高氧氣調包裝對安徽品種豬肉低溫貯藏期間品質的影響

張福生，黃晶晶，鄢 嫣，周迎芹，殷俊峰，謝寧寧

（安徽省農業科學院農產品加工研究所，安徽合肥 230031）

我國是肉類生產和消費大國，肉類的產量與消費量均處于世界首位。2019年我國豬肉產量4255萬t，占豬牛羊禽肉總產量的55.63%[1]。我國目前現存地方豬品種83個，安徽省主要有五大地方品種豬，在肉質上各有特點[2]。圩豬，俗稱大耳朵豬、油葫蘆豬，屬優良地方豬種，具有肉質鮮美、風味獨特、肉色深紅等特點[3]。但因生長速度較慢，瘦肉率較低，此外品種改良深入，導致其飼養量急劇下降[4]，豬種資源急劇減少，亟待合理保護和開發利用。

高氧氣調包裝（high oxygen modified atmosphere packaging）是體積分數70%～80% O2和20%～30%CO2進行的氣調包裝。較高體積分數的氧氣使紅肉顏色穩定，而CO2可以抑制微生物生長[5]。李俠等[5]發現杜長大三元雜交豬和三門峽黑豬經高氧氣調包裝（80%O2+20%CO2），于4±1 ℃貯藏5 d以上時，蒸煮損失率均顯著增大，而L*值、a*值、b*值均呈現先增加再降低的趨勢。Spanos等[6]發現氣調包裝中的O2含量的增加（0、20%、50%、80%）對豬排沒有影響，但豬肉糜的蛋白質氧化作用增強。現有研究多見于高氧氣調包裝延長豬肉、牛肉、羊肉、牦牛肉的貨架期等作用，同時氣體成分多設計為不同濃度的O2加CO2，對比高氧氣調包裝與80%N2+20%O2氣體包裝冷卻圩豬肉保鮮效果的研究尚不多見。

本實驗以圩豬為對象，探究3種不同氣體組成包裝（72%O2+28%CO2、82%O2+18%CO2、80%N2+20%O2）對其背最長肌在4 ℃低溫貯藏1～9 d期間的理化指標（滴水損失、pH、肉色）和安全指標（酸價、過氧化值、硫代巴比妥酸反應物值、揮發性鹽基氮含量、菌落總數）等影響，為了解圩豬肉的品質特性以及進行針對性保鮮技術的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

圩豬 安徽申泰食品有限責任公司，去勢公豬6頭，以玉米、青飼料等飼喂至10月齡時統一屠宰，宰前12 h內禁食；聚乙烯（polyethylene, PE）保鮮膜

購于合家福超市；聚丙烯（polypropylene, PP）熱成型盒（224 mm×133 mm×40 mm） 南京美馳紙塑制品有限公司；O2、CO2、N2等氣體 合肥申和氣體有限責任公司；硫代巴比妥酸、L-乳酸 上海阿拉丁生化科技有限公司；14 kDa透析袋 生物工程（上海）股份有限公司；噻唑藍溴化四唑、半胱氨酸、鐵氰化鉀、三氯乙酸、營養瓊脂培養基、生理鹽水 國藥集團化學試劑（上海）有限公司；所有試劑 均為國產分析純。

Minolta CR200便攜式色差儀（D65光源，口徑8 mm） 日本Konica公司；FA2004B型電子天平上海精天電子儀器廠；LDZM-80KCS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫療器械廠；DHP-600型電熱恒溫培養箱 北京市永光明醫療儀器廠；SW-CJ-1FD型潔凈工作臺 蘇凈集團蘇州安泰空氣技術有限公司；100～1000 μL移液槍 大龍醫療設備有限公司；MAP-500型袋式氣調保鮮包裝機 上海炬鋼機械制造有限公司；半微量凱氏定氮儀 北京博美玻璃儀器廠；pHS-4C+酸度計 成都世紀方舟科技有限公司；V-2450型紫外分光光度計 日本島津公司；Beckman Avanti J-E冷凍離心機 美國Beckman Coulter公司；Ultra Turrax T25 Basis高速勻漿器德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉樣處理 采集左半胴體第1～2腰椎處背最長肌樣品，去除表面脂肪和結締組織，順肌纖維方向分割成長約10 cm、厚約5 cm，重量100 g左右的小肉塊，放入聚丙烯熱成型盒內，每盒3條肉塊。將盒中肉樣隨機分成3組，編號高氧氣調1組（72%O2+28%CO2）、高氧氣調2組（82%O2+18%CO2）、對照包裝組（80%N2+20%O2）。用氣調包裝機分別進行充氣包裝，以聚乙烯膜熱封，充氣時間5.0 s。包裝后肉樣置于4±1 ℃下避光貯藏，于第1、3、5、7、9 d取樣進行指標測定。

