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      氣調(diào)包裝冷卻肉品質(zhì)和貨架期的研究進展*

      2013-08-15 00:47:19楊嘯吟羅欣梁榮蓉
      食品與發(fā)酵工業(yè) 2013年7期
      關(guān)鍵詞:高氧肉色嫩度

      楊嘯吟,羅欣,梁榮蓉

      (山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東 泰安,271018)

      近年來,冷卻肉已成為我國廣泛應(yīng)用的生鮮肉類銷售形式。隨著冷卻肉的市場推廣,一些問題逐漸暴露出來,其中較為突出的就是因包裝不當而導(dǎo)致的貨架期過短。目前,我國市面上的冷卻肉多采用簡單的透氧薄膜托盤包裝或真空包裝,甚至沒有包裝,此類包裝形式容易造成肉品外觀劣變,發(fā)生腐敗變質(zhì),不僅影響到消費者的健康,更是給生產(chǎn)和銷售行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。

      氣調(diào)包裝憑借其安全衛(wèi)生、肉色鮮美、貨架期長的優(yōu)勢,現(xiàn)已發(fā)展成為歐美等發(fā)達國家市場上最吸引消費者的一種包裝形式。但在我國由于諸多原因,該技術(shù)在肉品加工業(yè)中的應(yīng)用并不成熟,市場上的氣調(diào)包裝肉制品更是少見。

      本文詳細綜述了不同氣調(diào)包裝方式對冷卻肉品質(zhì)和貨架期的影響,通過對當前幾種氣調(diào)包裝方式的特點進行分析,指出其在生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題,并針對這些問題提出見解。

      1 氣調(diào)包裝技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

      氣調(diào)包裝技術(shù)(modified atmosphere packaging,MAP),是指用高阻隔性的包裝材料將肉品密封于一個改變了的氣體環(huán)境中,以保護良好肉色、抑制微生物生長并延緩酶促反應(yīng),從而延長產(chǎn)品貨架期的一種技術(shù)。預(yù)混氣體的填充主要采用O2、N2、CO2和CO4種氣體。

      對于冷卻肉的包裝,西方發(fā)達國家現(xiàn)已形成了一套比較成熟的技術(shù)體系,市場上流通較多的有高氧氣調(diào)包裝(HiOx-MAP)、低氧氣調(diào)包裝(LOx-MAP)、一氧化碳氣調(diào)包裝(CO-MAP)、真空包裝(VP)等,其中70% ~80% 高氧的case-ready 包裝(CAP)最為流行[1]。我國對氣調(diào)保鮮技術(shù)的研究及商業(yè)應(yīng)用相對較晚,目前也只有北京、上海等大城市的外資超市和高檔餐飲行業(yè)才能看到少量的氣調(diào)包裝冷卻肉。對于冷卻肉的包裝大多數(shù)地區(qū)還停留在簡單的空氣可透包裝上,并且都是將工廠分割好的大塊冷卻肉運輸?shù)匠泻螅倥R時切分、裝盤包裝,這樣在超市多了一道操作工序,容易造成二次污染。每年因包裝不當所致的肉品腐敗變質(zhì)現(xiàn)象嚴重,造成了大量的浪費,因此在中國推廣氣調(diào)包裝技術(shù)十分緊迫。

      2 氣調(diào)包裝對肉品貨架期的影響

      對冷卻肉采用氣調(diào)包裝的主要目的就是盡可能延長產(chǎn)品貨架期,因此氣調(diào)包裝對貨架期的影響一直是該領(lǐng)域的研究重點。評判氣調(diào)包裝冷卻肉貨架期的主要指標包括品質(zhì)、微生物腐敗以及氧化劣變。

      2.1 氣調(diào)包裝對品質(zhì)的影響

      2.1.1 嫩度

      高氧氣調(diào)包裝會降低肉品的嫩度,這個問題已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注[2]。研究發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝中影響肉嫩度的主要因素是O2濃度,肉嫩度隨O2濃度的升高而降低[3]。通過感官評定對比真空貼體包裝、空氣可透包裝和80%高氧包裝,Clausen 等發(fā)現(xiàn)高氧包裝肉的嫩度最差[4]。也有學(xué)者對比了不同包裝方式處理肉樣的肌原纖維斷裂指數(shù)(MFI)、肌節(jié)長度、肌原纖維直徑,結(jié)果表明高氧包裝肉樣的MFI 更低、肌節(jié)長度更短以及肌原纖維更粗,即嫩度更差[5]。針對上述問題,近期一些學(xué)者嘗試了在高氧包裝前采取適當?shù)哪刍胧?,如延長跟腱吊掛成熟時間等[6],都取得了良好的效果,因此將其他嫩化方法與高氧氣調(diào)包裝相結(jié)合來改善肉品包裝后的嫩度值得思考。

