基于精準(zhǔn)溫控的生鮮豬肉保鮮效果研究

生鮮豬肉極易腐敗變質(zhì)，保鮮是維持其品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期的關(guān)鍵，溫度是影響豬肉保鮮效果的決定性因素。本文在分析溫度對(duì)豬肉品質(zhì)變化影響機(jī)制的基礎(chǔ)上，探討了精準(zhǔn)溫控技術(shù)在豬肉冷鏈運(yùn)輸與貯藏中的應(yīng)用，通過(guò)研究精準(zhǔn)溫控保鮮工藝參數(shù)，優(yōu)化溫度、濕度、氣流環(huán)境條件；分析精準(zhǔn)溫控對(duì)豬肉感官、理化、微生物品質(zhì)的影響規(guī)律，結(jié)果表明，精準(zhǔn)溫控技術(shù)可顯著抑制豬肉腐敗變質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期3-5天，為保持生鮮豬肉品質(zhì)提供了新思路。

豬肉是我國(guó)居民膳食中的主要肉類(lèi)食品。生鮮豬肉含水量高，極易腐敗變質(zhì)，給冷鏈物流、銷(xiāo)售終端的質(zhì)量控制帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，溫度控制是抑制豬肉腐敗、延長(zhǎng)貨架期的關(guān)鍵因素，傳統(tǒng)冷鏈多采用單一低溫保藏，難以適應(yīng)生鮮豬肉品質(zhì)維持需求，精準(zhǔn)溫控技術(shù)通過(guò)智能感知、自適應(yīng)調(diào)控，精確控制冷鏈各環(huán)節(jié)溫度波動(dòng)，為豬肉品質(zhì)保鮮提供了新的技術(shù)手段，本文在闡述溫度調(diào)控原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了精準(zhǔn)溫控保鮮工藝，評(píng)價(jià)了精準(zhǔn)溫控對(duì)豬肉品質(zhì)的影響，以期為生鮮豬肉冷鏈提質(zhì)增效提供參考。

1.精準(zhǔn)溫控在生鮮豬肉保鮮中的理論基礎(chǔ)

1.1 生鮮豬肉品質(zhì)變化機(jī)理

生鮮豬肉含水量高達(dá)70%以上，蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分豐富，極易腐敗變質(zhì)，豬肉腐敗變質(zhì)的本質(zhì)是在微生物、組織酶等內(nèi)因和溫度、空氣等外因作用下，肉中蛋白質(zhì)、脂肪等分解的過(guò)程，過(guò)程中伴隨著肉色變暗、組織軟化、散發(fā)味道等感官品質(zhì)劣變和揮發(fā)性鹽基氮、酸價(jià)等理化指標(biāo)超標(biāo)。嚴(yán)重影響豬肉的食用品質(zhì)和安全性，研究表明，微生物尤其是假單胞菌等腐敗菌的增殖是豬肉腐敗的主要推手，腐敗微生物利用豬肉中豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)蛋白質(zhì)腐敗、脂肪酸敗、氨基酸脫羧等生化反應(yīng)，產(chǎn)生種種腐敗物質(zhì)和風(fēng)味缺陷，加速豬肉變質(zhì)。抑制微生物生長(zhǎng)繁殖對(duì)豬肉保鮮品質(zhì)十分重要。

1.2 溫度對(duì)豬肉保鮮的影響機(jī)制

溫度是影響微生物生長(zhǎng)、酶促反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素，被譽(yù)為“保鮮第一要素”，研究表明，溫度每升高10℃，腐敗微生物生長(zhǎng)速率提高2-3倍；酶促反應(yīng)速率提高1-2倍，低溫條件下，微生物生長(zhǎng)受抑制，酶促反應(yīng)減緩，腐敗進(jìn)程延緩。低溫還能抑制脂肪氧化酸敗，減緩肉色變暗。采用科學(xué)的低溫管理是抑制微生物滋生、酶促腐敗等豬肉腐敗機(jī)制的有效手段，相關(guān)研究表明，-14℃是抑菌保鮮豬肉品質(zhì)的最佳溫度區(qū)間，但需注意，過(guò)低溫度易造成豬肉冷凍，品質(zhì)劣變；溫度忽高忽低，又會(huì)加速腐敗，只有在最佳溫度區(qū)間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫控，才能最大限度維持豬肉品質(zhì)，提升保鮮效果。

