气调包装和天然复合保鲜剂对冷却牛肉联合保鲜效果影响的研究

　　摘要：为了延长冷却牛肉的货架期，研究了气调包装以及气调-保鲜剂联合保藏对生鲜牛肉的感官、pH值、色泽、出水率、菌落总数、TVB-N等指标的影响，结果表明体积分数45%O2、50%CO2、5%N2的气调保藏可将冷藏牛肉的货架期延长至12d，且体积分数45%O2、50%CO2、5%N2气调参数与丁香/肉桂联合使用可将冷藏牛肉的保鲜期延长到16d。因此，气调-保鲜剂联合使用可以显著的延长冷藏牛肉的货架期，具有很好的利用前景。

　　关键词：牛肉；气调保藏；保鲜剂；货架期

　　我国是牛肉消费大国，牛肉的氨基酸组成非常接近人体的需求。随着国民经济的增长带动了人均消费以及日益丰富的肉类食品的市场供应量，肉类食品的品质问题逐渐成为人们的关注重点。

　　鲜牛肉被微生物污染导致腐败变质的途径有很多，例如加工过程、运输过程、储藏过程、销售过程，鲜牛肉的腐败变质会造成很多不良影响，其中包括环境的污染以及经济上的损失，最为严重的便是影响人们的身体健康。经过科学家的长期多方验证，微生物是导致鲜肉腐败的最重要原因之一。为了有效控制微生物导致的腐败，通常会选择控制这些影响因素中的一种或者多种。

　　CO2是气调包装中最常使用的气体，但CO2的可溶性会妨碍气调包装的效果。CO2易容于水和油脂中，使得CO2在包装袋内气体减少发生萎缩，导致影响外包装的美观。所以CO2得气体浓度至少要30%才能达到较理想的效果。在考虑CO2的抑菌效果时还要考虑到包装袋内食品的感官，CO2浓度过高，会导致产品具有酸感，但CO2浓度过低，则会影响抑菌效果。所以，在不影响感官品质的前提下找出最高CO2浓度的临界点至关重要。

　　气调包装中，尤其是被鲜肉保鲜应用的时候，要对O2的量格外注意。气调包装中，O2的作用是来维持鲜肉的色泽的，其原因是肉中的肌红蛋白遇见氧气后被氧化成氧合肌红蛋白，因此，高浓度的O2更利于维持鲜肉的色泽。而过高的O2则会促进需氧菌的活动、加快微生物的新陈代谢、繁殖速度变快、导致鲜肉的腐败。

　　N2相对氧气和二氧化碳它的作用就没有那么关键。N2难溶于水，难容于酸，对包装袋内食品没有直接影响，对色泽也毫无影响，是一种惰性气体，所以N2被用作填充气体，是一种很好的调解氧气和二氧化碳浓度的填充气体。

　　我国市场上对生鲜肉常见的加工方法有以下3种：冷冻鲜肉、冷藏鲜肉、热鲜肉。冷冻保鲜为我国目前牛肉的主要保鲜方式，虽然冷冻肉对肉的贮藏效果十分不错，但冷冻环境为-18℃，解冻时很容易造成营养和汁液流失，嫩度和鲜度下降。另外，冷冻保鲜不仅耗能大，成本也高。热鲜肉则温度较高所以卫生条件差，容易被污染，贮藏时间短。相比而言，冷鲜肉加工的冷链系统完善，操作规范良好，已成为主要的加工方法，冷却肉工艺发展前景非常可观，但由于冷却肉的贮藏期相对较短，所以阻碍了冷却肉快速发展的步伐。保鲜剂保鲜、真空包装保鲜、辐射处理保鲜、气调包装保鲜等保鲜方法都可以有效延长冷却肉保质期，当然，每种方法都有利弊。保鲜剂虽然可以直接阻止肉表面的细菌引起的腐败，但出水率、色泽变淡会影响肉的外观导致影响销售；真空包装可直接组织与外界接触，保鲜效果理想，但由于真空包装内的氧气含量低，包装内肉的颜色会呈紫红色、影响消费者的感官；虽然辐射处理保鲜贮藏效果佳，但经过辐射处理的冷却肉会有轻微辐射味。然而气调包装对比辐射处理，更适合贮藏鲜肉，能够达到延长贮藏期的同时不影响消费者感官的双重目的。如黄壮霞等人研究了MAP结合真空处理对延长鲜牛肉货架期的影响，可使牛肉的保质期延长至14d以上。段华伟等人研究了气调环境和温度对荔枝呼吸特性的影响，对荔枝的保鲜有一定的指导意义。

