我國(guó)肉類產(chǎn)品全冷鏈物流技術(shù)研究進(jìn)展

曹 斐 施 鋮 陳澤鵬 梁培炎 蔣 虹 王培宇*

（1.長(zhǎng)虹美菱股份有限公司 合肥 230000；2.威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司 廣州 510663）

引言

肉類是從動(dòng)物身體中提取的食品，是人們?nèi)粘ｏ嬍持械闹饕鞍踪|(zhì)來(lái)源，同時(shí)也是人體必需的維生素和礦物質(zhì)，如鐵、鋅、維生素B12等的主要來(lái)源。肉類在各種文化和飲食習(xí)慣中都扮演著重要的角色，我國(guó)是全球最大的肉品消費(fèi)國(guó)，其中豬肉、家禽肉和牛肉為三大消費(fèi)肉類，是人們最為關(guān)注的肉類。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于肉類的色澤、氣味及質(zhì)構(gòu)等感官品質(zhì)有了新的要求。表1為我國(guó)近5年的肉類產(chǎn)量。

表1 我國(guó)2018～2022年肉類產(chǎn)量

2020年我國(guó)的冷鏈運(yùn)輸市場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)3 800億元[1]，2021年底，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了我國(guó)歷史上第一個(gè)冷鏈物流領(lǐng)域的五年規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)了冷鏈物流在維護(hù)食品質(zhì)量、提高食品安全和滿足民生需求方面的關(guān)鍵作用[2]，這意味著未來(lái)的冷鏈物流市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。冷鏈物流對(duì)物品的品質(zhì)影響是至關(guān)重要的，其實(shí)肉類冷鏈物流是一種專門用于冷藏和冷凍類肉品的物流管理系統(tǒng)，其主要目的是確保在整個(gè)供應(yīng)鏈中，肉類的品質(zhì)和質(zhì)量能夠得到最大程度的保障，同時(shí)減少損耗和浪費(fèi)[3]。

隨著人們生活水平的提高，我國(guó)居民的飲食逐漸轉(zhuǎn)向更多的動(dòng)物蛋白質(zhì)，如肉類，而不僅僅是植物性食品。這增加了肉類的需求，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了肉類冷鏈物流的重要性。肉類的自溶以及微生物的影響會(huì)導(dǎo)致肉類鮮度發(fā)生變化[4]，尤其在冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中，其品質(zhì)會(huì)受到一定程度的影響，以致影響消費(fèi)者的體驗(yàn)，甚至發(fā)生食品安全問(wèn)題。在發(fā)達(dá)國(guó)家，鮮肉冷鏈流通率接近100 %，我國(guó)冷鏈物流起步晚，鮮肉冷鏈流通率目前僅有15 %[5]，但隨著市場(chǎng)需求的增加和政府的支持，預(yù)計(jì)冷鏈物流行業(yè)將繼續(xù)增長(zhǎng)和發(fā)展。本文對(duì)我國(guó)的肉類冷鏈物流的現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，為我國(guó)的冷鏈物流行業(yè)提供更多理論支持，圖1為肉類加工冷鏈物流示意圖。

圖1 肉類加工冷鏈物流示意圖

1 肉類冷鏈物流主要技術(shù)建設(shè)

1.1 殺菌技術(shù)

肉類冷鏈中的殺菌技術(shù)是為了確保肉類產(chǎn)品在冷藏或冷凍過(guò)程中的安全性和保質(zhì)期而采取的一項(xiàng)重要步驟，殺菌過(guò)程主要在冷鏈加工之前，主要分為熱殺菌技術(shù)和非熱殺菌技術(shù)。其中熱殺菌技術(shù)主要有熱水滅菌和高溫瞬時(shí)滅菌等，非熱殺菌技術(shù)主要有化學(xué)劑滅菌、超聲波滅菌、輻照滅菌、超高壓滅菌等。

1.1.1 熱殺菌技術(shù)

1）熱水滅菌

這是一種傳統(tǒng)的滅菌方法，通常用于肉類表面的處理。肉類在熱水中浸泡一段時(shí)間，高溫可以殺死細(xì)菌和微生物，然后肉類會(huì)迅速冷卻以防止過(guò)熱，以延長(zhǎng)肉類的保質(zhì)期并確保其安全性。

