不同储藏条件对牛肉品质的影响

穆 静，孙慧琳，查恩辉，崔 琰

（锦州医科大学食品科学与工程学院，辽宁 锦州 121000）

牛肉富含丰富的蛋白质、铁、锌等营养物质，具有修复机体组织、提高抗病能力等作用。我国作为牛肉和牛肉制品的第三消费大国，近年来人们对牛肉及其制品的需求量逐年增大，生产和销售量逐渐升高，储藏品质一直是牛肉屠宰加工企业及消费者关注的问题。

迄今为止，冷鲜肉的储藏条件还在不断的创新研究中。目前，在冷鲜肉零售过程中最常见的储藏方式为冷藏，最常见的包装方法为托盘、真空、气调包装[1-4]，但是保鲜效果和货架期都有待进一步的提高。储藏温度和包装方式不同，品质差异较大，因此研究如何提高牛肉的保鲜期、货架期对提高肉制品行业的经济价值具有十分重要的意义。目前，冷藏、冻藏、托盘、真空包装是鲜牛肉储藏最为广泛的使用方法，其优点是成本低、易操作，但也存在货架期相对较短或者品质破坏较为严重等问题。近年来，涂膜技术不断发展，但大多应用于蔬菜、水果的保鲜研究，对于肉品的相关应用较少，且结合冰温技术储藏的研究更是鲜有报道。

本文以宰后24 h的牛背最长肌为材料，对其分别进行托盘、真空、涂膜3种方式包装，并置于（4±1）℃冷藏和（-1.0±0.5）℃冰温条件下储藏，储藏期间对样品的各指标进行检测，分析不同环境下牛肉的品质差异，以期为涂膜结合冰温技术应用于牛肉储藏保鲜，提高鲜牛肉的货架期提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

牛肉为宰后24 h内的牛背最长肌。

氢氧化钠、氧化镁、甲基红、盐酸胍、溴甲酚绿、磷酸钠，环球创新科技有限公司；酒石酸钾钠、乙酸乙酯、乙醇、硫酸铜、三氯乙酸、乙二胺四乙酸（EDTA），上海通蔚生物有限公司；2-硫代巴比妥酸，上海弘顺生物科技有限公司；魔芋精粉、明胶，新鑫生物科技有限公司；氯化钠、磷酸氢二钠、5,5’-二硫代双（2-硝基苯甲酸）（DTNB）、十二烷基硫酸钠（SDS），珠海丽珠试剂股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

BCD-258WLDPN冰箱，汉莎科学仪器有限公司；JJ5000A电子天平，华瑞科学仪器有限公司；JIDI-16D高速离心机，广州吉迪仪器有限公司；pH S-25台式酸度计，上海科晓科学仪器有限公司；DZQ-360真空包装机，广州市大祥电子机械设备有限公司；半微量定氮蒸馏装置，四川蜀牛玻璃仪器；TM4000电镜扫描仪，上海西努光学科技有限公司；HA120-50-01二氧化碳超临界萃取装置，南通华安超临界萃取有限公司；FCH202-N加热型磁力搅拌器，广州市深华生物技术有限公司；LGJ-10真空冷冻干燥机，广州市星烁仪器有限公司；6800 GC-MS气相色谱质谱联用仪，江苏天瑞仪器股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备

将牛肉样品去除筋膜后切成10 g左右肉块，随机分为3组，分别进行托盘、真空和涂膜包装。将3组包装组随机储藏在（4±1）℃冷藏和（-1.0±0.5）℃冰温条件下。6组随机样品分别为冷藏+托盘、冷藏+涂膜、冷藏+真空、冰温+托盘、冰温+涂膜、冰温+真空。在储藏0、3、6、9、12、15 d分别取样，进行指标测定，每个指标重复测定3次，结果取平均值。

1.2.2 涂膜制备及处理

取5 g魔芋精粉于500 mL水中，在45℃水浴中搅拌至完全溶解，加入1 g明胶，搅拌均匀，最后加入2 g NaOH混匀[5]。将混匀后的涂膜液均匀涂抹覆盖在样品表面，风干后进行后续储藏。

1.2.3 测定项目与方法

承担秦州区废旧农膜回收利用的2家企业属于小作坊式生产，规模小，生产经营管理不规范，加工产品为初级生产原料塑料颗粒，产品附加值较低。受资金限制，加工设备相对落后，分拣、清洗环节使用人工较多，费用较大。回收废旧农膜以及生产电费成本过高，据测算每生产1 t颗粒的电费成本为800元。由于废旧地膜含泥土量大，平均5～10 kg废旧地膜才能加工1 kg塑料颗粒，当前1 t塑料颗粒的售价为5 000元，而生产1 t颗粒的成本高达5 500元，企业倒亏500元。

