冷鲜肉保鲜技术研究进展

付云云 崔钊伟 杨玉峰 四川枫叶牧场食品有限公司 四川绵阳 621000

冷鲜肉是指将严格执行检疫制度，宰杀后的畜胴体迅速冷却，排除体内的热量，使胴体温度降为0～4℃，并在后续的加工流通和分销过程中始终保持0～4℃冷藏的生鲜肉[1]。目前，我国生肉市场上主要以冷冻肉、热鲜肉和冷鲜肉3种形式为主[2]，其中冷鲜肉保留了肉品的大部分营养成分，具有鲜嫩多汁、易咀嚼、肉鲜嫩等特点。在大多数发达国家，市场上的生肉制品以冷鲜肉为主；虽然近年来我国肉类产量名列世界前茅，但冷鲜肉市场占有率与发达国家相比较低，不足10%[3]，随着人们生活水平的提高，肉制品消费也逐渐从冻肉过渡到冷鲜肉，冷鲜肉具有安全系数高、营养价值高、感官舒适性高等特点，深受消费者喜爱，成为我国肉类消费的主流。

冷鲜肉在0～4℃低温条件下售卖，货架期较短约为3～5d，目前解决冷鲜肉货架期，延长冷鲜肉可食用周期，已成为当前研究的重点工作。

1 冷鲜肉腐败变质的原因

冷鲜肉中含有丰富的水分、蛋白质、脂质、碳水化合物、含氮浸出物及少量的矿物质和维生素等，肉中丰富的营养成分为微生物的生长提供了有利条件，因此腐败微生物生长繁殖是导致冷鲜肉腐败变质的主要原因。冷鲜肉中含有丰富脂肪类物质，脂质氧化严重影响冷鲜肉品质，除此之外肉中的蛋白质和脂肪在自身蛋白酶和脂肪酶的作用下会发生降解和氧化，生成挥发性小分子物质[4]，这些物质含量达到一定值时会使肉散发出刺激的臭味。

1.1 微生物引起的腐败

微生物的大量繁殖是造成肉和肉制品腐败变质的最主要原因，因为肉和肉制品中含有丰富的营养物质，为微生物(细菌、酵母菌和霉菌)的生长提供合适的生长环境。

冷鲜肉在生产、加工、流通、销售等过程中始终处于低温环境下，但生鲜肉制品中的微生物量取决于多种因素，屠宰前的饲养方式，屠宰动物的年龄，屠宰中的温度控制和加工环境，加工后的包装类型等，尽管冷鲜肉处于低温环境下，但是一些耐冷性微生物依然能够生长繁殖，分解肉中的营养物质，导致肉产生不愉快的气味，在短时间内变质[5]。Wei J[6](2014)研究发现肠球菌属为禽类肉品中的优势菌群，经鉴定其中54%为粪肠球菌，38%为屎肠球菌，3.4%为肠球菌，2.4%为杜兰氏肠球菌。Hultman J[7](2015)研究发现在低温环境下，肉制品在有氧条件下的主要微生物是假单胞菌(Pseudomonas)，在真空条件下主要是厌氧和兼性厌氧的乳酸菌群(Lac-tobacillus)和肠杆菌。Vihavainen[8](2016)等研究发现气调包装的猪肉储存于5℃条件下有利于肠杆菌科和假单胞菌的生长；研究表明假单胞菌在0℃条件下生长相当缓慢，但在2℃时生长迅速影响肉的保质期，该学者也发现沙门氏菌在7℃以下生长缓慢，但高于7℃时生长迅速，影响肉的货架期。Zagorec M[9](2017)等研究发现乳酸菌在温度从7℃降到2℃和7℃降到0.6℃过程中，生长速度分别减缓了2倍和4倍。

1.2 脂质氧化引起的腐败

脂质的自氧化和自由基的产生在新鲜肉中自然发生，这种过程影响脂肪酸败导致异味的产生[10]。脂质氧化是氧与脂肪酸双键的反应，脂质氧化主要有三步：启动、传播和终止[11]。

启动：热、金属离子和辐照催化引发该过程，形成脂质自由基，脂质自由基与氧反应生成过氧化物自由基，如下所示。

R+O2→R·+·OOH

传播：在传播阶段过氧自由基与其他脂质分子反应形成过氧化氢和新的自由基，如下所示[11]。

R·+O2→ROO·

RH+ROO·→ROOH+R·

ROOH→RO·+·OH

终止：自由基与自由基之间相互作用形成非自由基产物时，脂质氧化反应终止，如下所示[11]。

R·+R·→R-R

R·+ROO·→ROOH

ROO·+ROO·→ROOR+O2

影响肉类中脂质氧化的因素主要包括肉中脂肪酸组成、抗氧化剂(如维生素E)和促氧化剂(如游离的金属离子)的含量。多不饱和脂肪酸更容易氧化，高度不饱和脂肪酸组分磷脂氧化会产生过氧化氢膜[12]，这种氧化会进一步引起二次氧化反应产物如戊醛、己醛、4-羟基壬醛和丙二醛(MDA)以及其他含氧化合物如醛类，酸和酮[13]，这些二次氧化产物会影响肉的营养和感官[12]。

