手抓羊肉包装材料选择及常压低温杀菌工艺优化

杨文婷，牛佳，罗瑞明

(宁夏大学 农学院，银川 750021)

手抓羊肉包装材料选择及常压低温杀菌工艺优化

杨文婷，牛佳，罗瑞明*

(宁夏大学 农学院，银川 750021)

以宁夏特色低温肉制品手抓羊肉为研究对象，采用单因素实验和L9(33)正交实验方法对手抓羊肉加工的工艺参数进行优化，确定产品最终的减菌真空包装材料及杀菌条件。结果表明：(1)包装材料对手抓羊肉菌落总数的影响为随着贮藏期的延长，菌落总数呈上升的趋势，且变化较明显(P<0.05)，贮藏30天时，18丝和20丝的共挤袋以及20丝的铝箔袋的菌落总数相对较低。(2)杀菌温度对手抓羊肉菌落总数的影响为随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势，且杀菌温度越高，菌落总数含量越少，贮藏30天时，75，80，85 ℃灭菌效果较好，菌落总数远远低于国标限量。(3)杀菌时间对手抓羊肉菌落总数的影响为随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势；而随着杀菌时间的延长，杀菌效果逐渐增大，但增加幅度很小，不同杀菌时间对菌落总数的影响不显著(P>0.05)。手抓羊肉工艺参数优化后的最终工艺条件：包装材料为0.20 mm的PA/PE袋，杀菌温度为80 ℃，杀菌时间为30 min。

手抓羊肉；减菌真空包装材料；常压低温杀菌；工艺优化

低温肉食品是指在常压下通过一定的加工工艺(卤制、熏制、烤制等)所得到的肉制品。其中心温度一般为72～85 ℃，所加工的肉制品肉质鲜美，很好地保留了肉制品的固有滋气味，色泽诱人，是未来肉制品发展的主要方向。与高温肉制品相比，其特点在于低温肉制品采用的热杀死力更低，一般为65～85 ℃，对肉制品的风味及质构的影响很小，用普通的塑料包装即可；而高温肉制品的杀菌温度一般达到120 ℃以上，严重破坏了肉制品的结构形式，使其失去了原有的风味，且高温肉制品一般用铁听罐头进行包装，虽然在一定程度上延长了保质期，但同时产生了其他不愉快的气味。低温肉制品在物流运输、成品销售过程中，一般在0～4 ℃条件下进行冷藏保存。而宁夏传统低温清真滩羊肉食品则是以宁夏盐池滩羊为原料加工，并经低温灭菌得到的肉食品，具有广阔的发展前景[1]。

目前，生产熟肉制品的企业有的采用传统的加工技术，并使用一些防腐剂来延长肉制品的保质期，不仅会对人体造成潜在的危害，还很难保障生产中的安全质量；有的企业也采用“软罐头”生产技术延长了以上食品的货架期，但高温高压灭菌破坏了鲜食品的风味及组织状态。市场中散卖的熟肉制品，在储运和销售过程中普遍为开放式，产品与外界环境直接接触，不仅增加了被微生物污染的机会而导致产品腐败变质；还加速了肉制品表面的氧化而导致产品颜色的劣变和水分的流失[2]。在包装方面，大多数企业也仅仅是选择真空包装的包装形式，很难在不添加任何防腐剂以及常压低温灭菌的情况下达到延长保质期的目的。所以，要想改变这种现状，同时达到延长保质期的目的，就要改变这种单一的包装形式：将减菌包装与真空包装相结合，使得包装袋内的初始菌量达到极低值，同时配合常压低温灭菌，在不影响肉制品口感以及风味的前提下延长产品货架期[3,4]。

本实验以宁夏特色低温肉制品手抓羊肉为研究对象，采用不同的包装材料对手抓羊肉进行包装，并进行常压低温杀菌，通过单因素实验找出手抓羊肉中菌落总数含量最少的3种包装材料，以及最适的杀菌时间和杀菌温度进行正交实验，最终确定手抓羊肉的最佳包装材料、最适杀菌温度和最适杀菌时间，为今后宁夏特色低温肉制品手抓羊肉产品的研发、加工工艺的控制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

