生鲜肉制品包装与卫生安全：CO2的应用优势

畜禽刚宰杀不经冷却排酸过程而直接销售的肉称为热鲜肉。冷鲜肉是指宰后胴体经迅速冷却处理，在24 h内降低到0～4 ℃，并在低温下加工、流通和零售的生鲜肉，能有效抑制微生物的生长繁殖，确保肉品安全卫生。同时，冷鲜肉经历了较为充分的解僵成熟过程，质地柔软富有弹性，持水性及鲜嫩度好，提高了肉品的营养风味，因此，近年来在我国发展很快，已成为生鲜肉品流通销售的主流品种。

（一）生鲜肉保鲜包装机理

1.生鲜肉的变色机理及控制　生鲜肉的色泽是影响销售的重要外观因素，取决于肌肉中的肌红蛋白（Mb）和残留的血红蛋白的状态。肌肉缺氧时的肌红蛋白与氧气结合的位置被水取代，使肌肉呈暗红色或紫红色，当与空气接触后形成氧合肌红蛋白而使色泽变成鲜红色，如长时间放置或在低氧分压下存放，肌肉会因高铁肌红蛋白的形成而变成褐色。

影响肉色变化的主要因素有以下几方面。

（1）氧气分压　鲜肉表层以氧合肌红蛋白为主，呈鲜红色；中间层以高铁肌红蛋白为主，呈褐红色；下层以还原态肌红蛋白为主，呈紫红色，这是由于氧气在肌肉深层渗透过程中氧气分压逐渐下降造成的。如图8-3，环境中的氧气分压高时有利于形成较稳定的氧合肌红蛋白，氧气分压下降时还原成还原态肌红蛋白，并最终形成褐色的高铁肌红蛋白。鲜肉明亮的红色依赖于氧合肌红蛋白的深度，由氧气扩散率、氧气消耗状态、鲜肉表面氧气分压所决定。如果肉被保存在高氧环境（超过30 mm Hg），肌红蛋白自动氧化速度反而降低，表明生鲜肉高氧气调显著的保鲜效果。

（2）温度　贮藏温度高会促进肌红蛋白氧化、微生物生长加快、呼吸酶活性增强及脂肪迅速氧化，使包装中氧气分压降低，造成肌红蛋白的自动氧化，同时高温使氧气不易向肌肉深层渗透，肉中以高铁肌红蛋白为主的褐色层向肉表面靠近使肉色明显变褐，降低肉色货架保鲜期。相反，低温能促进氧气透过肉的表面，组织中的溶氧量也增加，有利于维持肌红蛋白的氧合形式；研究表明，包装牛肉每增加5 ℃，肉的变色率增加1倍，10℃时肉的变色率是0℃时的2～5倍，因此包装生鲜肉应尽可能贮存在低的温度下。

图8-3　氧气分压对肌红蛋白变化的关系曲线

（注：1 mmHg=133.322 Pa）

（3）微生物　微生物是商品销售中导致鲜肉褪色的主要原因。在微生物的对数生长期，需氧菌如荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌、弯曲假单胞菌、莱茵黄杆菌等迅速繁殖，并消耗大量氧气使肉表面氧气分压下降，促进高铁肌红蛋白大量形成而使肉色变褐色；有些细菌则会产生一些副产物如硫化氢、双氧水等，它们与不稳定的肌红蛋白反应生成硫血红蛋白、胆珠蛋白而改变肉色。因此，从提高生鲜肉的卫生安全性和延长肉色货架保鲜期两方面，都需要严格控制从屠宰到分割加工和包装的微生物污染。

2.生鲜肉的微生物变化及控制　生鲜肉的微生物存在不可避免。肉品上生长的微生物除一般杂菌外主要是一些致病菌和腐败菌，表8-4是肉中主要致病菌和腐败菌及其最低生长温度，可见主要致病菌如肉毒梭菌E型、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌在3℃时都已停止生长繁殖，不分泌毒素。

表8-4　一些致病菌和腐败菌的最低生长温度

冷却就是要将环境温度降到微生物生长繁殖最适温度范围以下，使肌肉组织在完成僵直、解僵、成熟过程中避免因微生物的生长繁殖而腐败变质。为保证生鲜肉品质，避免病原菌生长的危险，最好将肉冷却到0～3 ℃，并在此温度下流通贮藏。冷却到4℃并保持该温度也可抑制病原菌生长，超过7℃病原菌将成倍增长而无法保证产品质量。但是冷却不能抑制所有的腐败菌，在0℃左右腐败菌仍能继续繁殖，贮存时间稍长就会造成肉表面腐败，产生黏液和难闻的气味。

此外，包装内气氛环境对生鲜肉微生物也会产生明显影响，研究表明：假单胞杆菌、大肠杆菌是含O2气调包装中的优势菌，乳酸杆菌是高浓度CO2气调包装羊肉中的优势菌。酵母菌在气调包装羊肉中数量很少，而且在整个贮藏过程中，基本没有变化，说明酵母菌不是影响气调包装保鲜的主要微生物。假单胞杆菌大量繁殖，会分解肉蛋白质及其他营养物质，使肉表面发黏，产生臭气，并使肉腐败变质。大肠杆菌是含氧气调包装中的一种主要的腐败菌，是检验鲜肉安全性的一个重要指标，当大肠杆菌达到一定程度时，便开始降解氨基酸并产生臭味物质，使肉腐败变质。而高浓度CO2可明显抑制假单胞杆菌、大肠杆菌的生长，从而保证了鲜肉的安全性。

