不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴中牛肉脂肪与蛋白质氧化的影响

孙金龙，黄峰，师希雄，魏起超，刘莉丹

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(甘肃农业大学 食品科学与工程学院，甘肃 兰州， 730070)

中式肉类传统菜肴种类丰富，制作工艺独特，包括炒制类、红烧类、炖煮类、清蒸类、油炸类、酱卤类、烧烤类和风干类等多种类型，成为肉类消费的主流。土豆烧牛肉就是其中最为常见的一种。

传统菜肴的工业化是农产品精深加工产业的重要方向，在国际上发达国家居民消费的食品中，工业化产品达到70%以上，而我国仅为15%～20%。随着现代科技的迅猛发展，以中式菜肴自动化、标准化加工为标志的家庭厨房社会化将成为一种必然趋势。邵世秋等[1]根据鲫鱼的形状特征制作了有特色的鲫鱼方便食品；张晓天等[2]将鸡肉腌制整形后穿串进行预油炸处理，成品经过微波复热后即可食用。由此看出，中式传统菜肴方便食品工业化生产已经得到部分解决方法，如建立微波、紫外等新的杀菌技术[3]，李秋庭等[4]对真空软包装盐焗鸡进行杀菌发现，微波杀菌对盐焗鸡品质的影响更小。

蛋白质氧化是指自由基与氨基酸残基的结构变化产生的水解、聚合和胶联等作用[5]。其中，蛋白质的羰基含量是衡量蛋白质氧化的重要指标；同时，在氧化过程中，巯基转化成二硫键也是较为显著的一个反应，因此也可作为蛋白质氧化的表征指标。蛋白质氧化会导致肉制品品质变化，如引起风味、颜色的变化[6-7]。郭艳婧[8]研究发现，不同包装方式对罐罐肉在贮藏过程中的蛋白质氧化有显著影响；扶庆权等[9]研究发现，高氧托盘包装的牛肉在4 ℃贮藏过程中的羰基氧化荧光信号高于真空包装。

肉制品在贮藏过程中会发生脂肪水解，磷脂的水解是脂肪水解的主要部分，且在游离脂肪酸的形成中扮演重要角色[10-11]。脂肪氧化与多种因素相关，大多数学者都以酸价(acid value,AV)、过氧化值(peroxide value,POV)和硫代巴比妥酸反应物值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)来表征脂肪氧化的程度[12-13]。李宇辉等[14]对不同温度处理的风干牛肉在贮藏过程中的脂肪变化分析发现，处理温度和贮藏时间对脂肪含量影响不大(P>0.05)；相同温度处理的样品POV、AV和TBARS值随着贮藏时间延长而不断增加;贾娜等[15]对真空沟帮子烧鸡脂肪氧化研究发现，在室温下贮藏，随着贮藏时间延长，烧鸡TBARS和POV呈现上升趋势。

目前对传统中式菜肴的研究主要集中于传统菜肴的工艺优化[16-17]，以及原料品质的加工适应性和加工过程中品质形成机理等方面，不同包装方式对其蛋白氧化和脂肪氧化的研究还未见报道。因此，本研究以土豆烧牛肉菜肴中的牛肉为研究对象，利用真空包装、免拆膜包装和托盘包装的方式，测定土豆烧牛肉在贮藏过程中牛肉的脂肪和蛋白质氧化的各项指标来分析牛肉的品质变化，从而为中式肉类菜肴的工业化加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：牛腩,大厂回族自治县富诚肉类有限公司。西门塔尔杂交牛宰杀并经排酸处理后，冷冻运输至实验室，切分后用保鲜膜包装，在-18 ℃下保存备用。调味料,北京华联超市；PET/AL/PE包装袋、PP免拆膜包装盒、PP托盘包装盒、PVC保鲜膜，亚速旺包材公司。

Na2HPO4、NaH2PO4、KI、叠氮钠、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、尿酸、三氯乙酸、HCl溶液、MgCl2，以上试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；羰基快速检测试剂盒，索莱宝生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

SpectraMax 340PC 384酶标仪,美国MBD公司；3K15R高速冷冻离心机,上海力申科学仪器公司；BS2SS型电子分析天平,北京赛多利斯计量仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

以土豆烧牛肉中牛肉为试验材料，分别采用真空包装、免拆膜包装、托盘包装，在4 ℃下分别贮藏0、1、4、7、11、15和21 d取样，并对土豆烧牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化、脂肪氧化的相关指标进行测定。

