冰温气调贮藏对牛羊肉品质影响的研究进展

孟婷婷,田建文,2,*,王振宇

(1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021; 2.宁夏回族自治区科学技术厅,宁夏银川 750001; 3.中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)

冰温气调贮藏对牛羊肉品质影响的研究进展

孟婷婷1,田建文1,2,*,王振宇3,*

(1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021; 2.宁夏回族自治区科学技术厅,宁夏银川 750001; 3.中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)

创新牛羊肉的贮藏保鲜技术是高品质生鲜牛羊肉及其调理制品加工的必然途径。冰温结合气调贮藏技术在肉制品保鲜方面具有显著作用。本文详细介绍了其在牛羊肉保鲜加工中的应用,综述了其对牛羊肉感官、加工、营养、卫生品质的影响,并对其后期的研究方向做出展望,为此项技术在牛羊肉及其制品中应用提供参考。

冰温气调保鲜,牛羊肉,肉品质

我国羊肉产量位居世界首位,牛肉产量位居世界第三位[1],牛羊肉由于独特的营养和风味,广受消费者的喜爱。近年来,消费者对高品质生鲜牛羊肉和预制调理牛羊肉的需求逐年增加,然而牛羊肉产品极易腐败,常温货架期不足2 d,冷藏货架期不足7 d,而冷冻贮藏不利于产品风味和营养的保持。因此,创新牛羊肉贮藏保鲜技术成为高品质生鲜牛羊肉和预制调理牛羊肉的必然需求。20世纪70年代,冰温技术首次由日本的山根召美博士提出,肉品在该贮藏条件下,各种理化变化速度较慢,能有效保持肉品鲜活。气调包装则是通过对贮藏环境中氧气浓度、二氧化碳浓度等条件的控制,抑制微生物生长,减弱肉品成分氧化反应,从而实现延长肉品货架期。目前,国内外学者对于牛羊肉冰温贮藏和气调贮藏已有了深入研究。如Wang[2]等研究了羊肉在气调包装贮藏过程中菌落总数的变化情况,结果表明高密度CO2气调包装可以显著延长羊肉货架期。Yang[3]研究了不同气体组分包装对气调包装牛肉背最长肌货架期和品质的影响,发现有氧气调包装在短时间内可以维持牛肉的亮红色。但和有氧包装相比,无氧包装会使牛肉具有更好的肉色稳定性,并且较低的氧化率以及菌落总数等原因会使其货架期更长。杜曼婷[4]等主要研究了不同的包装方式对羊肉冰温贮藏期间品质变化的影响,证实冰温结合气调包装不仅可以延长羊肉货架期,还能维持羊肉的鲜红色、较好的感官品质和较低的菌落总数。赵菲[5]研究冰温保鲜技术对牛羊肉品质影响的研究表明气调包装羊肉的汁液流失率少,有氧包装羊肉的色泽、感官评分和保鲜效果最好。虽然冰温保鲜和气调贮藏对牛羊肉品质的影响已经进行了很多研究,但是缺乏系统的归纳总结,没有对冰温保鲜和气调贮藏技术进行综述概括,不利于肉品科研工作者对冰温保鲜和气调贮藏技术的整体理解和掌握,也不利于冰温保鲜和气调贮藏技术在牛羊肉加工产业中的推广应用。

表1 冰温气调保鲜对牛羊肉感官品质的影响Table 1 The effect of control freezing point storage combined with modified atmosphere packaging on beef and mutton sensory quality

表2 冰温气调保鲜对牛羊肉加工品质的影响Table 2 The effect of control freezing point storage combined with modified atmosphere packaging on beef and mutton processing quality

因此本文结合当前冰温及气调保鲜技术的研究现状,对冰温保鲜和气调贮藏技术进行综述,重点阐述了近几年冰温气调保鲜技术对牛羊肉感官、加工、营养、卫生等品质的研究进展,初步阐释了其中作用机理,并展望了冰温结合气调保鲜技术的发展趋势。

