不同贮藏条件下牛肉的理化性质及感官品质的对比分析

王莹，李茜，朱迎春

（山西农业大学食品科学与工程学院，山西 太谷 030801）

牛肉不仅肉质鲜美，还含有丰富的营养物质，是一种营养价值相对较高的保健型肉类食品，深受消费者青睐[1]，但是在贮藏过程中，不合理的包装方式与贮藏温度极易引起牛肉理化性质发生变化，进而腐败变质。肉的腐败变质主要由微生物或内源酶对肉中蛋白质和脂肪等营养物质氧化分解所致，使肉产生不良气味，颜色发生改变，组织结构松散，表面粘液增加[2]。目前，常用的包装方式有：AP、VP和MAP[3]。AP简单实用，成本较低，但保质期较短。VP是指将食品放入氧气透过率低、阻隔性能好的包装材料中后抽真空，除去袋中氧气，之后进行贮藏、运输、销售等，从而达到延长其货架期的一种保鲜技术[4]。MAP指抽去包装内的空气，然后充入一定比例的气体，破坏有害微生物的生长环境，降低肉制品的生化反应速率，达到延长食品贮藏期的一种包装方式[5]。孙天利[6]采用真空包装，将牛肉置于冰温、0 ℃和4 ℃下，以0 ℃不包装为对照，研究表明相同贮藏温度下，真空包装延长了牛肉的货架期，特别是冰温结合真空包装。栗云鹏等[7]采用空气及含不同比例的O2、CO2、N2组成的气调包装，通过检测4 ℃贮藏条件下猪肉品质发现贮藏期最高可达10 d，且贮藏期间TVB-N在新鲜肉的标准范围内（15 mg/100 g）。Fu Qingquan等[8]采用托盘包装、真空包装和高氧气调包装将牛排在4 ℃下冷藏10 d，研究贮藏过程中肉色变化情况，发现在相同的贮藏时间，高氧气调包装和真空包装牛肉的颜色稳定更好。

冰温贮藏保鲜技术是继冻藏和冷藏之后的第3代贮藏保鲜技术，它的贮藏温度较冷藏更低，能有效抑制有害微生物的生长和酶活性，且不破坏细胞，能更好保持食品品质和营养，近年来已经被广泛应用于各类食品中[9,10]，在肉品保鲜方面，冰温贮藏在保持肉制品营养、色泽和口感方面作用显著。赵菲等[10]研究发现，采用75% O2+25% CO2的气调包装并结合-1 ℃冰温贮藏可以使牛肉保鲜期达42 d。Youssef等[11]研究了牛肉在不同贮藏温度下品质变化，发现和冷藏（2 ℃）相比，冰温贮藏可将牛肉的货架期延长2倍。Li X等[12]将羔羊肉分别置于4 ℃和-0.8 ℃下贮藏10 d发现经冰温处理的羊肉氧合肌红蛋白和还原酶活性含量较高，颜色稳定性较好，而且可以将货架期延长至10 d。

本试验为探究在不同包装方式与贮藏温度下牛肉理化性质和感官品质的变化，将牛背最长肌分别采用AP、MAP1（78.8% O2、18.8% CO2和 2.4% N2）、MAP2（60% CO2和40% N2）和VP，在冰温-1.5±0.1 ℃和低温2±1 ℃条件下进行贮藏，并测定分析贮藏过程中牛肉品质变化，为牛肉冰温贮藏保鲜技术在实际生产中的应用提供数据和理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：肉牛屠宰后，2~4 ℃冷却24 h，取背最长肌为试验材料。

主要试剂：三氯乙酸、丁基羟基茴香醚、乙二胺四乙酸、2-硫代巴比妥酸、氯仿、硼酸、盐酸、氢氧化钠、氯化镁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸等。以上试剂均为分析纯，购自天津市化学试剂一厂。

1.2 主要仪器与设备

DZ/DZQ-5002SB真空包装机，杭州艾博机械工程有限公司；DMP-430A气调包装机，瑞特包装机械公司；FA25高速剪切乳化分散剂，上海弗鲁克流体机械制造有限公司；Five Easy Plus pH计，METTLER TOLEDO；CM-5色差分析仪，KONICA MINOLTA；WFJT200可见分光光度计，尤尼柯仪器有限公司；UDK142自动凯氏定氮仪，意大利VELP公司；DK20消化炉，意大利 VELP公司；超低温冰箱，德国Thermo-fisher公司制造。