      高氧包裝降低肉嫩度的原因尚不明確,可能是氧化環(huán)境抑制了μ-calpain 的活性,使得肌原纖維的蛋白質(zhì)水解程度減弱,從而減少了I 帶的斷裂以及對肌原纖維聯(lián)動裝置的破壞[7]。而另一種解釋則是由于高氧造成了蛋白質(zhì)的氧化交聯(lián)凝聚,如巰基被氧化為二硫鍵而形成肌凝蛋白,使肉的嫩度減小[8]。目前學(xué)術(shù)上有關(guān)蛋白質(zhì)氧化與嫩度之間的關(guān)系還存在爭議,因為學(xué)者們認為一旦成熟過程結(jié)束,宰后初期的蛋白質(zhì)氧化與其對嫩度的影響將不構(gòu)成相關(guān)性[3]。但是,有學(xué)者曾報道即便經(jīng)過14d 成熟,發(fā)生在宰后24h 的蛋白質(zhì)氧化都將對牛排嫩度造成實質(zhì)性的降低[9]。Rowe 等通過蛋白質(zhì)免疫印跡和酪蛋白酶譜法等方法證明肉成熟過程中的氧化環(huán)境抑制了μ-calpain 的活性,降低了蛋白質(zhì)的水解,但對m-calpain 則影響不大,這可能是由于2 種酶活對氧化的敏感程度不同造成的[7]。據(jù)最新研究顯示高氧氣調(diào)包裝并沒有影響肌鈣蛋白-T、結(jié)蛋白的降解以及μ-calpain 的自溶[2]。有關(guān)氣調(diào)包裝對肉嫩度的影響還有待進一步探討。

      2.1.2 多汁性

      多汁性對肉品質(zhì)有重要影響,汁液損失嚴重的產(chǎn)品外包裝將直接減少消費者的購買欲望,因此托盤包裝內(nèi)一般都需要加入吸水墊。影響氣調(diào)包裝肉制品汁液損失的因素較多,真空包裝時對肉進行收縮可以排除鮮肉毛細血管吸水現(xiàn)象,減少其滲水,使用收縮性材料包裝可將肉品汁液損失減少51% ~68%,而非收縮性材料則影響不大[10]。包裝中的CO2可降低肉的pH,加劇產(chǎn)品的汁液損失,而且CO2濃度越高被肉吸收的就越多,烹飪時這些CO2受熱快速釋放導(dǎo)致大量孔隙產(chǎn)生,直接降低了肉品最終食用的多汁性[11]。此外,包裝的充氣量決定了內(nèi)部氣壓,而貯藏溫度以及肉自身pH 則會影響到肌纖維收縮以及蛋白質(zhì)的水解,這些都將影響到肉品的汁液損失。

      Sekar 等通過對比真空包裝、有氧包裝以及80%高氧氣調(diào)包裝,發(fā)現(xiàn)真空包裝汁液損失最嚴重,這主要是抽真空后外界對肉的擠壓所致[5]。然而,相對于其他包裝方式,真空貼體包裝卻能更好地維持系水力,原因可能是包裝膜的貼體包裝限制了肉樣的汁液外滲[12]。對于高氧氣調(diào)包裝,貯藏期間肉品的系水力也顯著降低,這可能和蛋白質(zhì)的氧化變性有關(guān)[2]。有研究證明肉的多汁性隨包裝內(nèi)O2濃度的升高而下降[3],但是,Cayuela 等的實驗結(jié)果卻反駁了有關(guān)汁液損失與氧化程度呈正相關(guān)的觀點,并得到了一些學(xué)者的支持[13]。有關(guān)高氧氣調(diào)包裝失水的機理還有待進一步研究。

