不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴中牛肉脂肪與蛋白質氧化的影響

孫金龍，黃峰，師希雄，魏起超，劉莉丹

1(中國農業科學院 農產品加工研究所，農業部農產品加工重點實驗室，北京， 100193) 2(甘肅農業大學 食品科學與工程學院，甘肅 蘭州， 730070)

中式肉類傳統菜肴種類豐富，制作工藝獨特，包括炒制類、紅燒類、燉煮類、清蒸類、油炸類、醬鹵類、燒烤類和風干類等多種類型，成為肉類消費的主流。土豆燒牛肉就是其中最為常見的一種。

傳統菜肴的工業化是農產品精深加工產業的重要方向，在國際上發達國家居民消費的食品中，工業化產品達到70%以上，而我國僅為15%～20%。隨著現代科技的迅猛發展，以中式菜肴自動化、標準化加工為標志的家庭廚房社會化將成為一種必然趨勢。邵世秋等[1]根據鯽魚的形狀特征制作了有特色的鯽魚方便食品；張曉天等[2]將雞肉腌制整形后穿串進行預油炸處理，成品經過微波復熱后即可食用。由此看出，中式傳統菜肴方便食品工業化生產已經得到部分解決方法，如建立微波、紫外等新的殺菌技術[3]，李秋庭等[4]對真空軟包裝鹽焗雞進行殺菌發現，微波殺菌對鹽焗雞品質的影響更小。

蛋白質氧化是指自由基與氨基酸殘基的結構變化產生的水解、聚合和膠聯等作用[5]。其中，蛋白質的羰基含量是衡量蛋白質氧化的重要指標；同時，在氧化過程中，巰基轉化成二硫鍵也是較為顯著的一個反應，因此也可作為蛋白質氧化的表征指標。蛋白質氧化會導致肉制品品質變化，如引起風味、顏色的變化[6-7]。郭艷婧[8]研究發現，不同包裝方式對罐罐肉在貯藏過程中的蛋白質氧化有顯著影響；扶慶權等[9]研究發現，高氧托盤包裝的牛肉在4 ℃貯藏過程中的羰基氧化熒光信號高于真空包裝。

肉制品在貯藏過程中會發生脂肪水解，磷脂的水解是脂肪水解的主要部分，且在游離脂肪酸的形成中扮演重要角色[10-11]。脂肪氧化與多種因素相關，大多數學者都以酸價(acid value,AV)、過氧化值(peroxide value,POV)和硫代巴比妥酸反應物值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)來表征脂肪氧化的程度[12-13]。李宇輝等[14]對不同溫度處理的風干牛肉在貯藏過程中的脂肪變化分析發現，處理溫度和貯藏時間對脂肪含量影響不大(P>0.05)；相同溫度處理的樣品POV、AV和TBARS值隨著貯藏時間延長而不斷增加;賈娜等[15]對真空溝幫子燒雞脂肪氧化研究發現，在室溫下貯藏，隨著貯藏時間延長，燒雞TBARS和POV呈現上升趨勢。

目前對傳統中式菜肴的研究主要集中于傳統菜肴的工藝優化[16-17]，以及原料品質的加工適應性和加工過程中品質形成機理等方面，不同包裝方式對其蛋白氧化和脂肪氧化的研究還未見報道。因此，本研究以土豆燒牛肉菜肴中的牛肉為研究對象，利用真空包裝、免拆膜包裝和托盤包裝的方式，測定土豆燒牛肉在貯藏過程中牛肉的脂肪和蛋白質氧化的各項指標來分析牛肉的品質變化，從而為中式肉類菜肴的工業化加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：牛腩,大廠回族自治縣富誠肉類有限公司。西門塔爾雜交牛宰殺并經排酸處理后，冷凍運輸至實驗室，切分后用保鮮膜包裝，在-18 ℃下保存備用。調味料,北京華聯超市；PET/AL/PE包裝袋、PP免拆膜包裝盒、PP托盤包裝盒、PVC保鮮膜，亞速旺包材公司。

Na2HPO4、NaH2PO4、KI、疊氮鈉、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、尿酸、三氯乙酸、HCl溶液、MgCl2，以上試劑均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；羰基快速檢測試劑盒，索萊寶生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

SpectraMax 340PC 384酶標儀,美國MBD公司；3K15R高速冷凍離心機,上海力申科學儀器公司；BS2SS型電子分析天平,北京賽多利斯計量儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

