气调包装对冷却鸭肉的保鲜效果研究

冷却肉是指对屠宰后的畜禽胴体进行迅速冷却，使胴体的温度在24 h内降为0～4 ℃，并在后续的加工、流通、零售过程中始终保持0～4 ℃的生鲜肉。而鸭肉是人类蛋白质的良好来源，富含铁，硒和烟酸等物质[1-2]，并含有较少的卡路里，自古埃及时代就被人类消费。冷却鸭肉始终处于冷链状态[3]，与冷冻肉相比具有汁液损失少、营养价值高的优点，又避免了热鲜肉易腐败、肉质差的缺点，便于各类深加工，因此成为我国广泛应用的肉类产品之一[4]。然而随着冷却肉的市场推广，一些问题逐渐暴露出来，其中较为突出的是货架期过短，给生产和销售行业造成了巨大的浪费和经济损失[5]。而气调包装技术(modified atmosphere packaging, MAP)能够抑制微生物的繁殖并维持肉品良好的外观，这可能会成为未来冷却肉货架展示的主流包装方式。

MAP技术是一种食品保鲜技术，它是指在一定的温度条件下，利用二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)等保护性混合气体转换包装内的空气，将肉密封于改变了气体环境的高阻隔性包装材料中，利用各种气体的不同作用，达到改善肉色、抑制微生物生长、防止相关酶促反应发生的目的，从而优化食品质量，延长产品货架期的一种技术[6-7]。由于MAP技术具有安全卫生、肉色鲜美、货架期长等优势，已成为欧美等发达国家的消费者最喜欢的一种包装方式。

CO2作为重要的抑菌气体，可溶于水和脂质，主要作用于好氧菌以及革兰氏阴性菌等，能延长这些致腐微生物生长的迟滞期并减缓其在对数期的生长速率，其抑菌机理是依靠细胞膜渗透性、pH值的改变以及酶活性的抑制作用[8]。CO2的最常用浓度为20%～40%，过低则抑菌效果减弱，过高则对肉色有不利影响，还容易造成包装的塌陷以及产生轻微的刺激性气味。N2是一种惰性气体，几乎没有抗微生物活性，仅能作为填充气体使用，既不与肉品发生化学反应也不会被肉品吸收。鸭肉脂肪含量约为7.5%，其中不饱和脂肪酸含量相对较高，会在贮藏、加工及销售中发生脂肪氧化，N2还可代替O2创造一个缺氧的环境，从而抑制好氧微生物的繁殖，减少脂肪氧化，也能避免因肉品吸收CO2导致的包装塌陷问题。而CO是一种无色、无味的气体，可与肌红蛋白结合形成稳定的碳氧肌红蛋白(carboxymyoglobin, COMb)，在MAP中主要起护色作用，维持肉品良好的外观，使产品具有更好的风味接受性。早在 2004 年，美国食品药品管理局(Foodand Drug Administration, FDA)就已认定浓度低于0.4%的CO含量是安全的，不会对人体健康产生不利影响，并与美国农业部(United States Department of Agriculture, USDA)联合批准了针对肉品的商业化气调配比：0.4%CO+30%CO2+69.6%

目前，很多学者通过MAP方式延长了冷却猪肉、牛肉及一些肉制品的货架期，常见的包装气体比例为70%～80%的O2和20%～30%的CO2、50%的O2和30%的

和20%CO2；CO-MAP气体比例为0.4%CO和

但是关于冷却鸭肉MAP的相关研究甚少。本试验以冷却鸭肉为原料，采用普通保鲜膜包装以及30%CO2+70%N2、0.4%CO+30%CO2+70%N2两种MAP的方法，测定了冷却鸭肉在0、5、10、15、20 d时肉色、pH值、蒸煮损失率、菌落总数、乳酸菌数、TVB-N的变化，以此探寻适合于冷却鸭肉的MAP方式。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