1.3 精準(zhǔn)溫控技術(shù)的原理與特點(diǎn)

精準(zhǔn)溫控是在食品最佳保鮮溫度范圍內(nèi)，利用智能傳感、自動(dòng)控制等技術(shù)手段，對(duì)溫度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)控制的保鮮新技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)冷鏈運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)的溫濕度進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，結(jié)合環(huán)境因素、食品特性等，利用PID智能算法實(shí)時(shí)計(jì)算出最優(yōu)控溫參數(shù)，并通過(guò)多元調(diào)控實(shí)現(xiàn)溫度的動(dòng)態(tài)自?xún)?yōu)化補(bǔ)償，將溫度波動(dòng)控制在±0.5℃以?xún)?nèi)。從而抑制微生物生長(zhǎng)，延緩豬肉腐敗變質(zhì)，與傳統(tǒng)單一制冷保鮮相比，精準(zhǔn)溫控的特點(diǎn)是：一是精準(zhǔn)性高，通過(guò)實(shí)時(shí)感知反饋，溫度波動(dòng)小于±0.5℃，避免溫度忽高忽低。二是智能性強(qiáng)，根據(jù)環(huán)境、貨品狀況自適應(yīng)優(yōu)化控制策略；三是系統(tǒng)性好，優(yōu)化冷鏈全程“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、端到端”溫控管理。精準(zhǔn)溫控是傳統(tǒng)冷鏈向智慧冷鏈躍遷的創(chuàng)新實(shí)踐，是提升生鮮豬肉品質(zhì)保鮮，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、減損”的現(xiàn)代冷鏈技術(shù)支撐。

2.精準(zhǔn)溫控保鮮工藝參數(shù)優(yōu)化研究

2.1 溫度控制指標(biāo)的確定

以新鮮瘦肉型白豬后腿肉為研究對(duì)象，設(shè)置0℃、2℃、4℃、6℃、8℃五個(gè)溫度梯度，利用精準(zhǔn)溫控設(shè)備對(duì)豬肉進(jìn)行冷藏保鮮試驗(yàn)，測(cè)定各儲(chǔ)藏溫度下豬肉感官、揮發(fā)性鹽基氮、菌落總數(shù)等品質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律，在試驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制其他環(huán)境因素如濕度、氣流速度等保持一致，減少其他因素的干擾，以準(zhǔn)確評(píng)估溫度對(duì)豬肉品質(zhì)變化的影響，每個(gè)溫度設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)取樣3次，以保證結(jié)果的可靠性。在豬肉品質(zhì)評(píng)定過(guò)程中，采用盲評(píng)的方式，以排除主觀因素的影響，感官評(píng)定由經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的10位評(píng)定員依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)感官評(píng)分方法進(jìn)行，理化指標(biāo)采用國(guó)標(biāo)分析方法，微生物指標(biāo)采用國(guó)際通用的平板計(jì)數(shù)法。結(jié)果表明，在0℃和2℃的低溫儲(chǔ)藏條件下，豬肉感官、理化品質(zhì)變化最緩慢，各項(xiàng)指標(biāo)均顯著優(yōu)于其他溫度組，在此溫度下，腐敗菌的生長(zhǎng)受到明顯抑制，菌落總數(shù)增長(zhǎng)緩慢，貨架期可延長(zhǎng)至12天以上，較常溫下延長(zhǎng)3倍以上，而隨著儲(chǔ)藏溫度的升高，豬肉腐敗程度不斷加劇，4℃組豬肉貨架期約為9天；6℃和8℃條件下，豬肉腐敗進(jìn)一步加速，貨架期縮短為5-7天，通過(guò)綜合分析各溫度下豬肉感官、理化、微生物品質(zhì)的變化規(guī)律，確定生鮮豬肉冷藏保鮮的最佳控溫范圍為0-2℃，并將溫度控制上限嚴(yán)格限定在4℃以下，以最大限度延緩豬肉腐敗變質(zhì)。基于上述結(jié)果，建立了以2±0.5℃為核心的精準(zhǔn)控溫指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了冷藏溫度的精準(zhǔn)調(diào)控，為后續(xù)工藝參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

