng)分表見表 1。色差的測(cè)定：用色差儀檢測(cè)，取多次平均值，記錄L*、a*、b*值。

表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分表Table 1 Organoleptic evaluation scale

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 BM SPSS Statistics 19.0分析軟件，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”（顯著性標(biāo)準(zhǔn)取P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下的菌落生長情況

圖1 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下的菌落生長情況Fig.1 .Changes in total bacterial count of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖1可知，0℃冷藏條件下，對(duì)照組和真空組的菌落總數(shù)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，而AITC及AITC真空組的豬肉的微生物生長得到了顯著（p＜0.05）抑制。第11d，添加了AITC的技術(shù)組的豬肉仍在一級(jí)新鮮度范圍內(nèi)，第24d，菌落總數(shù)仍在二級(jí)新鮮度范圍內(nèi)，對(duì)照組與真空組的豬肉在第11d后進(jìn)入了三級(jí)新鮮度范圍內(nèi)。真空條件下，豬肉儲(chǔ)藏前期菌落總數(shù)增長較對(duì)照組緩慢，而后期對(duì)照組的菌落生長速度較真空緩慢，這可能是由于前期在真空環(huán)境下乳酸菌是優(yōu)勢(shì)生長菌[18]，因此抑制了其他競(jìng)爭性腐敗菌的生長，而后期對(duì)照組豬肉失水嚴(yán)重，由此菌落生長條件受到約束。AITC真空條件下，豬肉儲(chǔ)藏前期微生物生長較AITC組快，之后生長速度趨于一致，而第24d，AITC組的菌落總數(shù)少于AITC真空組。這可能是因?yàn)樨i肉儲(chǔ)藏保鮮期間，前期AITC真空條件下，厭氧型乳酸菌是優(yōu)勢(shì)生長菌，而AITC對(duì)乳酸菌的抑制能力較弱[19]；儲(chǔ)藏后期腐敗菌是優(yōu)勢(shì)生長菌，真空能抑制好氧菌的生長，因此后期 AITC真空的抑菌效果優(yōu)于AITC單獨(dú)作用。

2.2 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)pH的影響

圖2 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)pH的影響Fig.2 .Changes in pH of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖2可知，豬肉保鮮前期pH的變化不大，AITC對(duì)照組的pH下降最明顯,對(duì)照組的豬肉最先進(jìn)入次鮮肉的pH范圍內(nèi)；保鮮后期，添加了AITC的組的pH其上升速率顯著（p＜0.05）小于真空和對(duì)照組的，其中，AITC真空組對(duì)pH的控制效果最佳，在整個(gè)保鮮期始終處于新鮮肉的pH范圍內(nèi)。由于添加了AITC的組較好的控制了菌落總數(shù)的增長，從而減少了腐敗菌生長產(chǎn)生的堿性代謝產(chǎn)物；同時(shí)，AITC能與氨類物質(zhì)反應(yīng)[20],消耗了腐敗菌生長產(chǎn)生的胺及氨類物質(zhì)，從而延緩了pH的上升；低pH能進(jìn)一步延緩豬肉的自溶腐敗進(jìn)程。對(duì)照組在第8d、11d的pH高于真空組，由此推測(cè)是由于前期腐敗菌的大量繁殖產(chǎn)生的胺及氨類堿性物質(zhì)增大了pH，而后期失水率過大,堿性物質(zhì)的溶出率減小，且菌落總數(shù)下降,導(dǎo)致pH增長速率低于真空。

2.3 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)汁液流失率的影響

圖3 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)汁液流失率的影響Fig.3 . Changes in water loss rate of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖3可知，對(duì)照組的豬肉隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，汁液流失十分嚴(yán)重，真空、AITC及AITC真空技術(shù)組的汁液流失率相對(duì)較小。從第8d開始，真空、AITC及AITC真空技術(shù)組之間出現(xiàn)明顯的差異，其中AITC真空組的汁液流失率最小，其次為真空組，AITC組汁液流失率相對(duì)多一些。檢測(cè)得到真空環(huán)境下濕度達(dá)到了85%，由此可見豬肉表面與空氣中的水分壓力差相對(duì)較小[21]，因此汁液得以較好的保留在豬肉內(nèi)部；而對(duì)照組由于暴露在內(nèi)部空氣流動(dòng)的冰箱腔室內(nèi)，溫度的波動(dòng)以及風(fēng)扇的運(yùn)行加重了汁液的流失，表面水分蒸發(fā)速度快于內(nèi)部傳質(zhì)導(dǎo)致了豬肉表面干硬，尤其是邊緣部位。AITC組的豬肉儲(chǔ)放于相對(duì)密封的盒子內(nèi)，因此其水分流失率不大，而AITC真空組的汁液流失率小于真空組，這可能與真空下微生物大量繁殖有關(guān)，微生物生長破壞正常細(xì)胞組織，同時(shí)消耗豬肉的水分、蛋白質(zhì)及糖原等，導(dǎo)致豬肉的水分流失加劇。

2.4 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)色差的影響

表2 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)色差的影響Table 2 Changes in color difference of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

注：a、b、c、d代表同一色差指標(biāo)下同列不同保鮮處理在p＜0.05水平的差異顯著性,若同一指標(biāo)下同列的兩數(shù)據(jù)含有相同的字母,則表示兩數(shù)據(jù)之間沒有顯著差異；反之，則表示兩數(shù)據(jù)之間存在顯著差異，表3同。

