冷链系统中冷却肉保鲜技术研究进展

刘作桂,邱清华,陈凌利,徐明生,王文君,欧阳克蕙

(1.江西农业大学动物营养重点实验室,南昌3300452;2.江西农业大学南方草地研究所,南昌3300453;3.江西农业大学食品科学与工程学院,南昌330045)

自改革开放以来，我国肉类工业取得了惊人的发展成就，目前我国肉类总产量和总消费量均位居世界第一。其中生鲜肉在我国肉类消费市场占主要地位，但随着我国消费者消费观念的改变，冷却肉以柔嫩多汁、滋味鲜美、安全卫生等优势而得到前所未有的发展，正逐步成为我国肉类消费市场的主流[1]。冷却肉，又称冷鲜肉，是指活畜经屠宰后，胴体在24 h降至0～4℃，并在之后的贮藏流通过程中始终保持在此温度范围内[2]。但是，冷却肉的货架期不长，易腐败变质是限制其生产消费的重要原因；故采用先进的保鲜技术对冷却肉进行保鲜处理，阻止或延缓其腐败，保证冷却肉的品质与卫生安全并有效延长其货架期具有重要研究意义。

1 冷却肉存在的问题及原因

冷链的低温环境条件下，并不能抑制所有的微生物生长繁殖，冷却肉还是会受到一些嗜冷微生物的污染。而且我国冷却肉大多都只是经过简单包装就进行贮藏和销售，导致其易受到内部和外部环境的影响。因此，通常冷却肉的货架期只有3～5d，货架期短成为限制冷却肉快速发展的主要问题[3]。

而导致冷却肉货架期短的原因：一方面在于肉类自身蛋白和脂肪的氧化降解。蛋白酶氧化降解不仅导致肌蛋白功能的丧失，还破坏了肉类中肌原纤维的结构完整性，进而导致肉类渗水量增加及肉质嫩化[4]。脂肪酶会氧化肉类中的脂肪酸，大多氧化产生的挥发性物质对食物风味有着劣变影响，积累到一定量会散发刺激性的臭味[5]。另一方面在于微生物腐败，微生物腐败是指肉类上的微生物大量繁殖同时产生胺类、硫化物、醛、酮、酯和有机酸等物质，并导致肉类产生发粘、变色和异味等现象的过程[6]。这些变化严重影响了冷却肉的保鲜和食品安全。

2 冷却肉保鲜技术

2.1 物理保鲜技术

物理保鲜技术是通过改变温度、压力、氧含量等外部因素，抑制或杀灭有害微生物、减少氧化、破坏酶活，从而达到保鲜及延长保藏期的作用。除了传统的紫外线杀菌、超声波、辐射保鲜技术外，目前冰温、高压静电场、超高压、气调包装等新型物理保鲜技术也得到更多研究。

2.1.1 冰温保鲜技术

冰温保鲜技术是将食品置于0℃到冰点以上的温度范围内进行贮藏，冰温条件下生鲜食品的生理活性可维持在最低程度，且不会产生冻害；这样既保持了食品品质，又延长了食品货架期[7]。张艳[8]研究表明，冰温贮藏对调控羊肉肉色稳定性有着积极作用，并影响蛋白的磷酸化水平，导致肌肉收缩状态改变，以此调控肉品质。杨飞燕[9]等人认为，在冰温条件下，腐败微生物增殖和猪肉蛋白质降解能被有效抑制，减少了蛋白质二级结构的变化，肉的弹性保持稳定。

2.1.2 高压静电场保鲜技术

高压静电场是一种安全性高、设备要求简单、节能环保的物理保鲜技术；其通过电离空气产生离子雾和臭氧，改变生物酶的构象与催化活性，抑制新陈代谢，减缓或改变蛋白等结构分子的降解进程，从而达到保鲜的目的[10]。李鹏[11]等人研究发现，在高压静电场的条件下，有利于冷却鸡肉的色泽、组织状态和风味的保持，且明显抑制鸡肉的微生物增殖、腐败变质及臭味产生。

