生鲜牛肉调理配制方法对高氧MA P保鲜包装产品保鲜效果的影响研究

格桑卓玛，赵见营，阮贵萍，张迎阳，田 甜，章建浩

（国家肉品质量安全控制工程技术研究中心，教育部肉品加工与质量控制重点实验室，农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室，南京农业大学食品科技学院，江苏南京210095）

调理肉制品是以生鲜肉为主要原料，并加入添加剂、配料及香辛料等，经简单加工后，以包装或散装形式在冷冻（－18℃）或冷藏（0～4℃）或常温条件下贮存、运输、销售，主要特点是可直接食用或经简单加工、处理就可食用的肉制品。调理肉制品在不断地发展演变，引导着健康饮食文化的潮流[1]。它不仅具有较长的保质期，而且便于消费者购买，在美、日、欧等发达国家和地区调理肉制品在调理食品中占有重要比重[2]。有研究表明，添加醋酸的壳聚糖对酱牛肉进行涂膜保鲜，抑制了酱牛大蒜油在生鸡肉香肠中的抗氧化性和抗菌能力[3]。也有文章指出调理时加入新鲜的大蒜、大蒜粉，肉的货架期延长至两周[4]。研究表明，1.5%丁香+3%桂皮+0.05%Nisin组合能够抑制酱牛肉中腐败微生物的生长繁殖，而且维持了产品的香味和细嫩的口感，同时也改善了酱牛肉的营养[5]。研究结果说明，添加香辛料等调味剂对于延长肉制品货架期有重要作用。在国外气调包装的新鲜肉又称为冷却肉（chilled fresh meat）或冷藏肉，国外很多学者研究气调包装技术在肉类保鲜中的应用而且取得了一定的成果[6－7]。气调保鲜方面的研究成果表明，气调保鲜肉优于真空包装及冷冻保存，保持了新鲜肉的色泽、风味，深受消费者的欢迎[8]。有文章指出与壳聚糖涂膜相比，气调包装对冷却肉具有更好的保鲜效果，且感官质量也更好，冷却肉保质期可达到7d以上[9]；高O2、高CO2MAP和2%NaCl处理（70%O2，30%CO2，2%NaCl）对生鲜猪肉的抑菌保鲜效果显著[10]。气调包装中O2含量的增加，保鲜效果逐渐增强，当O2体积分数为75%时，保鲜效果最佳，继续增加O2含量，保鲜效果反而下降[11]。本实验中采用高氧气调包装，即70%O2，30%CO2的包装方式。目前我国肉类制品还主要是以高温火腿肠为主，而代表肉制品发展方向、市场前景看好的低温调理肉制品比例很低，这直接影响着我国肉类加工的长远发展和国际竞争力。本课题以牛肉为原料，研究其调理方法及调理后产品的气调包装保鲜效果，依据实验室前期研究结果设计正交实验。这将为以后开展牛肉调理及产品保鲜提供理论及技术指导，同时对推动我国调理牛肉制品产业化生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牛肉 取当天进入苏果超市的生鲜冷却牛肉，按设定实验方案预处理、将原料肉剔除筋、膜、骨、肥肉以及其他杂质后，按照肌纤维的方向切成100g左右的方块。所有与肉接触的刀具、仪器都用75%的酒精消毒，紫外灭菌30min，然后按70%O2，30%CO2气调包装。完成高氧MAP，包装试样置于4℃贮藏；香辛料 椒盐、孜然、黑胡椒、食盐、生理盐水；培养基 蒸馏水1000mL、pH7.0±0.2、在121℃高压灭菌15min。

MAP－H360复合气调保鲜包装机 苏州森瑞保鲜设备有限公司；SW－CJ－IFD单人单面净化工作台苏州净化设备有限公司；水浴恒温振荡器 国华电器有限公司；电热恒温培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；色差计 日本MINOLTA集团；数显式肌肉嫩度剪仪 东北农业大学工程学院；手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；PP热成型盒 苏州森瑞保鲜设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 生鲜调理牛肉的制备 实验操作程序：新鲜牛肉→清洗→切块→添加辅料腌制→生鲜调理牛肉→气调包装→4℃冷藏（2、4、6、8、10d）→ 指标测定

1.2.2 MAP包装方法 选用PP热成型盒，取调理后的生鲜肉100g分装在包装盒中，选用PET（或PA）为盖膜进行气调保鲜包装。

1.2.3 高氧MAP正交实验方法 以食盐、复合香辛料、料酒含量为实验因素，按照L9（34）正交表进行3因素3水平正交实验，实验因素水平见表1，实验设计见表2。以未调理牛肉为对照组，从第2d开始每隔2d测定一次色差、pH和菌落总数，到第10d为止；重复样品数n=3。处理组均数为对正交实验各组中同一实验组各时间点指标的均值进行对比分析；亚处理组均数为对不同时间点时，正交实验各组的均值进行对比分析。

