冰温贮藏结合不同包装方式对羊肉品质的影响

杜曼婷,李培迪,,李　欣,李　铮,陈　丽,田建文,张德权,*

(1.中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京 100193;2.宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)



冰温贮藏结合不同包装方式对羊肉品质的影响

杜曼婷1,李培迪1,2,李欣1,李铮1,陈丽1,田建文2,张德权1,*

(1.中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工重点实验室,北京 100193;2.宁夏大学农学院,宁夏银川 750021)

通过与传统冷藏比较,研究冰温贮藏结合不同包装方式(托盘、真空、气调)对羊肉货架期和品质的影响,确定适合于冰温贮藏的方式。结果表明:与冷藏相比,冰温贮藏可以显著延长羊肉货架期(p<0.05);冰温可以维持羊肉较好的感官品质和较低的菌落总数,冰温结合气调包装组在宰后19 d的菌落总数为5.67 lg CFU/g,仍在安全范围;冰温贮藏显著降低羊肉的加压失水率(p<0.05),其中冰温结合真空包装使羊肉维持一个稳定的保水力;包装方式及贮藏温度(冰温、冷藏)对硬度都没有产生显著性影响(p>0.05);冰温环境下,真空包装和气调包装都可以使羊肉维持较好的弹性;冰温结合气调包装可以较长时间维持羊肉的鲜红色。冰温结合真空包装或气调包装有利于维持贮藏过程中羊肉的品质。

冰温,羊肉品质,托盘包装,真空包装,气调包装

近年来冷却羊肉的消费量逐年增加,传统冷却羊肉的货架期短,冰温技术为羊肉保鲜提供了新的技术手段。冰温是指冰点以上至0 ℃的温度区域,是机体冻结前的最低温度带,在该温度区域下机体的生理活性降到最低程度,且能维持正常的新陈代谢[1]。研究发现,冰温贮藏可改善肌肉的成熟进程。而在冷却羊肉的生产流通中,为了保证产品的质量,合理的包装也是非常必要的[2]。因此,研究以冰温环境为基础的不同包装下的贮藏方式,能够为羊肉保鲜提供新的技术手段。

Guo[3]等通过对比冰温、冷藏和室温贮藏对蔬菜货架期的影响,表明冰温贮藏可保持最优的生理状态及商业品质,有效延长食品的货架期。Duun[4]研究冰温贮藏过程中烤肉品质变化,结果表明冰温贮藏可以有效延长烤肉货架期及肉品质。Liu[5]等对鲤鱼在冰温贮藏过程中生理生化变化的研究,表明冰温可显著抑制微生物增长、脂肪氧化及蛋白降解。此外,Duun[6]等研究冰温贮藏对鱼肉品质影响的结果表明:冰温贮藏结合真空包装的鱼肉的货架期是冷藏的两倍。托盘包装是超市冷柜中最常用的肉品包装方式,真空包装可有效延长肉品货架期,气调包装有利于肉品保持良好的色泽。冰温结合不同包装方式对肉的贮藏过程中品质的影响尚待明确。

本研究以羊肉为实验材料,研究冰温贮藏结合不同包装方式对羊肉货架期及品质的影响,确定适用于冰温贮藏的包装方式,为实现羊肉冰温保鲜提供理论与技术支持。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

羊8只,按照清真屠宰方式屠宰;平板计数琼脂(PCA)购自北京陆桥技术有限公司;磷酸二氢钾、氯化钠国产分析纯。

ML204/02 电子天平上海梅特勒-托利多有限公司;JN-400i无菌均质器宁波江南仪器厂;DK-S28电热恒温水浴锅上海精宏实验设备有限公司;LS-B100L立式压力蒸汽灭菌器江阴滨江医疗设备有限公司;MJ-II霉菌培养箱上海一恒科技有限公司;SW-CJ-2FD洁净工作台苏净安泰技术有限公司;Testo 205便携式pH计德国德图公司;YYW-2钢环式膨胀压缩仪南京土壤仪器厂;TA-TX2i质构仪英国Stable Micro Systems;CR-400便携式色差计日本柯尼卡。

