異硫氰酸稀丙酯與真空在0℃豬肉保鮮的應用

蔡梅艷,陶樂仁,張婷玉

(上海理工大學低溫與生物研究所，上海 200093)

異硫氰酸烯丙酯(AITC)是一種無色至淡黃色透明油狀液體,貯藏期間顏色逐漸變深,有強催淚性,伴有強烈的芥末刺激性臭味和辣味。AITC是一種食品調味料及土壤殺菌劑，同時，作為食品防腐劑的研發熱點[1-4]，AITC具有廣譜的抑菌性，能控制微生物細胞呼吸作用且有效控制微生物生長[5]，對細菌、酵母和霉菌及常見的腐敗菌都具有很強的抑制作用[6]，其中對霉菌酵母菌等真菌抗菌效果最好,細菌中G+＞G-,對乳酸菌抗菌能力較弱。AITC還可以通過誘導腫瘤細胞的凋亡而起到抗癌的作用[1]。但 AITC由于其刺激性氣味，氣味的可接受程度存在著局限性[7]。用β-環糊精制備AITC微膠囊，能有效控制AITC的揮發[8],而其釋放速度與環境的相對濕度密切相關，在密閉體系中存在一個AITC頂空平衡濃度[9]。

真空包裝能有效延長肉制品貨架期，在長期貯存和長距離運輸中有著廣泛的應用。真空包裝降低了食品所處環境的含氧量,從而能抑制好氧菌的生長繁殖，減緩脂肪氧化速度[10]。真空環境由于食品表面與食品環境之間的水分壓力差較小,由此緩解了肉表面干耗狀況，因此能較好的維持食品表觀。真空包裝下的牛肉在貯藏過程中，隨著時間的延長，菌落總數上升，其乳酸菌生長迅速，假單胞菌、熱殺索絲菌及腸桿菌在真空包裝下能夠生長[11]，持水力及液損失率與微生物利用水分顯著相關。

0℃作為冷藏溫度的最低點，對于易腐敗的豬肉而言，是最佳冷藏溫度。但在此溫度下，微生物的生長仍然較為活躍，因此本試驗研究在此溫度下添加AITC殺菌技術及真空保鮮技術，以求用物理及化學方法相結合來改善0℃冷藏保鮮效果。設置四組受試組，分別為0℃對照組、0℃下添加AITC原液組，0℃真空組、0℃下添加AITC原液并結合真空組，定期監測微生物、pH、汁液流失率、感官評價及色差等的指標，以評價各技術組間的優劣。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

冷鮮豬肉 購自上海市卜蜂蓮花超市；AITC原液 購自日本聯合有限公司。

CR-400型色差儀 KONICAMINOLTA有限公司； 149型氣體檢知管 日本GASTEC公司；菌落總數測試片 3M有限公司；SS-325型高壓蒸汽滅菌鍋 日本Tomy Kogyo公司；HWS-250恒溫恒濕培養箱 上海比朗儀器有限公司；SW-CJ-1F型無菌超凈工作臺 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；PHS-3C精密型pH計 上海三信儀表廠； FA2204B型電子天平 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉樣的處理 取同一新鮮豬后腿肉，室溫下于超凈臺中去皮、去脂、剔除血管及筋骨，將肉分割成 50g每塊的肉塊，放入 4種保鮮條件下，分別為真空儲物格、AITC濃度為88.53mg/m3的密封盒、AITC為88.53mg/m3的真空儲物格、普通儲藏格，保存于滅菌后的冷藏室內，調節溫度至0度。吸取2mL AITC于5mL的燒杯中，在燒杯口以一層牛皮紙膠帶封口，以控AITC的揮發率，用氣體檢知管監測豬肉儲藏過程中 AITC濃度，調節使之維持在88.53mg/m3的濃度。

1.2.2 檢測指標

菌落總數參照國標 GB 4789.2—2010測定[12]，結果以 lg(cfu/g)表示，評價標準為：新鮮肉為4lg(cfu/g)以下；次鮮肉為4-6lg(cfu/g)；變質肉為6lg(cfu/g)以上[13]。pH根據GB/T 9695.5－2008測定[14]，評價標準為：新鮮冷卻肉pH 5.8～ 6.2；次鮮冷卻肉pH 6.3～6.6；變質冷卻肉pH 6.7以上[15]。汁液流失率的測定：準確稱量未冷藏前的肉塊重量w1及每次試驗時的肉塊重量w2,重復三次,取平均值；

感官評價應用7分制[16,17]對生肉氣味、光澤、色澤、汁液量及彈性制定評分標準，每次采用新鮮肉作為對照，由5名具有較強專業性的人士同時打分，取平均值，分值從7到1分代表豬肉品質依次下降,全體狀態評分取各評分單項的平均值，評分表見表 1。色差的測定：用色差儀檢測，取多次平均值，記錄L*、a*、b*值。

