不同儲藏條件對牛肉品質的影響

穆 靜，孫慧琳，查恩輝，崔 琰

（錦州醫科大學食品科學與工程學院，遼寧 錦州 121000）

牛肉富含豐富的蛋白質、鐵、鋅等營養物質，具有修復機體組織、提高抗病能力等作用。我國作為牛肉和牛肉制品的第三消費大國，近年來人們對牛肉及其制品的需求量逐年增大，生產和銷售量逐漸升高，儲藏品質一直是牛肉屠宰加工企業及消費者關注的問題。

迄今為止，冷鮮肉的儲藏條件還在不斷的創新研究中。目前，在冷鮮肉零售過程中最常見的儲藏方式為冷藏，最常見的包裝方法為托盤、真空、氣調包裝[1-4]，但是保鮮效果和貨架期都有待進一步的提高。儲藏溫度和包裝方式不同，品質差異較大，因此研究如何提高牛肉的保鮮期、貨架期對提高肉制品行業的經濟價值具有十分重要的意義。目前，冷藏、凍藏、托盤、真空包裝是鮮牛肉儲藏最為廣泛的使用方法，其優點是成本低、易操作，但也存在貨架期相對較短或者品質破壞較為嚴重等問題。近年來，涂膜技術不斷發展，但大多應用于蔬菜、水果的保鮮研究，對于肉品的相關應用較少，且結合冰溫技術儲藏的研究更是鮮有報道。

本文以宰后24 h的牛背最長肌為材料，對其分別進行托盤、真空、涂膜3種方式包裝，并置于（4±1）℃冷藏和（-1.0±0.5）℃冰溫條件下儲藏，儲藏期間對樣品的各指標進行檢測，分析不同環境下牛肉的品質差異，以期為涂膜結合冰溫技術應用于牛肉儲藏保鮮，提高鮮牛肉的貨架期提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

牛肉為宰后24 h內的牛背最長肌。

氫氧化鈉、氧化鎂、甲基紅、鹽酸胍、溴甲酚綠、磷酸鈉，環球創新科技有限公司；酒石酸鉀鈉、乙酸乙酯、乙醇、硫酸銅、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，上海弘順生物科技有限公司；魔芋精粉、明膠，新鑫生物科技有限公司；氯化鈉、磷酸氫二鈉、5,5’-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）（DTNB）、十二烷基硫酸鈉（SDS），珠海麗珠試劑股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備

BCD-258WLDPN冰箱，漢莎科學儀器有限公司；JJ5000A電子天平，華瑞科學儀器有限公司；JIDI-16D高速離心機，廣州吉迪儀器有限公司；pH S-25臺式酸度計，上?？茣钥茖W儀器有限公司；DZQ-360真空包裝機，廣州市大祥電子機械設備有限公司；半微量定氮蒸餾裝置，四川蜀牛玻璃儀器；TM4000電鏡掃描儀，上海西努光學科技有限公司；HA120-50-01二氧化碳超臨界萃取裝置，南通華安超臨界萃取有限公司；FCH202-N加熱型磁力攪拌器，廣州市深華生物技術有限公司；LGJ-10真空冷凍干燥機，廣州市星爍儀器有限公司；6800 GC-MS氣相色譜質譜聯用儀，江蘇天瑞儀器股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備

將牛肉樣品去除筋膜后切成10 g左右肉塊，隨機分為3組，分別進行托盤、真空和涂膜包裝。將3組包裝組隨機儲藏在（4±1）℃冷藏和（-1.0±0.5）℃冰溫條件下。6組隨機樣品分別為冷藏+托盤、冷藏+涂膜、冷藏+真空、冰溫+托盤、冰溫+涂膜、冰溫+真空。在儲藏0、3、6、9、12、15 d分別取樣，進行指標測定，每個指標重復測定3次，結果取平均值。

1.2.2 涂膜制備及處理

取5 g魔芋精粉于500 mL水中，在45℃水浴中攪拌至完全溶解，加入1 g明膠，攪拌均勻，最后加入2 g NaOH混勻[5]。將混勻后的涂膜液均勻涂抹覆蓋在樣品表面，風干后進行后續儲藏。

1.2.3 測定項目與方法

承擔秦州區廢舊農膜回收利用的2家企業屬于小作坊式生產，規模小，生產經營管理不規范，加工產品為初級生產原料塑料顆粒，產品附加值較低。受資金限制，加工設備相對落后，分揀、清洗環節使用人工較多，費用較大?；厥諒U舊農膜以及生產電費成本過高，據測算每生產1 t顆粒的電費成本為800元。由于廢舊地膜含泥土量大，平均5～10 kg廢舊地膜才能加工1 kg塑料顆粒，當前1 t塑料顆粒的售價為5 000元，而生產1 t顆粒的成本高達5 500元，企業倒虧500元。

