不同气调包装牛肉贮藏过程中肉质变化规律研究*

王志琴,孙 磊彭 斌,姚 刚,徐 晶,李 春,周正勇,张 扬

(1.新疆农业大学动物医学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆华凌畜牧产业开发有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;3.新疆畜牧科学院畜牧研究所,新疆乌鲁木齐 830000)

不同气调包装牛肉贮藏过程中肉质变化规律研究*

王志琴1*,孙 磊1彭 斌1,姚 刚1,徐 晶2,李 春1,周正勇3,张 扬3

(1.新疆农业大学动物医学学院,新疆乌鲁木齐 830052;2.新疆华凌畜牧产业开发有限公司,新疆乌鲁木齐 830000;3.新疆畜牧科学院畜牧研究所,新疆乌鲁木齐 830000)

研究不同气调包装方法对保存期间的牛肉品质的影响,探索适宜新疆地区生鲜冷却牛肉保鲜的包装方法。将宰后的牛肉采用5种不同的气调包装放在4℃条件保存,对牛肉保鲜效果进行研究,测定分析理化、菌落总数、色泽等主要指标。结果表明,在不同气调包装条件下,贮藏过程中牛肉样品的理化指标变化和微生物繁殖情况不同,气调包装C组的牛肉在保持较好肉色的情况下,其挥发性盐基氮(TVB-N)、pH、菌落总数在24 d之内依然能保持较低水平。说明气调包装对冷却牛肉的保鲜效果较好,能够明显延长牛肉的货架期。

气调包装;菌落总数;理化指标;牛肉

*通讯作者

气调包装(modified atmosphere packaging,MAP)又称置换气体包装、充气包装或气体保鲜包装,是一种在肉类加工、运输和销售中较为理想的防止肉类氧化、腐败和变色,保持肉类品质、延长肉类及其加工产品货架期的包装方法[1]。早在20世纪30年代,美国的研发人员发现,放在密封冷藏库里的苹果和梨的呼吸活动降低了库房内O2的含量,如果降低冷库的CO2含量,可明显降低水果呼吸速度,使其保鲜期达到6个月,比常规冷藏保存的保鲜期延长了1倍[2]。从20世纪50年代开始,这种利用贮藏物呼吸自身气调的贮藏方式在美国各地得到了很好的发展。随着气调贮藏和包装技术的发展,这种对呼吸型食物(如水果)的包装方法逐渐被应用与非呼吸型食品(如畜禽肉和鱼类)的包装盒贮藏[3]。在气调贮藏和包装中最常用的气源是二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮气(N2)[4],从抑制微生物繁殖和感官质量(如色泽)的角度考虑,通常将3种气体按一定比例混合[5],利用人工气体环境置换或改变包装物局部自然气体环境。牛肉含有丰富营养,在保存、流通和销售过程中,牛肉可能会受到来自于生物性、化学性和物理性因素的影响,使其颜色发生变化、质量下降,降低其食用价值和商品价值,不但缩短了货架期,而且会增加发生食源性疾病的几率,使消费者失去购买欲望[6]。本试验采用不同气调条件进行牛肉的气调包装,4℃贮藏,对牛肉保鲜效果进行研究,分析气调包装牛肉在贮藏过程中细菌繁殖、理化性质及牛肉色泽等牛肉品质指标变化,研究牛肉保鲜贮藏的最适气调包装混合气组分,以延长牛肉保质期,为牛肉的包装、运输和销售提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品来源 购自乌鲁木齐市屠宰场屠宰的牛后腿肉50 kg。

1.1.2 主要试剂 蛋白胨、胰蛋白胨、酵母浸膏、牛肉膏、琼脂、煌绿乳糖胆盐(BGLB)肉汤,氢氧化钠、硼酸,无水碳酸钠、盐酸,甲基红、次甲基蓝,甘油,阿拉伯胶。

1.1.3 主要仪器设备 立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);电热恒温培养箱(上海一恒科学仪器有限公司);电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);酸度计(梅特勒-托利多仪器上海有限公司);电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司);超净工作台(苏州安泰空气技术有限公司);微波炉(美的微波电器制造有限公司);半自动盒式气调包装机(上海炬钢机械制造有限公司);冷鲜肉贮藏柜(青岛海尔开利冷冻设备有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 肉样的处理 肉样处理前将所用刀具和案板经750 mL/L的酒精棉球擦拭,经紫外线照射15 min。无菌操作去掉肉块表层以降低其表面初始菌数,并去除表面筋膜及脂肪,切成300 g左右的肉块,放入包装盒中,称重后随机分为5个气调包装组和一个真空包装组,每组20盒。