      2.1.3 風(fēng)味

      鮮肉在貯藏成熟過程中可通過新陳代謝產(chǎn)生一些芳香族、雜環(huán)類、脂肪烴類等風(fēng)味物質(zhì),使得肉在加熱過程中產(chǎn)生令人愉悅的滋味和氣味。高氧氣調(diào)包裝中,肉品會因脂肪氧化而產(chǎn)生氧化味道。研究發(fā)現(xiàn)人們對這種味道的可接受閾值為TBARS ≤2 mg MDA/kg,一旦超過閾值消費者將拒絕購買,但也許是人的嗅覺對高濃度的WOF 味不再像當初那樣敏感,感官品評者對這種陳腐味的感知并不是隨著氧化程度的加劇而一直增強的[14]。Zakrys 等通過實驗得出相對于其他氧含量水平,感官品評者更喜歡50%O2高氧包裝(20%CO2、30%N2)肉樣的風(fēng)味[3]。打開含有高濃度CO2的產(chǎn)品包裝,往往會出現(xiàn)一種類似于腐敗的CO2異味,這可能由耐酸乳酸菌引起,有學(xué)者就建議應(yīng)將零售氣調(diào)包裝打開后至少放置30 min,方可清除這種CO2異味[15]。而在包裝后期由于致腐微生物的大量增值,還會產(chǎn)生胺類等有毒物質(zhì),并伴隨吲哚、甲胺和硫化氫等令人厭惡的臭味生成。有學(xué)者通過對比發(fā)現(xiàn)在眾多包裝方式中真空包裝的肉樣風(fēng)味最佳,其中真空貼體包裝可有效抑制肉品開袋時的異味[12]。

      2.1.4 肉色

      肉色作為消費者評判肉品新鮮度的最主要依據(jù),直接決定了產(chǎn)品展示時的貨架期。法國曾做一個有趣的市場調(diào)查,46%的消費者其購買欲取決于肉的外形和顏色,僅9%的消費者取決于肉內(nèi)在品質(zhì),只有在消費者品評之后,42%的消費者才更看重肉的內(nèi)在品質(zhì),15%的消費者仍傾向于肉色。Carpenter 等也曾提到消費者在購買時更看重產(chǎn)品的包裝與顏色而非它的食用品質(zhì)[16],所以單從包裝方式的促銷目的而言,能夠保護良好肉色的高氧包裝和一氧化碳包裝是非常成功的。

      肉的顏色主要取決于脫氧肌紅蛋白(DeoxyMb)、氧合肌紅蛋白(OxyMb)和高鐵肌紅蛋白(MetMb)這3 種蛋白的含量和相對比例,3 種肌紅蛋白的狀態(tài)因包裝方式的不同而相互轉(zhuǎn)化,最終決定了不同的產(chǎn)品外觀。DeoxyMb 的血紅素輔基具有還原態(tài)Fe2+,使肉呈現(xiàn)暗紅色,在缺氧條件(≤0.2%)下占主導(dǎo)地位;OxyMb 由DeoxyMb 的血紅素與O2共價結(jié)合而成,使肉呈現(xiàn)誘人的鮮紅色,盡管形成OxyMb 的最低限值為5%,但只有當氧含量高于13%時才能維持其穩(wěn)定的優(yōu)勢地位;MetMb 血紅素中的Fe3+由Fe2+氧化而來,使肉呈褐色,氧含量在0.5% ~1%時占主導(dǎo)地位。低氧包裝肉品因DeoxyMb 存在而呈暗紅色,此外,由于DeoxyMb 的氧化速率比OxyMb 更快,所以DeoxyMb 在低氧條件下更容易被氧化為MetMb[17],這些都使得低氧氣調(diào)包裝肉色較差。研究顯示Met-Mb 達到20%時其顏色就可被消費者辨別,當含量超過40%時消費者就會拒絕購買[18]。除了真空包裝,目前比較常見的低氧氣調(diào)包裝還多采用80%N2-20%CO2形式,此類包裝貨架展示前往往需要揭開最外層阻氧膜來發(fā)色以求改善原有色澤。有研究顯示暴露在氧分壓超過40 托(5.25%)的環(huán)境中,肉品可充分發(fā)色[19]。為了能讓產(chǎn)品更好地發(fā)色,應(yīng)確保包裝內(nèi)殘氧量≤0.05%,才能將肌紅蛋白維持在穩(wěn)定的DeoxyMb 狀態(tài)[20]。一般工廠很難做到如此精密的包裝,因此許多工廠通過加入O2清除劑的方法來降低包裝內(nèi)的殘氧量。但使用O2清除劑也存在一定的缺陷,一旦包裝內(nèi)的初始氧量較大時,O2清除劑可使肉短時間內(nèi)暴露在0.5 ~2% O2環(huán)境下而發(fā)生褐變[1]。

