冰溫貯藏結合不同包裝方式對羊肉品質的影響

杜曼婷,李培迪,,李　欣,李　錚,陳　麗,田建文,張德權,*

(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.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

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冰溫貯藏結合不同包裝方式對羊肉品質的影響

杜曼婷1,李培迪1,2,李欣1,李錚1,陳麗1,田建文2,張德權1,*

(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.寧夏大學農學院,寧夏銀川 750021)

通過與傳統冷藏比較,研究冰溫貯藏結合不同包裝方式(托盤、真空、氣調)對羊肉貨架期和品質的影響,確定適合于冰溫貯藏的方式。結果表明:與冷藏相比,冰溫貯藏可以顯著延長羊肉貨架期(p<0.05);冰溫可以維持羊肉較好的感官品質和較低的菌落總數,冰溫結合氣調包裝組在宰后19 d的菌落總數為5.67 lg CFU/g,仍在安全范圍;冰溫貯藏顯著降低羊肉的加壓失水率(p<0.05),其中冰溫結合真空包裝使羊肉維持一個穩定的保水力;包裝方式及貯藏溫度(冰溫、冷藏)對硬度都沒有產生顯著性影響(p>0.05);冰溫環境下,真空包裝和氣調包裝都可以使羊肉維持較好的彈性;冰溫結合氣調包裝可以較長時間維持羊肉的鮮紅色。冰溫結合真空包裝或氣調包裝有利于維持貯藏過程中羊肉的品質。

冰溫,羊肉品質,托盤包裝,真空包裝,氣調包裝

近年來冷卻羊肉的消費量逐年增加,傳統冷卻羊肉的貨架期短,冰溫技術為羊肉保鮮提供了新的技術手段。冰溫是指冰點以上至0 ℃的溫度區域,是機體凍結前的最低溫度帶,在該溫度區域下機體的生理活性降到最低程度,且能維持正常的新陳代謝[1]。研究發現,冰溫貯藏可改善肌肉的成熟進程。而在冷卻羊肉的生產流通中,為了保證產品的質量,合理的包裝也是非常必要的[2]。因此,研究以冰溫環境為基礎的不同包裝下的貯藏方式,能夠為羊肉保鮮提供新的技術手段。

Guo[3]等通過對比冰溫、冷藏和室溫貯藏對蔬菜貨架期的影響,表明冰溫貯藏可保持最優的生理狀態及商業品質,有效延長食品的貨架期。Duun[4]研究冰溫貯藏過程中烤肉品質變化,結果表明冰溫貯藏可以有效延長烤肉貨架期及肉品質。Liu[5]等對鯉魚在冰溫貯藏過程中生理生化變化的研究,表明冰溫可顯著抑制微生物增長、脂肪氧化及蛋白降解。此外,Duun[6]等研究冰溫貯藏對魚肉品質影響的結果表明:冰溫貯藏結合真空包裝的魚肉的貨架期是冷藏的兩倍。托盤包裝是超市冷柜中最常用的肉品包裝方式,真空包裝可有效延長肉品貨架期,氣調包裝有利于肉品保持良好的色澤。冰溫結合不同包裝方式對肉的貯藏過程中品質的影響尚待明確。

本研究以羊肉為實驗材料,研究冰溫貯藏結合不同包裝方式對羊肉貨架期及品質的影響,確定適用于冰溫貯藏的包裝方式,為實現羊肉冰溫保鮮提供理論與技術支持。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

羊8只,按照清真屠宰方式屠宰;平板計數瓊脂(PCA)購自北京陸橋技術有限公司;磷酸二氫鉀、氯化鈉國產分析純。

ML204/02 電子天平上海梅特勒-托利多有限公司;JN-400i無菌均質器寧波江南儀器廠;DK-S28電熱恒溫水浴鍋上海精宏實驗設備有限公司;LS-B100L立式壓力蒸汽滅菌器江陰濱江醫療設備有限公司;MJ-II霉菌培養箱上海一恒科技有限公司;SW-CJ-2FD潔凈工作臺蘇凈安泰技術有限公司;Testo 205便攜式pH計德國德圖公司;YYW-2鋼環式膨脹壓縮儀南京土壤儀器廠;TA-TX2i質構儀英國Stable Micro Systems;CR-400便攜式色差計日本柯尼卡。

1.2實驗方法

1.2.1樣品制備羊在宰后30 min內迅速取下兩側背最長肌,使用保鮮膜包裹后放在冰盒中運回實驗室。使用手術刀剔除背最長肌表面脂肪和筋膜,將每只羊兩側背最長肌分成大小相近的6份,用濾紙吸干肉塊表面水分,分配到3個處理組(每個處理組2份)中進行包裝和貯藏(表1)。每隔3 d進行指標測定,直至各處理組肉樣腐敗變質。

