低溫等離子體冷殺菌處理時(shí)間及電壓強(qiáng)度對(duì)生鮮豬肉脂質(zhì)氧化的影響

孟婧怡，黃明明，王佳媚，肖書蘭，章建浩,*，嚴(yán)文靜,*

（1.國(guó)家肉品質(zhì)量與安全控制工程技術(shù)研究中心，肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228）

低溫等離子體是在高電壓情況下處于高度電離狀態(tài)的混合物，主要由氣體放電產(chǎn)生，常見的有電暈放電、介質(zhì)阻擋放電（dielectric barrier discharges，DBD）、沿面放電及鐵電放電等[1]。其中，DBD作為一種安全、有效的滅菌方法，在凈化污染、生物醫(yī)藥、食品和包裝材料處理等方面取得了廣泛的應(yīng)用[2]。DBD低溫等離子體發(fā)生裝置操作簡(jiǎn)單[3]，對(duì)病毒、細(xì)菌等均有較高的清除率[4]，處理過程中不會(huì)使樣品產(chǎn)生明顯升溫[5]，而且在一定程度上避免了傳統(tǒng)先殺菌后包裝造成的二次污染[6]，具有廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)的前景。

肉和肉制品作為我國(guó)食品行業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)，有效的殺菌保鮮方式對(duì)提高其流通貯藏品質(zhì)有重要的意義，采用低溫等離子體殺菌技術(shù)抑制肉制品中的微生物成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一[7-8]。Alonso等[9]研究發(fā)現(xiàn)，DBD是產(chǎn)生高濃度O3的一種十分有效的技術(shù)手段，采用DBD低溫等離子體可以使O3含量從20 g/nm3提高到200 g/nm3，具有良好的殺菌效果。Wang Jiamei等[10]采用DBD低溫等離子體處理氣調(diào)包裝的雞胸肉，貯藏7 d微生物總數(shù)相對(duì)空氣包裝可降低2（lg（CFU/g）），且對(duì)其感官影響不大。Kim等[11]發(fā)現(xiàn)DBD低溫等離子體處理能夠明顯降低豬排中大腸桿菌及李斯特菌含量，但是會(huì)降低樣品pH值及亮度，氧氣與氦氣混合激發(fā)形成的低溫等離子體會(huì)顯著提高樣品的硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）含量。

然而，高壓電場(chǎng)低溫等離子體在處理過程中由于體系中高能粒子和自由電子相互碰撞等因素，會(huì)產(chǎn)生大量具有反應(yīng)活性的諸如?OH、O2－?、H2O2、O3等自由基及活性成分[12]，該類自由基活性很高，會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)中產(chǎn)生催化其自動(dòng)氧化的引發(fā)劑ü ü過氧自由基和烷氧自由基等[13]，Vandamme等[14]研究發(fā)現(xiàn)非熱低溫等離子體產(chǎn)生的氧化物能加速油酸的氧化進(jìn)程。因此，低溫等離子體處理食品在達(dá)到殺菌效果的同時(shí)，也存在加速高油脂食品脂質(zhì)氧化的風(fēng)險(xiǎn)。

DBD低溫等離子體處理對(duì)肉制品中脂質(zhì)氧化的影響鮮有報(bào)道，對(duì)于肉制品中脂質(zhì)氧化的影響尚不明確，而且其對(duì)肌肉脂質(zhì)氧化的影響也不容忽視。因此，在本課題組對(duì)DBD低溫等離子體抑制微生物生長(zhǎng)研究的基礎(chǔ)上[15-16]，本研究分析不同處理?xiàng)l件對(duì)生鮮豬肉脂質(zhì)一次氧化及二次氧化的影響，并通過脂質(zhì)氧化動(dòng)力學(xué)分析低溫等離子體對(duì)脂質(zhì)氧化影響的機(jī)理，探索該技術(shù)在生鮮肉保鮮加工方面的應(yīng)用可行性，以期通過調(diào)控脂質(zhì)氧化為低溫等離子體新型技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬背最長(zhǎng)肌 南京蘇果超市；聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯（polyethylene terephthalate/polyethylene，PET/PE）熱成型盒構(gòu)成的雙層復(fù)合包裝材料 蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司；石油醚、異辛烷、冰乙酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、TBARS、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、三氯甲烷等均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

