摘要：為研究含一氧化碳（carbon monoxide，CO）氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）協(xié)同超高壓對冷卻豬肉殺菌護色的效果，利用含體積分數(shù)濃度為2%的CO氣調包裝協(xié)同超高壓處理新鮮豬肉。結果表明：在0～400MPa壓力范圍內，隨著壓力的增大亮度值L*不斷增加，紅度值a*逐漸變小，黃度值b*先變小后增大。200MPa以上壓力使肉顏色發(fā)白，即單獨超高壓處理給肉帶來了色變，且壓力越大色變越嚴重，300MPa以上肉色變異不可接受。而含CO氣調包裝的協(xié)同可以提高a*值，掩蓋部分色變。CO無殺菌效果，但有一定的抑菌效果，其協(xié)同超高壓可以增加肉的貯藏期?？偟膩碚f2%CO協(xié)同300MPa以內的壓力可以在一定范圍內對冷卻肉有效殺菌的同時保證肉的顏色，且先充氣包裝后高壓處理效果更顯著。

　　關鍵詞：一氧化碳；超高壓；冷卻豬肉；殺菌；護色

　　中國豬肉產量占全球豬肉產量的50%以上，是肉類生產和消費的第一大國。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們更注重于肉的安全、衛(wèi)生和質量，其中冷卻豬肉就以新 鮮、營養(yǎng)、衛(wèi)生、方便等優(yōu)勢受到廣泛關注。冷卻豬肉是指生豬經(jīng)宰前、宰后檢驗檢疫合格，胴體經(jīng)冷卻，其腿部肌肉深層中心溫度在-1℃～7℃。冷卻胴體在良好操作規(guī)范和良好衛(wèi)生條件下，在10℃～15℃的車間內進行分割、分切工藝制得。但是冷卻肉的發(fā)展也面對一定的障礙。其一保鮮時間短，一般為3d～5d。全過程雖然在4℃下生產、銷售，但沒有經(jīng)過有效的殺菌，從而造成了微生物的腐敗。腐敗菌主要是熱死環(huán)絲菌、假單胞菌、腸桿菌和乳酸菌，檢測中主要控制菌落總數(shù)和大腸桿菌，且致病菌不得檢出。微生物的腐敗給肉的運輸銷售等造成了一定的困難。其二運輸貯藏過程中肉色變化明顯，由鮮紅色變?yōu)楹稚６M者對肉的購買欲受外觀特別是顏色的影響遠遠大于其他品質因素，這一現(xiàn)象給肉類零售業(yè)帶來巨大的損失。肉的顏色由肌紅蛋白（myoglobin，Mb）的化學狀態(tài)決定。正常流通時，Mb很快和氧氣結合成鮮亮紅色的氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin，MbO2），但在其他外界條件作用下，亮紅色的MbO2進一步氧化為棕褐色的高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin ，met Mb），當肉表面40%以上為metMb時，肉色就難以被接受了。

　　現(xiàn)有大量的文章報導利用氣調包裝來控制微生物和肉色，主要集中在尋找合適的氣體組成以獲取最佳顏色、提高顏色穩(wěn)定性、控制微生物生長以延長貨架期、控制脂質氧化等方面。CO能與Mb有較O2更強的結合能力，強烈結合形成碳氧肌紅蛋白（carbonylmyoglobin，MbCO），使肉表面形成穩(wěn)定的亮紅色。為了使肉在貨架期內保持穩(wěn)定的鮮紅色、抑制微生物生長而又不引起肉中脂肪氧化，氣調包裝中可充入1%～3%的CO。但是氣調包裝的方法為抑菌非殺菌，且效果有限，只能適當?shù)难娱L保質期。同時充入CO使肉呈現(xiàn)鮮紅的顏色，更加掩蓋了肉的變質和被病菌污染所造成的外觀上的變化，這就給食用的安全性帶來隱患。但是現(xiàn)在國內還未有其他的替代方法。采用超高壓處理能解決微生物腐敗的問題，但會對肉類顏色產生影響。馬漢軍等研究發(fā)現(xiàn)，隨著處理壓力升高，牛肉亮度提高而紅度值下降，Kathrine等研究表明，300MPa以上壓力處理豬背最長肌，紅度值顯著下降。在鯉魚和金槍魚的研究中也得到類似結論。

　　本文主要以豬肉背最長肌為研究對象，利用含CO的氣調包裝協(xié)同超高壓處理，研究含CO的氣調包裝協(xié)同超高壓對冷卻豬肉的護色和殺菌效果。

　　1  材料與方法

　　豬肉背最長肌：市售；營養(yǎng)瓊脂（生化試劑）；胰酪胨大豆酵母浸膏瓊脂（生化試劑）、胰蛋白胨大豆肉湯（生化試劑）；CO（純度99.99%）；N2（純度 99.9%）。

