不同塑料包装材料对气调包装牛肉品质的影响

褚益可，雷桥，欧杰

（上海海洋大学食品学院，上海 201306）

在发达国家，包装与冷藏结合，基本上形成了完整的冷藏链，鲜肉保鲜在一定程度上得到了解决。但是，这种完整的冷藏链需要大量资金投入，显然不适合发展中国家的经济状况。因此，寻找适合我国现阶段经济发展水平的包装技术方法，对提高我国肉类生产企业的经济效益具有重要意义。MAP（Modified Atmosphere Packaging）是生鲜牛肉较为理想的包装方式[1]。由于塑料复合材料本身具有透气性，在贮藏运输中这种透气性会调节包装袋内的气体比例，影响牛肉品质。加之塑料复合材料不同，透气性也各异，对包装材料的透气性研究显得相当重要[2]。本文采用前期试验得到最佳初始气体比例（45%O2∶30%CO2∶25%N2），使用不同透气性的塑料复合包装材料进行气调包装，在4±1℃贮藏过程中，定期对牛肉包装内的气体浓度、牛肉菌落总数、TVB-N值、脂肪氧化值（TBARS）、高铁肌红蛋白含量（metMb%）、嫩度、弹性等指标进行检测分析，以探讨不同包装材料对牛肉保鲜效果的影响，为其在生产中的运用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料原料肉:宰后12 h内冷却至中心温度1℃排酸后的牛臀部肉；包装材料:15μm PE/7.5μm PP/4.8μm PET蒸煮袋、20μm铝箔袋、1.25μm PA/4.8μm PP/5.8μm PET复合袋、3 μm PVC/4.8μm PP复合袋、1.5μm PE/7.5μm PP复合袋；包装气体:O2、CO2和N2（均为食品级）；试剂:轻质氧化镁、氯化钠、硼酸、醋酸、甲基红、溴甲酚绿、乙醇、营养琼脂、TCA、BHT、TBA、磷酸盐缓冲稀释液等，均为国产化学纯或分析纯。

1.1.2 试验仪器DQB-360W多功能气调包装机（上海青葩包装机械公司）；MAP Mix 9000-3/150V（丹麦PBI Dansensor公司）；冷冻高速离心机BECKMAN Allegrat（美国Beckman公司）；UV-754分光光度计（北京凯奥科技）；Meter ZE-2000色差仪（日本尼康公司）；FOSS Kjeltec 2300自动凯氏定氮仪（瑞士福斯公司）；TA-XT Plus Texture Analyser质构仪（英国SMS公司）；HPX-9052MBE数显电热培养箱（上海博讯医疗公司）；DS-1高速组织捣碎机（上海标本模型厂制造）；PHS-2F pH计（上海精密科学仪器）；SIEMENS冰箱；Precisa AG8953电子分析天平（瑞士PRECISA公司）；101-1型电热鼓风恒温干燥箱（上海康路仪器公司）；Checkmate 9900 O2/CO2（丹麦PBI Dansensor公司）；BTY-B1透气性测试仪（济南兰光）。

1.2 试验方法

1.2.1 包装方法采用5种不同的包装材料以45%O2∶30%CO2∶25%N2气体比例进行充气包装，并在4±1℃条件下贮藏。具体试验设计方案（表1）。

表1 包装方法

1.2.2 肉样的处理将所用的刀具和案板经75%的酒精棉球擦拭并用紫外照射15 min。在无菌操作条件下，去掉筋膜及多余的脂肪，每包单重为100 g左右的肉块，随后进行不同材料的气调包装（具体见表1），贮藏于（4±1）℃冰箱中，每2 d测定各项指标。

1.2.3 测定指标及方法每隔1 d取肉样测定以下指标，重复3次，取平均值。

（1）不同塑料包装材料透气率的测定。采用BTY-B1透气性测试仪，利用压差法测定O2与CO2对不同塑料薄膜的渗透性能。

（2）包装袋内气体浓度的测定。每次在开袋前，采用Checkmate 9900 O2/CO2气体分析仪，记录包装袋内O2与CO2体积，观察不同包装的气体变化。

（3）菌落总数。菌落总数参照文献[3]测定，结果以菌落对数值LgCFU/g表示，评价标准对照肉品质量卫生指标菌落总数一般建议标准:新鲜肉为104个/g以下，次鲜肉为104～106个/g，变质肉为106个/g以上执行。

（4）挥发性盐基氮（TVB-N）。采用自动凯氏定氮仪，应用半微量凯氏定氮原理测定挥发性盐基氮含量[4-5]，称取5～10 g的捣碎样品至FOSS消化管中，加入0.5～1.0 g的轻质氧化镁，上机测定。重复3次，取平均值。参考GB 2710-1996:一级鲜度≤15 mg/（100g），二级鲜度≤20 mg/（100g），变质肉＞20 mg/（100g）。

