冰温保鲜对牛肉品质特性影响的研究

孙晶，康怀彬，程伟伟，谢安国

（河南科技大学食品与生物工程学院，食品加工与安全国家级教学示范中心，河南 洛阳 471023）

随着生活水平的提高，人们对肉类的品质有了更高的要求[1]。目前，市售的肉类主要有热鲜肉、冷冻肉和冷鲜肉。有研究表明，低温可有效延长食品的货架期[2]，如 Pizato 等[3]将鸡胸肉分别放置在 2、4、7、10、15、20℃条件下进行贮藏，发现升温会降低食品的货架期；Zhang等[4]研究了不同贮藏温度（-2、1、4℃）对黄羽肉鸡货架期的影响，研究结果表明，与传统4℃冷藏相比，-2℃及1℃能明显延长黄羽肉鸡的货架期。冷鲜肉已成为当今肉品的发展趋势[5]，这是由于冷鲜肉与热鲜肉相比，可有效抑制微生物的生长以及酶的催化作用，与冷冻肉相比，减少了贮藏过程中的能耗[6]，较好地保持了肉类的营养物质[7]。冷鲜肉因其汁多味美等诸多优点广受消费者喜爱[8]。

由于微生物的生长在常规的冷鲜贮藏条件下不能被完全抑制[9]，近年来兴起了一种新型的冷鲜贮藏方式——冰温贮藏。冰温贮藏是指将食品放置在0℃至冻结点之间进行贮藏，在此温度范围内既可以保持良好的组织结构及细胞活性，保证食品品质，又可以延长食品的货架期，此外，冰温贮藏还可降低损耗，具有较高的商业价值[10]。因此，很多研究人员致力于冰温领域的研究，如栗俊广等[11]研究了冰温（-0.7℃）和冷藏（4℃）对鸡胸肉品质的影响，结果显示冷藏组的保水性和蛋白凝胶强度均低于冰温组，蛋白凝胶自由水上升与不易流动水下降幅度均低于冰温组，表明冰温可以更好地保证肌肉品质；孙艳文等[12]将丁香精油微胶囊与冰温相结合，应用到猪肉的贮藏中，发现猪肉的保质期被成功延长。

随着人们健康意识的增强，牛肉因其具有强健肌肉、味道鲜美、脂肪含量低、富含维生素等优点[13]，广受消费者青睐，需求量增加，陈雪等[14]也认为保证牛肉品质成为了亟待解决的问题。为此，本文以牛背最长肌为原材料，探究冰温保鲜对牛肉品质特性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

牛背最长肌：秦川公牛，重庆恒都农业开发有限公司；氯化钠、乙醇、盐酸：天津市德恩化学试剂有限公司；平板计数琼脂培养基：青岛海博生物技术有限公司；甘油、甲基红指示剂、甲基蓝指示剂：国药集团化学试剂有限公司；以上化学试剂均为分析纯。

1.1.2 主要仪器设备

D-110色差仪：美国爱色丽公司；PHS-2FpH计：上海仪电科学仪器有限公司；TA.XT2i食品物性分析仪：英国Stable Micro Systems公司；Scout SE电子天平：奥豪斯仪器（常州）有限公司；BCD-421WSK1FPG冰箱：海信容声冰箱有限公司；DZKW-S-4电热恒温水浴锅：北京市永光明医疗仪器有限公司；DH-420电恒温培养箱：北京科伟永兴仪器有限公司；BBS-V800洁净工作台：济南鑫贝西生物技术有限公司；YXQ-LS-18S I手提式压力蒸汽灭菌锅：上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理

去除牛背最长肌的可见筋膜及结缔组织，将样品切割成若干个2 cm×2 cm×2 cm的肉块，分别放置于冰温-1℃及冷藏4℃进行贮藏，每天测定1次品质指标，每个指标平行测定3次，取平均值。