以土豆燒牛肉中牛肉為試驗材料，分別采用真空包裝、免拆膜包裝、托盤包裝，在4 ℃下分別貯藏0、1、4、7、11、15和21 d取樣，并對土豆燒牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化、脂肪氧化的相關指標進行測定。

1.3.2 試驗方法

1.3.2.1 肌漿蛋白和肌原纖維蛋白的提取

參照江玉霞等[18]方法稍作改動：稱取10 g牛肉樣品，加入150 mL 0.03 mol/L的磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)，均質后4 ℃放置30 min，離心(10 000×g)20 min，重復1次并合并上清液，透析過夜即為肌漿蛋白。將上述沉淀加入75 mL 0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液(含有0.7 mol/L KI和0.2 g/L疊氮鈉，pH 7.0)混合均勻，4 ℃下磁力攪拌30 min，同溫度下離心(10 000×g)20 min取上清液，重復操作1次，合并上清液，透析過夜即為肌原纖維蛋白。

1.3.2.2 羰基值測定

采用羰基快速檢測試劑盒測定。

1.3.2.3 巰基含量測定

參考歐仕益等[19]的方法，稍作改動。配制Tris-甘氨酸緩沖液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA定容至1 L的容量瓶，pH 8.0。Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸緩沖液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA、480 g尿酸配制1 L，pH 8.0。Ellman試劑：0.2 g DTNB溶于50 mL Tris-甘氨酸緩沖液中。120 g/L TCA：120 g三氯乙酸定容至1 L。

1.3.2.4 游離巰基的測定

取0.5 mL蛋白溶液與2.5 mL Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸緩沖液混合后渦旋振蕩，再加入0.02 mL Ellman 試劑，25 ℃保溫30 min，10 000×g離心15 min，412 nm測其吸光值，根據公式(1)計算(—SH)含量：

(1)

式中：D，稀釋系數(溶液總體積/樣品體積)；ρ，蛋白質質量濃度，mg/mL；73.53=1/13 600[由摩爾消光系數13 600 L/(mol·cm)計算而得]。

1.3.2.5 揮發性鹽基氮(TVB-N)測定

參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》的方法測定。

1.3.2.6 酸價測定

樣品處理參照鞠波等[20]的方法。取10 g肉樣，絞碎后置于250 mL的具塞碘量瓶中并加入80 mL 30～60 ℃的石油醚，放置過夜過濾，取濾液在60 ℃水浴中揮發石油醚凝結得到的油脂，按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》中油脂的酸價測定方法測定。

1.3.2.7 過氧化值測定

樣品處理方法同1.3.2.6，按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛生標準的分析方法》中油脂的過氧化值測定方法測定。

1.3.2.8 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)測定

參照試劑盒方法進行樣品處理后，用酶標儀分別測定523和600 nm波長處吸光值并按公式(2)計算TBA值:

(2)

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 20.0 (SPSS Inc.,USA)數據處理系統進行分析，用Origin 8.0作圖，用Duncan’s法進行顯著性分析和標準偏差(±SE)計算。

2 結果與分析

2.1 貯藏過程中牛肉的羰基含量變化

前期試驗表明，托盤包裝在貯藏21 d時，試驗樣品已經變質，因此，對這一時間點的托盤包裝不做分析。由圖1可知，貯藏過程中3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的羰基含量呈上升趨勢，且在貯藏4 d內，3種包裝方式的肌漿蛋白的羰基含量差異不顯著(P>0.05)，貯藏7、11 d時，免拆膜包裝與真空包裝和托盤包裝牛肉的肌漿蛋白羰基含量差異均不顯著(P>0.05)，但真空包裝牛肉的羰基含量顯著低于托盤包裝牛肉(P<0.05)；貯藏至21 d時，免拆膜包裝牛肉的羰基含量顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖1 貯藏過程中不同包裝方式的肌漿蛋白羰基含量變化Fig.1 Changes in protein carbonyl content of sarcoplasmic proteins in different packagings during storage 注：小寫字母不同表示同一貯藏時間不同包裝方式具有 差異顯著性(P<0.05)(下同)

由圖2可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌原纖維蛋白羰基含量呈上升趨勢。分別在貯藏11、15 d時，托盤包裝牛肉的羰基含量顯著高于免拆膜包裝和真空包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，免拆膜包裝牛肉的羰基含量顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖2 貯藏過程中不同包裝方式的肌原纖維蛋白羰基 含量變化Fig.2 Changes in carbonyl content of myofibrillar proteins in different packagings during storage