      高氧氣調(diào)包裝之所以擁有良好的護色效果主要是因為高氧環(huán)境促進了OxyMb 的形成,目前市面上多采用60% ~80%的高氧包裝,有研究顯示為保護肉色氧含量應(yīng)至少為20%,肉色隨氧濃度增加而改善,而超過55%則對維持肉色的穩(wěn)定性并沒有太多額外的幫助,所以保持良好肉色的氧含量應(yīng)高于55%[2]。而Zakrys 等發(fā)現(xiàn)50%高氧包裝的肉色在貨架展示的第3 天就開始發(fā)生色變[3],有關(guān)優(yōu)化肉色的最適氧含量水平還需進一步探討。高氧包裝雖然有利于肉色保護,但在烹飪過程中會導(dǎo)致肉品過早褐變(62℃)[4],同時還會帶來肉品氧化、好氧微生物增殖等問題,因此一氧化碳氣調(diào)包裝應(yīng)運而生。CO 既能與肌紅蛋白結(jié)合成碳氧肌紅蛋白來維持理想的肉色,又能有效彌補高氧包裝的缺陷,即便烹飪后其肉樣仍能保持粉紅色。通常認為0.4% ~1%濃度內(nèi)的CO可保持穩(wěn)定的櫻桃紅色,但有時CO 所產(chǎn)生的肉色過于鮮艷,看上去更像是人造肉色。有學(xué)者認為使用CO 可能會掩蓋微生物導(dǎo)致的腐敗,但研究顯示0.4%的CO 并不會掩蓋微生物的腐?。?1]。針對CO所帶來的肉色過艷問題,當前有學(xué)者發(fā)現(xiàn)向CO 包裝中加入適量的O2能夠使肉色達到氧合肌紅蛋白和碳氧肌紅蛋白共存的狀態(tài)以便改善肉品色澤,但是如果O2濃度加入過高則效果不好,有關(guān)CO 與O2的濃度比例需要進一步優(yōu)化。

      微生物污染是影響肉色的另一主因。在有氧包裝中,無色桿菌、假單胞菌等好氧菌消耗了包裝中的O2,可促進肉中MetMb 的形成,但對于草莓假單胞菌,由于可以導(dǎo)致極低的氧分壓使得肉中的MetMb轉(zhuǎn)化為DeoxyMb,導(dǎo)致肉色變暗紅,而一些腸球菌則可通過高鐵肌紅蛋白還原活性促進OxyMb 形成[1]。此外,一些細菌代謝合成的副產(chǎn)物,如H2O2、H2S 等,能與不穩(wěn)定的肌紅蛋白結(jié)合,氧化其中的鐵原子,所生成的硫化肌紅蛋白、膽綠蛋白等會使肉色變?yōu)榫G色、灰色或褐色。Siegel 等認為當菌落總數(shù)接近6lgCFU/cm2時,肉品就可能會因上述原因而發(fā)生色變[22]。氣調(diào)包裝肉品的呈色機理十分復(fù)雜,一般還會涉及到肌纖維類型、宰前飼喂、屠宰方式、脂肪氧化、貯藏溫度等因素,這些都將直接影響到肉品的高鐵肌紅蛋白還原能力(MRS)、氧氣消耗率(OCR)、NADH 含量等內(nèi)在指標,決定了肉色最終的穩(wěn)定性。

      2.2 氣調(diào)包裝對微生物的影響

      微生物污染可導(dǎo)致肉品腐敗變質(zhì),極大地制約了產(chǎn)品貨架期,是一個不可回避的問題。由于氣調(diào)包裝中的氣體環(huán)境發(fā)生改變,多數(shù)微生物的生長會受到抑制,因此氣調(diào)包裝可有效應(yīng)對因微生物污染而帶來的風(fēng)險。

