袁 璐，高 峰，周光宏*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點實驗室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點開放實驗室，江蘇 南京 210095)

高氧氣調(diào)包裝和真空包裝對冷鮮肉貯藏過程中保水性和脂質(zhì)氧化的影響

袁 璐1,2，高 峰1,2，周光宏2,*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點實驗室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點開放實驗室，江蘇 南京 210095)

研究高氧氣調(diào)包裝(80%氧氣和20%二氧化碳)和真空包裝對冷鮮豬肉保水性的影響。測定不同貯藏時間下的肉樣汁液流失率、蒸煮損失、水分分布情況、MDA水平和磷脂酶A2活性，并對各指標(biāo)之間進行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：在貯藏前6d，高氧氣調(diào)包裝組的汁液流失率、蒸煮損失、MDA水平和磷脂酶A2活性均低于真空包裝組；而在第9天時，高氧氣調(diào)包裝組的MDA水平和磷脂酶A2活性顯著高于真空包裝組(P＜0.05)；MDA水平與汁液流失率、蒸煮損失、T22面積比例以及磷脂酶A2活性之間的相關(guān)性分別為0.642、－0.521、－0.987、0.786，均達到極顯著水平(P＜0.01)。因此，在對冷鮮肉進行短時間貯藏時，高氧氣調(diào)包裝的冷鮮肉的保水性優(yōu)于真空包裝，不同的包裝方式能夠通過影響冷鮮肉的脂肪氧化水平和磷脂酶活性進而影響其保水性。

真空包裝；高氧氣調(diào)包裝；保水性；脂質(zhì)氧化；磷脂酶活性

氣調(diào)包裝是目前應(yīng)用較廣的肉類保鮮技術(shù)，該技術(shù)主要通過改變包裝內(nèi)的氣體環(huán)境，以達到抑制微生物的生長和繁殖的目的，進而延長產(chǎn)品的保質(zhì)期[1]。傳統(tǒng)的調(diào)包裝主要為低氧氣調(diào)包裝，由于其氧氣含量過低，往往會導(dǎo)致肉品表面顏色黯淡，且厭氧菌大量繁殖會縮短商品的貨架期。因此，該包裝方式已無法滿足消費者對冷鮮肉品質(zhì)的要求。高氧氣調(diào)包裝是指以80% O2和20% CO2組合的方式對商品進行包裝，一方面高濃度氧氣的存在可以使冷鮮肉保持亮紅色，另一方面二氧化碳的存在也可以抑制微生物的生長而延長貨架期[2-3]。Seyfert等[4]研究發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝方式可以使牛肉保持亮紅色因而受到消費的喜歡。但是，目前關(guān)于高氧氣調(diào)包裝方式的研究多集中在對肉色的影響研究，而對保水性的影響研究還較少。

保水性作為一項重要的肉質(zhì)指標(biāo)不僅影響肉的多汁性，更直接影響肉類行業(yè)的經(jīng)濟利益。因此，對于如何提高冷鮮肉的保水性在肉類零售業(yè)中有重要的意義[5]。更重要的是，新鮮肉類的保水性還影響肉表面水分的滲出并最終影響消費者在選購鮮肉時的購買欲望，如何保持新鮮肉在流通過程中顏色與持水穩(wěn)定性之間的平衡成為各國學(xué)者研究的目標(biāo)之一。雖然肉顏色和保水性之間存在很大的關(guān)聯(lián)，但是，它們各自生物化學(xué)特性之間存在很大的區(qū)別[6-8]。影響肉保水性的因素很多，包括基因型[9]、成熟過程[10]、冷卻速度[11]等。另外，由于高氧氣調(diào)包裝的氧氣濃度很高，存在是否會導(dǎo)致冷鮮肉在貯藏過程脂肪氧化程度加劇進而對保水性產(chǎn)生影響的問題。肌肉中水分的存在位置主要是肌原纖維內(nèi)部、肌原纖維和細胞膜之間，細胞膜結(jié)構(gòu)與功能的正常與否會對肌肉的保水性產(chǎn)生重要的影響。細胞膜的主要結(jié)構(gòu)主要是磷脂雙分子層，同時存在脂肪氧化以及降解磷脂的磷脂酶活性是否會對細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響進而影響保水性的問題。