　　生鲜牛肉， 购于无锡市滨湖区雪浪镇菜市场；自封袋、丁香油、肉桂油、营养琼脂、灭菌生理盐水、乙醇等。

　　1.2  仪器和设备  
　　气调包装机（K K-180）；实验室pH计（STARTER 3100）；立式压力蒸汽灭菌器（LDZX-50FB）；电热鼓风干燥箱（GZX-9140MBE）。

　　将所用刀具和菜板消毒，牛肉去筋膜、去脂肪，装袋（每份100g），充气（第一组体积分数45%O2、15%CO2、40%N2，第二组45%O2、50%CO2、5%N2，第三组75%O2、15%CO2、10%N2，第四组空气对照）。每组3袋做重复实验，测出最佳工艺参数。

　　1.4.1  感官评定  按照感官评分标准以10分为满分做等级评分，选择10名专业培训人员，分别评分再取平均值，表1为参考有关文献制订的具体感官评分标准。

　　1.4.2  pH测定  参考GB/T 9695.5 -2008/ISO2917：1999《肉与肉制品pH测定》。从样品中取5g肉均匀搅碎放入烧杯中，并加入50mL0.1mol/L的KCl溶液，搅拌并放置，过滤后用清液做样品，冷却至室温后肉样用校正过的PH 计进行测定，记录PH值。重复3次，并取平均值。一级鲜肉pH范围5.8～6.2， 二级鲜肉pH范围6.3～6.6，变质肉pH范围＞6.7。

表1 鲜牛肉的感官评分标准

　　1.4.3  菌落总数的测定  菌落群数参考GB 4789.2-2010《食品微生物食品微生物学检验菌落总数测定》。称取25g肉样来测定菌落群数，以菌落群数对数值来表示其结果。建议使用标准：一级鲜肉、二级鲜肉、变质肉分别是104个/g以下，104～106个/g，106个/g。

　　1.4.4  TVB-N的测定  参考GB/T 5009.44-2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》中的半微量定氮法。将试样搅碎搅拌，从样品中取10g肉，放入均质杯，并加入100mL蒸馏水，不时摇晃，浸泡30min后过滤，过滤液用作试样液，测定其挥发性盐基氮。建议使用标准：一级鲜肉、二级鲜肉、三级鲜肉的标准TVB-N值分别是≤15 mg/hg，≤20mg/hg，＞20mg/hg。

　　2.1.1 对感官评价的影响  从图1中可见，相同温度下气调组优于空气对照组；相同温度下第二组（体积分数45%O2+50%CO2）的贮藏期最长。随着时间的延长，牛肉的颜色由鲜红到暗红、暗红到暗褐色，气味上逐渐产生酸败味并最终发出腐烂臭味，失去弹性，出水率变大，肉表面发粘，整体感官逐渐降低。在第四天的时候，空气对照组仍在二级鲜肉范围内，而前三组都处在一级鲜肉范围；在第六天的时候，空气对照组已经是腐败肉，第一组和第三组属二级鲜肉则第二组仍处于一级鲜肉范围内；在第八天的时候，第三组牛肉已腐败而第一组与第二组虽仍处于二级鲜度但第二组比第一组明显新鲜；在第十天的时候第一组已腐败，则第二组仍保持前一天的保鲜状态；等到了第十四天的时候，第二组的感官评定值为6，显示为腐败肉。

图1  不同气调比例下生鲜牛肉pH随贮藏时间的变化

　　2.1.2  对pH的影响  由图2所示，随着贮藏时间不断增长，pH值逐渐增大，其原因是微生物和酶可以分解肉中蛋白质来产生氨等碱性物质。在相同贮藏时间条件下，对照组的pH值最大，第二组牛肉的pH值最小，而且空气对照组的变化率最大，第二组的pH值变化率最小，说明第二组的保鲜效果最佳。

图2 不同气调比例下生鲜牛肉pH 随贮藏时间的变化

　　2.1.3  对菌落总数的影响  由图3所示，在第三天的时候空气对照组的菌落群数对数值远大于前三组气调组，但未有一组超标；在第五天的时候，空气对照组的菌落群数对数值是6.02显示已腐败，第一组与第三组是二级鲜肉，第二组属一级鲜肉；在第七天的时候，第三组对数值6.03已腐败，第一组为二级鲜肉对数值为5.61，第二组也为二级鲜肉但数值小于第二组为4.82；在第九天的时候，第一组对数值为6.13，第二组仍处于二级鲜肉范围；在第十三天的时候，第二组对数值为6.54已腐败。因此，45%O2 50%CO2 5%N2（第二组）气调比例最适合于牛肉的长期贮藏，保鲜期长达11～12天。

