鸡肉因其高营养价值和优良风味而广受消费者喜爱。相较于其他蛋白质丰富的畜禽肉及海产品，鸡肉价格较低，是物美价廉的蛋白质来源之一。冰鲜鸡胸肉因具有高蛋白、低脂肪、烹饪方便、风味留存性高等特点，迅速进入大众禽肉消费市场。但由于其高水分含量、高营养价值的特性，极易受到微生物污染，从而迅速腐败变质[1]，给企业带来经济损失的同时也极有可能损害消费者的身体健康，是家禽屠宰业亟待解决的难题。
可溶性气体稳定化（soluble gas stabilization，SGS）是一种依赖于CO2抑菌作用的新兴保鲜技术，是在包装前将样品置于高浓度CO2环境中，由于CO2可溶于水及液体脂肪且在较低的温度（0～4 ℃）下有较高的溶解性，因此可提前溶解至产品中以实现保鲜[2]。该技术可以抑制肉品中微生物的生长及感官理化指标的劣变。由于气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）中的主要抑菌气体同为CO2，且其抑菌效果随CO2浓度的增加而提高，因此将SGS技术作为MAP的预处理方式，可以加强MAP的抑菌效果，防止高含量CO2应用于MAP时造成的包装塌陷、包装效率低等问题。
冰鲜鸡从屠宰分割到包装运输，在冷库（0～4 ℃）中最多存放8 h。本研究将SGS预处理时间作为变量，探究冰鲜鸡胸肉经不同时间（1、3、5、7 h）SGS处理后结合MAP，其在整个贮藏期间的包装特性、微生物数量及理化指标的变化，为SGS技术在冰鲜鸡抑菌保鲜方面的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
当日屠宰分割的鸡胸肉取自广东省某大型肉鸡屠宰企业，品种为818肉杂鸡，45～50 日龄，平均体质量1.8～2.0 kg。所采用的MAP盒材料为高阻隔乙烯-乙烯醇共聚物多层共挤膜，阻隔参数：O2透过率＜5.1×1 0-1 2 m o l/（m2·s·P a），C O 2透过率＜1.5×10-11 mol/（m2·s·Pa），水蒸气透过率＜5 g/（m²·24 h）。
伊红美蓝琼脂培养基、月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤培养基、EC肉汤培养基 北京陆桥生物技术有限公司；微生物菌落总数计数测试片 3M中国有限公司；MAP盖膜（370）、MAP托盒（50） 温州市大江真空包装机械有限公司；无菌均质袋（11010203）比克曼（湖南）生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
NH20SJ021-4恒温箱 挪客宁波户外用品有限公司；KC-450电动抽（充）气自动包装机 上海义光有限公司；DGL-410气调包装机 温州市大江真空包装机械有限公司；游标卡尺（0.01 mm） 得力集团中国有限公司；CheckMate 4气体成分分析仪 美国Mocon公司；CR-400便携式色差仪 日本Konica Minolta公司；PHSTAR胴体肌肉pH计 德国Matthaus公司；LS-75HD高压灭菌锅 江阴滨江医疗设备有限公司；VORTEX 3微型漩涡混合仪 德国IKA公司；HZK-JA电子天平华志（福建）电子科技有限公司；ADX-SHP恒温培养箱猪仙子繁育科技广东有限公司；ShockMixer-1高速振荡均质机 广东环凯生物科技有限公司；SW-CJ-1FB超净工作台 沪净医疗器械上海有限公司；WP-Z-UV超纯水系统 广州市深华生物技术有限公司；XM60-HR水分测定仪 瑞士普利赛斯公司。
1.3 方法
1.3.1 样品预处理
