牛至精油结合不同包装方式对冷鲜羊肉保鲜效果的影响

刘婷，张瑞，吴建平,2*，宫旭胤，梁婷玉，高良霜

1(甘肃农业大学 动物科学技术学院，甘肃 兰州，730070)2(甘肃省农业科学院 畜草与绿色农业研究所，甘肃 兰州， 730070)

羊肉是一种营养丰富的食品，因其独特的风味和高蛋白含量而被世界各地所消费。我国羊肉市场以热鲜肉、冷鲜肉、冷冻肉为主。其中，冷鲜羊肉因羊只屠宰后胴体经“尸僵-解僵-成熟”过程使其肉质较热鲜肉、冷冻肉更加鲜嫩而成为消费主流[1]。因羊肉含丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物等使其即使处在低温条件下也易腐败变质。因此，为其储藏找到合适的保鲜方法或技术是非常有用和必要的。非热力保鲜技术(防腐剂保鲜、电离辐射、超高压、真空包装和气调包装等)与热力保鲜技术相比，具有杀菌温度低、易保留肉原有品质、不污染环境等优点，已成为现阶段肉类保鲜研究领域的焦点之一[2]。其中，天然保鲜剂因无毒、安全、抑菌谱广等优点已成为非热力保鲜技术中研究热点，目前对其研究较多的是一些来源于传统膳食植物多酚类物质(如茶多酚、苹果多酚等)，但该类物质易氧化褐变使肉品护色效果不佳[3]。

牛至精油是一种天然植物(牛至)提取物(淡黄色挥发性液体)，主要成分是酚类化合物和萜类物质，具有较强的抗菌和抗氧化活性[4]。牛至精油的抗菌作用是因其具有亲脂性及可穿透细胞壁和细胞质膜破坏细胞结构的能力所致[5]，它可透过细菌膜渗透导致细胞结构和功能的性质发生改变[6]且其所含的酚类化合物(香芹酚、丁香酚、百里香酚等)可与微生物胞浆膜和微生物酶转运体相互作用使其具有较强的抗菌性[7]。此外，牛至精油所含的多酚类物质能够为自由基供氢、切断自由基链式反应从而延缓油脂中不饱和脂肪酸的自动氧化使其具有较强的抗氧化性[8]。真空包装也是一种常用的非热力保鲜技术，它通过降低包装内部氧气含量抑制微生物生长繁殖、降低脂质氧化速率及防止二次污染，从而抑制微生物生长、延长货架期[9]。为延长肉品保鲜时间，提高肉品保鲜期内品质，多采用天然保鲜剂与真空包装技术相结合的方法，但至今尚未见关于牛至精油结合真空包装对冷鲜羊肉保鲜效果的报道。

本试验在前期以牛至精油结合贮藏温度对羊肉保鲜效果的研究基础上[10]，进一步研究牛至精油结合不同包装方式(真空包装和普通包装)对冷鲜羊肉贮藏期内质构参数和新鲜度指标的影响，以期为延长冷鲜羊肉货架期、提高冷鲜羊肉品质的研究提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：选取5月龄高山细毛羊羔羊(公羊，未去势)取其宰后30 min内右后腿为试验材料，采用空气冷却法使样品最厚部位中心温度为0～4 ℃。

试剂：牛至精油(纯度为99.9%)，购于吉安市中香天然植物有限公司；硼酸、HCl、乙醇、三氯甲烷、冰乙酸、KI、Na2S2O3、可溶性淀粉，均购于成都市科龙化工试剂厂(均为分析纯)；酚酞，购于天津市光夏科技发展有限公司；硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)，购于上海科丰化学试剂有限公司；平板计数琼脂培养基，购于北京奥博星生物技术有限责任公司。

1.2 仪器与设备

Brookfield-CT3质构仪，美国BROOKFIELD公司；KjeltecTM 8400全自动凯氏定氮仪，上海怀熙实业发展有限公司；CR- 10 plus色差仪，购于日本柯尼卡美能达公司；GR60DA高压灭菌箱，购于北京德泉兴业商贸有限公司；SPX-0850低温生化培养箱，购于杭州汇尔仪器设备有限公司；DZQ-400真空包装机，深圳市恒鑫兴包装机械厂；Eppendorf-5804R离心机，上海艾研生物科技有限公司；VS-1300L-U超净工作台，苏净集团安泰有限公司；PHS-3C酸度计，上海仪电科学仪器股份有限公司；DK-8AD水浴锅，上海顿克仪器科技有限公司；UV2550紫外分光光度计，日本岛津公司；BCD-458WDVMU1458低温冰箱，青岛海尔电冰箱股份有限公司。

