气调包装下，肉品中的微生物群落为适应包装内气体环境的改变，通常会向不同方向进行生态演替，导致贮藏过程中菌群的多样性不断发生变化，进而影响肉制品的微生物货架期。山东农业大学食品科学与工程学院的赵嘉越、罗欣、朱立贤*和张一敏*等人以烤鸭腿为研究对象，以托盘包装作为对照，研究了体积分数100%N2、体积分数50% CO2+50%N2气调包装的烤鸭腿在0～4 ℃下贮藏期间微生物、品质及感官指标的变化规律，并采用高通量测序技术研究3 种包装烤鸭腿贮藏过程中微生物群落演替规律，探究气调包装对烤鸭腿货架期的影响及不同包装方式对烤鸭腿菌群结构的影响，为揭示烤鸭的微生物致腐机理、气调包装延长烤鸭货架期等问题提供理论依据。
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中TBARS值的影响
结果显示，贮藏时间和包装方式的交互作用显着影响烤鸭腿的TBARS值（P＜0.05）。两种气调包装烤鸭腿的TBARS值在21 d贮藏期内变化平稳，均始终维持在0.29～0.40 mg/kg内，而托盘包装烤鸭腿的TBARS值在贮藏期间显着增加（P＜0.05），从初始值0.58 mg/kg增加到末期的1.53 mg/kg，并在第11天超过1mg/kg，说明脂肪氧化程度逐步增大。从贮藏4d起，托盘包装烤鸭腿的TBARS值显着高于气调包装（P＜0.05），但两种气调包装烤鸭腿无显着性差异（P＞0.05）。无氧气调包装有效抑制了烤鸭腿的脂质氧化。
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中感官指标的影响
结果显示，3 种包装烤鸭腿的滋味和总体可接受性的评分在贮藏期间显着降低（P＜0.05），气调包装和托盘包装烤鸭腿的两项评分均分别在21 d和7 d降到5 分以下，贮藏7 d后，托盘包装烤鸭腿的评分显着低于气调包装（P＜0.05）。但两种气调包装烤鸭腿的评分无显着性差异（P＞0.05）。在贮藏初期，产品没有表现出腐臭、酸败、发黏等腐败特性。托盘包装烤鸭腿在14 d时已表现出酸败味，此时，气调包装下的烤鸭腿依然可以接受，而气调包装烤鸭腿在贮藏21 d时表现出轻微酸败味。感官品评结果表明，气调包装烤鸭腿的感官货架期接近21 d，托盘包装烤鸭腿的感官货架期接近7 d。
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中微生物指标的影响
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中菌落总数的影响
结果显示，贮藏时间和包装方式的交互作用对烤鸭腿菌落总数影响显着（P＜0.05）。50% CO2+50% N2、100% N2和托盘包装烤鸭腿的菌落总数初始值分别为2.64、2.54、2.52（lg（CFU/g）），且均随贮藏时间延长而显着增加（P＜0.05）。21 d内100% N2包装烤鸭腿的菌落总数增长速率最快，在第11天有4 个样品（共6 个样品）超过GB 2726—2016《食品安全国家标准熟肉制品》中规定的熟肉制品菌落总数的最高安全限量值5（lg（CFU/g））。50% CO2+50% N2和托盘包装烤鸭腿菌落总数增长缓慢，在第21天各有2 个样品超过5（lg（CFU/g））。因此50% CO2+50% N2包装烤鸭腿的货架期接近21 d，100% N2包装烤鸭腿的货架期接近11 d。贮藏前7 d，3 种包装烤鸭腿的菌落总数无显着性差异（P＞0.05），但100% N2包装烤鸭腿在11 d后的菌落总数显着高于50% CO2+50% N2和托盘包装组（P＜0.05）。
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中乳酸菌数的影响
结果显示，贮藏时间和包装方式的交互作用对烤鸭腿乳酸菌数无显着性影响（P＞0.05），而贮藏时间和包装方式分别对烤鸭腿乳酸菌数影响显着（P＜0.05）。就贮藏时间而言，乳酸菌数随贮藏时间延长显着增加（P＜0.05）。就包装方式而言，100% N2包装烤鸭腿的乳酸菌数显着高于50% CO2+50% N2和托盘包装（P＜0.05）。
