冷链运输条件下气调包装酱卤鸭肉制品货架期预测模型的建立

李廷妮 ,曾雪璐 ,翟羽

(1.海南科技职业大学 财经学院,海口 571126;2.黑龙江中医药大学,哈尔滨 150040)

酱卤鸭是一种传统的酱类产品,富含多种人体所需的脂肪酸和氨基酸,且具有低脂肪、高蛋白和低胆固醇等多种特点,深受消费者喜爱。酱卤鸭是一种将鲜肉或者冻肉与可食用的副产品、食盐、酱油等调味料混合之后,通过蒸煮、浸泡和酱卤等工艺加工制成的熟肉产品。

酱卤鸭属于低温肉制品,在低温条件下,能够极大程度地保留肉类产品的营养和风味[1-2]。酱卤肉中营养物质丰富,加工过程中其中心部位的温度较低[3],能够杀灭大部分微生物,但是一些芽孢和耐热性的微生物仍然存活[4],这些芽孢微生物是导致酱卤鸭腐败变质的主要因素[5]。

目前对酱卤肉制品中微生物多样性的研究仍然采用传统的方式,通过样品采集和传统培养,该方式需要消耗大量的工作时间[6-7],且一些微生物通过普通培养基难以培养,导致研究结果可能和真实结果之间存在着明显差距[8]。市场上的酱卤鸭肉主要包括真空包装、冷链气调包装和冷链散装3种包装方式[9]。气调包装方式通过在包装中充入一定比例的气体,以达到降低酱卤鸭中微生物生长发育速度和增长酱卤鸭货架期的目的,相比于真空包装和散装方式具有明显优势[10-11]。

在实际的冷链运输过程中,常常出现冷链中断和温度不稳定的情况[12],从而导致酱卤鸭品质下降、食品货架期缩短,引发食品安全问题[13]。微生物模型开始应用于食品货架期的预期和食品安全的评估,但是酱卤鸭冷链气调包装货架期的相关研究较少[14]。本研究通过建立一个准确和高效的酱卤鸭货架期预测模型,以改善酱卤鸭产品冷链运输过程中存在的安全性问题。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

气调包装的酱卤鸭、乳酸菌培养基、甘露醇盐琼脂培养基、假单胞菌选择性培养基、结晶紫中性红胆盐琼脂培养基、STAA琼脂基础培养基和孟加拉红琼脂培养基。

1.2 试验仪器

恒温培养箱、超净工作台、均质机、自动压力蒸汽灭菌锅和电子分析天平。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的采集和处理

用同一批酱卤鸭进行试验,将酱卤鸭分别于5,10,15,20,25 ℃条件下恒温贮藏。酱卤鸭属于低温肉,在运输、冷藏和销售阶段需保持在4 ℃条件下,由于冷链运输过程中常常出现冷链中断的现象,所以选择5,10,15,20,25 ℃的温度范围对酱卤鸭品质进行研究,不同温度条件下酱卤鸭的取样时间点见表1。

表1 不同温度条件下取样的时间点Table 1 Sampling time points under different temperature conditions

1.3.2 微生物多样性的统计

不同的微生物种类生长发育所需的营养物质不同,通过利用不同的培养基对不同的微生物进行定向培养。不同的培养基及其培养条件见表2。所有微生物测定均根据国家微生物测定标准(GB 4789.1—2016)进行。

表2 不同培养基及培养条件Table 2 Different media and culture conditions

1.3.3 感官评定

邀请10位具有感官评定经验的人员对酱卤鸭进行评定,分别从酱卤鸭的颜色、形态特征和气味方面进行感官评定,酱卤鸭感官评定表见表3。

1.3.4 数据的统计和分析

利用SPSS 24.0软件对数据进行方差分析、微生物总数测定、感官评定和相关性分析。

2 结果和讨论

2.1 气调包装酱卤肉制品优势腐败菌的确定

食品中微生物数量是评价其品质的重要指标[15],本研究通过使用多种不同培养基对酱卤肉制品中的微生物数量进行统计,为酱卤肉的食品保鲜提供了理论基础。在5,15,25 ℃温度条件下酱卤肉中微生物数量的变化情况见图1～图3。

图1 5 ℃气调包装方式下酱卤鸭微生物总数随储藏时间增加的变化情况Fig.1 Change of the total number of microorganisms in sauced duck under 5 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

图2 15 ℃气调包装方式下酱卤鸭微生物数量随储藏时间增加的变化情况Fig.2 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 15 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

图3 25 ℃气调包装方式下酱卤鸭微生物数量随储藏时间增加的变化情况Fig.3 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 25 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