1.3.2 试验方法

1.3.2.1 肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的提取

参照江玉霞等[18]方法稍作改动：称取10 g牛肉样品，加入150 mL 0.03 mol/L的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)，均质后4 ℃放置30 min，离心(10 000×g)20 min，重复1次并合并上清液，透析过夜即为肌浆蛋白。将上述沉淀加入75 mL 0.1 mol/L的磷酸盐缓冲液(含有0.7 mol/L KI和0.2 g/L叠氮钠，pH 7.0)混合均匀，4 ℃下磁力搅拌30 min，同温度下离心(10 000×g)20 min取上清液，重复操作1次，合并上清液，透析过夜即为肌原纤维蛋白。

1.3.2.2 羰基值测定

采用羰基快速检测试剂盒测定。

1.3.2.3 巯基含量测定

参考欧仕益等[19]的方法，稍作改动。配制Tris-甘氨酸缓冲液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA定容至1 L的容量瓶，pH 8.0。Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸缓冲液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA、480 g尿酸配制1 L，pH 8.0。Ellman试剂：0.2 g DTNB溶于50 mL Tris-甘氨酸缓冲液中。120 g/L TCA：120 g三氯乙酸定容至1 L。

1.3.2.4 游离巯基的测定

取0.5 mL蛋白溶液与2.5 mL Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸缓冲液混合后涡旋振荡，再加入0.02 mL Ellman 试剂，25 ℃保温30 min，10 000×g离心15 min，412 nm测其吸光值，根据公式(1)计算(—SH)含量：

(1)

式中：D，稀释系数(溶液总体积/样品体积)；ρ，蛋白质质量浓度，mg/mL；73.53=1/13 600[由摩尔消光系数13 600 L/(mol·cm)计算而得]。

1.3.2.5 挥发性盐基氮(TVB-N)测定

参照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》的方法测定。

1.3.2.6 酸价测定

样品处理参照鞠波等[20]的方法。取10 g肉样，绞碎后置于250 mL的具塞碘量瓶中并加入80 mL 30～60 ℃的石油醚，放置过夜过滤，取滤液在60 ℃水浴中挥发石油醚凝结得到的油脂，按照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》中油脂的酸价测定方法测定。

1.3.2.7 过氧化值测定

样品处理方法同1.3.2.6，按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》中油脂的过氧化值测定方法测定。

1.3.2.8 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)测定

参照试剂盒方法进行样品处理后，用酶标仪分别测定523和600 nm波长处吸光值并按公式(2)计算TBA值:

(2)

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 20.0 (SPSS Inc.,USA)数据处理系统进行分析，用Origin 8.0作图，用Duncan’s法进行显著性分析和标准偏差(±SE)计算。

2 结果与分析

2.1 贮藏过程中牛肉的羰基含量变化

前期试验表明，托盘包装在贮藏21 d时，试验样品已经变质，因此，对这一时间点的托盘包装不做分析。由图1可知，贮藏过程中3种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的羰基含量呈上升趋势，且在贮藏4 d内，3种包装方式的肌浆蛋白的羰基含量差异不显著(P>0.05)，贮藏7、11 d时，免拆膜包装与真空包装和托盘包装牛肉的肌浆蛋白羰基含量差异均不显著(P>0.05)，但真空包装牛肉的羰基含量显著低于托盘包装牛肉(P<0.05)；贮藏至21 d时，免拆膜包装牛肉的羰基含量显著高于真空包装(P<0.05)。

图1 贮藏过程中不同包装方式的肌浆蛋白羰基含量变化Fig.1 Changes in protein carbonyl content of sarcoplasmic proteins in different packagings during storage 注：小写字母不同表示同一贮藏时间不同包装方式具有 差异显著性(P<0.05)(下同)

由图2可知，随着贮藏时间延长，3种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的肌原纤维蛋白羰基含量呈上升趋势。分别在贮藏11、15 d时，托盘包装牛肉的羰基含量显著高于免拆膜包装和真空包装(P<0.05)；贮藏11 d后，免拆膜包装牛肉的羰基含量显著高于真空包装(P<0.05)。

图2 贮藏过程中不同包装方式的肌原纤维蛋白羰基 含量变化Fig.2 Changes in carbonyl content of myofibrillar proteins in different packagings during storage