1.3 自溶酶降解引起的腐败

动物在屠宰后，肌肉细胞中的酶作用是一个自然的过程，这一过程会引发肉的变质，这些酶与肉中的其他有机化合物发生反应，最终导致肉品的腐败[14]。在酶的作用下，碳水化合物、脂肪和蛋白质发生分解，导致肉质的软化和变色，这些自溶变化包括蛋白质水解和脂肪水解，水解过程为微生物的生长提供条件，过度的自溶酶分解肉中的营养成分会导致肉质变酸[14]。

1.4 其他条件引起的腐败

环境温度、空气中氧含量、环境pH等通过影响微生物间接影响冷鲜肉的腐败。微生物的生长能力与温度密切相关，在一定温度范围，温度与微生物生长呈正相关关系。冷鲜肉的正常pH值呈天然的弱酸性，pH值低于7.0，大多数腐败菌在pH 7.0左右生长迅速，随着生肉pH值的增高，腐败菌就越容易生长，在有氧条件下，好氧菌生长迅速[15]。这些因素综合起来决定了冷鲜肉腐败的速度。

综上，微生物是限制冷鲜肉货架期的主要原因，因此，解决微生物繁殖，才能相应延长冷鲜肉的货架期。

2 冷鲜肉贮藏保鲜技术

2.1 物理保鲜技术

目前，物理保鲜技术主要有超高压技术、辐射保鲜技术、包装技术、冰温冷藏技术等。

2.1.1 超高压技术

超高压技术是一种新型的非热加工技术，通过将食品置于高于100MP的条件下进行处理，该技术能破坏微生物的细胞壁、细胞膜等结构，使微生物的遗传物质发生变性达到延长食品保鲜的目的[15]。Garriga[16](2004)等研究切片熟火腿、切片干腌火腿和切片腌牛肉时发现，样品经超高压处理后，可以有效抑制微生物的生长。王晶[17](2019)研究发现畜产品在条件为600MP，超高压处理10min，能有效杀灭畜产品中绝大多数的微生物，延长肉品的货架期。

超高压在延长肉品的货架期方面，表现出一定的效果，但经超高压技术处理后的产品，会影响肉品的颜色、质地的改变，同时对压力水平和处理时间要控制得当，否则会加快肉品脂质氧化[18]。

2.1.2 辐射保鲜技术

辐照保鲜是一种利用电离辐射与物质相互作用所产生的效应对食品进行加工，以达到延长食品货架期的目的[19]。辐射保鲜中应用到的射线主要是原子能射线，微生物在吸收这些射线中的能量后，化学键断裂、体内的化学成分发生变化，导致微生物生命活动降低或死亡，从而达到抑制微生物生长，延长肉品货架期的目的[20]。

Modi[21](2008)等采用辐照处理羊肉，低温环境下贮藏，观察8d后的羊肉品质变化，结果表明实验组与对照组相比品质较好，微生物也得到明显抑制。程述震[22](2017)等应用辐照方法处理牛肉发现，贮藏结束后，实验组与对照组相比牛肉脂肪氧化程度显著降低，辐照处理可以延缓肉品中脂肪氧化速度。但是，我国对辐照保鲜技术的研究与国外相比略显不成熟，存在许多问题，如何降低由辐照技术引起的产品辐照味、如何优化辐照技术流程等，是限制其在冷鲜肉保鲜领域应用的主要因素。

2.1.3 包装技术

2.1.3.1 真空包装技术

真空包装是采用阻隔性能较好的材料包装产品，通过降低肉品与空气的接触量，降低肉制品脂肪氧化。采用真空包装的冷鲜肉在0～4℃贮藏条件下，冷鲜肉的货架期可以达到21～28d[23]。

2.1.3.2 气调包装技术

气调包装技术是通过在包装袋内充入一定的气体，改变冷鲜肉周围的环境，使其不适应微生物的生存、繁殖，达到抑制微生物的目的[24]。气调保鲜中常采用的气体有O2、N2、CO2，每种气体在肉品保鲜中作用效果不同，O2能维持肉鲜红的色泽，N2作为惰性气体抑制延缓脂肪氧化、抑制微生物的生长，CO2具有抑制细菌生长的作用[1]。