2）高溫瞬時(shí)滅菌

這種方法通常用于肉制品的液體產(chǎn)品，如肉汁等。高溫可以破壞微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，當(dāng)食品在高溫下暴露一段時(shí)間后，微生物中的蛋白質(zhì)和核酸會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p害，導(dǎo)致微生物死亡。產(chǎn)品在高溫下處理完畢，會(huì)迅速冷卻，以防止過(guò)度加熱和殺菌?？焖倮鋮s可以幫助維持產(chǎn)品的風(fēng)味和質(zhì)地，同時(shí)防止微生物在冷卻過(guò)程中重新污染。

1.1.2 非熱殺菌技術(shù)

1）化學(xué)劑滅菌

一些肉類產(chǎn)品可能會(huì)使用化學(xué)滅菌劑，如過(guò)氧化氫或酸類，來(lái)消毒表面或防止微生物的生長(zhǎng)。這些化學(xué)物質(zhì)需要在適量下使用，以確保產(chǎn)品的安全性和符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

2）超聲波滅菌

在肉品工業(yè)中，超聲波技術(shù)是一種新型的加工和殺菌方法。超聲波是一種機(jī)械波，其頻率高于人類聽覺(jué)的閾值，可分為低頻高強(qiáng)度和高頻低強(qiáng)度。低頻高強(qiáng)度超聲波可以產(chǎn)生物理（如微射流和剪切力）和化學(xué)抑菌效應(yīng)。超聲波滅菌是通過(guò)利用超聲波的振動(dòng)產(chǎn)生微射流、剪切力以及細(xì)胞內(nèi)空化效應(yīng)[6]，并作用于微生物，導(dǎo)致細(xì)胞膜薄化及細(xì)胞壁破裂，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)DNA損傷以及細(xì)胞滲透壓降低，最終使微生物失活或被去除，實(shí)現(xiàn)食品的滅菌和保鮮。

3）輻照滅菌

輻照能是指由高能電子束或射線所產(chǎn)生的輻射能量。這種輻射能源可以來(lái)自多種不同的來(lái)源，其中常見(jiàn)的包括通過(guò)60Co和137Cs核素產(chǎn)生的γ-射線、電子加速器所生成的電子束，以及機(jī)械設(shè)備發(fā)出的X射線。輻射技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，主要用于冷殺菌等處理方法，并在此領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)展，輻照技術(shù)具備不留殘留物、無(wú)需打開包裝即可有效殺滅蔬菜、水果和畜禽肉等中的病原微生物等優(yōu)點(diǎn)。王守經(jīng)等人[7]研究發(fā)現(xiàn)γ-射線輻照滅菌方式可以有效滅殺醬驢肉表面的微生物，同時(shí)還可以保持肉品的色澤和質(zhì)構(gòu)。

4）超高壓滅菌

超高壓技術(shù)是通過(guò)破壞微生物蛋白的非共價(jià)鍵，進(jìn)而破壞其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，使微生物失活死亡，超高壓也可造成細(xì)胞膜破裂，使微生物細(xì)胞受到損傷而死亡[8]。李大宇研究[9]了超高壓技術(shù)對(duì)醬牛肉貯藏品質(zhì)的影響試驗(yàn)研究，結(jié)果表明超高壓技術(shù)可以較好的保留醬牛肉的原有風(fēng)味，對(duì)其色澤、感官及TVB-N的影響不顯著，滅菌結(jié)果表明，菌落總數(shù)降至1.78 log CFU/g，滅菌效果顯著。

1.2 肉類冷鏈加工技術(shù)

1.2.1 預(yù)冷加工

新鮮屠宰的肉類通常在較高的溫度下產(chǎn)生熱量，這可能導(dǎo)致細(xì)菌滋生并加速腐敗。因此，屠宰后的肉在冷鏈存儲(chǔ)以及運(yùn)輸前，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)冷加工處理，預(yù)冷是為了盡快將肉類的溫度降至安全的低溫，防止微生物生長(zhǎng)和細(xì)菌污染。這對(duì)肉類產(chǎn)品的全程冷鏈意義十分重大，其不僅可以減少肉類的質(zhì)量損失，延長(zhǎng)保質(zhì)期，確保滿足市場(chǎng)需求，還可以提高肉類供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.2 排酸加工