MAP-H360復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝機(jī) 蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司；低溫等離子體冷殺菌設(shè)備 美國(guó)鳳凰科技公司；JA2203N型電子天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；BSC-250型恒溫恒濕箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器有限公司；HH-S系列數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州萬(wàn)達(dá)升實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；Allegra 64R型高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司；UV-2600型紫外-可見分光光度計(jì)日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 生鮮豬肉脂質(zhì)提取及處理

將原料肉剔除筋、膜及其他雜質(zhì)，稱取用絞肉機(jī)絞碎的豬背最長(zhǎng)肌100 g于500 mL具塞三角瓶中，加150 mL石油醚（沸程30～60?℃）振蕩10 min后放置過夜，減壓抽濾，取濾液于35 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收溶劑得到油脂。重復(fù)此過程，得到足量的生鮮豬肉脂質(zhì)，－40 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

取10 g上述脂質(zhì)放置于經(jīng)紫外燈照射30 min的PE熱成型盒（17 cmh12 cmh3.2 cm）中，充空氣包裝，從中隨機(jī)抽取4 盒作為對(duì)照組，其余分別按不同處理?xiàng)l件進(jìn)行低溫等離子體處理，并按照不同實(shí)驗(yàn)溫度貯存待測(cè)。

1.3.2 脂質(zhì)氧化指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 POV測(cè)定

過氧化值（peroxide value，POV）的測(cè)定參照LS/T 6106ü2012《動(dòng)植物油脂 過氧化值測(cè)定 自動(dòng)滴定分析儀法》[17]略作修改。稱取1 g左右脂肪，置于250 mL碘量瓶中，加入異辛烷、冰乙酸（體積比2∶3）混合溶液25 mL，加塞搖動(dòng)使其溶解。準(zhǔn)確加入0.5 mL飽和碘化鉀溶液，蓋上塞子使其反應(yīng)（60f1）s，在此期間搖動(dòng)至少3 次，然后立即加入30 mL蒸餾水。用0.01 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，直到黃色幾乎消失時(shí)加入0.5 mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定并強(qiáng)烈振搖至藍(lán)色消失。

1.3.2.2 TBARS含量測(cè)定

參照GB 5009.181ü2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?食品中丙二醛的測(cè)定》略作修改[18]。準(zhǔn)確稱取在70 ℃水浴融化均勻的豬油2 g，置于100 mL有蓋三角瓶?jī)?nèi)，加入10 mL三氯乙酸混合液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%乙二胺四乙酸二鈉及質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%三氯乙酸），50 ℃振搖0.5 h，用雙層濾紙過濾兩次。準(zhǔn)確移取上述濾液5 mL置于25 mL納氏比色管內(nèi)，加入5 mL硫代巴比妥酸溶液（0.02 mol/L），混勻，加塞，置于90 ℃水浴保溫40 min，取出冷卻1 h，移入小試管2 000 r/min離心5 min，吸出上清液于532 nm波長(zhǎng)處比色。同時(shí)做不添加豬油的空白實(shí)驗(yàn)，TBARS含量通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算，結(jié)果表示為試樣中丙二醛含量。

1.3.3 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)生鮮豬肉脂質(zhì)氧化的影響

在本課題組對(duì)DBD低溫等離子體殺菌研究的基礎(chǔ)上探討其對(duì)生鮮豬肉脂質(zhì)氧化的影響，固定DBD低溫等離子體發(fā)生系統(tǒng)上、下電極板高度間隔為3.5 cm。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定低溫等離子體處理?xiàng)l件，篩選出穩(wěn)定放電產(chǎn)生低溫等離子體、殺菌效果好且對(duì)樣品形態(tài)特征無(wú)影響的處理電壓和時(shí)間范圍，同時(shí)參照喬維維等[16]的處理?xiàng)l件，固定電壓70 kV、時(shí)間60 s分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，經(jīng)低溫等離子體處理后放置24 h，待殺菌效果發(fā)揮后[19]取樣檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.3.1 低溫等離子體處理時(shí)間對(duì)脂質(zhì)氧化的影響

將1.3.1節(jié)空氣包裝后的豬肉脂質(zhì)于70 kV電壓強(qiáng)度條件下，按照時(shí)間0、20、40、60、80 s處理后，分別于4、10、20、30、40、50 ℃條件下貯藏24 h，不同處理組隨機(jī)抽取3 個(gè)重復(fù)樣測(cè)定其POV及TBARS含量。以未處理樣品在相同包裝條件下靜置24 h作為對(duì)照組。