（5）牛肉嫩度。利用质构仪的剪切刀型探头A/CKB，一次剪切牛肉样品的几何中心，通过对剪切力值的测定（剪切力越小嫩度越高），分析不同处理条件下牛肉的嫩度。样品在室温下测定，取3块肉样，每个样品进行5次平行试验，取其平均值。试验条件为:测试前探头下降速度为2 mm/s，测试速度为1 mm/s，测试后探头回程速度为5 mm/s，样品规格为20 mm×20 mm×20 mm。

（6）弹性。利用质构仪的TPA探头P/25两次下压测定牛肉的质地特性，其中质地参数弹性即为试验指标:弹性越小，肉品质越高[6]。样品在室温下测定，取2 cm厚度及形状相同的3块肉样，每个样品进行5次平行试验，并使用其平均值。试验条件为:下压样品变形量75%，测试前探头下降速度为2 mm/s，测试速度为1 mm/s，测试后探头回程速度为5 mm/s，触发力为3 g。

（7）高铁肌红蛋白百分含量。参照Krzywicki（1982）方法[7]。取5g搅碎的肉样置于50ml已加有25 mL冰冷的磷酸缓冲液（pH 6.8，40 mmol/L）的聚乙烯离心管中，进行14000 r/min均质10 S（4℃）后，高速离心15 min（10000 r/min，4℃），过滤取上清，用分光光度计测量700、572、525 nm的吸光值。吸光值以磷酸缓冲液为对照。高铁肌红蛋白百分含量按下式计算:

（8）硫代巴比妥酸值（TBARS）。参照Sri R，John N S[8]的方法。取5 g搅碎的肉样置于加有20 mL 5%（W/V）TCA和4 mL 0.15%BHT混合溶液的50 mL聚乙烯离心管中，进行10000 r/min均质lmin（4℃）后，高速离心5 min（10000 r/min，4℃），将其上清液移至容量瓶中，用5%TCA定容至50 mL，混合均匀后取2 mL溶液置于7 mL聚乙烯离心管中，加入2 mL 20 mmol/L TBA试剂，于（94±1）℃加盖水浴35 min，冷却后用分光光度计测定其波长532 nm处吸光值，其中，空白对照采用2 mL蒸馏水与2 mLTBA试剂的混合液。结果以mg Malondialdehyde（MAD）/kg表示。当TBARS处于0.202～0.664时为良质肉；大于1时为次质肉[8]。

1.3 数据收集及统计分析

采用SPSS l1.0统计软件和Origin 8.0绘图软件分析各影响因素的显著性。

2 结果与分析

2.1 不同塑料包装材料的透气率（23℃）

由表2可知，O2与CO2对不同包装材料的渗透率各不相同，对每种包装材料而言，CO2对薄膜的渗透率都大于O2对薄膜的渗透率。

表2 不同包装材料的透气率

2.2 不同材料包装袋内气体浓度的变化

由图1与图2可见，5种不同材料的包装内气体浓度随着贮藏时间的延长都呈现下降趋势，这是由于气体对薄膜的渗透性能，好氧菌消耗O2与CO2不断溶解于牛肉渗出的液汁共同导致的。因为O2与CO2对不同包装材料的渗透率各不相同，所以贮藏期间每种包装内气体百分比含量变化明显不同。其中铝箔包装内的气体下降较其他包装缓慢多，原因是O2与CO2对铝箔的渗透率远小于其他4种包装材料。

图1 贮藏期间不同包装内O2浓度的变化

图2 贮藏期间不同包装内CO2浓度的变化

2.3 不同包装样品菌落总数的变化

不同包装内样品细菌总数测定结果见图3。随着贮存时间的延长，各试验组细菌总数呈显著上升趋势。其中，D、E组的细菌总数上升速率较其他试验组快（p＜0.05），贮藏至第12天时就超过106cfu/g，已经腐败；在14 d时，A组菌落总数达到6.018 l g（cfu/g），而B、C处理组菌落总数仍<1×106个/g；C组的牛肉保鲜效果更好，可能是32%～45%O2与21%～30%CO2范围内变动的C组包装能更好地控制牛肉微生物的增长。

图3 不同包装牛肉细菌总数的变化

2.4 不同包装样品挥发性盐基氮（TVB-N）的变化

从图4看出，牛肉的TVB-N值变化与细菌总数的变化趋势相似。在贮藏前4 d，各种包装材料内肉样TVB-N值差别不大（p＞0.05），均小于10 mg/100g，并且在8 d内各组都能维持在一级鲜度范围内。然而PVC/PP、PE/PP材料包装的牛肉在第6天时开始明显高于其他组（p＜0.05），原因可能是该两组包装内CO2对薄膜渗透率高，加上CO2溶解于袋内的牛肉液汁，导致CO2浓度下降快，抑菌效果差，细菌分解蛋白质作用强，TVB-N值上升快。在整个贮藏期间，C组的TVB-N值一直低于其他试验组，可能是PE/PP/PET复合袋内32%～45%O2与21%～30%CO2比较适合肉类的气调包装。