肉類加工排酸是冷鏈加工中的重要一環(huán)，其過(guò)程為冷卻排酸，主要是在（0～4）℃的環(huán)境下靜置（24～72）h進(jìn)行排酸，可使肉類得到充分的解僵和成熟，是一種后成熟工藝[10]。在排酸過(guò)程中，肉類中的自溶酶發(fā)生作用，肌原纖維蛋白發(fā)生水解，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，進(jìn)而使得肉類的游離氨基酸和脂肪酸升高，從而改善牛肉的風(fēng)味。

1.3 肉類冷鏈保鮮技術(shù)

1.3.1 低溫保鮮技術(shù)

低溫貯藏技術(shù)是肉類產(chǎn)品中廣泛采用的有效保鮮方法[11]。低溫保鮮技術(shù)包括冷藏、冰溫、微凍和冷凍種4種方式。

1）冷藏保鮮技術(shù)

冷藏是將產(chǎn)品的溫度控制在4 ℃左右，其主要是通過(guò)低溫延緩微生物生長(zhǎng)而延長(zhǎng)貨架期[12]。冷藏保鮮技術(shù)一般在對(duì)肉類進(jìn)行短時(shí)間的貯藏時(shí)進(jìn)行應(yīng)用，其貨架期相對(duì)其它3種低溫保鮮技術(shù)較短。肉類產(chǎn)品在貨架期內(nèi)經(jīng)歷成熟過(guò)程，這會(huì)顯著改善肉的保水性、嫩度以及口味等特性，從而有助于提升肉類產(chǎn)品的品質(zhì)[13]。Marmion等人[14]研究發(fā)現(xiàn)冷藏冷鏈下的雞肉相比于普通物流的雞肉，微生物含量更低，其有更少的腐敗菌和致病菌群。

2）冰溫保鮮技術(shù)

冰溫保鮮是將肉類產(chǎn)品放置于0 ℃以下，冰點(diǎn)以上的溫度范圍下貯藏，冰溫保鮮技術(shù)可以最大限度的降低肉類產(chǎn)品的生理活性，且不至于產(chǎn)生冰晶等凍害而損害細(xì)胞，因此冰溫保鮮不僅保持了肉類產(chǎn)品的品質(zhì)，還大大延長(zhǎng)了貨架期[15]。郭芳[16]研究了冰溫技術(shù)對(duì)中國(guó)對(duì)蝦品質(zhì)的影響，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其比冷藏處理的對(duì)蝦的貨架期長(zhǎng)3～4天，保鮮效果更好。梁桉婕[17]等人研究對(duì)比了4 ℃冷藏與-1.5 ℃冰溫貯藏的羅非魚品質(zhì)，揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）結(jié)果表明冰溫貯藏組的羅非魚貨架期為21天遠(yuǎn)大于冷藏組的6天。

3）微凍保鮮技術(shù)

微凍是將肉品貯藏在溫度介于冰溫和冷凍之間的環(huán)境中，通常是在其凍結(jié)點(diǎn)以下（1～2）℃的溫度范圍內(nèi)[20]。在這種保鮮方式下，肉品中（5～30）%的水分處于凍結(jié)的狀態(tài)，并在表面形成（1～3）mm的冰層，可以有效維持肉品內(nèi)部溫度的平衡，對(duì)肉品中大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)、繁殖和細(xì)胞中酶的活性起到抑制作用，使肉品可以貯藏較長(zhǎng)的時(shí)間，從而達(dá)到保鮮的目的。相較于冷凍保鮮技術(shù)，微凍可以較大程度的減少肉品冷凍解凍的時(shí)間，減少能源及人工的成本，于傳統(tǒng)的冷藏技術(shù)相比，其貨架期可以延長(zhǎng)1～4倍[18]。

4）冷凍保鮮技術(shù)

冷凍保鮮是肉品中最常見(jiàn)得保鮮技術(shù)[19]，冷凍保鮮一般的將肉類產(chǎn)品放置于-18 ℃或以下的溫度環(huán)境中貯藏，肉類產(chǎn)品快速凍結(jié)，水分完全凍結(jié)為固態(tài)，可有效防止微生物的生長(zhǎng)和繁殖，抑制了腐敗作用，解凍后可恢復(fù)原狀。冷凍過(guò)程中，肉品會(huì)產(chǎn)生冰晶對(duì)肌肉結(jié)構(gòu)造成損失，通常會(huì)導(dǎo)致汁液流失。肉品在冷凍環(huán)境下雖然可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，但是其過(guò)程也難免會(huì)發(fā)生一些不良的腐敗反應(yīng)，造成肉品品質(zhì)下降[20]。