1 冰温气调贮藏对牛羊肉感官品质的影响

牛羊肉在贮藏过程中由于受到自身酶作用及外源微生物污染,其感官品质往往会发生一些变化,如气味、色泽、总体可接受性等感官指标是影响消费者购买的最直观因素。

羊肉在贮藏过程中肉色、气味、弹性和总体可接受性等感官指标会发生不同程度的变化。由表1可知,关文强[6]、刘敬斌[7]等采用不同温度贮藏牛肉发现冰温贮藏24 d的牛肉色泽、气味、总体可接受性等感官品质仍然较其他保鲜方法好。Berruga[8]、Zakrys[9]等用高氧气调包装贮藏鲜牛肉,发现高氧气调包装有利于肉品保持良好的色泽。随后,Lindahl[10]、刘成龙[11]等进一步用不同的气调包装贮藏牛肉,发现高氧气调包装的肉品,具有良好的鲜红色,但会随着贮藏时间的延长逐渐降低,并且伴随不良的气味[12],而CO组(0.4% CO,30% CO2,69.6% N2)中的牛肉却始终保持较稳定的红色,并且随着贮藏时间的延长而增加,提高了牛肉色泽稳定性。这可能是因为高浓度的氧气条件使肉中的肌红蛋白发生反应,产生呈现红色的氧合肌红蛋白[13]。随后肉色逐渐降低的原因可能是高氧包装中的氧分压在贮藏过程中逐渐降低,从而促进高铁肌红蛋白的生成[11],而CO与脱氧肌红蛋白结合的能力优于氧气。Karabagias[14]等用气调包装贮藏羊肉,发现肉品亮度显著提高。出现上述结果的原因可能是氧气充足,蛋白质结构遭到破坏,肌肉持水性变差,从而导致羊肉亮度值升高[15]。Zhu[16]、刘敬斌[7]等认为冰温气调包装贮藏30 d的肉品仍无异味且总体可接受度较好。

2 冰温气调贮藏对牛羊肉加工品质的影响

冰温气调保鲜技术可以增加肉品嫩度、保水性以及出品率等加工品质。详情如表2所示。

2.1 嫩度

肉的嫩度是影响肉品质地的重要因素[17]。冰温气调保鲜是提高肉品品质的有效贮藏方法,冰温保鲜通过延缓肉品成熟期而提高肉品品质,李利[18]等用不同温度贮藏羊肉,发现低温贮藏的羊肉剪切力下降较高温贮藏缓慢,嫩化效果更好。杜曼婷[4]、岳喜庆[19]等研究冰温贮藏过程中鲜牛肉的品质变化,发现相比冷藏,冰温贮藏可以提高肉品嫩度。推测原因是冰温使鲜肉的后熟过程在特定的低温环境下进行,降低微生物繁殖速度以及各种酶活力,进而最大限度保证肌原纤维蛋白的完整性[20]。除了温度以外氧含量也是影响肉品嫩度的另一主要因素。Zakrys[21]等在冷藏条件下用不同O2体积分数的气调包装贮藏牛排,发现O2体积分数为50%的气调包装中肉品嫩度最好。高氧环境能够诱导肌原纤维蛋白中的肌球蛋白通过二硫键交联、聚集重链,肌纤维收缩,导致蛋白质对蛋白水解酶的敏感度降低而影响肉品嫩度[21]。Kim[22]、Clausen[23]等采用不同气调包装贮藏牛肉,发现高氧气调包装中的肉品嫩度最差。导致上述差异出现的原因,可能是肉嫩化的关键作用酶受氧气体积分数的影响,遭受破坏程度不同而导致其嫩化效果不同。在此研究基础上,李茜等进一步在冰温条件下结合不同包装方式贮藏肉品,发现除真空包装组外,气调包装组的肉品嫩度最好。

2.2 汁液流失

汁液流失是影响肉品感官品质和营养价值的重要指标,也是造成宰后损耗使企业蒙受经济损失的原因之一,因而越来越受到国内外学者的重视。Melissa[24]等认为肌肉汁液损失与僵直过程中肌纤维的收缩程度有关。Farouk[25]等认为,牛肉冻藏过程中其滴水损失与冻藏时间呈线性关系。然而,为了探究贮藏过程中肉品滴水损失的原因,李茜[15]研究发现肉品汁液流失可能与蛋白质的氧化变性有关。贮藏期延长促使微生物繁殖加快,各种酶的活力加快,致使蛋白质结构遭到破坏,细胞内部水分不断移动向外流出导致肉品汁液流失。关文强等[6]进一步研究得出冰温贮藏有利于降低肉品滴水损失的结论。由此可见冰温保鲜可以延缓蛋白的降解,维持肌纤维的完整性,从而使肉品具有较高的保水性。李茜[15]等在冰温条件下采用不同气调包装贮藏牛肉,发现在相同贮藏时间内,气调包装的滴水损失最少。而赵菲[5]、孙天利[13]、吕峰[26]、Lund[27]等在冰温条件下用不同气调包装贮藏鲜羊肉,发现除了真空包装外,高氧气调包装中的肉品滴水损失最多。

表3 保鲜方法对肉品营养品质的影响Table 3 The effect of preservation methods for meat nutritional quality

