低溫貯存的肉品產生綠變現象，是因為下列何種物質與肌紅素作用所致？

本題觀念：

本題考查的是**肉品腐敗變色（Meat Spoilage Discoloration）的化學機制，特別是肌紅蛋白（Myoglobin）與細菌代謝產物反應所導致的綠變（Greening）**現象。

在低溫貯存或真空包裝的肉品中，特定的腐敗細菌（如 Shewanella putrefaciens 或某些乳酸菌）會分解含硫胺基酸（如半胱胺酸），產生硫化氫（Hydrogen Sulfide, $H_2S$）。此硫化氫與肉品中的肌紅蛋白及氧化劑反應，生成綠色的硫肌紅蛋白（Sulfmyoglobin, Sulfmetmyoglobin），導致肉品呈現綠色。

選項分析

• A. 乙酸 (Acetic acid)：
  • 乙酸是細菌發酵的產物之一，會降低肉品的pH值。pH值下降通常會促進肌紅蛋白氧化成褐色的高鐵肌紅蛋白（Metmyoglobin），或導致蛋白質變性，使肉色變灰白或暗沉，而非特徵性的「綠變」。
• B. 氫氣 (Hydrogen)：
  • 氫氣在肉品腐敗過程中不是主要的反應物，且不具備與肌紅蛋白結合產生綠色色素的化學性質。
• C. 硫化氫 (Hydrogen sulfide)：
  • 正確。在低溫或真空包裝環境下，腐敗細菌（如 Shewanella 屬、Lactobacillus 屬）代謝產生 $H_2S$。
  • 化學反應：肌紅蛋白（Myoglobin） + 硫化氫（$H_2S$） + 氧化劑 $\rightarrow$ 硫肌紅蛋白（Sulfmyoglobin）。
  • 硫肌紅蛋白是一種穩定的綠色色素，是導致肉品綠變的主要原因之一（另一種常見綠變是由過氧化氫 $H_2O_2$ 引起的膽綠蛋白生成，但選項中無過氧化氫）。
• D. 碳酸鹽 (Carbonate)：
  • 碳酸鹽與肌紅蛋白無生成綠色色素的反應。肉品中微生物產氣通常是二氧化碳（$CO_2$），用於氣調包裝（MAP）抑菌，而非造成綠變。

答案解析

低溫貯存的肉品若遭受產硫細菌汙染，細菌分解含硫胺基酸產生硫化氫（$H_2S$）。硫化氫與肌紅蛋白（及氧氣/氧化劑）作用，形成綠色的硫肌紅蛋白（Sulfmyoglobin），使肉品表面呈現綠色。此現象常見於pH值較高（>6.0）且低氧或真空包裝的肉品中。故正確答案為 (C) 硫化氫。

核心知識點

考生應掌握**肌紅蛋白（Myoglobin, Mb）**的各種衍生物及其顏色變化：

1. 去氧肌紅蛋白 (Deoxymyoglobin)：紫紅色（還原態，$Fe^{2+}$）。
2. 氧合肌紅蛋白 (Oxymyoglobin)：鮮紅色（充氧態，$Fe^{2+}$，接觸空氣）。
3. 高鐵肌紅蛋白 (Metmyoglobin)：褐色（氧化態，$Fe^{3+}$，長期存放或低氧分壓）。
4. 硫肌紅蛋白 (Sulfmyoglobin)：綠色（$Mb + H_2S + O_2$），不可逆反應，源於細菌產生的硫化氫。
5. 膽肌紅蛋白 (Cholemyoglobin)：綠色（$Mb + H_2O_2$），源於細菌產生的過氧化氫（如 Weissella viridescens）。
6. 一氧化碳肌紅蛋白 (Carboxymyoglobin)：櫻桃紅/粉紅色（$Mb + CO$），極穩定。

臨床/食安重要性提醒：

• 細菌性綠變（微生物腐敗，有異味、黏液）：不可食用。
• 物理性虹彩現象（Iridescence，光線繞射，切面有金屬光澤）：安全可食用，常發生於完整肉塊切面，變換角度顏色會改變或消失。

參考資料

1. 肉品肌紅蛋白理化性質及肉色劣變影響因素研究进展 - 肉類研究
2. 食物安全焦點 - 肉類中的二氧化硫與肉色變化
3. Meat Color and Safety - USDA Food Safety and Inspection Service