冷鏈運(yùn)輸條件下氣調(diào)包裝醬鹵鴨肉制品貨架期預(yù)測模型的建立

李廷妮 ,曾雪璐 ,翟羽

(1.海南科技職業(yè)大學(xué) 財經(jīng)學(xué)院,?？?571126;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),哈爾濱 150040)

醬鹵鴨是一種傳統(tǒng)的醬類產(chǎn)品,富含多種人體所需的脂肪酸和氨基酸,且具有低脂肪、高蛋白和低膽固醇等多種特點(diǎn),深受消費(fèi)者喜愛。醬鹵鴨是一種將鮮肉或者凍肉與可食用的副產(chǎn)品、食鹽、醬油等調(diào)味料混合之后,通過蒸煮、浸泡和醬鹵等工藝加工制成的熟肉產(chǎn)品。

醬鹵鴨屬于低溫肉制品,在低溫條件下,能夠極大程度地保留肉類產(chǎn)品的營養(yǎng)和風(fēng)味[1-2]。醬鹵肉中營養(yǎng)物質(zhì)豐富,加工過程中其中心部位的溫度較低[3],能夠殺滅大部分微生物,但是一些芽孢和耐熱性的微生物仍然存活[4],這些芽孢微生物是導(dǎo)致醬鹵鴨腐敗變質(zhì)的主要因素[5]。

目前對醬鹵肉制品中微生物多樣性的研究仍然采用傳統(tǒng)的方式,通過樣品采集和傳統(tǒng)培養(yǎng),該方式需要消耗大量的工作時間[6-7],且一些微生物通過普通培養(yǎng)基難以培養(yǎng),導(dǎo)致研究結(jié)果可能和真實(shí)結(jié)果之間存在著明顯差距[8]。市場上的醬鹵鴨肉主要包括真空包裝、冷鏈氣調(diào)包裝和冷鏈散裝3種包裝方式[9]。氣調(diào)包裝方式通過在包裝中充入一定比例的氣體,以達(dá)到降低醬鹵鴨中微生物生長發(fā)育速度和增長醬鹵鴨貨架期的目的,相比于真空包裝和散裝方式具有明顯優(yōu)勢[10-11]。

在實(shí)際的冷鏈運(yùn)輸過程中,常常出現(xiàn)冷鏈中斷和溫度不穩(wěn)定的情況[12],從而導(dǎo)致醬鹵鴨品質(zhì)下降、食品貨架期縮短,引發(fā)食品安全問題[13]。微生物模型開始應(yīng)用于食品貨架期的預(yù)期和食品安全的評估,但是醬鹵鴨冷鏈氣調(diào)包裝貨架期的相關(guān)研究較少[14]。本研究通過建立一個準(zhǔn)確和高效的醬鹵鴨貨架期預(yù)測模型,以改善醬鹵鴨產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸過程中存在的安全性問題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

氣調(diào)包裝的醬鹵鴨、乳酸菌培養(yǎng)基、甘露醇鹽瓊脂培養(yǎng)基、假單胞菌選擇性培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養(yǎng)基、STAA瓊脂基礎(chǔ)培養(yǎng)基和孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基。

1.2 試驗(yàn)儀器

恒溫培養(yǎng)箱、超凈工作臺、均質(zhì)機(jī)、自動壓力蒸汽滅菌鍋和電子分析天平。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的采集和處理

用同一批醬鹵鴨進(jìn)行試驗(yàn),將醬鹵鴨分別于5,10,15,20,25 ℃條件下恒溫貯藏。醬鹵鴨屬于低溫肉,在運(yùn)輸、冷藏和銷售階段需保持在4 ℃條件下,由于冷鏈運(yùn)輸過程中常常出現(xiàn)冷鏈中斷的現(xiàn)象,所以選擇5,10,15,20,25 ℃的溫度范圍對醬鹵鴨品質(zhì)進(jìn)行研究,不同溫度條件下醬鹵鴨的取樣時間點(diǎn)見表1。