图4 不同包装牛肉挥发性盐基氮的变化

2.5 不同包装样品嫩度的变化

牛肉品质是决定消费者购买意向和市场价格的主要因素，在牛肉的生产和流通过程中及时检测和监控牛肉品质，对保障牛肉食品安全、促进牛肉的生产及合理消费，具有十分重要的作用。牛肉的品质主要由嫩度、颜色和风味所决定，其中嫩度是决定质量的主要因素。牛肉嫩度的剪切力测定法，是指按照相应测定方法测定特定尺寸大小的牛肉剪切力，以WBSF（Warner-Bratzler Stree Force）值来表示牛肉嫩度的一种客观检测方法[9]。由图5可知，随着贮藏期的延长，剪切力值越来越大，嫩度逐渐下降，其中B、C组从第2天开始嫩度下降速度明显小于其他试验组（p＜0.05）；贮藏至第16天时，各试验组中C组的样品剪切力值最小，说明嫩度要高于其他包装的牛肉。

图5 不同包装牛肉剪切力的变化

2.6 不同包装样品弹性的变化

弹性表示物体在外力作用下发生形变，撤去外力后恢复原来状态的能力。肉类含有丰富的蛋白质，蛋白质与其水化层形成网状结构，有一定抵抗外力的能力，这种抵抗力即表现为肉的弹性。随着贮藏时间的延长，弹性逐渐增大，反映出牛肉鲜度不断在下降。由图6可知，从第4天开始，C组的牛肉弹性值较其他组小（p＜0.05），说明过高或过低O2和高CO2浓度的气调包装对牛肉保鲜效果都不理想，O2浓度在32%～45%范围内与CO2浓度在21%～30%范围内保鲜效果要好于其他试验组。

图6 不同包装牛肉弹性的变化

2.7 不同包装样品metMb（%）的变化

由图7可见，随着贮藏期的延长，高铁肌红蛋白（metMb）呈上升趋势。E组高铁肌红蛋白含量上升速度较其他试验组快，PE/PP/PET复合袋与PA/PP/PET复合袋包装的肉样高铁肌红蛋白含量相对较低，且增长缓慢，A、D、E组第8天时高铁肌红蛋白含量达30%。这表明，要保持冷却肉良好的色泽，O2浓度应该保持在适当范围内，O2过高或者过低都不能很好地控制高铁肌红蛋白的升高，反映了合适的气体比例在气调保鲜中起着关键的作用。

图7 不同包装牛肉metMb（%）的变化

2.8 不同包装样品TBARS的变化

由图8可见，贮藏至第6天以后，TBARS值迅速升高，至第10天时，A、B、C试验组牛肉的TBARS值分别为0.934、0.947、0.709 mg MAD/kg，而PVC/PP、PE/PP复合袋包装下的牛肉TBARS值分别为1.031、1.130 mgMAD/kg，大于1 mg MAD/kg，已经不属于良质肉；贮藏至16 d时，C组的牛肉TBARS值最小，为1.045 mg MAD/kg，可见PE/PP/PET复合袋保鲜效果最佳。

图8 不同包装牛肉TBRAS的变化

3 结论

PVC/PP、PE/PP复合袋包装的牛肉在第12天时菌落超标，TVB-N值接近20 mg/100g；AL铝箔袋、PA/PP/PET复合袋包装的牛肉，菌落总数和TVB-N值基本上都在第14天时超标；PE/PP/PET复合袋包装的牛肉贮藏期间颜色保持较好，第16天才出现菌落超标，此时TVB-N值还没有超过20 mg/100g，此外，嫩度、弹性、TBARS都要好于其他试验组。由此可知:在MAP（45%O2∶30%CO2∶25%N2）下，透气比β为2.945的PE/PP/PET复合袋对牛肉品质保持的效果最好，其次是PA/PP/PET复合袋、铝箔袋，而PVC/PP、PE/PP复合袋不适合于牛肉气调包装。

[1]马丽珍，南庆贤，戴瑞彤.不同气调包装方式对冷却猪肉在冷藏过程中的理化及感官特性的影响[J].农业工程学报，2003，19（3）:156-160.

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[6]于慧春，李欣，张仲欣，等.采用质构仪分析氯化钙对牛肉品质的影响[J].食品研究与开发，2009，30（5）:35-37.

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