图3  不同气调比例下生鲜牛肉菌落总数随贮藏时间的变化

　　2.1.4  对挥发性盐基氮（TVB-N）的影响  由图4所示，随贮藏时间得延长牛肉中的TVB-N值逐渐增加。在贮藏时间相同的条件下，空气对照组的牛肉的TVB-N值最大，其原因是随着时间的延长微生物和酶可以分解牛肉中的蛋白质产生氨和胺类化合物。在第6天的时候，第二组、第一组、第三组、空气对照组的TVB-N值分别7.47mg/hg（一级鲜肉），12.58mg/hg（一级鲜肉），16.47mg/hg（二级鲜肉），20.27 mg/hg（腐败肉）。在第8天时，第三组牛肉的TVB-N值为20.08mg/hg（变质肉），而第一组牛肉为15.57mg/hg（二级鲜肉），第二组牛肉为8.23（一级鲜肉）。因此，第二组（体积分数45%O2 、50% CO2 、5%N2）气调比例最适合于牛肉的长期贮藏，保鲜期长达12d。

图4 不同气调比例下生鲜牛肉TVB-N随贮藏时间的变化

　　2.2.1 对感官评价的影响  按照感官评分标准以十分为满分做等级评分，选择10名专业培训人员，分别评分再取平均值，表1为具体的感官评分标准。如图5可看出，空气对照组显然腐败速度最快，其次，气调组和气调-保鲜剂联合组的感官值相对高，其原因是气调和保鲜剂对其起了有效的抑制作用，而气调和保鲜剂同时作用时效果更显著。

图5 不同环境下生鲜牛肉感官评定值随贮藏时间的变化

　　2.2.2  对pH的影响  由图6所示，随着贮藏时间不断增长，牛肉的pH值逐渐增大。其原因是微生物和酶可以分解肉中蛋白质来产生氨等碱性物质。在相同贮藏时间条件下，整体而言，对照组的pH值最大，气调加上复合保鲜剂（质量分数1.5%丁香+1%肉桂）的pH值最小，单独气调的pH居中，而变化程度最大的为空气对照组。

图6 不同环境下生鲜牛肉pH随贮藏时间的变化

　　2.2.3  对菌落总数的影响  如图7所示，空气对照组的菌落群数对数值是最大的，气调-保鲜剂联合组（质量分数1.5%丁香+1%肉桂）的抑菌效果是最棒的。在第四天时，空气对照组已腐败，而其他两组保鲜剂组都处于一级鲜肉状态；第六天到第十天，气调组与气调-保鲜剂联合组仍处于二级鲜肉范围；等到了第十二天的时候，气调组的菌落群数超标，表明已腐败；而气调-保鲜剂联合组的二级鲜肉状态一直维持了16d。

图7 不同环境下生鲜牛肉菌落总数随贮藏时间的变化

　　2.2.4  对挥发性盐基氮（TVB-N）的影响  由图8所示，随贮藏时间得延长牛肉中的TVB-N值逐渐增加，其原因是随着时间的延长微生物和酶可以分解牛肉中的蛋白质产生氨和胺类化合物。在第6天时，气调包装-保鲜剂联合组、单一气调包装组、空气对照组的TVB-N值分别是5.53mg/hg（一级鲜肉），7.47mg/hg（一级鲜肉），20.27mg/hg（腐烂肉）。在第14天时，气调组牛肉的TVB-N值为21.15mg/hg（变质肉），而气调-保鲜剂联合组牛肉为13.25mg/hg（二级鲜肉）。因此，气调-保鲜剂联合（1.5%丁香+1%肉桂）的气调比例最适合于牛肉的长期贮藏，保鲜期长达16d。

图8  不同环境下生鲜牛肉TVB-N随贮藏时间的变化

　　研究表明：单独气调包装（体积分数45%O2、50%CO2、5%N2）比对生鲜牛肉的保鲜效果显著，可从冷鲜保藏4天的货架期延长到冷鲜气调保藏12d；在体积分数45%O2、50%CO2、5%N2气调参数及丁香、肉桂质量分数1.5%、1%配比条件下，气调包装与丁香/肉桂天然复合保鲜剂联合使用时效果最显著，可从冷藏0～4℃保鲜4d的货架期延长至16d。总之，气调包装与保鲜剂联合使用具有显著的保鲜效果，且能很好地保持产品的原有品质。