1.2.4 实验指标的测定

1.2.4.1 pH 精确称取10g肉样于80mL离心管中，然后加10mL蒸馏水用高速匀浆机匀浆1min，匀浆结束后立即用pH计插入肉样，测定匀浆物的pH，每次测定重复三次。评价标准为：新鲜肉的pH5.8～6.2，次鲜肉的pH6.3～6.6，变质肉的pH6.7以上[12]。

1.2.4.2 色差值 应用日本MINOLTA滤镜式色彩色差仪，色差计用标准白板校准后，在样品肌肉层表面测L*、a*、b*值，每个样品表面随机测六点，取平均值[13]。

1.2.4.3 微生物指标 按GB 4789.2－2010食品安全国家标准测定。

卫生质量评价标准指标对照肉品菌落总数一般建议标准：新鲜肉为104个/g以下，次鲜肉为104～106个/g，变质肉为106个/g以上[15]。

1.3 数据记录与处理

用Microsoft Excel进行数据整理与作图；用SAS 8.2（SAS Institute Inc.，Cary，North Carolina，USA）统计软件进行方差分析，不同平均值之间利用LSD法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 生鲜调理牛肉高氧MAP正交实验各指标变化

2.1.1 pH变化 表3为生鲜调理牛肉高氧MAP正交实验pH分析结果，在储藏过程中实验组与对照组有显著差异（见表3），可能的原因是随着牛肉存储时间的延长，肌肉中蛋白质、肌糖原等大分子物质在细菌和酶的作用下分解及其无机盐类含量的升高、不饱和脂肪酸含量降低使肉中pH升高。pH是评价生鲜牛肉品质的重要指标，对肉的腐败变质有重要作用[16]，并且直接影响到牛肉的外观和气味，因此保持牛肉的储藏时间稳定其pH，对牛肉的品质有重要作用。从表3中看出9个处理组pH在2、4、8、10d的不同水平间差异显著，但在同一水平间无显著差异，第6d各组及处理组同一水平间无明显差异，其值分布在5.8～6.1之间。9个处理组pH随时间呈显著升高的趋势（p＜0.05），且在6d后pH最大达到6.1，说明6d时高氧MAP生鲜牛肉处于新鲜状态。

2.1.2 菌落总数值变化 表4为生鲜牛肉高氧MAP正交实验菌落总数分析结果，表中显示对照组菌落总数随贮藏天数增加呈显著上升趋势（见表4），实验组菌落总数随时间呈现先降后升的趋势，该趋势与章建浩等[13]超市生鲜猪肉高氧MAP气调保鲜包装研究结果大致相同，在第6d后菌落总数显著上升。因为菌落总数是衡量生鲜肉品质的重要内在因素，控制菌落总数可直接保持肉的新鲜程度，高氧气调包装可有效地抑制生鲜肉中菌类的生长，延长货架期。表中各个储藏时间内9个处理组菌落总数均数差异显著（p＜0.05），说明食盐料酒等在生鲜牛肉的调理中有一定的抑菌作用。在菌落总数随时间变化的趋势中不同时间内有显著差异（p＜0.05），在第6d时达到最低，取值在4.97～5.30之间，达到国家二级生鲜牛肉标准，保持了生鲜肉的最佳新鲜程度，在第8d后，部分菌落总数已超过106CFU/mL，腐败变质。因此应取生鲜牛肉MAP保鲜时间为6d，与pH分析结果有良好的一致性。

2.1.3 色差（a*）变化 表5为生鲜牛肉高氧MAP正交实验色差（a*）分析结果。处理组均数a*在同一时间内并无显著差异（p＞0.05），主要原因是各处理组在同一包装环境内。从表中看出在整体储藏过程中牛肉的颜色逐渐变暗，表现为储藏过程中a*不断降低，肌肉中色泽变化主要与肌浆蛋白有关，因此可能因为随贮藏时间的延长，肌粒中蛋白渗出及肌浆蛋白渗出物被氧化，使牛肉颜色变暗。在市场消费中，色差因其直观性成为评价超市生鲜牛肉品质的重要指标，并可直接用来直接评价牛肉的新鲜度，因此保持牛肉的鲜红度对保持肉的品质有重要作用。在本实验储藏过程中前6d均有较高的红度值，在第6d后红度值有明显的下降趋势，并在第8d时，下降到8左右，因此为保持牛肉的鲜红应取储藏时间为6d。