2.2 相對(duì)濕度協(xié)同控制研究

儲(chǔ)藏環(huán)境的相對(duì)濕度是影響冷藏肉品品質(zhì)的又一關(guān)鍵因素，研究表明，過(guò)低的儲(chǔ)藏濕度易引起豬肉表面水分的過(guò)度蒸發(fā)，導(dǎo)致失重、表面干燥、顏色暗沉等問(wèn)題，但濕度過(guò)高又易滋生微生物，加速腐敗變質(zhì)。在溫度精準(zhǔn)調(diào)控的基礎(chǔ)上，還需優(yōu)化相對(duì)濕度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的綜合調(diào)控，為篩選最佳濕度條件，在0-2℃最佳控溫區(qū)間下，設(shè)置75%、85%、95%三個(gè)濕度梯度，研究其對(duì)豬肉失重率、表面色澤、菌落總數(shù)等品質(zhì)關(guān)鍵指標(biāo)的影響，每個(gè)濕度梯度下設(shè)置3個(gè)平行樣，每個(gè)平行樣取樣3次，采用低溫高濕試驗(yàn)箱精準(zhǔn)控制環(huán)境濕度，電子天平測(cè)定失重率，色差儀測(cè)定色澤變化，平板計(jì)數(shù)法測(cè)定菌落總數(shù)，結(jié)果表明，85%-95%為維持冷藏豬肉品質(zhì)的最佳相對(duì)濕度區(qū)間，在此濕度條件下，豬肉表面失水最少，失重率控制在1.5%以?xún)?nèi)，遠(yuǎn)低于其他濕度組，豬肉表面紅潤(rùn)光澤，彈性良好。菌落總數(shù)增長(zhǎng)緩慢，提示相對(duì)濕度控制在該范圍，腐敗變質(zhì)程度最低，將上述理想溫度與濕度條件進(jìn)行協(xié)同控制，即在0-2℃溫度條件下，將相對(duì)濕度控制在85%-95%，可有效延緩冷藏豬肉的品質(zhì)劣變，使其貨架期延長(zhǎng)3-5天，充分展示了溫濕度協(xié)同控制的保鮮增效作用。

2.3 氣流環(huán)境參數(shù)優(yōu)化

在溫濕度精準(zhǔn)調(diào)控的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)藏環(huán)境的氣流組織方式是進(jìn)一步強(qiáng)化豬肉品質(zhì)保持效果的關(guān)鍵影響因素，氣流組織的均勻性和合理性直接關(guān)系庫(kù)內(nèi)溫濕度分布的一致性和穩(wěn)定性，為優(yōu)化精準(zhǔn)溫控環(huán)境下的氣流組織，本研究采用數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的方法，重點(diǎn)優(yōu)化了庫(kù)內(nèi)風(fēng)速和各儲(chǔ)位間的氣流短路等關(guān)鍵參數(shù)，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模擬分析，對(duì)比研究了0.1-1.0m/s風(fēng)速范圍內(nèi)豬肉表面水分蒸發(fā)、溫度分布的差異，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)溫濕度分層測(cè)試，最終確定0.2-0.5m/s為最佳風(fēng)速控制區(qū)間。在此風(fēng)速下，庫(kù)內(nèi)氣流均勻緩和，在豬肉表面形成一層保護(hù)性風(fēng)幕，有效阻隔了外界空氣侵入引起的異味交叉污染；但風(fēng)速又不至于過(guò)高，避免了表面水分的過(guò)度蒸發(fā)，有利于保持豬肉鮮嫩多汁的口感，通過(guò)氣流組織模擬分析，發(fā)現(xiàn)庫(kù)內(nèi)貨架布局和冷風(fēng)出風(fēng)口設(shè)置是影響庫(kù)溫均勻性的主要因素，對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化，解決了各儲(chǔ)位間的氣流短路問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了庫(kù)內(nèi)不同儲(chǔ)位間溫度的均衡控制，庫(kù)溫偏差控制在0.5℃以?xún)?nèi)。經(jīng)過(guò)上述氣流組織優(yōu)化，庫(kù)內(nèi)溫濕度分布更加均勻穩(wěn)定，濕度偏差降至2%RH以?xún)?nèi)，有效改善了局部微環(huán)境惡化導(dǎo)致的豬肉局部腐敗變質(zhì)問(wèn)題，為豬肉品質(zhì)的長(zhǎng)久穩(wěn)定控制提供了有力保障。