2.2 贮藏过程中牛肉的巯基含量变化

由图3可知，随着贮藏时间延长，3种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的肌浆蛋白巯基含量整体呈下降趋势。在贮藏4和7 d时，真空包装和免拆膜包装牛肉的巯基含量差异不显著(P>0.05)，但真空包装牛肉的巯基含量显著高于托盘包装(P<0.05)；贮藏11 d后，真空包装牛肉的巯基含量显著高于免拆膜包装和托盘包装，同时，免拆膜包装牛肉的巯基含量显著高于托盘包装(P<0.05)。

图3 贮藏过程中不同包装方式的肌浆蛋白巯基 含量变化Fig.3 Changes in sarcoplasmic peptone content in different packaging during storage

由图4可知，随着贮藏时间延长，3种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的肌原纤维蛋白巯基含量逐渐降低。贮藏4 d内，3种包装方式牛肉的巯基含量差异不显著(P>0.05)，在贮藏7 d时，真空包装牛肉的巯基含量与免拆膜包装无显著性差异(P>0.05)，但显著高于托盘包装牛肉(P<0.05)；贮藏11 d后，真空包装牛肉的巯基含量显著高于免拆膜包装和托盘包装，同时，免拆膜包装也显著高于托盘包装(P<0.05)。

图4 贮藏过程中不同包装方式的肌原纤维蛋白巯基 含量变化Fig.4 Changes in myofibrillar protein thiol content in different packagings during storage

2.3 贮藏过程中牛肉的挥发性盐基氮变化

由图5可知，随着贮藏时间延长，不同包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的TVB-N值呈上升趋势。贮藏4 d内，3种包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉TVB-N值差异不显著(P>0.05)，贮藏7 d时，免拆膜包装和托盘包装牛肉的TVB-N值显著高于真空包装(P<0.05)；贮藏11 d后，托盘包装的TVB-N值显著高于免拆膜包装和真空包装(P<0.05)，同时，免拆膜包装显著高于真空包装(P<0.05)。

图5 贮藏过程中不同包装方式的TVB-N的变化Fig.5 Changes of TVB-N in different packagings during storage 注：不同大写字母表示同一包装方式下不同贮藏时间的差异显著性 (P<0.05),小写字母不同表示同一贮藏时间不同包装 的差异显著性(P<0.05)(下同)

2.4 贮藏过程中牛肉的酸价变化

由图6可知，贮藏过程中3种包装方式的酸价随着贮藏时间延长逐渐升高。贮藏7 d内，3种包装方式的牛肉的酸价差异不显著(P>0.05)，贮藏7 d后，3种包装方式牛肉的酸价变化显著升高(P<0.05)；在11 d内3种包装方式牛肉的酸价差异不显著(P>0.05)；贮藏11 d后，托盘包装显著高于免拆膜包装和真空包装，而免拆膜包装也显著高于托盘包装(P<0.05)。

图6 贮藏过程中不同包装方式的酸价的变化Fig.6 Changes in acid value in different packagings during storage

2.5 贮藏过程中牛肉的过氧化值变化

由图7可知，贮藏过程中不同包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的过氧化值随着贮藏时间延长逐渐升高。其中，免拆膜包装贮藏7 d内过氧化值显著增加(P<0.05)，7～15 d变化不显著(P>0.05)；托盘包装牛肉在贮藏过程中过氧化值显著增加(P<0.05)；在贮藏1 d时免拆膜包装和托盘包装过氧化值差异不显著(P>0.05)，但均显著高于真空包装(P<0.05)；贮藏4 d后，托盘包装显著高于免拆膜包装和真空包装，同时，免拆膜包装显著高于真空包装(P<0.05)。

图7 贮藏过程中不同包装方式的过氧化值的变化Fig.7 Changes in peroxide value in different packagings during storage

2.6 贮藏过程中牛肉的TBA变化

由图8可知，贮藏过程中不同包装方式的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的TBA值呈上升趋势。贮藏4 d内，免拆膜包装和真空包装牛肉的TBA值差异不显著(P>0.05)；在贮藏11 d时，托盘包装牛肉的TBA值显著高于真空包装(P<0.05)，但与免拆膜包装无显著性差异(P>0.05)，贮藏15 d时，托盘包装牛肉的TBA值显著高于免拆膜包装，而免拆膜包装与真空包装无显著性差异(P>0.05)；在贮藏21 d时，免拆膜包装牛肉的TBA值显著高于真空包装(P<0.05)。