1.3.3.2 低溫等離子體處理電壓對(duì)脂質(zhì)氧化的影響

將1.3.1節(jié)空氣包裝后的豬肉脂質(zhì)于60 s處理時(shí)間條件下，按照電壓30、40、50、60、70、80 kV處理后，分別于4、10、20、30、40、50 ℃條件下貯藏24 h，不同處理組隨機(jī)抽取3 個(gè)重復(fù)樣測(cè)定其POV及TBARS含量。以未處理樣品在相同包裝條件下靜置24 h作為對(duì)照組。

1.3.4 脂質(zhì)氧化動(dòng)力學(xué)分析

根據(jù)Calligaris等[20]的研究方法，通過對(duì)不同低溫等離子體處理?xiàng)l件下POV與TBARS含量的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析來(lái)計(jì)算氫過氧化物和丙二醛生成的表觀零級(jí)速率常數(shù)。然后利用阿倫尼烏斯方程（下式），通過ln k對(duì)1/T作圖，計(jì)算各級(jí)氧化反應(yīng)的活化能（activation energy，Ea）變化，評(píng)價(jià)低溫等離子體處理時(shí)間、電壓及貯藏溫度對(duì)肌肉中脂質(zhì)各級(jí)氧化速率的影響。

式中：k為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)；R為氣體摩爾常數(shù)（8.314 J/（molg K））；T為絕對(duì)溫度/K；Ea為反應(yīng)活化能/（J/mol）；k0為指前因子或表觀頻率因子。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)利用Excel軟件進(jìn)行處理，表示為fs。利用方差分析法對(duì)實(shí)驗(yàn)中所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究低溫等離子體不同處理時(shí)間或電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)氧化影響的顯著性，同一實(shí)驗(yàn)中不同處理平均值之間的差異采用Fisher’s LSD法進(jìn)行檢測(cè)，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)一次氧化的影響

2.1.1 處理時(shí)間及貯藏溫度對(duì)POV的影響

圖1 處理時(shí)間及貯藏溫度對(duì)POV的影響Fig.1 Effect of processing time and storage temperature on POV

由圖1中可以看出，在恒定電壓強(qiáng)度下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，肌肉脂質(zhì)一次氧化程度不斷增加，表現(xiàn)為POV呈顯著的增加趨勢(shì)；在處理0～80 s過程中，隨著貯藏溫度的升高，脂質(zhì)中POV也顯著增加；在高強(qiáng)度電壓處理?xiàng)l件下，僅有4 ℃貯藏及40 ℃以下短時(shí)間貯藏處理組的POV符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（10 mmol/kg）[21]。因此可以看出，高壓電場(chǎng)低溫等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)及溫度的升高均可促進(jìn)肌肉中脂質(zhì)一次氧化的程度，該項(xiàng)技術(shù)適用于低溫貯藏短時(shí)處理豬肉產(chǎn)品。

2.1.2 電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)POV的影響

圖2 電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)POV的影響Fig.2 Effect of voltage and storage temperature on POV

由圖2可以看出，隨著低溫等離子體處理電壓強(qiáng)度的增加，不同貯藏溫度下脂質(zhì)POV呈顯著增加趨勢(shì)。另外，當(dāng)電壓強(qiáng)度為50～80 kV時(shí)，肌肉脂質(zhì)中POV增加程度明顯提高，并且在該電壓強(qiáng)度范圍內(nèi)，隨著貯藏溫度的升高，POV顯著增加（P＜0.05）。因此可以看出，電壓強(qiáng)度的增加及貯藏溫度的升高均會(huì)導(dǎo)致肌肉脂質(zhì)中一次氧化產(chǎn)生的氫過氧化物的累積。

分析圖1、2數(shù)據(jù)可知，在低溫等離子體處理0～80 s和30～80 kV時(shí)，可通過計(jì)算分別得到不同貯藏溫度下處理1 s或1 kV所積累的POV。以貯藏溫度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)溫度下處理1 s或1 kV所積累的POV為縱坐標(biāo)分別作圖，可得到線性關(guān)系：y1＝0.091 9x＋0.180 4（R2＝0.934 8）；y2＝0.163 7x＋0.255 9（R2＝0.980 5）。y1中斜率k1表示每增加1 ℃處理時(shí)間1 s所積累的POV；y2中斜率k2表示每增加1 ℃處理電壓1 kV所積累的POV。在該范圍內(nèi)y2＞y1且k2＞k1，因此電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)一次氧化的影響大于處理時(shí)間，可以為調(diào)控低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)一次氧化的影響提供理論指導(dǎo)。