3.精準(zhǔn)溫控對(duì)生鮮豬肉品質(zhì)的影響評(píng)價(jià)

3.1 感官品質(zhì)變化分析

感官品質(zhì)是評(píng)判豬肉品質(zhì)的重要依據(jù)，直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望，為定量評(píng)價(jià)精準(zhǔn)溫控條件下豬肉感官品質(zhì)的變化規(guī)律，本研究構(gòu)建了一套科學(xué)的豬肉感官評(píng)定指標(biāo)體系，該體系從豬肉的色澤、氣味、質(zhì)地、黏度等感官屬性出發(fā)，制訂了相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并輔以感官品質(zhì)總分值，形成了較為完善的定量分析方法。在此基礎(chǔ)上，研究人員對(duì)0-2℃精準(zhǔn)控溫條件下豬肉感官品質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了連續(xù)跟蹤分析。與常規(guī)冷藏相比，精準(zhǔn)溫控后的豬肉感官品質(zhì)明顯改善，在0-2℃條件下貯藏的豬肉，其肉色始終保持鮮紅潤(rùn)澤，氣味清新怡人，無(wú)任何異味產(chǎn)生；組織結(jié)構(gòu)緊實(shí)，富有彈性，切面紋理清晰。用手按壓后可迅速恢復(fù)原狀，無(wú)粘手現(xiàn)象，感官評(píng)定結(jié)果顯示，精準(zhǔn)溫控組豬肉的各單項(xiàng)感官指標(biāo)評(píng)分及總分均明顯高于對(duì)照組，感官評(píng)分提高了1.6分，感官貨架期可延長(zhǎng)5天以上，上述結(jié)果說(shuō)明，0-2℃的精準(zhǔn)溫度控制有效抑制了豬肉中肌紅蛋白的氧化變色及蛋白酶的自溶解反應(yīng)，阻斷了由其引起的肉色暗沉、組織軟爛等感官品質(zhì)劣變，使豬肉感官品質(zhì)的衰減進(jìn)程大幅延緩。精準(zhǔn)溫控不僅顯著改善了豬肉的色澤、香氣和口感等感官特性，而且大幅度延長(zhǎng)了豬肉的感官貨架期。

3.2 理化指標(biāo)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）是反映豬肉蛋白質(zhì)分解程度的敏感性理化指標(biāo)，測(cè)定TVBN含量的高低可直接判定肉品的新鮮程度，本研究以TVBN為評(píng)價(jià)指標(biāo)，動(dòng)態(tài)跟蹤分析了精準(zhǔn)溫控貯藏和常規(guī)冷藏條件下豬肉TVBN的生成積累規(guī)律，實(shí)驗(yàn)采用微量擴(kuò)散法，分別測(cè)定了兩種貯藏條件下豬肉TVBN值隨時(shí)間的變化，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每次重復(fù)隨機(jī)取樣3個(gè)，取平均值進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示，精準(zhǔn)溫控貯藏條件下豬肉TVBN的生成積累速率遠(yuǎn)低于常規(guī)冷藏組，精準(zhǔn)溫控貯藏至第10天時(shí)，豬肉的TVBN值為13.8mg/100g，尚未超過(guò)新鮮肉15mg/100g的國(guó)家限值標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)冷藏組豬肉的TVBN值在貯藏第7天時(shí)即已超標(biāo)，表明蛋白質(zhì)分解程度已較為嚴(yán)重，結(jié)合前期的溫濕度優(yōu)化結(jié)果，本研究通過(guò)0-2℃精準(zhǔn)控溫、85%-95%RH適宜濕度調(diào)控、0.2-0.5m/s風(fēng)速優(yōu)化的三位一體綜合控制，有效抑制了氨基酸脫羧反應(yīng)產(chǎn)生胺類(lèi)物質(zhì)、蛋白質(zhì)酶解反應(yīng)生成揮發(fā)性小分子含氮物質(zhì)等導(dǎo)致肉質(zhì)劣變的生化反應(yīng)，使精準(zhǔn)溫控條件下肉中TVBN的生成量和積累速率大幅降低，理化貨架期可延長(zhǎng)3天以上，充分證實(shí)了精準(zhǔn)溫控保鮮工藝的良好效果。

