不同气体配比对气调包装牛肉保鲜效果的影响

周振勇，蔺宏凯，贾红玲，杨 倩，李红波，闫向民

（1.新疆畜牧科学院畜牧研究所，新疆乌鲁木齐830000；2.新疆华凌农牧科技开发有限公司，新疆乌鲁木齐830000）

不同气体配比对气调包装牛肉保鲜效果的影响

周振勇1，蔺宏凯1，贾红玲2*，杨 倩2，李红波1，闫向民1

（1.新疆畜牧科学院畜牧研究所，新疆乌鲁木齐830000；2.新疆华凌农牧科技开发有限公司，新疆乌鲁木齐830000）

研究不同气体配比对冷鲜气调包装牛肉保鲜效果影响，筛选牛肉气调保鲜技术。【方法】实验采用气调保鲜技术对生鲜冷却牛肉进行气调保鲜包装，通过控制N2、O2、CO、CO2等气体组分，研究不同气体组分对生鲜冷却牛肉pH值、卫生指标和肉色货架期等生鲜品质的影响，结合牛肉肉色值与计算机视觉图像分析技术，参考菌落总数、挥发性盐基氮（TVB-N）、pH值等肉质评价指标，分析评价牛肉保鲜效果。结果：高氧气调包装与含CO气调包装均具有延长牛肉保鲜期的功效。【结果】确定了基于CIE Lab模型的新鲜牛肉的颜色特征值，通过筛选获得2个牛肉抑菌护色最优气体组合，适宜的气调参数是O2︰CO2为80﹪：20﹪和CO：CO2为1％：99％。【结论】本试验条件下，气调包装的气体构成二元组分优于三元组分，气调包装牛肉保鲜期可达27 d，筛选配方可使牛肉保鲜期延长至33 d。

牛肉；气调保鲜；肉色；计算机视觉；菌落总数

10.16863 /j.cnki.1003-6377.2016.05.008

肉和肉制品生产过程中，微生物是影响食品安全的重要因素。鲜肉营养物质丰富，为微生物的生长提供了良好的物质基础，在肉的加工、贮藏、包装与销售过程中，极易受到微生物的污染而腐败。腐败微生物的生长繁殖受加工方式和包装措施等各有不同并导致微生物的分布和多样性的巨大差异[1]。牛肉的新鲜度与保鲜效果和微生物数量密切相关，微生物的变化是反映冷却牛肉鲜度最直接最重要的指标，而微生物生长特性受到产品pH值、温度等综合因素的影响[2]。随着食品工业与技术的发展，真空包装保鲜与气调保鲜技术已广泛应用于肉的加工生产中。有研究报道采用真空包装的冷却肉在0～4℃条件下可贮存20～28 d。气调保鲜包装是在包装内充入调制气体，破坏或改变环境条件，降低微生物的繁殖从而达到保鲜防腐[3]。气调包装技术能够在一定程度上抑制微生物的腐败和产品皱缩弥补真空包装的不足。气调包装技术与真空包装一样常与冷藏相结合[4]。肉食品生产不可避免的存在微生物污染，在加工及后续生产中随着环境与时间的变化，肉食品的微生物在菌相构成方面会发生改变，存在菌群结构与数量的消长，优势菌群数量决定肉品腐败程度[5]。肉色是消费者用来衡量冷却肉品质和可接受性的首选标准，同时肉色是肉品腐败变质的感官评价依据，是影响肉品购买决定的重要因素[6]。国内外有一些关于气体包装牛肉的研究报告，但受包装材料、温度、光照、保鲜剂等多重因素制约，研究的深度还有待挖掘。特别是国内对于不同气体成分对冷却牛肉腐败菌消长规律的研究还很少，本文以冷却牛肉为研究对象，探讨不同包装条件对冷却牛肉主要腐败菌的影响，研究不同保存时间下牛肉中的菌相变化与肉品质量特征，为牛肉气调包装产品的质量控制与技术优化应用提供依据。

1 材料与方法

1.1材料与设备

原料肉由新疆华凌农牧科技开发有限公司提供排酸牛肉；混合气体由新疆山下机电设备有限公司按照要求配置的标准混合气体，气体为O2、N2、CO2、CO。

主要仪器与试剂：电热恒温培养箱、电子分析天平、半自动盒式气调包装机、冷鲜肉贮藏柜、立式高压锅、梅特勒pH计、康维氏微量扩散皿、微量滴定管、微量移液器、10mL移液管、洗耳球、90 mm培养皿、15×150试管、杜氏倒置管、数码相机；甲基红、亚甲蓝、95％乙醇、盐酸、硼酸、无水碳酸钾、甘油、阿拉伯树胶、营养琼脂、月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤（LST）、煌绿乳糖胆盐肉汤（BGLB）、去离子水。

