不同塑料包裝材料對氣調包裝牛肉品質的影響

褚益可，雷橋，歐杰

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

在發達國家，包裝與冷藏結合，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，顯然不適合發展中國家的經濟狀況。因此，尋找適合我國現階段經濟發展水平的包裝技術方法，對提高我國肉類生產企業的經濟效益具有重要意義。MAP（Modified Atmosphere Packaging）是生鮮牛肉較為理想的包裝方式[1]。由于塑料復合材料本身具有透氣性，在貯藏運輸中這種透氣性會調節包裝袋內的氣體比例，影響牛肉品質。加之塑料復合材料不同，透氣性也各異，對包裝材料的透氣性研究顯得相當重要[2]。本文采用前期試驗得到最佳初始氣體比例（45%O2∶30%CO2∶25%N2），使用不同透氣性的塑料復合包裝材料進行氣調包裝，在4±1℃貯藏過程中，定期對牛肉包裝內的氣體濃度、牛肉菌落總數、TVB-N值、脂肪氧化值（TBARS）、高鐵肌紅蛋白含量（metMb%）、嫩度、彈性等指標進行檢測分析，以探討不同包裝材料對牛肉保鮮效果的影響，為其在生產中的運用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料原料肉:宰后12 h內冷卻至中心溫度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復合袋、3 μm PVC/4.8μm PP復合袋、1.5μm PE/7.5μm PP復合袋；包裝氣體:O2、CO2和N2（均為食品級）；試劑:輕質氧化鎂、氯化鈉、硼酸、醋酸、甲基紅、溴甲酚綠、乙醇、營養瓊脂、TCA、BHT、TBA、磷酸鹽緩沖稀釋液等，均為國產化學純或分析純。

1.1.2 試驗儀器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BECKMAN Allegrat（美國Beckman公司）；UV-754分光光度計（北京凱奧科技）；Meter ZE-2000色差儀（日本尼康公司）；FOSS Kjeltec 2300自動凱氏定氮儀（瑞士福斯公司）；TA-XT Plus Texture Analyser質構儀（英國SMS公司）；HPX-9052MBE數顯電熱培養箱（上海博訊醫療公司）；DS-1高速組織搗碎機（上海標本模型廠制造）；PHS-2F pH計（上海精密科學儀器）；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透氣性測試儀（濟南蘭光）。

1.2 試驗方法

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氣體比例進行充氣包裝，并在4±1℃條件下貯藏。具體試驗設計方案（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75%的酒精棉球擦拭并用紫外照射15 min。在無菌操作條件下，去掉筋膜及多余的脂肪，每包單重為100 g左右的肉塊，隨后進行不同材料的氣調包裝（具體見表1），貯藏于（4±1）℃冰箱中，每2 d測定各項指標。

1.2.3 測定指標及方法每隔1 d取肉樣測定以下指標，重復3次，取平均值。

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

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

（3）菌落總數。菌落總數參照文獻[3]測定，結果以菌落對數值LgCFU/g表示，評價標準對照肉品質量衛生指標菌落總數一般建議標準:新鮮肉為104個/g以下，次鮮肉為104～106個/g，變質肉為106個/g以上執行。

（4）揮發性鹽基氮（TVB-N）。采用自動凱氏定氮儀，應用半微量凱氏定氮原理測定揮發性鹽基氮含量[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的輕質氧化鎂，上機測定。重復3次，取平均值。參考GB 2710-1996:一級鮮度≤15 mg/（100g），二級鮮度≤20 mg/（100g），變質肉＞20 mg/（100g）。

（5）牛肉嫩度。利用質構儀的剪切刀型探頭A/CKB，一次剪切牛肉樣品的幾何中心，通過對剪切力值的測定（剪切力越小嫩度越高），分析不同處理條件下牛肉的嫩度。樣品在室溫下測定，取3塊肉樣，每個樣品進行5次平行試驗，取其平均值。試驗條件為:測試前探頭下降速度為2 mm/s，測試速度為1 mm/s，測試后探頭回程速度為5 mm/s，樣品規格為20 mm×20 mm×20 mm。

（6）彈性。利用質構儀的TPA探頭P/25兩次下壓測定牛肉的質地特性，其中質地參數彈性即為試驗指標:彈性越小，肉品質越高[6]。樣品在室溫下測定，取2 cm厚度及形狀相同的3塊肉樣，每個樣品進行5次平行試驗，并使用其平均值。試驗條件為:下壓樣品變形量75%，測試前探頭下降速度為2 mm/s，測試速度為1 mm/s，測試后探頭回程速度為5 mm/s，觸發力為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，進行14000 r/min均質10 S（4℃）后，高速離心15 min（10000 r/min，4℃），過濾取上清，用分光光度計測量700、572、525 nm的吸光值。吸光值以磷酸緩沖液為對照。高鐵肌紅蛋白百分含量按下式計算:

（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，進行10000 r/min均質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測定其波長532 nm處吸光值，其中，空白對照采用2 mL蒸餾水與2 mLTBA試劑的混合液。結果以mg Malondialdehyde（MAD）/kg表示。當TBARS處于0.202～0.664時為良質肉；大于1時為次質肉[8]。

1.3 數據收集及統計分析

采用SPSS l1.0統計軟件和Origin 8.0繪圖軟件分析各影響因素的顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同塑料包裝材料的透氣率（23℃）

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

表2 不同包裝材料的透氣率

2.2 不同材料包裝袋內氣體濃度的變化

由圖1與圖2可見，5種不同材料的包裝內氣體濃度隨著貯藏時間的延長都呈現下降趨勢，這是由于氣體對薄膜的滲透性能，好氧菌消耗O2與CO2不斷溶解于牛肉滲出的液汁共同導致的。因為O2與CO2對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氣體百分比含量變化明顯不同。其中鋁箔包裝內的氣體下降較其他包裝緩慢多，原因是O2與CO2對鋁箔的滲透率遠小于其他4種包裝材料。