3.3 微生物變化規(guī)律研究

微生物是引發(fā)生鮮豬肉腐敗變質(zhì)的罪魁禍?zhǔn)祝彩呛饬控i肉安全衛(wèi)生狀況的重要指標(biāo)，為研究精準(zhǔn)溫控條件對(duì)豬肉微生物污染程度的影響，本實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了精準(zhǔn)溫控貯藏與常規(guī)冷藏條件下豬肉中菌落總數(shù)、大腸菌群數(shù)等微生物指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，采用平板計(jì)數(shù)法，分別測(cè)定了不同貯藏時(shí)間下的豬肉微生物污染水平，每個(gè)處理重復(fù)3次，每次重復(fù)隨機(jī)取樣3份，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，0-2℃的精準(zhǔn)控溫可顯著抑制豬肉中腐敗微生物的生長(zhǎng)繁殖，在該溫度下貯藏至第10天，豬肉中菌落總數(shù)僅為4.3lgCFU/g，遠(yuǎn)低于6lgCFU/g的感官腐敗閾值，提示微生物引起的肉質(zhì)劣變尚不明顯，而常規(guī)冷藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，豬肉中菌落總數(shù)激增，至貯藏第6-7天即已超過(guò)感官腐敗閾值，肉質(zhì)腐敗變質(zhì)十分嚴(yán)重。進(jìn)一步對(duì)比跟蹤研究低溫貯藏過(guò)程中豬肉優(yōu)勢(shì)菌群的演替規(guī)律發(fā)現(xiàn)，0-2℃的精準(zhǔn)控溫有效抑制了假單胞菌、腸桿菌等低溫好氧菌的快速增殖，極大地延緩了微生物引起的肉質(zhì)劣變進(jìn)程。綜上所述，0-2℃的精準(zhǔn)溫控技術(shù)通過(guò)協(xié)同調(diào)控濕度、風(fēng)速等貯藏環(huán)境要素，構(gòu)建了穩(wěn)定優(yōu)良的外部微環(huán)境，有效遏制了細(xì)菌性蛋白質(zhì)、脂肪的分解腐敗反應(yīng)，最大限度地維持了豬肉的微生物安全品質(zhì)。

結(jié)語(yǔ)

生鮮豬肉對(duì)冷鏈溫度管理?xiàng)l件提出了十分嚴(yán)苛的要求，儲(chǔ)藏溫度的忽高忽低會(huì)極大地促進(jìn)肉品腐敗變質(zhì)的進(jìn)程，而0-2℃的精準(zhǔn)溫控技術(shù)，輔以85%-95%的適宜相對(duì)濕度協(xié)同調(diào)控，能夠顯著延緩豬肉在感官、理化、微生物等品質(zhì)屬性上的劣變，最大限度遏制腐敗變質(zhì)，使豬肉貨架期延長(zhǎng)3-5天，腐敗損耗也因此減少20%以上，同時(shí)，0.2-0.5m/s的優(yōu)化氣流組織，改善了儲(chǔ)藏環(huán)境內(nèi)溫濕度分布的均勻性，提升了肉品品質(zhì)調(diào)控效果，綜合評(píng)判，0-2℃精準(zhǔn)溫控技術(shù)是維持生鮮豬肉品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期。提升冷鏈流通效率效益的有效技術(shù)途徑，具有良好的實(shí)用化推廣前景，在精準(zhǔn)溫控理念指導(dǎo)下，建議生鮮豬肉產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步強(qiáng)化冷鏈運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)的溫控管理，完善冷鏈設(shè)施裝備，優(yōu)化溫控工藝參數(shù)，提升信息化管控水平，全流程精準(zhǔn)把控“最佳控溫區(qū)間”，方能最大化鎖住豬肉的新鮮品質(zhì)，創(chuàng)造冷鮮豬肉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新輝煌。展望未來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的日益成熟，將為豬肉冷鏈溫控管理注入新的驅(qū)動(dòng)力，助推精準(zhǔn)溫控向智能化、數(shù)字化方向升級(jí)，實(shí)現(xiàn)豬肉品質(zhì)流通全程的精準(zhǔn)管控，開(kāi)創(chuàng)生鮮豬肉產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的嶄新局面。

作者簡(jiǎn)介

陳伯超（1988.11-），男，漢族，河北邢臺(tái)人，碩士研究生；研究方向：生鮮肉類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)研究，包括肉類(lèi)加工保鮮、冷鏈物流等。