不同塑料包裝材料對(duì)氣調(diào)包裝牛肉品質(zhì)的影響

褚益可，雷橋，歐杰

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

在發(fā)達(dá)國(guó)家，包裝與冷藏結(jié)合，基本上形成了完整的冷藏鏈，鮮肉保鮮在一定程度上得到了解決。但是，這種完整的冷藏鏈需要大量資金投入，顯然不適合發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)狀況。因此，尋找適合我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的包裝技術(shù)方法，對(duì)提高我國(guó)肉類生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。MAP（Modified Atmosphere Packaging）是生鮮牛肉較為理想的包裝方式[1]。由于塑料復(fù)合材料本身具有透氣性，在貯藏運(yùn)輸中這種透氣性會(huì)調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)的氣體比例，影響牛肉品質(zhì)。加之塑料復(fù)合材料不同，透氣性也各異，對(duì)包裝材料的透氣性研究顯得相當(dāng)重要[2]。本文采用前期試驗(yàn)得到最佳初始?xì)怏w比例（45%O2∶30%CO2∶25%N2），使用不同透氣性的塑料復(fù)合包裝材料進(jìn)行氣調(diào)包裝，在4±1℃貯藏過(guò)程中，定期對(duì)牛肉包裝內(nèi)的氣體濃度、牛肉菌落總數(shù)、TVB-N值、脂肪氧化值（TBARS）、高鐵肌紅蛋白含量（metMb%）、嫩度、彈性等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析，以探討不同包裝材料對(duì)牛肉保鮮效果的影響，為其在生產(chǎn)中的運(yùn)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料原料肉:宰后12 h內(nèi)冷卻至中心溫度1℃排酸后的牛臀部肉；包裝材料:15μm PE/7.5μm PP/4.8μm PET蒸煮袋、20μm鋁箔袋、1.25μm PA/4.8μm PP/5.8μm PET復(fù)合袋、3 μm PVC/4.8μm PP復(fù)合袋、1.5μm PE/7.5μm PP復(fù)合袋；包裝氣體:O2、CO2和N2（均為食品級(jí)）；試劑:輕質(zhì)氧化鎂、氯化鈉、硼酸、醋酸、甲基紅、溴甲酚綠、乙醇、營(yíng)養(yǎng)瓊脂、TCA、BHT、TBA、磷酸鹽緩沖稀釋液等，均為國(guó)產(chǎn)化學(xué)純或分析純。

1.1.2 試驗(yàn)儀器DQB-360W多功能氣調(diào)包裝機(jī)（上海青葩包裝機(jī)械公司）；MAP Mix 9000-3/150V（丹麥PBI Dansensor公司）；冷凍高速離心機(jī)BECKMAN Allegrat（美國(guó)Beckman公司）；UV-754分光光度計(jì)（北京凱奧科技）；Meter ZE-2000色差儀（日本尼康公司）；FOSS Kjeltec 2300自動(dòng)凱氏定氮儀（瑞士福斯公司）；TA-XT Plus Texture Analyser質(zhì)構(gòu)儀（英國(guó)SMS公司）；HPX-9052MBE數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱（上海博訊醫(yī)療公司）；DS-1高速組織搗碎機(jī)（上海標(biāo)本模型廠制造）；PHS-2F pH計(jì)（上海精密科學(xué)儀器）；SIEMENS冰箱；Precisa AG8953電子分析天平（瑞士PRECISA公司）；101-1型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（上海康路儀器公司）；Checkmate 9900 O2/CO2（丹麥PBI Dansensor公司）；BTY-B1透氣性測(cè)試儀（濟(jì)南蘭光）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 包裝方法采用5種不同的包裝材料以45%O2∶30%CO2∶25%N2氣體比例進(jìn)行充氣包裝，并在4±1℃條件下貯藏。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案（表1）。

表1 包裝方法

1.2.2 肉樣的處理將所用的刀具和案板經(jīng)75%的酒精棉球擦拭并用紫外照射15 min。在無(wú)菌操作條件下，去掉筋膜及多余的脂肪，每包單重為100 g左右的肉塊，隨后進(jìn)行不同材料的氣調(diào)包裝（具體見(jiàn)表1），貯藏于（4±1）℃冰箱中，每2 d測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)及方法每隔1 d取肉樣測(cè)定以下指標(biāo)，重復(fù)3次，取平均值。