      CO2作為重要的抑菌氣體,主要作用于好氧菌,革蘭氏陰性菌等,能延長這些致腐微生物生長的遲滯期并減緩其在對數(shù)期的生長速率。有氧包裝中CO2的濃度以20% ~30%為宜,超出這個范圍其抑菌效果反而不顯著,而且過高的CO2濃度容易造成包裝塌陷[11]。雖然CO2溶解可以降低肉的pH,但研究顯示100%濃度的CO2僅將肉糜的pH 降低了0.12,通常認為如此小的pH 降幅并沒有太大的抑菌效果[23]。值得注意的是對于高pH 值肉品應(yīng)另當別論,Rousset 等對比了100%CO2包裝下CO2對正常牛肉(pHul=5.57)與DFD 牛肉(pHul =6.15)pH 的影響,發(fā)現(xiàn)正常牛肉pH 值僅下降了0.1,而DFD 牛肉的pH 值卻明顯降低了0.35,有效抑制了微生物生長[24]。高濃度CO2對假單胞菌、熱殺索絲菌以及單增李斯特菌等都有很好的抑制作用,但在特定條件下,革蘭氏陽性菌和過氧化氫酶陽性菌則可在富含CO2的包裝中存活,因為大多數(shù)此類菌都是兼性或嚴格的厭氧菌。乳酸菌、酵母菌、空腸彎曲桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、肉毒桿菌等都有可能成為潛在的污染菌[1]。此外,CO 也可對特定微生物起一定的抑制作用,例如腸道菌群、無色桿菌、大腸O157:H7 以及熒光假單胞菌等,而對乳酸菌、銅綠假單胞菌則沒有影響,關(guān)于CO 的抑菌功效還有待研究明確[25]。

      高氧氣調(diào)包裝促進好氧菌的繁殖,而抑制嚴格厭氧菌的生長,真空包裝等低氧氣調(diào)包裝卻恰恰相反,通常情況下高氧氣調(diào)包裝的優(yōu)勢菌群為假單胞菌屬,而低氧氣調(diào)包裝則為乳酸菌屬[26]。相對高氧氣調(diào)包裝,真空包裝的貨架期往往更長,真空包裝可抑制熱殺索絲菌、假單胞菌、腸桿菌這幾種主要的腐敗菌。實驗數(shù)據(jù)表明真空包裝20 天后,仍有超過50%的肉樣微生物數(shù)量達標,但也有研究顯示高氧包裝和低氧包裝貨架期內(nèi)的菌落總數(shù)并沒有太大差異,2℃下貯藏的肉糜在第10 天均達到了6lgCFU/g[27]。Danilo等通過PCR-DGGE 的方法對比了5℃下60%O2-40%CO2高氧包裝與20%O2-40%CO2-40%N2低氧包裝的菌群變化,發(fā)現(xiàn)腐敗主要發(fā)生在第7 ~14 天,清酒乳桿菌在兩者包裝中始終存在,是主要致腐菌,此外,高氧包裝中還發(fā)現(xiàn)了假單胞菌的大量增殖,而低氧包裝卻出現(xiàn)了拉恩氏菌屬,研究還發(fā)現(xiàn)乳酸菌的繁殖可明顯抑制其他致腐微生物的生長[26]。

      由于國外生產(chǎn)減菌技術(shù)和包裝技術(shù)比較成熟,不同包裝方式下冷卻肉(4℃)的貨架期都較長,其中真空貼體包裝最長,可以達到60 ~90d,充CO 的低氧包裝可達35d,而充O2、N2的低氧包裝也可達到30 ~45d,高氧包裝相對較短,在12 ~16d 左右[1]。在我國不同方式包裝的貨架期普遍比國外的短,實驗顯示高氧組貨架期約為12 ~14d,真空包裝組和CO 組的貨架期僅有20d 左右[28]。這可能和初始菌落偏大有關(guān),因此在我國的實際生產(chǎn)中,亟待將包裝前的減菌處理與新型包裝有機地結(jié)合起來,以求盡可能延長產(chǎn)品貨架期。

      2.3 氣調(diào)包裝對肉品氧化的影響

      近年來隨著高氧氣調(diào)包裝的流行,其引發(fā)的肉品氧化問題已成為該領(lǐng)域關(guān)注的焦點。氧化在導(dǎo)致肉品風(fēng)味、多汁性、嫩度、顏色改變的同時,還會產(chǎn)生大量細胞毒素,危害人體健康。高氧包裝對肉品氧化的影響主要表現(xiàn)為脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化。