1.3 试验设计

试验采用2×2双因子试验设计，共设2个试验因子，分别为牛至精油浓度(A因子)和包装方式(B因子)，牛至精油设2个含量(体积分数)(0%，0.25%)；包装方式设2种，普通包装：将样品置于聚乙烯(polyethylene, PE)托盘中并用保鲜膜包裹，和真空包装(将样品放入铝箔袋后用真空包装机包装)，共4个处理(见表1)。在进行试验前，先用酒精(75%)对相应试验用具进行消毒然再经30 min紫外线照射灭菌。在无菌操作下，去除样品脂肪和结缔组织后分成100 g的肉块并随机分为4组(15块/组)。其中样品A2B1和A2B2用移液枪在其表面均匀涂抹浓度为0.25%的牛至精油，需重复涂抹3遍并进行约3 min轻度按摩以促进肉样对精油的充分吸收[11]。4组试验样品同时放入4 ℃冰箱储藏，并于第 0、3、6、9、12天从各组中随机取出1份样品测定、计算相关指标。

表1 试验设计Table 1 Experimental design

1.4 试验方法

1.4.1 肉色测定

将样品在室温下去除包装后，立即用校正后的色差仪测定样品上3个不同位置的a*值(红绿偏向)、b*值(黄蓝偏向)和L值(亮度)，每个样品测定3次取其均值。

1.4.2 pH值测定

参照《GB5009.237—2016食品安全国家标准 食品pH值的测定》中方法对样品进行测定，每个样品测定3次取其均值。

1.4.3 质构特性测定

参照张瑞等[10]方法，将样品延肌纤维方向切成4 cm×4 cm×2 cm(测试面为4 cm×4 cm)肉块，用TPA(texture profile analysis)模式测定样品硬度(hardness)、弹性(springiness)、内聚性(cohesiveness)、黏附性(adhesiveness)、咀嚼性(chewiness)和回复性(resilience)共6项羊肉质构特性值。

1.4.4 过氧化值(peroxide value, POV)测定

参照《GB5009.227—2016食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中滴定法对样品进行测定，每个样品测定3次取其均值。

1.4.5 丙二醛(malondialdehyde,MDA)测定

参照丙二醛商业试剂盒(购于南京建成生物科技有限公司)中测定方法对样品进行测定，每个样品测定3次取其均值。

1.4.6 挥发性盐基氮(total volatile base-nitrogen, TVB-N)测定

参照《GB5009.228—2016食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中自动凯氏定氮仪法对样品进行测定，每个样品测定3次取其均值。

1.4.7 菌落总数(total bacteria count,TBC)测定

参照《GB 4789.2—2016食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》中方法对样品进行测定，每个样品测定3次取其均值。

1.5 数据处理

采用Excel 2016整理数据，SPSS 19.0进行交叉分组方差分析，用Duncan’s多重比较检验组间差异性(P<0.05或P<0.01)。

2 结果与分析

2.1 羊肉在冷藏期内肉色的变化

肉色是消费者用以评价肉新鲜度、货架期和可接受程度最为直接的感官指标之一。对消费者而言，羊肉肉色的红度(a*)比亮度(L*)、黄度(b*)更为重要。羊肉a*值越大，即红度越深越为消费者所喜爱[12]。在12 d贮藏期内，a*值随时间延长而下降，4个试验组贮藏结束时a*值均极显著低于初始a*值(P<0.01)且A2B2组在贮藏期内a*值下降趋势较A1B2、A2B1、A1B1组缓慢。第0、3天时，a*值在4个试验组间差异不显著(P>0.05)；第6天，A2B2组a*值显著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.05)而A1B2、A2B1、A1B1三组间无显著差异；第9、12天，A2B2组a*值极显著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.01)且A1B2和A2B1组中a*值极显著高于A1B1组(P<0.01)。这说明4个处理组中，牛至精油和真空包装结合处理组对冷鲜羊肉保色效果最好，主要原因可能是因为牛至精油的抗氧化作用[11]及真空包装所提供的无氧环境，共同减缓了贮藏期间羊肉中肌红蛋白(紫色)向氧合肌红蛋白(鲜红色)的转化以及氧合肌红蛋白向高铁肌红蛋白(褐色)的转化，最大程度的防止和减少了高铁肌红蛋白的形成[13]。