滩羊肉(4月龄)，购置于宁夏盐池县大夏牧场清真食品有限公司；食盐、白砂糖、生姜、大葱、朝天椒、各种香辛料、干黄酱、蚝油等，购置于宁阳店；PCA平板计数培养基，购置于银川伟博鑫生物科技有限公司。

1.2 包装材料

PET/PE(0.18 mm)：透湿率4.135 mg/(m2·24 h)，透氧率52.841 mL/(m2·24 h)。

PET/PE(0.20 mm)：透湿率3.527 mg/(m2·24 h)，透氧率50.364 mL/(m2·24 h)。

PA/PE(0.18 mm)：透湿率0.086 mg/(m2·24 h)，透氧率0.089 mL/(m2·24 h)。

PA/PE(0.20 mm)：透湿率0.076 mg/(m2·24 h)，透氧率0.077 mL/(m2·24 h)。

PET/AL/PE(0.18 mm)：透湿率0.076 mg/(m2·24 h)，透氧率0.146 mL/(m2·24 h)。

PET/AL/PE(0.20 mm)：透湿率0.0574 mg/(m2·24 h)，透氧率0.127 mL/(m2·24 h)。

1.3 仪器与设备

PH-280手持pH计 杭州陆恒生物科技有限公司；AL240电子天平 上海精科仪器有限公司；减菌真空包装舱 宁夏大学清真食品工程技术研究中心；SF-100CZ型超净工作台 深圳市云峰净化技术有限公司；721G-100分光光度计 杭州科晓化工仪器设备有限公司；HHS-11-4恒温水浴锅 杭州康纳科技有限公司；YX-280D型压力蒸汽灭菌器 深圳市良谊实验室仪器有限公司；LRH-150生化培养箱 广东省医疗器械厂。

1.4 实验方法

1.4.1 手抓羊肉加工工艺

1.4.1.1 实验组的工艺流程

原料肉→解冻→分割→腌制→煮制→减菌真空包装→常压低温杀菌→成品→0～5 ℃贮藏。

1.4.1.2 操作要点

分割：剔骨后洗净，分割成100 g左右肉块及肉丁，便于入味。

腌制：实验组加入食盐、白糖、葱、姜、花椒等进行腌制，对照组不经此步骤。

煮制：预煮结束后以文火蒸煮1 h，蒸煮时实验组添加料包，对照组无需添加任何香辛料。

减菌真空包装：将熟制的产品放入已灭菌的容器中，封口，迅速送至无菌真空包装舱进行真空包装，以减少二次污染，进行此步骤时首先要对无菌真空包装舱中的环境、包装材料等进行减菌化处理，同时将真空包装环境的真空度设定为-0.07 MPa，抽真空时间为60 s。

常压低温杀菌：杀菌温度分别为70，75，80，85 ℃，杀菌时间分别保持20，25，30，35 min。

贮藏：置于4 ℃冰箱中贮藏1个月，每隔5天进行细菌总数测定。

1.4.2 单因素实验设计

1.4.2.1 不同包装材料对产品微生物的影响

分别用0.18 mm的PET/PE袋、PA/PE袋、PET/AL/PE袋和0.20 mm的PET/PE袋、PA/PE袋、PET/AL/PE袋对手抓羊肉进行包装，杀菌温度为80 ℃，杀菌时间为30 min。

1.4.2.2 杀菌温度对产品微生物的影响

选择0.20 mm的PET/AL/PE袋对手抓羊肉进行包装，杀菌温度分别为70，75，80，85 ℃，杀菌时间保持30 min。

1.4.2.3 杀菌时间对产品微生物的影响

选择0.20 mm的PET/AL/PE袋进行包装，杀菌温度为80 ℃，杀菌时间分别保持20，25，30，35 min。

1.4.3 工艺参数优化实验

为明确优化工艺条件，根据单因素实验结果进行L9(33)正交实验，3个因素分别为包装材料(A)、杀菌温度(B)、杀菌时间(C)，见表1。以菌落总数为考察指标，对手抓羊肉产品的工艺参数进行优化，并作极差分析。