1.2.2 色差测定

用校正后的色差仪对肉样的a*值、L*值进行测定。

1.2.3 pH值测定

按照国标GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》[15]测定肉样的pH值。

1.2.4 汁液流出率测定

汁液流出率的计算公式如下。

式中：W1为贮藏前样品质量，g；W2为擦干表面水分的样品质量，g。

1.2.5 蒸煮损失率测定

将肉样放在100℃水浴锅中煮至中心温度达到70℃后取出，擦干表面水分，蒸煮损失率的计算公式如下。

式中：M1为肉样蒸煮前的质量，g；M2为蒸煮后并擦干表面水分的样品质量，g。

1.2.6 挥发性盐基氮测定

按照国标GB 5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》[16]测定肉样的挥发性盐基氮。

1.2.7 菌落总数的测定

按照国标GB4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[17]测定肉样菌落总数。

参考农业行业标准NT/T 1180—2006《肉嫩度的测定剪切力测定法》[18]测定剪切力。

1.2.9 感官评分

由10位感官品评人员分别对色泽、气味和黏度等进行评分，最终取平均值，评分标准见表1。

表1 感官评分标准Table 1 sensory evaluation criteria

1.3 数据统计与分析

每个指标均平行测定3次，取平均值，测定结果利用Excel进行数据整理，采用SPSS进行差异性分析，运用Origin 2017软件作图。

2 结果与分析

2.1 色差测定结果

a*值与L*值是影响肉色的重要指标[19]。a*值的大小常被用来表示红色的鲜艳程度，a*值的变化如图1所示。

图1 冰温贮藏对牛肉色差a*值的影响Fig.1 The effect of ice temperature storage on the color difference a*of beef

由图1可知，-1℃冰温组的a*值整体呈先升高后下降的趋势，最后趋于平稳；4℃冷藏组的a*值缓慢上升后显著（P<0.05）下降，后期下降缓慢。总体均呈先上升后下降的趋势，这一变化趋势与辜雪冬等[20]的研究结果一致。这是由于前期肉样中原有的肌红蛋白与氧气反应，导致氧合肌红蛋白的含量逐渐增加，进而使肉样更加鲜亮，a*值升高[21-22]；后期在pH值的影响下不利于氧合肌红蛋白的生成，与此同时，高铁肌红蛋白在微生物的作用下大量生成，使肉色逐渐变暗，a*值降低。从试验第2天开始，-1℃冰温组a*值均显著（P<0.05）高于4℃冷藏组，说明冰温可以有效保持肉样的鲜艳度，且-1℃冰温组试验过程中的a*值均高于第1天，说明冰温可能有提高肉品鲜艳度的作用。

肉品的鲜亮度常用L*值的大小表示。L*值的变化如图2所示。

图2 冰温贮藏对牛肉色差L*值的影响Fig.2 The effect of ice temperature storage on the color difference L*of beef

由图2可知，-1℃冰温组的L*值呈波动状，变化差异不显著（P>0.05），说明冰温可以有效保持肉样的鲜亮度；4℃冷藏组的L*值前期变化不明显随后显著（P<0.05）下降，后期趋于平稳，主要原因是随着贮藏时间的延长，肉样表面的水分不断损失，对光的反射能力减弱，导致L*值下降。整个试验过程中，除第4天外，-1℃冰温组L*值均高于4℃冷藏组，且除第1、3、4、7天外，两组差异均显著（P<0.05），说明贮藏温度对肉样的鲜亮度有一定影响。

