不同包装方式调理牛排在冰温贮藏过程中品质变化特点

董福凯,查恩辉,张 振,何 宁,李 娜,于 娜

(1.锦州医科大学食品科学与工程学院,辽宁锦州 121001;2.辽宁通正检测有限公司,辽宁沈阳 110134;3.大连市农产品质量监测中心,辽宁大连 116037)

随着社会和经济的发展,我国牛肉的消费量在逐年增多[1]。近年来人们的高标准和快节奏的生活方式使得调理牛排的生产和消费发展迅猛[2]。然而新鲜度是决定产品质量、消费者接受度和最终商业价值的重要因素[3],所以研究调理牛排保鲜技术有很大的必要性。

食品的低温贮藏方式主要包括冷藏、冰温和冻藏,冷藏贮藏期短,无法满足需求,冻藏贮藏期长,但解冻后对食品品质影响较大[4-5]。冰温保鲜技术作为第三代贮藏保鲜技术,将食品保存在0 ℃到冰点之间,能有效地保持食品新鲜度且有较长的贮藏期,已经在国外得到迅猛发展,在国内已在蔬菜水果、水产以及冷鲜肉保鲜方面取得一些成就[6]。江英等[7]研究发现冰温保鲜技术运用在西瓜中,在保持西瓜原有品质和风味的同时延长了贮藏时间;Duun等[8]研究发现冰温可以抑制鳕鱼片中产生硫化物的细菌的生长，延长保质期，降低失水率;Duun等[9]研究了烤猪肉在冰温贮藏期间的品质变化,发现冰温可以抑制微生物生长、延长保质期,并且使烤猪肉具有良好的感官品质;孙天利等[10]发现牛肉在冰温条件下可以延缓理化性质变化、显著延长货架期。但对调理牛排冰温保鲜鲜有报道。本实验以鲜牛里脊为原料,研究了调理牛排在冰温和冷藏过程中的品质变化,旨在为调理牛排的冰温保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

排酸牛里脊 锦州大润发超市;食盐、香辛料等 锦州新玛特超市;三氯乙酸、盐酸、硼酸 天津市风船化学试剂科技有限公司;2-硫代巴比妥酸 南京化学试剂股份有限公司;甲基红、亚甲基蓝 天津市化学试剂一厂;乙醇、氧化镁、氯化钠 天津市大茂化学试剂厂;以上试剂 均为分析纯。

BCD-258WLDPN冰箱 海尔集团有限公司;3306探针式食品温度计 深圳市托尔为电子科技有限公司;PG75-A滚揉机 沈阳盈鑫食品机械开发有限公司;MAP-QT200扎口真空(气调)包装机 苏州森瑞保鲜设备有限公司;pHS-25台式酸度计 上海仪电科学仪器股份有限公司;AL204电子天平 上海梅特勒集团;ZHJH-112型垂直流超净工作台 上海智诚分析仪器制造有限公司;标准型立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司;WDP-9062电热恒温培养箱 上海安亭科学仪器有限公司;半微量定氮蒸馏装置 四川蜀牛玻璃仪器;紫外分光光度计 北京中慧天城科技有限公司;聚乙烯泡沫箱、隔热板 市售。

1.2 实验方法

1.2.1 调理牛排的制备 将分割刀以及案板提前用75%酒精擦拭消毒,将购买的牛里脊平均分割成直径约为10 cm厚度为10 mm的肉块,放入腌制液(食盐1.5%、嫩肉粉0.4%、料酒4%、丁香0.24%、白芷0.24%、八角0.12%、孜然粉0.12%、花椒粉0.08%)中,用滚揉机间歇式(转速为29 r/min,运转25 min,停15 min)滚揉4 h,在0～4 ℃环境下静腌15 h。

1.2.2 冰点的测定 参考孙天利、赵菲等[10-11]文献中的方法,将牛里脊去除筋膜后切成5 cm×5 cm×5 cm大小,按照1.2.1中方法进行腌制,待腌制完成后将温度计探针插入样品中心,放于-18 ℃冰箱中,记录0 ℃以后每下降0.1 ℃的时间,制成样品几何中心温度随时间变化曲线。当0 ℃以下在某个时间点温度出现轻微的回升,并平稳一段时间后又缓缓降低,则将稳定时间段的温度作为样品的冰点。