　　1.2  儀器與設備

　　超高壓設備（1 L/0-600 MPa）；真空包裝機（DZ-400）；氣調包裝機（M-380）；WSF色度儀；溫度可調式冰箱（FCD-268SEA）；生化培養(yǎng)箱（SPX-250B-Z）、凈化工作臺（SW-CJ-2FD）；高壓滅菌鍋（SYQ-DSX-280B）。

　　1.3.1  樣品準備

　　豬肉背最長肌取自5頭體質量為90kg～100kg皖白Ⅲ成年豬胴體。在宰后平行于肌肉纖維方向取下豬背最長肌，4h內迅速處理完成（1）～（6）步驟。

　?。?）將豬背最長肌切成 8cm×5cm×5cm（長×寬×高）的長方體，分別制得（2）～（6）樣品。

　?。?）未處理組樣品：不經(jīng)過任何包裝和處理，直接（4±2）℃冷藏。

　?。?）充氣對照組樣品：分別用氣調包裝機充氣包裝，后（4±2）℃冷藏。

　?。?）超高壓處理樣品：分別用聚乙烯真空袋真空密封包裝后，立即超高壓處理，然后（4±2）℃冷藏。

　?。?）充氣后超高壓處理樣品：分別用氣調包裝機充氣包裝后，立即超高壓處理，然后（4±2）℃冷藏。

　?。?）超高壓處理后充氣樣品：分別用聚乙烯真空袋真空密封包裝后，立即超高壓，然后立即用氣調包裝機充氣處理，（4±2）℃冷藏。

　　1.3.2  處理方法

　　1.3.2.1  充氣包裝

　　充氣成分為98%N2、2%CO的混合氣，充氣時間為1s，充氣壓力為0.5MPa。

　　1.3.2.2  超高壓處理

　　壓力分別設定為100、200、300、400MPa 4個水平，保壓時間為10min，溫度為（20±3）℃。每個處理設3個重復。

　　1.3.3  測定指標

　　1.3.3.1  顏色測定

　　采用色度儀測定處理1d后豬肉的亮度（L*）、紅度（a*）、黃度（b*），L*的較低值表示較黑，較高值表示較白；a*的較低值表示較綠，較高值表示較紅；b*的較低值表示較藍，較高值表示較黃。色度儀光源D65，測量直徑8mm。剪開包裝膜，將肉樣切成約直徑2cm×厚1cm的肉片，將其放入比色皿中，采用測試頭進行測定。

　　樣品色度測定前，用標準白板校正色度計，白板初始值為：L*0=45.37、a*0=1.83、b*0=9.11，每個樣品隨機取3個點測定。

　　1.3.3.2  微生物指標測定

　　分別于0、1、3、8、14d按照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》的方法與要求測定各肉樣中的菌落總數(shù)。

　　分別于0、1、3、8、14d按照 GB 4789.3-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》的方法與要求測定各肉樣中的大腸菌群數(shù)。

　　1.4  數(shù)據(jù)分析

　　試驗數(shù)據(jù)采用Excel進行統(tǒng)計，采用SPSS進行分析，對各個指標進行差異性分析時采用Duncan方法，當 P＜0.05時，表明對其影響差異顯著。

　　2  結果與分析

　　超高壓處理給豬肉顏色帶來的變化的結果如表1所示

表1  壓力大小對豬肉顏色的影響

　　注：同列不同字母表示差異顯著，P＜0.05。

　　由表1可知，L*值隨著壓力的增大呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢。隨著壓力的升高，L*值急速上升（P＜0.05），亮度提高，肉色越來越白且不可恢復，100MPa時，肉色仍呈鮮紅色，壓力為400MPa時顏色呈現(xiàn)灰白色，難以接受。L*值增加的原因可能是由于蛋白質的變性水和蛋白質在高壓下的乳化。

　　a*隨著壓力的增大呈現(xiàn)出逐漸變小的趨勢，而b*值變化幅度相對較小。結果表示，隨著壓力的升高肉色越來越差，超高壓給肉帶來了色變。a*值和b*值的改變可能是由于高壓激活了高鐵肌紅蛋白還原酶從而發(fā)生氧化反應，或高壓促進了蛋白質的變性所致。Carlez等報道在200MPa～500MPa壓力下，總的可提取的肌紅蛋白下降。Cava等報道高壓處理使肌紅蛋白總量降低，這些都與本文的結果相符。

　　結果表明，在0～200MPa范圍內，超高壓處理帶來的肉色變異較小；200 MPa～300MPa處理后，肉色發(fā)白，但顏色尚可接受；300MPa以上壓力處理后，肉色呈現(xiàn)灰白色，不可接受。

　　2.2  含CO混合氣體協(xié)同超高壓對肉樣顏色的影響

　　壓力協(xié)同CO對豬肉顏色的影響見表2。

表2  壓力協(xié)同CO對豬肉顏色的影響

　　注：同列不同字母表示差異顯著，P＜0.05。

　　由表2可知，CO對肉色的影響主要在a*上。僅充氣處理，使得a*值、b*值均升高，使得肉樣呈現(xiàn)較鮮肉更鮮艷的鮮紅色，但顏色過于鮮艷，消費者難以接受。不同壓力的處理使得L*值、a*值、b*值均有不同程度的改變，且壓力越大肉樣色變越嚴重，越難以接受。

