醬牛肉氣調和真空包裝保鮮效果比較分析

海 丹，黃現青*，柳艷霞，孫靈霞，李苗云，高曉平，張秋會，趙改名，田 瑋，張建威

（河南農業大學食品科學技術學院，河南省肉制品加工與質量安全控制重點實驗室，河南 鄭州 450002）

醬牛肉氣調和真空包裝保鮮效果比較分析

海 丹，黃現青*，柳艷霞，孫靈霞，李苗云，高曉平，張秋會，趙改名，田 瑋，張建威

（河南農業大學食品科學技術學院，河南省肉制品加工與質量安全控制重點實驗室，河南 鄭州 450002）

為了改進醬牛肉的保鮮效果并延長其貨架期，以真空包裝為參照，探討氣調包裝（5% O2＋70% CO2＋25% N2）對醬牛肉的保鮮效果。以細菌總數、硫代巴比妥酸反應物（TBARS）值、總揮發性鹽基氮含量、pH值、色差、風味為評價指標，比較醬牛肉真空和氣調兩種包裝方式保鮮效果的差異。結果表明：在10 ℃貯藏18 d后，氣調包裝組和真空包裝對照組相比，其細菌總數降低2個數量級，TBARS值降低了38.7%，揮發性鹽基氮含量降低了66.8%，且通過電子鼻主成分分析能將兩種包裝方式完全分開。表明氣調包裝更有利于醬牛肉的保鮮，可有效提高其品質穩定性，并延長產品的貨架期。

醬牛肉；保鮮；氣調包裝；真空包裝；電子鼻

醬牛肉作為我國最具傳統特色的肉制品，歷史悠久，具有色澤亮麗、口味酥潤、香氣馥郁、味美可口等優點，深受消費者喜愛。隨著經濟的快速發展，人們生活水平逐步提高，飲食結構得到進一步優化[1]。醬牛肉由于營養豐富，風味極佳，符合現代消費者的膳食和口感需求，因此其消費量增長迅速[2]。但是由于其貨架期短、風味不易保持等問題尚未得到有效解決，不僅給企業造成了巨大的經濟損失，甚至極易誘發食品安全事件，也導致醬牛肉的現代工業化發展較為緩慢，現在仍以小作坊生產為主[3-4]。目前醬牛肉保鮮方法主要有真空包裝、二次殺菌、高溫高壓殺菌等，這些方法雖然能有效地延長貨架期，但是均無法良好保持醬牛肉的特征性風味。因此，必須加快醬牛肉風味保持、貨架期延長技術的開發與研究，為醬牛肉的現代化生產提供技術支撐。

電子氣味指紋分析儀又稱電子鼻[5]，是一種能夠感知和識別氣味，進行氣味檢測的智能系統，是一種通過采集樣品揮發性成分整體信息來評價樣品的新方法[6-7]。柴春祥等[7]報道，在相同保存溫度條件下，貯藏不同時間豬肉樣品揮發性成分的變化也可用電子鼻檢測區別。國內外很多學者也將電子鼻運用于生鮮肉新鮮度的評價，效果比較明顯[8-10]。本實驗嘗試用電子鼻評價貯藏過程中醬牛肉的新鮮度。

氣調包裝技術作為新型的食品保鮮方法，根據不同目標需求，通過置換食品周圍的氣體條件，主動調節肉制品貯藏時的氣體環境，從而抑制微生物生長繁殖，抑制脂肪的氧化酸敗等，達到延長產品貨架期，有效抑制產品風味劣變的目的[11-12]。國內外關于氣調包裝技術在冷鮮肉保鮮方面的研究較多，但在醬牛肉保鮮方面的研究鮮見報道，據此，本實驗開展醬牛肉氣調保鮮效果的研究，旨在為企業提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與培養基

牛后腿肉、香辛料、調味料 市售；平板計數瓊脂培養基。

1.2 儀器與設備

DE-260/PD真空包裝機、DT-6S實驗室專用氣調保鮮包裝機 大江真空包裝器械有限公司；P/N PEN3電子鼻北京盈盛恒泰科技有限公司；DHG-9143BS-Ⅲ電熱鼓風干燥箱 上海新苗醫療器械制造有限公司；DNP-9272恒溫培養箱 上海精密實驗設備有限公司；MIR-254低溫恒溫培養箱 日本Sanyo公司；JJ-CJ-2R潔凈工作臺吳江市凈化設備總廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理與實驗設計