表1 手抓羊肉正交因素水平表Table 1 Orthogonal factor level table of hand-grabbed mutton

1.4.4 菌落总数的测定

按照GB 4789.2-2010规定方法测定不同包装材料包装的产品以及常温灭菌后贮藏过程中滩羊肉制品的细菌总数[5]。

1.4.5 感官评价

按照GB/T 23586-2009中的感官评价方法，制定出感官评分表，见表2[6]。

表2 感官品质评分表Table 2 Sensory quality evaluation table

1.4.6 数据处理

所有实验数据用Origin 8.0进行绘图，SPSS 21.0软件进行方差分析(Ducan法进行多重比较)和双变量相关分析，利用minitab进行正交实验设计，结果进行极差分析。上述实验进行3次重复，结果采用平均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果

2.1.1 不同包装材料对手抓羊肉微生物的影响

不同包装材料对手抓羊肉菌落总数的影响，见图1。

图1 不同包装材料对手抓羊肉菌落总数的影响

由图1可知，随着贮藏期的延长，菌落总数呈上升的趋势，且变化较明显(P<0.05)。减菌真空包装不仅在包装最初阶段将菌量降到最低，同时能够防止样品在贮藏过程中的持续污染，减少微生物的积累，高阻隔的包装材料同时可以隔绝水蒸气和空气的进入，抑制好氧微生物的生长繁殖，从而降低微生物的数量积累[7]。但不同包装材料的阻隔性具有差异性，2种规格的普通袋在整个贮藏期菌落总数处于较高水平，与其他4种包装材料相比，菌落总数增长显著(P<0.05)，贮藏30天时，菌落总数已接近国家标准(8×104cfu/g)，而其他4种包装材料的菌落总数处于较低水平，且差异不显著(P>0.05)，但18丝和20丝的共挤袋以及20丝的铝箔袋的菌落总数相对较低，故选择这3种包装材料进行进一步的优化。

2.1.2 杀菌温度对手抓羊肉微生物的影响

不同杀菌温度对手抓羊肉菌落总数的影响，见图2。

图2 杀菌温度对手抓羊肉菌落总数的影响

由图2可知，随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势；且杀菌温度越高，菌落总数含量越少；但杀菌温度为70 ℃时，杀菌效果明显弱于其他3个温度(P<0.05)，杀菌效果最差，当贮藏第30 天时，已接近国标限量。而75，80，85 ℃灭菌效果较好，菌落总数远远低于国标限量，三者之间的杀菌效果也有一定的差异，但差异不大，可进一步进行参数优化实验。

2.1.3 杀菌时间对手抓羊肉微生物的影响

不同杀菌时间对手抓羊肉菌落总数的影响，见图3。

图3 杀菌时间对手抓羊肉菌落总数的影响

由图3可知，随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势；而随着杀菌时间的延长，杀菌效果逐渐增大，但增加幅度很小，不同杀菌时间对菌落总数的影响不显著(P>0.05)，但杀菌时间为25～35 min的杀菌作用要强于仅杀菌20 min，故针对杀菌时间为25，30，35 min的手抓羊肉做进一步的优化实验。

2.2 手抓羊肉常压低温杀菌工艺参数优化

工艺参数优化结果，见表3。

表3 正交实验安排 L9(33)及结果Table 3 Arrangement and results of orthogonal experiment

表4 菌落总数方差分析表Table 4 Variance analysis of total number of colonies

由表4可知，包装材料和杀菌温度的P值都小于0.05，但杀菌时间的P值大于0.05，说明包装材料和杀菌温度对手抓羊肉的菌落总数都有一定影响，而杀菌时间对菌含量没有显著的影响。同时结合表3，可以得出影响因素的大小顺序为：杀菌温度>包装材料>杀菌时间。

表5 感官评分方差分析表Table 5 Variance analysis of sensory scores

图4 主效应图

由表3和图4可知，控菌最优水平组合式为：A2B3C3，即用0.20 mm的PA/PE袋进行包装，杀菌温度为85 ℃，杀菌时间为35 min，杀菌的效果最佳。3个成分对制品感官影响的大小为：杀菌温度>杀菌时间>包装材料，且包装材料对产品的感官影响不显著(P>0.05)，最优组合式为：AB1C1，即杀菌温度75 ℃、杀菌时间25 min。

综合以上结果，为了能够兼顾产品微生物少以及感官评分高，采用综合平衡法，根据各因素对手抓羊肉两种指标影响的主次顺序，最终选定的参数为：用0.20 mm的PA/PE袋进行包装，杀菌温度为80 ℃，杀菌时间为30 min。