1.2.2 气调包装方法 试验设 A、B、C、D、E共5个气调包装试验组,每组使用不同的混合气体条件,各试验组气体混合比例为:O240%～65%,CO225%～45%,N210%～25%,采用MAP-ID400盒式气调包装机进行包装,并保存在冷鲜肉贮藏柜中,同时对真空包装组进行真空包装。各组肉样每3 d取出一盒,分别进行菌落总数、总挥发性盐基氮、pH和肉色检测。

1.2.3 菌落总数测定方法 菌落总数检测按照GB/T4789.2-2008《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》方法进行[7]。

1.2.4 总挥发性盐基氮的测定方法 总挥发性盐基氮Total volatile basic-nitrogen,TVB-N)测定按照GB/T 9695.5-2008《肉与肉制品总挥发性盐基氮(TVB-N)的测定》进行[8]。

1.2.5 pH的测定方法 采用酸度计,按照GB/T 9695.5-2008《肉与肉制品pH测定》进行肉样pH测定[9]。

1.2.6 肉色的测定方法 肌肉颜色深浅和色调(色度)取决于肌肉色素含量。打开各组气调包装盒,取完检测肉样后,每组样品取大约3 cm见方的肉块,按组别顺序放入托盘中,使肉块横断面向上用数码相机拍照。照片用Photoshop处理,分离出红度(a值),再用Image J图形分析软件对每个肉样的图片进行分析测定,每个肉样的图片分别测定3个点,取其平均值。肉色的评定以肉色标准比色卡作为测定的标准,分为1个～6个等级,各级别对应的a值:1级0.171;2级0.173;3级0.191;4级0.192;5级0.244;6级 0.283。

1.2.7 数据处理 采用 Adobe Photoshop CS2、Image J及Excel数据处理软件进行数据处理,SigmaPlot11.0图形分析处理软件进行图形数据分析。

2 结果

2.1 不同包装牛肉微生物的测定结果

不同气体条件气调包装牛肉和真空包装牛肉菌落总数检测结果见图1。由图1可以看出,各气调包装组和真空包装组牛肉的菌落总数总体呈现缓慢上升的趋势,其中真空包装对照组在贮藏第12天时菌落总数超标,达到6.04 Logcfu/g;气调B组和D组的菌落总数在贮藏第21天时超标,分别达到6.15 Logcfu/g和6.53 Logcfu/g;气调A 组、C组和E组的肉样可以保鲜到第24天,其菌落总数分别为5.45、5.43 、5.72 Logcfu/g 。

2.2 不同包装牛肉TVB-N测定结果

不同气调包装和真空包装牛肉TVB-N测定结果见间图2。由图2可以看出,各气调包装组贮藏牛肉中TVB-N量随着保存时间的延长逐渐上升,在18 d内保持在国家标准(15 mg/100 g)以下,肉样保持较好的新鲜度;随后,不同气调包装的牛肉 TVBN呈现不同的变化,在第24天时除真空包装组和气调包装B组外,其余4组的TVB-N值均超过了15 mg/100 g,达到次鲜肉指标。

2.3 不同包装牛肉pH测定结果

不同气调包装和真空包装牛肉pH测定结果见图3。

图1 不同气调包装牛肉菌落总数的变化Fig.1 The change of aerobic plate count in modified atmosphere packaging

图2 不同包装牛肉挥发性盐基氮的变化Fig.2 T he change of total volatile basicnitrogen in different MAP

由图3可以看出,气调包装牛肉贮藏初期,肉样pH在5.56～6.09之间,其中气调C组和E组较低,在5.6以下;在贮藏的第6～9天,除气调C组和E组外,其余各组牛肉的pH呈下降趋势,下降到到5.6以下,处在肉样的排酸过程中;随后,肉样pH则逐渐上升,在第15天上升到接近5.8;以后随着时间的延长各组牛肉的pH继续上升。各气调包装组牛肉pH在第24天达到较高值,除真空包装组、气调D组和E组外,其他3组pH均已超过6.20。

