不同貯藏溫度下真空包裝雞肉醬品質變化及貨架期模型的建立

胡力，王芳梅，呂明珊，丁帥杰，艾合買提江·艾海提，白琳，石夢琦，徐兵潔，王旭光，徐曉培，茹先古麗·買買提依明，王亮

(新疆大學 生命科學與技術學院，新疆 烏魯木齊， 830046)

雞肉醬是以辣椒醬、雞肉為主要原料，配加大蔥、植物油以及天然調味料、著色劑等，經過油炸、炒和熬制等工序制成的一種即食調味醬，被廣泛應用于拌面、米粉等中國傳統美食中。在生產過程中，熱處理不當會對雞肉醬的風味產生極大影響，食品生產者必須設計熱處理過程，以平衡商業無菌需求和保證產品質量的愿望[1]。因此，雞肉醬一般在真空包裝后進行巴氏殺菌，但這種方式并不能完全杜絕微生物的生長[2-3]。此外，雞肉醬水分含量高、營養豐富，如果貯存不當很容易腐敗變質[4-5]。

在食品工業中，制造商必須考慮的質量和安全因素是微生物的穩定性、理化和感官特性[6]。事實上，這些特性在肉制品質量中扮演著重要角色：例如微生物腐敗[7]、蛋白質氧化和降解[8-9]、肉制品中脂質的氧化[10-11]。為了確保持續的創新，食品工業需要能夠在貯藏或配方改變期間預測食品品質變化的工具[12]。因此，研究食品質量的變化，建立保質期模型，對食品質量的管理和控制具有重要意義[13]。

食品在貯藏過程中的品質變化可通過化學動力學模型表達[14]。余力等[15]、FAN等[16]基于一級動力學方程和Arrhenius方程，建立了硫代巴比妥酸反應物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)含量與貯存時間和溫度的預測模型；WANG等[17]利用氧化動力學模型預測了兔肉在不同貯藏溫度下的品質指標；陳麗蘭等[18]以酸價為指標建立動力學模型預測了牛油火鍋底料的貨架期。然而，以往的研究較多集中在體系較為簡單的食品中，作為一種更加復雜的體系，雞肉醬在貯藏過程中的品質變化較為多樣，對其貯藏特性和貨架期模型構建的相關研究非常有限。

鑒于此，本實驗以真空包裝雞肉醬為研究對象，從微生物[總活菌數(total viable counts, TVC)、總大腸菌群計數(total coliform counts, TCC)]，理化[總揮發性鹽基氮(total volatile base nitrogen, TVB-N)、TBARS、酸值(acid value, AV)、水分活度(water activity，Aw)]和感官(滋味、氣味、外觀、口感)角度研究分析雞肉醬在不同溫度(4、25、37 ℃)貯藏期間的品質變化。運用一級動力學方程和Arrhenius方程構建雞肉醬貯藏動力學模型[19-21]，并對其在各貯藏條件下的貨架期進行預測。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

真空包裝雞肉醬，新疆吳佳餐飲有限公司；平板計數瓊脂(plate count agar，PCA)培養基、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨(lauryl sulfate tryptose，LST)、煌綠乳糖膽鹽(brilliant green lactose bile，BGLB)，北京奧博星生物科技有限公司；硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)，國藥集團化學試劑有限公司；三氯乙酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，天津市永大化學試劑有限公司；酚酞指示劑、氫氧化鉀，天津市富宇精細化工有限公司。

1.2 儀器與設備

FA1004B電子天平，上海越平科學儀器(蘇州)制造有限公司；101-2ES熱鼓風干燥箱，北京市永光明醫療儀器有限公司；LRH-150S恒溫恒濕培養箱，廣東省醫療機械廠；GMSX-280高壓滅菌鍋；BC/BD-518HD冰箱，青島海爾特種電冰柜有限公司；超凈工作臺，蘇凈集團安泰公司；MS3型渦旋振蕩器，IKA公司；GNP-9080隔水式恒溫培養箱，上海精宏實驗設備有限公司；752N紫外可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司；HD-3A型智能水分活度測定儀，無錫市華科儀器儀表有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 軟包裝雞肉醬處理和貯藏方式

將雞肉醬進行真空包裝并進行巴氏滅菌處理(水浴90 ℃，30 min)，分別貯存在4、25、37 ℃條件下，每隔2～4 d取樣進行感官評定、理化檢測和微生物等相關指標測定，每項指標做3組平行。