从屠宰场取当日屠宰并分割完成的完整鸡胸肉，通过保温箱在1 h内运送至实验室。在无菌操作台中将鸡胸肉修整后切割成2 cm×2 cm×1 cm大小的块状样品，装入无菌聚乙烯复合袋中，每袋质量（200±2）g。置于（3±1）℃冷藏条件下保存，当天进行后续处理。使用电动抽（充）气自动包装机，将处理好的新鲜鸡胸肉样品的聚乙烯复合包装抽真空后充入食品级CO2（纯度＞99.9%），密封，在（3±1）℃冷藏条件下分别SGS处理1、3、5、7 h。将对照组样品与经过SGS处理的样品转移到气调包装机中进行包装。
1.3.2 贮藏实验
将鸡胸肉块样品分为5 组，各组样品处理条件如下：对照组：仅进行MAP（70% CO2＋30% N2）；S1＋M组：SGS处理1 h后进行MAP（70% CO2＋30% N2）；S3＋M组：SGS处理3 h后进行MAP（70% CO2＋3 0% N2）；S 5 ＋M 组：S G S 处理5 h 后进行M A P（70% CO2＋30% N2）；S7＋M组：SGS处理7 h后进行MAP（70% CO2＋30% N2）。
贮藏期间，所有样品存放于4 ℃冷库中，每天取样，测定其菌落总数，并分别于贮藏0、2、4、6、8 d取样，进行其他指标的测定。
1.3.3 包装塌陷程度测定
使用游标卡尺测定贮藏0、2、4、6、8 d所有组别的包装塌陷程度。将游标卡尺固定在包装盒上下两面的中心点处，测定包装盒底部中心到包装膜顶部（水平）中心厚度。以贮藏第0天的中心厚度作为对照，塌陷程度记为0 mm。每个样品进行3 次平行测定。
1.3.4 顶空CO2含量测定
使用气体成分分析仪对所有组别包装内CO2含量进行分析。测定前在包装膜表面覆盖橡胶泡沫隔膜，避免将环境中的气体成分引入气体分析仪。将注射器通过橡胶泡沫隔膜穿透包装膜，收集20 mL包装袋内的气体用于分析。
1.3.5 微生物数量测定
菌落总数的测定参照GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》中的方法进行。大肠杆菌总数的测定参照GB 4789.38—2012《食品微生物学检验 大肠埃希氏菌计数》中的第一法（大肠埃希氏菌MPN计数法）进行。
1.3.6 pH值测定
使用肉质专用插入式pH计进行样品pH值的测定。在测量之前，用同品牌提供的pH 4.6和pH 7.0校准溶液对仪器进行校准。同时，用温度计测定鸡胸肉块的中心温度，并在pH计的温度设置界面选择相应温度。完成预设定后，将pH计以相同角度插入鸡胸肉块内部进行测定。每个样品进行3 次平行测定。
1.3.7 色差值测定
使用便携式色差仪对鸡胸肉块样品的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）进行测定。选择光源为D65，视角为0°，观察区域直径为8 mm。色差仪在使用前需要用自带标准白板（mod CR-A43）进行校准。将各组鸡胸肉块从样品盒中取出，用滤纸拭去样品表面水分后进行测定。每个样品平行测定3 次。
1.3.8 水分含量测定
使用水分测定仪测定样品中的水分含量。首先将铝制托盘放入水分测定仪内，将鸡胸肉块从相应的样品盒中取出，使用滤纸轻拭掉肉块表面水分，用干燥剪刀剪取（1.00±0.05）g肉样，剪碎后平铺于铝制托盘内进行测定。
1.4 数据处理
所有测定设置重复数为3，结果以平均值±标准差表示。使用SPSS Statistics 26.0软件进行单因素方差分析，采用Duncan法进行多重比较（P＜0.05）。使用Origin 2021b软件进行图形绘制。
2 结果与分析
2.1 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间包装塌陷程度的影响