1.2.3.1 pH

将牛肉样品切碎后称取5.0 g置于锥形瓶中，加入45 mL蒸馏水混匀，振荡20 min后测定pH值[6]。

1.2.3.2 挥发性盐基氮（TVB-N）含量

测定方法参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[7]中的方法进行操作。称取20 g样品绞碎搅匀后置于锥形瓶，加入100 mL水，振摇10 min使其分散均匀，静置30 min后过滤得到滤液。利用半微量定氮蒸馏装置进行TVB-N含量的测定。

1.2.3.3 硫代巴比妥酸值（TBARS）

参照GB 5009.181—2016[8]测定，以每kg牛肉样品中含有的丙二醛质量（mg）表示TBARS值。

1.2.3.4 扫描电镜微观结构观察

1.2.3.5 顶空固相微萃取制备样品

称取5.0 g肉样置于顶空萃取瓶中，密封后置于35℃恒温磁力搅拌器中搅拌20 min，将65 μm PDMS/DVB萃取头置于气相色谱进样口，250℃老化30 min后插入顶空瓶橡胶垫内吸附40 min。待吸附结束后，将萃取头插入进样口，250℃解吸5 min[10]。

气相色谱（GC）条件：DB-5 MS色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm）；流速1.0 mL/min；进样口温度250℃；解吸时间5 min；升温程序为40℃保持3 min，以5℃/min升温至120℃，维持2 min，以10℃/min升至250℃，维持10 min[9]。

质谱（MS）条件：传输线温度280℃；离子源温度230℃；电离方式为EI；电子能量70 eV；扫描范围（m/z）30~400[11]。

1.2.4 数据处理

采用Excel 2019软件分析各指标的平均值和变化规律，每个样品平行测定3次并绘制折线图。

2 结果与分析

2.1 储藏期间牛肉pH的变化

pH是反映牛肉新鲜度的重要指标之一，它受微生物、环境、自身品质等多种因素影响。新鲜牛肉、次级鲜肉、腐败变质肉的pH值范围分别为：5.8~6.2、6.3~6.6、6.7及以上[5]。

由图1可知：在储藏过程中，各组牛肉的pH均呈先小幅下降再上升的趋势。各组牛肉pH变化速率不同，初始pH为5.96，储藏第3天时，冷藏＋托盘组样品pH下降最快，pH为5.71，而冷藏＋涂膜组样品下降幅度最小，pH为5.95。储藏第6天开始，冷藏＋托盘组呈快速上升趋势，第12天时pH达到6.79，此时该组肉品已变质。储藏第15天时，冰温＋托盘组pH达到6.71，样品已变质，冰温＋涂膜组pH最低，为6.23，仍属于新鲜牛肉，冷藏＋涂膜组pH为6.33属于次级鲜肉。由此可知，涂膜保鲜技术能更好地控制牛肉pH值的升高，且冰温相较于冷藏的效果更好。原因是涂膜能够减缓牛肉表面与环境进行气体交换，阻止了外界微生物的入侵，同时冰温还有效地抑制了内源酶活性，减缓了碱性氨基酸的生成，有效地抑制了pH的升高。

图1 储藏期间牛肉pH值的变化Fig.1 Changes of pH value of beef during storage

2.2 储藏期间牛肉TVB-N含量的变化

一级鲜肉的TVB-N含量≤15 mg/100 g，二级鲜肉的TVB-N含量≤20 mg/100 g，当TVB-N含量＞20 mg/100 g时则为变质肉[7]。

由图2可以看出：新鲜牛肉的TVB-N含量为6.22 mg/100 g，随着储藏时间的延长，各组牛肉的TVB-N含量呈上升趋势。储藏第6天时，冰温＋涂膜、冷藏＋涂膜、冰温＋托盘、冷藏＋托盘、冰温＋真空、冷藏＋真空各组样品的TVB-N含量分别为7.59、8.05、11.72、9.15、10.87、12.11 mg/100 g，均小于15 mg/100 g，属于一级鲜肉范畴。储藏第15天时，冰温＋托盘和冷藏＋真空组样品的TVB-N含量分别为20.37 mg/100 g和20.76 mg/100 g，肉品已变质；冰温＋真空组样品的TVB-N含量为18.11 mg/100 g，属于二级鲜肉；冰温＋涂膜组、冷藏＋涂膜组样品的TVB-N含量分别为11.59 mg/100 g和14.43 mg/100 g，属于一级鲜肉。由此可知，相同储藏时间内，冰温条件以及涂膜保鲜技术对于抑制牛肉TVB-N含量增长的效果较好，且二者结合效果更佳。说明涂膜和冰温有效地抑制了腐败微生物的生长，减缓了蛋白质分解产生氨以及胺类等碱性含氮物质的生成速度。