1.2实验方法

1.2.1样品制备羊在宰后30 min内迅速取下两侧背最长肌,使用保鲜膜包裹后放在冰盒中运回实验室。使用手术刀剔除背最长肌表面脂肪和筋膜,将每只羊两侧背最长肌分成大小相近的6份,用滤纸吸干肉块表面水分,分配到3个处理组(每个处理组2份)中进行包装和贮藏(表1)。每隔3 d进行指标测定,直至各处理组肉样腐败变质。

表1　实验分组设计Table 1　Experimental design

1.2.2不同贮藏条件样品菌落总数的测定从包装盒中取出羊肉,在超净工作台中使用无菌手术刀在肉块前中后三个部位分别切取5 g肉样放入无菌袋中,菌落总数测定参照GB 4789.2-2010进行[7],结果以lg CFU/g计。评价标准参照肉质量卫生指标菌落总数一般建议标准,即新鲜肉为4 lg CFU/g以下,次鲜肉为4～6 lg CFU/g,变质肉界限为6 lg CFU/g。

1.2.3不同贮藏条件样品pH的测定使用便携式pH计测定,探头插入深度为2 cm,连续测定3次,结果取平均值。

1.2.4不同贮藏条件样品加压失水率的测定参考Farouk[8]的方法,将羊肉切成0.5 cm左右的薄片,用双层纱布将肉样包裹,上下再各垫18层滤纸,然后置于钢环式膨胀压缩仪平台上,加压至35 kg并保持5 min。加压前后分别称质量,记录加压前质量m1,加压后质量m2,加压失水率的计算公式为:

加压失水率(%)=(m1-m2)/m1×100

1.2.5不同贮藏条件样品质构特性的测定参考Han-Jun[9]的方法,打开包装,取出羊肉并放入蒸煮袋中,放入80 ℃恒温水浴锅中加热,用温度监测记录仪测定肉样中心温度,待其温度达到70 ℃时,取出肉样流水冷却至常温。将肉样修整成1 cm×1 cm×1 cm的肉块,在质构仪上垂直肌纤维方向进行测定。根据预实验设置测定参数如下:探头:SMS P/75;测试模式与选择:TPA;测前速度:2.00 mm/s;测中速度:2.00 mm/s;测后速度:2.00 mm/s;两次下压间隔:5.00 s。质构测试通过模拟人的牙齿咀嚼运动,对样品进行两次压缩,分析力-时间曲线而得到质构参数。

1.2.6不同贮藏条件样品肉色的测定参考Jakobsen[10]的方法测定。打开包装取出样品后立即使用便携式色差计测量样品表面十字方向的5个点,避开筋膜与裂缝,结果取平均值。

1.3数据处理与统计分析

实验结果用SPSS(IBM公司,19.0)进行差异显著性分析,采用邓肯法进行多重比较,显著水平为p<0.05。结果表示为平均值±标准差的形式,用GraphPad Prism软件(GraphPad Software,v5.01)作图。

2　结果与分析

2.1不同贮藏条件下羊肉菌落总数变化

贮藏过程中各处理组菌落总数都随着时间的延长呈上升趋势(图1)。三种包装方式下冰温贮藏组的菌落总数都显著低于相应的冷藏组(p<0.05)。各组初始菌落总数为3.6 lg CFU/g,未超过国家标准的一级指标值4 lg CFU/g。国家标准的腐败肉菌落总数界限为6 lg CFU/g[11],冷藏+托盘组、冷藏+真空组、冷藏+气调组、冰温+托盘组、冰温+真空组、冰温+气调组分别从宰后第7、13、13、16、22、22 d起菌落总数超过6 lg CFU/g。冰温贮藏与冷藏相比,在三种包装方式下羊肉货架期都延长了9 d。温度对细菌生长繁殖有很大的影响,当温度低于微生物生长繁殖的最适温度时,会延长细菌生长繁殖的迟滞期[12]。本研究结果表明,冰温可以有效抑制微生物的生长繁殖,并且冰温结合气调包装或真空包装更有利于延长羊肉的货架期。