2.2 貯藏過程中牛肉的巰基含量變化

由圖3可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌漿蛋白巰基含量整體呈下降趨勢。在貯藏4和7 d時，真空包裝和免拆膜包裝牛肉的巰基含量差異不顯著(P>0.05)，但真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于托盤包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于免拆膜包裝和托盤包裝，同時，免拆膜包裝牛肉的巰基含量顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖3 貯藏過程中不同包裝方式的肌漿蛋白巰基 含量變化Fig.3 Changes in sarcoplasmic peptone content in different packaging during storage

由圖4可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌原纖維蛋白巰基含量逐漸降低。貯藏4 d內，3種包裝方式牛肉的巰基含量差異不顯著(P>0.05)，在貯藏7 d時，真空包裝牛肉的巰基含量與免拆膜包裝無顯著性差異(P>0.05)，但顯著高于托盤包裝牛肉(P<0.05)；貯藏11 d后，真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于免拆膜包裝和托盤包裝，同時，免拆膜包裝也顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖4 貯藏過程中不同包裝方式的肌原纖維蛋白巰基 含量變化Fig.4 Changes in myofibrillar protein thiol content in different packagings during storage

2.3 貯藏過程中牛肉的揮發性鹽基氮變化

由圖5可知，隨著貯藏時間延長，不同包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的TVB-N值呈上升趨勢。貯藏4 d內，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉TVB-N值差異不顯著(P>0.05)，貯藏7 d時，免拆膜包裝和托盤包裝牛肉的TVB-N值顯著高于真空包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，托盤包裝的TVB-N值顯著高于免拆膜包裝和真空包裝(P<0.05)，同時，免拆膜包裝顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖5 貯藏過程中不同包裝方式的TVB-N的變化Fig.5 Changes of TVB-N in different packagings during storage 注：不同大寫字母表示同一包裝方式下不同貯藏時間的差異顯著性 (P<0.05),小寫字母不同表示同一貯藏時間不同包裝 的差異顯著性(P<0.05)(下同)

2.4 貯藏過程中牛肉的酸價變化

由圖6可知，貯藏過程中3種包裝方式的酸價隨著貯藏時間延長逐漸升高。貯藏7 d內，3種包裝方式的牛肉的酸價差異不顯著(P>0.05)，貯藏7 d后，3種包裝方式牛肉的酸價變化顯著升高(P<0.05)；在11 d內3種包裝方式牛肉的酸價差異不顯著(P>0.05)；貯藏11 d后，托盤包裝顯著高于免拆膜包裝和真空包裝，而免拆膜包裝也顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖6 貯藏過程中不同包裝方式的酸價的變化Fig.6 Changes in acid value in different packagings during storage

2.5 貯藏過程中牛肉的過氧化值變化

由圖7可知，貯藏過程中不同包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的過氧化值隨著貯藏時間延長逐漸升高。其中，免拆膜包裝貯藏7 d內過氧化值顯著增加(P<0.05)，7～15 d變化不顯著(P>0.05)；托盤包裝牛肉在貯藏過程中過氧化值顯著增加(P<0.05)；在貯藏1 d時免拆膜包裝和托盤包裝過氧化值差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于真空包裝(P<0.05)；貯藏4 d后，托盤包裝顯著高于免拆膜包裝和真空包裝，同時，免拆膜包裝顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖7 貯藏過程中不同包裝方式的過氧化值的變化Fig.7 Changes in peroxide value in different packagings during storage

2.6 貯藏過程中牛肉的TBA變化

由圖8可知，貯藏過程中不同包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的TBA值呈上升趨勢。貯藏4 d內，免拆膜包裝和真空包裝牛肉的TBA值差異不顯著(P>0.05)；在貯藏11 d時，托盤包裝牛肉的TBA值顯著高于真空包裝(P<0.05)，但與免拆膜包裝無顯著性差異(P>0.05)，貯藏15 d時，托盤包裝牛肉的TBA值顯著高于免拆膜包裝，而免拆膜包裝與真空包裝無顯著性差異(P>0.05)；在貯藏21 d時，免拆膜包裝牛肉的TBA值顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖8 貯藏過程中不同包裝方式的TBA的變化Fig.8 Changes in TBA under different packagings during storage