1.2.3 冰温箱冰盐比的选择 选用隔热效果较好的聚乙烯泡沫箱并用隔热板将其包裹。在箱体中心开一个大小适宜的小孔,使温度计探针能垂直无缝隙通过小孔。以冰盐比(mL/g)100∶1、100∶3、100∶5、100∶7、100∶9的不同冰盐混合物为制冷剂,并将其制成冰袋放在样品的上下及四周,制冷剂与样品之间用挡板隔开,防止制冷剂与样品直接接触。将样品放入4 ℃冰箱预冷然后放入冰温箱中进行贮藏,严密监测冰温箱中温度,并每隔24 h换一次制冷剂。

1.2.4 调理牛排的冰温保鲜处理 将其随机分成2组,分别进行托盘包装和真空包装。将不同包装组随机分为2份,分别贮藏在0～4 ℃和0～-1.5 ℃下,即冷藏+托盘包装(ST)、冷藏+真空包装(SZ)和冰温+托盘包装(BT)、冰温+真空包装(BZ)4组贮藏方式。贮藏过程中,每隔4 d检测一次,每个指标做3次重复测定,求平均值。

1.2.5 测定指标

1.2.5.1 感官指标的评定 参考刘敬斌[12]的方法并稍作修改,感官评价小组由6位食品专业背景且经过培训的同学组成,分别对牛肉的色泽、气味、弹性和组织状态的情况进行打分,按5分制进行评分,取平均值。

表1 感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard

1.2.5.2 保水性的测定 参考李茜[13]的方法并稍作修改,称量贮藏前调理牛排质量(m1),然后进行包装以及贮藏,到取样期取出肉样,用无菌滤纸吸净多余水分后称重(m2),按下式计算汁液流失率:

汁液流失率(%)=((m1-m2)/m1)×100

1.2.5.3 硫代巴比妥酸值(TBARS)测定 参考谷小慧[14]的方法并稍做修改,称取1.0 g碎肉样于离心管中,而空白对照则用1 ml水代替肉样,并加入5 mL含有0.375%的2-硫代巴比妥酸,15%的三氯乙酸,0.25 mol/L HCl溶液,置于沸水浴中20 min后,流水冷却,然后7500 r/min,离心25 min,于532 nm测上清夜吸光度。每个处理做三个平行。

1.2.5.4 菌落总数的测定 菌落总数的测定参照GB 4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》的方法。对照肉质量卫生指标菌落总数的一般建议标准,食用肉的菌落总数应≤1×106个。

1.2.5.5 挥发性盐基氮(TVB-N)值的测定 测定参照GB 5009.228-2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》。

1.2.5.6 pH的测定 参考李建雄等[15]的方法并稍做修改,将样品切成肉糜并称取10 g,放入盛有90 mL蒸馏水的锥形瓶中,混匀后振荡30 min,之后用pH计测定。重复三次,取平均值。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 冰点的测定结果

从图1可以看出,调理牛排在冻结过程中出现了明显的过冷点,温度降到-2.3 ℃后开始出现回升,回升至-1.5 ℃并在此温度下进入1396 s的平稳阶段,之后温度又开始缓慢下降。因此,确定该调理牛排的冰点温度为-1.5 ℃,因此,后续保鲜温度为0～-1.5 ℃。

图1 调理牛排冻结曲线

2.2 冰温箱制备

不同冰盐比的制冷效果见表2,由于箱体外壁始终有热漏入并经过试验测试,100∶3的冰盐比制冷剂能使箱体内温度达到冰温要求,因此,后续冰袋采用冰盐比为100∶3。

表2 不同冰盐比的温度Table 2 Temperatures of different ice-salt ratio

2.3 感官指标的评定结果

感官评定直接关系到牛排的品质,直接关系到消费者的购买欲望。通过和新鲜调理牛排比较,对不同贮藏方式的调理牛排在贮藏期间色泽、气味、弹性以及组织状态进行感官评定。结果如表3、图2。

图2 不同贮藏方式下感官综合评分的变化

从表3可以看出,调理牛排的色泽、气味、弹性及组织状态的感官评分都随着贮藏时间的增加而降低,其中BT组的色泽和BZ组的气味的感官评分降低的较慢,ST组的各项评分降低的最快,并在第12 d时各项评分都低于2分。BT组的各项感官评分均高于ST组,BZ组的高于SZ组,说明相同包装方式下冰温有效地延缓牛排的劣变速度。

表3 不同贮藏方式下调理牛排的感官评定Table 3 Sensory evaluation of conditioning steak in different conditions