1.2.2 滴水損失測定 參考Rasmussen等[7]的方法，利用滴水損失管進行測定。先將肉塊按紋理方向橫切成2.5 cm厚肉片，用直徑2.5 cm的取樣器取樣，然后置于滴水損失管中，在4 ℃條件下平衡24 h后取出，用濾紙吸干表面水分后稱重。樣品初始重量的重量損失百分比計為滴水損失。

式中：m1指肉樣的初始質量（g）；m2指貯藏一定時間后的質量（g）。

1.2.3 pH測定 按照GB 5009.239-2016《食品安全國家標準 食品酸度的測定》[8]進行。取10 g樣品，先將肉樣切碎，隨后加入100 mL 0.1 mol/L KCl溶液，經均質器攪拌、均質，靜止30 min后使用pH計測定溶液的pH。

1.2.4 肉色測定 參考Christensen等[9]的方法進行。從冷庫取出各組肉樣，平放在白色塑料砧板上，常溫下平衡30 min。然后將肉塊按紋理方向橫切成約1 cm厚、3～4 cm寬肉片，用濾紙吸干樣品表面的水分后置于光源下，用校正后的便攜式色差儀測定樣品表面的肉色，結果以亮度（L*）、紅度（a*）、黃度（b*）和總色差（△E）的形式記錄。△E的計算公式為：

式中，?L、?a、?b分別為高氧氣調組與對照包裝組的亮度差、紅度差和黃度差。

1.2.5 酸價、過氧化值、TBARs值測定 酸價和過氧化值分別按GB 5009.229-2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》第一法[10]、GB 5009.227-2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》第一法[11]的方法進行測定。TBARs值的測定根據Nam等[12]的方法略作修改。準確稱取10.00 g絞碎后研細的肉樣，加入50 mL 7.5%三氯乙酸（含0.1%EDTA），振蕩30 min，雙層濾紙過濾2次。移取5 mL上清液，加入5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保溫30 min，取出冷卻后以3000 r/min離心5 min，取上清液加入5 mL氯仿并搖勻靜置。待其分層后取上清液，分別在600和532 nm處測定吸光度，并用以下公式計算：

式中：A532指樣品在波長532 nm處的吸光度；A600指樣品在波長600 nm處的吸光度。

1.2.6 TVB-N含量測定 TVB-N含量按GB/T 5009.228-2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》第三法進行測定[13]。

1.2.7 菌落總數的測定 按照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 菌落總數測定》[14]進行。

1.3 數據分析

采用 SPSS Statistics 16.0的一般線性模型進行方差分析。使用Duncan’s法比較處理組間差異，差異顯著性水平設為P<0.05。每個處理組進行3 次獨立實驗，數據以均值±標準差（means±SD）表示。

2 結果與分析

2.1 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間滴水損失的影響

滴水損失是肉品保水性的重要品質指標，與口感密切相關[9]，反映的是樣品在不施加任何作用力時的水分損失。從圖1可見，隨著貯藏時間延長，豬肉樣的滴水損失不斷增加（P<0.05），可能由于肌球蛋白、肌動蛋白等肌原纖維蛋白發生氧化降解，影響蛋白質與水分子之間的分子間作用力，蛋白質分子聚集，造成其水合能力降低[15]。隨著包裝氧氣濃度增加，滴水損失明顯減小。貯藏第1 d，三組肉樣之間無顯著差異（P>0.05）；而貯藏第9 d，高氧氣調兩組之間差異顯著（P<0.05），且顯著低于對照包裝組（P<0.05），可能因為高氧環境促進了肌肉肌球蛋白通過二硫鍵的交聯作用[16]。目前關于高氧氣調包裝對肉樣滴水損失的影響有不同的研究結論。Lund等[17]發現高氧氣調包裝冷卻豬肉的滴水損失顯著高于真空包裝。而袁璐等[18]發現，高氧氣調包裝組在貯藏6 d內的汁液流失率、蒸煮損失和丙二醛含量均顯著低于真空包裝組，較好維持了冷卻豬肉的保水性，與本研究結果相似。