60只冷却鸭分3批次购自山东省泰安市某鸭肉屠宰企业，箱内放入冰袋0.5 h内运回实验室进行包装。每批次样品均被随机分为3组，分别进行普通保鲜膜托盘包装(对照组)、30%CO2+70%N2以及0.4%CO+30%CO2+70%N2 MAP，包装后检验包装气密性是否完好，0～4 ℃冷库中贮藏。分别在0、5、10、15、20 d取样测肉色、pH值、蒸煮损失、菌落总数、乳酸菌数和挥发性盐基氮(TVB-N)等指标。3次重复。

本实验进行MAP时使用食品级N2、CO2、纯CO。充气压力为9 bar、抽真空时间8.0 s，封口时间为1.5 s，放气时间为1.5 s，上充气时间为1.2 s，下充气时间为0.8 s。所使用的塑封包装膜为美国希悦尔公司生产的Lid 1050/550 Lidstock膜，膜厚度1.0 mil；主要材质为线性低密度聚乙烯；拉伸强度(1 000 psi)：纵向14.7，横向13.0；透氧率[mL/(m2·24 h)]：40℉、100% RH条件下低于20.0，40℉、0% RH条件下低于6.0，73℉、0% RH条件下低于5.0；水蒸气透过率≤ 1.0 g/(24 h·m2)(40℉、100% RH)；推荐使用温度90～60℉。冷库环境温度波动为0.2～2.3 ℃，风速波动为0.526～1.49 m/s，相对湿度波动为74.6%～79.8%(RH)。

1.2 仪器与设备

气调保鲜包装机(DT-6D)，江苏大江机械设备有限公司；便携式色差计(SP62)，X-Rite公司；pH计(SenvenGo)，瑞士Mettler Toledo集团；数显恒温水浴锅(HH-4)，常州国华电器有限公司；智能型生化培养箱(SPX-400)，宁波江南仪器厂；凯氏定氮仪(DK6/UDK 126D)，瑞士Buchi公司；高压蒸汽灭菌锅(LOZX-50KBS)，上海恒安医疗器械厂；BagMixer均质器(BAGMIXER400)，法国INTERSCIENCE公司。

1.3 肉色的测定

使用便携式色差计，光源为D65，测量直径为8 mm，分别测定表面鸭皮与底部鸭肉的L*值、a*值、b*值。其中L*值为亮度值、a*值为红度值、b*值为黄度值。每个时间点测6个平行样品，每个样品随机测3～4个值，取其平均值。

1.4 pH值的测定

采用刺入式的方法，在鸭腿处剪一个小口插入pH计测定，每个鸭腿测3～4个值，取其平均值。

1.5 蒸煮损失的测定

参考李超等的方法[13]稍作修改，分别准确称量煮制前与煮制后剔骨鸭腿肉的质量，按公式(1)计算蒸煮损失。

1.6 菌落总数的测定

从冷库中取出样品后，无菌操作条件下准确称取12.5 g鸭皮与12.5 g鸭肉，剪碎并放置于均质拍打袋中，加入225 mL灭菌后的蛋白胨生理盐水(每1 L去离子水中加入8.5 g NaCl和1 g蛋白胨)，放入均质器中以80次/min的频率拍打60 s，用1 mL移液枪梯度稀释至所需浓度。然后按照国标CB 4789.2—2016食品微生物学检验-菌落总数测定的方法测定菌落总数。

1.7 乳酸菌数的测定

前期处理同菌落总数的处理方法，测定方法按照GB 4789.35—2016食品微生物学检验-乳酸菌检验方法执行。

1.8 TVB-N值的测定

按照国标GB 5009.228—2016食品中挥发性盐基氮的测定方法：将不同处理组不同时间点的样品除去皮、脂肪、骨等，取瘦肉部分切碎，称取10.0 g放置于锥形瓶中，加入75 mL去离子水搅拌均匀并振摇，使试样在样液中分散均匀，浸渍30 min。采用自动凯式定氮仪法，测定冷鲜鸭肉的TVB-N含量。

