氣調包裝對牛肉保鮮效果的影響

鄭宇軒

摘 要：冷卻牛肉的嫩化及保鮮問題在一定程度上制約了冷卻牛肉的普及和發展，氣調包裝是一種通過調節和控制食品所處環境中氣體組成的保鮮方法，并在一定時間內保持相對穩定，以抑制或延緩產品的變質過程，從而達到延長保鮮期和提高保鮮效果的目的。本實驗以牛肉為包裝對象，通過研究5 種不同透氣性包裝材料在氣調包裝（45%氧氣+30%二氧化碳+25%氮氣）氣體比例的充氣包裝方式下，每天對牛肉菌落總數、酸堿值、揮發性鹽基氮值、色澤、包裝袋內氣體含量的變化和剪切力進行測定分析。結果表明：以聚丙烯-聚乙烯-聚對苯二甲酸乙二醇酯的氣調包裝材料效果最佳。

關鍵詞：包裝材料；牛肉；保鮮；氣調包裝

中圖分類號：TS251.5 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）07-0019-04

氣調包裝是一種通過調節和控制食品所處環境中氣體組成的保鮮方法，并在一定時間內保持相對穩定，以抑制或延緩產品的變質過程，從而達到延長保鮮期和提高保鮮效果的目的[1]。食品氣調保鮮包裝與冷凍包裝食品相比較，氣調包裝產品保鮮質量高，能保持食品的原汁、原味、原色。氣調包裝技術采用不同于大氣組成的混合氣體置換包裝食品周圍的空氣[2]，并利用包裝材料的透氣性和阻氣性，使食品始終處于適宜的氣體環境中，抑制變質和腐敗的發生，達到貯藏保鮮延長貨架期，這是一項僅通過對物理因素進行調節而實現食品保鮮的新技術[3]。

保持良好肉制品顏色并且延長產品的貨架期所需的最佳混合氣體的報道是不同的，氣體比例的復雜性和包裝材料的多樣性都增加了牛肉氣調包裝的可研究性和難度。鑒于牛肉在終端銷售中更多的是以小包裝的形式存在，因此研究和解決小包裝牛肉的氣調保鮮技術就顯得重要[4]。本實驗用了5種不同材料的包裝，在（4±1）℃條件下對牛肉保鮮效果進行研究，分析菌落總數、揮發性鹽基總氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、pH值等指標，確定最有效的冷卻牛肉氣調包裝材料，為冷卻牛肉生產企業選擇合適的保鮮方式以延長冷卻牛肉在冷鏈銷售系統中的貨架期提供理論支持和技術指導[5-9]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

宰后12 h內冷卻至中心溫度1 ℃排酸后的牛臀部肉 荷美爾食品公司。

0.01 mol/L鹽酸溶液、1%硼酸吸收液、氧化鎂、氯化鈉、營養瓊脂培養基、磷酸鹽緩沖稀釋液、亞甲基藍、氫氧化鈉、甲基紅、乙醇均為化學純或分析純 默克化工技術（上海）有限公司。

1.2 包裝材料與混合氣體

15?m聚乙烯（polyethylene，PE）-7.5?m聚丙烯（polypropylene，PP）-4.8?m聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PETT）蒸煮袋、20?m鋁箔袋、1.25?m聚酰胺（polyamide，PA）-4.8?m PP-5.8?m PET復合袋、3?m氯乙烯（polyvinyl chloride polymer，PVC）-4.8?m PP復合袋、1.5?m PE-7.5?m PP復合袋，O2、CO2、N2均為食品級。

1.3 儀器與設備

DQB-360W多功能氣調包裝機 上海青葩包裝機械公司；MAP Mix 9000-3/150V 丹麥PBI Dansensor公司；冷凍高速離心機 美國Beckman公司；UV-754分光光度計 北京凱奧科技公司；FOSS Kjeltec 2300自動凱氏定氮儀 瑞士福斯公司；DS-1高速組織搗碎機