3种储藏温度条件下,酱卤肉中微生物数量均随着储藏时间的增加而逐渐增加,发酵刚开始时,3种温度条件下的酱卤肉中只有菌落总数和乳酸菌被检出,随着储藏时间增加,乳酸菌含量相比于其他微生物数量始终具有绝对优势,所以,乳酸菌是气调包装酱卤肉中优势腐败菌和主要初始菌。在低温5 ℃条件下,酱卤肉中的群落结构相对较简单,除了乳酸菌之外,只有少数的微生物被检测出来,所以在图1中并未展示。随着储藏温度的升高,气调包装的酱卤鸭中微生物多样性逐渐增加。

2.2 气调包装酱卤鸭肉制品货架期一级预测模型的建立

实际冷链运输过程中,间歇性中断会导致温度不稳定,在15 ℃上下波动[16-18],通过对比发现,酱卤鸭肉储藏过程中感官品质下降的主要特征为色泽偏暗,组织特征松软,偏黏,酱味偏淡,有时还会出现异味。

Gompertz方程最先用于研究植物杆菌随时间增加的变化情况,该模型简单有效,能够准确地分析和描述微生物生长动态情况。所以,本研究利用Gompertz方程对5,10,15,20,25 ℃条件下酱卤鸭中的乳酸菌生长情况进行估算和模拟,从而建立不同温度条件下气调包装的酱卤鸭微生物生长变化模型。Gompertz方程为Nt=N0+(Nmax-N0)×exp{-exp[(μmax×2.718)/(Nmax-N0)×(λ-t)+1]}(Nt表示在t时刻酱卤鸭中的优势腐败菌;N0表示初始菌落总数;Nmax表示发酵终点时菌落的最大数;μmax表示优势腐败菌的最大生长速率比;λ表示延滞时间;t表示时间)。不同贮藏温度5,10,15,20,25 ℃条件下酱卤鸭中的乳酸菌生长动力学参数见表4。

表4 不同温度条件下乳酸菌生长动力学参数Table 4 Growth kinetic parameters of lactic acid bacteria under different temperature conditions

2.3 气调包装酱卤鸭肉制品货架期二级预测模型的建立

二级模型是一级模型的动力学参数和酱卤鸭储藏条件之间的函数关系,主要以平方根的形式来表示温度条件和微生物生长速率的关系。酱卤鸭生产过程中,其原料和加工工艺较稳定,所以N0(初始酱卤鸭菌落总数)为稳定值,利用平方根模型来描述酱卤鸭中的乳酸菌μmax(最大生长速率比)和λ(延滞时间)。

2.4 模型的验证

不同温度条件下不同储藏时间乳酸菌的实际值和预测值见表5,不同温度条件下乳酸菌的模型准确度Af和偏差度Bf见表6。

表5 不同温度条件下不同储藏时间乳酸菌的实际值和预测值Table 5 Actual and predicted values of lactic acid bacteria with different storage time at different temperatures

表6 不同温度条件下乳酸菌的模型准确度Af和偏差度BfTable 6 Accuracy degree Af and deviation degree Bf of lactic acid bacteriam model under different temperature conditions

由表5可知,在5 ℃条件下,乳酸菌的预测值和实际值的残差取值范围为-0.11～0.213;在15 ℃条件下,乳酸菌的预测值和实际值残差范围为-0.321～0.092;在25 ℃条件下,乳酸菌的实际值和预测值的残差范围为-0.123～0.187。3种储藏温度条件下,乳酸菌的预测值和实际值均随着温度的升高而不断增加。

由表6可知,5,15,25 ℃ 3种不同温度条件下乳酸菌的模型准确度Af变化幅度分别为1.35,1.22,1.18,随着温度的升高,乳酸菌模型的准确度升高;乳酸菌的模型偏差度为0.95～1.08,说明本研究建立的模型对乳酸菌的预测效果较好。

3 小结

本试验通过对5,15,25 ℃条件下酱卤鸭中微生物的种类、数量进行研究和分析,研究结果表明,酱卤鸭储藏过程中,其优势腐败菌为乳酸菌。利用Gompertz方程对3种不同温度下的酱卤鸭气调包装进行拟合,发现Gompertz方程具有较高的拟合度。本研究为酱卤鸭制品品质变化研究提供了理论指导基础,同时也为其他食品的货架期模型预测提供了良好的借鉴意义。

在实际生产过程中,引起酱卤鸭食品变质的微生物不仅只有乳酸菌,而且包含多种微生物,这就造成了预测模型和实际模型之间存在差异,所以开发综合性更强和准确度更高的模型是将来该领域的重要突破口。