1.2.3.1 pH

將牛肉樣品切碎后稱取5.0 g置于錐形瓶中，加入45 mL蒸餾水混勻，振蕩20 min后測定pH值[6]。

1.2.3.2 揮發性鹽基氮（TVB-N）含量

測定方法參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》[7]中的方法進行操作。稱取20 g樣品絞碎攪勻后置于錐形瓶，加入100 mL水，振搖10 min使其分散均勻，靜置30 min后過濾得到濾液。利用半微量定氮蒸餾裝置進行TVB-N含量的測定。

1.2.3.3 硫代巴比妥酸值（TBARS）

參照GB 5009.181—2016[8]測定，以每kg牛肉樣品中含有的丙二醛質量（mg）表示TBARS值。

1.2.3.4 掃描電鏡微觀結構觀察

1.2.3.5 頂空固相微萃取制備樣品

稱取5.0 g肉樣置于頂空萃取瓶中，密封后置于35℃恒溫磁力攪拌器中攪拌20 min，將65 μm PDMS/DVB萃取頭置于氣相色譜進樣口，250℃老化30 min后插入頂空瓶橡膠墊內吸附40 min。待吸附結束后，將萃取頭插入進樣口，250℃解吸5 min[10]。

氣相色譜（GC）條件：DB-5 MS色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm）；流速1.0 mL/min；進樣口溫度250℃；解吸時間5 min；升溫程序為40℃保持3 min，以5℃/min升溫至120℃，維持2 min，以10℃/min升至250℃，維持10 min[9]。

質譜（MS）條件：傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；電離方式為EI；電子能量70 eV；掃描范圍（m/z）30~400[11]。

1.2.4 數據處理

采用Excel 2019軟件分析各指標的平均值和變化規律，每個樣品平行測定3次并繪制折線圖。

2 結果與分析

2.1 儲藏期間牛肉pH的變化

pH是反映牛肉新鮮度的重要指標之一，它受微生物、環境、自身品質等多種因素影響。新鮮牛肉、次級鮮肉、腐敗變質肉的pH值范圍分別為：5.8~6.2、6.3~6.6、6.7及以上[5]。

由圖1可知：在儲藏過程中，各組牛肉的pH均呈先小幅下降再上升的趨勢。各組牛肉pH變化速率不同，初始pH為5.96，儲藏第3天時，冷藏＋托盤組樣品pH下降最快，pH為5.71，而冷藏＋涂膜組樣品下降幅度最小，pH為5.95。儲藏第6天開始，冷藏＋托盤組呈快速上升趨勢，第12天時pH達到6.79，此時該組肉品已變質。儲藏第15天時，冰溫＋托盤組pH達到6.71，樣品已變質，冰溫＋涂膜組pH最低，為6.23，仍屬于新鮮牛肉，冷藏＋涂膜組pH為6.33屬于次級鮮肉。由此可知，涂膜保鮮技術能更好地控制牛肉pH值的升高，且冰溫相較于冷藏的效果更好。原因是涂膜能夠減緩牛肉表面與環境進行氣體交換，阻止了外界微生物的入侵，同時冰溫還有效地抑制了內源酶活性，減緩了堿性氨基酸的生成，有效地抑制了pH的升高。

圖1 儲藏期間牛肉pH值的變化Fig.1 Changes of pH value of beef during storage

2.2 儲藏期間牛肉TVB-N含量的變化

一級鮮肉的TVB-N含量≤15 mg/100 g，二級鮮肉的TVB-N含量≤20 mg/100 g，當TVB-N含量＞20 mg/100 g時則為變質肉[7]。

由圖2可以看出：新鮮牛肉的TVB-N含量為6.22 mg/100 g，隨著儲藏時間的延長，各組牛肉的TVB-N含量呈上升趨勢。儲藏第6天時，冰溫＋涂膜、冷藏＋涂膜、冰溫＋托盤、冷藏＋托盤、冰溫＋真空、冷藏＋真空各組樣品的TVB-N含量分別為7.59、8.05、11.72、9.15、10.87、12.11 mg/100 g，均小于15 mg/100 g，屬于一級鮮肉范疇。儲藏第15天時，冰溫＋托盤和冷藏＋真空組樣品的TVB-N含量分別為20.37 mg/100 g和20.76 mg/100 g，肉品已變質；冰溫＋真空組樣品的TVB-N含量為18.11 mg/100 g，屬于二級鮮肉；冰溫＋涂膜組、冷藏＋涂膜組樣品的TVB-N含量分別為11.59 mg/100 g和14.43 mg/100 g，屬于一級鮮肉。由此可知，相同儲藏時間內，冰溫條件以及涂膜保鮮技術對于抑制牛肉TVB-N含量增長的效果較好，且二者結合效果更佳。說明涂膜和冰溫有效地抑制了腐敗微生物的生長，減緩了蛋白質分解產生氨以及胺類等堿性含氮物質的生成速度。