表1 感官評價評分表Table 1 Organoleptic evaluation scale

1.2.3 數據統計分析 BM SPSS Statistics 19.0分析軟件，試驗數據用“平均值±標準差”（顯著性標準取P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 AITC與真空結合及單獨作用下的菌落生長情況

圖1 AITC與真空結合及單獨作用下的菌落生長情況Fig.1 .Changes in total bacterial count of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖1可知，0℃冷藏條件下，對照組和真空組的菌落總數呈現明顯的上升趨勢，而AITC及AITC真空組的豬肉的微生物生長得到了顯著（p＜0.05）抑制。第11d，添加了AITC的技術組的豬肉仍在一級新鮮度范圍內，第24d，菌落總數仍在二級新鮮度范圍內，對照組與真空組的豬肉在第11d后進入了三級新鮮度范圍內。真空條件下，豬肉儲藏前期菌落總數增長較對照組緩慢，而后期對照組的菌落生長速度較真空緩慢，這可能是由于前期在真空環境下乳酸菌是優勢生長菌[18]，因此抑制了其他競爭性腐敗菌的生長，而后期對照組豬肉失水嚴重，由此菌落生長條件受到約束。AITC真空條件下，豬肉儲藏前期微生物生長較AITC組快，之后生長速度趨于一致，而第24d，AITC組的菌落總數少于AITC真空組。這可能是因為豬肉儲藏保鮮期間，前期AITC真空條件下，厭氧型乳酸菌是優勢生長菌，而AITC對乳酸菌的抑制能力較弱[19]；儲藏后期腐敗菌是優勢生長菌，真空能抑制好氧菌的生長，因此后期 AITC真空的抑菌效果優于AITC單獨作用。

2.2 AITC與真空結合及單獨作用下對pH的影響

圖2 AITC與真空結合及單獨作用下對pH的影響Fig.2 .Changes in pH of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖2可知，豬肉保鮮前期pH的變化不大，AITC對照組的pH下降最明顯,對照組的豬肉最先進入次鮮肉的pH范圍內；保鮮后期，添加了AITC的組的pH其上升速率顯著（p＜0.05）小于真空和對照組的，其中，AITC真空組對pH的控制效果最佳，在整個保鮮期始終處于新鮮肉的pH范圍內。由于添加了AITC的組較好的控制了菌落總數的增長，從而減少了腐敗菌生長產生的堿性代謝產物；同時，AITC能與氨類物質反應[20],消耗了腐敗菌生長產生的胺及氨類物質，從而延緩了pH的上升；低pH能進一步延緩豬肉的自溶腐敗進程。對照組在第8d、11d的pH高于真空組，由此推測是由于前期腐敗菌的大量繁殖產生的胺及氨類堿性物質增大了pH，而后期失水率過大,堿性物質的溶出率減小，且菌落總數下降,導致pH增長速率低于真空。

2.3 AITC與真空結合及單獨作用下對汁液流失率的影響

圖3 AITC與真空結合及單獨作用下對汁液流失率的影響Fig.3 . Changes in water loss rate of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

由圖3可知，對照組的豬肉隨儲藏時間的延長，汁液流失十分嚴重，真空、AITC及AITC真空技術組的汁液流失率相對較小。從第8d開始，真空、AITC及AITC真空技術組之間出現明顯的差異，其中AITC真空組的汁液流失率最小，其次為真空組，AITC組汁液流失率相對多一些。檢測得到真空環境下濕度達到了85%，由此可見豬肉表面與空氣中的水分壓力差相對較小[21]，因此汁液得以較好的保留在豬肉內部；而對照組由于暴露在內部空氣流動的冰箱腔室內，溫度的波動以及風扇的運行加重了汁液的流失，表面水分蒸發速度快于內部傳質導致了豬肉表面干硬，尤其是邊緣部位。AITC組的豬肉儲放于相對密封的盒子內，因此其水分流失率不大，而AITC真空組的汁液流失率小于真空組，這可能與真空下微生物大量繁殖有關，微生物生長破壞正常細胞組織，同時消耗豬肉的水分、蛋白質及糖原等，導致豬肉的水分流失加劇。

2.4 AITC與真空結合及單獨作用下對色差的影響

表2 AITC與真空結合及單獨作用下對色差的影響Table 2 Changes in color difference of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

注：a、b、c、d代表同一色差指標下同列不同保鮮處理在p＜0.05水平的差異顯著性,若同一指標下同列的兩數據含有相同的字母,則表示兩數據之間沒有顯著差異；反之，則表示兩數據之間存在顯著差異，表3同。