1.3.2 包裝保鮮技術(shù)

在肉品的冷鏈過(guò)程中，包裝保鮮技術(shù)是保證肉品品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，可避免運(yùn)輸途中造成二次污染，有效延長(zhǎng)肉品的貨架期及提高肉品品質(zhì)。包裝技術(shù)主要包括托盤包裝、真空包裝、氣調(diào)包裝及活性包裝4種方式[21]。

1）托盤包裝

托盤包裝是目前肉品在整個(gè)冷鏈銷售終端中最常見(jiàn)的方式之一。這種方法通常是將已切分的肉塊擺放在泡沫聚苯乙烯托盤上，然后用聚乙烯或聚氯乙烯薄膜包裹。托盤包裝能夠生動(dòng)地呈現(xiàn)肉品鮮紅的色澤，具有簡(jiǎn)便實(shí)用和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。然而，這種包裝方式在肉品保存過(guò)程中可能導(dǎo)致色澤不夠穩(wěn)定，容易引發(fā)脂肪氧化和蛋白質(zhì)變性，因此通常伴隨較短的貨架期。

2）真空包裝

真空包裝是采用阻隔性強(qiáng)的材料對(duì)肉品包裝并抽氣密封，使肉品處在真空環(huán)境里面，隔絕氧氣從而抑制微生物的繁殖和生長(zhǎng)，延長(zhǎng)肉品的貨架期，降低肉品中脂肪和蛋白的氧化速率。真空包裝的特性使得肉品受到長(zhǎng)時(shí)間擠壓，造成汁液損失率較高，且肉色多呈現(xiàn)紫紅色，多用于冷鏈儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程。

3）氣調(diào)包裝

氣調(diào)包裝通常是將肉品中的包裝氣體調(diào)換成一定比例的氧氣、二氧化碳和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，通過(guò)調(diào)整氣體的占比成分，達(dá)到肉品保鮮的作用。氣調(diào)包裝中的氧氣能夠維持肉品的色澤，二氧化碳可以抑制好氧菌，如革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)繁殖，氮?dú)馐且环N惰性氣體主要作為填充氣體存在。根據(jù)氧氣含量的不同，氣調(diào)包裝分為高氧和低氧氣調(diào)兩種包裝。對(duì)于生鮮肉品而言，一般采用高氧氣調(diào)包裝，使得肉品的鮮紅色澤有保證，同時(shí)可以起到良好的抑菌效果[22]。

4）活性包裝

活性包裝是一種特殊類型的包裝技術(shù)，其旨在通過(guò)包裝材料或包裝內(nèi)添加特殊成分，以調(diào)整包裝內(nèi)的氣氛，具有抗菌、除味、脫氧等效果，從而延長(zhǎng)食品的保鮮期并保持其質(zhì)量[23]?；钚园b不僅可以防止肉品的二次污染，還能產(chǎn)生有益物[24]。因?yàn)榛钚园b較高的成本以及對(duì)肉品本身風(fēng)味的影響使得其在冷鏈中的使用率較低。

1.4 肉類冷鏈運(yùn)輸與配送

冷藏運(yùn)輸和配送對(duì)各種肉類產(chǎn)品在市場(chǎng)上保持最佳新鮮品質(zhì)方面具有至關(guān)重要的作用，是保障肉品品質(zhì)，降低肉品腐敗率、汁液流失率及營(yíng)養(yǎng)損失的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)在冷藏運(yùn)輸和配送技術(shù)研究方面已經(jīng)達(dá)到了與國(guó)外同期水平相當(dāng)?shù)某潭龋欢?，在將這些技術(shù)應(yīng)用推廣方面，我們明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家[25]。

1.4.1 冷鏈運(yùn)輸技術(shù)