肌肉脂質(zhì)中，通常用POV表示其一次氧化的程度。雖然POV只是氧化初期的一個(gè)近似指標(biāo)，且過氧化物沒有味道，不直接影響產(chǎn)品的風(fēng)味，但它們卻是重要的風(fēng)味前體物質(zhì)，很容易被進(jìn)一步氧化生成醛、酮、酸和羥基酸等化合物[22]。通過測(cè)定POV只能用來(lái)評(píng)價(jià)脂質(zhì)氧化初期的氧化程度，而不能用來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)連續(xù)氧化過程。從表觀上分析低溫等離子體處理時(shí)間、電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)脂質(zhì)一次氧化影響的結(jié)果可以看出，低溫等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)、電壓強(qiáng)度增加及貯藏溫度的升高，均可造成肌肉脂質(zhì)中過氧化物的累積，從而增加脂質(zhì)一次氧化程度。

2.1.3 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)一次氧化Ea的影響

2.1.3.1 處理時(shí)間對(duì)脂質(zhì)一次氧化Ea的影響

針對(duì)圖1中數(shù)據(jù)，根據(jù)阿倫尼烏斯方程通過ln k對(duì)1/T作圖，以1/T為橫坐標(biāo)，ln k為縱坐標(biāo)，可得到不同處理時(shí)間條件下一次氧化k與T之間的關(guān)系如下：處理時(shí)間為20 s時(shí)，y＝－3 328.6x＋13.213（R2＝0.977 8）；處理時(shí)間為40 s時(shí)，y＝－3 772.7x＋15.509（R2＝0.943 4）；處理時(shí)間為60 s時(shí)，y＝－3 488.2x＋14.857（R2＝0.977 3）；處理時(shí)間為80 s時(shí)，y＝－2 917.7x＋13.18（R2＝0.961 1）。

在不同處理時(shí)間條件下，ln k與1/T呈明顯的直線關(guān)系，并且R2均大于0.900 0。因此，通過不同直線的斜率即可確定不同處理時(shí)間條件下肌肉中脂肪氧化生成氫過氧化物反應(yīng)所需的Ea。通過計(jì)算不同處理時(shí)間下脂質(zhì)一次氧化反應(yīng)的Ea來(lái)評(píng)價(jià)處理時(shí)間對(duì)肌肉中脂質(zhì)一次氧化速率的影響。隨著低溫等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)，其脂質(zhì)一次氧化所需的Ea呈現(xiàn)開口向下的二次拋物線形變化趨勢(shì)，拋物線函數(shù)為y＝－0.005 3x2＋0.464 1x＋20.684（R2＝0.974 4）。計(jì)算拋物線函數(shù)最高點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理時(shí)間為43.8 s時(shí)，肌肉中脂質(zhì)一次氧化所需的Ea最高，為30.84 kJ/mol。在低溫等離子體處理時(shí)間為0～80 s時(shí)，脂質(zhì)一次氧化所需Ea的范圍為24.26～37.21 kJ/mol。

許多關(guān)于食用油脂氧化動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果表明各種不同食用油脂氧化所需的Ea基本都在24～240 kJ/mol的范圍內(nèi)[23-24]。靳國(guó)鋒[25]測(cè)得風(fēng)干豬肉脂肪氧化生成氫過氧化物反應(yīng)所需Ea為92.35 kJ/mol，表明運(yùn)用低溫等離子體設(shè)備處理豬肉肌肉脂質(zhì)，脂質(zhì)更容易發(fā)生一次氧化。