图1 贮藏期内羊肉红度(a*)值变化Fig.1 Change in red a* value of mutton during storage

2.2 羊肉在冷藏期内pH的变化

如图2知，羊肉在12 d冷藏期内，pH值随时间延长呈先降后升趋势，这与张玉斌等[12]对冷却藏羊肉贮藏过程中pH的研究结果相一致。这主要是因羊肉在4 ℃的贮藏过程中经历肉品“成熟(aging或conditioning)”这一过程，该过程中羊肉内肌糖原经无氧酵解会产生乳酸且ATP分解会产生磷酸根离子等[13]使pH下降。第12天，A1B1组pH极显著低于其他3个处理组，A2B2组pH值最高(P<0.05)。羊肉贮藏前3d，pH显著下降(P<0.05)且第 3天达到最小值，这是由于羊被屠宰后由于血液停止循环导致供氧中断，肌糖原进行无氧酵解过程中的酶会被ATP降解时产生的氨气、肌糖原无氧酵解时产生的酸所抑制而失活，使肌糖原不能再继续分解，无法产生乳酸，因此pH达最小值[13]。此外，在整个贮藏期内，添加牛至精油组(A2B2和A2B1)pH均高于未添加牛至精油组，这主要是由于在冷鲜羊肉表面涂抹牛至精油抑制了“成熟”过程中乳酸的产生，这与CONNER等[14]等和CHOULIARA等[15]研究结果一致。

图2 贮藏期内羊肉pH的变化Fig.2 Change in pH value of mutton during storage

2.3 羊肉在冷藏期内硬度的变化

由表2可知，冷鲜羊肉硬度在贮藏期间A2B1和A2B2组呈现微升后降的趋势，而A1B1和A1B2组样品硬度则始终呈下降趋势。这与张瑞等[10]研究牛至精油结合贮藏温度对羊肉硬度的影响结果一致，可能是由于高含量牛至精油与真空包装相互作用延缓了羊肉中ATP下降速度从而减缓Ca2+浓度升高最终减缓肌动蛋白和肌球蛋白之间交联而形成不可逆性肌动球蛋白的所致[13]。第6天时，A1B1组硬度显著低于A2B1、A2B2和A1B2组(P<0.05)且下降速率也高于其余3组；第9天时，A2B2组显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)，A1B2和A2B2显著高于A1B1(P<0.05)；第12 d时，A2B2组极显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)，这主要是因为贮藏过程中，冷鲜羊肉中结缔组织破裂、肌小节中Z 线崩解及肌原纤维蛋白降解致使肌肉变软且同时羊肉中的一些酶(如自溶酶、内源蛋白酶、胶原酶等)作用导致蛋白质发生水解或蛋白质结构发生改变而致，此外羊肉中微生物繁殖也促进了羊肉自溶和腐败的进程[16]。另一方面，由于牛至精油具有较高的抑菌作用而真空包装也减少了样品失水，抑制了A2B1组、A2B2组和A1B2组羊肉在贮藏过程中自溶和腐败的速度。因此，这3组样品硬度均显著优于A1B1组，其中牛至精油结合真空包装组在贮藏期内硬度最佳。

2.4 羊肉在冷藏期内弹性的变化

肉的弹性一般由其水分、弹性蛋白、胶原蛋白和肌纤维的本身属性及相互作用所引起[17]。由表2知，冷鲜羊肉硬度在贮藏期内呈下降趋势(A2B2>A1B2>A2B1>A1B1)。第6天时，A1B1组弹性显著低于A2B1、A2B2和A1B2组(P<0.05)；第9天时，A2B2组显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)；第12天时，A2B2组极显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)。由上述结果可得，冷鲜羊肉组织结构稳定性效果由优到劣依次为A2B2组、A1B2组、A2B1组、A1B1组。

2.5 羊肉在冷藏期内内聚性的变化

由表2可知，羊肉内聚性在贮藏期间均呈下降趋势且在12天贮藏期内一直按照A2B2>A1B2>A2B1>A1B1的趋势变化，同上述肉中弹性相似。第6天时，A1B1组内聚性显著低于A2B1、A2B2和A1B2组(P<0.05)；第9天时，A2B2组显著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.05)且A1B2和A2B1显著高于A1B1(P<0.05)；第12天时，A2B2组极显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)。这同样说明4个处理组中冷鲜羊肉组织结构稳定性效果由优到劣的顺序为A2B2组、A1B2组、A2B1组、A1B1组。