（1）不同塑料包裝材料透氣率的測(cè)定。采用BTY-B1透氣性測(cè)試儀，利用壓差法測(cè)定O2與CO2對(duì)不同塑料薄膜的滲透性能。

（2）包裝袋內(nèi)氣體濃度的測(cè)定。每次在開(kāi)袋前，采用Checkmate 9900 O2/CO2氣體分析儀，記錄包裝袋內(nèi)O2與CO2體積，觀察不同包裝的氣體變化。

（3）菌落總數(shù)。菌落總數(shù)參照文獻(xiàn)[3]測(cè)定，結(jié)果以菌落對(duì)數(shù)值LgCFU/g表示，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照肉品質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)菌落總數(shù)一般建議標(biāo)準(zhǔn):新鮮肉為104個(gè)/g以下，次鮮肉為104～106個(gè)/g，變質(zhì)肉為106個(gè)/g以上執(zhí)行。

（4）揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）。采用自動(dòng)凱氏定氮儀，應(yīng)用半微量凱氏定氮原理測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮含量[4-5]，稱取5～10 g的搗碎樣品至FOSS消化管中，加入0.5～1.0 g的輕質(zhì)氧化鎂，上機(jī)測(cè)定。重復(fù)3次，取平均值。參考GB 2710-1996:一級(jí)鮮度≤15 mg/（100g），二級(jí)鮮度≤20 mg/（100g），變質(zhì)肉＞20 mg/（100g）。

（5）牛肉嫩度。利用質(zhì)構(gòu)儀的剪切刀型探頭A/CKB，一次剪切牛肉樣品的幾何中心，通過(guò)對(duì)剪切力值的測(cè)定（剪切力越小嫩度越高），分析不同處理?xiàng)l件下牛肉的嫩度。樣品在室溫下測(cè)定，取3塊肉樣，每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，取其平均值。試驗(yàn)條件為:測(cè)試前探頭下降速度為2 mm/s，測(cè)試速度為1 mm/s，測(cè)試后探頭回程速度為5 mm/s，樣品規(guī)格為20 mm×20 mm×20 mm。

（6）彈性。利用質(zhì)構(gòu)儀的TPA探頭P/25兩次下壓測(cè)定牛肉的質(zhì)地特性，其中質(zhì)地參數(shù)彈性即為試驗(yàn)指標(biāo):彈性越小，肉品質(zhì)越高[6]。樣品在室溫下測(cè)定，取2 cm厚度及形狀相同的3塊肉樣，每個(gè)樣品進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，并使用其平均值。試驗(yàn)條件為:下壓樣品變形量75%，測(cè)試前探頭下降速度為2 mm/s，測(cè)試速度為1 mm/s，測(cè)試后探頭回程速度為5 mm/s，觸發(fā)力為3 g。

（7）高鐵肌紅蛋白百分含量。參照Krzywicki（1982）方法[7]。取5g攪碎的肉樣置于50ml已加有25 mL冰冷的磷酸緩沖液（pH 6.8，40 mmol/L）的聚乙烯離心管中，進(jìn)行14000 r/min均質(zhì)10 S（4℃）后，高速離心15 min（10000 r/min，4℃），過(guò)濾取上清，用分光光度計(jì)測(cè)量700、572、525 nm的吸光值。吸光值以磷酸緩沖液為對(duì)照。高鐵肌紅蛋白百分含量按下式計(jì)算:

（8）硫代巴比妥酸值（TBARS）。參照Sri R，John N S[8]的方法。取5 g攪碎的肉樣置于加有20 mL 5%（W/V）TCA和4 mL 0.15%BHT混合溶液的50 mL聚乙烯離心管中，進(jìn)行10000 r/min均質(zhì)lmin（4℃）后，高速離心5 min（10000 r/min，4℃），將其上清液移至容量瓶中，用5%TCA定容至50 mL，混合均勻后取2 mL溶液置于7 mL聚乙烯離心管中，加入2 mL 20 mmol/L TBA試劑，于（94±1）℃加蓋水浴35 min，冷卻后用分光光度計(jì)測(cè)定其波長(zhǎng)532 nm處吸光值，其中，空白對(duì)照采用2 mL蒸餾水與2 mLTBA試劑的混合液。結(jié)果以mg Malondialdehyde（MAD）/kg表示。當(dāng)TBARS處于0.202～0.664時(shí)為良質(zhì)肉；大于1時(shí)為次質(zhì)肉[8]。