2.1.3.2 電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)一次氧化Ea的影響

分析圖2中數(shù)據(jù)，代入阿倫尼烏斯方程，以1/T為橫坐標(biāo)，ln k為縱坐標(biāo)作圖擬合分析，可得到不同處理電壓條件下一次氧化k與T之間關(guān)系如下：處理電壓為30 kV時(shí)，y＝－3 718.2x＋14.143（R2＝0.978 9）；處理電壓為40 kV時(shí)，y＝－3 459.8x＋13.579（R2＝0.984 8）；處理電壓為50 kV時(shí)，y＝－3 267.6x＋13.333（R2＝0.971 2）；處理電壓為60 kV時(shí)，y＝－2 993.5x＋12.912（R2＝0.957 4）；處理電壓為70 kV時(shí)，y＝－2 797.9x＋12.661（R2＝0.979 6）；處理電壓為80 kV時(shí)，y＝－2 725.5x＋12.721（R2＝0.970 6）。

ln k與1/T呈明顯的直線關(guān)系，并且R2均大于0.900 0。當(dāng)電壓強(qiáng)度在30～80 kV時(shí)，脂質(zhì)一次氧化所需的Ea范圍在22.66～30.91 kJ/mol之間，并且隨著電壓強(qiáng)度的增加，脂質(zhì)一次氧化所需的Ea與電壓強(qiáng)度呈明顯的線性關(guān)系，具體為y＝－0.171 6x＋35.713（R2＝0.979 9），即脂質(zhì)一次氧化所需Ea與電壓強(qiáng)度呈顯著的負(fù)相關(guān)。

為了進(jìn)一步深入研究低溫等離子體不同處理?xiàng)l件對(duì)肌肉脂質(zhì)一次氧化速率的影響，借助阿倫尼烏斯方程來(lái)研究低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)肌肉中脂肪一次氧化Ea的影響。參與化學(xué)反應(yīng)的分子必須吸收足夠的能量先變成活化分子，而使每摩爾普通分子變成活化分子所需的能量即為Ea[26]。Ea越高，表明化學(xué)反應(yīng)越難發(fā)生，反應(yīng)速率越慢；相反則表明化學(xué)反應(yīng)越容易進(jìn)行，反應(yīng)速率越快。隨著低溫等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)，脂質(zhì)一次氧化所需Ea呈現(xiàn)先增加后降低的拋物線變化趨勢(shì)；電壓強(qiáng)度的增加可以降低脂質(zhì)一次氧化所需Ea，從而提高其初始氧化的速率。運(yùn)用低溫等離子體設(shè)備處理生鮮豬肉肌肉脂質(zhì)，脂質(zhì)更容易發(fā)生一次氧化，因此高壓電場(chǎng)低溫等離子體處理或可作為促進(jìn)脂質(zhì)一次氧化的一項(xiàng)新技術(shù)。

2.2 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)二次氧化的影響

2.2.1 處理時(shí)間及貯藏溫度對(duì)TBARS含量的影響

圖3 處理時(shí)間及貯藏溫度對(duì)TBARS含量的影響Fig.3 Effect of processing time and storage temperature on TBARS content

如圖3所示，與對(duì)照組（處理時(shí)間0 s）相比，在不同貯藏溫度下，不同處理時(shí)間均可顯著促進(jìn)肌肉脂質(zhì)中丙二醛的累積（P＜0.05），具體表現(xiàn)為4 ℃貯藏與50 ℃貯藏處理組中，肌肉的TBARS含量隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)顯著的上升趨勢(shì)；20～40 ℃貯藏處理組的TBARS含量均在低溫等離子體處理40～60 s時(shí)出現(xiàn)略微的下降。該現(xiàn)象可能是由于低溫等離子體具有改性薄膜材料的特點(diǎn)[27]，一定時(shí)間的低溫等離子體處理可在薄膜表面引入—NH2、üCOOH、—OH等極性基團(tuán)，減小空間電荷積聚[28]，提高其在高壓電場(chǎng)中的耐電暈?zāi)芰Γ?.1.3.1節(jié)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理時(shí)間在43.8 s時(shí)，肌肉中脂質(zhì)一次氧化所需的Ea最高，即過氧化物產(chǎn)生速率最低，產(chǎn)生這種變化趨勢(shì)的主要原因可能是由于過氧化物積累到一定程度會(huì)進(jìn)一步氧化形成醛、醇、酮等二級(jí)氧化產(chǎn)物[29]，與圖3中TBARS含量在40 s時(shí)出現(xiàn)峰值一致。另外，固定低溫等離子體處理時(shí)間可以看出，肌肉脂質(zhì)中TBARS含量隨溫度升高明顯提高，與POV變化趨勢(shì)相同。

2.2.2 電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)TBARS含量的影響

圖4 電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)TBARS含量的影響Fig.4 Effect of voltage and storage temperature on TBARS content