不同气调包装对烤鸭腿贮藏过程中肠杆菌科数的影响
结果显示，贮藏时间和包装方式的交互作用对烤鸭腿肠杆菌科数影响显着（P＜0.05）。50% CO2+50% N2、100% N2和托盘包装烤鸭腿的肠杆菌科数均随贮藏时间延长而显着增加（P＜0.05）。100% N2和托盘包装烤鸭腿的肠杆菌科分别在贮藏11 d和14 d后显着高于50% CO2+50% N2包装组（P＜0.05），可以看出CO2对肠杆菌科的生长有一定的抑制作用。
高通量测序
不同包装方式下烤鸭腿的微生物多样性分析
通过剔除疑问序列，得到了每个样本的序列标签数，其中50% CO2+50% N2、100% N2和托盘包装烤鸭腿的平均有效序列标签数分别为48 709、48 902、48 702 个。结果显示，3 种包装烤鸭腿中所含细菌存在差异，表明不同包装方式的烤鸭腿在贮藏期间具有各自平衡的微生物菌群结构和多样性。Shannon指数和Chao 1指数均在前7 d增加，之后呈减小趋势，表明烤鸭腿中菌群多样性呈先升高后下降趋势。覆盖度在99%以上，表明烤鸭中主要的微生物被发现，测序数据可以反映样品的多样性。
不同包装方式下烤鸭腿的微生物群落结构变化
图1 显示贮藏时间和包装方式对烤鸭腿微生物菌群结构变化影响较大。从属水平分析，烤鸭腿中主要的微生物（相对丰度＞1%）有16 种。整体来看，贮藏初期泛菌属（Pantoea）在3 种包装烤鸭腿中占绝对优势，但从7 d起逐渐降低，这时不同贮藏时间和包装方式间的烤鸭腿微生物群落开始出现差异。
由图1A可知，对于50% CO2+50%N2包装烤鸭腿而言，贮藏过程中Pantoea、假单胞菌属（Pseudomonas）和类香味菌属（Myroides）交替成为优势菌群，Myroides相对丰度在11 d时突然增加，并成为11 d和14 d的优势菌群（相对丰度分别为43.3%和32.6%），之后其相对丰度开始降低；Pseudomonas相对丰度从第7天（7.7%）开始增加，在第21天时占据绝对优势（34.9%）。Pseudomonas、Pantoea和不动杆菌属（Acinetobacter）可能是导致50% CO2+50% N2包装烤鸭腿最终腐败的主要微生物（21 d时相对丰度大于10%）。
由图1B可知，对于100% N2包装烤鸭腿，贮藏过程中索丝菌属（Brochothrix）、Pantoea、Pseudomonas和肉食杆菌属（Carnobacterium）交替成为优势菌群，贮藏初期除Pantoea占绝对优势外，Carnobacterium相对丰度较高；Brochothrix从贮藏7 d开始增加，并在11～21 d占有绝对优势（分别为45.6%、53.5%和42.7%）；Pseudomonas和明串珠菌属（Leuconostoc）也在7 d开始增加，但始终低于Brochothrix；Pseudomonas、Brochothrix（11～21 d相对丰度均大于10%）和Leuconostoc（第21天相对丰度大于10%）可能是导致100%N2包装烤鸭腿最终腐败的主要微生物。
由图1C可知，对于托盘包装烤鸭腿而言，贮藏过程中Pantoea、Pseudomonas和Myroides交替成为优势菌群。同50% CO2+50% N2包装烤鸭腿相似，托盘包装烤鸭腿中Myroides相对丰度也在11 d时突然增加，成为优势菌群（43.3%），之后其相对丰度开始降低；而Brochothrix在14 d时最具优势（24.9%），Pseudomonas相对丰度从第7天（18.0%）开始增加，在第21天时占据绝对优势（48.5%）。贮藏中后期50% CO2+50% N2和托盘包装烤鸭腿中Myroides和Acinetobacter的相对丰度大于100% N2包装烤鸭腿，100%N2包装烤鸭腿中Brochothrix和Leuconostoc的相对丰度较高，为优势菌群；因此100% N2包装烤鸭腿的菌落总数在11 d后显着高于50% CO2+50% N2和托盘包装可能与Brochothrix和Leuconostoc相对丰度增加有关。
不同包装方式下烤鸭腿的微生物群落结构比较
