在當今商品社會中，貨架壽命是個使用頻繁的術語。在食品行業(yè)，這是個十分重要的指標，因為它是廠商對流通期內商品質量功效的保證與承諾。
食品的貨架壽命是指從感官和食用安全的角度分析，食品品質保持在消費者可接受程度下的貯藏時間。食品作為人們生存所必需的能量和營養(yǎng)素的基本來源，除了滿足人們生理需要和營養(yǎng)衛(wèi)生要求外，還需要具有良好的質量。
消費者對食品質量的需求越來越高，少量的添加劑和環(huán)保的包裝來獲得感官性能好、營養(yǎng)價值高、健康、方便和貨架壽命長的食品成為更多消費者的選擇目標。但所有的食品在貯藏期間都會經(jīng)歷不同程度的變質。變質包括感官接受性、營養(yǎng)價值和食用安全性的降低等。
本質上來講，貨架壽命主要取決于四個因素即食品的組成結構、加工條件、包裝和貯藏條件。這些影響因素已被納入到食品安全和質量控制體系HACCP(危害分析關鍵控制點)中。食品是個復雜體系，其中生物、物理、化學的變化反應會同時進行，這些反應會導致食品的營養(yǎng)價值下降并產(chǎn)生不期望的副產(chǎn)物，甚至產(chǎn)生毒素。類似的反應在加工后的保藏過程中仍然會繼續(xù)發(fā)生，此時的反應速率取決于食品的內在性質、包裝類型、貯存及運輸條件等。
1、冷卻肉腐敗變質的原因
影響冷鮮肉腐敗變質的主要原因可歸納為三點：
①肉體表面微生物繁殖造成肉的腐敗變質。
其主要微生物在有氧的條件下主要是假單胞菌，真空條件下主要是厭氧和兼性厭氧的乳酸菌群和腸桿菌群。細菌大多數(shù)是生長在肉體表面，肉的表面細菌能夠分解蛋白質和其他營養(yǎng)物質，從而使肉體表面發(fā)黏，產(chǎn)生臭味，在短時間內腐敗變質。
②肉中肌紅蛋白氧化變色而影響肉的外觀顏色。
肉的顏色變化是由肌紅蛋白和殘留的血紅蛋白的化學狀態(tài)所控制。在冷藏保藏過程中，肌肉組織吸收空氣中的氧氣，使肉體組織結構發(fā)生變化。在貯藏前幾天，肌紅蛋白形成不穩(wěn)定的、使鮮肉具有鮮紅色的氧合肌紅蛋白，以后逐步形成穩(wěn)定的、使鮮肉具有暗紅色(棕色)的高鐵肌紅蛋白。
③因酶的作用引起肉品質量的腐敗變質。
溫度偏高使鮮肉及微生物中的各類酶類活性顯著增高，并使微生物所分泌到其周圍的酶類活性明顯增加，因而可有利各種酶促反應，使肉品腐敗變質。
1）微生物對肉制品的影響
肉品微生物污染受屠宰過程、隨后貯藏條件等很多方面的影響，內在和外在因素的結合與交互作用決定了肉品中微生物的生長。在正常情況下，由于冷卻肉始終處于0～4℃的低溫環(huán)境中，這些適冷細菌的生長受到了一定的抑制。然而，如果冷鏈系統(tǒng)不夠完善，在貯藏、運輸和銷售過程中出現(xiàn)控制不當，導致控制系統(tǒng)的變化或失敗使溫度升高，微生物會迅速增殖，加速鮮肉變質，甚至會對公共健康構成潛在的威脅。
2）外界環(huán)境對肉制品的影響
溫度可以引起脂肪及脂溶性成分的氧化，褐變從而導致品質下降；濕度會引起食品吸濕或脫濕，引起食品形態(tài)收縮變形；光線可以促進化學反應與食品的色、香、味的變化；在氧氣存在的情況下促進化學反應而引起食品品質變化；充填惰性氣體可以抑制此類化學反應，從而達到抑制食品品質下降的目的。
3）肉制品固有屬性對其的影響
食品的水溶性成分較高或吸濕時會發(fā)生褐變、溶解性及復原性降低，營養(yǎng)成分損失等。脂溶性成分較多時則在氧、光線等條件存在時，脂肪氧化發(fā)生變色、退色、風味變化、維生素損失等。有酶存在的食品中，食品水分含量較高或吸濕時容易導致酶活化，從而引起食品色、香、味的劣化等。
2、延長貨架期方法
1）真空包裝
①真空包裝簡介