MAP在贮藏期间的塌陷程度与包装内CO2比例及贮藏温度有关。在4 ℃贮藏条件下，包装内的CO2会逐渐溶解于水分含量较高的鸡胸肉块中，包装内CO2分压降低，可能会导致包装塌陷[3]。由图1可知，所有经过SGS处理的样品组，其包装塌陷程度显著优于未处理组（P＜0.05）。对照组样品包装在贮藏第2天时包装塌陷程度较为严重，与第0天相比，包装盒的中心高度差为-3.91 mm，相同贮藏时间下，S1＋M、S3＋M、S5＋M、S7＋M组的中心高度差分别为-0.55、0.13、0.18、0.12 mm。SGS处理3～7 h的组别包装塌陷程度在整个贮藏期内无明显差异。这说明SGS处理将CO2提前溶解于鸡胸肉块中，在后续的MAP处理中，样品仅需要吸收包装内较少量的CO2即可保持样品内外的CO2平衡。对照组及S1＋M组的包装塌陷在贮藏第2～8天逐渐缓解，在贮藏后期，包装膜逐渐鼓起，出现涨盒现象，贮藏第8天，对照组的中心高度差达2.75 mm。这主要是由于各组鸡胸肉样品腐败变质，到达货架期终点（菌落数达到6（lg（CFU/g））），样品中大量微生物呼吸作用产气导致涨盒。而涨盒现象在S3＋M、S5＋M、S7＋M组中发展较为缓慢，这也得益于CO2的抑菌作用，有效延缓了鸡胸肉的腐败。
图1 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间包装塌陷程度的影响
Fig. 1 Effect of different SGS processing times on the degree of packaging collapse during storage after MAP
小写字母不同表示相同贮藏时间下不同样品组间差异显著（P＜0.05）。图2～6同。
2.2 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间包装内CO2含量的影响
CO2作为MAP内的抑菌气体，其包装内含量会直接影响贮藏期间的抑菌效果，同时也能间接反映SGS处理是否能有效将CO2提前溶解于肉样中。如图2所示，贮藏0 d时，包装内初始CO2含量随SGS处理时间的延长而提高，且均明显高于对照组，但各SGS处理组之间差异不显著。所有组别的鸡胸肉样品在到达货架期终点前，包装内CO2含量均逐日递减，这种趋势与CO2逐渐溶解于样品中以及包装的气密性有关[4]。在整个贮藏期间，对照组包装内的CO2体积分数从68.5%降低至62.9%，4 个SGS处理组包装内CO2体积分数分别从69.2%、69.6%、70.8%、70.5%降低至65.9%、65.1%、65.8%、66.3%。随着贮藏时间的延长，鸡胸肉中的微生物大量增殖并呼吸产气，导致包装的CO2含量有所增加[5]。与单纯的MAP相比，经过SGS处理后，样品包装内CO2含量在整个贮藏期间的波动相对平缓。
图2 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间包装内CO2含量的影响
Fig. 2 Effect of different SGS treatment times on CO2 content in packages during storage after MAP
2.3 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间微生物数量的影响
肉类失去食用价值主要是由于微生物生长繁殖导致的腐败及脂质、蛋白质氧化所导致的酸败[6]。由图3可知，5 组的初始菌落总数分别为：4.27、4.19、4.15、4.16、4.11（lg（CFU/g）），其中S3＋M、S5＋M、S7＋M 3 个处理组的初始菌落总数显著低于对照组（P＜0.05），而3 个处理组间无显著差异。仅进行MAP的对照组菌落总数在贮藏第4天超过了国家标准规定的6（lg（CFU/g）），其余SGS处理组的样品均在贮藏第5天超过此限值，即SGS处理能有效将冰鲜鸡胸肉块的货架期延长1 d。
图3 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间菌落总数的影响