1.3 數(shù)據(jù)收集及統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS l1.0統(tǒng)計(jì)軟件和Origin 8.0繪圖軟件分析各影響因素的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同塑料包裝材料的透氣率（23℃）

由表2可知，O2與CO2對(duì)不同包裝材料的滲透率各不相同，對(duì)每種包裝材料而言，CO2對(duì)薄膜的滲透率都大于O2對(duì)薄膜的滲透率。

表2 不同包裝材料的透氣率

2.2 不同材料包裝袋內(nèi)氣體濃度的變化

由圖1與圖2可見(jiàn)，5種不同材料的包裝內(nèi)氣體濃度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這是由于氣體對(duì)薄膜的滲透性能，好氧菌消耗O2與CO2不斷溶解于牛肉滲出的液汁共同導(dǎo)致的。因?yàn)镺2與CO2對(duì)不同包裝材料的滲透率各不相同，所以貯藏期間每種包裝內(nèi)氣體百分比含量變化明顯不同。其中鋁箔包裝內(nèi)的氣體下降較其他包裝緩慢多，原因是O2與CO2對(duì)鋁箔的滲透率遠(yuǎn)小于其他4種包裝材料。

圖1 貯藏期間不同包裝內(nèi)O2濃度的變化

圖2 貯藏期間不同包裝內(nèi)CO2濃度的變化

2.3 不同包裝樣品菌落總數(shù)的變化

不同包裝內(nèi)樣品細(xì)菌總數(shù)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，各試驗(yàn)組細(xì)菌總數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)。其中，D、E組的細(xì)菌總數(shù)上升速率較其他試驗(yàn)組快（p＜0.05），貯藏至第12天時(shí)就超過(guò)106cfu/g，已經(jīng)腐敗；在14 d時(shí)，A組菌落總數(shù)達(dá)到6.018 l g（cfu/g），而B(niǎo)、C處理組菌落總數(shù)仍<1×106個(gè)/g；C組的牛肉保鮮效果更好，可能是32%～45%O2與21%～30%CO2范圍內(nèi)變動(dòng)的C組包裝能更好地控制牛肉微生物的增長(zhǎng)。

圖3 不同包裝牛肉細(xì)菌總數(shù)的變化

2.4 不同包裝樣品揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的變化

從圖4看出，牛肉的TVB-N值變化與細(xì)菌總數(shù)的變化趨勢(shì)相似。在貯藏前4 d，各種包裝材料內(nèi)肉樣TVB-N值差別不大（p＞0.05），均小于10 mg/100g，并且在8 d內(nèi)各組都能維持在一級(jí)鮮度范圍內(nèi)。然而PVC/PP、PE/PP材料包裝的牛肉在第6天時(shí)開(kāi)始明顯高于其他組（p＜0.05），原因可能是該兩組包裝內(nèi)CO2對(duì)薄膜滲透率高，加上CO2溶解于袋內(nèi)的牛肉液汁，導(dǎo)致CO2濃度下降快，抑菌效果差，細(xì)菌分解蛋白質(zhì)作用強(qiáng)，TVB-N值上升快。在整個(gè)貯藏期間，C組的TVB-N值一直低于其他試驗(yàn)組，可能是PE/PP/PET復(fù)合袋內(nèi)32%～45%O2與21%～30%CO2比較適合肉類的氣調(diào)包裝。