真空包裝是指將產(chǎn)品裝入氣密性包裝容器，抽去容器內部的空氣，使密封后的容器內達到預定真空度的一種包裝方法。真空包裝通過保持包裝袋內缺氧環(huán)境，抑制許多腐敗性微生物的生長，減緩肉中脂肪的氧化，同時還可減少肉的失水，保持外觀整潔，從而延長肉制品的保質期。
②真空包裝的優(yōu)點
真空包裝的主要優(yōu)勢在于防護性好，密封性可靠，真空度高，殘留空氣少，能有效抑制細菌等微生物繁殖，避免內裝物氧化霉變和腐敗。
對于生鮮肉類來說，真空包裝還有以下優(yōu)點：
(1)防止變干。
包裝材料給水蒸氣屏蔽，防止干燥，使鮮肉表面保持柔軟。
(2)防止氧化。
抽真空時，氧氣和空氣一起排除，包裝材料和大氣屏蔽，使得沒有氧氣進入包裝袋中，氧化被徹底防止。
(3)防止肉香味的損失。
包裝材料能有效的阻隔易揮發(fā)性的芳香物質的溢出，同時也防止不同產(chǎn)品之間的傳味。
(4)避免冷凍損失。
包裝材料使產(chǎn)品與外界隔絕，因此冷凍時冰的形成和風干可將損失減少到最小的程度。
③真空包裝的缺陷
真空包裝的原理比較簡單：除去包裝中的氧氣，防止內容物性能發(fā)生改變(如食品變質)，一般而言，氧氣濃度小于1％，微生物的生長和繁殖速度會急速下降，真空包裝的低溫肉制品貨架期一般達一個月以上。然而，如果污染微生物，特別是活力強的致腐菌株會不斷生長繁殖，致使產(chǎn)品在貨架期內常發(fā)生腐敗，影響產(chǎn)品質量。
真空包裝不能抑制厭氧菌的繁殖和酶的反應引起的食品變質和變色，乳酸菌是真空包裝低溫肉制品中的主要腐敗菌。當?shù)蜏厝庵破愤M行真空包裝后，貯藏初期，這些腐敗菌用培養(yǎng)的方法常常不能檢出(<10cfu/g)，然而隨后產(chǎn)品卻快速腐敗，這樣的致腐特性增加了產(chǎn)品的腐敗率，給質量管理造成很大困難，產(chǎn)品安全亦受到嚴重威脅。所以有時需要結合其他輔助性方法，如冷藏、高溫殺菌、腌制等。
2）氣調保鮮
①氣調保鮮原理
氣調包裝的保鮮機理是用阻隔性好的包裝材料來保護食品，指用一定理想氣體組分充入包裝內，在一定的溫度條件下改善包裝內的環(huán)境成分，抑制微生物的生長和阻止酶引起的腐敗變質，達到保鮮防腐的目的，從而延長產(chǎn)品的貨架期。所用的氣體通常為二氧化碳、氧氣和氮氣或它們的各種組合，而每種氣體對鮮肉的保鮮作用不盡相同。一般通過充氣包裝的鮮肉類的貨架期可達到10～14d。
(1)二氧化碳充當細菌抑制劑。
二氧化碳是一種穩(wěn)定的化合物，無色、無味，對大多數(shù)需氧菌和霉菌的繁殖有較強的抑制作用。同時也可延長細菌生長的滯后期和降低其對數(shù)增長期的速度。
二氧化碳的抑菌作用，一是在高濃度二氧化碳的包裝袋內，二氧化碳取代了氧氣，高二氧化碳環(huán)境使大量好氣性微生物(如假單胞菌)生長受到抑制；二是由于二氧化碳，可溶于水中形成碳酸，降低環(huán)境中的pH值，使某些不耐酸的微生物失去生存的必要條件；三是通過對細胞的滲透作用。
在同溫同壓下二氧化碳在水中的溶解度是氧氣的6倍，滲入細胞的速率是氧氣的30倍，由于二氧化碳的大量滲入，會影響細胞膜的結構，增加膜對離子的滲透力，改變膜內外代謝作用的平衡，而干擾細胞正常代謝，使細菌生產(chǎn)受到抑制。二氧化碳滲入還會刺激線粒體ATP酶的活性，加快氧化磷酸化作用減少ATP，使機體代謝生長所需能量減少。
(2)氧氣的作用。
在氣調包裝中使用氧氣，主要是由于肌肉中肌紅蛋白與氧分子結合后，成為氧合肌紅蛋白而呈鮮紅色。因此，為保持肉的鮮紅色，包裝袋內必須有氧氣。自然空氣中含氧氣約20.9％，因此新切面肉表面暴露于空氣中則顯淺紅色。