10、new S-GW更新承载上下文，并向MME返回Create Session Response消息。

2.2 pH值测定结果

pH值的大小直接影响肉品的品质，pH值的变化如图3所示。

图3 冰温贮藏对牛肉pH值的影响Fig.3 The effect of ice temperature storage on pH value of beef

由图3可知，除第3天外，-1℃冰温组pH值始终低于4℃冷藏组，两组整体均呈上升趋势，这一趋势与肖虹等[2]的研究结果一致。这是由于随着贮藏时间的延长，在酶和微生物的作用下，蛋白质逐渐被降解的同时碱性基团被释放，随着碱性物质的累积，pH值逐渐上升。4℃冷藏组pH值变化差异较大，第6天已超过一级鲜肉标准（一级鲜肉5.8～6.2），到第9天已达到变质肉标准（变质肉＞6.7），而-1℃冰温组整体上变化差异不显著（P>0.05），整体趋于平稳，始终处于一级鲜肉标准。自第6天起（第7天除外），-1℃冰温组与4℃冷藏组差异显著（P<0.05），说明温度是影响肉类贮藏过程中pH值变化的重要因素。

2.3 汁液流出率测定结果

汁液量是影响肉品食用品质的重要因素，具有一定的经济意义[14]。汁液流出率的变化如图4所示。

由图4可知，-1℃冰温组与4℃冷藏组的汁液流出率均呈整体上升趋势，这是由于随着贮藏时间的延长，在微生物及酶的作用下，蛋白质逐渐水解，破坏了细胞的结构，使肉样保水性下降。整个贮藏过程中，-1℃冰温组的汁液流出率均低于4℃冷藏组，这是由于冰温较冷藏更能有效抑制微生物及酶的活性，与此同时，低温可使水分的流动性减小。这与相关文献[23-24]研究结果相一致。以上结果表明低温可减少肉品的汁液流失。

图4 冰温贮藏对牛肉汁液流出率的影响Fig.4 The effect of ice temperature storage on the juice outflow rate of beef

2.4 蒸煮损失率测定结果

蒸煮损失率在一定程度上可以衡量肉类持水性的大小[25]。蒸煮损失率的变化如图5所示。

图5 冰温贮藏对牛肉蒸煮损失率的影响Fig.5 The effect of ice temperature storage on the cooking loss rate of beef

由图5可知，-1℃冰温组的蒸煮损失率先上升后稍有下降且趋于平稳，变化差异不显著；4℃冷藏组的蒸煮损失率先显著（P<0.05）上升后显著（P<0.05）下降，在贮藏后期趋于稳定。贮藏前期，-1℃冰温稍低于4℃冷藏组，但变化差异并不显著，4 d后，-1℃冰温组显著（P<0.05）高于4℃冷藏组，前期是由于-1℃冰温组比4℃冷藏组持水性高，导致4℃冷藏组的蒸煮损失率高于-1℃冰温组，后期由于4℃冷藏组持水性低，随着贮藏时间的延长水分大量流失，含水量逐渐降低，这与汁液流出率的结果相一致，导致蒸煮损失率明显低于-1℃冰温组。以上结果表明，冰温贮藏可使肉类保持较好持水性。

2.5 挥发性盐基氮测定结果

挥发性盐基氮是评价肉品新鲜度的重要指标。挥发性盐基氮的变化如图6所示。

图6 冰温贮藏对牛肉挥发性盐基氮的影响Fig.6 Effect of ice temperature storage on volatile base nitrogen of beef

由图6可知，-1℃冰温组与4℃冷藏组的挥发性盐基氮含量整体均呈上升趋势，这与文献[26]结果一致。蛋白质在微生物与酶的作用下逐渐被分解产生了具有挥发性的氨、胺类物质和含硫化合物，氨、胺类物质和含硫化合物含量越高，说明蛋白质被破坏程度越大。4℃冷藏组到第7天时就达到了变质标准（＞20 mg/100 g），而-1℃冰温组直到第10天才达到变质标准，在整个贮藏过程中，除第3、4天外，-1℃冰温组的挥发性盐基氮含量均显著（P<0.05）低于4℃冷藏组，说明冰温较冷藏更有利于肉类的贮藏，可有效延长肉类的货架期，减少不必要的经济损失。

