“气调+冷藏”对四川卤牛肉质量特性的影响研究

周星辰，王卫*，白婷，张佳敏，刘达玉，王柯，昝博文

(1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106；2.成都大学 食品与生物工程学院，成都 610106；3.四川张飞牛肉有限公司，四川 南充 637000)

卤牛肉是我国传统酱卤肉制品的典型代表，以其良好的色泽和风味为特色[1]，而四川卤牛肉又以浓郁的五香风味深受广大消费者喜爱。卤牛肉富含营养物质，水分活度高[2]，为微生物的生长提供了绝佳环境，产品在储藏和运输过程中也容易受到各种微生物的污染，导致产品质量下降甚至变质腐败[3]。

研究和应用表明，气调包装和冷链贮藏的结合，是酱卤肉制品等高水分食品的防腐保质较佳方法，已广泛应用于该类产品货架期的延长和安全性的保障[4]。有关该技术应用于酱卤肉制品已有众多研究，如魏起超等[5]采用高阻隔包装卤牛肉，与普通包装比较，卤牛肉的色泽保持更优，保质期更长；马骋[6]实验采用60% O2+40% CO2的气调包装，与其他高氧气含量的气调包装比较，对牦牛肉的保鲜效果更好，肉色稳定性更佳；李大宇[7]实验发现75% CO2+25% N2气调包装与其他方法比较，对酱牛肉的保鲜效果更佳，货架期更长。研究还显示，氧气、二氧化碳的气体浓度可能会影响食品的品质，采用100% N2对卤牛肉进行气调包装，主要是利用N2取代O2，抑制食品中微生物的呼吸, 减缓食品的氧化变质及其腐败速度[8]，达到有效抑制微生物的生长和酶促反应，较好地保持食品的品质、色泽、风味及营养，延长货架期的目的。李鹏等[9]发现酱卤制品在冷藏条件下在短时间内贮藏品质优于冻藏产品，更接近新鲜样品；窦海凤[10]探讨了不同冷藏方式对酱卤制品中微生物的抑制。但目前气调包装，尤其是纯N2和冷藏结合应用于四川卤牛肉等酱卤产品的研究缺乏。

本研究将气调包装和冷藏技术结合，采用100% N2和0～4 ℃冷藏结合贮藏卤牛肉，评估卤牛肉在贮藏过程中TBARS值、色度、菌落总数和挥发性风味物质的变化，分析产品最佳贮藏期和贮藏条件下对风味的影响，探究工业化卤牛肉较佳的贮藏保鲜方法。

1 材料与方法

1.1 卤牛肉的加工

1.1.1 原辅料

牛肉：由四川张飞牛肉有限公司提供；卤料：由肉类加工四川省重点实验室提供。

1.1.2 工艺流程

将原料牛肉整理干净，去除筋膜，分割成块状，用滚揉机滚揉后适时腌制，入卤煮锅用卤水卤制，成品冷却后100% N2气调包装，在0～4 ℃环境中冷藏。

1.2 仪器设备

1.2.1 加工设备

夹层锅、真空滚揉机：杭州艾博机械工程有限公司；气调包装机：温州市大江机械设备有限公司；其余设备：由肉类加工四川省重点实验室提供。

1.2.2 分析仪器

BCD-452型冷藏冰箱 青岛海尔集团；5977A-7890B型气相色谱-质谱联用仪(含PAL3自动进样器) 美国安捷伦公司；LRH系列生化培养箱 上海一恒科技公司；CR-400型色彩色差计 日本柯尼卡美能达公司；UV-1100型分光光度计 美谱达公司。

1.3 实验设计

对气调包装的卤牛肉在0～4 ℃环境中贮藏，在贮藏的第0，1，3，5，7，10，15，21，27天取样，进行各项指标测定。

1.4 指标测定

1.4.1 TBA值

按照GB 5009.181-2016进行测定。

1.4.2 色度

使用色彩色差计测试样品的L*值(亮度)、a*值(红度)、b*值(黄度)。

1.4.3 菌落总数

细菌总数按照GB 4789.2-2016进行测定，样品在第0，1，3，5，7，10，15，21，27天测定其菌落总数，结果以lg CFU/g (CFU, Colony-Forming Unit)表示。

1.4.4 挥发性风味成分

取3 g粉粹后的样品于15 mL顶空瓶中密封，设置CTC自动进样器对样品的前处理条件如下：加热箱温度75 ℃，加热时间45 min，样品抽取时间20 min，解吸时间5 min。

GC条件：HP-5MS UI色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；压力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；载气为He气，不分流进样；进样口温度 250 ℃；升温程序：起始温度40 ℃，保持1 min，以3 ℃/min升至85 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min升至105 ℃，保持2 min，再以12 ℃/min升至165 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃。