Fig. 3 Effect of different SGS treatment times on TVC in chilled chicken during storage after MAP
大肠埃希氏菌又名大肠杆菌，主要通过动物的粪便污染屠宰后的动物胴体，是肉类微生物污染中较为常见的一种[7]。冰鲜鸡在屠宰过程中极易受到自身粪便中大肠杆菌的污染，而大肠杆菌作为一种条件致病菌，若不及时杀灭或抑制其生长繁殖，可能对消费者的身体健康造成威胁[8]。由图4可知，对照组样品的初始大肠杆菌数为2.55（lg（CFU/g）），SGS处理对大肠杆菌的初始数量无显著影响。贮藏4～8 d时，SGS处理组的大肠杆菌数显著降低（P＜0.05），且抑菌效果随SGS处理时间的延长而增加。贮藏第8天时，对照组的大肠杆菌数为5.32（lg（CFU/g）），其余4 个SGS处理组分别为5.28、5.15、4.94、4.83（lg（CFU/g））。SGS处理3～7 h对样品中大肠杆菌的增殖有显著抑制效果。SGS作为MAP的预处理技术，所发挥的抑菌作用主要是由于包装内的CO2抑制了大部分好氧菌及需氧菌的生长繁殖，同时CO2提供的微酸性环境也有效抑制了不耐酸微生物的生长。但想要获得更长的肉类货架期，还需要协同其他冷杀菌处理。
图4 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间大肠杆菌数量的影响
Fig. 4 Effect of different SGS treatment times on Escherichi coli count in chilled chicken during storage after MAP
2.4 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间pH值的影响
pH值作为判断肉类新鲜程度的重要指标之一，在肉类的腐败过程中实时变化，pH值会影响肉类的持水力和嫩度，从而影响肉类的食用品质[9]。如图5所示，在贮藏期间，所有组别样品的pH值均随贮藏时间的延长呈先下降后上升的趋势。原因是肉鸡在屠宰初期，肌肉无氧呼吸产生乳酸，使肉样pH值在屠宰后的一段时间内有所下降[10]。同时，SGS及MAP处理使包装内的CO2与肉样中的水分结合，生成碳酸等酸性物质。但随着样品中微生物的大量增殖，肉逐渐腐败，蛋白质分解为氨、胺类等碱性化合物，导致肉样pH值在后续贮藏期内逐渐升高[11]。在贮藏第0～4天，SGS处理组与对照组样品的pH值均在5.75～5.82范围内，且无显著差异，这表明不超过7 h的SGS处理对鸡胸肉块的pH值无显著影响。Mendes等[12]的研究也表明，CO2溶解于肌肉内部产生的碳酸不足以引起肌肉整体pH值的改变。在贮藏第6～8天，对照组与SGS处理组样品pH值接近并逐渐超过6.4，达到肉类腐败的临界pH值[13]。
图5 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间pH值的影响
Fig. 5 Effect of different SGS treatment times on pH in chilled chicken during storage after MAP
2.5 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间色差值的影响