上海標本模型廠；PHS-2F pH計 上海精密科學儀器有限公司；Meter ZE-2000色差儀 日本尼康公司；TA-XT Plus質構分析儀 英國SMS公司。

1.4 方法

1.4.1 操作程序

鮮牛肉分切→不同材料氣調包裝→（4±1）℃冷藏（貯藏0、2、4、6、8、10、12、14、16 d）→指標測定

1.4.2 原料處理與實驗設計

原料新鮮牛后腿肉送到實驗室后馬上洗凈，濾干，剔除筋、膜、骨、肥肉以及其他雜質后，按照肌纖維的方向切成10 g左右的方塊。所有與肉接觸的刀具、儀器都用75%的酒精消毒。然后按表1進行不同材料氣調包裝[10]。

1.4.3 指標測定

1.4.3.1 菌落總數、pH值和TVB-N含量測定

樣品經保鮮液處理后，5種不同包裝材料進行包裝，將切好的牛后腿肉裝入不同材料的包裝袋中。用多功能氣調包裝機進行包裝。按照GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗：菌落總數測定》進行測試菌落總數；根據GB/T 9692.5—1998《肉與肉制品pH值測定》進行，測試pH值；采用GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》中半微量定氮法測定TVB-N含量。

1.4.3.2 剪切力測定[11-12]

修整去除肉塊表面的皮下脂肪和結締組織，用質構儀在肌纖維垂直方向剪切肉柱，記錄剪切力值。

1.4.3.3 紅度值（a*）和色差值（DE）的測定

切取一定量的牛肉樣品置于色差儀所配量具中，通過白板校準，直接將樣品放置于光源下，讀取色差計顯示的數值。根據CIE Lab表色系統，將顏色置于L*、a*、b*構成的三維彩色空間中，L*= 0表示黑色，L* =100表示白色；+a*方向紅度增加，-a*方向綠度增加；+b*方向黃度增加，-b*方向藍度增加。DE值為（a*?+b*?）?，類似于色彩的飽和度或者亮度。

1.4.3.4 O2、CO2氣體含量的測定

透氣性測試儀可以同時測量O2和CO2。檢測儀內置自動啟動泵，當注射器插人包裝袋時，檢測儀便開始自動抽取氣體，自動感應氣體含量變化，在檢測氣體穩定后，儀器自動顯示氣體含量。

1.5 統計分析

采用Excel 2007進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同氣調包裝對牛肉菌落總數的影響

菌落總數指在一定條件下（如需氧情況、營養條件、pH值、培養溫度和時間等）每克（每毫升）檢樣所生長出來的細菌菌落總數[13]。一般來說菌落總數越多，說明食品的衛生質量越差，遭受病原菌污染的可能性越大。而菌落總數僅少量存在時，病原菌污染的可能性就會降低或者幾乎不存在[14]。

由圖1可知，牛肉在貯藏10 d內，其菌落總數均未超標，說明氣調包裝確實具有明顯的抑菌效果，但在貯藏12 d時D組和E組菌落總數均大于106 CFU/g屬于變質肉。A組、B組和C組在貯藏14 d時菌落總數大于106 CFU/g，但A組總體效果優于B組，雖然不同處理組的抑菌效果不同，隨著貯存時間的延長，不同材料的包裝的菌落總數呈顯著上升趨勢。包裝材料為 PE-PP-PET的A組抑菌效果優于其他組[15]。

2.2 不同氣調包裝對牛肉pH值的影響

牛肉保藏期間，pH值受到肉質本身因素及微生物的影響而有所變化[16]，可以間接考察牛肉品質變化情況。對樣品pH值的測定結果如圖2所示。

肉類在低pH值的情況下能較好的保持新鮮感，在pH 5.8～6.2之間，屬于一級鮮度，但單純的依據其pH值變化不能確定各種氣調包裝對牛肉保鮮效果的優劣。由圖2可知，在貯藏16 d內，A、B、C、D、E組的pH值都能保持在6.2以下但各組之間仍有差別，A組的優勢明顯高于其他組，貯藏16 d的pH值均小于其他組[17]。

2.3 不同氣調包裝對牛肉TVB-N含量的影響

揮發性鹽基氮是指動物性食品由于酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質分解而產生氨以及胺類等堿性含氮物質。此類物質具有揮發性，在堿性溶液中蒸出后，用標準溶液滴定計算含量[18]。

