不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴中牛肉贮藏品质的影响

孙金龙,刘莉丹,张春江,3,陈永凯,师希雄,黄 峰,3,*

(1.中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京 100193;2.甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州 730070;3.中国农科院合肥食品营养与健康创新研究院,合肥中农科泓智营养健康有限公司,安徽合肥 238000)

中式传统菜肴是最能代表本土特色的食品,其历史悠久、传承多样、品种丰富。制作方法多样主要以煮、炒、煎、炸、炖、烹、蒸、烧、卤、腌等为主,这些独特的烹饪方式也是中式菜肴文化与西方菜肴文化不同的地方[1-2]。随着现代科技的迅猛发展,以中式菜肴自动化、标准化加工为标志的家庭厨房的社会化将成为一种必然趋势,以家庭自制为主的菜肴消费格局正在被打破,中式传统菜肴方便食品应运而生。吴晓光等[3]利用传统酱牛肉工艺研制出番茄牛肉条方便食品。邵世秋等[4]根据鲫鱼的形状特征制作成有特色的鲫鱼方便食品。张晓天等[5]将鸡肉腌制整形后穿串进行预油炸处理,成品经过微波复热后即可食用的速冻食品。由此可以看出,中式传统菜肴方便食品工业化生产已经得到部分解决方法,但仍存在很多问题。例如,中国传统菜肴质量标准体系建设不完善,产品稳定性较差。由于缺乏完善的产品质量标准体系,严重影响了中国传统菜肴的国际竞争力。

土豆烧牛肉是最为常见的传统中式菜肴。它是以土豆和牛肉为主体原料,经过炒制,炖煮而成。牛肉作为土豆烧牛肉菜肴的主要原料,其营养丰富、肉质鲜美,受到消费者青睐。近年来,传统中式菜肴食品的工业化得到推广,其中传统菜肴的包装技术成为了重中之重。随着贮藏时间的延长,中式菜肴肉品质变差,氧化酸败严重[5]。因此,选择合适的包装方式尤为重要。不同的包装材料和包装方式对菜肴的色泽、口感、外形、保质期等的影响有很大差异。真空包装和托盘包装是多年来使用较多的包装方式。真空包装具有较好的密封性、阻隔性以及避光性,包装效果较好;但是,抽真空过程中包装袋收缩,对产品产生挤压使产品外形破坏严重[6]。而托盘包装虽然能够保证产品的外形,但其包装的产品的保质期较短,很难满足消费需求。金属包装、玻璃包装、纸包装、陶瓷包装等包装方式也较为常见。近年来,更为便捷、实用的免拆膜包装的新型包装方式也进入食品包装行列,但目前对免拆膜包装效果研究较少。多样的包装方式丰富了土豆烧牛肉的食用方法,同时也促进了传统菜肴工业化发展的多样性,不同包装方式的包装效果研究较为广泛,但以土豆烧牛肉为材料的研究尚未见报道。因此有必要对不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴中牛肉品质的影响进行研究。

本试验以土豆烧牛肉菜肴中牛肉为试验材料,用真空包装、免拆膜包装、托盘包装进行包装后,对其在4 ℃下贮藏时的色泽、水分含量、质构、感官评价、菌落总数等指标进行测定,来研究不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴中牛肉在贮藏过程中食用品质和菌落总数的影响,以期为土豆烧牛肉菜肴包装的工业化和标准化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牛腩 大厂回族自治县富诚肉类有限公司提供,西门塔尔杂交牛宰杀后经排酸处理后,冷冻运输至实验室,切分后用保鲜膜包装后,在-18 ℃下保存备用;马铃薯(大西洋) 石家庄马铃薯培育基地提供;调味料 北京华联超市;PET/AL/PE包装袋(PET:聚对苯二甲酸,AL:铝,PE:聚乙烯)、PP免拆膜包装盒、PP托盘包装盒、PVC保鲜膜 亚速旺包材公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钾、迭氮钠、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、尿酸、三氯乙酸、盐酸、氯化镁 以上试剂均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

TCP全自动色差仪 北京奥依克光电仪器有限公司;Series 4TE水分活度测定仪 美国Aqualab公司;TA-XT2i物性测试仪 英国Stable Micro System公司;SPectraMax 340PC384酶标仪 美国MBD公司;3K15R高速冷冻离心机 上海力申科学仪器公司;BS2SS型电子分析天平 北京赛多利斯计量仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 土豆炖牛肉的制作