3 冰温气调贮藏对牛羊肉营养品质的影响

牛羊肉中具有优质蛋白质、低脂和维生素等营养特点。好的保鲜方法要避免肉品营养价值受到损失。牛羊肉在适宜温度下贮藏,使胴体利于完成尸僵和解僵过程,从而保持牛羊肉的营养价值。

牛羊肉在贮藏过程中会伴随品质劣化的现象。比如脂肪氧化,蛋白质降解,氨基酸氧化修饰,水分的流失以及微生物的生长等变化都会影响肉品食用品质,进而破坏牛羊肉的风味和营养价值[3,7,13,22,27]。冰温保鲜可以延缓肉品贮藏过程中脂肪氧化产物醛酮等小分子物质的产生、抑制微生物降解蛋白质生成TVB-N,以及可以缓慢积累氨基酸等风味物质。Miller等[28]研究发现,蛋白消化性随蛋白氧化而降低。赵菲[5]、李茜[15]等进一步研究发现,相比冷藏条件,冰温保鲜可以延缓肉品贮藏过程中脂肪氧化产物醛酮等小分子物质的产生,进而减缓TBARS值增长的速度。申江[29]等发现,冰温可以延缓微生物降解蛋白质生成TVB-N的速度。除了温度以外,氧含量也是影响肉品营养价值的另一主要因素。Park[30]等发现肉品在气调贮藏过程中,蛋白质被氧化,一些必需氨基酸如赖氨酸、苏氨酸等氨基酸残基的氧化修饰等反应都会降低肉品营养价值,甚至会产生一些有毒有害的物质。然而冰温可以缓慢积累与肉质新鲜度有关的氨基酸,进而提高肉品营养价值。Grune[31],Morzel[32]等对蛋白消化性的深入研究发现,温和贮藏条件下蛋白结构变化小,有助于蛋白水解酶对蛋白的识别,从而提高蛋白消化率,进而提高肉品营养价值。

4 冰温气调贮藏对牛羊肉卫生品质的影响

菌落总数、硫代巴比脱酸值(TBARS值)和挥发性盐基氮(TVB-N值)是评定肉类新鲜程度的重要指标,肉中所含的量与肉品腐败变质程度直接相关。

4.1 菌落总数

菌落总数是反映鲜肉腐败变质的重要指标。牛羊肉在贮藏过程中,微生物的生长速率与贮藏温度和环境中氧含量存在直接关系。李利等[18]研究发现温度会影响宰后羊肉中的微生物繁殖速度。羊肉在贮藏过程中温度越高,肉品表面的菌落总数增长就越快[33]。刘敬斌[7]、关文强等[34]发现,牛肉初始菌落总数2.5×103CFU/g,冰温贮藏24 d后菌落总数达到2.3×106CFU/g,肉质变质,与冷藏组相比货架期延长了6 d。申江等[29]用不同温度贮藏羊肉,发现冷藏组的羊肉在第8 d已经发生腐败变质,而冰温组在第12 d时肉质仍然保持新鲜。宋宏新[35]等采用不同单组分气调包装羊肉,发现CO2包装组的抑菌效果最好,牛肉初始菌落总数103CFU/g,贮藏16 d后菌落总数达到106CFU/g,肉品变质。有研究者认为,高密度CO2在肉表面形成较高气体分压加大了其在肉表面溶解度,进而起到抑菌作用。Wang[2]、Esmer[36]等用不同气体组分包装牛羊肉,发现贮藏初期菌落总数103CFU/g,其货架期随气体组分不同在14～32 d之间变化,菌落总数达到106CFU/g,肉品变质。一般而言,在低温条件的协调作用下CO2的抑菌效果增强[37]。在此基础上,刘敬斌[7]、Zhu[16]、李茜[15]、李建雄[38]等进一步对冰温结合气调包装技术进行研究,发现相比冷藏托盘包装,冰温气调包装的肉初始菌落总数为103CFU/g,随贮藏温度和气体组分的不同,其货架期在15～42d之间变化,菌落总数达到106CFU/g,肉品变质。

表4 保鲜方法对肉品菌落总数的影响Table 4 The effect of preservation methods on the total microbial for meat

4.2 TBARS值(硫代巴比妥酸值)

TBARS值是衡量肉品中脂肪氧化程度的重要指标。李利[18]等研究发现,在相同贮藏时间内,低温贮藏羊肉的TBARS值要低于高温贮藏。有研究者指出[15],就贮藏温度而言冰温更能有效抑制脂肪氧化。Zhu[16]、李茜等[15]进一步研究发现,相比冷藏条件,冰温贮藏牛肉的TBARS值增长的速度较缓慢。除此之外,Kim[22]、McMillin[39]、Rubio[40]、Yang等[3]研究发现,气调包装中的氧气比例也会影响肉品中脂肪的氧化程度,并提出氧气浓度越高,肉品中脂肪越易被氧化的理论。推测可能是氧浓度过高使得脂肪氧化。