2.3 不同包装牛肉色泽检测结果

不同气调包装和真空包装牛肉的肉色测定结果见图4。由图4可以看出,宰后新鲜牛肉经过排酸处理后a值在0.212～0.230之间,偏向于肉色标准比色卡的4～5级肉色值0.192～0.244之间,是消费者喜欢的比较明亮的樱桃红色。采用不同气调包装冷藏放置12 d后,真空包装组和气调D组肉色a值呈现较大的波动变化,其他各组包装牛肉的肉色a值都基本呈现平稳趋势。在保存第15天时,所有包装组的牛肉a值都下降到最低值,随后又上升。

图3 不同气调包装牛肉pH的变化Fig.3 T he change of pH in different MAP

图4 不同气调包装牛肉a值的变化Fig.4 T he change of a value in different M AP

3 讨论

在鲜肉的气调包装中,O2可以极大地增加肉色新鲜度并延长肉品新鲜色泽保持时间,但会使贮藏肉品的安全性下降,因为O2会加速肉类成分的氧化及好氧微生物的生长,并最终导致肉制品的腐败变质。气调包装中的CO2具有防腐作用[9],通过改变气调包装中O2和CO2的含量,可以起到保持肉色并保证肉品安全的目的[10]。本试验中,不同气调包装组采用的CO2比例为25%～45%,检测结果表明气调包装对微生物繁殖的抑制作用还是比较明显的。气调A组、E组和C组的CO2浓度相对较高,菌落总数检测对数值相对较低,这一结果符合Gill C O等[11]所指出的CO2的存在可使好氧菌的生长速度减慢25%～30%,货架期也相应延长的结论。

挥发性盐基氮(TVB-N)是判定肉新鲜度的重要指标之一,列为国家标准GB2707-2005[7]。鲜、冻肉类在一级新鲜度时,TVB-N含量为≤15 mg/100 g。本试验检测结果表明,在不同复合气体组分包装的牛肉中TVB-N随着保存时间的延长逐渐上升,这种变化趋势是随着贮藏时间的延长,由于肉中微生物的繁殖,并使分解肉品种蛋白质类的微生物逐渐占优势,蛋白质被大量分解,产生氨、伯胺和叔胺等碱性物质,使肉的 TVB-N值增大,并最终导致肉的腐败变质[8]。本试验结果表明,气调包装的牛肉在保存前期的18 d内TVB-N都保持在15 mg/100g下,保持较好的新鲜度。随后,各气调包装组的牛肉TVB-N呈现不同的变化,在第24天时除真空包装组和气调B组牛肉外,其他四组的TVB-N值均超过了15 mg/100 g,达到次鲜肉指标。可能由于真空包装组氧气缺乏和B组气调包装牛肉氧气比例低,不利于微生物的生长代谢,蛋白质的分解缓慢的缘故。

牛肉的pH可作为判定其肉品新鲜度的参考指标之一。肉畜宰前肌肉pH一般为7.1～7.2,近于中性。宰后由于肌肉中肌糖原在糖原酵解酶的作用下,酵解产生大量乳酸;同时,在肌凝蛋白酶的作用下,使ATP分解释放出正磷酸。乳酸和磷酸逐渐聚积,共同构成了肉的酸性介质,使肉的pH下降呈酸性[12],此pH在肉品工业中称为＂排酸值＂。一般情况下,宰后 1 h肉的pH 可降至6.2～6.3,经24 h后可降至5.6～6.0。本试验中牛肉最初的pH气调C组和E组的下降较快,在5.6以下,其他各组牛肉pH在6.0左右,随着贮藏时间的延长,牛肉继续成熟排酸,在第6～9天各组牛肉的pH均呈下降趋势,降至5.6以下,并保持较低的pH,在第15天上升到近5.8,以后则是各组牛肉都呈现缓慢上升趋势,在第24天到达6.0左右。这说明气调包装牛肉保存在4℃冷藏柜中,可以较长时间使排酸肉的pH保持在新鲜肉范围。排酸后的肉pH在5.7～6.2为新鲜肉的,6.3～6.6为次鲜肉,6.7以上为变质肉的[8]。