操作要点:a.原料肉解冻、焯水:冷冻的牛腩常温解冻,除去表面脂肪,切分成截面为3 cm×3 cm的肉条,流水清洗。用两倍的水与牛肉同时下锅,水沸腾7 min后捞出用开水冲去表面浮沫,切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的肉块备用。

b.土豆处理:用流水清洗土豆,用去皮器去除外皮,切成2 cm×2 cm×2 cm的小块,用2%的食盐水浸泡2 h备用。

c.炒制:在锅中加入2%的食用油(按肉重计),等油烧热后加入豆瓣酱爆香,倒入牛肉炒制并按肉重加入香精香料翻炒入味。

d.炖煮:炒制结束后,按肉重加入0.5倍水,大火烧开后调成小火炖煮1.5 h,后加入2倍牛肉重量的土豆,继续小火炖煮30 min后炖煮结束,等温度降至室温时进行包装。

e.包装:三种包装方式的包装规格均按照净含量的规格进行250 g包装。

1.2.2 土豆炖牛肉的包装与贮藏 以土豆烧牛肉中牛肉为试验材料,分别采用真空包装、免拆膜包装、托盘包装包装后,在4 ℃下避光贮藏0、1、4、7、11、15、21 d分别取五份样品作为该时间点实验样品,并对土豆烧牛肉菜肴中牛肉的色值、水分含量、pH、感官评价、菌落总数等指标进行测定。

1.2.3 菌落总数测定 参考GB 2726-2016《食品安全国家标准 熟肉制品》进行测定[14]。

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 色度变化测定 参照张宝珣[7]的方法,稍作修改。用滤纸擦拭干净肉块表面的汁液以及肉块表面凝固的脂肪,使用色差仪测定色度L*值、a*值和b*值,每块肉测定3次,取平均值为最终色度值。

1.2.4.2 水分活度测定 参照付丽等[8]的方法,稍作修改。将肉样切碎后,装入专用塑料器皿内,使样品量达到器皿容量的80%以上,再放入Series4TE型水分活度仪传感器中,测定其水分活度,每个样品测定3次,取平均值为最终水分活度值。

1.2.4.3 水分含量测定 依据GB 5009.3-2016《食品安全标准 食品水分的测定》的方法测定[9]。

1.2.4.4 pH测定 依据GB 5009.237-2016《食品安全标准 食品pH的测定》的方法检测[10]。

1.2.4.5 质构分析测定 参考孙红霞[11]的方法,稍作修改。将样品顺着肌纤维方向切成1 cm×1 cm×1 cm的小块用质构仪测定,每组至少3平行。测定条件:探头型号为P35探头,测试前速度为2.0 mm/s,测试中速度为1.0 mm/s,测试后速度为2.0 mm/s,压缩距离为60%。

1.2.4.6 感官评价 参照GB/T 22210-2008《肉与肉制品感官评定规范》[12],对三种不同包装方式的土豆烧牛肉菜肴复热到牛肉中心温度达到80 ℃后进行感官评价,按10分法将评价标准分为5个等级见表1。感官评价员为20～45岁之间,其中男性和女性评价员各五人。感官评定一个样品后,需要进行漱口,间隔一段时间后在进行下一个样品评价,等全部评价完后收集评定表,参照温丽娟的方法,按照嫩度∶滋味∶气味∶色泽∶总体可接受度权重为1∶1∶1∶1∶6计算评分值,最终换算成十分制[13]。

表1 感官评价标准(分)

1.3 数据处理

全部试验数据采用Microsoft Excel 2016和SPSS 20.0(SPSS Inc.,USA)数据处理系统进行分析,用Origin 8.0作图,用Duncan’s法进行显著性分析和标准偏差(±SE)计算。

2 结果与分析

2.1 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的菌落总数变化

图1为贮藏过程中不同包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的菌落总数变化,由图1可以看出,贮藏1 d后,三种包装方式土豆烧牛肉菜肴中牛肉的菌落总数均显著上升(P<0.05),其中,托盘包装牛肉的菌落总数增加的最明显;免拆膜包装牛肉在贮藏过程中菌落总数显著高于真空包装(P<0.05);托盘包装牛肉在贮藏15 d时菌落总数达到4.99 lg(CFU/g),菌落总数接近国家规定的5 lg(CFU/g);免拆膜包装牛肉在贮藏15 d时菌落总数达到4.88 lg(CFU/g);三种包装方式的牛肉在贮藏15 d时,菌落总数差异显著(P<0.05),免拆膜包装牛肉在贮藏21 d时菌落总数达到5.04 lg(CFU/g),菌落总数超标;真空包装牛肉在贮藏21 d时菌落总数达到了4.68 lg(CFU/g)。在整个贮藏过程中,真空包装菌落总数显著低于其他两种包装(P<0.05)。因此,后续的托盘包装实验时间为15 d,免拆膜包装和真空包装为21 d。