图2 储藏期间牛肉TVB-N含量的变化Fig.2 Changes of TVB-N value of beef during storage

2.3 储藏期间牛肉TBARS值的变化

由图3可知：新鲜牛肉的TBARS值为0.16 mg/kg，储藏过程中，各组牛肉的TBARS值均呈上升趋势。冷藏＋托盘组样品在各储藏时间段内的TBARS值均显著高于其余各组（P＜0.05），储藏第12天时，冷藏＋托盘组样品的TBARS值为0.88 mg/kg，比鲜肉增长了0.72 mg/kg，且样品已产生明显的酸败味，说明冷藏＋托盘组的脂肪氧化程度最严重。储藏15 d时，冰温＋托盘、冷藏＋真空和冰温＋真空组样品的TBARS值分别为0.76、0.62、0.52 mg/kg，同鲜肉相比分别增长了0.60、0.46、0.36 mg/kg，3组样品均产生不同程度的酸败味；冰温＋涂膜组和冷藏＋涂膜组样品的TBARS值分别为0.35 mg/kg和0.39 mg/kg，同鲜肉相比分别增长了0.15 mg/kg和0.22 mg/kg，这两个处理组样品在各个时间段内增长趋势较为平缓且增长幅度较小，说明冰温＋涂膜、冷藏＋涂膜组较其余4组牛肉的脂肪氧化程度较低，酸败味较小，牛肉品质较好。由此说明，同种包装方式下，冰温储藏比冷藏能更好地防止脂肪氧化，相同储藏时间内，涂膜保鲜技术结合冰温储藏能明显抑制牛肉脂肪的氧化，说明涂膜保鲜能够有效阻止环境中的氧与牛肉接触，从而抑制牛肉在储藏期间的氧化速度。

图3 储藏期间牛肉TBARS值的变化Fig.3 Changes of TBARS value of beef during storage

2.4 储藏期间牛肉肌纤维微观结构的变化

肌肉是由多个肌束单元聚合而形成，多个肌纤维组合又形成肌束单元，肌纤维的数量和形态大小对于牛肉的保水性及嫩度影响较大。通过扫描电镜，观察肌纤维和肌束膜横截面形态结构来推断牛肉的新鲜程度。

由图4可以看出：储藏8 d时，冰温＋涂膜组、冷藏＋涂膜组牛肉的小部分肌束膜发生细微收缩，导致肌纤维束之间出现小缝隙，但整体结构排列清晰完整，且冰温组空间结构维持情况优于冷藏组；冰温＋托盘、冷藏＋托盘、冰温＋真空、冷藏＋真空组牛肉的肌束膜破坏较严重，各肌纤维束间隙增大，完整性丧失。储藏第15天，冰温＋涂膜组牛肉的肌内膜结构相对完整，每个独立肌纤维内部结构依然紧密，肌束膜收缩程度较小；冷藏＋涂膜组牛肉的部分肌纤维束结构不完整，肌内膜部分破坏，大部分肌纤维束排列紧密；冰温＋托盘、冷藏＋托盘组的小部分肌纤维结构完整，大部分纤维束结构破坏，肌束膜断裂、各肌束间间隙明显增大；冰温＋真空、冷藏＋真空组肌纤维束的肌内膜破损呈丝状，导致其结构遭到破坏不再完整，冷藏＋真空组牛肉的肌束膜断裂，使得各肌纤维束之间连接松散，空隙明显增大甚至断裂，肌肉结构组织遭到严重破坏。结果表明：涂膜保鲜技术能够很好地维持单个肌纤维束的结构和肌束膜的完整性，使肌肉中各肌纤维束之间紧密连接，减少汁液的流失，提高牛肉的保水性，结合冰温储藏的效果更佳。

图4 储藏期间各组牛肉肌纤维的微观结构Fig.4 Microstructure of muscle fibers in different beef groups during storage