2.1.3 超高压保鲜技术

超高压技术是指利用液体的高静压(100～1000 MPa)对食品进行一段时间处理，从而达到杀灭肉中微生物以及寄生虫的作用，且对食品的营养成分影响较小。白艳红[12]研究表明，冷却肉采用超高压处理可有效降低其初始菌数，随着处理压力的升高，细菌总数下降；采用适当的压力处理可延长冷却肉的货架期，提高其生物安全性。但高压处理后对肉样感官特性有着较大影响，表面肌纤维束分离明显，肌肉组织变得疏松，液体渗出量增大。因此超高压技术在冷却肉保鲜领域的应用受到了较大限制，在水产品保鲜方面应用较多。

2.1.4 气调包装保鲜技术

气调包装技术是通过改变包装内气氛，使食品处于不同于气体组分的气氛环境中而延长保藏期的一项技术。气体通常是使用CO2、O2和N2。CO2可以抑制好氧细菌的生长繁殖，一定浓度的O2可以保持冷却肉的色泽并抑制厌氧菌的生长繁殖，而N2作为填充气体可以抑制冷却肉的氧化腐败。杨啸吟[13]研究发现CO-MAP(0.4%CO+30%CO2+69.6%N2)不仅能够维持雪花牛肉良好的肉色，还能有效抑制肉的氧化和腐败菌的生长繁殖。马骋[14]则对比不同氧含量气调包装对牦牛肉保鲜的影响，其中以60%O2+40%CO2的保鲜效果最适宜，有利于肉色稳定性的维持；而真空包装条件下冷却肉肉色偏暗，感官品质较差。MAP中80%浓度的O2能赋予肉样较好的肉色，但其他品质特征较差；O2浓度的增大会导致蛋白与脂质氧化程度增大，肌肉的微观结构也会产生较大程度的变化，从而降低肌肉持水力[15]。冷却肉的菌群结构在不同气体环境中存在差异，因此，针对气调保鲜中各组分气体使用比例是关键。

2.2 化学保鲜技术

化学保鲜技术是通过浸泡、喷淋或涂膜等方式将保鲜剂添加到冷却肉中，以达到抑制微生物生长，减缓氧化酶解，保持食品风味、色泽及其营养成分的方法。通常分为化学保鲜剂保鲜技术和天然保鲜剂保鲜技术。

2.2.1 化学保鲜剂保鲜技术

常见的化学保鲜剂为有机酸及其盐类，主要包括乙酸、乳酸、柠檬酸、山梨酸及其钾盐等。王凯丽[16]等利用2%的乙酸钠处理猪肉发现其可延缓微生物的繁殖，抑制蛋白及脂质氧化酶解，能够较好地维持品质特征。刘金鑫[17]研究发现向冷却牛肉中注射乳酸钙可以减少线粒体损伤，保护线粒体内部结构的完整性，有利于肉色稳定性的维持；乳酸盐也可直接作用于肌红蛋白从而保持肌肉色泽的稳定性。而柠檬酸对微生物有抑制作用，但在维持肉色及气味稳定上有不利影响。曾丽萍[18]等人利用3%山梨酸钾添加量的壳聚糖/乳清蛋白复合膜液处理冷却肉，发现其货架期较常规处理的6 d延长至12 d。

以上研究证实化学保鲜剂可维持冷却肉的肉色，减缓其腐败变质，有效延长其货架期。但大多数化学保鲜剂存在安全问题，长期摄入会对人体的健康产生不利影响。为保障食品安全，化学保鲜剂将逐渐被天然保鲜剂取代。