圖1 貯藏期間不同包裝內O2濃度的變化

圖2 貯藏期間不同包裝內CO2濃度的變化

2.3 不同包裝樣品菌落總數的變化

不同包裝內樣品細菌總數測定結果見圖3。隨著貯存時間的延長，各試驗組細菌總數呈顯著上升趨勢。其中，D、E組的細菌總數上升速率較其他試驗組快（p＜0.05），貯藏至第12天時就超過106cfu/g，已經腐敗；在14 d時，A組菌落總數達到6.018 l g（cfu/g），而B、C處理組菌落總數仍<1×106個/g；C組的牛肉保鮮效果更好，可能是32%～45%O2與21%～30%CO2范圍內變動的C組包裝能更好地控制牛肉微生物的增長。

圖3 不同包裝牛肉細菌總數的變化

2.4 不同包裝樣品揮發性鹽基氮（TVB-N）的變化

從圖4看出，牛肉的TVB-N值變化與細菌總數的變化趨勢相似。在貯藏前4 d，各種包裝材料內肉樣TVB-N值差別不大（p＞0.05），均小于10 mg/100g，并且在8 d內各組都能維持在一級鮮度范圍內。然而PVC/PP、PE/PP材料包裝的牛肉在第6天時開始明顯高于其他組（p＜0.05），原因可能是該兩組包裝內CO2對薄膜滲透率高，加上CO2溶解于袋內的牛肉液汁，導致CO2濃度下降快，抑菌效果差，細菌分解蛋白質作用強，TVB-N值上升快。在整個貯藏期間，C組的TVB-N值一直低于其他試驗組，可能是PE/PP/PET復合袋內32%～45%O2與21%～30%CO2比較適合肉類的氣調包裝。

圖4 不同包裝牛肉揮發性鹽基氮的變化

2.5 不同包裝樣品嫩度的變化

牛肉品質是決定消費者購買意向和市場價格的主要因素，在牛肉的生產和流通過程中及時檢測和監控牛肉品質，對保障牛肉食品安全、促進牛肉的生產及合理消費，具有十分重要的作用。牛肉的品質主要由嫩度、顏色和風味所決定，其中嫩度是決定質量的主要因素。牛肉嫩度的剪切力測定法，是指按照相應測定方法測定特定尺寸大小的牛肉剪切力，以WBSF（Warner-Bratzler Stree Force）值來表示牛肉嫩度的一種客觀檢測方法[9]。由圖5可知，隨著貯藏期的延長，剪切力值越來越大，嫩度逐漸下降，其中B、C組從第2天開始嫩度下降速度明顯小于其他試驗組（p＜0.05）；貯藏至第16天時，各試驗組中C組的樣品剪切力值最小，說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生形變，撤去外力后恢復原來狀態的能力。肉類含有豐富的蛋白質，蛋白質與其水化層形成網狀結構，有一定抵抗外力的能力，這種抵抗力即表現為肉的彈性。隨著貯藏時間的延長，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天開始，C組的牛肉彈性值較其他組小（p＜0.05），說明過高或過低O2和高CO2濃度的氣調包裝對牛肉保鮮效果都不理想，O2濃度在32%～45%范圍內與CO2濃度在21%～30%范圍內保鮮效果要好于其他試驗組。

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，隨著貯藏期的延長，高鐵肌紅蛋白（metMb）呈上升趨勢。E組高鐵肌紅蛋白含量上升速度較其他試驗組快，PE/PP/PET復合袋與PA/PP/PET復合袋包裝的肉樣高鐵肌紅蛋白含量相對較低，且增長緩慢，A、D、E組第8天時高鐵肌紅蛋白含量達30%。這表明，要保持冷卻肉良好的色澤，O2濃度應該保持在適當范圍內，O2過高或者過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保鮮中起著關鍵的作用。

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

圖8 不同包裝牛肉TBRAS的變化

3 結論

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

[1]馬麗珍，南慶賢，戴瑞彤.不同氣調包裝方式對冷卻豬肉在冷藏過程中的理化及感官特性的影響[J].農業工程學報，2003，19（3）:156-160.

[2]張鳳寬，王麗哲.不同包裝材料對羊肉貯藏期的影響[J].吉林農業大學學報，1997，19（2）:90-94.

[3]GB 4789.2-2003，食品衛生微生物學檢驗-菌落總數測定[S].

[4]Aubourg S,Sotelo C,Gallardo J.Quality assessment of sardines during storage by measurement of fluorescent compounds[J].Journal of Food Science,1997,62:295-299.

[5]姬勇.KJELTEC23OO全自動定氮儀測定羊肉中的揮發性鹽基氮[J].石河子大學學報（自然科學版）2005，23（5）:538-539.

[6]于慧春，李欣，張仲欣，等.采用質構儀分析氯化鈣對牛肉品質的影響[J].食品研究與開發，2009，30（5）:35-37.

[7]Krzywicki.The determination of haem pigment in meat[J].Meat Science,1982,（7）:29-35.

[8]Sri R，John N S,Glenn R S.Improved speed，specificity，and limit of determination of all aqueous acid extraction Thiobadturic Acid-C18 method for measuring lipid peroxidation in beef[J].J Agric Food chem,1992,（40）:2182.

[9]Millerm F,Hooverl C,Cookkd,et al.Consumer acceptability of beef steak tenderness in the home and restaurant[J].Journal of Food Science,1995,60:963-965.