2.6 羊肉在冷藏期内黏附性的变化

肉的黏附性是质构仪探头脱离肉品时所需的能量大小，其与肉的水分、弹性蛋白、胶原蛋白和肌纤维的本身属性及相互作用相关[18]。由表2可知，羊肉黏附性在冷藏期间均呈上升趋势。第9天时，A2B2组样品黏附性显著低于A1B2、A2B1、A1B2组(P<0.05)；第12天时，A2B2组极显著低于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)，黏附性最小。这可能是由于随着冷藏时间的延长，冷鲜羊肉中蛋白质变性程度增大(二硫键被破坏)，使得羊肉的持水性下降、细胞间结合力减小，从而导致黏着性下降[19]。

2.7 羊肉在冷藏期内咀嚼性的变化

肉的咀嚼性即咬劲，是肌肉硬度、细胞间凝聚力、弹性等共同作用的结果，是肉品质地的评价参数[20]。由图7可知，12 d贮藏期内，冷鲜羊肉咀嚼性均呈现下降趋势，其原因可能是由于肌原纤维密度降低且肌肉细胞间结合力下降，从而导致羊肉组织结构崩解、咀嚼性降低、肌肉组织变软、口感下降[21]。第9天时，A2B2组显著高于A1B1、A2B1、A1B2，且A2B1和A1B2组显著高于A1B1(P<0.05)；第12天时，A2B2组显著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)。同时，A1B1组自冷藏期第3天起其咀嚼性值下降速度就高于其余3组，而A2B2组在冷藏期内咀嚼性下降速度较其余3组缓慢。这说明牛至精油结合真空包装冷藏条件下羊肉肌原纤维受损程度比其余3组冷藏样品轻。

2.8 羊肉在冷藏期内回复性的变化

肉的回复性指其在第1次压缩过程中回弹的能力，是第1次压缩循环过程中返回肉品所释放的弹性能与压缩时探头的耗能之比，与咀嚼性一样可反映肉品的质地[22]。由表2可知，羊肉回复性在冷藏期间均呈下降趋势。第9天时，A2B2组显著高于A1B2、A2B1、A1B2(P<0.05)且A2B1组和A1B2组显著高于A1B1(P<0.05)；第12天时，A2B2组极显著高于A1B2、A2B1、A1B2(P<0.01)。这可能是由于在冷藏期间肌原纤维组织蛋白酶和肌肉内源性蛋白酶活性的作用，导致肌球蛋白和肌动蛋白等的分解变性程度增、肌肉间细胞结合力降低、回复性降低[19]。

表2 贮藏期内羊肉质构特性的变化Table 2 Change in texture profile of mutton during storage

注：同行大写字母不同表示差异显著(P<0.05)，同行小写字母不同表示差异极显著(P<0.01)

2.9 羊肉在冷藏期内POV的变化

POV是脂质氧化的初级产物，用于表征油脂和脂肪酸等被氧化程度的指标，常用于评价肉品新鲜程度[23]。由图9可知，POV值在4组冷鲜羊肉的储藏过程中均随时间增加而变大(P<0.05)，说明冷鲜羊肉中肌肉、脂肪及结缔组织氧化程度随时间显著增加。在为期12天的冷藏过程中，A2B2组POV值始终处于4个处理组的最低值，相反A1B1组POV值则始终处于最高。第3天开始A2B2组POV值显著低于A1B1组(P<0.05)直至第12天。第6天和第9天，A2B2组POV显著低于A1B2和A2B1组(P<0.05)；第12天，A2B2组极显著低于A1B2和A2B1组(P<0.01)。这说明牛至精油结合真空包装对抑制冷鲜羊肉脂肪氧化效果最好。