2.6 菌落总数测定结果

菌落总数反映了微生物污染的程度，106CFU/g被认为是食品腐败的分界限[27]。菌落总数的变化如图7所示。

由图7可知，-1℃冰温组与4℃冷藏组的菌落总数均随时间延长呈上升趋势，这与张晓頔等[28]的研究结果一致，且贮藏中后期，两组菌落总数均显著（P<0.05）上升。这是由于微生物以肉样为基质，进行大量繁殖，致使肉样的菌落总数持续上升。整个贮藏过程中，除第2天外，-1℃冰温组均低于4℃冷藏组，且从第4天起，两组间变化差异显著（P<0.05）。这是由于-1℃冰温组较4℃冷藏组温度较低，能较好地抑制微生物的活性，减缓微生物的繁殖速度，使肉样的货架期从5 d延长到8 d。由此说明有效控制贮藏温度是很有必要的。

图7 冰温贮藏对菌落总数的影响Fig.7 The effect of ice temperature storage on the total number of colonies

2.7 剪切力测定结果

剪切力可直接反映肉的嫩度，嫩度随剪切力增大而减小。嫩度的大小与蛋白质水解酶、蛋白质氧化、蛋白质磷酸化等的变化密切相关[29]。剪切力的变化如图8所示。

图8 冰温贮藏对牛肉剪切力的影响Fig.8 The effect of ice temperature storage on shear force of beef

由图8可知，-1℃冰温组与4℃冷藏组的剪切力均呈下降趋势，这一结果与扶庆权等[29]的研究结果一致。这是由于随着贮藏时间的延长，在蛋白质水解酶及微生物的作用下，肌原纤维骨架蛋白逐渐发生降解，破坏了组织结构的完整性，使肉样的剪切力逐渐降低，嫩度增大。整个贮藏过程中，-1℃冰温组始终高于4℃冷藏组，且从第6天开始，两组变化差异显著（P<0.05）。这是由于冰温温度较低，一定程度上抑制了蛋白质水解酶及微生物的活性。磷酸果糖激活酶磷酸化后活性降低，使糖酵解速率减慢，从而更好地保持细胞骨架的完整，有研究发现冰温对磷酸果糖激活酶磷酸化有利[30]。温度可显著影响蛋白质的氧化速率[31]，温度越高，蛋白质的溶解度越低，所以冰温较冷藏能更好地减缓蛋白质氧化变性。因此，后期-1℃冰温组较4℃冷藏组更好地保持了原有结构的完整性，剪切力较高，可有效满足长途运输需求。

2.8 感官评分

感官评分是对肉样好坏的综合考量，主要是从色泽、气味、黏度和汁液量等方面进行评价。感官评分的变化如图9所示。

图9 冰温贮藏对牛肉感官评分的影响Fig.9 Effect of ice temperature storage on beef sensory score

由图9可知，-1℃冰温组及4℃冷藏组的感官评分均从第3天起显著（P<0.05）下降。贮藏2 d后，-1℃冰温组感官评分始终高于4℃冷藏组，且从第5天开始变化差异显著（P<0.05），表明冰温贮藏效果更好，更易被消费者接受，这与Jeremiah等[21]的研究结果一致。

3 结论

本试验测定了牛肉的色差、pH值、剪切力、挥发性盐基氮等品质指标，研究结果如下。

（1）pH值、汁液流出率、挥发性盐基氮和菌落总数随着贮藏时间的延长而增加；色差a*值和蒸煮损失率先上升后下降；剪切力和感官评分随贮藏时间的延长而下降。

（2）整个贮藏过程中，-1℃冰温组的a*值、L*值、蒸煮损失率、剪切力和感官评分整体上均高于4℃冷藏组，pH值、汁液流出率、挥发性盐基氮和菌落总数整体上均低于4℃冷藏组。

综上所述，冰温有利于保持肉品鲜艳亮丽的色泽，增加肉品的保水性，有效延长肉品的货架期，虽然冰温贮藏的肉品剪切力较大，达到理想嫩度所需的时间较长，但这或许对长途运输的肉品有利，这一优势有待应用到实践中进一步论证。因此，冰温贮藏对于肉品行业具有很大的商业价值。