2.2 正交实验结果分析

综合2.1对各指标分析，为尽量延长生鲜牛肉货架期，本实验采用生鲜牛肉MAP保鲜时间为第6d时进行分析，正交实验结果如表6所示。

从表6极差分析结果得出各实验因素对各指标影响的主次顺序和各指标的最优水平组合：在pH最优因素水平中，因素A、B均取第二水平，因素C取第一水平，即A2B2C1，影响主次为食盐＞香辛料＞料酒；三因素对菌落总数取值均为第二水平，即A2B2C2，且影响主次与pH相同；对于a*，因素A取第三水平，因素B、C均取第一水平，即A3B1C1，影响主次为香辛料＞食盐＞料酒。由上述分析，因素A对pH和菌落总数的影响大小排在第一位，为主要因素；对于pH、菌落总数，A因素均取第2水平为好；而对于a*因素，因素A三个水平无显著差异，故综合考虑因素A应取第2水平。对因素B，pH和菌落总数取第2水平为好；因素C为次要因素，本文主要研究生鲜调理对保鲜的影响，故综合考虑三水平对实验结果影响，应取第2水平为好。

通过各因素对各指标影响的综合分析，得出较好的实验方案为A2B2C2，即食盐添加量0.8%，料酒添加量2.0g，香辛料添加量0.6%。

2.2.1 回归分析优化 菌落总数可影响到生鲜牛肉的pH、嫩度及红度，直接反映其货架期的长短，以菌落总数为目标函数进行二次多项式回归，由各因素及其交互作用对菌落总数的影响得回归方程：

式中：A为食盐添加量；B为料酒添加量；C为香辛料添加量。方程R2=0.8785，R2adj=0.8245，说明方程有较高的拟合度（p＜0.001）。由模型t验结果得出，整个回归模型是极显著的（p＜0.01），能够用于进一步分析各因素对菌落总数的交互作用。

以菌落总数最小值为目标值，用Lingo 11.0优化软件对正交实验结果进行优化，得到最优条件：食盐添加量0.9%，料酒添加量2.0g，香辛料添加量0.6%。与直观分析结果基本一致。

对于回归分析结果（食盐添加量0.9%，料酒添加量2.0g，香辛料添加量0.6%），直观分析结果（食盐添加量0.8%，料酒添加量2.0g，香辛料添加量0.6%）均不在正交实验组内，因此对优化条件进行验证实验。结果分别为：直观分析结果中菌落总数为4.97lgCFU/mL、a*为11.93、pH=5.75；回归分析结果中菌落总数为4.933lg CFU/mL、a*为12.23、pH=5.76，综合分析后可得回归分析条件是可行的。

2.2.2 盐分、料酒、香辛料对菌落总数交互作用分析

对各因素二次项及交互作用分析后得出，二次项对菌落总数有极显著影响（p＜0.01），食盐与料酒、食盐与香辛料之间对菌落总数都有极显著交互作用（p＜0.01），而香辛料与料酒对菌落总数无明显交互作用。

2.2.2.1 食盐添加量和料酒对菌落总数的交互作用由式（1）固定因素C=0.6%得到：

图1是固定C（香辛料）=0.6%时，食盐添加量和料酒对菌落总数的交互作用曲面图。可以明显的看出，料酒和盐添加量对菌落总数有明显的交互作用，随食盐添加量由低到高的变化菌落总数呈先降后升的趋势，可能的原因是随食盐添加量的变大，对菌的抑制作用也逐渐增强。具体关于盐添加量对料酒临界值的影响见表7。当食盐添加量为0.9%时，料酒的临界值为1.98g，与正交实验分析结果基本一致，存在些许差异的原因可能是实验操作存在误差及方程并不能完全反映正交实验结果（R2adj=0.8245）。将表中料酒临界值与盐添加量进行线性回归分析，可看出两者呈线性关系（B=－2.812A+4.514，R2=1）。

对于食盐添加量临界值的变化，当料酒添加量在1.75～2.0g时，食盐添加量存在临界值，且在这一范围内盐添加量呈降低趋势。具体料酒对盐添加量临界值的影响见表8。表中结果表明当料酒添加量为2.0g时食盐添加量的临界值为0.82%，和与正交实验分析结果基本一致。另外，表中料酒对食盐添加量临界值进行线性回归分析结果（A=－0.709B+0.961，R2=1）也表明盐添加量对菌落总数影响的临界值随着料酒的增加而呈线性下降趋势。由于在生鲜牛肉的调理过程中的盐和料酒添加量对肉中菌落总数有显著作用，因此以上实验结果表明，在生鲜牛肉的调理过程中我们可以通过调控盐及料酒的添加量来实现对生鲜肉品质的调控。