      2.3.1 脂質(zhì)氧化

      脂肪氧化生成的醛類物質(zhì)可引發(fā)氧化味道,嚴重影響肉品的風(fēng)味,但是Mottram 等提出適量的磷脂氧化產(chǎn)物能夠抑制美拉德反應(yīng)中雜環(huán)化合物的過度生成,肉的風(fēng)味是脂肪氧化和美拉德反應(yīng)產(chǎn)物之間達成一種微妙平衡的結(jié)果[29]。對磷脂的氧化可造成細胞膜損傷,加劇汁液損失,此外,脂肪氧化還減少了脂肪對唾液腺的刺激,降低了肉品咀嚼時的多汁性,對肉的顏色、質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)價值也會帶來不利影響。

      脂肪氧化水平主要受氧含量、溫度、光照、脂肪含量以及脂肪酸的不飽和度等因素影響。一般脂肪氧化程度與上述因素呈正相關(guān),而且通常紅肉因富含鐵和磷脂比白肉更易于脂肪氧化,非反芻動物肉比反芻動物肉的氧化速度更快。但有報道稱貨柜展示中的脂肪光敏氧化一般只發(fā)生在肉品表面,光照對脂肪的影響遠沒有氧分壓的影響大[30]。有趣的是,Keisuke等在研究日本黑牛脂肪氧化時,卻發(fā)現(xiàn)脂肪含量越高,TBARS 反而有降低的趨勢,他認為高脂牛肉擁有更好的防護特性[31]。另有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)溫度是限制脂肪氧化的關(guān)鍵因素,無論氧濃度有多高,低溫≤4℃都能很好地抑制氧化[2]。

      在高氧氣調(diào)包裝中脂肪氧化問題變得十分突出,當氧氣含量超過21%時就會引發(fā)脂肪氧化[1]。研究發(fā)現(xiàn)相對于0.4%CO 包裝和真空包裝,80%高氧包裝肉樣煮制(中心溫度為70℃)后的TBARS 明顯要比前二者高出超過2 mg MDA/kg[32]。另外,過高的CO2濃度也會降低脂肪的穩(wěn)定性,Esmer 等就建議為了減少脂肪的氧化,牛肉肉糜包裝中的CO2濃度應(yīng)該控制在30%以內(nèi)[33]。但在研究鴕鳥肉時,Bingol等卻發(fā)現(xiàn)高濃度的CO2反而能夠抑制其脂肪氧化,這可能和鴕鳥肉含有更多的血紅素鐵和不飽和脂肪酸有關(guān)[34],因此在設(shè)計氣調(diào)包裝CO2濃度時應(yīng)針對不同肌肉類型區(qū)別對待。膽固醇鑲嵌于磷脂膜上,當磷脂的不飽和脂肪酸被氧化時會產(chǎn)生自由基攻擊暴露在外面膽固醇引起其氧化,生成的膽固醇氧化物(COPs)是衡量脂肪氧化的另一指標。4℃避光保存的32%O2-30%N2-38%CO2包裝肉樣的膽固醇氧化物含量在12 h 后就比空氣可透包裝的高出了2 倍多[30]。值得注意的是脂肪氧化雖然會引起肉品劣質(zhì),但相對于肉的失色、腐敗影響,它通常不被作為氣調(diào)包裝貨架期的限制條件[2]。

      2.3.2 蛋白質(zhì)氧化

      蛋白質(zhì)的多肽鏈和許多氨基酸側(cè)鏈對氧化非常敏感,氧自由基能引起蛋白質(zhì)的聚合和降解作用,通常表現(xiàn)為氨基酸的破壞,肽鏈的伸展、斷裂,蛋白交聯(lián)以及羰基的形成,進而導(dǎo)致蛋白溶解性和其他功能性的降低,其中羰基化是蛋白質(zhì)氧化的最典型特征[35]。蛋白質(zhì)氧化破壞了人體必需氨基酸的構(gòu)型,使肉品的營養(yǎng)價值降低,而蛋白質(zhì)的變性凝聚不僅可減少人體對其的吸收,還會帶來肉嫩度、多汁性的改變[6]。另外,肉品的色變也與肌紅蛋白的氧化息息相關(guān)。但并不是所有蛋白質(zhì)氧化都是有害的,研究顯示低程度氧化聚合的蛋白質(zhì)有利于被蛋白酶識別,促進蛋白質(zhì)的水解,改善肉品的嫩化和風(fēng)味。也有研究發(fā)現(xiàn)適當?shù)牡鞍踪|(zhì)氧化有利于肌原纖維凝膠的形成,這是乳化型肉制品加工制備的基礎(chǔ)[36]。