　　200 MPa～400 MPa，CO氣調包裝的協(xié)同處理可提高肉色的紅度值，進而使得豬肉整體呈鮮紅色，顏色接近新鮮肉色，提高消費者接受程度。但壓力在 400 MPa時，紅色值的增加已不能掩蓋壓力帶來的灰白色，可認為在此壓力下護色是無效的。

　　對于壓力在200MPa時，先充氣包裝再高壓處理，或先高壓處理再注入CO混合氣，均能提高a*值，且效果幾乎相同（P＞0.05）。當壓力在300MPa～400MPa時，先充氣包裝再高壓處理可以顯著提高a*值（P＜0.05），而先高壓處理再充氣雖也有明顯效果但較前者較差，且隨著壓力的升高先充氣包裝再超高壓組表現(xiàn)出來的優(yōu)勢越來越明顯。此種差異的原因可能是高鐵肌紅蛋白還原酶具有較強的耐壓能力，低于300 MPa的壓力，高鐵肌紅蛋白還原酶活性仍較穩(wěn)定，顏色的變化主要受其他蛋白質的變性、超高壓的機械作用或其他物理作用影響。而大于300MPa的壓力使得高鐵肌紅蛋白還原酶開始失活，并且高壓更易引起其他蛋白質的變性或氧化，此過程是不可逆的。在較高壓力下可能是Mb發(fā)生了氧化或變性，從而使CO無法與Mb結合。

　　故CO氣調包裝的協(xié)同作用僅限在壓力小于等于300MPa時有效，在此范圍內，二者協(xié)調可保證護色的有效性，且先充氣包裝后高壓處理效果更顯著。

　　2.3  CO協(xié)同超高壓對肉樣中微生物的影響

　　不同充氣處理協(xié)同超高壓對肉樣中菌落總數(shù)的影響見圖1。

　　微生物是引起鮮肉變質的主要原因。由圖1可以看出，在0～400MPa范圍內，超高壓殺菌效果顯著，且壓力越大，殺菌越徹底。先充氣包裝再進行超高壓處理組的菌落總數(shù)雖然比其它兩組略低一些，但3組并沒有顯著性差異，說明CO無殺菌效果。由于壓力越大殺菌效果越顯著，而CO氣調包裝的協(xié)同作用僅限在壓力小于等于300MPa 有效，故貯藏期的殺菌效果考察選定壓力300MPa。

　　300MPa下不同的充氣處理對肉樣在貯藏期中菌落總數(shù)的影響見圖2，300MPa下不同的充氣處理對肉樣在貯藏期中大腸桿菌總數(shù)的影響見圖3。

　　冷卻肉控制的主要微生物指標為菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)。從圖2和圖3可以看出冷卻肉在貯藏過程中，不論采用何種充氣處理方式，菌落總數(shù)和大腸菌群數(shù)體都呈上升趨勢。初始的大腸菌群數(shù)為2×102CFU/g，未處理組和充氣對照組的上升曲線幾近重合，并同時在約10d時超標。證明2%CO氣調包裝對大腸菌群無抑菌效果，原因可能是大腸桿菌屬于兼性厭氧菌。肉樣初始的菌落總數(shù)為5×104CFU/g，1d后，未處理組和充氣對照組均上升了一個數(shù)量級，并分別在約4d和7d時超標。證明2%CO氣調包裝具有一定的抑菌效果，可適當?shù)难娱L冷卻肉的保藏期。原因可能是抑制了需氧菌的繁殖。

　　而超高壓明顯能夠增加冷卻肉的保鮮期，且CO氣調包裝的協(xié)同在貯藏后期表現(xiàn)出優(yōu)勢。僅超高壓組在貯藏10d后菌落總數(shù)超標，大腸菌群數(shù)卻一直保留在較低的水平，說明大腸菌群類耐壓性較差，300 MPa的壓力對大腸菌群類殺菌效果顯著。CO氣調包裝協(xié)同超高壓組在 13d～14d后菌落總數(shù)超標，說明CO有一定的抑菌效果。且300MPa前充氣組的抑菌效果略強，原因可能是超高壓提高了CO的滲透性。

　　3  結論

　　超高壓處理給肉帶來了色變，且壓力越大肉色越難以接受。2%CO氣調包裝的協(xié)同可以提高a*值，調節(jié)肉色，并在壓力小于等于300MPa時調節(jié)效果明顯，且先氣調包裝后高壓處理效果更顯著。CO無殺菌效果，但有一定的抑菌效果，其協(xié)同超高壓可以增加肉的貯藏期，且先充氣包裝后高壓處理效果更顯著?？偟膩碚f，含2%CO的氣調包裝協(xié)同超高壓可以在壓力小于等于300MPa時對冷卻肉有效殺菌的同時保證肉的顏色，且先充氣包裝后高壓處理效果更顯著。