从图2可以看出,感官综合评分随着贮藏时间的增加而降低。其中ST降低的最快,而其他三组变化的较平缓。BT的综合评分始终高于ST,BZ的始终高于SZ,说明相同包装方式下冰温贮藏优于冷藏。BZ感官综合评分始终高于BT,SZ始终高于ST,说明相同贮藏温度下真空包装优于托盘包装。由此可知,冰温和真空都能延缓调理牛排的感官变化,其中冰温延缓色泽变化的效果最明显,真空延缓气味变化的效果最突出。

2.4 保水性的测定结果

肉的保水性是指肌肉保持其自身水分和添加水分的能力,是评价肉品质的重要指标[16]。有报道认为保水性与肉的pH、亮度、肌纤维间的空隙、蛋白溶解性有关,低的汁液流失对应更好的肌肉品质[17]。

从图3可以看出,新鲜牛排的汁液流失率为1.18%,在不同贮藏方式下牛排汁液流失随贮藏时间的延长而增大,在相同贮藏时间内汁液流失率BT

图3 不同贮藏方式下汁液损失的变化

2.5 TBARS值测定结果

脂肪氧化不仅会产生异味,而且还会产生自由基破坏肉中色素导致肉变色,降低肉的品质[20]。TBARS值被用于脂肪氧化程度的一个评价指标,一般来说TBARS值越高说明脂肪氧化越严重,产生的异味就越明显,产品的品质也就越差[21-22]。

由图4可知,随着贮藏时间的延长各组TBARS值不断增加,说明脂肪氧化程度不断加深。ST组增长较快且在第4 d TBARS值就显著高于其他组(p<0.05),在贮藏第12 d时,ST组值为0.78 mg/kg,与初始值相比增加4.2倍。BT组前期增长比较平稳,在12～16 d脂肪氧化程度加重,TBARS值迅速增加。从图4还可以看出虽然TBARS值不断增加,但相同包装下,冰温组的TBARS值低于冷藏温组的,这可能低温条件下酶的活性降低,抑制了脂肪氧化反应[14]。相同贮藏温度下,ST、BT组的TBARS值明显高于SZ、BZ组的,这可能是ST、BT组的氧气浓度高于SZ、BZ组的,导致脂肪氧化加快,TBARS值增加迅速,这与Kim、Kenneth[23-24]等的氧气浓度越高,脂肪越易被氧化的理论相似。有研究表明脂肪酸败的临界值为1.0 mg/kg[25]。在贮藏结束时各组的TBARS值均未超过临界值,这可能和调理牛排中的脂肪及脂肪中不饱和脂肪酸的含量有关[26]。

图4 不同贮藏方式下TBARS值的变化

2.6 菌落总数的测定结果

微生物是食品腐败变质的主要原因,是限制食品货架期的主要因素[5,27]。一般认为,冷鲜肉的菌落总是达到6 lg(cfu/g)时为变质肉的警戒线,有些国家将细菌总数指标定为6 lg(cfu/g)[28-29]。

由图5可知,各组初始菌落总数为3.16 lg(cfu/g),随着贮藏时间的延长呈逐渐增多的趋势。在贮藏过程中,ST组菌落总数增长最快,在第4 d时就显著高于其他组(p<0.05),在第12 d时菌落总数达到6.27 lg(cfu/g),超过变质肉的警戒线。SZ组和BT组在0～8 d菌落总数增长的比较缓慢,可能是由于环境的改变导致微生物出现了迟滞期[30],在第8 d后微生物适应了新环境进入对数期,菌落总数快速增长,在第20 d时分别达到7.10和6.07 lg(cfu/g),超过了变质肉的警戒线。BZ组的菌落总数在前期有略微的下降,可能是在新的环境中,表面微生物受到一定的破坏,表现出小幅度波动,优势菌发生替换,好氧菌生长受到抑制,经过一段时恢复乳酸菌成为主要优势菌,进入了对数期,生长曲线开始急剧上升,第28～32 d开始进入稳定期,菌落总数变化相对稳定[28],并在32 d达到6.03 lg(cfu/g),超过警戒线。且在贮藏过程中BT组和BZ组的菌落总数低于ST组和SZ组的。综上所述,冰温贮藏抑制微生物的效果优于真空包装方式,冰温结合真空包装的抑菌效果更明显。

图5 不同贮藏方式下菌落总数的变化

2.7 TVB-N值的测定结果

TVB-N值是动物性食品中蛋白质在酶和细菌的作用下分解而产生氨以及胺类等碱性含氮物质。国标中规定,TVB-N值≤15 mg/100 g属于一级鲜肉范围,TVB-N值≤20 mg/100 g属于二级鲜肉范围,TVB-N值>20 mg/100 g说明肉已变质。