图2是对微生物群落构建的等级树，不同颜色表示不同的OTUs，节点大小（从里到外）表示微生物（从界到属）的丰度分布。分类等级树可以直观反映3 种包装烤鸭腿在整个贮藏期间的优势菌群。21 d贮藏期内，3 种包装烤鸭腿中相对丰度较高的门均为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）。不同包装烤鸭腿的菌群结构在科和属水平差异较大，在科水平上，50% CO2+50% N2包装烤鸭腿中相对丰度较高的为肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、黄杆菌科（Flavobacteriaceae）、莫拉氏菌科（Moraxellaceae）和假单胞菌科（Pseudomonadaceae）；李斯特氏菌科（Listeriaceae）、肠杆菌科、假单胞菌科、肉杆菌科（Carnobacteriaceae）、莫拉氏菌科（Moraxellaceae）和明串珠菌科（Leuconostocaceae）在100% N2包装烤鸭腿中相对丰度较高；托盘包装烤鸭腿中肠杆菌科、假单胞菌科、莫拉氏菌科、黄杆菌科和李斯特氏菌科的相对丰度较高。
在属水平上，Pantoea、Myroides、Pseudomonas和Acinetobacter在50% CO2+50% N2包装烤鸭腿中的相对丰度较高；100% N2包装烤鸭腿中Brochothrix、Pantoea、Pseudomonas、Carnobacterium和Leuconostoc的相对丰度较高；托盘包装烤鸭腿中相对丰度较高的是Pantoea、Pseudomonas、Myroides和Acinetobacter。可见50% CO2+50% N2与托盘包装烤鸭腿的菌群结构较为相似；且3 种包装烤鸭腿的货架期不同是优势菌群不同导致。
为进一步分析3 种包装烤鸭腿贮藏过程中菌群结构的变化及差异，进行了热图分析（图3a）和PCA（图3b）。热图分析将相对丰度大于1%的菌群进行聚类，可以发现在21 d贮藏期内，3 种包装烤鸭腿的菌群在1 d和4 d时聚在一起，说明贮藏初期3种包装烤鸭腿的菌群结构相似，并在7 d时开始出现差异，50%CO2+50% N2和托盘包装烤鸭腿的菌群与100%N2包装组分别在11～21 d聚在一起，说明它们在此期间分别表现出相似的菌群结构。PCA展现了不同取样时间点微生物组成的相似度，第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）贡献率分别为48.45%和25.07%。贮藏初期所有点聚集在一起，说明微生物菌群结构相似，从第7天起，3 种包装烤鸭腿的菌群结构与初始微生物不同，并逐渐分化，且3 种包装方式下烤鸭腿的菌群也出现差异，结果与热图分析一致。
结 论
本实验通过微生物、品质和感官指标研究了3 种包装方式对烤鸭腿货架期的影响。相比于100% N2包装，50% CO2+50% N2包装对烤鸭腿菌落总数、乳酸菌和肠杆菌科具有明显的抑制效果，可使烤鸭腿货架期接近21 d。与托盘包装烤鸭腿相比，气调包装显着降低了烤鸭腿的脂肪氧化速率，感官品质更佳。综合比较，优选出更适合烤鸭腿贮藏的包装方式为50% CO2+50% N2包装。
本实验的微生物多样性结果发现贮藏时间和包装方式对烤鸭腿贮藏期间的菌群结构产生了明显影响。3 种包装烤鸭腿的初始菌群结构相似，但从第7天起出现差异并随贮藏时间出现变化。50% CO2+50% N2和托盘包装烤鸭腿的菌群结构较为相似，但与100% N2包装差别较大，对于50% CO2+50% N2包装烤鸭腿，泛菌属、假单胞菌属、类香味菌属及不动杆菌属交替成为优势菌群，对于托盘包装烤鸭腿，假单胞菌属、泛菌属、类香味菌属和索丝菌属交替成为优势菌群，而100% N2包装烤鸭腿中的优势菌群为索丝菌属、泛菌属、假单胞菌属、肉食杆菌属及明串珠菌属。50% CO2+50% N2气调包装可能由于抑制了索丝菌属、肉食杆菌属及明串珠菌属的生长而延长了烤鸭腿的货架期。本研究有关微生物群落演替规律的结果有助于开发靶向抑菌物质而进一步延长烤鸭货架期。