圖1 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間滴水損失的影響Fig.1 Effects of different modified atmosphere packaging on drip loss of chilled Wei pig muscles during storage

2.2 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間pH的影響

pH可以較好地反映肉品新鮮度的變化，新宰豬肉呈現弱酸性，而在腐敗過程中pH會顯著升高[19]。如圖2所示，貯藏期間肉樣的pH變化相對較小，可能是因為4 ℃低溫抑制了微生物及酶的部分活動。兩組高氧氣調肉樣的pH變化規律相似，先降低再升高，與劉純友等[20]的研究結果一致。同時，兩個處理組在第5～7 d中pH差異顯著（P<0.05），而對照包裝組的pH持續升高，在貯藏第9 d時pH高于6.7，肉樣已經變質[21]。屠宰后肌糖原無氧酵解產生大量乳酸，三磷酸腺苷分解產生磷酸，同時高氧氣調包裝內高濃度的CO2溶解在樣品內形成碳酸類物質[22]，可能共同導致貯藏初期肉樣pH的下降。隨后，蛋白質發生降解，肌肉自溶產生堿性物質，pH緩慢回升。

圖2 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間pH的影響Fig.2 Effect of different modified atmosphere packaging on pH of chilled Wei pig muscles during storage

2.3 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間肉色的影響

圖3 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間肉色L *(A)、 a *(B)、 b *(C) 和 △E (D) 的影響Fig.3 Effect of different modified atmosphere packaging on L*(A), a*(B), b*(C) values and △E(D) of chilled Wei pig muscle during storage

外觀和肉色是消費者評判肉類新鮮度和貨架期的最主要指標，冷藏期間肉品表面褐變與失水是其品質劣變的突出表征。圖3顯示了各組別樣品的肉色變化趨勢。L*值代表亮度值，從圖3A可見，對照包裝組肉樣的L*值在貯藏期間無顯著變化（P>0.05），而高氧氣調組的L*值始終顯著高于對照包裝組（P<0.05），高氧氣調包裝有助于延緩圩豬肉樣顏色變暗。高氧氣調1組的L*值在貯藏后期略有下降，而高氧氣調2組則先下降后上升（P<0.05），可能是汁液滲出導致肉樣表面含水率增高，對光的反射作用增強。圖3B和圖3C分別顯示了肉樣的紅度值（a*值）和黃度值（b*值）。各組別肉樣的a*值整體都呈現降低的趨勢，與陳東杰等[23]的結果相似，可能由于微生物繁殖，促進了高鐵肌紅蛋白形成。高氧氣調1組、2組和對照包裝組的a*值在貯藏第9 d比第1 d分別降低了15.5%、12.3%和46.3%。此外，b*值逐漸下降與一部分肉色消失有關。貯藏期內高氧氣調組的b*值均高于對照組，高氧氣調處理延緩了肉色損失。△E表示各組色差（L*、a*和b*）的離散程度，可以說明高氧氣調組與對照組相比的顏色差異。圖3D顯示，高氧氣調組△E介于8.0～18.0之間，相對于對照組存在明顯差異[24]。高氧氣調2組在貯藏3～9 d時的△E始終顯著高于高氧氣調1組（P<0.05），表明較高氧氣濃度對于圩豬肉色劣變的延緩效果較好。Josef等[25]研究發現，O2含量50%～80%的包裝使牛背最長肌在3 ℃冷藏條件下保持肉色至10 d以上。氣調包裝對肉色的影響也與貯藏溫度有關。Sorheim等[26]研究認為，4 ℃比8 ℃的貯藏條件顯著提高了70%O2+30%CO2包裝組的牛肉、牛肉餡和豬肉的a*值。

2.4 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間酸價、過氧化值和TBARs值的影響

脂肪過氧化會引起風味劣變，是肉類腐敗變質的主要原因之一[27]。高氧氣調包裝會導致貯藏過程中肉品脂肪氧化的加劇[18]。不同氣體組成對冷卻圩豬肉貯藏期內酸價的影響如圖4A所示，高氧氣調組的酸價低于對照包裝組，同時氧氣濃度越高酸價越低，可能由于較高的氧分壓激活了肉樣中某些酶的活性，延緩了酸敗的速度[28]。圖4B顯示高氧氣調組的過氧化值明顯高于對照包裝組，且不同氧氣濃度包裝組之間差異顯著（P<0.05）。貯藏9 d后，對照包裝組和高氧氣調2組的過氧化值顯著增加（P<0.05）。馬騁[28]發現包裝中的氧含量越高，貯藏期間牦牛肉的過氧化值越低，可能與包裝氣體成分影響菌群發生不同類型的代謝活動有關[29]。由圖4C看出，貯藏前5 d高氧氣調組的TBARs值持續升高，且從第5 d起顯著高于對照包裝組（P<0.05），說明隨著包裝中的氧分壓升高，肉樣的氧化作用持續增強，導致脂肪氧化降解產物—丙二醛積累。