2.2.2.2 盐添加量与香辛料对菌落总数的交互作用由（式1）固定因素B=2.0g得到：

菌落总数=9.135－9.134A－0.422C+6.687A2+4.803C2－5.479AC 式（3）

图2显示了料酒添加量为2.0g时，盐和香辛料添加量对菌落总数影响情况的交互作用。可以看出盐添加量和香辛料对菌落总数有显著交互影响效应，当香辛料添加量为0.6%，食盐添加量在0.8%～0.9%时，菌落总数存在最小值，这一结果与前面料酒与盐添加量对菌落总数的交互作用研究结果有良好的一致性。影响菌落总数的香辛料临界值随盐添加量的具体变化情况见表9，对表中二者添加量线性回归分析，可以发现影响菌落总数的香辛料临界值以盐含量增大0.1%升高0.57%的速率线性升高（C=0.57A+0.044，R2=1）。

不同香辛料添加量对食盐添加量的临界值的影响见表10，从表中可看出，当香辛料为0.6%时，影响菌落总数的食盐添加量临界值为0.9%，与正交实验结果大致一致。在此基础上对表中香辛料和盐添加量临界值做线性回归分析，可得食盐添加量临界值与香辛料呈线性升高趋势（A=0.399C+0.665，R2=1）。在正交实验直观分析结果中已得出香辛料对调理牛肉菌落总数的影响为次要因素，可以利用香辛料的临界值与盐添加量线性升高的趋势调节香辛料的添加量，从而实现对生鲜牛肉品质的调控。

3 结论

生鲜牛肉高氧气调包装（MAP）在4℃储藏过程中，菌落总数在储藏过程中呈先降后升，并且在第6d达到国家二级牛肉标准，第8d时有臭味也有明显的变质现象。在以食盐、香辛料、料酒添加量为实验因素的正交实验中，以第6d菌落总数为目标函数值作二次多项式回归优化得最优配料为食盐添加量0.9%、料酒添加量2.0g、香辛料添加量0.6%。此调理条件下生鲜牛肉高氧MAP 4℃储藏6d时菌落总数为4.933、a*值为12.23、pH=5.76；方差分析和因素交互作用分析结果说明了食盐可有效的抑菌，食盐添加量和香辛料添加量对菌落总数的影响有显著交互作用，当香辛料添加量为0.6%，食盐添加量在0.8%～0.9%时，菌落总数存在最小值，并且料酒和香辛料的添加对生鲜牛肉的感官理化品质也有重要影响。本次实验通过不同配料的添加，抑菌保鲜效果显著，且提高了生鲜牛肉的风味品质，为生鲜调理牛肉产品的开发提供了一种思路。

[1]《2007－2008年肉类调理食品企业研究报告》[oL].wwwzikoo.com/payreport/article/24895.html.

[2]刘琳，张德权，贺稚非.调理肉制品保鲜技术研究进展[J].肉类研究，2008（5）：3-4.

[3]Sallam K I， Ishioroshi M， Samejima K， et al.Effects of garlic in chicken sausage[J].Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie，2004，37：849-855.

[4]孙承峰.传统肉制品（酱牛肉）中菌相变化及综合保鲜技术的研究[M].中国农业大学，2001.

[5]兰凤英，李全福，李育峰.壳聚糖涂膜对酱牛肉贮藏性能的影响[J].食品研究与开发，2006，27（9）：133-135.

[6]SEKAR A，DUSHYANTHAN K，RADHAKRISHNAN K T，et al.Effect of modified atmosphere packaging on structural and physical changes in buffalo meat[J].Meat Science，2006，72（2）：211-215.

[7]BINGOL E B，ERGUN O.Effects of modified atmosphere packaging（MAP）on the microbiological quality and shelf life of ostrich meat[J].Meat Science，2011，88（4）：774-785.

[8]SRoy， RC Ananatheswaran， RB Beelman.Fresh Mushroom Quality as Affected by Modified Atmosphere Packaging[J].Journal of Food Science，1995，60（2）：334-340.

[9]段静芸，徐幸莲，周光宏.壳聚糖和气调包装在冷却肉保鲜中的应用[J].食品科学，2002（2）：139-141.

[10]章建浩，秦芸桦.超市生鲜猪肉高氧MAP气调保鲜包装研究[J].食品科学，2005（7）：234-238.

[11]赵素芬，刘晓艳.高氧气调包装对冷鲜肉的保鲜研究[J].包装工程，2010（5）：15-17.

[12]王宁.冷却羊肉腐败菌菌相变化及其控制技术研究[D].武汉：华中农业大学，2006.

[13]周光宏.畜产品加工学[J].北京：中国农业出版社，2002：60.

[14]褚益可，雷桥，欧杰.不同塑料包装材料对气调包装牛肉品质的影响[J].湖南农业科学，2010（15）：93-96，99.

[15]张嫚，周光宏，徐幸莲.冷却牛肉的气调保鲜包装[J].2004，25（2）：179-183.

[16]张英华.肉的品质及其相关质量指标[J].食品研究与开发，2005，26（2）：39-42.