從圖4中可以看出，與POV變化趨勢(shì)相似，在不同貯藏溫度下隨著電壓強(qiáng)度的增加，脂質(zhì)TBARS含量呈顯著增加趨勢(shì)，并且當(dāng)電壓強(qiáng)度在50～80 kV時(shí)，TBARS含量增加趨勢(shì)明顯提高。另外，在電壓強(qiáng)度為30～80 kV時(shí)，貯藏溫度的升高能顯著促進(jìn)脂質(zhì)中丙二醛的累積，從而增加脂質(zhì)二次氧化的程度。

分析圖3、4數(shù)據(jù)，在低溫等離子體處理0～80 s和30～80 kV時(shí)，可通過計(jì)算分別得到不同貯藏溫度下處理1 s和1 kV所積累的TBARS含量，同一次氧化結(jié)果相似，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)二次氧化的影響大于處理時(shí)間。

肌肉中脂質(zhì)二次氧化的程度通常用TBARS含量表示，以丙二醛為代表的反映脂質(zhì)氧化形成的化合物含量的多少[30]。丙二醛是一種致癌物的引發(fā)劑和有機(jī)體突變的誘變劑，對(duì)人體有害，因此TBARS含量常被用來(lái)評(píng)價(jià)食品氧化變質(zhì)的程度[31]，并且當(dāng)生鮮肉中TBARS含量超過0.5 mg/kg時(shí)，即可產(chǎn)生不良風(fēng)味。從表觀上分析低溫等離子體處理時(shí)間、電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)脂質(zhì)二次氧化的影響結(jié)果，低溫等離子體處理可以顯著增加脂質(zhì)中丙二醛的累積，并且隨著低溫等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)、電壓強(qiáng)度增加及貯藏溫度的升高，TBARS含量明顯增加。相對(duì)于處理時(shí)間，低溫等離子體電壓強(qiáng)度對(duì)生鮮豬肉脂質(zhì)氧化的影響更大。

2.2.3 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)二次氧化Ea的影響

2.2.3.1 處理時(shí)間對(duì)脂質(zhì)二次氧化Ea的影響

分析圖3中數(shù)據(jù)，通過阿倫尼烏斯方程計(jì)算得到不同處理時(shí)間條件下二次氧化k與T之間關(guān)系如下：處理時(shí)間為20 s時(shí)，y＝－4 074.4x＋11.432（R2＝0.987 5）；處理時(shí)間為40 s時(shí)，y＝－3 106.7x＋9.132 6（R2＝0.984 0）；處理時(shí)間為60 s時(shí)，y＝－2 717.2x＋7.780 3（R2＝0.942 4）；處理時(shí)間為80 s時(shí)，y＝－2 291.2x＋6.589（R2＝0.954 8）。

當(dāng)?shù)蜏氐入x子體處理時(shí)間為0～80 s時(shí)，ln k與1/T線性關(guān)系方程的R2均大于0.900 0，不同處理時(shí)間脂質(zhì)二次氧化的Ea為19.05～41.57 kJ/mol。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，脂質(zhì)二次氧化所需的Ea逐漸降低，低溫等離子體處理時(shí)間與脂質(zhì)二次氧化反應(yīng)速率呈明顯的線性關(guān)系，具體為y＝－0.238 6x＋37.265（R2＝0.947），即脂質(zhì)二次氧化所需Ea與處理時(shí)間呈顯著的負(fù)相關(guān)。

2.2.3.2 電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)二次氧化Ea的影響

分析圖4中數(shù)據(jù)，代入阿倫尼烏斯方程，以1/T為橫坐標(biāo)，ln k為縱坐標(biāo)作圖擬合分析，可得到不同處理電壓條件下二次氧化k與T之間關(guān)系如下：處理電壓為30 kV時(shí)，y＝－3 410.7x＋9.304 1（R2＝0.984 8）；處理電壓為40 kV時(shí)，y＝－3 224.9x＋8.881 7（R2＝0.970 2）；處理電壓為50 kV時(shí)，y＝－2 911.8x＋8.036（R2＝0.964 6）；處理電壓為60 kV時(shí)，y＝－2 346.9x＋6.429 1（R2＝0.976 2）；處理電壓為70 kV時(shí)，y＝－2 308.9x＋6.521 7（R2＝0.972 5）；處理電壓為80 kV時(shí)，y＝－2 124.2x＋6.270 1（R2＝0.986 3）。