圖2 儲藏期間牛肉TVB-N含量的變化Fig.2 Changes of TVB-N value of beef during storage

2.3 儲藏期間牛肉TBARS值的變化

由圖3可知：新鮮牛肉的TBARS值為0.16 mg/kg，儲藏過程中，各組牛肉的TBARS值均呈上升趨勢。冷藏＋托盤組樣品在各儲藏時間段內的TBARS值均顯著高于其余各組（P＜0.05），儲藏第12天時，冷藏＋托盤組樣品的TBARS值為0.88 mg/kg，比鮮肉增長了0.72 mg/kg，且樣品已產生明顯的酸敗味，說明冷藏＋托盤組的脂肪氧化程度最嚴重。儲藏15 d時，冰溫＋托盤、冷藏＋真空和冰溫＋真空組樣品的TBARS值分別為0.76、0.62、0.52 mg/kg，同鮮肉相比分別增長了0.60、0.46、0.36 mg/kg，3組樣品均產生不同程度的酸敗味；冰溫＋涂膜組和冷藏＋涂膜組樣品的TBARS值分別為0.35 mg/kg和0.39 mg/kg，同鮮肉相比分別增長了0.15 mg/kg和0.22 mg/kg，這兩個處理組樣品在各個時間段內增長趨勢較為平緩且增長幅度較小，說明冰溫＋涂膜、冷藏＋涂膜組較其余4組牛肉的脂肪氧化程度較低，酸敗味較小，牛肉品質較好。由此說明，同種包裝方式下，冰溫儲藏比冷藏能更好地防止脂肪氧化，相同儲藏時間內，涂膜保鮮技術結合冰溫儲藏能明顯抑制牛肉脂肪的氧化，說明涂膜保鮮能夠有效阻止環境中的氧與牛肉接觸，從而抑制牛肉在儲藏期間的氧化速度。

圖3 儲藏期間牛肉TBARS值的變化Fig.3 Changes of TBARS value of beef during storage

2.4 儲藏期間牛肉肌纖維微觀結構的變化

肌肉是由多個肌束單元聚合而形成，多個肌纖維組合又形成肌束單元，肌纖維的數量和形態大小對于牛肉的保水性及嫩度影響較大。通過掃描電鏡，觀察肌纖維和肌束膜橫截面形態結構來推斷牛肉的新鮮程度。

由圖4可以看出：儲藏8 d時，冰溫＋涂膜組、冷藏＋涂膜組牛肉的小部分肌束膜發生細微收縮，導致肌纖維束之間出現小縫隙，但整體結構排列清晰完整，且冰溫組空間結構維持情況優于冷藏組；冰溫＋托盤、冷藏＋托盤、冰溫＋真空、冷藏＋真空組牛肉的肌束膜破壞較嚴重，各肌纖維束間隙增大，完整性喪失。儲藏第15天，冰溫＋涂膜組牛肉的肌內膜結構相對完整，每個獨立肌纖維內部結構依然緊密，肌束膜收縮程度較小；冷藏＋涂膜組牛肉的部分肌纖維束結構不完整，肌內膜部分破壞，大部分肌纖維束排列緊密；冰溫＋托盤、冷藏＋托盤組的小部分肌纖維結構完整，大部分纖維束結構破壞，肌束膜斷裂、各肌束間間隙明顯增大；冰溫＋真空、冷藏＋真空組肌纖維束的肌內膜破損呈絲狀，導致其結構遭到破壞不再完整，冷藏＋真空組牛肉的肌束膜斷裂，使得各肌纖維束之間連接松散，空隙明顯增大甚至斷裂，肌肉結構組織遭到嚴重破壞。結果表明：涂膜保鮮技術能夠很好地維持單個肌纖維束的結構和肌束膜的完整性，使肌肉中各肌纖維束之間緊密連接，減少汁液的流失，提高牛肉的保水性，結合冰溫儲藏的效果更佳。

圖4 儲藏期間各組牛肉肌纖維的微觀結構Fig.4 Microstructure of muscle fibers in different beef groups during storage