將自制的醬牛肉用事先消過毒的刀具去掉肉表層的筋膜和脂肪，然后切分成每塊質量約100 g的肉塊，隨機分成2組，每組21塊。分別用氣調包裝機和真空包裝機進行包裝，氣調包裝條件為：充氣時間30 s，充氣壓強0.2 Pa，氣調比例5% O2、70% CO2、25% N2；真空包裝條件為抽真空1.6 s、真空度0.1 Pa。樣品包裝后立即放入10 ℃的恒溫條件下貯藏，分別在貯藏的0、3、6、9、12、15、18 d取樣進行各指標的測定。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 微生物計數

按照GB/T 4789.2—2010《食品衛生微生物學檢驗：菌落總數測定》進行檢測[13]。

1.3.2.2 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值測定

取10 g肉樣研細，加入50 mL 7.5%的三氯乙酸（含0.1%的乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）），振蕩30 min，雙層濾紙過濾2次。取5 mL上清液加入5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸（2-thiobarbituric acid，TBA）溶液，95 ℃水浴中保溫50 min，取出冷卻1 h后，1 600 r/min離心5 min。上清液中加5 mL氯仿搖勻，靜置分層后取上清液分別在532 nm和600 nm波長處比色，記錄吸光度。同時做平行實驗和空白實驗。試樣中TBARS值按下式進行計算[14-15]。

TBARS值/（mg/100 g）=（A532nm－A600nm）/155× 1/10×72.6×100

1.3.2.3 揮發性鹽基氮含量值測定

按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準分析方法》，采用半微量定氮法進行檢測[16]。

1.3.2.4 pH值測定

按照GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測定》進行測定[17]。

1.3.2.5 色差值的測定

使用CR400型號色差計進行色差測定，使用前對儀器進行校準。

1.3.2.6 風味的測定

利用P/N PEN3型號的電子鼻測定樣品的風味，評價在貯藏過程中醬牛肉風味的變化情況。

1.3.3 數據表示與處理

數據以平均值±標準差表示，用Excel和SPSS進行數據處理與統計分析，所有數據均為3個平行樣品分別測定3次的平均數。

2 結果與分析

2.1 包裝方式對醬牛肉細菌增殖的影響

表1 醬牛肉貯藏過程中菌落總數的變化Table1 Chan packaged in different environments during storage lg（CFU/g）

由表1可以看出，在鹵煮工藝結束后立即取樣進行細菌總數的測定，結果均未檢出。但是，隨著貯藏時間的延長，細菌總數均明顯上升，并且，真空包裝對照組細菌總數顯著高于氣調包裝實驗組。推測其原因可能是因為氣調包裝條件下高濃度的CO2能抑制需氧細菌與霉菌的繁殖，起到了較好的防腐、防霉作用。表明氣調包裝處理能夠有效地抑制醬牛肉中微生物的增殖，對于保證產品品質、延長貨架期均有顯著效果。

2.2 包裝方式對醬牛肉揮發性鹽基氮含量的影響

圖1 不同包裝方式醬牛肉貯藏過程中揮發性鹽基氮含量的變化Fig.1 Changes in TVBN of Chinese spiced beef packaged in different environments during storage

揮發性鹽基氮含量是表征蛋白質降解產生的氨及胺類堿性含氮物質的指標之一，揮發性鹽基氮含量越大，反映食品的新鮮度越差。由圖1可以看出，氣調包裝組醬牛肉揮發性鹽基氮含量在貯藏初期（0～3 d）下降，在貯藏3～18 d揮發性鹽基氮含量緩慢上升，增幅較小。真空包裝組揮發性鹽基氮含量在貯藏初期（0～3 d）也有下降趨勢，在貯藏中期（3～15 d）逐漸上升，貯藏15～18 d后揮發性鹽基氮含量急劇上升。分析真空包裝組揮發性鹽基氮含量后期顯著上升的原因，一方面可能是由于細菌總數超過了一定數量級（107CFU/g）后的突變效應，另一方面可能是真空包裝處理改變了醬牛肉中優勢菌群所致?？傮w看來，兩種包裝形式的揮發性鹽基氮含量前期變化均較小，但是貯藏后期變化差異極顯著。醬牛肉貯藏前3 d，揮發性鹽基氮含量下降，可能是由于低溫滅菌后樣品殘存微生物分解蛋白質的能力還很弱，而且肉基質本身的緩沖能力，中和了一部分堿性物質所致。在貯藏3 d后揮發性鹽基氮含量逐漸上升，推測與微生物增殖致使蛋白質分解，堿性含氮物質不斷積累有關。從揮發性鹽基氮含量這單一指標來看，短期貯存醬牛肉，真空與氣調揮發性鹽基氮含量變化差異不顯著，考慮成本因素宜采用真空包裝。但是，貯藏期要求超過15 d時，建議生產上采用氣調包裝效果更佳。