表1　實驗分組設計Table 1　Experimental design

1.2.2不同貯藏條件樣品菌落總數的測定從包裝盒中取出羊肉,在超凈工作臺中使用無菌手術刀在肉塊前中后三個部位分別切取5 g肉樣放入無菌袋中,菌落總數測定參照GB 4789.2-2010進行[7],結果以lg CFU/g計。評價標準參照肉質量衛生指標菌落總數一般建議標準,即新鮮肉為4 lg CFU/g以下,次鮮肉為4～6 lg CFU/g,變質肉界限為6 lg CFU/g。

1.2.3不同貯藏條件樣品pH的測定使用便攜式pH計測定,探頭插入深度為2 cm,連續測定3次,結果取平均值。

1.2.4不同貯藏條件樣品加壓失水率的測定參考Farouk[8]的方法,將羊肉切成0.5 cm左右的薄片,用雙層紗布將肉樣包裹,上下再各墊18層濾紙,然后置于鋼環式膨脹壓縮儀平臺上,加壓至35 kg并保持5 min。加壓前后分別稱質量,記錄加壓前質量m1,加壓后質量m2,加壓失水率的計算公式為:

加壓失水率(%)=(m1-m2)/m1×100

1.2.5不同貯藏條件樣品質構特性的測定參考Han-Jun[9]的方法,打開包裝,取出羊肉并放入蒸煮袋中,放入80 ℃恒溫水浴鍋中加熱,用溫度監測記錄儀測定肉樣中心溫度,待其溫度達到70 ℃時,取出肉樣流水冷卻至常溫。將肉樣修整成1 cm×1 cm×1 cm的肉塊,在質構儀上垂直肌纖維方向進行測定。根據預實驗設置測定參數如下:探頭:SMS P/75;測試模式與選擇:TPA;測前速度:2.00 mm/s;測中速度:2.00 mm/s;測后速度:2.00 mm/s;兩次下壓間隔:5.00 s。質構測試通過模擬人的牙齒咀嚼運動,對樣品進行兩次壓縮,分析力-時間曲線而得到質構參數。

1.2.6不同貯藏條件樣品肉色的測定參考Jakobsen[10]的方法測定。打開包裝取出樣品后立即使用便攜式色差計測量樣品表面十字方向的5個點,避開筋膜與裂縫,結果取平均值。

1.3數據處理與統計分析

實驗結果用SPSS(IBM公司,19.0)進行差異顯著性分析,采用鄧肯法進行多重比較,顯著水平為p<0.05。結果表示為平均值±標準差的形式,用GraphPad Prism軟件(GraphPad Software,v5.01)作圖。

2　結果與分析

2.1不同貯藏條件下羊肉菌落總數變化

貯藏過程中各處理組菌落總數都隨著時間的延長呈上升趨勢(圖1)。三種包裝方式下冰溫貯藏組的菌落總數都顯著低于相應的冷藏組(p<0.05)。各組初始菌落總數為3.6 lg CFU/g,未超過國家標準的一級指標值4 lg CFU/g。國家標準的腐敗肉菌落總數界限為6 lg CFU/g[11],冷藏+托盤組、冷藏+真空組、冷藏+氣調組、冰溫+托盤組、冰溫+真空組、冰溫+氣調組分別從宰后第7、13、13、16、22、22 d起菌落總數超過6 lg CFU/g。冰溫貯藏與冷藏相比,在三種包裝方式下羊肉貨架期都延長了9 d。溫度對細菌生長繁殖有很大的影響,當溫度低于微生物生長繁殖的最適溫度時,會延長細菌生長繁殖的遲滯期[12]。本研究結果表明,冰溫可以有效抑制微生物的生長繁殖,并且冰溫結合氣調包裝或真空包裝更有利于延長羊肉的貨架期。

圖1　不同貯藏條件下羊肉菌落總數的變化Fig.1　Change of CFU of mutton during storage

2.2不同貯藏條件下羊肉pH變化

在羊肉貯藏期間,pH是反映肉品成熟度和新鮮度的重要指標。不同包裝方式的羊肉在貯藏過程中pH均呈現先降低后逐漸升高的變化趨勢(圖2)。這是因為羊屠宰后,胴體主要由無氧糖酵解供能,在此過程中產生大量的乳酸和丙酮酸[13],導致肌肉pH迅速下降,此外,ATP會分解為ADP和磷酸,也會導致pH的降低。達到極限pH后,隨著肌糖原的消耗,生成了游離的糊精、甘露糖、葡萄糖等帶有堿性基團的物質,使pH有所升高[14]。隨著貯藏過程中內源酶和外源微生物的作用,肌肉蛋白被分解釋放出堿性基團,導致pH持續上升[15]。冰溫+托盤組在宰后4 d達到極限pH5.48后pH快速上升,冰溫+氣調組在達到極限pH后pH變化緩慢,宰后19 d其pH為5.43,這說明氣調包裝可以抑制宰后肌肉的生理變化,主要是因為本研究中氣調包裝的氣體為20% CO2及80% O2,20% CO2有很好的抑菌效果。此外,低溫可以加強CO2的抑菌效果,進一步抑制了微生物對肉品的污染,延緩了pH的變化。因此冰溫結合氣調包裝有利于維持羊肉品質。