1.2方法

分割包装过程中相关器具经消毒处理，采集分割肉块去除肉样表面筋膜与脂肪，切块后放入包装盒进行分组气调包装。

调制气体配方设6个组，各组的气体组分为：气调1组为O280％，CO220％；气调2组为O260％、CO220％、N220％；气调3组为O240％、CO240％、N220％；气调4组为CO 1％、CO240％、N259％；气调5组为CO 1％、CO280％、N219％；气调6组为CO 1％、CO299％，采用半自动盒式气调包装机包装在冷鲜肉贮藏柜中（4℃）保存，分期组内随机抽样进行肉品质指标检测与评价，按照国家标准测定菌落总数、总挥发性盐基氮、pH等指标，肉色特征分析结合计算机视觉技术应用Photoshop软件基于CIE Lab色彩模型处理评价[8]，测定L值、a值、b值，每个肉样的图片分别测定3个点（101*101像素），取其平均值。

2 结果与分析

2.1气调包装牛肉微生物的测定结果

本试验条件下，不同气体组分气调包装牛肉菌落总数检测结果见表1。由表1可以看出，随着贮藏期的延长，牛肉的菌落总数总体呈现缓慢上升的趋势。在保鲜第3 d，各组牛肉菌落总数都符合新鲜肉标准，菌落总数小于104CFU/g；在保鲜第6 d，除气调4组外其余各组均满足新鲜肉标准，在保鲜第9 d，气调3组、4组、6组的菌落数仍小于104CFU/g，牛肉较新鲜；在保鲜第14 d，气调4组、5组、6组抽样结果菌落总数均小于104CFU/g；在保鲜第23 d、27 d抽样检测气调1组与气调6组较其它组菌落总数少；在保鲜第33 d气调4组的菌落总数超过106CFU/g，其余各组菌落总数处于104～106CFU/g之间。

表1 不同组别贮藏条件下细菌总数变化l g c f u/g

2.2气调包装牛肉TVB-N变化

不同气调包装牛肉TVB-N变化情况见表2。由表2可知，各组包装牛肉TVB-N指标随时间延长而逐渐上升，在贮藏期第14 d除气调2组、气调4组外的大多数包装肉样保持较好的新鲜度，各样本平均值为12.75mg/100 g（TVB—N≤15 mg/100g为一级鲜度），在23 d、27 d、33 d各样本平均值分别为16.36 mg/100g、16.41 mg/100g、17.95mg/100g总体达到次鲜肉指标（TVB—N≤25mg/100g为二级鲜度）。

表2 不同组别贮藏条件下挥发性盐基氮的变化mg/100g

2.3气调包装牛肉pH值变化

表3 不同组别气调包装牛肉p H值变化

由表3可知，牛肉贮藏期间各组Ph值有一定的波动，各组保鲜牛肉在3 d～27 d，牛肉的pH值在5.51～6.23之间符合新鲜肉标准，在保鲜第33 d，气调3组、4组Ph值分别为6.85与6.86超过了次鲜肉pH值6.2～6.7的参考标准达腐败水平。

2.4不同包装牛肉肉色测定结果

表4 冷鲜排酸牛肉肉色特征值分析

由表4可知，牛肉的肉色具有一定的部位差异，可能和组织中肌红蛋白的生理分布有关，a值（红色）结果显示，霖肉的肉色相对较深，小瓜的肉色相对较浅，与感官视觉评价一致。同时，依据CIE LAB颜色空间模型，排酸鲜牛肉的肉质色度取值范围为L值33.49～41.83之间，a值24.45～29.60之间，b值12.57～15.65之间。