3 討論

3.1 不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中牛肉蛋白質氧化變化的影響

羰基值是很多蛋白氧化指標中關鍵的一個。在肉及肉制品貯藏過程中脂肪氧化過程產生的自由基能夠攻擊蛋白質，使其糖基化加劇，羰基值升高[21]，蛋白質的氧化和脂肪的氧化存在著某種相關關系[22-23]。燉煮結束后，羰基值升高，這是由于高溫處理使蛋白質的氧化加劇[24]，貯藏過程中羰基值均呈上升趨勢，主要是由于貯藏過程中蛋白質與O2接觸促使蛋白加快氧化。本實驗研究發現，真空包裝阻隔性較好,羰基值增加緩慢，其次是免拆膜包裝，最后是托盤包裝，主要原因是免拆膜包裝中留有大量頂空，其中含有空氣；托盤包裝密封不嚴會有空氣進入導致蛋白質氧化,造成羰基值增加。肌原纖維蛋白的羰基值高于肌漿蛋白的羰基值，這一研究與郭艷婧等的報道一致[8,25-26]。

蛋白質巰基含量的減少是蛋白質氧化的顯著指標之一，高溫處理使得大量巰基被氧化為二硫鍵，使蛋白質的巰基含量大大減少。本試驗研究發現，土豆燒牛肉菜肴在貯藏過程中由于真空包裝高阻隔性的特點，使其巰基含量下降相對較慢，其次是免拆膜包裝，雖然頂隙有一定空氣，但其密封性相比托盤包裝緊密，巰基含量高于托盤包裝。肌漿蛋白巰基含量高于肌原纖維蛋白巰基含量，在貯藏過程中的變化相似且比較復雜，這與郭艷婧[8]的研究一致，也與馬文慧等[27]研究的烏鱧魚片在-18 ℃貯藏過程中，巰基含量降低的結果相似。

揮發性鹽基氮是動物性食品在腐敗過程中由于酶和微生物的作用，蛋白質分解產生的堿性揮發性含氮物質的總量。本研究發現，TVB-N值在土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中整體呈上升趨勢，這與廖定榮等[28]的研究一致，也與周樂丹等[29]研究的粵式鹽焗雞在4 ℃貯藏過程中，揮發性鹽基氮值顯著上升的結果一致。其中，托盤包裝的TVB-N在貯藏15 d時超過了20 mg/100 g，已經成為不合格肉。真空包裝和免拆膜包裝并沒有達到此值。這與李爽等[30]研究的托盤包裝比真空包裝在冷鮮羊肉的TVB-N含量高的結果相似。

綜上所述，不同包裝方式對蛋白質的氧化作用各不相同，但在貯藏過程中真空包裝的氧化作用要弱于免拆膜包裝和托盤包裝。

3.2 不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中牛肉脂肪氧化變化的影響

本研究發現，貯藏過程中真空包裝的酸價變化最小，其次是免拆膜包裝，最后是托盤包裝，這與包裝方式的阻隔性有必然聯系。而且，在貯藏過程中3種包裝方式的酸價均遠小于國標規定的4 mg KOH/kg，但總體呈上升趨勢，這與王凱利等[31]研究的不同包裝方式的食品過氧化值和酸價均升高的結果一致。

脂質氧化是一個非常復雜的過程，一般通過測定氧化初級產物分解的次級產物的變化或者測定氧化過程中脂質氧化底物來反映蛋白質氧化進程[32]。研究發現，POV在整個貯藏過程中呈上升趨勢，且真空包裝的POV低于免拆膜包裝和托盤包裝，這可能是由于光照影響氫過氧化物的生成導致POV增加。

在貯藏過程中，TBA值呈上升趨勢，且真空包裝的TBA值上升最緩慢，這說明光照能夠促進脂肪氧化，這與低透光的包裝材料能夠有效地抑制脂肪氧化變質[33-34]的研究結果一致。除此之外，王強[35]研究發現，光照條件與TBARS變化呈正相關。貯藏過程中3種包裝方式的TBA值均小于1.2 mg丙二醛/kg。

4 結論

真空包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化程度最低，其次是免拆膜包裝，托盤包裝氧化程度最高；真空包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的脂肪氧化程度最低，其次是免拆膜包裝，托盤包裝氧化程度最高。由此可知，真空包裝是適合土豆燒牛肉菜肴的包裝方式。