圖2　不同貯藏條件下羊肉pH的變化Fig.2　Change of pH value of mutton during storage

2.3不同貯藏條件下羊肉加壓失水率變化

肌肉的保水性是指肉在加工過程中受外力作用(加壓、加熱、凍結等)時保持其水分的能力[16]。羊肉的保水性與失水率呈負相關,即失水率越高,羊肉的保水性就越差[17]。冷藏和冰溫環境下不同包裝方式羊肉加壓失水率都隨著貯藏時間的延長呈現上升的趨勢(圖3)。三種包裝方式下,隨著貯藏時間的延長,冷藏組的加壓失水率均高于冰溫組,即冰溫條件下羊肉的保水力更好。這可能是因為肌肉的保水力與細胞骨架蛋白的變性和降解程度有關,細胞骨架蛋白被降解的程度越大,組織結構越松散,肌肉的失水率也就越高[18]。孫天利[19]等使用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察了冷藏及冰溫狀態下牛肉的微觀組織結構,發現宰后24 h冷藏組的肌纖維發生了嚴重的降解,而冰溫組肌纖維結構很完整,說明與冷藏相比,冰溫可以延緩細胞骨架蛋白的降解,維持肌纖維的完整性,使肉品具有較高的保水力。

圖3　不同貯藏條件下羊肉加壓失水率的變化Fig.3　Changes of pressurized water loss rate of mutton during storage

在冷藏條件下,真空包裝組的加壓失水率最高達到42.02%,高于托盤組與氣調組,這與Cayuela[20]等人的研究結果一致。但是在冰溫條件下,托盤組最大加壓失水率為36.06%,真空組與氣調組分別為29.15%、29.74%,均顯著低于托盤組(p<0.05)。此外,冰溫+真空組在貯藏過程中加壓失水率較為穩定,說明冰溫結合真空包裝使羊肉具有穩定的保水力。

2.4不同貯藏條件下羊肉質構特性變化

2.4.1硬度硬度指第一次壓縮樣品時所用的最大壓力,反映的是樣品在受力時對變形抵抗力的大小。冷藏和冰溫環境下不同包裝方式羊肉的硬度隨著貯藏時間的增加不斷減小,這與孫天利[16]的研究結果一致。Mohammad[21]研究指出肉的硬度與含水率呈正相關,硬度隨著含水率的減小而減小,在貯藏過程中,各實驗組含水率逐漸降低,硬度也呈下降趨勢。此外,肌肉組織在微生物和酶的作用下,膠原蛋白等影響質地結構的蛋白被水解,因而硬度隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。在本研究中,包裝方式及貯藏溫度(冰溫、冷藏)對硬度都沒有產生顯著影響(p>0.05)。

圖4　不同包裝方式羊肉在貯藏過程中硬度的變化Fig.4　Changes of hardness of mutton with different package during storage

2.4.2彈性彈性指第二次穿刺的測量高度與第一次測量高度的比,反映的是樣品經過壓縮后再恢復的程度[22]。在貯藏期間,隨著時間的增加,6個實驗組的彈性均在逐漸減小。在三種包裝方式下,冷藏組的彈性均顯著低于冰溫組。羊肉的彈性與其含水量密切相關,羊肉在貯藏過程中,隨著蛋白質降解的進行,羊肉組織結構遭到破壞,失水量逐漸增大,導致羊肉的彈性越來越小。與冷藏相比,冰溫貯藏更有利于使羊肉維持較高的彈性,且冰溫+真空組、冰溫+氣調組在貯藏過程中彈性差異不顯著(p>0.05),即在冰溫環境下,真空包裝和氣調包裝都可以使羊肉維持較好的彈性。

2.5不同貯藏條件下羊肉色澤變化

圖5　不同包裝方式羊肉在貯藏過程中彈性的變化Fig.5　Changes of springiness of mutton with different package during storage