      高溫、高氧、低pH 值、金屬離子都會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的氧化。高氧氣調(diào)包裝往往會加劇肉品蛋白質(zhì)的氧化,Zakrys 等發(fā)現(xiàn)貯藏至12 天,80%高氧包裝肉樣的蛋白質(zhì)氧化程度明顯比40% 高氧包裝的肉樣嚴重[6]。實驗證明高氧包裝導(dǎo)致的肌紅蛋白氧化會使其肉色穩(wěn)定性差于真空包裝、低氧包裝和CO 包裝,這使得高氧包裝雖然可在短期內(nèi)保持良好肉色,但它的失色速度卻比其他包裝方式都要快[37],貨架展示時瘦肉上出現(xiàn)的褐色斑點就是氧化加劇的最直接指示。而且對于不同部位肌肉,肌紅蛋白的抗氧化能力也不盡相同,因此在今后的研究中我們有必要根據(jù)肌肉部位的不同分別設(shè)計出更合理的氣體比例。

      肉品的氧化程度還與自身抗氧化系統(tǒng)有關(guān),為了應(yīng)對高氧氣調(diào)包裝造成的蛋白質(zhì)氧化問題,當前很多學(xué)者在做高氧氣調(diào)包裝肉品抗氧化的研究,比較常用的方法是在包裝前通過飼喂或直接注射的途徑向肉品添加抗氧化物質(zhì)。Gatellier 等發(fā)現(xiàn)在80%高氧包裝中,用1 000 mg/kg 醋酸生育酚強化過的草料飼喂的牛肉比普通草料(75 mg/kg)飼喂的牛肉明顯擁有更低的TBARS 和MetMb 含量[38]。另外,有研究顯示糖元也會間接促進肉的氧化,這可能和其糖基化終產(chǎn)物(AGEs )有關(guān)[39],對于這方面的機理還有待深入研究。

      2.3.3 脂肪氧化與蛋白質(zhì)氧化的相互促進

      大量研究證實脂肪氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)物可以相互促進對方的氧化,這種相互促進關(guān)系在對脂肪氧化與肉色的影響上尤為突出[40]。Zakrys 等曾對80%高氧包裝肉樣的TBARS 與OxyMb 含量進行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)兩者呈顯著的負相關(guān)性(r2= -0.89)[3]。

      不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物,尤其是次級氧化產(chǎn)物4-羥基壬烯醛(HNE)可以與OxyMb 的氨基酸直接結(jié)合將其氧化為MetMb 并降低MetMb 還原能力,這可能是脂肪氧化促進肌紅蛋白氧化的主要原因。研究表明α,β-不飽和醛要比飽和醛更容易促進Mb 氧化,隨著不飽和醛碳鏈的增長,促進肌紅蛋白氧化的作用也隨之增強,而肌紅蛋白受脂肪氧化產(chǎn)物攻擊所造成的結(jié)構(gòu)改變,會加快血紅素氧化。Monahan 等人則認為脂肪氧化消耗的肉中的O2降低了氧分壓從而導(dǎo)致了OxyMb 的氧化[35,40]。

      貯藏過程中隨著肌紅蛋白的水解,鐵被釋放出來,這部分鐵可能是導(dǎo)致脂肪氧化的主要原因,血紅素鐵和非血紅素鐵都會促使脂肪氧化,但血紅素鐵含量對脂肪氧化起的作用更大。OxyMb 氧化為MetMb的中間產(chǎn)物,如H2O2、烷基化過氧化物等都會促進脂肪酸的氧化。此外,脂肪氧化產(chǎn)物4-羥基壬烯醛還可使MetMb 中的血紅素暴露出來甚至釋放,進而加速脂肪的氧化[35]。脂肪氧化與蛋白質(zhì)氧化的相互促進,不僅破壞了產(chǎn)品的銷售外觀,更嚴重降低了食用品質(zhì),大大縮短了包裝冷卻肉的貨架期,必須引起充分重視。