肉色作为消费者评价肉类新鲜度中最为直观的指标，是各种肉类冷杀菌技术应用时需要参考的重要因素[14]。除了品种与个体差异外，肉色主要取决于肌肉的代谢状况，其中肌肉纤维的糖酵解和氧化过程对肉色影响最大[15]。肉色发生较大程度改变会直接影响肉的感官品质，从而影响消费者购买产品的欲望。由表1可知，所有实验组样品的L*在贮藏第0天无显著差异，但在贮藏第2～8天，4 个SGS处理组样品的L*均明显高于对照组。这可能是由于SGS处理导致肉样中的小部分水分外溢，附着于肉块表面，导致L*增加。有研究[16]表明，MAP中的CO2会导致肉色变暗、变红，这种现象在红肉中更为突出。随着贮藏时间的延长，所有样品的L*均有所下降。同时SGS处理对肉样初始的a*和b*无显著影响。在贮藏第4～8天，S7＋M组样品的a*显著低于其他组（P＜0.05），而所有组样品b*均无显著差异。综上可知，SGS处理可以显著提高贮藏期间鸡胸肉块的L*（P＜0.05），1～5 h的SGS处理不会导致样品a*和b*发生显著变化，Hur等[17]在研究高浓度CO2对冷藏条件下牛肉色差的影响时也得到了相同结果。
表1 不同SGS处理时间对MAP后冰鲜鸡胸肉贮藏期间色差值的影响
Table 1 Effect of different SGS treatment times on color of chilled chicken during storage after MAP
注：同行小写字母不同表示相同贮藏时间下不同样品组间差异显著（P＜0.05）。
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2.6 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间水分含量的影响
由于CO2可溶解于水和液体脂肪，且CO2在水中溶解会导致碳酸的形成，碳酸分解产生HCO3-和H＋，可能导致样品pH值降低，当pH值降低到样品中蛋白质的等电点时，蛋白质的持水能力下降，导致水分流失[18-20]。与此同时，水分的流失还会带走样品中部分水溶性蛋白[21]，造成肉类营养价值的下降。由图6可知，所有组别样品的水分质量分数均随贮藏时间的延长而逐渐下降，对照组从最初的70.93%降低至64.26%，S5＋M组从70.11%降低至63.25%。与对照组相比，贮藏4～8 d时，相同贮藏时间内，SGS处理1～5 h对肉样的水分含量无显著影响。贮藏后期，随着样品的逐渐腐败，部分蛋白质氧化降解导致其持水能力进一步下降，肉样水分质量分数维持在63.25%～64.26%之间[22]。
图6 不同SGS处理时间对MAP冰鲜鸡胸肉贮藏期间水分含量的影响
Fig. 6 Effect of different SGS treatment times on water content in chilled chicken during storage after MAP
3 讨 论
3.1 SGS处理对MAP冰鲜鸡胸肉包装的影响
本研究中，SGS后MAP所采用混合气体的比例为70% CO2＋30% N2。主要原因是与猪肉、牛肉和其他畜肉类相比，禽肉中血红素铁和肌红蛋白含量明显较低[23]，且新鲜鸡胸肉中的血红素铁含量仅为鸡腿和鸡翅的一半[24]。因此对鸡胸肉进行MAP时，对O2这类护色性气体的需求较低。在实际生产中，企业也往往选择在MAP中应用CO2比例更高的混合气体，以增强MAP的抗菌能力[10]。但值得注意的是，鸡肉MAP中的CO2含量与抑菌效果并非简单呈正相关，过高浓度的CO2极易引起肌肉组织吸水、质地变软或色泽暗淡，也可能促进厌氧菌（如肉毒杆菌）的生长。因此实际应用中需结合产品特性（如脂肪含量）、贮藏温度及目标微生物类型以确定最佳气体配比。