图1　不同贮藏条件下羊肉菌落总数的变化Fig.1　Change of CFU of mutton during storage

2.2不同贮藏条件下羊肉pH变化

在羊肉贮藏期间,pH是反映肉品成熟度和新鲜度的重要指标。不同包装方式的羊肉在贮藏过程中pH均呈现先降低后逐渐升高的变化趋势(图2)。这是因为羊屠宰后,胴体主要由无氧糖酵解供能,在此过程中产生大量的乳酸和丙酮酸[13],导致肌肉pH迅速下降,此外,ATP会分解为ADP和磷酸,也会导致pH的降低。达到极限pH后,随着肌糖原的消耗,生成了游离的糊精、甘露糖、葡萄糖等带有碱性基团的物质,使pH有所升高[14]。随着贮藏过程中内源酶和外源微生物的作用,肌肉蛋白被分解释放出碱性基团,导致pH持续上升[15]。冰温+托盘组在宰后4 d达到极限pH5.48后pH快速上升,冰温+气调组在达到极限pH后pH变化缓慢,宰后19 d其pH为5.43,这说明气调包装可以抑制宰后肌肉的生理变化,主要是因为本研究中气调包装的气体为20% CO2及80% O2,20% CO2有很好的抑菌效果。此外,低温可以加强CO2的抑菌效果,进一步抑制了微生物对肉品的污染,延缓了pH的变化。因此冰温结合气调包装有利于维持羊肉品质。

图2　不同贮藏条件下羊肉pH的变化Fig.2　Change of pH value of mutton during storage

2.3不同贮藏条件下羊肉加压失水率变化

肌肉的保水性是指肉在加工过程中受外力作用(加压、加热、冻结等)时保持其水分的能力[16]。羊肉的保水性与失水率呈负相关,即失水率越高,羊肉的保水性就越差[17]。冷藏和冰温环境下不同包装方式羊肉加压失水率都随着贮藏时间的延长呈现上升的趋势(图3)。三种包装方式下,随着贮藏时间的延长,冷藏组的加压失水率均高于冰温组,即冰温条件下羊肉的保水力更好。这可能是因为肌肉的保水力与细胞骨架蛋白的变性和降解程度有关,细胞骨架蛋白被降解的程度越大,组织结构越松散,肌肉的失水率也就越高[18]。孙天利[19]等使用激光扫描共聚焦显微镜观察了冷藏及冰温状态下牛肉的微观组织结构,发现宰后24 h冷藏组的肌纤维发生了严重的降解,而冰温组肌纤维结构很完整,说明与冷藏相比,冰温可以延缓细胞骨架蛋白的降解,维持肌纤维的完整性,使肉品具有较高的保水力。

图3　不同贮藏条件下羊肉加压失水率的变化Fig.3　Changes of pressurized water loss rate of mutton during storage

在冷藏条件下,真空包装组的加压失水率最高达到42.02%,高于托盘组与气调组,这与Cayuela[20]等人的研究结果一致。但是在冰温条件下,托盘组最大加压失水率为36.06%,真空组与气调组分别为29.15%、29.74%,均显著低于托盘组(p<0.05)。此外,冰温+真空组在贮藏过程中加压失水率较为稳定,说明冰温结合真空包装使羊肉具有稳定的保水力。

2.4不同贮藏条件下羊肉质构特性变化

2.4.1硬度硬度指第一次压缩样品时所用的最大压力,反映的是样品在受力时对变形抵抗力的大小。冷藏和冰温环境下不同包装方式羊肉的硬度随着贮藏时间的增加不断减小,这与孙天利[16]的研究结果一致。Mohammad[21]研究指出肉的硬度与含水率呈正相关,硬度随着含水率的减小而减小,在贮藏过程中,各实验组含水率逐渐降低,硬度也呈下降趋势。此外,肌肉组织在微生物和酶的作用下,胶原蛋白等影响质地结构的蛋白被水解,因而硬度随着贮藏时间的延长而逐渐降低。在本研究中,包装方式及贮藏温度(冰温、冷藏)对硬度都没有产生显著影响(p>0.05)。

图4　不同包装方式羊肉在贮藏过程中硬度的变化Fig.4　Changes of hardness of mutton with different package during storage

