“氣調+冷藏”對四川鹵牛肉質量特性的影響研究

周星辰，王衛*，白婷，張佳敏，劉達玉，王柯，昝博文

(1.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106；2.成都大學 食品與生物工程學院，成都 610106；3.四川張飛牛肉有限公司，四川 南充 637000)

鹵牛肉是我國傳統醬鹵肉制品的典型代表，以其良好的色澤和風味為特色[1]，而四川鹵牛肉又以濃郁的五香風味深受廣大消費者喜愛。鹵牛肉富含營養物質，水分活度高[2]，為微生物的生長提供了絕佳環境，產品在儲藏和運輸過程中也容易受到各種微生物的污染，導致產品質量下降甚至變質腐敗[3]。

研究和應用表明，氣調包裝和冷鏈貯藏的結合，是醬鹵肉制品等高水分食品的防腐保質較佳方法，已廣泛應用于該類產品貨架期的延長和安全性的保障[4]。有關該技術應用于醬鹵肉制品已有眾多研究，如魏起超等[5]采用高阻隔包裝鹵牛肉，與普通包裝比較，鹵牛肉的色澤保持更優，保質期更長；馬騁[6]實驗采用60% O2+40% CO2的氣調包裝，與其他高氧氣含量的氣調包裝比較，對牦牛肉的保鮮效果更好，肉色穩定性更佳；李大宇[7]實驗發現75% CO2+25% N2氣調包裝與其他方法比較，對醬牛肉的保鮮效果更佳，貨架期更長。研究還顯示，氧氣、二氧化碳的氣體濃度可能會影響食品的品質，采用100% N2對鹵牛肉進行氣調包裝，主要是利用N2取代O2，抑制食品中微生物的呼吸, 減緩食品的氧化變質及其腐敗速度[8]，達到有效抑制微生物的生長和酶促反應，較好地保持食品的品質、色澤、風味及營養，延長貨架期的目的。李鵬等[9]發現醬鹵制品在冷藏條件下在短時間內貯藏品質優于凍藏產品，更接近新鮮樣品；竇海鳳[10]探討了不同冷藏方式對醬鹵制品中微生物的抑制。但目前氣調包裝，尤其是純N2和冷藏結合應用于四川鹵牛肉等醬鹵產品的研究缺乏。

本研究將氣調包裝和冷藏技術結合，采用100% N2和0～4 ℃冷藏結合貯藏鹵牛肉，評估鹵牛肉在貯藏過程中TBARS值、色度、菌落總數和揮發性風味物質的變化，分析產品最佳貯藏期和貯藏條件下對風味的影響，探究工業化鹵牛肉較佳的貯藏保鮮方法。

1 材料與方法

1.1 鹵牛肉的加工

1.1.1 原輔料

牛肉：由四川張飛牛肉有限公司提供；鹵料：由肉類加工四川省重點實驗室提供。

1.1.2 工藝流程

將原料牛肉整理干凈，去除筋膜，分割成塊狀，用滾揉機滾揉后適時腌制，入鹵煮鍋用鹵水鹵制，成品冷卻后100% N2氣調包裝，在0～4 ℃環境中冷藏。

1.2 儀器設備

1.2.1 加工設備

夾層鍋、真空滾揉機：杭州艾博機械工程有限公司；氣調包裝機：溫州市大江機械設備有限公司；其余設備：由肉類加工四川省重點實驗室提供。

1.2.2 分析儀器

BCD-452型冷藏冰箱 青島海爾集團；5977A-7890B型氣相色譜-質譜聯用儀(含PAL3自動進樣器) 美國安捷倫公司；LRH系列生化培養箱 上海一恒科技公司；CR-400型色彩色差計 日本柯尼卡美能達公司；UV-1100型分光光度計 美譜達公司。

1.3 實驗設計

對氣調包裝的鹵牛肉在0～4 ℃環境中貯藏，在貯藏的第0，1，3，5，7，10，15，21，27天取樣，進行各項指標測定。

1.4 指標測定

1.4.1 TBA值

按照GB 5009.181-2016進行測定。

1.4.2 色度

使用色彩色差計測試樣品的L*值(亮度)、a*值(紅度)、b*值(黃度)。

1.4.3 菌落總數

細菌總數按照GB 4789.2-2016進行測定，樣品在第0，1，3，5，7，10，15，21，27天測定其菌落總數，結果以lg CFU/g (CFU, Colony-Forming Unit)表示。