4.3 TVB-N值(挥发性盐基氮)

TVB-N值是表征肉品新鲜程度的核心指标。一般而言,其含量越高,肉品腐败味就越浓。TVB-N值升高的原因可能是肉中微生物新陈代谢旺盛且酶活力高,使得大量蛋白质被分解为氨和胺类化合物[41]。申江等[29]考察了贮藏期间温度对肉品中TVB-N值的影响,发现冰温贮藏在延缓羊肉中TVB-N值方面要优于普通冷藏和冻藏保鲜。李利[18]、李建雄[38]、秦瑞升等[42]研究结果表明,冰温可以延缓TVB-N值的生成,贮藏24 d后 TVB-N值达到15 mg/100 g,转变为二级鲜肉,相比冷藏组货架期延长了14 d。推测冰温可以抑制微生物生长繁殖,钝化酶活性,有效克服了冻藏导致肉品蛋白质变性的现象。然而,除了温度以外氧含量也是影响肉品中TVB-N值的主要因素。王志琴[43]等研究不同气调包装方法对保存期间的肉品TVB-N值的影响发现,24 d后各气调包装组的TVB-N值超过国家限定标准15 mg/100 g,转变为二级鲜肉。Zhu等[16]、Murphy等[44]认为,高密度CO2包装可以抑制微生物的生长,但最后还是发现肉品中TVB-N值上升。导致上述现象出现的原因可能是因为在贮藏期间,包装内的CO2被肉品表面渗出的水分所吸收,从而导致微生物数量上升降解蛋白质,TVB-N值增加。Zhu等[16]进一步对冰温结合气调包装技术进行研究,发现冰温气调包装的肉,TVB-N值贮藏30 d达到国家限定标准15 mg/100 g,相比冷藏托盘包装的肉品货架期延长了20 d。李建雄等[38]研究发现,冰温结合气调包装下的肉品其TVB-N值在24 d仍为一级鲜肉(<15.0 mg/100 g)。所以,在冰温结合气调包装的贮藏条件下,肉品中TVB-N值增长缓慢,保鲜效果较好。

表5 保鲜方法对肉品TVB-N值的影响

5 结语

目前,冰温气调保鲜方法已经应用于牛羊肉贮藏保鲜,保持牛羊肉的品质,特别是延长高品质生鲜牛羊肉和预制调理牛羊肉的货架期。在今后的研究过程中,可以从以下几个方面开展系统研究:贮藏过程中温度波动对牛羊肉组成成分及包装气体的作用;冰温结合气调保鲜技术贮藏牛羊肉时,温度、气体比例、包装材料等参数优化;冰温结合气调包装贮藏牛羊肉,产品的风味、质地、口感等食用品质评价;牛羊肉冰温气调包装保鲜专用设备和软件开发,保持冰温贮藏是温度场的稳定和气调比例的均衡,并在线检测温度高低和气体组成。

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Research advance on influence of controlled freezing-point storage and modified atmosphere packaging on beef and mutton quality

MENG Ting-ting1,TIAN Jian-wen1,2,*,WANG Zhen-yu3,*

(1.College of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.Science and Technology Department of Ningxia,Yinchuan 750001,China; 3.Institute of Agro-Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

Technology of storage and fresh-keeping of Innovative is the inevitable way to produce high quality of beef and mutton and its processing products.Controlled freezing-point storage combined with modified atmosphere packaging is positively retaining freshness.This review focuses on the application of its preservation in the processing of beef and mutton. Reviewed the effect of controlled freezing-point storage combined with modified atmosphere packaging on sensory attributes,processing quality,nutrition,hygienic quality of beef and mutton and was prospected,and theoretical references were provided to guide the research and processing of its beef and mutton and its processing products.

controlled freezing-point storage and modified-atmosphere packaging;beef and mutton;meat quality

2016-09-06

孟婷婷(1990-),女,硕士研究生,研究方向：肉品科学与技术,E-mail:15248817027@163.com。

*通讯作者:田建文(1965-),男,博士,教授,研究方向：农产品加工与贮藏,E-mail:tjw67812@126.com。 王振宇(1981-),男,博士,副研究员,研究方向：肉品科学与技术研究,E-mail:food2006wzy@163.com。

公益性行业(农业)科研专项(201203009、201303083);国家现代肉羊产业技术体系(CARS-39)。

TS206.2

A

1002-0306(2017)07-0395-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.068