1.9 数据分析

实验利用SPSS 18.0软件进行数据处理，采用双因素方差分析，采用Duncans法进行多重比较，当P<0.05时认为有显著性差异。数据以平均值±标准差表示。采用Sigmaplot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 pH值

由表1可以看出，对照组冷却鸭肉的pH值在贮藏过程中随时间的延长呈逐渐上升趋势，这可能是鸭肉逐渐腐败使微生物大量繁殖以及内源性蛋白酶活性作用产生TVB-N等碱性物质导致pH值升高[14]。而在2种MAP处理组中，pH值呈下降趋势，第5天之后均无显著性变化，这可能是CO2在样品中的溶解降低了肉的pH值。CO2可被肉表面的水和脂质吸收直至饱和，产生碳酸，随着碳酸的积累，肉的pH值降低；且CO2的吸收速率受温度、初始分压以及肉自身的比表面积、组分(水、脂肪含量)等多个方面影响[15-16]。也有研究表明，高浓度的CO2才能降低肉的pH值。

注：不同小写字母表示同一处理组不同的时间点的鸭腿差异达到显著水平(P<0.05)；不同大写字母表示同一时间点不同的处理组的鸭腿差异达到显著水平(P<0.05)。下同。

2.2 蒸煮损失

蒸煮损失是因为样品中的蛋白质胶体产生不可逆变性，使处于凝胶结构中的水分不能继续保持而流出组织之外。由表2可知：对照组的蒸煮损失随贮藏时间的延长呈下降趋势，2种MAP组的蒸煮损失率要高于对照组，且皆呈先下降后上升趋势，但随贮藏时间的延长并无显著性变化。分析原因是肌肉中的大部分水以自由水(15%)和不易流动水(80%)存在，而肉的蒸煮损失主要取决于肌肉对自由水和不易流动水的保持能力大小，对照组的鸭肉在贮藏过程中已经有部分自由水和不易流动水流失，从而导致蒸煮损失减少。有学者指出，包装中的CO2也可加剧样品的蒸煮损失，CO2被肌肉组织吸收，蒸煮时因受热导致CO2快速释放，产生大量孔隙，降低了肉品最终食用的多汁性[17]。同时，包装的充气量以及内部气压、贮藏温度以及肉自身pH值会影响到肌纤维收缩以及蛋白质的水解，最终影响肉品的蒸煮损失率。

2.3 肉色

包装方式与贮藏时间对鸭皮肉色各指标的交互作用影响显著(表3)。

3个处理组冷却鸭肉表皮的L*值在贮藏过程中均低于第0天，且在贮藏后期，对照组的L*值要低于2种MAP处理组；对照组的a*值随贮藏时间的延长均呈先上升、后下降趋势；对照组b*值呈显著上升趋势，而2种MAP处理组的b*值波动幅度较小，肉色较稳定，这可能是由于贮藏后期对照组鸭肉表面微生物大量繁殖，表面产生淡灰色以及绿色色素导致，而MAP处理组在整个贮藏过程中并未出现绿变现象，从而也证实了MAP具有改善肉色、维持肉色稳定性的作用。

由表4可以看出，3种处理组鸭肉红肉部分的a*值随贮藏时间的延长呈先上升后下降趋势，这是由于鸭肉在贮藏前期能与氧气结合生成鲜红色的氧合肌红蛋白，因此呈上升趋势；随着贮藏时间的延长，氧合肌红蛋白逐渐氧化成褐色的高铁肌红蛋白，失去光泽，其a*值下降。各处理组对各指标的影响趋势较为一致，这与吴文锦等对鸭肉a*值的研究结果一致[18]。但整体来看，CO-MAP处理组的红度值要优于其余2种处理组，因为CO有极强的亲和能力，能与肉中的肌红蛋白稳定结合，防止肌红蛋白中的Fe2+被氧化成Fe3+，因而能够长时间维持较好的肉色[19]。