CO2含量及包装内顶空气体成分是MAP最为关键的参数。CO2作为一种稳定的无毒惰性气体，多数条件下不与食品中的成分反应，也不产生对人体有害的物质，是MAP中最常用的抑菌性气体。CO2能溶于水及液体脂肪，其溶解度随温度的降低和压力的上升而增大[25]。因此，MAP中高比例CO2带来良好抑菌性能的同时，可能会使包装中的CO2大量溶解于肉样中，最终导致外包装塌陷，从而影响产品外观及消费者的购买体验。张新笑等[18]研究证明，在含CO2的鸡肉MAP中，40% CO2＋60% N2的气体条件在包装塌陷的抑制效果方面显著优于60% CO2＋40% N2。但SGS作为MAP前的一种预处理方式，优点之一是能够将CO2提前溶解于水和脂肪含量较高的肉品中，提高后续包装内的CO2分压，改善高比例CO2可能导致的包装塌陷问题。Birkeland等[26]研究表明，SGS处理可显著提高鳕鱼片在贮藏期间包装内CO2的比例，并降低微生物数量。这在本研究结果中也有所体现，SGS处理提高了贮藏期内包装中的CO2含量，并显著降低了包装的塌陷程度。同时，SGS处理可以减小后续MAP的包装尺寸，提高包装效率，降低包装材料用量的同时也减少了运输成本[27]。贮藏末期，包装出现涨盒现象主要是由于微生物的大量繁殖与产气[28]。
3.2 SGS处理对MAP冰鲜鸡胸肉抑菌效果及理化品质的影响
SGS处理对冰鲜鸡初始菌落总数和大肠杆菌数的影响不显著，但其对整个贮藏期内冰鲜鸡块中的大肠杆菌有显著抑制效果（P＜0.05）。并且与单纯的MAP相比，SGS能将冰鲜鸡胸肉块的货架期有效延长1 d。这表明SGS处理对冰鲜鸡胸肉块有明显的抑菌效果，而这种抑菌保鲜作用主要来自于CO2提供的厌氧环境及CO2与肉样中的水结合形成碳酸，从而提供的微酸性环境[29]。Mendes等[12]研究表明，与真空包装的样品相比，SGS预处理能将黑鲈鱼的保质期延长2～3 d，且能更好地保持其原始的感官特征。
新鲜鸡肉的pH值会因肉鸡品种及鸡肉部位的不同而有所差异，但普遍分布在5.6～6.4之间。过量的CO2与样品中的水结合形成碳酸等酸性物质，可能导致肉样pH值降低。Abdalhai等[30]使用含60% CO2的混合气体包装牛肉，发现牛肉贮藏期间pH值降低。本研究发现，SGS处理（1～7 h）对冰鲜鸡贮藏初期的pH值无显著影响，贮藏后期因肉样腐败程度的不同而出现差异。这说明根据肉样及CO2浓度的不同，CO2与水反应后形成的酸性物质的扩散深度及影响程度也不同[31]。同时鲜肉的pH值也会直接影响肉的保水性，鲜肉的水分含量及保水性是衡量其品质的重要指标之一，许多水溶性的营养物质会随着水分的流失而损失，对样品的外观及营养成分均有显著影响[32]。有研究[12]表明，高浓度CO2环境会增加鲜肉中水分的流失，本研究结果表明，将SGS处理时间控制在1～5 h对样品在贮藏过程中的水分含量无显著影响（贮藏4～8 d）。但SGS处理时间超过5 h时可能会造成样品初始水分含量的下降。除理化品质外，消费者在购买冰鲜鸡时最先关注到的是鲜肉本身的色泽及外观，肉色作为肉质中最重要的外观特征，可以反映肉的质量与新鲜度[33]。鸡胸肉作为白肉，其外观颜色受CO2的影响较小，在实验中并未观察到SGS处理对冰鲜鸡胸肉a*和b*产生显著影响，但SGS显著提高了样品L*（P＜0.05），这是因为样品水分外溢，表面水分的增多使肉块的L*在短时间内有显著提高。
4 结 论
本研究以冰鲜鸡胸肉块为研究对象，探究SGS和MAP协同作用对冰鲜鸡贮藏期间鸡肉品质的影响。结果表明：SGS处理可显著提高贮藏期间（0～8 d）鸡胸肉块MAP内的CO2含量（P＜0.05）。同时，SGS处理可显著降低贮藏期间鸡胸肉块MAP的塌陷程度，且随SGS处理时间的延长，对包装塌陷的抑制作用逐渐提高。同时，SGS处理（3～7 h）可将冰鲜鸡块货架期延长1 d，这得益于CO2对好氧及需氧菌的抑制以及CO2提供的微酸性环境对不耐酸微生物的抑制。此外，SGS处理（1～7 h）对贮藏期内冰鲜鸡块的pH值、a*、b*无显著影响，但可以显著提高贮藏期间鸡胸肉块的L*（P＜0.05）。将SGS处理时间控制在5 h以内，对样品的水分含量无显著影响，即SGS处理不会对冰鲜鸡块的外观造成显著影响。整体来看，SGS预处理能够延长冰鲜鸡块的货架期，且对其理化性质及感官品质无显著影响。
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