由图6可知,初始TVB-N值为6.90 mg/100 g,随着贮藏时间的延长各组TVB-N值呈现逐渐增长的趋势。在0～4 d时,各组TVB-N值变化幅度较小且都低于15 mg/100 g,属于一级鲜。在第4～8 d时,ST组的TVB-N值大幅度增加,且显著高于其他组(p<0.05)。第8 d之后,各组TVB-N增加速度相对加快,这可能是初期环境改变,微生物生长繁殖慢,中期以后微生物开始适应环境,生长繁殖加快,对蛋白质的分解也加快,导致TVB-N的增加速度也加快。也有报道认为冰温组TVB-N值中前期增加的原因是低温会迫使细胞产生防御反应,部分蛋白会分解成氨基酸,细胞会分泌可溶性蛋白、无机盐等抗冻结物质来维持细胞原来状态[31]。虽然各组TVB-N值都在增加,但增加速率各不相同,BZ组

图6 不同贮藏方式下TVB-N值的变化

2.8 pH的测定结果

肌肉pH的高低是肉本身、微生物、环境等多种因素共同作用的结果,可以反映肉品质的好坏[11]。国标规定鲜肉的pH为5.8～6.2之间,次鲜肉的pH为6.3～6.6之间,变质肉的pH大于6.7。

由图7可知,各组初始pH为5.51,随着贮藏时间的延长各组pH呈先下降后上升的趋势。出现这种趋势的主要原因是,贮藏初期糖原无氧酵解产生乳酸和丙酮酸,ATP分解产生磷酸,导致pH降低,贮藏中后期蛋白质等物质在微生物及酶的作用下分解产生碱性物质,导致pH升高[10,33]。各组降低和上升速率各不相同,其中ST组降低速率最低上升速率最快,并在第8 d时pH达到5.70,显著高于其他组(p<0.05)。SZ组和BZ组降低速率最快,这可能是由于真空包装是氧气含量较少或无氧环境,促进了无氧糖酵解和ATP的分解,导致pH快速降低。在pH上升阶段,同种包装方式相比,冰温组上升速率比冷藏组低,这可能是低温抑制了相关微生物和酶的活性导致碱性物质的产生速率降低。总体看来pH的变化速率是ST组>BT组>SZ组>BZ组。

图7 不同贮藏方式下pH的变化

2.9 相关性分析

表4～7是不同贮藏条件下各指标之间的相关系数。从表4可以看出,ST组的感官总评分、菌落总数及TVB-N值都和贮藏时间有显著相关性(p<0.05),汁液流失率、TBARS值以及pH与贮藏时间的相关性不显著。因此,在ST条件贮藏下,调理牛排的品质优劣可以用感官总评分、菌落及TVB-N指标来判断。从表5～7中可以看出,SZ组、BT组和BZ组各项指标都与贮藏时间有显著相关性(p<0.05或p<0.01),因此,在SZ、BT和BZ条件下贮藏,可以用以上指标来判断调理牛排品质的优劣。

表4 ST条件下各指标之间的相关系数Table 4 Correlation coefficients of conditioning steak qualities in ST condition

表5 SZ条件下各指标之间的相关系数Table 5 Correlation coefficients of conditioning steak qualities in SZ condition

表6 BT条件下各指标之间的相关系数Table 6 Correlation coefficients of conditioning steak qualities in BT condition

表7 BZ条件下各指标之间的相关系数Table 7 Correlation coefficients of conditioning steak qualities in BZ condition

3 结论

调理牛排在4种条件贮藏下,各项指标变化程度不同。同种包装方式下,冰温贮藏条件下各项指标变化程度低于冷藏条件下,货架期得到了延长,冰温贮藏能有效保持调理牛排原有品质、减少营养流失。同种贮藏条件下,真空包装方式下除汁液损失指标外各项指标变化均得到了改善。可见,冰温贮藏和真空包装方式是一种延缓调理牛排品质变化和减少营养流失的有效方法,且冰温结合真空包装条件下延缓效果更为明显。

通过相关性分析可知,ST条件下贮藏可以用感官总评分、菌落总数及TVB-N值来评价调理牛排的品质;SZ、BT和BZ条件下贮藏可以用汁液流失率、感官总评分、TBARS值、菌落总数、TVB-N值以及pH来评价调理牛排的品质。