对于普通消费者而言,肉的颜色和肉的质量同等重要,消费者希望牛肉有明亮的樱桃红色。Hood D E等[13]报道,当影响肉色的肌红蛋白含量高于20%的时候,牛肉的零售量下降50%。影响肉色的因素很多,如肉的来源、氧分压、温度、pH 、微生物、光线等。高浓度的O2可以延长肉制品变色的时间。GillC O[14]指出,氧浓度高的包装能提高肉品颜色的稳定性。本试验气调D组氧的浓度最高,使牛肉较长时间保持较佳红色,这与Sorheim和Gill的结论相符。当CO2超过20%时,肉色会受到较大的不良的影响[11]。本试验中的气调A组、E组和C组的CO2浓度相对较高,肉红色变化相对较快,这与前面的结论是一致的,但其中C组O2和CO2比例适中,肉能保持较好红色。

对采用不同比例的O2、CO2和 N2的5组气调包装处理的牛肉,保存在4℃条件下,分别测定了肉色、TVB-N、pH、菌落总数等指标,通过综合分析比较,C组的气调包装在保持较好肉色的情况下,其TVB-N、pH、菌落总数在24 d之内依然能保持较低水平,对冷却牛肉的保鲜效果较好,能够明显的延长牛肉的货架期。

[1]郭筱虹.英国气调包装研究发展状况[J].包装世界,2000,89.

[2]Tay lor S A.M odified atmosphere packing of meat[M].In:M eat Quality and M eat Packaging,Utrecht:ECCEAMST,1996,Ⅲ,301.

[3]Church N.Developments on Modified～atmosphere Packaging and Related Technologies[J].T rends in Food Science and Technology,2004(5):345-352.

[4]何 京译.使用食品气调包装技术四大要素[J].中国包装,2003,(1):73-74.

[5]Church N.Developments in MAP and related technologies[J].T rends in Food Science and T echnology,1994(5):345.

[6]孔保华,刁新平.冷却肉包装保鲜技术的研究进展[J].肉类研究,2008,2:54-57.

[7]徐文达.新鲜食品气调保鲜包装技术的研究[J].食品工业,1997,3:43-45.

[7]GB/T 4789.2食品卫生微生物学检验-菌落总数测定[S].2008,1-5.

[8]GB/T 9695.5.《肉与肉制品 pH 测定》[S].2008,1-4.

[9]Finne G.Modified and Controlled Atmosphere Storage of Foods[J].Food Technology,1982(2):128.

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[13]Hood D E,Riordan E B.Discoloration in prepackaged beef:measurement by reflectance spectroscopy and shopper discrimination[J].Journal of Food T echnology,1973,8:333-343.

[14]Gill C O.Extending the storage life of raw meat.I.Preservative atmospheres.Western Canada Research g roup on extended storage of meat and meat products[M].T echnical Bulletin,Dept of Applied Micro and Food Science,1991:62-64.

The Change Patten of Beef Quality During the Storage Period in Different Modified Atmosphere Packaging

WANG Zhi-qin1,SUN Lei1,PENG Bin1,YAO Gang1,XU Jing2,LI Chun1,ZHOU Zheng-yong3,ZHANG Yang3

(1.College of Veterinary,Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang,830052,China;
2.Xinjiang Hualin Animal Production Let Co.Urumqi,Xinjiang,830000,China;
3.Institute of Animal Science,Xinjiang Academy of Animal Science,Urumqi,Xinjiang,830000,China)

T he present study is investigated the affect of different modified atmosphere packaging(MAP)to beef quality during the storage period,to explore the suitable cool-fresh beef storage packaging method in Xinjiang.The beef kept by the 5 kings of methods MAP storage under 4℃,and to observed storage result in fresh beef,and measured the beef on physical and chemical,aerobic plate count and colour.The results showed that the physical and chemical indexes and the total bacterial colonies were different at various MAP.The group C has better color,and its total volatile basic-nitrogen,pH,aerobic plate count are lower than others during 24 d.MAP can prolong the beef the shelf life.

modified atmosphere packaging;aerobic plate count;physical and chemical indexes;Beef

S859.83

A

1007-5038(2011)08-0049-04

2011--

新疆维吾尔自治区“十一五”科技重大专项(200731135);基础兽医学新疆维吾尔自治区重点学科项目

王志琴(1957-),女,陕西人,副教授,主要从事动物性食品卫生检验教学和科研工作。