（二）生鲜肉气调保鲜包装

生鲜肉真空包装时因缺氧而呈现肌红蛋白淡紫红色，在销售时会使消费者误认为不新鲜，若在零售时打开包装让肉充分接触空气或再充入高氧混合气体，可在短时间内使肌红蛋白转变为氧合肌红蛋白，恢复生鲜肉的鲜红色。

气调包装保持较高氧气分压，有利于形成氧合肌红蛋白而使肌肉色泽鲜艳，并抑制厌氧菌的生长。据研究报道：氧分压大于8.00～9.33 kPa时生成较多的氧合肌红蛋白，大于32.00kPa时可有效促进肌肉中氧合肌红蛋白的生成；氧分压小于0.19 kPa时以肌红蛋白形式存在，在0.53～1.33 kPa时以高铁肌红蛋白的形式存在。因此，根据鲜肉保持色泽的要求，混合气体中氧的分压应大于32.00 kPa，亦即氧的混合比例应超过30%。氧合肌红蛋白的形成还与肉的表面潮湿情况有关，表面潮湿则溶氧量多，易于形成鲜红色。

CO2具有抑制细菌生长的作用，尤其在细菌繁殖的早期，可以达到延长货架期的目的。一般情况下，早期使用可以延长微生物的迟滞期，而已经进入对数成长期后再使用CO2则效果很差；低温可以使CO2在水中的溶解度大大增加，同时微生物的生命活性也大为降低，因此可以提高CO2的作用效果。综合考虑CO2易溶于肉内的水分和脂肪中以及复合薄膜材料的透气率，一般混合气体中CO2的混合比例应超过30%，才能起到明显的抑菌效果。

表8-5是不同气氛条件包装鲜羊肉在4℃贮存时羊肉的色泽变化：含O2组褐变出现较早，而100%CO2组延迟了褐变的时间，羊肉色泽保持时间长。可以认为，O2的加入使肉色最初呈鲜亮红色，但随着O2逐渐被消耗，包装内残存的少量O2会使肉发生严重褐变，而高浓度CO2可防止残存O2引起的肉色泽氧化褐变。(www.xing528.com)

表8-5　气调包装羊肉贮藏期色泽变化表

（续）

图8-4为不同气氛条件包装鲜羊肉在4℃贮存时羊肉的TVB—N（挥发性盐基氮）值变化：空气包装的羊肉保鲜期不到两周，75% CO2/25% O2混合气体包装羊肉的保鲜期为24 d，而高浓度CO2气调包装保鲜期可达28 d。

（三）现代冷鲜肉零售包装

图8-4　气调贮藏羊肉的TVB—N值变化

1.冷鲜肉零售包装　美国等发达国家将冷鲜肉零售包装称为“case-ready零售包装”，随冷鲜肉进入超级市场而逐渐普及。目前，冷鲜肉在屠宰后通过冷链进入超市销售平台，需要配备良好的运送贮存条件和包装，但即使是最能符合标准的超市，其销售平台的冷鲜肉分切包装室加工出来的肉品仍难达到国家认证的标准，且国内大部分超市还没有配备独立的冷鲜肉分切包装室，超市销售平台只是零售商而无专业肉品加工资格，超市人员将大块肉分切成肉块、肉片、肉丝、绞肉并称量包装、上架销售，这样的加工过程因销售平台配备、温度简单，超市人员流动和环境空气污染，很难保证冷鲜肉的卫生安全和新鲜品质。如何使肉品零售脱离传统的非专业无卫生安全保障的操作方式，而使零售商和肉品加工厂进行充分的专业分工，将是提高冷鲜肉安全高品质消费的重要课题。

case-ready冷鲜肉包装的观念是将目前超市销售平台的分割包装操作移至食品物流（配送）中心或专业肉品屠宰加工厂统一生产包装，保证case-ready零售包装产品的高品质和卫生安全，超市销售平台只做冷藏、上架、展示销售，可减少原料中无商品价值部分的损耗，增加超市冷藏库供货上架的弹性，减少因供货不及造成的销售损失。在美国，case-ready已完全形成成熟的商业模式，能有效提高生鲜肉的卫生安全性和延长肉色货架保鲜期，且逐渐为制造商带来稳定的商品及利润。

2.冷鲜肉零售包装形式　如上所说，case-ready是一种可大量中央处理、包装成超市销售的零售包装，其包装形式可为真空贴体包装（vacuum skin packaging）、真空收缩包装（vacuum shrunk packaging）、热成型（thermoform）包装。

case-ready包装包括气调包装（modified atmosphere packaging）和非气调包装。非气调包装是用一般透气包材来减少外界对冷鲜肉的污染和冷鲜肉外渗汁液对销售平台或消费者造成的污染。气调包装又可分成高氧包装（high oxygen packaging）和低氧包装（low oxygen packaging）。高氧包装用于生鲜红肌肉（fresh red meat）包装，通过高氧维持生鲜红肌肉的鲜红肉色。Cryovac公司建议的case-ready冷鲜肉与肉制品气调包装充气比例见表8-6。

表8-6　冷鲜肉与肉制品气调包装常用的气体混合比

case-ready零售包装常用材料主要有OPP/PE、PET/PE、PVDC/PE、PA/PE、EVAL/PE等。