1.4.4 揮發性風味成分

取3 g粉粹后的樣品于15 mL頂空瓶中密封，設置CTC自動進樣器對樣品的前處理條件如下：加熱箱溫度75 ℃，加熱時間45 min，樣品抽取時間20 min，解吸時間5 min。

GC條件：HP-5MS UI色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；壓力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；載氣為He氣，不分流進樣；進樣口溫度 250 ℃；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持1 min，以3 ℃/min升至85 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min升至105 ℃，保持2 min，再以12 ℃/min升至165 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃。

MS條件：電子電離源(EI)；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃；檢測器電壓350 V；質量掃描范圍(m/z)：40～500。

定性：對化合物進行分析時，將得到的數據在儀器的NIST 14.L譜庫中進行檢索和匹配，選擇匹配度高于80%的物質。

定量：對總離子流色譜圖用峰面積歸一化定量，得出各組分的相對含量。

1.5 數據分析

采用Excel進行數據統計，采用IBM SPSS Statistics 22.0軟件中的Duncan程序分析數據間的顯著性差異(p<0.05)和主成分分析，采用Origin 2017進行作圖。

2 結果與分析

2.1 鹵牛肉TBA值的變化

產品貯藏期間的TBA值變化情況見圖1。

圖1 鹵牛肉的TBA值變化Fig.1 Changes of TBA values of stewed beef during storage

TBA值的大小反映鹵牛肉中脂類物質的氧化水解程度，TBA值越高說明鹵牛肉的脂類物質氧化程度越嚴重[11]。由圖1可知，在貯藏的0～7 d鹵牛肉的TBA值升高速度較慢，參考魏起超等研究的普通包裝條件下鹵牛肉的TBA變化情況，說明前7 d“氣調+冷藏”的貯藏條件能有效延緩產品中脂質的氧化水解，從第7天開始TBA值升高的速度增大，說明第7天開始“氣調+冷藏”對脂類物質氧化的抑制能力下降，影響鹵牛肉的風味與受歡迎程度，在貯藏第27天時產品的TBA值達到最大值，為1.18 mg/kg，這與魏起超等研究的高阻隔包裝醬牛肉的TBA值變化趨勢相似。

2.2 鹵牛肉色度的變化

四川鹵牛肉在貯藏過程中色度的變化見表1。

表1 貯藏過程中鹵牛肉色度的變化Table 1 Changes of chroma of stewed beef during storage

由表1可知，L*值為亮度值，L*值在貯藏前15 d略有降低(p>0.05)，第21天開始顯著性升高，說明貯藏前15 d，“氣調+冷藏”的貯藏條件對鹵牛肉的亮度影響較小，Kang Sun Moon等[12]發現含氧氣調包裝的牛肉制品的亮度會在貯藏過程中顯著降低，而本實驗100% N2氣調包裝由于不含氧氣的原因使鹵牛肉在貯藏前期亮度值沒有顯著下降，說明“氣調+冷藏”可以在貯藏前15 d有效保持產品的亮度值。在第21天亮度值升高，可能是隨著貯藏時間的增加，牛肉中的水分滲出到牛肉表面，增強了對光的反射能力導致L*值升高[13]，這與魏起超等的鹵牛肉貯藏實驗結果相一致。a*值表示紅度值，在貯藏1～15 d中a*值緩慢下降但無顯著性變化，說明在前15 d，“氣調+冷藏”的貯藏條件對鹵牛肉a*值的影響較小，而在第21天，a*值顯著性下降，說明“氣調+冷藏”的貯藏條件從第21天開始對鹵牛肉的紅度有顯著性影響，產品的a*值在貯藏過程中呈下降趨勢，在貯藏過程中鹵牛肉的紅色不斷變淺，影響消費者對產品的選擇。b*值表示黃度，隨著貯藏時間的增加，在貯藏過程中呈現無規律波動變化。綜上，說明“氣調+冷藏”在前15 d的貯藏中能較好保持產品的色度值。