气调包装与真空包装相比，在货架期上2种包装方式对货架期影响不明显，但气调包装更有利于产品形态的保持，减少由于压力引起的血水流出导致的产品色泽降低。

2.1.3.3 抗菌包装

低温肉制品在贮藏中，表面微生物逐渐增多，导致产品质量下降，因此，在包装材料中加入抗菌剂达到抗菌活性，包装材料中的抗菌剂在冷鲜肉保鲜过程中会逐渐释放到低温肉制品表面，与产品表面的微生物直接接触，抑制微生物生长繁殖，从而达到延长冷鲜肉货架期的目的[25]。

2.1.3.4 托盘包装

托盘包装是指以托盘为承载物，将包装件或产品堆码在托盘上的一种包装方式。托盘包装在肉制品保鲜中主要采用的是聚苯乙烯，上面再用PVE或PE膜覆盖[26]。尽管托盘包装简单、实用、经济，但托盘包装中的肉处于有氧的环境中，会导致肉的保质期大大缩短，因此，一般在商场中才会应用托盘包装，利于零售时冷鲜肉回复鲜红色泽和方便顾客选择。

2.1.4 冰温保鲜技术

冰温保鲜是指温度低于初始冰点(1～2℃)，但冰晶未生成，在这个过程中食品外部结冰，内部水被冻结，冰温保鲜与冷藏保鲜和冷冻保鲜相比可以降低储存和运输成本[27]。冰温保鲜过程中，冷鲜肉的呼吸系统新陈代谢和衰老受到抑制，但细胞在贮藏期间仍保持活性[28]。

冰温保鲜方式主要用于鱼类和家禽的保鲜，冷鲜肉保鲜中应用较少。冰温保鲜方法的主要优点是延长冷鲜肉的保质期，与普通保鲜相比保鲜时间能延长4倍[29]。

Vacinek[30]和Toledo(2010)研究发现，当家禽肉经过冰温保鲜处理并保持在4℃条件下时，不会出现质量问题。冰温保鲜能延长禽肉5周的货架期[31]。我国冰温保鲜技术起步较晚，温度的精准控制是目前该项技术的难点，温度波动1℃都会对产品货架期影响较大[32]。因此解决精准控制冷库温度恒定，是解决冰温保鲜技术大范围应用的一个策略。

2.2 防腐保鲜技术

保存胴体和冷鲜肉的最佳方法是抑制除嗜冷菌和孢子外的细菌生长，保鲜剂具有对冷鲜肉中微生物的繁殖、蛋白质氧化抑制作用，在冷鲜肉的运输和贮藏保鲜中，添加保鲜剂可以保持冷鲜肉的原有品质，从而延长冷鲜肉的货架期。在冷鲜肉的防腐保鲜中使用的化学防腐剂必须符合国标添加准则[33]，根据保鲜剂的来源不同，将保鲜剂分为化学保鲜剂和天然保鲜剂两大类。

2.2.1 化学保鲜剂

化学保鲜剂主要有乳酸及其盐类、山梨酸及其盐类、有机酸(柠檬酸、抗坏血酸、甲酸、乙酸)、混合磷酸盐等[33]，这些保鲜剂属于无公害保鲜剂。

乳酸对许多微生物都表现出较强的抗菌作用，如肉毒梭菌在生长过程中会降低冷鲜肉的pH值，从而干扰质子跨膜运输传递[34]，加入乳酸对肉毒羧菌具有较好抑制作用，能够有效防止因肉毒羧菌引起的冷鲜肉腐败。乳酸盐在肉类工业中也是广泛应用的一种抗菌剂，与乳酸在肉制品中的抗菌机制相同[34]。

抗坏血酸及其钠盐在肉类防腐保鲜中应用广泛，该类防腐保鲜剂具有较强的抗氧化性，能够氧化由水生成的活性氧，增强抗氧化剂铁的螯合作用[35]。张志强[36](2016)等研究发现1%异抗坏血酸钠和1%乙酸复合保鲜液浸泡冷鲜鸭脯肉30s后自然沥干，4℃贮藏，在挥发性盐基氮(TVB-N)、大肠菌群和菌落总数符合国家标准的前提下，可使其货架期达到9d。

山梨酸(2，4-己二烯酸)及其盐类在世界各地被广泛用作抑制细菌和真菌的肉类防腐剂，食品中0.3%山梨酸盐浓度就能达到抑制微生物的效果。山梨酸具有抑制肉品内部pH值升高的作用，E.Mani-López[34](2012)等指出，山梨酸盐能干扰细菌孢子萌发，抑制几种酶系统的活性，并干扰底物和电子传递机制。

González Fandos[37]和Dominguez(2007)研究发现，在4 ℃贮藏条件下，5%山梨酸钾能显著抑制家禽中的单核细胞增生李斯特菌。史崇颖[38](2011)等发现，在15 ℃贮藏条件下喷洒含有山梨酸钾、乙酸钠和氯化钠的溶液后，牛肉胴体的货架期延长至4d。