1.3 试验设计

选取宰后成熟的牛背最长肌，去除表面筋腱和肌膜后，沿肌纤维方向切割，每个肉块约200 g左右。将分好的肉样进行AP、VP、MAP1（78.8% O2，18.8%CO2，2.4% N2）和 MAP2（60% CO2，40% N2），分别放入冰温库-1.5±0.1 ℃及低温室2±1 ℃贮藏，之后每隔5 d取样对各项指标进行测定，直至肉品腐败变质为止。AP组与MAP1组测定至贮藏第15 d，MAP2组与VP组测定至贮藏第30 d。

1.4 试验方法

1.4.1 蒸煮损失的测定

取2×2×2 cm3大小的肉样，称重记为W1，装入蒸煮袋中封口，80 ℃恒温水浴锅中加热至肉样的中心温度达到70 ℃，取出将肉样置于0~4 ℃下冷却过夜备用。用滤纸吸干肉块表面汁液后称重，记为 W2。计算公式如下：

1.4.2 汁液流失率的测定

原料肉包装前称重，记为 W1，贮藏到期后打开包装，用滤纸吸干肉样表面水分，再称重记为 W2。计算公式如下：

1.4.3 色泽的测定

用便携式色差仪测定，光源D65，100，将样品放置在色差仪反射区（1 cm）使其完全覆盖，测定并记录L*、a*、b*值。

1.4.4 MetMb的测定

参照Krzywicki[13]的方法进行测定。

1.4.5 硫代巴比妥酸反应物值（TBARS）的测定

参考曹辰辰[14]的方法进行测定。

1.4.6 挥发性盐基氮（TVB-N）的测定

参考GB 5009.228-2016[15]半微量凯氏定氮法进行测定。

1.4.7 感官评定

邀请具有食品专业背景的10个人，分别对牛肉的色泽、粘度及弹性、气味及煮沸后的肉汤进行评定，总分20分。评分标准如表1所示。

表1 牛肉感官评分标准Table 1 Sensory evaluation criteria for beef

1.5 数据处理

用Microsoft Excel 2018进行数据整理，Statistix 8.0中的Turkey test程序进行显著性差异（p<0.05）分析。用Sigma Plot 10.0进行作图。本次试验均重复3次，最终取平均值±标准偏差。

2 结果与讨论

2.1 包装方式与贮藏温度对牛肉保水性的影响

肉的保水性是指肉制品在加工等过程中受到外力作用，如加热、施压、冻结、剪切等仍然能保持其原有水分和添加水分的能力[16]。保水性与肉的嫩度、多汁性以及加热时的汁液渗出有关[17]。蒸煮损失是评定冷鲜肉保水性的重要指标之一，蒸煮损失与保水性呈负相关，即蒸煮损失越大，保水性越小[18]。

图1表示包装方式与贮藏温度对牛肉蒸煮损失的影响。第0 d牛肉的蒸煮损失为18.15%，与文献报道相一致[18]。由图1a可知，贮藏0~5 d期间，AP组与MAP1组牛肉蒸煮损失显著上升（p<0.05），10 d之后MAP1组略有下降，而AP组的蒸煮损失继续上升，且在贮藏第15 d时AP组蒸煮损失达到最大值28.93%（2 ℃），27.03%（-1.5 ℃），这可能与蛋白质水解程度不同有关[19]。由图1b可知，VP组蒸煮损失在贮藏第5 d时达到较高水平，并在后续贮藏中略有上升，而MAP2组蒸煮损失贮藏5~30 d显著升高（p<0.05），其中2 ℃下MAP2组在贮藏第30 d超过VP。有研究表明，包装中的CO2会使样品的蒸煮损失增大，由于CO2被肌肉组织吸收，蒸煮时加热导致CO2快速释放，产生大量孔隙，最终降低了肉品食用的多汁性[20]。

汁液流失是评定冷鲜肉保水性的另一项重要指标[21]。图2为包装方式与贮藏温度对牛肉汁液流失率的影响。样品初始汁液流失率为1.45%。由图2a可知，在整个贮藏期间，与MAP1组相比，AP组上升速度较快，汁液流失率始终高于MAP1组且在贮藏结束时达到最大值9.84%（2 ℃）和8.85%（-1.5 ℃）。褚益可[22]研究认为，存在一定氧气浓度的气调包装可以有效降低汁液流失。由图2b可知，MAP2组在整个贮藏期间汁液流失率均维持在较低水平，这可能是因为MAP2中不含氧气，而含有40%的N2，N2可以降低冷却肉的失重[23]。VP组显著高于MAP2组（p<0.05），这是因为VP增加了牛肉样品表面的压力，致使汁液流失增加，VP组在贮藏第 5 d时汁液流失率达到6.32%~8.03%，贮藏第 30 d时汁液流失率增加到16.12%（2 ℃），15.03%（-1.5 ℃）。这与Cayuela等[24]报道真空包装汁液流失高于气调包装相一致。