肉色雖然不會影響肉的營養價值和風味,但會影響消費者購買欲望,肉色是許多國家肉制品質量分級標準中重要的評價指標。宰后各處理組L*值整體呈現上升趨勢(表2),這與Karabagias[23]的研究結果一致。L*值越大,表明肉的亮度就越高,L*值越小,表明肉色越暗。L*值與肉樣表面自由水的多少有關系,肉表面滲水會使肉樣對光的反射能力增強,即L*值增大[24]。在貯藏過程中,宰后13 d冰溫+托盤組L*值顯著低于冷藏+托盤組(p<0.05),宰后4、10、13 d冰溫+真空組L*顯著低于冷藏+真空組(p<0.05),宰后1～16 d冰溫+氣調組L*值顯著低于冷藏+氣調組(p<0.05)。這與加壓失水率的變化相對應,說明冰溫貯藏可以減緩羊肉亮度的變化,可以維持羊肉色澤的穩定。此外,在冰溫條件下,貯藏過程中L*值為托盤>真空>氣調,表明冰溫結合氣調包裝有利于維持羊肉的亮度穩定。

表2　不同貯藏條件下羊肉L*值的變化Table 2　Changes of L* value of mutton during storage

注:-表示已結束實驗,不再測量指標;同一行不同字母表示各實驗組的結果之間差異顯著(p<0.05)。表3同。

表3　不同貯藏條件下羊肉a*值的變化Table 3　Changes of a* value of mutton during storage

Smith[25]報道指出20% CO2已經可以有效抑制微生物的生長,Martincz[26]研究表明新鮮肉腸能在80% O2中維持鮮紅色8 d,故氣調包裝的氣體比例設為80% O2+20% CO2。貯藏過程中a*值整體呈現出先增高后降低的趨勢(表3)。氧氣與肌紅蛋白結合生成氧合肌紅蛋白,氧氣向肌肉里滲透的深度、范圍及氧合肌紅蛋白的生成量受氧分壓、溫度和pH等的影響[27]。在貯藏初期,氧氣充足,肌紅蛋白與氧氣結合生成氧合肌紅蛋白,使肉樣呈現鮮紅色,a*值升高;隨著貯藏時間的延長,羊肉pH升高,不利于氧合肌紅蛋白的形成,肉色變得暗淡。此外,細菌的大量繁殖又促進了高鐵肌紅蛋白的形成,使肉色變暗,a*值下降[28]。宰后4 d內冷藏+氣調組a*值顯著高于冰溫+氣調組(p<0.05),這可能是因為冰溫降低了氧氣和肌紅蛋白的結合速率,從而延緩了氧合肌紅蛋白的生成,使得冰溫+氣調組的a*值顯著低于冷藏+氣調組。此外,在冰溫條件下,氣調包裝組的

a*值高于托盤包裝和真空包裝,說明冰溫結合氣調包裝可以長時間維持羊肉穩定的鮮紅色。

3　結論

本文研究冰溫貯藏結合不同包裝方式(托盤、真空、氣調)對羊肉貨架期和品質的影響,確定適合于冰溫貯藏的包裝方式。相對于傳統的冷藏保鮮,冰溫可以延長羊肉貨架期,結合真空包裝使羊肉具有更加穩定的保水力,結合氣調包裝可以較長時間維持羊肉穩定的鮮紅色。冰溫結合真空包裝或氣調包裝都可以使羊肉具有較好的品質。

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Effects of controlled freezing point combined with package on mutton quality during storage

DU Man-ting1,LI Pei-di1,2,LI Xin1,LI Zheng1,CHEN Li1,TIAN Jian-wen2,ZHANG De-quan1,*

(1.Institute of Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Agro-Products Processing,Ministry of Agriculture,Beijing 100193,China;2.Agricultural College of Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

The effects of controlled freezing point(CFP)combined with different package modes,pallet package,vacuum package,and modified atmosphere package(MAP),respectively,on the shelf-life and quality of mutton were explored compared with traditional refrigeration. Results showed that CFP storage could significantly prolong the shelf-life of mutton(p<0.05). The CFP storage could maintain the favorable sensory quality and lower total bacterial count. The total bacterial count of CFP combined with MAP group was 5.67 lg CFU/g at 19 d postmortem,which was still safety for customers. The CFP significantly reduced the pressurized water loss rate of mutton(p<0.05),and the value of controlled freezing point combined with vacuum package showed stability,so the combination could help mutton maintain stable water holding capacity. Package and storage temperature(CFP and refrigeration)had no significant influence on hardness(p>0.05),and the vacuum package and MAP could help mutton maintain favorable springiness under CFP storage. CFP combined with MAP made the mutton keep bright red color of for a long time. CFP combined with vacuum package or MAP proved to be conducive to maintaining the quality of mutton during storage.

controlled freezing point;quality of mutton;pallet package;vacuum package;MAP

2015-11-24

杜曼婷(1991-)，女，博士研究生，研究方向：畜產品加工，E-mail:mantingdu@163.com。

張德權(1972-)，男，博士，研究員，研究方向：畜產品加工，E-mail:dqzhang0118@126.com。

國家農業科技創新工程；公益性行業(農業)科研專項(201303083)。

TS251.1

A

1002-0306(2016)14-0324-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.056