在不同電壓強(qiáng)度下，ln k與1/T呈明顯的直線關(guān)系，并且R2均大于0.950 0。當(dāng)電壓強(qiáng)度在30～80 kV時(shí)，脂質(zhì)二次氧化所需的Ea范圍在17.66～28.36 kJ/mol之間，隨著電壓強(qiáng)度增加，Ea呈明顯的下降趨勢(shì)，電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)二次氧化Ea的影響趨勢(shì)與處理時(shí)間對(duì)其的影響趨勢(shì)相似，也呈現(xiàn)線性負(fù)相關(guān)，具體為y＝－0.231 5x＋35.375（R2＝0.947 5）。

2.3 低溫等離子體處理?xiàng)l件對(duì)脂質(zhì)一次、二次氧化Ea的對(duì)比分析

圖5 處理時(shí)間與脂質(zhì)氧化所需Ea之間的函數(shù)關(guān)系Fig.5 Functional relationship between Ea and processing time

圖5 中y1和y2分別為處理時(shí)間與豬肉中脂質(zhì)一次、二次氧化所需Ea的函數(shù)關(guān)系，對(duì)比分析y1、y2可以看出，當(dāng)處理時(shí)間為20.0～30.7 s時(shí)，脂質(zhì)一次氧化所需的Ea低于二次氧化，即脂質(zhì)中更容易發(fā)生一次氧化；而隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)（30.7～80.0 s），脂質(zhì)中更容易發(fā)生二次氧化。

圖6中y3和y4分別為處理電壓與豬肉中脂質(zhì)一次、二次氧化所需Ea的函數(shù)關(guān)系，電壓強(qiáng)度每增加10 kV時(shí)，脂質(zhì)二次氧化Ea降低約2.315 kJ/mol，而脂質(zhì)一次氧化Ea僅降低約1.716 kJ/mol。因此，低溫等離子體電壓強(qiáng)度促進(jìn)脂質(zhì)二次氧化的程度明顯高于一次氧化。且在30～80 kV范圍內(nèi)，二次氧化所需的Ea均低于一次氧化，進(jìn)一步證明不同電壓強(qiáng)度下，肌肉脂質(zhì)更容易發(fā)生二次氧化。另外，比較y2和y4斜率，在低溫等離子體處理20～80 s和30～80 kV時(shí)，處理時(shí)間和電壓強(qiáng)度對(duì)降低脂質(zhì)二次氧化所需Ea的效果相差不大。

圖6 處理電壓與脂質(zhì)氧化所需Ea之間的函數(shù)關(guān)系Fig.6 Functional relationship between Ea and voltage

綜合上述結(jié)果可以得出，在電壓強(qiáng)度為30～80 kV、處理時(shí)間為30.7～80.0 s時(shí)，二次氧化所需的Ea明顯低于一次氧化，即在該處理?xiàng)l件下，脂質(zhì)更容易發(fā)生二次氧化。

3 結(jié) 論

低溫等離子體冷殺菌處理時(shí)間、電壓強(qiáng)度及貯藏溫度對(duì)肌肉脂質(zhì)一次及二次氧化均有顯著的促進(jìn)作用，并且電壓強(qiáng)度對(duì)脂質(zhì)氧化的影響較大。低溫等離子體冷殺菌處理時(shí)間的延長(zhǎng)及電壓強(qiáng)度的增加均可降低脂質(zhì)二次氧化所需的Ea；脂質(zhì)一次氧化所需Ea隨電壓強(qiáng)度的增加而降低，隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后降低的拋物線變化趨勢(shì)，在43.8 s時(shí)，一次氧化所需的Ea最高，為30.84 kJ/mol，是導(dǎo)致低溫等離子體處理40 s時(shí)TBARS含量出現(xiàn)峰值的原因之一。在電壓強(qiáng)度為30～80 kV、處理時(shí)間為30.7～80.0 s時(shí)，肌肉脂質(zhì)二次氧化所需Ea低于一次氧化，其更容易發(fā)生二次氧化。高壓電場(chǎng)低溫等離子體冷殺菌設(shè)備處理生鮮豬肉脂質(zhì)容易發(fā)生氧化，適用于低溫貯藏短時(shí)處理豬肉產(chǎn)品。