3 结论

本实验研究了经减菌真空包装后不同包装材料、不同杀菌温度以及杀菌时间对手抓羊肉的微生物和感官的影响，通过实验优化出适合手抓羊肉的包装材料以及杀菌方式。

3.1 单因素实验结果

不同透氧率和透湿率的包装材料减菌真空包装后手抓羊肉的菌落总数的变化具有一定的差异性，阻隔效果的差异越大，其变化越明显；透氧率和透湿率越低的包装材料，菌落总数含量越少，反之，就越高。这可能是因为低阻隔的包装材料无法阻止外界空气中的水蒸气、氧气以及微生物进入材料内部，造成外部菌体的污染；同时氧气的进入使得好氧菌进一步地繁殖，造成菌落总数的上升。包装材料对手抓羊肉菌落总数的影响：随着贮藏期的延长，菌落总数呈上升的趋势，且变化较明显(P<0.05)，贮藏30天时，18丝和20丝的共挤袋以及20丝的铝箔袋的菌落总数相对较低。

杀菌温度对手抓羊肉菌落总数的影响：随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势，且杀菌温度越高，菌落总数含量越少，贮藏30天时,75，80，85 ℃灭菌效果较好，菌落总数远远低于国标限量。

杀菌时间对手抓羊肉菌落总数的影响：随着贮藏时间的延长，菌落总数呈上升的趋势；而随着杀菌时间的延长，杀菌效果逐渐增大，但增加幅度很小，不同杀菌时间对菌落总数的影响不显著(P>0.05)。

通过单因素实验初步了解了手抓羊肉每个因素独立作用时的最优范围：采用PA/PE袋(0.18/0.20 mm)、PET/AL/PE袋(0.20 mm)进行包装，杀菌温度为75～85 ℃，杀菌时间为25～35 min。

3.2 减菌真空包装材料选择与常压低温杀菌工艺参数优化结果

通过正交实验、菌落总数方差分析及感官评分方差分析可得。手抓羊肉最终选定的工艺参数：包装材料为0.20 mm的PA/PE袋，杀菌温度为80 ℃，杀菌时间为30 min。

[1]白艳红,成亚宁,王玉芬,等.我国低温肉制品研发现状与进展[J].肉类工业,2005(1):25-27.

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[4]张进,王卫,郭秀兰,等.羊肉制品加工技术研究进展[J].肉类研究,2011,25(11):50-54.

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Packaging Materials Selection and Atmospheric Low-temperature Sterilization Process Optimization of Hand-grabbed Mutton

YANG Wen-ting, NIU Jia, LUO Rui-ming*

(College of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，China)

Take Ningxia hand-grabbed mutton as research object. The single-factor experiment and L9(33)orthogonal experiment methods are used to optimize the process parameters of hand-grabbed mutton.The aim of the experiment is to definite the final products' vacuum packaging materials and sterilization conditions.The results show that different packaging materials have effects on the total number of colonies:(1)With the extension of storage period, the total number of colonies is on the rise, and the changes are more obvious (P<0.05), when being stored for 30 days, the total plate count of colonies of coextruded bags of 18 silk and 20 silk and aluminum foil bags of 20 silk is relatively low；(2)Sterilization temperature has an effect on the total number of colonies：with the extension of storage time, the total number of colonies shows an upward trend.When the sterilization temperature is higher, the total number of colonies is less, when being stored for 30 days,75 ℃,80 ℃and 85 ℃sterilization have better effect, far less than the total number of colonies of national standard；(3)Sterilization time has an effect on the total number of colonies:with the extension of storage time, the total number of colonies shows an upward trend, and with the extension of sterilization time, the sterilization effect is gradually increasing, but the increase is small, different sterilization time has little effect on the total number of colonies (P>0.05). The final conditions parameters of optimized hand-grabbed mutton are: the packaging material is 0.20 mm PA/PE bags, sterilization temperature is 80 ℃,sterilization time is 30 min.

hand-grabbed mutton;bacteria-reducing vacuum packaging materials;atmospheric low-temperature sterilization;process optimization

2017-02-22 *通讯作者

国家科技支撑计划课题(2015BAD29B05)

杨文婷(1992-)，女，硕士，研究方向：畜产品贮藏与加工。

TS206.4

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.07.010

1000-9973(2017)07-0046-05