2.10 羊肉在冷藏期内MDA的变化

MDA是脂质氧化的次级产物且与脂肪氧化程度呈正比，通常用于评价肉品新鲜程度[24-25]。由图3知，MDA在4组冷鲜羊肉的贮藏过程中总体呈上升趋势，说明随贮藏时间的延长，冷鲜羊肉中脂肪的氧化程度逐步增强，此结果与张玉斌等[25]对天然抗氧化剂对冷却藏羊肉贮藏过程中脂质氧化影响的研究结果中一致。在为期12 d的冷藏过程中，A2B2组MDA一直处于4个试验组中的最低值，相反A1B1组MDA则始终处于最高。第3天开始A2B2组MDA值显著低于A1B1组，直至第12d(P<0.05)。第6天和第9天，A2B2组MDA显著低于A1B2和A2B1组(P<0.05)；第12天，A2B2组极显著低于A1B2和A2B1组(P<0.01)；但第6、9dA1B2组和A2B1组之间差异不显著而在第12天A1B2组MDA值显著低于A2B1组(P<0.05)。这说明牛至精油结合真空包装对抑制冷鲜羊肉脂肪氧化效果最好。

图3 贮藏期内羊肉MDA的变化Fig.3 Change in MDA of mutton during storage

2.11 羊肉在冷藏期内TVB-N的变化

TVB-N是肉在酶和微生物的作用下使肉中蛋白质分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质，通常用于评价肉品新鲜度[26]。当冷鲜肉中TVB-N≥25 mg/100 g时，说明肉品已变质；当冷鲜肉中TVB-N≥20 mg/100 g时，说明肉品为二级鲜度；当冷鲜肉中TVB-N≥15 mg/100g时，说明肉品为一级鲜度[27]。由图4可知，4组冷鲜羊肉在贮藏过程中其TVB-N值均随时间延长而增加。A1B1组冷鲜羊肉第9天就已变质(TVB-N=(28.30±0.76) mg/100g)，A2B1组和A1B2组冷鲜羊肉第12 d变质(TVB-N=(29.97±0.42) mg/100g，TVB-N=(28.96±0.46) mg/100g)，而A2B2组冷鲜羊肉在第12天仍然新鲜(TVB-N=24.59±0.82 mg/100g)。在为期12 d的冷藏过程中，A2B2组TVB-N值一直处于4个试验组中的最低值。第1～3天的TVB-N值在4组中缓慢上升；A1B1组、A2B1组和A1B2组中TVB-N值从第6天开始快速上升，而A2B2组中TVB-N值上升则较为缓慢。第9天时A2B2组、A2B1组和A1B2组羊肉新鲜度均为二级鲜度且A2B2组样品TVB-N值((20.15±0.38) mg/100g)显著低于A2B1组((23.11±0.56) mg/100g)和A1B2组((22.70±0.32) mg/100g)(P<0.05)。第12天A2B2组TVB-N值极显著低于其余3组(P<0.01)，这说明牛至精油结合真空包装对减缓冷鲜羊肉蛋白质分解作用优于其余3组。

图4 贮藏期内羊肉TVB-N的变化Fig.4 Change in TVB-N of mutton during storage

2.12 羊肉在冷藏期内TBC的变化

TBC通常用于判断肉品被微生物污染的程度，其在冷鲜肉中会随保藏时间延长而增加，当冷鲜肉中TBC达到6 lgCFU/g时，说明肉品已变质[26]。由图5可知4组冷鲜羊肉中TBC均随时间推移而增加，A1B1组在第9天时TBC就已超过6 lgCFU/g(A2B1=(6.34±0.11) lgCFU/g)，说明肉品已变质；而A2B2组第12d时TBC仍低于6 lgCFU/g(A2B2=(5.82±0.22) lgCFU/g)。第1～3天的TBC除A1B1组其余3组均略有下降，其中A2B2组下降最为显著(P<0.05)。这是由于牛至精油的抑菌[28]作用外加真空包装使羊肉处于无氧状态，从而产生了明显的抑菌效果。第3～6天，4组TBC增长速度较第6～9天减缓，在为期12 d的冷藏过程中，A2B2组TBC一直处于最低。研究报道，微生物的作用导致肉中肌原纤维蛋白的变化是肌肉失去弹性和回复性的重要原因[29]，牛至精油结合真空包装在贮藏初期有效地降低微生物数量，由表2可知，其也延缓了冷鲜羊肉弹性和回复性发生不可逆的劣变。

图5 贮藏期内羊肉TBC的变化Fig.5 Change in TBC of mutton during storage

3 结论

采用牛至精油作为保鲜剂与不同包装方法相结合的研究组样品中，随贮藏时间的延长，冷鲜羊肉中pH均呈先降后升趋势(A1B1