表5 不同包装牛肉贮藏期肉色测定结果L/a/b

续表

肉的色泽是肉质发生变化的结果与特征指标，也是评定肉色保鲜效果的重要参考依据。依据表5显示参照表4牛肉特征值分析，保鲜期各组牛肉的肉色指标始终围绕牛肉初始值波动。

3 讨论

牛肉的气调保鲜效果受多因素影响，保存温度与气体组成的变化对抑菌护色效果均有影响。鲜肉在保存过程中受内外因素的影响发生着一系列的品质变化，理化反应的机理机制复杂，有研究认为肉质评价指标中TVB—N的积累来自蛋白质的分解，微生物分解含氮有机化合物经系列化学反应最终产生氨或胺，随着贮藏期的延长，肉中的碱性物质含量增加；随着微生物菌群的变化与环境的限制，微生物的无氧酵解可产生酸性成分对Ph值有缓冲作用。气调保鲜包装中，在高氧浓度下，肉中的肌红蛋白与氧气结合生成氧合肌红蛋白并表现具有鲜红色，氧合肌红蛋白很不稳定，随着包装中氧气的消耗与分压的降低，牛肉的氧合肌红蛋白变为高铁肌红蛋白肉色出现变化与波动[9]。本试验条件下，不同气体组合对菌落总数、TVB—N、PH值、肉色等指标影响程度不同。研究主要参照标准探讨适宜的气调包装保鲜气体组分，着重探讨筛选气调保鲜组合，试验研究中随着气体的消耗，气体的分压与比例发生着变化，CO2、O2、CO、N2等气体组合包装中，从抑菌效果来看富含氧气的气调1、气调2、气调3分别对应高中低不同的氧气比例，高氧组合的优势明显；气体中CO2具有抑菌作用，CO具有护色与增色功效，本试验中气调4、气调5、气调6为抑菌护色组合，气调6组的保鲜效果较好。另外，随着保鲜技术的发展，评定指标将更加的精细化与科学化，本试验依据国标可筛选出符合标准的保鲜组合，但受多方面因素的限制，评价指标的数值在研究中有一定的波动，形成原因有待进一步深入研究。对照《NY 5044-2008无公害食品牛肉》安全指标与微生物指标的标准要求，鲜牛肉菌落总数应小于1×106cfu/g，挥发性盐基氮小于等于15 mg/100 g，感官评定指标作为参考，试验中气调1、气调2、气调4、气调6组配方均具有延长牛肉保鲜期的效果，保鲜期可达27 d，其中气调6组的保鲜期已达33 d。

4 结论

在本试验条件下，高氧气调包装与含CO气调包装均具有延长牛肉保鲜期的功效。试验筛选获得2个牛肉抑菌护色最优气体组合，从气体组分构成与技术标准的稳定性评定，二元组分优于三元组分，含氧气最优组合O280％、CO220％，含CO气调最优组合CO 1％、CO299％。

参考文献:

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[3]宋志鹃,黄素珍.冷却肉的微生物控制及保鲜技术的研究进展[J].肉类研究,2009,（06）:31-36.

[4]陈阳楼,王院华,甘泉,等.气调包装用于冷鲜肉保鲜的机理及影响因素[J].包装与食品机械,2009,（01）:9-13.

[5]张铁华,李玺,闫革华,等.冷鲜牛肉微生物菌相变化及抑菌剂保鲜效果初探[J].农产品加工(学刊),2012,（11）:19-23.

[6]张嫚.冷却牛肉保鲜技术研究[D].南京：南京农业大学,2003.

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[9]吕峰,林勇毅,宋丽君,等.牛肉冰温气调保鲜技术的研究[J].江西食品工业,2008,（04）:15-18.

Effect of Different Gas Ratio on the Fresh-keeping Beef w ith M odified Atmosphere Package

ZHOU Zhen-yong1,LIN Hong-kai1,JIA Hong-ling2*,YANG Qian2,LIHong-bo1,YAN Xiang-min1
（1.Xinjiang Academy of Animal Science Research Institute,Urumqi 830000，China；2.Xinjiang Hualing Agriculture and AnimalHusbandry Science and Technology Development Co.,Ltd., Urumqi 830000，China）

【purpose】To study the effect of different ratio of gas on cold beef and fresh air packaging freshkeeping,and to screen beef technology of modified atmosphere.[method]the experiment uses the modified atmosphere technology formodified atmosphere packaging of fresh beef cooling,by controlling the N2,O2,CO, CO2,such as gas composition,the different gas composition on the cool fresh beef pH value,health indicators and the shelf life of color fresh quality and the effect of combination of beef color value image analysis and computer vision technology,refer to the total number of colonies,volatile base nitrogen（TVB-N）,pH value, such asmeat quality evaluation,analysis and evaluation of beef preservation effect.Results:the high oxygen packaging and CO gas packaging are with the effect of fresh keeping.【results】determine the color characteristics of fresh beef based on the CIE Labmodel,gain two optimal combinations of beef bacteriostatic colorby screening,the suitable parameter is O2,CO2is 80％:20％and CO,CO2is 1％：99％.[conclusion] under conditions specified by this test,the gas packaging gas composition of binary component is better than that of the ternary component,gas packaging beef freshness can be up to 27 days,extended selection formula can keep beef fresh for 33 days.

beef;modified atmosphere;color;computer vision;total number of colonies

S379

：A

：1003-6377（2016）05-0041-06

新经济维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目（KY2015009；KY2015013）；国家科技支撑计划课题“新疆特色牛肉产品研发”（2011BAD47B05）

周振勇（1980-），男，高级畜牧师，主要从事肉牛生产与肉制品加工技术。E-mail：77790468@qq.com

贾红玲（1982-），女，畜牧（兽医）师，主要从事肉制品生产与质量安全控制。

2016-04-10，

：2016-04-21