2.5 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間TVBN含量的影響

圖4 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間酸價（A）、過氧化值（B）和TBARs值（C）的影響Fig.4 Effect of different modified atmosphere packaging on acid value (A), peroxide value (B) and TBARs (C)of chilled Wei pig muscles during storage

圖5 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間TVB-N含量的影響Fig.5 Effect of different modified atmosphere packaging on TVB-N value of chilled Wei pig muscles during storage

TVB-N含量可用于判斷高蛋白質的產品新鮮度和質量，GB 2707-2016《食品安全國家標準 鮮（凍）畜、禽產品》中規定鮮、凍片豬肉的TVB-N值應不超過15 mg/100 g[30]。如圖5所示，對照包裝組的TVB-N含量持續增加，直到第9 d下降。與菌落總數的結果相符，微生物分解蛋白質會造成氨、胺類等堿性含氮物質的累積[31]。此外，TVB-N值的增加還有可能是在內源性蛋白酶的作用下，蛋白降解產生堿性含氮物，并進一步分解成鹽基態氮類物質[20]。而高氧氣調組的TVB-N含量在貯藏第3～5 d升高，隨后7～9 d持續降低，顯著低于對照包裝組（P<0.05），可能是由于高濃度CO2抑制微生物生長。CO2易溶于水和脂肪，形成碳酸，通過破壞營養吸收、抑制或減少酶促反應以及促進蛋白質的理化性質改變等影響微生物的生長[32]。

2.6 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間菌落總數的影響

圖6顯示了冷藏過程中各組菌落總數的變化趨勢及差異性，可見菌落總數均呈現上升趨勢，第1 d與第9 d相比差異顯著（P<0.05）。其中高氧氣調組增長相對緩慢，而對照包裝組迅速增長。肉品腐敗限值是6 lg（CFU/g）[33]，對照包裝組在貯藏第5 d超過腐敗限值，而高氧氣調組貯藏至第9 d時開始出現腐敗特征，說明研究采用的氣調包裝方式有效抑制了微生物的生長增殖，將肉樣的貨架期延長了4 d，與童光森等[34]的研究結果一致。同時，第5 d起高氧氣調2組的菌落總數顯著低于高氧氣調1組（P<0.05），較高的氧氣濃度可能抑制了厭氧微生物的繁殖，與陳東杰等[23]的研究結果相似。不同的包裝氣體成分會影響冷卻肉中的菌群演替過程[29]。高氧氣調包裝中的CO2是起保鮮作用的主要氣體，通常可以延長食品微生物停滯期和對數期的傳代時間，而O2的主要作用一是保持肉的紅色，二是抑制表面厭氧微生物的繁殖[32]。

圖6 不同氣體組成包裝對冷卻圩豬肉貯藏期間菌落總數的影響Fig.6 Effect of different modified atmosphere packaging on total colony count of chilled Wei pig muscle during storage

3 結 論

不同氣體組成的氣調包裝對4 ℃貯藏的圩豬背最長肌在理化指標和安全性指標上的影響不盡相同。72%O2+28%CO2和82%O2+18%CO2的高氧氣調包裝明顯降低了肉樣的滴水損失，延緩了貯藏后期腐敗變質導致的pH升高。同時，高氧氣調包裝組的L*值、a*值和b*值高于對照包裝組，有助于保持肉色。此外，82%O2+18%CO2高氧氣調包裝組的酸價明顯降低，但過氧化值較高。貯藏期內，高氧氣調包裝組的TBARs值持續升高，第5 d起顯著高于對照包裝組（P<0.05），而第7～9 d菌落總數和TVB-N含量顯著低于對照包裝組（P<0.05）。綜合菌落總數及其他各項指標，高氧氣調包裝圩豬組肉樣的貨架期相比對照包裝組延長了4 d，這為地方品種豬冷卻肉的品質控制和產業化提供了一定的理論依據。