因此，本實驗以真空包裝為對照，研究高氧氣調(diào)包裝的冷鮮肉在冷藏過程中其保水性的變化，并通過測定脂肪氧化水平和磷脂酶活性，探討其與肉的保水性之間的相關(guān)性，為高氧氣調(diào)包裝對肉的保水性的影響提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

冷鮮豬肉豬背長肌 江蘇省南京市南京蘇食物流中心。

乙醇、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氯化鈉、EDTA均為分析純；PP熱成型盒；PA/PE復(fù)合封口膜；PA/PE復(fù)合真空包裝袋。

MAP-360型氣調(diào)包裝；丙二醛(MDA)含量測試盒 南京建成生物工程研究所；cPla2試劑盒 Cayman化學(xué)公司。

1.2 方法

1.2.1 冷鮮肉的處理

去除冷鮮肉表面肌膜和結(jié)締組織，將肉樣切成厚2.5cm、質(zhì)量150g左右的肉塊并稱準確質(zhì)量，記為m0，隨機分為兩組分別進行高氧氣調(diào)包裝包裝和真空包裝，取其中一塊立即進行各項指標(biāo)的測定，每組設(shè)置5個平行實驗。

1.2.2 冷鮮肉的包裝

高氧氣調(diào)包裝：首先將冷鮮肉放入PP熱成型盒中，采用氣調(diào)包裝機進行包裝(O2:CO2＝4:1，V/V)，170℃封口，氧氣透過率＜100cm3/(m2·24h·atm)；真空包裝：采用PA/PE材質(zhì)的真空包裝袋對肉樣進行真空包裝。將兩種包裝的冷鮮肉在4℃貯藏9d，分別在第1、3、6、9天取樣進行各項指標(biāo)的測定

1.2.3 汁液流失率的測定

分別在第1、3、6、9天打開包裝袋，用濾紙吸干肉樣表面的水分并稱質(zhì)量，記為m1，測定汁液流失率。

1.2.4 蒸煮損失的測定

取5cm×3cm×2cm大小的肉樣，準確稱質(zhì)量記為m2，用塑封袋密封后放入80℃水浴加熱至肉樣中心溫度為70℃，取出肉樣，冷卻至室溫后再次稱質(zhì)量為m3，測定蒸煮損失。

1.2.5 低場核磁共振分析冷鮮肉中的水分分布

樣品制備：取1g左右體積約為1cm×1cm×1cm的肉塊，放入檢測管中進行核磁共振檢測。

核磁共振實驗：將檢測管放入樣品池中，打開核磁共振分析軟件進行核磁測定。測定參數(shù)為：室溫24℃，共振頻率主頻率為22MHz，回波時間τ值為300μs，共掃描1800個回波數(shù)，重復(fù)掃描16次。自旋-自旋弛豫時間T2用CPMG序列進行測量，每個樣品重復(fù)測試3次。

1.2.6 硫代巴比妥酸(TBARS)值的測定

脂肪氧化產(chǎn)生的物質(zhì)用MDA值的大小來衡量。取1g肉樣，去除可見的肌間脂肪和結(jié)締組織，放入離心管中，加入9mL 0.86%生理鹽水，8000r/min勻漿3次，每次5s；在4℃條件下，2000r/min離心15min，取上清液待測。MDA值用丙二醛(MDA)含量測試盒進行測定，并用雙縮脲法測定上清液的蛋白質(zhì)含量。

1.2.7 磷脂酶活性的測定

磷脂酶活性用cPla2試劑盒測定，主要測定磷脂酶A2活性。取2g肉樣，去除可見肌間脂肪和結(jié)締組織，加入25mL 50mmol/L冰冷的磷酸鹽緩沖液(包含1mmol/L EDTA，pH7.4)，1700r/min勻漿，每次3s，勻3次；在4℃條件下，10000×g離心15min，取上清液待測。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件對試驗所得的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan多重比較對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對冷鮮肉汁液流失率的影響

冷鮮肉在貯藏的過程中，水分從中滲出導(dǎo)致其質(zhì)量減輕從而產(chǎn)生汁液流失。汁液流失不僅直接影響肉類行業(yè)的經(jīng)濟效益，并且，汁液流失也會導(dǎo)致很顯著的蛋白質(zhì)損失[12]。因此，降低冷鮮肉貯藏過程中的汁液流失率肉類零售業(yè)中有重要的意義。

圖1 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉汁液流失率的變化Fig.1 Change of drip loss in chilled pork with vacuum and high-oxygen modified atmosphere packaging with storage time