2.3 鹵牛肉菌落總數的變化

四川鹵牛肉在貯藏過程中菌落總數變化情況見圖2。

圖2 貯藏過程中鹵牛肉菌落總數的變化Fig.2 Changes of the total number of bacterial colonies of stewed beef during storage

由圖2可知，鹵牛肉在貯藏0～15 d內一直保持在0 lg CFU/g，表明“氣調+冷藏”的貯藏方式在貯藏15 d內對鹵牛肉有較好的抑菌效果，第21天開始鹵牛肉的菌落總數開始增長并達到(3.99±0.02) lg CFU/g，第27天的菌落總數為(4.16±0.03) lg CFU/g。GB 2726-2016《食品安全國家標準 熟肉制品》規定醬鹵肉的菌落總數應≤ 80000 CFU/g，即菌落總數≤ 4.90 lg CFU/g，所以該鹵牛肉貯藏27 d內的菌落總數均小于該值，符合熟肉制品的食品安全國家標準。

2.4 鹵牛肉揮發性風味成分的變化

2.4.1 揮發性風味物質測定分析

四川鹵牛肉風味的形成主要是蛋白質、脂肪浸出物[14]和其他物質在煮制時發生的一系列變化而形成[15]。在煮制過程中,前體物質通過脂質氧化、Maillard反應和一些物質的熱降解生成了各種呈味物質，從而賦予了肉以滋味和芳香味[16]。

利用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀(SPME-GC-MS)測定“氣調+冷藏”條件下的鹵牛肉中揮發性風味物質成分，見表2。

表2 貯藏過程中鹵牛肉揮發性風味物質中各類物質的變化Table 2 Changes of various substances in volatile flavor compounds of stewed beef during storage

續 表

由表2可知，“氣調+冷藏”下的鹵牛肉貯藏過程中共檢出24種揮發性風味物質，其中，醛類3種、酮類1種、醇類10種、酯類4種、烴類4種、其他類2種。

在貯藏的第1天，鹵牛肉的揮發性風味物質最多，有21種，揮發性風味物質含量高達94.34%，其中醛類3種(3.51%)、酮類1種(0.63%)、醇類8種(48.87%)、酯類4種(11.54%)、烴類3種(10.34%)、其他類2種(19.45%)。前15 d鹵牛肉的風味物質種類變化較小，可能是由于氣調包裝與冷藏貯藏共同作用，使鹵牛肉中微生物的生長和酶促反應受到了抑制，使風味衰減的速度降低。醇類物質的占比最大，在第1天時達到48.87%，其次是其他物質。鹵牛肉的揮發性風味物質中，芳樟醇的相對含量最高，在貯藏過程中維持在30%左右且相對含量不斷降低。

鹵牛肉中主要風味成分醇類物質在27 d的貯藏時間內相對含量總體在下降，貯藏第27天的醇類物質含量、醛類物質含量與酮類物質含量相比于初期分別下降了8.78%、0.56%與0.21%。醛類物質和醇類物質是鹵牛肉風味中重要的成分，在整個貯藏過程中醛類物質和醇類物質均有所減少，第7天開始由于主要風味物質醇類物質和醛類物質含量明顯下降，可能導致鹵牛肉的風味衰減。

2.4.2 揮發性風味物質相對氣味活度值分析

揮發性風味物質對鹵牛肉總體風味的貢獻程度主要由閾值和相對含量共同決定[17]，通過ROAV法對鹵牛肉的揮發性風味物質進行分析，確定其關鍵風味物質[18]。鹵牛肉在貯藏過程中主要揮發性物質相對氣味活度值見表3。貯藏過程中共確定7種關鍵風味物質(ROAV≥1)，在貯藏的第0，1，3，10，21，27天有4種，在貯藏第5天和第7天時有5種，貯藏第15天時最多，為6種，關鍵性風味物質主要為醇類(芳樟醇、桉葉油醇)、醛類(十六醛、壬醛)、烯類(D-檸檬烯、月桂烯)和其他類(乙基麥芽酚)。0.1≤ROAV≤1的物質對鹵牛肉的風味同樣具有重要的修飾作用[19]，主要有乙酸芳樟酯和茴香腦，陳旭等[20]發現鹵料中茴香腦是含量成分最高的成分，而茴香腦可能與鹵牛肉加工中的鹵料有關[21]。