1.3.2 微生物指標的測定

菌落總數按照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗 菌落總數計數》進行測定；大腸菌群數按照GB 4789.3—2016大腸菌群最可能數(most probable number, MPN)計數法進行測定。

1.3.3 脂肪酸價的測定

根據GB 5009.229—2016中的第一法進行測定。

1.3.4 硫代巴比妥酸反應物的測定

TBARS測定參照GB 5009.181—2016《食品中丙二醛的測定》分光光度法，TBARS 值以每千克樣品丙二醛的質量表示。

1.3.5 揮發性鹽基氮測定

根據GB 5009.228—2016中微量擴散法的規定進行測定。

1.3.6 水分活度測定

根據GB 5009.238—2016水分活度儀擴散法的規定進行測定。

1.3.7 感官分析

感官評定小組由 10 人組成，對不同實驗組雞肉醬進行感官評定，采用雙盲法進行檢驗。取等量肉醬置于清潔的白瓷盤中進行評分，每項指標閾值為7(7分以下即為不可接受)，最高分為10分，感官評分細則見表1。

表1 感官評定標準Table 1 Sensory evaluation standards

1.3.8 數據處理

試驗采用隨機分組設計，將處理好的樣品隨機分成3組，并將每組樣品分別貯藏在4、25和37 ℃的恒溫條件下，每隔2 d或4 d進行貯藏期間產品質量的測定。采用SPSS 25統計軟件進行數據處理和統計分析。在5%的顯著性水平上，采用Waller-Duncan檢驗進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 雞肉醬品質變化及分析

2.1.1 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中的TVC變化

微生物污染作為一種典型的生物變質因素，是導致食品腐敗的主要原因[13,22]。TVC可作為肉制品微生物污染的指標，直接預測食品的貨架期。

肉制品在貯藏過程中TVC的升高是眾所周知的現象，但由于樣品成分和貯藏環境的不同，其生長特性也不同。圖1顯示了樣品在不同貯藏溫度下的TVC變化，樣本的初始TVC值為2.92±0.17，與TIRTAWIJAYA[23]報告的巴氏殺菌肉制品結果相似。各貯藏溫度下樣品的TVC均顯著增加，且溫度越高，TVC的增長速度越快。在25和37 ℃條件下，樣品的TVC增長率顯著高于4 ℃組，第18天時均超過肉制品微生物安全標準[24]。在冷藏(4 ℃)條件下，TVC的生長速度最慢，說明貯藏溫度對樣品的TVC生長速度有顯著影響，低溫對雞肉醬微生物腐敗具有很好的抑制作用。

圖1 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中的TVC變化Fig.1 Changes of TVC of chicken paste at different storage temperatures

2.1.2 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TVB-N的變化

TVB-N是指肉制品中的蛋白質在內源性酶或微生物的作用下分解成氨、胺等堿性含氮物質，可用來衡量肉和肉制品中蛋白質的降解程度[25]。

雞肉醬在不同儲存溫度下的TVB-N變化如圖2所示。在貯藏初期，3組樣品的TVB-N值均處于較低水平，但隨著貯藏時間的延長，室溫(25 ℃)和37 ℃條件下貯藏的樣品TVB-N值迅速上升，分別在第28天和第16天超過了20 mg/100g的推薦限值[26]。主要原因是在25 ℃和37 ℃貯藏條件下微生物快速增長以及相關酶活力的提升使蛋白質較快分解成大量小分子含氮物質，貯藏后期微生物代謝物的積累顯著提高了TVB-N的值[27]。在冷藏(4 ℃)條件下，樣品的TVB-N值有所增加，但一直處于較低水平，貯藏28 d后TVB-N值為12.493 mg/100g。肉制品中TVB-N的產生與腐敗菌代謝和內源酶活性密切相關[28]，低溫會抑制相關腐敗菌的生長并降低內源酶的活性，因此在4 ℃條件下貯藏樣品的TVB-N值增長緩慢。

圖2 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TVB-N的變化Fig.2 Changes of TVB-N of chicken paste at different storage temperatures

2.1.3 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中酸價(AV)的變化

AV是脂肪水解酸敗程度的指標，酸價越高，脂肪水解產生的游離脂肪酸含量越高[29]。如圖3所示，雞肉醬AV初始值為0.350 mg/g。在4、25和37 ℃下貯藏28 d，樣品的脂肪酸價分別升至0.81、1.15和1.50 mg/g。其中， 4 ℃貯藏的樣品的酸價增長速率明顯低于其他兩組樣品，這與楊媛媛等[30]研究的貯藏溫度對脂肪酸價的影響趨勢一致，并且有研究表明脂肪水解反應與溫度密切相關，溫度越高反應速率越快[31]，低溫可以一定程度地抑制脂肪酶活性，從而減緩脂肪的降解[32]。