2.3 包裝方式對醬牛肉TBARS值的影響

圖2 不同包裝方式醬牛肉貯藏過程中TBARS值的變化Fig.2 Changes in TBARS of Chinese spiced beef packaged in different environments during storage

肉類食品中脂質的氧化通常采用2-硫代巴比妥酸實驗法（即TBARS值法）進行評價，是廣泛用于評價脂肪氧化程度的方法之一[18]。比較來自同一原料的樣品在不同階段的氧化程度時，TBARS實驗是非常有實用價值的，其值越大，反映樣品中脂肪氧化愈嚴重。脂肪氧化不僅使食品的風味、質構、口感等改變，還能破壞食品的營養價值。不同包裝方式對醬牛肉脂質氧化的影響如圖2所示，可以看出，真空包裝與氣調包裝組醬牛肉TBARS值在貯藏前中期（12 d前）變化較為一致，在貯藏后期（12 d后）二者的TBARS值變化差異顯著。推測其原因，可能是因為氣調包裝低氧高CO2抑制了微生物的生長，而真空包裝在貯藏第6～9天之間微生物已經超標，大量的微生物繁殖促進了脂肪分解。因此，為滿足醬牛肉現代工業化生產長貨架期的需求，采用氣調包裝能有效抑制脂質氧化，延緩產品風味劣變。

2.4 包裝方式對醬牛肉pH值的影響

圖3 不同包裝方式醬牛肉貯藏過程中pH值的變化Fig.3 Changes in pH of Chinese spiced beef packaged in different environments during storage

不同包裝方式對醬牛肉貯藏過程中pH值的影響較小，見圖3。氣調包裝組的pH值在貯藏期間一直呈平緩變化狀態，在前12 d呈緩慢下降趨勢，在12～18 d則先上升后下降，但變化幅度均較小。而真空包裝組pH值的變化幅度較氣調包裝組稍大。總體來說，氣調包裝組的pH值低于真空包裝對照組，這可能與CO2的含量有關，隨著貯藏時間的延長，部分CO2溶解在肉的表面形成碳酸[19]，從而降低了pH值。

2.5 包裝方式對醬牛肉色差的影響

表2 醬牛肉貯藏過程中色差值的變化Table2 Changes in color difference of Chinese spiced beef packaged n different environments during storage

L*代表明度或者亮度，其值越大肉色越白；a*代表紅度，其值越大說明樣品具有更鮮艷的紅色；b*代表黃度，b*值越大，肉色發黃。如表2所示，真空包裝和氣調包裝醬牛肉的L*值在貯藏期間變化呈現緩慢上升狀態，與袁先群等[2]報道中L*的變化規律一致，可能主要與肌肉內部水分滲出積于肉塊表面，對光的反射能力增強所致。真空包裝醬牛肉的紅度（a*值）變化比較明顯，而氣調包裝醬牛肉的紅度變化比較平緩，在貯藏18 d時，氣調包裝醬牛肉的a*大于真空包裝。真空包裝醬牛肉的黃度（b*值）先下降后上升，氣調包裝的黃度值緩慢上升。表明氣調包裝比真空包裝的色澤更穩定，色澤保持效果更好。

2.6 不同包裝方式醬牛肉電子鼻的主成分分析

圖4 不同包裝醬牛肉電子鼻的主成分分析圖Fig.4 Principal component analysis of electronic nose data for Chinese spiced beef packaged in different environments during storage