2.4 菌落总数

由图1可知，随着贮藏时间的延长，对照组和2种MAP处理组的细菌总数都呈增加的趋势，且对照组的菌落总数要显著高于2种MAP组。

贮藏至第10天时，对照组鸭肉超过6 lg CFU/g，而2种MAP处理组均未超5.5 lg CFU/g；贮藏到10～15 d时，MAP组微生物数量也显著增加。且由图1可以看出，30%CO2+70%N2与0.4%CO+30%CO2+70%N2在减少菌落总数方面并无显著性差异，由此可以初步证明，0.4%CO在冷却鸭肉中并无显著抑制菌落总数的作用。总体而言，从微生物角度考虑，2种MAP能够将冷却鸭肉的货架期延长至10 d左右。LATOU等将冷鲜鸡肉在1 g/100 mL的壳聚糖中浸泡1.5 min后，再将其用MAP(30%CO2/70% N2)于4 ℃下进行贮藏，结果显示该法使货架期由5 d延长至14 d，显著抑制了菌落总数的生长[20]。目前，还未发现有冷却鸭肉MAP的减菌效果报道。

2.5 乳酸菌

乳酸菌是兼性厌氧的格兰氏阳性菌，在有氧以及无氧的环境中均能生存。由图2可知，与菌落总数的结果类似，随着贮藏时间的延长，3种处理组的乳酸菌数都呈增加的趋势，在同一贮藏时间，2种MAP处理对冷却鸭肉中乳酸菌数的生长无显著性差异(P>0.05),由此可见,0.4%CO并无抑制乳酸菌数的效果。

2.6 挥发性盐基氮

TVB-N是评价新鲜度的一项重要指标，它是由于微生物的繁殖使其进入肉的深层组织，从而引起的脱羧、脱氨作用导致蛋白质的分解而形成的产物，它的含量越高，说明腐败程度就越严重[21]。由图3可知，随着贮藏时间的延长，TVB-N呈上升趋势，MAP处理组要显著低于对照组。贮藏第5天，对照组的TVB-N值为16.99 mg/100g，已超过国标的腐败界限值15.00 mg/100g，而30%CO2+70%N2与0.4%CO+30%CO2+70%N2 MAP处理组的TVB-N值均处于较低水平(分别为11.79、11.25 mg/100g)；贮藏第10天，2种包装方式仍具有较好的保鲜效果。而贮藏的第15天以后，按TVB-N值的国标界限值，2种包装的鸭肉已不可接受。与菌落总数结果相一致，从TVB-N角度来看，2种气调包装方式下冷却鸭肉的货架期为10 d左右，这与牛肉MAP的货架期相比仍有较大差距，有学者研究表明，0.4%CO+30%CO2+70%N2 MAP的牛肉货架期可以达到30～45 d[22]。分析原因是冷却鸭的肌肉纤维结构较为松散，因而能吸附更多的水分，加快了肌肉组织的氧气消耗率与微生物的生长繁殖速率；从冷却鸭肉的蒸煮损失大于冷却牛肉的蒸煮损失也能一定程度上解释冷却牛肉的货架期长于冷却鸭肉的货架期的原因。

了解处于腐败变质边缘的鸭肉特征如肉色、菌落总数、TVB-N值等，对用感官指标、理化指标共同评判肉品是否变质也具有一定的意义。

3 结论

通过分析测定3种不同包装方式条件下的冷却鸭肉随贮藏时间的肉色、pH值、蒸煮损失、菌落总数、乳酸菌数、挥发性盐基氮(TVB-N)指标的变化，得出普通保鲜膜包装的鸭肉货架期约为5 d左右，而30%CO2+70%N2与0.4%CO+30%CO2+70%N2这2种气调包装方式均能显著延长冷却鸭肉的货架期至10 d左右，此外，本研究还发现，0.4%CO没有抑菌作用，但有较好的护色作用。

[1] ADZITEY F, RUSUL G, HUDA N. Prevalence and antibiotic resistance of Salmonella, serovars in ducks, duck rearing and processing environments in Penang, Malaysia[J]. Food Research International, 2012, 45(2):947-952.