圖3 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中AV的變化Fig.3 Changes of AV of chicken paste at different storage temperatures

有研究表明真空包裝能有效抑制脂肪酸的水解[30]，但從本研究來看，在溫度適宜條件下，雞肉醬中的脂肪仍能夠發生較大程度的水解，這可能與由溫度引起的微生物迅速滋生以及脂肪酶活性的提升有關。

2.1.4 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TBARS值的變化

TBARS值被用作肉類樣品中脂質氧化的標志，TBARS分析是廣泛用于評估多種肉制品氧化狀態的重要方法[33-34]。雞肉醬樣品在貯藏期間的TBARS值如圖4所示。在整個貯藏過程中，在4、25和37 ℃下貯藏的雞肉醬樣品的TBARS值分別從(0.241±0.017) mg/kg增加到(0.496±0.044)、(0.657±0.040)和(0.781±0.031) mg/kg。在評價期間，所有樣品的TBARS值都隨著貯藏時間的延長而增加，其中4 ℃貯藏的樣品的增長速度比其他2組樣品明顯較低。就脂肪酸敗而言，TBARS值小于1.00 mg/kg的肉制品被認為是新鮮的[35]。本研究中3組樣品TBARS值在貯藏期間均未超過閾值水平。一般來說，真空包裝可以延緩脂質的氧化，但在長期儲存中，氧化仍然是限制食品貨架期的一個問題[35]。

圖4 雞肉醬在不同溫度貯藏過程中TBARS的變化Fig.4 Changes of TBARS of chicken paste at different storage temperatures

2.1.5 不同貯藏溫度下雞肉醬的TCC變化

由表2可知，在整個貯藏過程中不同貯藏溫度下的雞肉醬均未檢測出大腸菌群，說明原料肉以及產品在加工過程中衛生狀況保持良好[36]。

表2 不同貯藏溫度下雞肉醬的大腸菌群變化Table 2 Changes of TCC of chicken paste at different storage temperatures

2.1.6 不同貯藏溫度下雞肉醬的Aw變化

Aw反映食品中的水與非水成分的結合程度，也就是食品中的水分被微生物、酶及化學反應所利用的難易程度，可作為評價食品中微生物生長，脂肪氧化，酶促和非酶反應以及質地特性的可靠指標[37]。由表3可知，雞肉醬初始水分活度值為0.934±0.003，在貯藏前期，不同貯藏溫度下肉醬水分活度無較明顯變化，但隨著貯藏時間的延長，不同貯藏溫度下肉醬Aw值差異顯著(P<0.05)，這與文獻報道的其他低溫肉制品在貯藏期間Aw值變化相符[38]。

表3 不同貯藏溫度下雞肉醬的水分活度變化Table 3 Changes of aw of chicken paste at different storage temperatures

2.1.7 雞肉醬感官評分

表4顯示了不同貯藏溫度下的雞肉醬的感官特性變化，包括滋味、氣味、外觀、和口感。由結果可知，初始樣品的4項感官得分分別為9.33、9.10、8.83和9.08。隨著貯藏時間的延長,3組樣品感官評分均顯著遞減(P<0.05)，其中25和37 ℃樣品分別在第16天和第12天滋味評分達到不可接受程度(閾值=7)，且這2組樣品中滋味和氣味劣變較快。

表4 不同貯存溫度下雞肉醬的感官品質變化Table 4 Changes of sensory quality of chicken paste at different storage temperatures

隨著貯藏時間的延長，雞肉醬逐漸失去其色澤、風味、氣味、質地(P<0.05)。然而，在4 ℃下貯存的樣品在第28天仍可被專家小組成員接受。這表明在4 ℃下貯存的樣品比在25和37 ℃下貯存的樣品保持了更好的感官質量。據報道，感官特性和貯藏時間內產品的理化特性高度相關[39-40]，并且微生物的滋生會使食品在貯存期間產生不良風味和氣味[41]。