2.2 包装方式与贮藏温度对牛肉色差参数的影响

图3为包装方式与贮藏温度对牛肉亮度值（L*值）的影响。在整个贮藏期间，不同包装方式对牛肉L*值影响较大。AP组于贮藏第5 d，L*值达到42.65（2 ℃）和42.26（-1.5 ℃），这是由于AP中的需氧微生物不断生长繁殖，分解肉中的蛋白质，使肌纤维结构发生变化，牛肉内部的水分子迁移，流向表面，造成肉表面自由水增多，加强对光照的反射能力，使得L*值不断增大[25]。VP由于加大了肉样表面的压力，失水率较高，L*值也处于较高水平。MAP1组与MAP2组在整个贮藏期间L*值均呈现先升后降的趋势，但总体变化较小。2 ℃贮藏条件下牛肉L*值高于-1.5 ℃贮藏，这是因为贮藏温度越高牛肉保水性越差，肉样表面自由水越多的缘故[26]。

图4a为AP与MAP1牛肉在贮藏期间a*值的变化。贮藏 0~5 d，MAP1组牛肉的a*值升高，且显著高于AP组（p<0.05），这是由于MAP1中含有高浓度的氧气，它与牛肉中肌红蛋白生成氧合肌红蛋白，使a*值上升。贮藏5~15 d时，MAP1组的a*值维持在7~8之间，AP组的a*值显著下降（p<0.05），这主要是因为贮藏过程中 AP牛肉的氧合肌红蛋白发生氧化转化为褐色高铁肌红蛋白，但气调包装条件下，包装中的氧气促进了肉中色素氧化，在牛肉表面形成的氧合肌红蛋白薄层掩饰了高铁肌红蛋白薄层，从而延长了红色的氧合肌红蛋白的颜色[27]。图4b为MAP2与VP牛肉在贮藏过程中a*值的变化。由图可以看出，随着贮藏期延长，VP组的a*值基本维持在5.60~6.10，而MAP2组的a*值在贮藏前期（0~5 d）显著下降（p<0.05），这是因为MAP2中含有较高浓度的CO2，CO2易溶于肌肉中生成碳酸，碳酸能与牛肉肌原纤维蛋白发生反应，产生颜色变化而导致a*值降低[28]。扶庆权等[29]以真空包装为对照，研究了托盘包装和气调包装（80%O2+20% CO2）对牛肉 4 ℃贮藏过程中食用品质的影响，发现在贮藏7 d后气调包装和真空包装牛肉样品的a*值显著高于托盘包装，这与本研究结果相一致。

2.3 包装方式与贮藏温度对牛肉MetMb的影响

图5为包装方式与贮藏温度对牛肉MetMb的影响。贮藏前期，牛肉中的肌红蛋白主要是以氧合肌红蛋白的形式存在，但随着贮藏时间的延长，氧合肌红蛋白中的二价铁离子（Fe2+）不断被氧化为三价铁离子（Fe3+）形成MetMb，使肉色逐渐变为褐色[30]。由图5可知，贮藏初期牛肉的MetMb含量为22.38%，贮藏结束时，各组牛肉的 MetMb均显著高于初始值（p<0.05）。不同包装方式比较可知，MAP1组的MetMb始终高于其他组，并在贮藏第10 d时达到最大值54.39%（2 ℃）和48.69%（-1.5 ℃），这是由于MAP1中高浓度的氧气（78.8%）促进了MetMb的快速生成。贮藏10~15 d期间，MAP1组MetMb略有下降，这可能是由于在高铁肌红蛋白还原酶作用下，部分高铁肌红蛋白被还原所致。有研究指出，当MetMb含量达到肌红蛋白总量的40%时，就会严重影响鲜肉色泽，消费者购买欲下降[31,32]。因此，贮藏10 d之后的MAP1牛肉因MetMb过高而影响产品品质。

2.4 包装方式与贮藏温度对牛肉TBARS值的影响

TBARS值反映了动物性油脂中的不饱和脂肪酸氧化产生的衍生物和 TBA反应的结果[33]。最终生成物的量可以通过TBARS值反映，脂肪氧化的程度越深，生成物量就越多，TBARS值越大。