表1 不同溫度條件下取樣的時間點(diǎn)Table 1 Sampling time points under different temperature conditions

1.3.2 微生物多樣性的統(tǒng)計(jì)

不同的微生物種類生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)不同,通過利用不同的培養(yǎng)基對不同的微生物進(jìn)行定向培養(yǎng)。不同的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)條件見表2。所有微生物測定均根據(jù)國家微生物測定標(biāo)準(zhǔn)(GB 4789.1—2016)進(jìn)行。

表2 不同培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件Table 2 Different media and culture conditions

1.3.3 感官評定

邀請10位具有感官評定經(jīng)驗(yàn)的人員對醬鹵鴨進(jìn)行評定,分別從醬鹵鴨的顏色、形態(tài)特征和氣味方面進(jìn)行感官評定,醬鹵鴨感官評定表見表3。

1.3.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析

利用SPSS 24.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、微生物總數(shù)測定、感官評定和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果和討論

2.1 氣調(diào)包裝醬鹵肉制品優(yōu)勢腐敗菌的確定

食品中微生物數(shù)量是評價其品質(zhì)的重要指標(biāo)[15],本研究通過使用多種不同培養(yǎng)基對醬鹵肉制品中的微生物數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),為醬鹵肉的食品保鮮提供了理論基礎(chǔ)。在5,15,25 ℃溫度條件下醬鹵肉中微生物數(shù)量的變化情況見圖1～圖3。

圖1 5 ℃氣調(diào)包裝方式下醬鹵鴨微生物總數(shù)隨儲藏時間增加的變化情況Fig.1 Change of the total number of microorganisms in sauced duck under 5 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

圖2 15 ℃氣調(diào)包裝方式下醬鹵鴨微生物數(shù)量隨儲藏時間增加的變化情況Fig.2 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 15 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

圖3 25 ℃氣調(diào)包裝方式下醬鹵鴨微生物數(shù)量隨儲藏時間增加的變化情況Fig.3 Change of the number of microorganisms in sauced duck under 25 ℃ modified atmosphere packaging with storage time

3種儲藏溫度條件下,醬鹵肉中微生物數(shù)量均隨著儲藏時間的增加而逐漸增加,發(fā)酵剛開始時,3種溫度條件下的醬鹵肉中只有菌落總數(shù)和乳酸菌被檢出,隨著儲藏時間增加,乳酸菌含量相比于其他微生物數(shù)量始終具有絕對優(yōu)勢,所以,乳酸菌是氣調(diào)包裝醬鹵肉中優(yōu)勢腐敗菌和主要初始菌。在低溫5 ℃條件下,醬鹵肉中的群落結(jié)構(gòu)相對較簡單,除了乳酸菌之外,只有少數(shù)的微生物被檢測出來,所以在圖1中并未展示。隨著儲藏溫度的升高,氣調(diào)包裝的醬鹵鴨中微生物多樣性逐漸增加。

2.2 氣調(diào)包裝醬鹵鴨肉制品貨架期一級預(yù)測模型的建立

實(shí)際冷鏈運(yùn)輸過程中,間歇性中斷會導(dǎo)致溫度不穩(wěn)定,在15 ℃上下波動[16-18],通過對比發(fā)現(xiàn),醬鹵鴨肉儲藏過程中感官品質(zhì)下降的主要特征為色澤偏暗,組織特征松軟,偏黏,醬味偏淡,有時還會出現(xiàn)異味。