由圖3可知，在采用不同材料的氣調包裝中，牛肉在貯藏12 d之內TVB-N含量都能保持在標準20 mg/100 g以內，有較好的新鮮度。然而在貯藏12 d之后，不同材料氣調包裝的牛肉，其TVB-N含量有了較大的差異。B、D、E組在貯藏14 d時已經超過了標準，已經腐敗變質。C組在貯藏16 d時也超過了標準，達到20.66 mg/100 g，其品質不能接受。A組包裝材料在貯藏16 d內的TVB-N含量均小于20 mg/100 g，保持了較好的新鮮度，符合國家標準[19]。

2.4 不同氣調包裝對牛肉剪切力的影響

肉制品的嫩度一直是消費者和生產者選擇、加工制品時的一個重要品質指標，二者呈正相關。嫩度越好，出品率也就越高。因此剪切力是評價肉類新鮮程度的重要指標[20]。

由圖4可知，隨著貯藏時間的增長，牛肉的剪切力不斷的增加。D、E兩組的剪切力明顯大于其他幾組，說明D、E包裝材料的牛肉保鮮程度不佳，A、C兩組的剪切力優于其他，相比較起來，A組肉的嫩度是最佳。

2.5 不同氣調包裝對牛肉色澤的變化

牛肉a*值和DE值能客觀反映牛肉顏色的變化和整體品質，因此本實驗選擇了這兩個指標作為牛肉色澤的考察對象，結果如圖5、6所示。

顏色是肉的重要食用品質之一，與肌紅蛋白含量、肌纖維類型和狀態及水分分布有很大關系。在牛肉氣調包裝后，由圖5可知，在貯藏4～6 d時，D組的紅度值增加尤為明顯。這可能和在高氧濃度下，牛肉肌紅蛋白和氧氣發生反應生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白有關。A組的紅度值變化不是很明顯，并且在整個保藏期間，都一直處于穩定的狀態，說明A組的密封性比較好。對比圖6可發現，DE值和紅度值有較一致的結果，即：在貯藏4～6 d時，牛肉整體顏色發亮、發紅，有較好的肉色，在此后的一段時間，牛肉同樣能保持較穩定的色澤，特別是A、C組，顏色基本趨于穩定，接近初始鮮肉的顏色，保存效果較為理想[21]。

2.6 不同氣調包裝對包裝袋內O2、CO2氣體含量的影響

材料透氣性出現差異與材料的高分子聚集狀態（結晶性）、聚合物結構及采用添加劑的種類等因素有關。O2在冷卻肉氣調包裝中的作用是維持肉的鮮紅色澤（使肌紅蛋白處于氧和狀態），并抑制厭氧菌的生長。CO2具有水溶性，能抑制細菌、真菌的生長及酶的活性。由圖7、8可知，B組氣體減少量最少，其次是A組，透氣性最好的是E組。說明A、B組較不透氣，阻隔性較好，其他材料的阻隔性低，其中E組的阻隔性最差。

3 結 論

3.1 PE-PP-PET包裝材料的對牛肉的保鮮效果要顯著優于其他包裝材料。

3.2 不同氣調包裝牛肉貯藏10 d內5組的菌落總數均未超標。其中A組在第10 天的菌落總數最小。

3.3 不同氣調包裝牛肉在（4±1）℃條件下，貯藏12 d TVB-N含量都能保持在20 mg/100 g以下，有較好的新鮮度。A、C組能保持貯藏14 d TVB-N含量不高于20 mg/100 g。B、D組和E組包裝的牛肉，貯藏到14 d TVB-N含量都超過20 mg/100 g，已經變質。

3.4 不同氣調包裝牛肉貯藏16 d內5 組的pH值都能保持在6.2以下。其中E組的pH值較其他4組偏高。

綜合考慮，A組PE-PP-PET包裝材料在保持較低揮發性鹽基氮含量和pH值的情況下，菌落總數在貯藏14 d依然能保持較低水平，其保鮮效果在5 組里為最佳。

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