由图6可知，TBARS值随着贮藏时间延长呈上升趋势。贮藏过程中，MAP1组的TBARS值显著高于AP组（p<0.05）。这与Jayasingh等[34]研究发现高氧气调包装的碎牛肉脂肪氧化水平在贮藏第10 d极显著大于托盘包装结果相同。MAP2组与VP组TBARS值上升速度较为缓慢且整体处于较低水平。由于高氧气调包装氧气含量高在贮藏过程中加速了氧化过程，引起脂肪氧化，脂肪氧化过程中氢过氧化物分解产生小分子的酮类和醛类物质产生异味而引起鲜肉酸败。有学者试验表明，当TBARS值大于0.7 mg MAD/kg时，就会因脂肪氧化而出现酸败味[35]。

2.5 包装方式与贮藏温度对牛肉TVB-N值的影响

TVB-N是指动物性食品在酶和细菌的作用下，蛋白质分解而产生氨和胺类等碱性含氮物质，它是表征肉品品质的重要指标[35]。图7为包装方式与贮藏温度对牛肉TVB-N值的影响。牛肉初始TVB-N值为6.44 mg/100 g。随着贮藏时间的延长，各处理组TVB-N值呈上升趋势。由图7a可知，贮藏0~5 d期间 AP与MAP1牛肉TVB-N值差异不显著（p>0.05），15 d后，AP组的TVB-N值显著升高（p<0.05），第15 d达到22.56 mg/100 g，而MAP1组上升速率较缓，这可能是MAP1所含的18.8% CO2起了作用。由图7b可知，贮藏0~20 d时，VP与MAP2牛肉TVB-N值无显著变化（p>0.05），贮藏20~30 d期间，VP组和MAP2组TVB-N值迅速升高。TVB-N值在贮藏后期迅速增加的原因是贮藏后期微生大量繁殖，使得氨基酸被微生物分解，加剧了脱氨反应，促使反应加快。

由此可见，就包装方式而言，MAP2与VP在贮藏前20 d可以显著抑制TVB-N值的产生，使TVB-N值维持在较低水平，AP和MAP1抑制作用较小，该结论与闫文杰等[36]研究发现冷鲜鸡胸肉在 4 ℃环境下，真空包装组理化指标下降最慢，肉的品质最佳的结论相吻合。就贮藏温度而言，冰温更能有效抑制蛋白质的分解。

2.6 感官评定

（p<0.05）。

图8为不同包装方式与贮藏温度下牛肉色泽、粘度弹性、气味及肉汤澄清度的感官评分图。由图8a可知：随着贮藏时间的延长，牛肉色泽的感官评分逐渐下降，颜色由樱桃红变为灰暗色，但 MAP1组色泽保持优于其他组，这是因为 MAP1中含有 78.8%的氧气的缘故，与氧气接触时，鲜肉表面会形成一层氧合肌红蛋白。有研究表明，当氧气体积分数在60%~80%时，具有较好的护色效果[21]；由图8b和图8c可知：AP组与MAP1组粘度、弹性和气味变化较快，贮藏10 d和15 d时有明显腐败气味，组织结构变差，无弹性，VP组与MAP2组牛肉粘度、弹性和气味保持较好；由图8d可知，贮藏过程中肉汤逐渐由澄清变为浑浊，但VP组与MAP2组在贮藏25 d之前评分较高。

表2为牛肉在贮藏期间感官评分表，当感官评分小于12分时表明该产品不可食用。由表2可知，在整个贮藏期间，AP组感官评分快速下降，分值最低，在贮藏10 d时感官评分低于12分；MAP1组在贮藏10 d感官评分为14.64~15.80，贮藏15 d时，评分低于12分。MAP2组于贮藏30 d、VP于贮藏25 d时，感官评分低于12分。由感官评分可知，AP组的货架期为5 d，MAP1组为10 d，VP组为20 d，MAP2可达到25 d。不同贮藏温度进行比较，无论是色泽、粘度弹性、气味、肉汤澄清度还是总体评分，冰温贮藏都优于低温贮藏。

表2 贮藏期间牛肉感官评分表Table 2 Packaging method and storage temperature sensory scoring table for beef during storage

3 结论

本试验考察了牛肉在四种包装形式和两种贮藏温度下品质的变化，结果发现与 AP和 MAP1相比，MAP2和VP能有效抑制脂肪氧化，维持TVB-N值及MetMb处于较低水平；与冷藏（2 ℃）相比，冰温（-1.5 ℃）贮藏能较长时间维持牛肉色泽，抑制保水性的降低，并延缓脂肪氧化与蛋白质的分解。而且通过感官评价得出MAP2的货架期为25 d，对比其他三个处理组货架期延长了。综上所述，将牛肉进行无氧包装（60% CO2和40% N2）并结合冰温可以有效延长牛肉货架期，提高牛肉质量。所以后续试验可以深入研究冰温贮藏结合无氧气调包装对牛肉理化品质的影响机制。