2.2 貨架期模型的建立

通過以上對軟包裝雞肉醬在貯藏期間品質變化的研究發現，微生物的滋生是導致其腐敗變質的最主要原因，因此，我們以TVC為主要指標來建立軟包裝雞肉醬貨架期模型。

研究指出，在食品貯存過程中，大多數與食品質量有關的品質變化都遵循零級或一級動力學方程[42]。因此，分別將菌落總數在恒溫下的數據由動力學方程進行擬合如公式(1)、(2)所示：

零級動力學方程：A=A0-kt

(1)

一級動力學方程：A=A0exp(kt)

(2)

式中：A0、A為TVC初始值和t時間后TVC的值；k為反應速率常數，d-1；t為貯藏時間，d。

利用IBM SPSS Statistics 25對不同溫度下雞肉醬TVC值的零級和一級方程進行擬合，得到擬合方程和回歸系數R2及變化速率常數k值，結果見表5。由表5可知不同溫度下雞肉醬TVC值的一級動力學方程的回歸系數均大于0.940，而零級動力學方程的回歸系數均小于0.785，這表明一級動力學方程更具有準確性。

表5 品質變化動力學參數Table 5 Kinetic equation for TVC of chicken paste at different temperatures

然后將上述數據應用于Arrhenius模型，并按照FAN等[16]的描述進行計算。

Arrhenius模型如公式(3)所示：

(3)

式(3)取對數得到公式(4)：

(4)

式中：k0是頻率因子；Ea是活化能，J/mol;T是絕對溫度，K；R為氣體常數[8.314 4 J/(mol·K)]；k0和Ea都是與反應系統物質本性有關的經驗常數。

由表5可得到TVC變化速率k分別為0.120、0.273、0.312。以lnk對貯藏溫度的倒數1/T作圖，結果如圖3所示。活化能(Ea)可通過回歸線的斜率計算，K0可通過回歸線的截距得到如圖5所示。

圖5 雞肉醬中菌落總數Arrhenius 曲線Fig.5 Arrhenius curve of changes in the TVC

由圖5可知，回歸直線的斜率為-2.591 9，因此雞肉醬TVC的Ea值為21.55 kJ/mol，速率常數(k0)為1.441×103，相應的R2值為0.956 8。

TVC預測模型的方程如公式(5)所示：

(5)

式中：A是存放特定時間的雞肉醬TVC的預測值;A0是雞肉醬TVC的初始值。

方程修整后得到雞肉醬貨架期預測公式：

(6)

式中：SL為預測的貨架期，d;A1是貨架期終點雞肉醬TVC的限量值;A0是雞肉醬TVC的初始值。

2.3 雞肉醬TVC模型的驗證及其貨架期預測

為了驗證雞肉醬TVC預測模型，對貯存在8、28 ℃下的雞肉醬在第10天、第15天和第20天的預測值和實測值的比較進行了評估，結果見表6。

表6 在8 ℃和28 ℃貯藏條件下雞肉醬TVC值的預測值和真實值Table 6 Predicted and measured TVC of chicken paste stored at 8 ℃ and 28 ℃

由表6可知，所建立的TVC預測模型預測值與實測值相對誤差均在±10.89%以內。因此，根據預測模型可以較為準確地預測貯藏在4～37 ℃條件下的雞肉醬TVC值，此模型可用于預測軟包裝雞肉醬在4 ℃到37 ℃范圍內不同貯存溫度下的貨架期。根據食品安全國家標準GB 2726—2016 《食品安全國家標準 熟肉制品》熟肉制品中菌落總數最高安全限量為105CFU/g，根據模型(6)可預測在冷藏條件(4 ℃)下雞肉醬貨架期為39 d。

3 結論與討論

雞肉醬的TVC、TVB-N、AV和TBARS含量在貯藏過程中均呈上升趨勢，且其數值隨貯藏溫度的升高而增加，感官評分與之相反。對所有樣品檢測，大腸菌群均呈陰性，所以排除了大腸菌群對產品質量劣變的可能性。綜上所述，TVC是影響雞肉醬貨架期的關鍵因素。TVC與貯藏時間和溫度符合一級動力學模型，具有較高的回歸相關性(R2=0.94)。用TVC構建的Arrhenius曲線具有很高的回歸相關性(R2=0.956 8)。所建立的預測模型(5)對TVC數值進行了較為真實的預測，相對誤差均在±10.89%以內。因此，該模型對4～37 ℃貯藏雞肉醬的TVC預測是可信的。根據貨架期預測公式(6)預測得知冷藏條件(4 ℃)下雞肉醬貨架期為39 d。