2.5 储藏期间各组牛肉的挥发性气体成分分析

由表1~3中的GC-MS数据可以看出：新鲜牛肉共检测出24种挥发物质，包括酮类6种、醛类4种、醇类4种、酯类2种、烃类5种、酸类1种、其他类2种，其主要挥发性成分为丙酮、2-戊酮、2,3-丁二酮、2,3-戊二酮、2-辛醇、1-辛烯-3-醇。储藏8 d时，样品中共检测出43种挥发物质，分别是：酮类10种、醛类5种、醇类9种、酯类4种、烃类7种、酸类2种、其他类6种，由相对含量可以看出其主要挥发性成分为2,3-丁二酮和2,3-戊二酮。储藏15 d时，样品中共检测到挥发性物质40种，分别是酮类10种、醛类4种、醇类9种、酯类2种、烃类7种、酸类2种、其他类6种，其主要挥发性成分为3-羟基-丁酮、乙醇、苯甲醇、乙酸乙酯、二甲基二硫、二氧化硫、2-乙基-己醇。储藏期间，各类挥发性物质的相对含量较鲜肉相比都有不同程度的增加，其中酮类、醛类、烃类、酯类物质的相对含量由低到高依次为：涂膜组＜真空组＜托盘组。原因是这4类物质主要是由不饱和脂肪酸水解氧化生成的，而魔芋胶涂膜保鲜具有很好的气体阻隔性，防止牛肉与外界气体交换，抑制了脂肪的氧化[11]；而托盘组牛肉密封性不好，牛肉表面与氧气接触加速了牛肉内部的干耗，且对于抑制微生物生命活动的能力较弱[12]。醇类物质的相对含量由低到高依次为：涂膜组＜真空组＜托盘组。分析原因是由于大部分直链醇，如辛醇、戊醇等是由不饱和脂肪酸氧化形成的，部分支链醇，如2-乙基-己醇则可能是由于牛肉表面微生物生命活动产生的[13]，储藏期间涂膜组挥发性物质的中醇类含量较低，原因不仅仅是涂膜处理隔绝了气体交换，还因为涂膜液中添加了氢氧化钠，使复配液呈弱碱性，抑制了某些微生物的代谢活动[14]。酸类物质的相对含量由低到高依次为：涂膜组＜真空组＜托盘组。分析原因是支链酸是由于脂肪、蛋白质氧化降解产生的，而乙酸是由于微生物活动使牛肉腐败产生挥发性气体[15]。新鲜牛肉中并未检测出乙酸，储藏结束时，在涂膜组中未检测出乙酸，真空组检测出少量乙酸，而托盘组的乙酸含量最高，且同种包装方式下，冰温组的乙酸含量低于冷藏组。试验结果表明涂膜对于抑制微生物活动的效果最好。

表1 牛肉GC-MS挥发性成分分析表Table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

续表1牛肉GC-MS挥发性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

续表1牛肉GC-MS挥发性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

续表1牛肉GC-MS挥发性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

表2 储藏8 d各组挥发性成分类别含量表Table 2 Category and content of volatile components in different groups on 8th day of storage

表3 储藏15 d各组挥发性成分类别含量表Table 3 Category and content of volatile components in different groups on 15th day of storage

3 结论

（1）储藏温度与包装方法对储藏过程中牛肉的品质均有不同程度影响。以pH、TVB-N含量、TBARS值为衡量指标，在储藏结束时，各组牛肉品质优劣程度整体表现为：冰温＋涂膜组＞冷藏＋涂膜组＞冰温＋真空组＞冷藏＋真空组＞冰温＋托盘组＞冷藏＋托盘组。由此得出：同种包装条件下，冰温储藏条件对于牛肉品质的破坏均低于冷藏；同种储藏温度下，涂膜保鲜牛肉的各指标均低于真空包装和托盘包装。由此可见，冰温储藏结合涂膜保鲜能更好地维持牛肉的品质，延长货架期。

（2）随着储藏时间的延长，不同储藏条件下的牛肉肌纤维结构均被不同程度破坏。冷藏+托盘对牛肉持水力的破坏最为严重，冰温＋涂膜处理对维持牛肉及纤维结构的维持效果最好。

（3）随着储藏时间的延长，一些挥发性物质的相对含量呈增加趋势，整体表现为：托盘组＞真空组＞涂膜组。由此可以看出，魔芋胶涂膜结合冰温保鲜技术能够抑制牛肉因蛋白质、脂质氧化以及微生物的代谢活动造成的腐败变质，从而较好地维持牛肉的新鲜风味。

综上所述，冰温＋涂膜处理能较好地维持牛肉的品质，延长其货架期。