冷鮮肉在貯藏過程中，水分的滲出導(dǎo)致其質(zhì)量減輕從而產(chǎn)生汁液流失。由圖1可見，在9d貯藏期內(nèi)，兩種包裝的肉樣的汁液流失率總體上呈上升趨勢，而真空組的始終大于高氧氣調(diào)包裝組，且在第3、6、9天時差異顯著(P＜0.05)。

2.2 對冷卻肉蒸煮損失的影響

圖2 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉蒸煮損失的變化Fig.2 Change of cooking loss in chilled pork with vacuum and high-oxygen modified atmosphere packaging with storage time

由圖2可見，在9d貯藏期內(nèi)，兩種包裝的肉樣的蒸煮損失總體上呈下降趨勢，而真空包裝組的始終大于高氧氣調(diào)包裝組，且在第1、3天時差異顯著(P＜0.05)。

2.3 對貯藏期間冷鮮肉中不易流動水比例的影響

圖3 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉T22峰面積的變化Fig.3 Change of T22 area ratio in chilled pork with vacuum and high-oxygen modified atmosphere packaging with storage time

冷鮮豬肉的T2弛豫共出現(xiàn)3個峰，在1～10ms內(nèi)出現(xiàn)第一個峰，為T21，約占總水分的1%～2%；在10～100ms處出現(xiàn)一個較大的峰T22，占總水分的90%～97%，100～300ms之間出現(xiàn)T23峰，約占總水分的1%～5%。其中對保水性起作用的主要是T22。由圖3可見，在冷藏過程中T22所表示的不易流動水有上升的趨勢，在第1、3天時，高氧氣調(diào)包裝組的不易流動水的比例高于真空包裝組，且在第3天差異顯著(P＜0.05)；而在第6、9天時，真空組的較高氧氣調(diào)包裝組高，但未達到顯著水平(P＞0.05)。

圖4 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉T23弛豫時間的變化Fig.4 Change of T23 relaxation time in chilled pork with vacuum and high-oxygen modified atmosphere packaging with storage time

由圖4可見，冷藏期間兩種包裝方式的T23弛豫時間均有增加，且真空包裝組的增幅大于高氧氣調(diào)包裝組；在第3、6、9天時真空包裝組的T23弛豫時間大于高氧氣調(diào)包裝組，但均未達到顯著水平(P＞0.05)。

2.4 對冷鮮肉脂肪氧化的影響

由圖5可見，冷藏期間兩種包裝方式的MDA值在前6d時變化不明顯，但真空組的始終大于高氧組，但均未達到顯著水平(P＞0.05)；第9天時兩種包裝方式的MDA值均顯著增大，且高氧組的顯著大于真空組(P＜0.05)。

圖5 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉MDA的變化Fig.5 Change of MDA content in chilled pork with vacuum and highoxygen modified atmosphere packaging with storage time

2.5 對冷卻肉磷脂酶A2的影響

圖6 真空和高氧氣調(diào)包裝條件下貯藏冷鮮豬肉磷脂酶A2的變化Fig.6 Change of phospholipase A2 in chilled pork with vacuum and high-oxygen modified atmosphere packaging with storage time

由圖6可見，冷藏期間兩種包裝方式的磷脂酶A2活性有增加的趨勢，在第1、3、6天時真空組的顯著大于高氧氣調(diào)包裝組(P＜0.05)，第9天時顯著小于高氧氣調(diào)包裝組(P＜0.05)。

2.6 各指標(biāo)間相關(guān)性分析

表1 各指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of physiochemical indices of chilled pork

由表1可知，使用傳統(tǒng)的方法與使用低場核磁共振的方法所測得的冷鮮肉的保水性之間存在顯著的相關(guān)性。汁液流失率與T23弛豫時間的相關(guān)性為0.439，蒸煮損失與T22面積比例、T23弛豫時間的相關(guān)性為－0.398、－0.311，呈顯著負相關(guān)。MDA水平與汁液流失率、蒸煮損失以及T22面積比例之間均存在極顯著的相關(guān)性，與磷脂酶A2之間的為0.786，達到極顯著水平。