图8 贮藏过程中不同包装方式的TBA的变化Fig.8 Changes in TBA under different packagings during storage

3 讨论

3.1 不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉蛋白质氧化变化的影响

羰基值是很多蛋白氧化指标中关键的一个。在肉及肉制品贮藏过程中脂肪氧化过程产生的自由基能够攻击蛋白质，使其糖基化加剧，羰基值升高[21]，蛋白质的氧化和脂肪的氧化存在着某种相关关系[22-23]。炖煮结束后，羰基值升高，这是由于高温处理使蛋白质的氧化加剧[24]，贮藏过程中羰基值均呈上升趋势，主要是由于贮藏过程中蛋白质与O2接触促使蛋白加快氧化。本实验研究发现，真空包装阻隔性较好,羰基值增加缓慢，其次是免拆膜包装，最后是托盘包装，主要原因是免拆膜包装中留有大量顶空，其中含有空气；托盘包装密封不严会有空气进入导致蛋白质氧化,造成羰基值增加。肌原纤维蛋白的羰基值高于肌浆蛋白的羰基值，这一研究与郭艳婧等的报道一致[8,25-26]。

蛋白质巯基含量的减少是蛋白质氧化的显著指标之一，高温处理使得大量巯基被氧化为二硫键，使蛋白质的巯基含量大大减少。本试验研究发现，土豆烧牛肉菜肴在贮藏过程中由于真空包装高阻隔性的特点，使其巯基含量下降相对较慢，其次是免拆膜包装，虽然顶隙有一定空气，但其密封性相比托盘包装紧密，巯基含量高于托盘包装。肌浆蛋白巯基含量高于肌原纤维蛋白巯基含量，在贮藏过程中的变化相似且比较复杂，这与郭艳婧[8]的研究一致，也与马文慧等[27]研究的乌鳢鱼片在-18 ℃贮藏过程中，巯基含量降低的结果相似。

挥发性盐基氮是动物性食品在腐败过程中由于酶和微生物的作用，蛋白质分解产生的碱性挥发性含氮物质的总量。本研究发现，TVB-N值在土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中整体呈上升趋势，这与廖定荣等[28]的研究一致，也与周乐丹等[29]研究的粤式盐焗鸡在4 ℃贮藏过程中，挥发性盐基氮值显著上升的结果一致。其中，托盘包装的TVB-N在贮藏15 d时超过了20 mg/100 g，已经成为不合格肉。真空包装和免拆膜包装并没有达到此值。这与李爽等[30]研究的托盘包装比真空包装在冷鲜羊肉的TVB-N含量高的结果相似。

综上所述，不同包装方式对蛋白质的氧化作用各不相同，但在贮藏过程中真空包装的氧化作用要弱于免拆膜包装和托盘包装。

3.2 不同包装方式对土豆烧牛肉菜肴贮藏过程中牛肉脂肪氧化变化的影响

本研究发现，贮藏过程中真空包装的酸价变化最小，其次是免拆膜包装，最后是托盘包装，这与包装方式的阻隔性有必然联系。而且，在贮藏过程中3种包装方式的酸价均远小于国标规定的4 mg KOH/kg，但总体呈上升趋势，这与王凯利等[31]研究的不同包装方式的食品过氧化值和酸价均升高的结果一致。

脂质氧化是一个非常复杂的过程，一般通过测定氧化初级产物分解的次级产物的变化或者测定氧化过程中脂质氧化底物来反映蛋白质氧化进程[32]。研究发现，POV在整个贮藏过程中呈上升趋势，且真空包装的POV低于免拆膜包装和托盘包装，这可能是由于光照影响氢过氧化物的生成导致POV增加。

在贮藏过程中，TBA值呈上升趋势，且真空包装的TBA值上升最缓慢，这说明光照能够促进脂肪氧化，这与低透光的包装材料能够有效地抑制脂肪氧化变质[33-34]的研究结果一致。除此之外，王强[35]研究发现，光照条件与TBARS变化呈正相关。贮藏过程中3种包装方式的TBA值均小于1.2 mg丙二醛/kg。

4 结论

真空包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化程度最低，其次是免拆膜包装，托盘包装氧化程度最高；真空包装的土豆烧牛肉菜肴中牛肉的脂肪氧化程度最低，其次是免拆膜包装，托盘包装氧化程度最高。由此可知，真空包装是适合土豆烧牛肉菜肴的包装方式。