我國(guó)肉品冷鏈運(yùn)輸方式主要為低溫冷藏運(yùn)輸，以公路和鐵路運(yùn)輸為主，公路運(yùn)輸主要是以冷藏車為主要運(yùn)輸設(shè)備，鐵路運(yùn)輸主要以大型集裝箱為主要運(yùn)輸設(shè)備。冷藏運(yùn)輸設(shè)備的制冷技術(shù)主要有機(jī)械制冷、蓄冷板制冷和液態(tài)氣體制冷3種方式。

確保冷藏運(yùn)輸設(shè)備內(nèi)的溫度保持在穩(wěn)定范圍是冷藏運(yùn)輸技術(shù)所必須應(yīng)對(duì)的主要挑戰(zhàn)。機(jī)械制冷是最常見(jiàn)的制冷方式，具有穩(wěn)定可靠的性能，適用于各種氣溫和環(huán)境條件，它不僅能夠迅速降低溫度，且在冷藏運(yùn)輸中可以精確控制溫度波動(dòng)范圍。但是機(jī)械制冷系統(tǒng)通常比其他方式更耗能，因?yàn)樗枰褂脡嚎s機(jī)和制冷劑。此外，維護(hù)和修理機(jī)械制冷系統(tǒng)可能較為復(fù)雜和昂貴。蓄冷板制冷采用蓄冷板或蓄冷材料來(lái)吸收和儲(chǔ)存冷能，然后釋放以保持低溫。它在短期內(nèi)能夠提供有效的制冷效果，并且因?yàn)樵谀承r(shí)段可以暫停制冷保持運(yùn)行，能源消耗相對(duì)較低。液態(tài)氣體制冷通常使用液態(tài)制冷劑，如液氮或液氬，可以迅速降低溫度。這種方法適用于需要極低溫度的冷藏要求，例如冷凍食品。但是液態(tài)氣體制冷可能存在一些安全隱患，因?yàn)橐恍┮簯B(tài)制冷劑具有高度壓縮和低溫的特性，需要特殊的儲(chǔ)存和處理，因此，液態(tài)氣體制冷通常需要較高的運(yùn)營(yíng)成本。

1.4.2 冷鏈配送技術(shù)

肉品配送環(huán)節(jié)是斷鏈問(wèn)題頻發(fā)的一個(gè)環(huán)節(jié)，隨著物質(zhì)生活和消費(fèi)者意識(shí)的提高，肉品配送環(huán)節(jié)多采用“保溫泡沫箱+冰袋”的方式，而在一些相對(duì)長(zhǎng)途的肉品配送過(guò)程中，多為“保溫泡沫箱+干冰”的方式，以滿足溫度長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定。然而在末端物流配送階段，由于缺乏明確的獎(jiǎng)懲措施，即使提供了降溫設(shè)備如冰袋等，配送員通常出于方便和快捷的考慮，很少使用這些設(shè)備。這導(dǎo)致在生鮮產(chǎn)品的”最后一公里”配送過(guò)程中，采用冷鏈技術(shù)的配送率并不高[26]。

2 總結(jié)與展望

肉類產(chǎn)品的全冷鏈物流技術(shù)在食品行業(yè)中扮演著關(guān)鍵角色，它有助于確保肉類產(chǎn)品的新鮮度、質(zhì)量和安全性，從生產(chǎn)地到銷售終端都能夠滿足消費(fèi)者的需求。其通過(guò)恒定的低溫存儲(chǔ)和運(yùn)輸條件，延長(zhǎng)肉類產(chǎn)品的保質(zhì)期，減少食品浪費(fèi)。冷鏈技術(shù)不僅有助于保持肉類產(chǎn)品的質(zhì)量，包括顏色、紋理、口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還有助于提高供應(yīng)鏈的效率，降低人力和能源成本，減少損失，有助于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。未來(lái)的全冷鏈物流技術(shù)將更加關(guān)注精確的溫度控制，包括溫度傳感器、遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，以確保食品的最佳貯存條件。環(huán)保和可持續(xù)性將是冷鏈技術(shù)發(fā)展的重要方向，包括使用更環(huán)保的冷卻劑、能源節(jié)約技術(shù)以及減少包裝材料的浪費(fèi)。同時(shí)全冷鏈物流將更多地整合數(shù)字化技術(shù)，包括區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析，以提高可追溯性和供應(yīng)鏈透明度，杜絕冷鏈斷鏈等問(wèn)題。