2.4.2弹性弹性指第二次穿刺的测量高度与第一次测量高度的比,反映的是样品经过压缩后再恢复的程度[22]。在贮藏期间,随着时间的增加,6个实验组的弹性均在逐渐减小。在三种包装方式下,冷藏组的弹性均显著低于冰温组。羊肉的弹性与其含水量密切相关,羊肉在贮藏过程中,随着蛋白质降解的进行,羊肉组织结构遭到破坏,失水量逐渐增大,导致羊肉的弹性越来越小。与冷藏相比,冰温贮藏更有利于使羊肉维持较高的弹性,且冰温+真空组、冰温+气调组在贮藏过程中弹性差异不显著(p>0.05),即在冰温环境下,真空包装和气调包装都可以使羊肉维持较好的弹性。

2.5不同贮藏条件下羊肉色泽变化

图5　不同包装方式羊肉在贮藏过程中弹性的变化Fig.5　Changes of springiness of mutton with different package during storage

肉色虽然不会影响肉的营养价值和风味,但会影响消费者购买欲望,肉色是许多国家肉制品质量分级标准中重要的评价指标。宰后各处理组L*值整体呈现上升趋势(表2),这与Karabagias[23]的研究结果一致。L*值越大,表明肉的亮度就越高,L*值越小,表明肉色越暗。L*值与肉样表面自由水的多少有关系,肉表面渗水会使肉样对光的反射能力增强,即L*值增大[24]。在贮藏过程中,宰后13 d冰温+托盘组L*值显著低于冷藏+托盘组(p<0.05),宰后4、10、13 d冰温+真空组L*显著低于冷藏+真空组(p<0.05),宰后1～16 d冰温+气调组L*值显著低于冷藏+气调组(p<0.05)。这与加压失水率的变化相对应,说明冰温贮藏可以减缓羊肉亮度的变化,可以维持羊肉色泽的稳定。此外,在冰温条件下,贮藏过程中L*值为托盘>真空>气调,表明冰温结合气调包装有利于维持羊肉的亮度稳定。

表2　不同贮藏条件下羊肉L*值的变化Table 2　Changes of L* value of mutton during storage

注:-表示已结束实验,不再测量指标;同一行不同字母表示各实验组的结果之间差异显著(p<0.05)。表3同。

表3　不同贮藏条件下羊肉a*值的变化Table 3　Changes of a* value of mutton during storage

Smith[25]报道指出20% CO2已经可以有效抑制微生物的生长,Martincz[26]研究表明新鲜肉肠能在80% O2中维持鲜红色8 d,故气调包装的气体比例设为80% O2+20% CO2。贮藏过程中a*值整体呈现出先增高后降低的趋势(表3)。氧气与肌红蛋白结合生成氧合肌红蛋白,氧气向肌肉里渗透的深度、范围及氧合肌红蛋白的生成量受氧分压、温度和pH等的影响[27]。在贮藏初期,氧气充足,肌红蛋白与氧气结合生成氧合肌红蛋白,使肉样呈现鲜红色,a*值升高;随着贮藏时间的延长,羊肉pH升高,不利于氧合肌红蛋白的形成,肉色变得暗淡。此外,细菌的大量繁殖又促进了高铁肌红蛋白的形成,使肉色变暗,a*值下降[28]。宰后4 d内冷藏+气调组a*值显著高于冰温+气调组(p<0.05),这可能是因为冰温降低了氧气和肌红蛋白的结合速率,从而延缓了氧合肌红蛋白的生成,使得冰温+气调组的a*值显著低于冷藏+气调组。此外,在冰温条件下,气调包装组的

a*值高于托盘包装和真空包装,说明冰温结合气调包装可以长时间维持羊肉稳定的鲜红色。

3　结论

本文研究冰温贮藏结合不同包装方式(托盘、真空、气调)对羊肉货架期和品质的影响,确定适合于冰温贮藏的包装方式。相对于传统的冷藏保鲜,冰温可以延长羊肉货架期,结合真空包装使羊肉具有更加稳定的保水力,结合气调包装可以较长时间维持羊肉稳定的鲜红色。冰温结合真空包装或气调包装都可以使羊肉具有较好的品质。

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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：畜产品加工，E-mail:mantingdu@163.com。

张德权(1972-)，男，博士，研究员，研究方向：畜产品加工，E-mail:dqzhang0118@126.com。

国家农业科技创新工程；公益性行业(农业)科研专项(201303083)。

TS251.1

A

1002-0306(2016)14-0324-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.056