色差值反映豬肉在儲藏過程中顏色的變化。由表2的L*可知,11d前AITC組、AITC真空組、真空組的亮度值隨時間的延長而增大，11d后AITC與真空組的亮度值稍有下降，AITC真空組的亮度值呈持續的上升趨勢，而對照組在整個儲藏過程中亮度值持續下降。由此可見，AITC及真空包裝能提高豬肉的亮度。由表2的a*及b*可以看出，所有組的紅度值a*和黃度值b*在第2d明顯升高。隨后紅度值持續下降，隨著儲藏期的延長，紅度值呈下降態勢并低于初始紅度值，其中真空環境下紅度值下降最快，這是由于真空下含氧量少，抑制了肌紅蛋白的氧化[22]。而AITC真空組在后期還能較好地維持紅度值，可見AITC的添加能適當提高肉的紅度值，鮮紅色的肉更容易被消費者接受；對照組的紅度值最大，這是由于有氧環境下，肌紅蛋白被氧化成了高鐵肌紅蛋白所致[23]。黃度值在第2～11d內，各組變化不大，對照組的黃度值最先下降，且后期下降較快，基本與初始值相近。

2.5 AITC與真空結合及單獨作用下對感官評價的影響

表3 AITC與真空結合及單獨作用下對感官評價的影響Table 3 Changes in Organoleptic evaluation of pork stored in the condition of AITC and vacuum separately and conjunctively

真空 7±0a 7±0c 6±0b 5.6±0.54d 4.6±0.89b 3.4±0.54b 2.4±0.54b AITC 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 5.4±0.54b 4.4±0.54b 4.2±0.44b AITC真空 7±0a 7±0b 6.8±0.44b 6.4±0.54b 6.2±0.44c 6±0c 5.8±0.44c色澤對照 7±0a 5.6±0.54a 4.4±0.54a 3.2±0.44a 2.4±0.54a 2.2±0.44a 1.2±0.44a真空 7±0a 5.4±0.54a 4.4±0.54a 4±0c 3.6±0.54d 2.4±0.54a 1.2±0.44a AITC 7±0a 6.4±0.54a 6.2±0.44b 5.4±0.54b 4.8±0.44b 4.4±0.54b 4±0b AITC真空 7±0a 6.6±0.54a 6.4±0.54b 5.8±0.44b 5.6±0.54c 5.2±0.44b 4.8±0.44c全體狀態對照 7±0a 6.8±0.44a 4.2±0.44a 3.2±0.44a 2.6±0.54a 1.8±0.83a 1.2±0.44a真空 7±0a 6.4±0.54a 5.4±0.54c 4.6±0.54c 3.8±0.44d 2.4±0.54a 1.4±0.54a

如表 3所示，隨著儲存時間的延長，在肉汁量、色澤、彈性這三個評價指標上，AITC真空組具有明顯的保鮮效果，后期AITC真空組的光澤度與AITC組一致，而氣味則不如AITC單獨作用組，AITC能與多肽分子中的巰基和氨基酸發生反應,使其變為短鏈多肽[24]，因此推測AITC真空保鮮組的氣味不如AITC的原因，是由于AITC減少了肉腐敗產生的堿性氣味物質，且AITC強烈的揮發性，使得豬肉在接觸空氣后，附著在豬肉上的AITC氣味散發到了空氣中，而真空下，厭氧菌大量繁殖產生代謝產物而出現異味[22]。

3 結論

AITC在豬肉保鮮中的初始階段就體現出了明顯的抑菌作用，并能起到延緩pH升高的作用,而結合真空技術能進一步減緩pH升高。真空在降低豬肉水分流失率方面起到了主導作用，而加入AITC后進一步改善了豬肉的保水效果。真空環境下較難維持豬肉的鮮紅色,在添加AITC后能延緩紅度值下降，第24d的亮度值與初始亮度值相比,AITC真空組的亮度值顯著升高。而從感官評價來看，AITC真空組的色澤評分高于其他組，由此可見，AITC真空組能更好的保護色澤。AITC與真空結合后，肉汁量和彈性也得到了更好的保留。綜合各指標結果來看，對于延長豬肉保鮮期與改善豬肉保鮮效果，AITC與真空結合作用效果最佳,且24d后仍處于二級新鮮度范圍內。

AITC其應用一直受到濃烈的氣味的限制，但其抑菌效果是十分顯著的，因此改善AITC制作工藝以減輕刺激性氣味，必定能擴大AITC的應用范圍。AITC因其親電子的屬性，極易與食品組分中含有羥基、疏基或氨基的化合物，如肉中的蛋白質、脂類、多糖和水等多種成分反應而發生降解[25]，不同的肉，所含的氨基酸的種類與比例也不同，因此，研究AITC與不同氨基酸的反應可以指示在不同肉中使用AITC的殺菌效果。

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