Gompertz方程最先用于研究植物桿菌隨時間增加的變化情況,該模型簡單有效,能夠準(zhǔn)確地分析和描述微生物生長動態(tài)情況。所以,本研究利用Gompertz方程對5,10,15,20,25 ℃條件下醬鹵鴨中的乳酸菌生長情況進(jìn)行估算和模擬,從而建立不同溫度條件下氣調(diào)包裝的醬鹵鴨微生物生長變化模型。Gompertz方程為Nt=N0+(Nmax-N0)×exp{-exp[(μmax×2.718)/(Nmax-N0)×(λ-t)+1]}(Nt表示在t時刻醬鹵鴨中的優(yōu)勢腐敗菌;N0表示初始菌落總數(shù);Nmax表示發(fā)酵終點(diǎn)時菌落的最大數(shù);μmax表示優(yōu)勢腐敗菌的最大生長速率比;λ表示延滯時間;t表示時間)。不同貯藏溫度5,10,15,20,25 ℃條件下醬鹵鴨中的乳酸菌生長動力學(xué)參數(shù)見表4。

表4 不同溫度條件下乳酸菌生長動力學(xué)參數(shù)Table 4 Growth kinetic parameters of lactic acid bacteria under different temperature conditions

2.3 氣調(diào)包裝醬鹵鴨肉制品貨架期二級預(yù)測模型的建立

二級模型是一級模型的動力學(xué)參數(shù)和醬鹵鴨儲藏條件之間的函數(shù)關(guān)系,主要以平方根的形式來表示溫度條件和微生物生長速率的關(guān)系。醬鹵鴨生產(chǎn)過程中,其原料和加工工藝較穩(wěn)定,所以N0(初始醬鹵鴨菌落總數(shù))為穩(wěn)定值,利用平方根模型來描述醬鹵鴨中的乳酸菌μmax(最大生長速率比)和λ(延滯時間)。

2.4 模型的驗(yàn)證

不同溫度條件下不同儲藏時間乳酸菌的實(shí)際值和預(yù)測值見表5,不同溫度條件下乳酸菌的模型準(zhǔn)確度Af和偏差度Bf見表6。

表5 不同溫度條件下不同儲藏時間乳酸菌的實(shí)際值和預(yù)測值Table 5 Actual and predicted values of lactic acid bacteria with different storage time at different temperatures

表6 不同溫度條件下乳酸菌的模型準(zhǔn)確度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 ℃條件下,乳酸菌的預(yù)測值和實(shí)際值的殘差取值范圍為-0.11～0.213;在15 ℃條件下,乳酸菌的預(yù)測值和實(shí)際值殘差范圍為-0.321～0.092;在25 ℃條件下,乳酸菌的實(shí)際值和預(yù)測值的殘差范圍為-0.123～0.187。3種儲藏溫度條件下,乳酸菌的預(yù)測值和實(shí)際值均隨著溫度的升高而不斷增加。

由表6可知,5,15,25 ℃ 3種不同溫度條件下乳酸菌的模型準(zhǔn)確度Af變化幅度分別為1.35,1.22,1.18,隨著溫度的升高,乳酸菌模型的準(zhǔn)確度升高;乳酸菌的模型偏差度為0.95～1.08,說明本研究建立的模型對乳酸菌的預(yù)測效果較好。

3 小結(jié)

本試驗(yàn)通過對5,15,25 ℃條件下醬鹵鴨中微生物的種類、數(shù)量進(jìn)行研究和分析,研究結(jié)果表明,醬鹵鴨儲藏過程中,其優(yōu)勢腐敗菌為乳酸菌。利用Gompertz方程對3種不同溫度下的醬鹵鴨氣調(diào)包裝進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)Gompertz方程具有較高的擬合度。本研究為醬鹵鴨制品品質(zhì)變化研究提供了理論指導(dǎo)基礎(chǔ),同時也為其他食品的貨架期模型預(yù)測提供了良好的借鑒意義。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中,引起醬鹵鴨食品變質(zhì)的微生物不僅只有乳酸菌,而且包含多種微生物,這就造成了預(yù)測模型和實(shí)際模型之間存在差異,所以開發(fā)綜合性更強(qiáng)和準(zhǔn)確度更高的模型是將來該領(lǐng)域的重要突破口。