[2] 王小兰, 于海,崔保威,等. 传统风鸭中蛋白分解菌株的筛选及对鸭肉香肠品质特性的影响[J]. 食品科学, 2013, 34(3):222-227.

[3] 徐良. 樱桃谷鸭富硒养殖及鸭肉气调保鲜技术研究[D]. 南京：南京农业大学, 2012:11-12.

[4] 蒋云升, 董杰,张文娟,等. 托盘包装和真空包装对冷鲜鸭保鲜效果的比较研究[J]. 美食研究, 2008, 25(4):37-40.

[5] 杨啸吟, 罗欣,梁荣蓉. 气调包装冷却肉品质和货架期的研究进展[J]. 食品与发酵工业, 2013, 39(7):158-164.

[6] MCMILLIN K W. Where is MAP Going? A review and future potential of modified atmosphere packaging for meat[J]. Meat Science, 2008, 80(1):43-65.

[7] 梁荣蓉, 刘璐,翟朝宇,等.黄焖鸡气调包装保鲜技术研究[J].食品与发酵工业，2018,44(12)：188-193.

[8] JAKOBSEN M, BERTELSEN G. The use of CO2 in packaging of fresh red meats and its effects on chemical quality of changes in the meat: A review [J]. Journal of Muscle Foods, 2002, 13(2): 143-168.

[9] FDA. GRAS notice number GRN 000143[S]. United States Food and Drug Administration:Washington, DC, USA, 2004

[10] 杨啸吟. 高氧与一氧化碳气调包装对冷却牛排肉色稳定性影响的机理探究[D]. 泰安：山东农业大学, 2018.

[11] ZAKRYS-WALIWANDER P I, O′SULLIVAN M G, WALSH H, et al. Sensory comparison of commercial low and high oxygen modified atmosphere packed sirloin beef steaks[J]. Meat Science, 2011, 88(1): 198-202

[12] SØRHEIM O, NISSEN H, AUNE T, et al. Use of carbon monoxide in retail meat packaging[C]//54th Proceedings Reciprocal Meat Conference,2001: 47-51.

[13] 李超, 王道营,卞欢,等. 肉鸭屠宰加工过程中色泽、剪切力、pH值及保水性的变化[J]. 江苏农业学报, 2011, 27(4):868-871.

[14] OSCAR R, JORGE B V, CARMEN P, et al. Effects of storage in slurry ice on the microbial, chemical and sensory quality and on the shelf life of farmed turbot (Psetta maxima)[J].Food Chemistry,2006,95:270-278

[15] 杨啸吟. 不同气调包装方式对雪花牛肉货架期与品质的影响[D]. 泰安：山东农业大学, 2015.

[16] BINGOL E B, ERGUN O. Effects of modified atmosphere packaging (MAP) on the microbiological quality and shelf life of ostrich meat[J]. Meat Science, 2011, 88(4):774-785.

[17] JAKOBSEN M，BERTELSEN G. The use of CO2 in packaging of fresh red meats and its effect on chemical quality changes in the meat: a review[J].Journal of Muscle Foods，2002，13(2)： 143-168.

[18] 吴文锦, 汪兰,丁安子,等. 包装材料和包装方式对贮藏过程中鸭肉品质的影响[J]. 食品与机械, 2016(6):139-143.

[19] 赵春侠. 一氧化碳气调包装技术对冷却肉抑菌护色效果的研究[D]. 哈尔滨：东北农业大学, 2008.

[20] LATOU E, MEXIS S F, BADEKA A V, et al. Combined effect of chitosan and modified atmosphere packaging for shelf life extension of chicken breast fillets[J]. LWT-Food Science and Technology, 2014, 55(1):263-268.

[21] 陈秦怡, 万金庆,王国强. 温度波动对冰温贮藏鸭肉品质的影响[J]. 食品工业, 2008(3):1-3.

[22] CORNFORTH D, HUNT M. Low-oxygen packaging of fresh meat with carbon monoxide[J]. AMSA white paper series, 2008, 2(10): 1-12.