图1 贮藏过程中不同包装式牛肉的菌落总数变化

2.2 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的色泽变化

由图2可以看出,随着贮藏时间的延长,三种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的亮度均呈现下降趋势,其中真空包装亮度变化程度较小,免拆膜包装次之,托盘包装变化最大;真空包装在贮藏4～15 d中亮度变化差异显著(P<0.05),免拆膜包装除7 d外其他时间点亮度变化显著(P<0.05),托盘包装在贮藏过程中L*值变化差异显著(P<0.05)。三种包装方式在贮藏1 d以后的亮度值差异显著(P<0.05)。

图2 贮藏过程中不同包装方式对L*值的影响

由图3可以看出,随着贮藏时间的延长三种包装方式的a*值总体呈下降趋势。真空包装呈现先下降后上升再下降之后趋于稳定的趋势,在贮藏至1 d时a*值开始上升,并在7 d时开始下降,且贮藏0～1 d时的a*值变化差异显著(P<0.05),11 d以后a*值趋于稳定,其中在贮藏4～7 d时,a*值差异不显著(P>0.05),11 d后a*差异不显著(P>0.05)。免拆膜包装的变化趋势与真空包装基本一致。托盘包装中牛肉a*值呈先下降后上升再下降的趋势,在贮藏0～1 d时a*下降显著(P<0.05),1 d以后a*开始上升,4 d时开始下降,11 d达到最低。在贮藏1 d时三种包装方式牛肉的a*值差异显著(P<0.05),7 d以后,真空包装与免拆膜包装和托盘包装在同一时间点处的a*值差异显著(P<0.05),而免拆膜包装和托盘包装差异不显著(P>0.05)。

图3 贮藏过程中不同包装方式对a*值的影响

由图4可以看出,随着三种包装方式土豆烧牛肉菜肴贮藏时间的延长,牛肉的b*值总体呈下降趋势。其中,真空包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉b*值呈连续下降趋势,且在贮藏过程中差异显著(P<0.05);免拆膜包装在贮藏1～4 d过程中牛肉b*变化较大,在贮藏4～11 d时变化较小,在贮藏15～21 d时牛肉b*值稍有上升但差异不显著(P>0.05);托盘包装牛肉的b*值呈下降趋势,在贮藏1 d后的贮藏期内b*显著下降(P<0.05),真空包装的b*值显著高于免拆膜包装和托盘包装(P<0.05),但免拆膜包装和托盘包装除1、15 d外b*值差异不显著(P>0.05)。

图4 贮藏过程中不同包装方式对b*值的影响

2.3 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的水分变化

2.3.1 贮藏过程中牛肉的水分活度变化 由图5可以看出,三种包装方式中牛肉的水分活度变化范围较小,但总体呈下降的趋势。在贮藏1 d时水分活度略有上升但不显著(P>0.05),在贮藏1～15 d时呈下降趋势且下降显著(P<0.05),在贮藏15～21 d时变化差异不显著(P>0.05);在贮藏1 d时,三种包装方式牛肉的水分活度差异不显著(P>0.05),在贮藏4～11 d时,真空包装水分活度显著高于其他两种包装(P<0.05),免拆膜包装显著高于托盘包装(P<0.05);在贮藏15 d时,真空包装显著高于免拆膜包装和托盘包装(P<0.05),且免拆膜包装与托盘包装差异不显著(P>0.05)。

图5 贮藏过程中不同包装方式的牛肉水分活度的变化

2.3.2 贮藏过程中牛肉的水分含量变化 由图6可以看出,真空包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的水分含量变化不显著(P>0.05),免拆膜包装和托盘包装中牛肉的水分含量均呈下降趋势,免拆膜包装在贮藏1 d以内和4～11 d期间水分含量显著下降(P<0.05),15 d以后水分含量下降减缓;托盘包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的水分含量在贮藏过程中显著下降(P<0.05)。在贮藏过程中,真空包装水分含量显著高于其他两种包装,在贮藏1 d以后免拆膜包装中牛肉的水分含量也显著高于托盘包装(P<0.05)。

图6 贮藏过程中不同包装方式的牛肉水分含量的变化

2.4 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的pH变化

由图7可以看出,三种包装方式的牛肉pH总体呈下降趋势。真空包装中牛肉的pH呈下降趋势,在贮藏4 d内,pH显著下降(P<0.05),贮藏7 d以后pH变化差异不显著(P>0.05);贮藏过程中免拆膜包装中牛肉的pH呈先下降后上升的趋势,且在贮藏7 d内pH显著下降(P<0.05),7 d以后pH略有上升;贮藏过程中托盘包装中牛肉的pH呈先下降后上升的趋势,在贮藏1 d内pH显著下降(P<0.05),在贮藏1～11 d期间,pH变化不显著(P>0.05),11 d后略有上升。

图7 贮藏过程中不同包装方式的牛肉pH的变化

2.5 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的质构分析

质构分析是肉品质分析的重要指标,土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的质构分析如表2所示。