3 討 論

目前，有很多關(guān)于使用低場核磁共振技術(shù)來分析肉尤其是豬肉中水分的分布與含量[13]的報道。研究肉品水分分布的核磁共振儀主要是氫質(zhì)子的低場核磁共振成像分析儀；水是肉的組成成分，構(gòu)成水的氫原子在有電荷存在的情況下繞核旋轉(zhuǎn)并且同時不停的自轉(zhuǎn)，與線圈通過電流會產(chǎn)生磁場一樣，所以，可以把氫原子核看成是小磁鐵，把生物組織的試樣看成是由無數(shù)微小的氫原子核組成的[14]。這些微小的原子核磁鐵在磁場中有的處于高能態(tài)，有的處于低能態(tài)，比較符合玻爾茲曼平衡[15]。對樣品施加射頻脈沖，使氫質(zhì)子發(fā)生共振，低能態(tài)氫質(zhì)子就可能躍遷到高能態(tài)。停止射頻脈沖后，質(zhì)子以非輻射的方式回到基態(tài)而達到玻爾茲曼平衡的時間就是弛豫時間。通過分析縱向弛豫時間T1和橫向弛豫時間T2，可以得到很多樣品內(nèi)部的信息。肉品水分的研究主要利用橫向弛豫時間T2[16-18]。一般地，T2可分為T21(0～10ms)、T22(10～100ms)、T23(＞100ms)。所以弛豫時間可以間接的表明水分的自由度，從而可以用核磁共振研究肉品中水分的分布和流動，進而研究肉品品質(zhì)變化的機理。根據(jù)宰后生鮮肉品中氫質(zhì)子的弛豫時間的分布，可以表明肌肉組織中存在的多個水分群，而且可以探測宰后肌肉中水分的分配和移動。T1和T2能夠提供與水分子的結(jié)合力和移動相關(guān)的信息，用CPMG序列測定生鮮肉品的橫向弛豫時間，通過反演程序可以得到多個不同橫向弛豫時間(T2s)。Hazlewood等[19]用核磁共振對肉品進行研究得出結(jié)論：肉品中至少含有3種不同的水分。一般認為，T2可以分為T21(0～10ms)、T22(10～100ms)、T23(100ms以上)分別可以對應(yīng)肌肉中的結(jié)合水、不易流動水和自由水[20]。生鮮肉中氫質(zhì)子的弛豫時間越短說明水分與底物的結(jié)合越緊密，弛豫時間越長說明水分越自由[21]。從本實驗結(jié)果可以看出，汁液流失率與T23(自由水弛豫時間)的相關(guān)系數(shù)為0.439，說明了汁液流失率所流出的主要是自由水。主要原因可能是，隨著宰后時間的延長，pH值下降，當(dāng)pH值接近等電點時(5.0～5.4)時，凈電荷數(shù)達到最近，這時蛋白質(zhì)之間互相吸引，降低了對水分的吸引，導(dǎo)致肌原纖維之間的距離縮短，水分由細胞內(nèi)流到細胞外，導(dǎo)致自由水的含量升高，水分從肌肉中流出。這與Bertram等[22]的研究結(jié)果一致。

以往的研究表明，高氧氣調(diào)包裝會導(dǎo)致貯藏過程中肉品脂肪氧化的加劇，進而導(dǎo)致肉的多汁性變差。例如Jayasingh等[23]研究發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝的碎牛肉在貯藏第10天時，脂肪氧化水平極顯著大于托盤包裝；O,Grady等[24]采用80%氧氣和20%二氧化碳組合對牛肉塊和碎牛肉進行包裝，在10d貯藏期內(nèi)，碎牛肉的TBARS值在前4 d時顯著小于空氣中貯藏的牛肉，而牛肉塊的TBARS值在整個貯藏期內(nèi)始終大于空氣中貯藏的牛肉。本研究結(jié)果顯示，高氧組的MDA值在前6d小于真空組，而在第9天顯著大于真空組。這可能是由于高氧氣調(diào)包裝的氧分壓高，激活了肉中一些抗氧化酶的活性，從而減慢了脂肪氧化的速度。酶作為細胞的組成成分，其催化活性和含量受到多方面的調(diào)控，例如，酶的生物合成的誘導(dǎo)和阻遏、激活物和抑制物的調(diào)節(jié)作用、代謝物對酶的反饋調(diào)節(jié)、酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)以及酶的化學(xué)修飾等[25]。隨著反應(yīng)時間的延長，抗氧化酶的活性逐漸降低，而環(huán)境中氧分壓始終保持在較高水平[26]，從而使得氧化作用不斷增強，氧化產(chǎn)物迅速積累。從表1可以看出，MDA值與汁液流失率、蒸煮損失以及T22面積比例之間均存在極顯著的相關(guān)性，尤其是與T22之間的相關(guān)性達到－0.987。究其原因，可能由于在冷藏過程中，脂肪的氧化破壞了細胞膜的完整性，使得細胞內(nèi)的水分更易于向細胞膜外流失，從而降低了肉的保水性。