表3 鹵牛肉在貯藏過程中主要揮發性物質相對氣味活度值Table 3 ROAV of main volatile substances of stewed beef during storage

續 表

李娟等[22]發現醬鹵牛肉主體風味物質為庚醛、壬醛、肉豆蔻醛、桉葉油醇、芳樟醇、(-)-4-萜品醇、α-松油醇、茴香腦、1-甲基萘、2-戊基呋喃，韓凱等[23]發現醬牛肉的主要風味物質為烴類、醇類和醛類物質，由于鹵牛肉加工工藝有差異，所以不同鹵牛肉產品之間主要風味物質有所差異，但都與本實驗中“氣調+冷藏”條件下鹵牛肉的關鍵風味物質基本相同。醇類物質的閾值相對于醛類更高，但是“氣調+冷藏”的鹵牛肉在貯藏過程中醇類物質對風味的貢獻度最大。芳樟醇香氣頗佳[24]，具有鈴蘭香氣，在貯藏期間的ROAV值只有貯藏第1天時為73.27，其余貯藏時間均高達100。桉葉油醇具有樟腦氣息和清涼的草藥味道，在貯藏期間的ROAV值均保持在90左右，貯藏1 d時達到100。醛類物質一般具有脂肪香味，來源于脂肪的氧化和降解[25]。鹵牛肉貯藏過程中，壬醛和十六醛均為關鍵風味物質。

2.4.3 主成分分析

利用SPSS對貯藏期間鹵牛肉的揮發性風味物質進行主成分分析，其特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率見表4。

表4 主成分分析特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率Table 4 Principal component analysis of eigenvalues, variance contribution rates and cumulative variance contribution rates

由表4可知，3個主成分的累計方差貢獻率為81.810%，符合累計方差貢獻率≥80%且每個主成分的特征值>1，選取3個主成分，第一主成分(PC1)的貢獻率為43.746%，第二個主成分(PC2)的貢獻率為25.362%，第三主成分(PC3)的貢獻率為12.701%，這3個主成分代表了貯藏期間鹵牛肉的風味物質。

產品貯藏過程中關鍵性風味物質主成分載荷圖見圖3，PC1中載荷正向最高的物質為α-蒎烯，載荷負向最高的物質為十六醛，PC2中載荷正向最高的物質為乙基麥芽酚，載荷負向最高的物質為桉葉油醇，PC3中載荷正向最高的物質為月桂烯，載荷負向最高的物質為十六醛。上述結果說明在貯藏過程中鹵牛肉揮發性風味物質中變化最明顯的物質為α-蒎烯、十六醛、乙基麥芽酚、桉葉油醇、月桂烯和十六醛。

圖3 鹵牛肉貯藏過程中關鍵性風味物質主成分載荷圖Fig.3 Principal component loading diagram of key flavor substances of stewed beef during storage

3 結論

本研究將氣調包裝和冷鏈貯藏結合用于貯藏鹵牛肉，評估鹵牛肉在貯藏過程中TBA值、色度值、菌落總數和揮發性風味物質的變化。結果顯示：在本實驗100% N2氣調包裝和0～4 ℃冷藏條件下，貯藏7 d內可以有效抑制鹵牛肉TBA值的增加速度，前15 d的貯藏中能較好保持產品的色度值，15 d內可有效抑制微生物的增長，將菌落總數控制在0數量級，而貯藏27 d的菌落總數仍符合國家標準；主要的風味物質醇類物質和醛類物質的含量在第7天開始明顯降低，可能導致了鹵牛肉的風味衰減。貯藏過程中關鍵性揮發性風味物質主要有芳樟醇、桉葉油醇、十六醛、壬醛、D-檸檬烯、月桂烯和乙基麥芽酚，在貯藏27 d內鹵牛肉揮發性風味物質中變化最明顯的物質為α-蒎烯、十六醛、乙基麥芽酚、桉葉油醇、月桂烯和十六醛。總體評估顯示：在本實驗的“氣調+冷藏”貯藏條件下，鹵牛肉產品在7 d內可較好地保持產品品質。