2.2.2 天然保鲜剂保鲜技术

天然保鲜剂是指具有高效低毒、效果优良、使用安全且有一定保健功效等特点的食品添加剂。目前常用于冷却肉保鲜的是植物提取物、壳聚糖及乳酸链球菌素等一些抗菌抗氧化的物质。朱明涛和余俊[19]研究发现香辛料中白芷提取物的保鲜效果良好，能够阻止菌落总数和挥发性盐基氮(Total Volatile Basic Nitrogen，TVB-N)的增加，并能够有效延缓冷却牛肉的渗水量的增加，延长了其货架期。尹爱武[20]等人利用1%刺儿茶多酚处理冷却猪肉发现，其不仅可以改善冷却猪肉的感官特征，还可以增加持水力，最佳可将冷却猪肉的货架期延长至15d左右。而符绍辉[21]等人通过试验对比得出1.5%的茶多酚可减少冷却猪肉中的菌落总数，但当其与其他保鲜剂复配处理后在第4天和第7天的菌落总数都显著小于单一的1.5%茶多酚处理。天然保鲜剂复配与单一保鲜剂相比，其不仅保鲜效率提高了，还为企业带来更好的经济效益。

选用适宜的天然保鲜剂复配对冷却肉进行保鲜处理，不仅可以减少化学保鲜剂对人体健康安全的影响，还能够弥补单一保鲜剂的欠缺或不足。薛婉瑞[22]等人研究发现，以壳聚糖、茶多酚、香辛料和纳他霉素复配处理冷却羊肉，可以降低其水分流失，减轻褐变，显著减缓了微生物菌落总数及TVB-N值的升高，保持了羊肉原有的良好品质。壳聚糖与生姜提取物[23]的复合涂膜也能抑制冷却肉的腐败菌生长繁殖及自身氧化酶解，保持其较高水平的感官品质，从而有效延长货架期。乳酸链球菌素能够很好地抑制革兰阳性细菌的生长繁殖，朱亚[24]等人研究表明，花椒提取物和乳酸链球菌素复配具有明显的抑菌抗氧化效果，能够显著抑制微生物增长和含氮化合物的产生，对冷却肉的保鲜有良好效果。陈忠杰[25]等人发现，魔芋多糖成膜后对空气具有一定的隔绝作用，不仅阻止了空气中微生物的进入，同时还起到一定保水作用；而魔芋多糖与乳酸链球菌素复合涂膜处理对冷却肉保鲜效果更佳。

2.3 复合保鲜技术

复合保鲜技术是指两种或两种以上的保鲜技术复合对食品使用，以此来达到更佳的保鲜效果。茹志莹[26]等人研究冰温和气调相结合的复合保鲜技术对鸡肉的保鲜效果，与单一冰温处理组相比，冰温与气调包装保鲜复合处理均能够显著抑制肉中菌落总数和TVB-N值的改变；其中以在冰温保鲜条件下复合15%O2+30%CO2+55%N2气调包装保鲜处理冷却鸡肉效果更佳，能够有效保持其品质特征，延长其货架期。郝瑞[27]等人利用冰温保鲜与天然保鲜剂复合对牛肉进行保鲜处理发现，两者具有良好协同作用，不仅能够减缓冷却牛肉的品质劣变，还能有效保持其感官特征，成功将其货架期延长至16d。郭丽萍[28]等人探究采用超高压结合不同复配保鲜剂，对鲈鱼的保鲜效果，经复配保鲜剂处理的超高压组在菌落总数及TVB-N值均显著低于单一的超高压处理组，抑制了蛋白氧化，有效保持其品质。郝修振[29]等研究表明，天然复配保鲜剂抑制了冷却牛肉腐败菌的生长，其与气调包装联合使用对冷却牛肉具有较好的协同保鲜效果，货架期得到明显延长。崔英丽[30]等人之后也从这方面进行了研究，采用体积分数45%O2、50%CO2、5%N2的气调保藏可将冷藏牛肉的货架期延长至12d，且该比例的气调包装与丁香/肉桂联合使用可将冷藏牛肉的保鲜期延长到16d。

综上所述，目前冷却肉保鲜技术还处于研究探索阶段，许多保鲜机理尚不明确；此外，如何将各类保鲜技术有效结合，做到优势互补，能够在延长保鲜期和提高肉品质方面更进一步，这是众多研究学者接下来可以进行深入探究的方向。