不同包裝方式醬牛肉電子鼻的主成分分析經過SPSS分析得出第1主成分貢獻率為53.12%，前2個主成分總貢獻率達87.78%，說明第1主成分是影響醬牛肉風味的主要成分。由圖4可以看出，真空包裝（圖中用z顯示）和氣調包裝（圖中用q表示）在貯存18 d后電子鼻測的的風味差異較大。醬牛肉冷卻后分別用真空和氣調包裝，與新鮮狀態的醬牛肉相比，氣調貯藏在第3、6、9、12天時，差異變化較小，在第15、18天存在一定差異。真空包裝在第3、6天時與新鮮狀態的醬牛肉變化不明顯，但是在第9、12天時變化差異明顯，在第15、18天時出現顯著差異。兩種包裝對比來看，氣調和真空之間在第3、6天變化較小，二者在第9、12天變化增大，在第15、18天二者變化差異顯著。從主成分分析結果看出，不同樣品被明顯的分開，說明電子鼻可以將兩種樣品進行區分，電子鼻可以很靈敏的判別樣品之間的差別。

3 結 論

在氣調比例為5% O2、70% CO2、25% N2，充氣時間30 s，充氣壓強0.2 Pa時，于10 ℃放置18 d后，醬牛肉的細菌總數、TBARS值、揮發性鹽基氮含量、風味等主要表征其貨架期及風味穩定性的指標均顯著優于真空包裝對照組，按國家標準醬牛肉微生物總數限量為4.9（lg（CFU/g））進行對比，真空包裝微生物在6～9 d超過限值，而氣調則可以貯藏至12～15 d，貨架期可延長近一半。從電子鼻圖譜變異度來看，氣調15～18 d的醬牛肉風味變異度接近真空6～9 d的風味變異度，表明和真空對照相比，氣調包裝能夠顯著地延長醬牛肉的貨架期，并能夠更好地保持其風味。實驗中TBARS值、揮發性鹽基氮含量分別在貯藏的第15、18天出現顯著性差異。因此，在實際生產中，如果產品銷售較快，綜合生產成本因素，可以考慮采用真空包裝降低生產成本進行短期銷售；而如果銷售范圍廣，售賣期較長，則建議采用氣調包裝技術來延長產品的貨架期，并保持產品的風味，以減少企業產品安全風險，提高產品質量穩定性，從而提高企業的綜合經濟效益。

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Comparisons of the Effects of Modified Atmosphere Packing and Vacuum Packaging on the Preservation of Chinese Spiced Beef

HAI Dan, HUANG Xian-qing*, LIU Yan-xia, SUN Ling-xia, LI Miao-yun, GAO Xiao-ping, ZHANG Qiu-hui, ZHAO Gai-ming, TIAN Wei, ZHANG Jian-wei
(Henan Key Laboratory of Meat Processing and Quality Safety Control, College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In order to preserve the quality of Chinese spiced beef and extend its shelf life, we compared the freshnessmaintaining effects of modified atmosphere packaging (MAP, 5% O2+ 70% CO2+ 25% N2) and vacuum packing (VP) on Chinese spiced beef, based on evaluation of the total bacterial count, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), total volatile basic nitrogen (TVBN), pH, color and flavors. Results showed that when stored at 10 ℃ for 18 days, the total bacterial count of the MAP group was reduced by two orders of magnitude, TBARS by 38.7% and TVBN by 66.8% in comparison with the VP group. Principal component analysis (PCA) of electronic nose data showed that the two packaging methods could be completely discriminated from each other. It can be concluded that the MAP is more beneficial to the preservation of Chinese spiced beef, which is manifested by improving the quality and stability and extending the shelf life of the product effectively.

Chinese spiced beef; preservation; modified atmosphere packaging; vacuum packaging; electronic nose

TS251.6

A

1002-6630（2014）02-0297-04

10.7506/spkx1002-6630-201402058

2013-01-09

“十二五”農村領域國家科技計劃課題（2012BAD28B02-02）

海丹（1987—），女，碩士研究生，研究方向為肉品科學與食品微生物。E-mail：429867930@qq.com

*通信作者：黃現青（1977—），男，副教授，博士，研究方向為肉品科學與食品微生物。E-mail：hxq8210@126.com