色差值反映豬肉在儲(chǔ)藏過程中顏色的變化。由表2的L*可知,11d前AITC組、AITC真空組、真空組的亮度值隨時(shí)間的延長而增大，11d后AITC與真空組的亮度值稍有下降，AITC真空組的亮度值呈持續(xù)的上升趨勢(shì)，而對(duì)照組在整個(gè)儲(chǔ)藏過程中亮度值持續(xù)下降。由此可見，AITC及真空包裝能提高豬肉的亮度。由表2的a*及b*可以看出，所有組的紅度值a*和黃度值b*在第2d明顯升高。隨后紅度值持續(xù)下降，隨著儲(chǔ)藏期的延長，紅度值呈下降態(tài)勢(shì)并低于初始紅度值，其中真空環(huán)境下紅度值下降最快，這是由于真空下含氧量少，抑制了肌紅蛋白的氧化[22]。而AITC真空組在后期還能較好地維持紅度值，可見AITC的添加能適當(dāng)提高肉的紅度值，鮮紅色的肉更容易被消費(fèi)者接受；對(duì)照組的紅度值最大，這是由于有氧環(huán)境下，肌紅蛋白被氧化成了高鐵肌紅蛋白所致[23]。黃度值在第2～11d內(nèi)，各組變化不大，對(duì)照組的黃度值最先下降，且后期下降較快，基本與初始值相近。

2.5 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

表3 AITC與真空結(jié)合及單獨(dú)作用下對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響Table 3 Changes in Organoleptic evaluation of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

真空 7±0a 7±0c 6±0b 5.6±0.54d 4.6±0.89b 3.4±0.54b 2.4±0.54b AITC 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 5.4±0.54b 4.4±0.54b 4.2±0.44b AITC真空 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 6.2±0.44c 6±0c 5.8±0.44c色澤對(duì)照 7±0a 5.6±0.54a 4.4±0.54a 3.2±0.44a 2.4±0.54a 2.2±0.44a 1.2±0.44a真空 7±0a 5.4±0.54a 4.4±0.54a 4±0c 3.6±0.54d 2.4±0.54a 1.2±0.44a AITC 7±0a 6.4±0.54a 6.2±0.44b 5.4±0.54b 4.8±0.44b 4.4±0.54b 4±0b AITC真空 7±0a 6.6±0.54a 6.4±0.54b 5.8±0.44b 5.6±0.54c 5.2±0.44b 4.8±0.44c全體狀態(tài)對(duì)照 7±0a 6.8±0.44a 4.2±0.44a 3.2±0.44a 2.6±0.54a 1.8±0.83a 1.2±0.44a真空 7±0a 6.4±0.54a 5.4±0.54c 4.6±0.54c 3.8±0.44d 2.4±0.54a 1.4±0.54a

如表 3所示，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，在肉汁量、色澤、彈性這三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)上，AITC真空組具有明顯的保鮮效果，后期AITC真空組的光澤度與AITC組一致，而氣味則不如AITC單獨(dú)作用組，AITC能與多肽分子中的巰基和氨基酸發(fā)生反應(yīng),使其變?yōu)槎替湺嚯腫24]，因此推測(cè)AITC真空保鮮組的氣味不如AITC的原因，是由于AITC減少了肉腐敗產(chǎn)生的堿性氣味物質(zhì)，且AITC強(qiáng)烈的揮發(fā)性，使得豬肉在接觸空氣后，附著在豬肉上的AITC氣味散發(fā)到了空氣中，而真空下，厭氧菌大量繁殖產(chǎn)生代謝產(chǎn)物而出現(xiàn)異味[22]。

3 結(jié)論

AITC在豬肉保鮮中的初始階段就體現(xiàn)出了明顯的抑菌作用，并能起到延緩pH升高的作用,而結(jié)合真空技術(shù)能進(jìn)一步減緩pH升高。真空在降低豬肉水分流失率方面起到了主導(dǎo)作用，而加入AITC后進(jìn)一步改善了豬肉的保水效果。真空環(huán)境下較難維持豬肉的鮮紅色,在添加AITC后能延緩紅度值下降，第24d的亮度值與初始亮度值相比,AITC真空組的亮度值顯著升高。而從感官評(píng)價(jià)來看，AITC真空組的色澤評(píng)分高于其他組，由此可見，AITC真空組能更好的保護(hù)色澤。AITC與真空結(jié)合后，肉汁量和彈性也得到了更好的保留。綜合各指標(biāo)結(jié)果來看，對(duì)于延長豬肉保鮮期與改善豬肉保鮮效果，AITC與真空結(jié)合作用效果最佳,且24d后仍處于二級(jí)新鮮度范圍內(nèi)。

AITC其應(yīng)用一直受到濃烈的氣味的限制，但其抑菌效果是十分顯著的，因此改善AITC制作工藝以減輕刺激性氣味，必定能擴(kuò)大AITC的應(yīng)用范圍。AITC因其親電子的屬性，極易與食品組分中含有羥基、疏基或氨基的化合物，如肉中的蛋白質(zhì)、脂類、多糖和水等多種成分反應(yīng)而發(fā)生降解[25]，不同的肉，所含的氨基酸的種類與比例也不同，因此，研究AITC與不同氨基酸的反應(yīng)可以指示在不同肉中使用AITC的殺菌效果。

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