      2.4 不同包裝方式對貨架期影響的比較

      HiOx-MAP,當今最流行的氣調(diào)包裝方式,市場上多采用60% ~80%的高氧包裝,消費者接受度較高,最大的優(yōu)勢是其優(yōu)良的護色效果,缺點是有利于好氧或兼性厭氧微生物的增殖,貨架期較短,烹調(diào)時會發(fā)生提前褐變,加速了肉品氧化,可導(dǎo)致異味、肉色惡化、嫩度降低等缺陷。

      LOx-MAP,相關(guān)使用較少,有待推廣,目前市面上最常見的是80% N2-20% CO2MAP。抑制了好氧微生物生長,貨架期相對延長。貯藏時肉色普遍呈現(xiàn)難以接受的紫紅色,貨架展示前需要發(fā)色,但如果包裝中殘氧量過高(≥0.05%)則不利于產(chǎn)品的發(fā)色,因此一般會向這類包裝中加入氧清除劑。

      CO-MAP,目前只有美國等少數(shù)國家允許少量使用,在歐盟、加拿大被禁止使用,市場上多采用0.4%CO-30%CO2-69.6%N2的包裝形式,消費者認知度不高。在使肉色呈現(xiàn)出誘人的櫻桃紅的同時,降低了肉品的氧化程度,延長了產(chǎn)品貨架期,缺點就是CO 存在安全風(fēng)險,有時肉色過于鮮艷,給消費者人造肉色的錯覺并掩蓋了微生物導(dǎo)致的腐敗。

      VP,市場推廣最早,也是消費者接受度最高的一種包裝方式,常見的有真空貼體包裝和真空熱成型包裝。單從食用性角度而言貨架期最長,且能很好地保護肉品的品質(zhì),貨架展示前往往需要發(fā)色,但如果包裝過程中除氧不徹底,會導(dǎo)致肉色不可修復(fù)的劣變,存在一定的汁液損失問題。

      空氣可透包裝,是我國目前超市中最常見的包裝方式,并不算為氣調(diào)包裝,優(yōu)點是便捷廉價,缺點是貨架期很短,相信不久的將來會逐步被氣調(diào)包裝取代。

      3 未來展望

      氣調(diào)包裝技術(shù)憑借其在貨架期、產(chǎn)品外觀上的獨特優(yōu)勢,自出現(xiàn)之初就伴隨整個肉類研究的深入不斷發(fā)展完善并始終保持著新鮮活力。未來肉品氣調(diào)包裝成功的關(guān)鍵在于通過技術(shù)改進,研發(fā)出更耐貯藏、方便衛(wèi)生、易接受、成本低廉且環(huán)境友好型的綜合包裝體系。鑒于現(xiàn)有氣調(diào)包裝的優(yōu)缺點,優(yōu)化高氧氣調(diào)包裝氣體參數(shù),適當降低高氧包裝的氧氣濃度,使其在保持良好肉色的同時,降低肉質(zhì)氧化,延長產(chǎn)品保質(zhì)期,提高肉品品質(zhì),將是氣調(diào)包裝發(fā)展的一大方向。

      根據(jù)氣調(diào)包裝的發(fā)展趨勢,活性包裝、智能包裝等新型包裝方式將是下一步研發(fā)的熱點。目前使用氧氣清除劑的低氧活性包裝已在商業(yè)上成功應(yīng)用并取得了不錯的效果,抗菌活性包裝則由于其潛在的質(zhì)量和安全價值,受到研究人員和行業(yè)的廣泛關(guān)注。智能包裝是集合了多元知識基礎(chǔ)的新興技術(shù)分支,其概念涉及傳感器,指示物和射頻識別(RFID)三大部分,可通過信息反饋對產(chǎn)品的運輸及貯藏狀況進行實時監(jiān)測。智能包裝技術(shù)的出現(xiàn)使商品及其包裝對于人類更具有親和力,實現(xiàn)了商務(wù)信息的人機交互式溝通,具有非常廣闊的發(fā)展前景。總之,氣調(diào)包裝是一個十分龐大而復(fù)雜的綜合性包裝體系,值得我們不斷地去探索與創(chuàng)新。

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