2.5 儲藏期間各組牛肉的揮發性氣體成分分析

由表1~3中的GC-MS數據可以看出：新鮮牛肉共檢測出24種揮發物質，包括酮類6種、醛類4種、醇類4種、酯類2種、烴類5種、酸類1種、其他類2種，其主要揮發性成分為丙酮、2-戊酮、2,3-丁二酮、2,3-戊二酮、2-辛醇、1-辛烯-3-醇。儲藏8 d時，樣品中共檢測出43種揮發物質，分別是：酮類10種、醛類5種、醇類9種、酯類4種、烴類7種、酸類2種、其他類6種，由相對含量可以看出其主要揮發性成分為2,3-丁二酮和2,3-戊二酮。儲藏15 d時，樣品中共檢測到揮發性物質40種，分別是酮類10種、醛類4種、醇類9種、酯類2種、烴類7種、酸類2種、其他類6種，其主要揮發性成分為3-羥基-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。儲藏期間，各類揮發性物質的相對含量較鮮肉相比都有不同程度的增加，其中酮類、醛類、烴類、酯類物質的相對含量由低到高依次為：涂膜組＜真空組＜托盤組。原因是這4類物質主要是由不飽和脂肪酸水解氧化生成的，而魔芋膠涂膜保鮮具有很好的氣體阻隔性，防止牛肉與外界氣體交換，抑制了脂肪的氧化[11]；而托盤組牛肉密封性不好，牛肉表面與氧氣接觸加速了牛肉內部的干耗，且對于抑制微生物生命活動的能力較弱[12]。醇類物質的相對含量由低到高依次為：涂膜組＜真空組＜托盤組。分析原因是由于大部分直鏈醇，如辛醇、戊醇等是由不飽和脂肪酸氧化形成的，部分支鏈醇，如2-乙基-己醇則可能是由于牛肉表面微生物生命活動產生的[13]，儲藏期間涂膜組揮發性物質的中醇類含量較低，原因不僅僅是涂膜處理隔絕了氣體交換，還因為涂膜液中添加了氫氧化鈉，使復配液呈弱堿性，抑制了某些微生物的代謝活動[14]。酸類物質的相對含量由低到高依次為：涂膜組＜真空組＜托盤組。分析原因是支鏈酸是由于脂肪、蛋白質氧化降解產生的，而乙酸是由于微生物活動使牛肉腐敗產生揮發性氣體[15]。新鮮牛肉中并未檢測出乙酸，儲藏結束時，在涂膜組中未檢測出乙酸，真空組檢測出少量乙酸，而托盤組的乙酸含量最高，且同種包裝方式下，冰溫組的乙酸含量低于冷藏組。試驗結果表明涂膜對于抑制微生物活動的效果最好。

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

續表1牛肉GC-MS揮發性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

續表1牛肉GC-MS揮發性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

續表1牛肉GC-MS揮發性成分分析表Continue table 1 Analysis of volatile components of beef by GC-MS

表2 儲藏8 d各組揮發性成分類別含量表Table 2 Category and content of volatile components in different groups on 8th day of storage

表3 儲藏15 d各組揮發性成分類別含量表Table 3 Category and content of volatile components in different groups on 15th day of storage

3 結論

（1）儲藏溫度與包裝方法對儲藏過程中牛肉的品質均有不同程度影響。以pH、TVB-N含量、TBARS值為衡量指標，在儲藏結束時，各組牛肉品質優劣程度整體表現為：冰溫＋涂膜組＞冷藏＋涂膜組＞冰溫＋真空組＞冷藏＋真空組＞冰溫＋托盤組＞冷藏＋托盤組。由此得出：同種包裝條件下，冰溫儲藏條件對于牛肉品質的破壞均低于冷藏；同種儲藏溫度下，涂膜保鮮牛肉的各指標均低于真空包裝和托盤包裝。由此可見，冰溫儲藏結合涂膜保鮮能更好地維持牛肉的品質，延長貨架期。

（2）隨著儲藏時間的延長，不同儲藏條件下的牛肉肌纖維結構均被不同程度破壞。冷藏+托盤對牛肉持水力的破壞最為嚴重，冰溫＋涂膜處理對維持牛肉及纖維結構的維持效果最好。

（3）隨著儲藏時間的延長，一些揮發性物質的相對含量呈增加趨勢，整體表現為：托盤組＞真空組＞涂膜組。由此可以看出，魔芋膠涂膜結合冰溫保鮮技術能夠抑制牛肉因蛋白質、脂質氧化以及微生物的代謝活動造成的腐敗變質，從而較好地維持牛肉的新鮮風味。

綜上所述，冰溫＋涂膜處理能較好地維持牛肉的品質，延長其貨架期。