圖4 不同包裝牛肉揮發(fā)性鹽基氮的變化

2.5 不同包裝樣品嫩度的變化

牛肉品質(zhì)是決定消費(fèi)者購(gòu)買意向和市場(chǎng)價(jià)格的主要因素，在牛肉的生產(chǎn)和流通過(guò)程中及時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控牛肉品質(zhì)，對(duì)保障牛肉食品安全、促進(jìn)牛肉的生產(chǎn)及合理消費(fèi)，具有十分重要的作用。牛肉的品質(zhì)主要由嫩度、顏色和風(fēng)味所決定，其中嫩度是決定質(zhì)量的主要因素。牛肉嫩度的剪切力測(cè)定法，是指按照相應(yīng)測(cè)定方法測(cè)定特定尺寸大小的牛肉剪切力，以WBSF（Warner-Bratzler Stree Force）值來(lái)表示牛肉嫩度的一種客觀檢測(cè)方法[9]。由圖5可知，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，剪切力值越來(lái)越大，嫩度逐漸下降，其中B、C組從第2天開(kāi)始嫩度下降速度明顯小于其他試驗(yàn)組（p＜0.05）；貯藏至第16天時(shí)，各試驗(yàn)組中C組的樣品剪切力值最小，說(shuō)明嫩度要高于其他包裝的牛肉。

圖5 不同包裝牛肉剪切力的變化

2.6 不同包裝樣品彈性的變化

彈性表示物體在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力后恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)的能力。肉類含有豐富的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)與其水化層形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有一定抵抗外力的能力，這種抵抗力即表現(xiàn)為肉的彈性。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，彈性逐漸增大，反映出牛肉鮮度不斷在下降。由圖6可知，從第4天開(kāi)始，C組的牛肉彈性值較其他組小（p＜0.05），說(shuō)明過(guò)高或過(guò)低O2和高CO2濃度的氣調(diào)包裝對(duì)牛肉保鮮效果都不理想，O2濃度在32%～45%范圍內(nèi)與CO2濃度在21%～30%范圍內(nèi)保鮮效果要好于其他試驗(yàn)組。

圖6 不同包裝牛肉彈性的變化

2.7 不同包裝樣品metMb（%）的變化

由圖7可見(jiàn)，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，高鐵肌紅蛋白（metMb）呈上升趨勢(shì)。E組高鐵肌紅蛋白含量上升速度較其他試驗(yàn)組快，PE/PP/PET復(fù)合袋與PA/PP/PET復(fù)合袋包裝的肉樣高鐵肌紅蛋白含量相對(duì)較低，且增長(zhǎng)緩慢，A、D、E組第8天時(shí)高鐵肌紅蛋白含量達(dá)30%。這表明，要保持冷卻肉良好的色澤，O2濃度應(yīng)該保持在適當(dāng)范圍內(nèi)，O2過(guò)高或者過(guò)低都不能很好地控制高鐵肌紅蛋白的升高，反映了合適的氣體比例在氣調(diào)保鮮中起著關(guān)鍵的作用。

圖7 不同包裝牛肉metMb（%）的變化

2.8 不同包裝樣品TBARS的變化

由圖8可見(jiàn)，貯藏至第6天以后，TBARS值迅速升高，至第10天時(shí)，A、B、C試驗(yàn)組牛肉的TBARS值分別為0.934、0.947、0.709 mg MAD/kg，而PVC/PP、PE/PP復(fù)合袋包裝下的牛肉TBARS值分別為1.031、1.130 mgMAD/kg，大于1 mg MAD/kg，已經(jīng)不屬于良質(zhì)肉；貯藏至16 d時(shí)，C組的牛肉TBARS值最小，為1.045 mg MAD/kg，可見(jiàn)PE/PP/PET復(fù)合袋保鮮效果最佳。

圖8 不同包裝牛肉TBRAS的變化

3 結(jié)論

PVC/PP、PE/PP復(fù)合袋包裝的牛肉在第12天時(shí)菌落超標(biāo)，TVB-N值接近20 mg/100g；AL鋁箔袋、PA/PP/PET復(fù)合袋包裝的牛肉，菌落總數(shù)和TVB-N值基本上都在第14天時(shí)超標(biāo)；PE/PP/PET復(fù)合袋包裝的牛肉貯藏期間顏色保持較好，第16天才出現(xiàn)菌落超標(biāo)，此時(shí)TVB-N值還沒(méi)有超過(guò)20 mg/100g，此外，嫩度、彈性、TBARS都要好于其他試驗(yàn)組。由此可知:在MAP（45%O2∶30%CO2∶25%N2）下，透氣比β為2.945的PE/PP/PET復(fù)合袋對(duì)牛肉品質(zhì)保持的效果最好，其次是PA/PP/PET復(fù)合袋、鋁箔袋，而PVC/PP、PE/PP復(fù)合袋不適合于牛肉氣調(diào)包裝。

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