據(jù)報道，當溫度為0℃，相對濕度99.3％時，氧分壓800±400Pa(0.4％氧氣～1.2％氧氣)時高鐵肌紅蛋白形成最多，氧氣必須在5％以上方能減少高鐵肌紅蛋白的形成。但據(jù)Bartkowski(1982)指出，氧氣必須在10％以上才能維持鮮紅，40％以上的氧氣能維持9d良好色澤。鮮紅的氧合肌紅蛋白的形成還與肉表面潮濕與否有關，表面潮濕，則溶氧量多，易于形成鮮紅色。
(3)氮氣的作用。
氮氣是惰性氣體，對被包裝物一般不起作用，也不會被食品所吸收。氮氣對塑料包裝材料的透氣率很低，因而可作為混合氣體緩沖或平衡包裝內氣體，并可防止因充入二氧化碳所造成的壓塌現(xiàn)象。
②氣調保鮮優(yōu)勢
氣調包裝是延長各類食品(包括冷卻肉)貨架期的最常用最有效的方法之一。合理的氣調包裝不僅可以保證肉品的衛(wèi)生質量，延長貨架期，還可對冷卻肉的感官質量產(chǎn)生良好影響。氣調包裝最常用的氣體成分主要是二氧化碳+氧氣+氮氣。
采用這種混合氣體主要是從控制微生物生長和感官質量(如色澤)角度考慮的。這種氣調包裝形式對鮮肉的保鮮效果主要取決于原料肉的初始菌數(shù)、二氧化碳的濃度、包裝袋內有無氧氣存在、包裝材料的通透性、貯存溫度以及氣體成分等。它通過引起細菌合成酶和酶反應速率的改變以及影響羧化反應和脫氨反應來起到抑制微生物的作用?；旌蠚怏w中配有一定比例的氧氣，是為了保持鮮肉的色澤和抑制致病菌的生長。
氣調包裝體系是一個封閉的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中同時存在著兩種過程：一是產(chǎn)品的生理系列化過程，即新陳代謝的呼吸過程；二是包裝材料透氣作用導致產(chǎn)品與包裝袋內氣體的交換過程，這兩個過程使氣調系統(tǒng)成為一個動態(tài)系統(tǒng)。
氣調包裝的原理可歸納為兩點：①破壞微生物賴以生長繁殖的環(huán)境；②能夠維持食品內部細胞一定的活性，保持一定程度的生鮮狀態(tài)。
食品貯藏主要有兩個影響因素，即需氧菌和氧化反應，兩者均需要氧氣。因此，要延長貨架期，就需要降低環(huán)境的氧氣含量。氣調包裝技術能夠在一定程度上彌補真空包裝的不足，進一步抑制微生物的腐敗。
③氣調包裝的注意事項
(1)鮮肉在包裝前的處理。
生豬宰殺后如果在0℃一4℃下冷卻24h，ATP停止活動后便產(chǎn)生排酸過程。這樣處理的冷卻肉，其營養(yǎng)和口感遠比速凍肉和熱鮮肉要好。此外，為了保證氣調包裝的保鮮效果，還必須控制好鮮肉在包裝前的衛(wèi)生指標，防止微生物污染。
(2)包裝材料的選擇。
氣調包裝應選用阻隔性良好的包裝材料，以防止包裝內氣體外溢，同時也要防止大氣中氧氣的滲入，通常選用PET、PP、PA、PVDC等作為基材的復合包裝薄膜。而衡量塑料薄膜對氣體的阻隔性，一般以透氣系數(shù)表示：透氣系數(shù)愈小，阻隔性愈好。另外，所有的包裝材料必須有足夠的機械強度，使其能承受抽真空時壓力的變化。同時還要求材料有一定挺度，以便包裝袋能自動張開充氣。
(3)產(chǎn)品儲存溫度的控制。
溫度對保鮮效果的影響來自兩個方面：一是溫度的高低直接影響肉體表面各種微生物的活動；二是包裝材料的阻隔性與溫度有密切的關系，溫度愈高，包裝材料的阻隔性愈低。因此，必須實現(xiàn)從產(chǎn)品、儲存、運輸?shù)戒N售全過程的溫度控制。
3、總結
目前真空包裝技術能抑制微生物生長，防止二次污染，減緩脂肪氧化速度，使肉品整潔，延長肉類產(chǎn)品的保質期。如果冷鮮肉通過真空包裝，保鮮有一定效果，但其色澤會呈現(xiàn)紫紅色，此技術不夠完美。
只有氣調包裝是一種較為理想的延長肉類食品貨架期的方法。氣調包裝技術以抑制微生物的生長，從而延長肉類食品貨架期。氣調包裝不僅能夠使肉色澤鮮紅，而且能夠顯著抑制腐敗微生物的生長繁殖，保證肉品的衛(wèi)生質量，還可以保持鮮肉類產(chǎn)品的良好的感官品質，明顯延長保質期。