磷脂酶是一種存在于細胞膜上可降解磷脂的酶，共有4種，其中起主要作用的是磷脂酶A2。Lambert等[27]通過體外培養(yǎng)豬的成肌細胞發(fā)現(xiàn)，鈣離子和氧可以調(diào)節(jié)磷脂酶A2的活性，如宰后動物肌肉組織缺氧以及肌槳中鈣離子濃度升高均可以激活磷脂酶A2，且磷脂酶A2的活性與保水性之間有重要的作用。Cheah等[28]研究發(fā)現(xiàn)氟烷敏感豬的肌肉有較高的磷脂酶A2活性。另外，脂肪氧化產(chǎn)生的自由基也能激活磷脂酶A2，激活后的磷脂酶A2能夠降解磷脂，從而使細胞膜的通透性發(fā)生改變，細胞內(nèi)維持滲透壓的鉀離子、硫磺酸等流到細胞外，使細胞外形成高滲狀態(tài)，導(dǎo)致細胞內(nèi)水分大量的外流從而形成汁液流失[29]。本研究結(jié)果表明，MDA值與磷脂酶A2活性之間的存在極顯著的正相關(guān)(0.786)，與以往的研究結(jié)果相似。

4 結(jié) 論

在貯藏的前6d，高氧氣調(diào)包裝組的汁液流失率、蒸煮損失、MDA水平和磷脂酶A2活性均低于真空包裝組；而在第9天時，高氧氣調(diào)包裝組的MDA水平和磷脂酶A2活性顯著高于真空包裝組(P＜0.05)；MDA值與汁液流失率、蒸煮損失、T22面積比例以及磷脂酶A2活性之間的相關(guān)性分別為0.642、－0.521、－0.987、0.786，均達到極顯著水平；因此，在對冷鮮肉進行短時間貯藏時，高氧氣調(diào)包裝的冷鮮肉的保水性優(yōu)于真空包裝，不同的包裝方式能夠通過影響冷鮮肉的脂肪氧化水平和磷脂酶活性進而影響其保水性。

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Effects of High Oxygen Modified Atmosphere Packaging and Vacuum Packaging on Water-Holding Capacity and Lipid Oxidation of PorcineLongissimus dorsiduring Chilled Storage

YUAN Lu1,2，GAO Feng1,2，ZHOU Guang-hong2,*
(1. College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China；2. Key Laboratory of Meat Processing and Quality Control, Ministry of Education, Key Laboratory of Animal Products Processing and Quality Control, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The effects of high-oxygen modified atmosphere packaging (80% O2 + 20% CO2) and vacuum packaging on the waterholding capacity of porcineLongissimus dorsiwere investigated. Drip loss, cooking loss, water distribution, MDA, phospholipase A2activity were measured and their correlations were analyzed. Vacuum packaging could result in reduced water-holding capacity, and increased MDA content and phospholipase A2 activity on the 6thday. High-oxygen modified atmosphere packaging provided higher MDA content and phospholipase A2 activity than vacuum packaging on the 9thday. The correlation coefficients of MDA with drip loss, cooking loss andT22 area ratio were 0.642, －0.521, －0.987 and 0.786, respectively. Therefore, high-oxygen modified atmosphere packaging is a better system than vacuum packaging and can provide longer shelf life. The better system can affect the water-holding capacity of pork by influencing lipid oxidation and phospholipase A2 activity.

vacuum packaging；high-oxygen modified atmosphere packaging；water-holding capacity；lipid oxidation；phospholipase activity

TS251.5

A

1002-6630(2012)18-0307-05

2011-06-23

袁璐(1988—)，女，碩士研究生，主要從事動物營養(yǎng)與肉品品質(zhì)方面的研究。E-mail：2009105077@njau.edu.cn

*通信作者：周光宏(1960—)，男，教授，博士，主要從事肉品質(zhì)量控制研究。E-mail：ghzhou@njau.edu.cn