2.2.2 天然保鲜剂

天然防腐剂主要分为植物源、动物源和微生物源抗菌防腐剂3种。

2.2.2.1 植物源抗菌防腐剂

常见的植物源抗菌防腐剂主要包括香辛料及中药提取物。张强[39](2015)等研究发现洋葱、生姜和大蒜提取物均能够延长冷鲜肉的货架期。Vaithiyanathan[40](2011)等研究发现，0.02%石榴汁酚类溶液处理冷鲜鸡胸肉，鸡胸肉中TBARS值和微生物含量降低，好氧嗜冷菌生长被抑制，在4℃下储藏12d，仍具有良好的商品性。宫春波[41](2005)等利用鲜姜汁对冷鲜肉进行浸泡处理，于4℃条件下进行保鲜，实验结果表明，姜汁能有效抑制冷鲜肉表面细菌生长，同时经姜汁浸泡后的冷鲜肉，在风味上与对照组相比并无显著性差异。彭雪萍[42](2008)等采用肉桂提取物-肉桂醛对卤肉进行抑菌实验，实验结果表明肉桂提取物能有效抑制啤酒酵母的生长繁殖，且肉桂提取物的抑菌效果较山梨酸钾的抑菌效果较好，能够使卤肉的货架期延长7d左右。

2.2.2.2 动物源抗菌防腐剂

动物源抗菌防腐剂主要有壳聚糖、溶菌酶、乳铁蛋白、蜂胶和抗菌肽等。

研究发现壳聚糖能抑制多种细菌和真菌的生长[43]。壳聚糖是从甲壳类动物中提取出来的一种碱性多糖，具有较好的成膜性，应用于冷鲜肉的保鲜中能使冷鲜肉的货架期延长1周[44]。Cannarsi[45](2010)等研究发现，溶菌酶和EDTA在冷鲜肉保鲜方面具有协同作用，用两者混合保鲜液处理冷鲜肉，可以显著抑制细菌的生长，延长冷鲜肉的保质期。乳铁蛋白是一种天然抗菌蛋白，属于转铁蛋白家族，可以从各种外分泌物和其他人类和动物组织中分离出来[46]。乳铁蛋白是广谱的抗菌剂，对细菌、真菌、病毒均具有较强的抑制作用[47]。Naidu[48](2002)等研究发现活性乳铁蛋白(ALF)对30多种致病菌均具有较强的抑制作用。

2.2.2.3 微生物源抗菌防腐剂

微生物源抗菌防腐剂在冷鲜肉保鲜中应用较多的为乳酸链球菌素，天然抗微生物酶类物溶菌酶和氧化还原酶[49]。

乳酸链球菌素是由乳酸菌属的乳酸链球菌产生的一种细菌。乳酸链球菌素在酸性条件下溶解性和稳定性都比较好，作为一种广谱型抗菌剂，只需添加极少量就能抑制革兰氏阴性菌的活性。郑俏然[50](2013)等研究乳酸链球菌素、纳他霉素及ε-聚赖氨酸3种天然保鲜剂对调理猪肉的保鲜效果，实验发现，乳酸链球菌素与其他防腐剂相比效果较好，能有效延长调理猪肉的保质期。

纳他霉素是一种很强的抗真菌保鲜剂，纳他霉素由于溶解度低，被用作食品表面防腐剂以延长产品货架期，主要在奶酪、肉制品、葡萄酒、茶饮料及果汁中添加，它不会干扰其它食品组分，也不会带来异味[51]。在冷鲜肉的保鲜中，采用纳他霉素浸泡或喷涂肉类食品，来达到抑制微生物生长的目的。

防腐保鲜剂在冷鲜肉的保鲜中研究较多，研究发现防腐保鲜剂对冷鲜肉货架期具有积极的作用。其作用机理主要是杀灭或抑制微生物生长，抑制脂肪氧化，达到防腐保鲜的目的。

3 展望

肉是人类首选的动物蛋白，肉及肉制品的消费逐年增加。由于新鲜肉中水分含量高，营养价值丰富，极易受到微生物的污染；因此需要合适的保鲜方式对其进行保鲜。目前，国内外对冷鲜肉的保鲜方法研究众多。从冷鲜肉保鲜研究发现，选用具有协同效果的保鲜剂，对阻止细菌生长和脂肪氧化方面与单一保鲜剂相比效果较好。除此之外还需将保鲜方法与包装技术、冷链控制等综合运用，使用栅栏技术对引起冷鲜肉货架期的各种栅栏因子相结合，多种方式相互作用来延长冷鲜肉的货架期，从而更好地促进肉制品工业的发展。