表2 贮藏过程中不同包装方式质构分析

如表2所示,贮藏过程中硬度在第1 d时达到最大,随着贮藏时间的延长,硬度逐渐降低;在同一贮藏时间点,三种包装的硬度差异并不显著(P>0.05),在贮藏超过15 d时,才有较明显的差异。相比之下,在同一贮藏时间点处,真空包装的硬度最大,依次高于免拆膜包装和托盘包装。贮藏过程中的咀嚼性变化与硬度变化相似,0 d时咀嚼性最小,贮藏1 d时达到最大,随着贮藏时间的延长咀嚼性逐渐下降,但整个贮藏过程中三种包装方式的咀嚼性变化并不显著(P>0.05)。贮藏过程中三种包装方式的弹性均减小,且三者之间并无显著性差异(P>0.05),但在贮藏过程中真空包装的弹性高于其他两种包装。

2.6 土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉的感官评分值变化

由图8可以看出,随着贮藏时间的延长,不同包装方式的感官评分值整体呈下降趋势,其中,真空包装的感官评分值变化最小;免拆膜包装和托盘包装在4 d前,感官评分值差异不显著(P>0.05),在贮藏时间达到4 d后,真空包装的感官评分值显著高于免拆膜包装和托盘包装(P<0.05),免拆膜包装的感官评分值显著高于托盘包装(P<0.05)。

图8 贮藏过程中不同包装方式的牛肉感官评分值的变化

3 讨论

3.1 不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉食用品质的影响

能够反映牛肉食用品质重要指标有色泽、含水量、剪切力、pH、质构以及感官评价等。色泽能够直观反映肉品质的好坏,是消费者评价产品好坏的直观指标[10-11]。本试验中土豆烧牛肉中牛肉的L*、a*、b*均呈下降趋势,这可能是由于贮藏过程中蛋白氧化使得肉色变暗,反射光的能力变弱[15]。a*和b*减小表明牛肉颜色变浅,这可能是由于包装前温度较高,水分蒸发到表面,随着贮藏时间延长微生物作用的结果[16-17]。其中,真空包装的L*变化缓慢,这与张根生和郭艳婧[18-19]研究发现的真空包装方式下L*变化缓慢的结果一致。

水分含量是反映肉品品质的重要指标之一。试验研究发现,土豆烧牛肉菜肴中牛肉的水分含量随着贮藏时间的延长而降低,这主要是由于在4 ℃环境下贮藏,水分蒸发以及迁移引起的水分含量降低,也有可能是由于高温加热导致蛋白的持水力下降[20]。其中,真空包装水分含量下降较少,是由于真空包装材料具有高阻隔性可以有效的控制水分的流失。这与张泓等[21]研究的高阻隔性包装材料包装的腊肉水分含量变化较小的结果一致。

pH是肉及肉品质贮藏过程中重要的品质指标。本研究结果表明,土豆烧牛肉菜肴中牛肉的pH变化呈现先下降后上升的趋势。这可能与贮藏过程中微生物的活动有关。这与郭艳婧和王小军等[19,22]的研究结果一致,与崔跃慧等[23]的研究结果不同。

质构是分析肉及肉制品品质的重要指标,本试验结果表明,贮藏过程中土豆烧牛肉菜肴中牛肉硬度和咀嚼性先升高后降低,主要是由于水分散失造成升高后,随着微生物活动以及蛋白质和脂肪氧化,造成了硬度和咀嚼性的下降,这与郭艳婧的研究结果一致[19]。

3.2 不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉菌落总数变化的影响

菌落总数是微生物超标的重要指标之一,本研究发现,真空包装在贮藏过程中菌落总数始终最低,在贮藏21 d时,其菌落总数达到4.68 lg(CFU/g),并没有超过国标规定的5 lg(CFU/g)。而免拆膜包装在贮藏21 d时的菌落总数达到了5.04 lg(CFU/g),托盘包装在贮藏15 d时菌落总数达到了4.99 lg(CFU/g),已接近国家规定5 lg(CFU/g)国标规定的最高线[14];食品已经发生变质,不作后续研究。免拆膜包装比托盘包装具有更好的密封性,所以比托盘包装的保存时间更久。这与董福凯等[24]研究的真空包装结合冷藏方式贮藏的调理牛排的货架期高于托盘包装结合冷藏的贮藏方式的研究结果一致。同时,与赵越等[25]研究的气调包装和真空包装都能延缓红烧肉在贮藏过程中的保质期的结果相似。

4 结论

真空包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的食用品质最好,免拆膜包装次之,托盘包装最差;真空包装的土豆烧牛肉菜肴的贮藏期最长,超过21 d;免拆膜包装次之,能够达到15 d;托盘包装最差,在15 d时菌落总数已经接近国标;由此可见,真空包装是最适合土豆烧牛肉菜肴包装的方式。