MS条件：电子电离源(EI)；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃；检测器电压350 V；质量扫描范围(m/z)：40～500。

定性：对化合物进行分析时，将得到的数据在仪器的NIST 14.L谱库中进行检索和匹配，选择匹配度高于80%的物质。

定量：对总离子流色谱图用峰面积归一化定量，得出各组分的相对含量。

1.5 数据分析

采用Excel进行数据统计，采用IBM SPSS Statistics 22.0软件中的Duncan程序分析数据间的显著性差异(p<0.05)和主成分分析，采用Origin 2017进行作图。

2 结果与分析

2.1 卤牛肉TBA值的变化

产品贮藏期间的TBA值变化情况见图1。

图1 卤牛肉的TBA值变化Fig.1 Changes of TBA values of stewed beef during storage

TBA值的大小反映卤牛肉中脂类物质的氧化水解程度，TBA值越高说明卤牛肉的脂类物质氧化程度越严重[11]。由图1可知，在贮藏的0～7 d卤牛肉的TBA值升高速度较慢，参考魏起超等研究的普通包装条件下卤牛肉的TBA变化情况，说明前7 d“气调+冷藏”的贮藏条件能有效延缓产品中脂质的氧化水解，从第7天开始TBA值升高的速度增大，说明第7天开始“气调+冷藏”对脂类物质氧化的抑制能力下降，影响卤牛肉的风味与受欢迎程度，在贮藏第27天时产品的TBA值达到最大值，为1.18 mg/kg，这与魏起超等研究的高阻隔包装酱牛肉的TBA值变化趋势相似。

2.2 卤牛肉色度的变化

四川卤牛肉在贮藏过程中色度的变化见表1。

表1 贮藏过程中卤牛肉色度的变化Table 1 Changes of chroma of stewed beef during storage

由表1可知，L*值为亮度值，L*值在贮藏前15 d略有降低(p>0.05)，第21天开始显著性升高，说明贮藏前15 d，“气调+冷藏”的贮藏条件对卤牛肉的亮度影响较小，Kang Sun Moon等[12]发现含氧气调包装的牛肉制品的亮度会在贮藏过程中显著降低，而本实验100% N2气调包装由于不含氧气的原因使卤牛肉在贮藏前期亮度值没有显著下降，说明“气调+冷藏”可以在贮藏前15 d有效保持产品的亮度值。在第21天亮度值升高，可能是随着贮藏时间的增加，牛肉中的水分渗出到牛肉表面，增强了对光的反射能力导致L*值升高[13]，这与魏起超等的卤牛肉贮藏实验结果相一致。a*值表示红度值，在贮藏1～15 d中a*值缓慢下降但无显著性变化，说明在前15 d，“气调+冷藏”的贮藏条件对卤牛肉a*值的影响较小，而在第21天，a*值显著性下降，说明“气调+冷藏”的贮藏条件从第21天开始对卤牛肉的红度有显著性影响，产品的a*值在贮藏过程中呈下降趋势，在贮藏过程中卤牛肉的红色不断变浅，影响消费者对产品的选择。b*值表示黄度，随着贮藏时间的增加，在贮藏过程中呈现无规律波动变化。综上，说明“气调+冷藏”在前15 d的贮藏中能较好保持产品的色度值。

2.3 卤牛肉菌落总数的变化

四川卤牛肉在贮藏过程中菌落总数变化情况见图2。

图2 贮藏过程中卤牛肉菌落总数的变化Fig.2 Changes of the total number of bacterial colonies of stewed beef during storage

由图2可知，卤牛肉在贮藏0～15 d内一直保持在0 lg CFU/g，表明“气调+冷藏”的贮藏方式在贮藏15 d内对卤牛肉有较好的抑菌效果，第21天开始卤牛肉的菌落总数开始增长并达到(3.99±0.02) lg CFU/g，第27天的菌落总数为(4.16±0.03) lg CFU/g。GB 2726-2016《食品安全国家标准 熟肉制品》规定酱卤肉的菌落总数应≤ 80000 CFU/g，即菌落总数≤ 4.90 lg CFU/g，所以该卤牛肉贮藏27 d内的菌落总数均小于该值，符合熟肉制品的食品安全国家标准。

2.4 卤牛肉挥发性风味成分的变化

2.4.1 挥发性风味物质测定分析

四川卤牛肉风味的形成主要是蛋白质、脂肪浸出物[14]和其他物质在煮制时发生的一系列变化而形成[15]。在煮制过程中,前体物质通过脂质氧化、Maillard反应和一些物质的热降解生成了各种呈味物质，从而赋予了肉以滋味和芳香味[16]。

利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪(SPME-GC-MS)测定“气调+冷藏”条件下的卤牛肉中挥发性风味物质成分，见表2。

表2 贮藏过程中卤牛肉挥发性风味物质中各类物质的变化Table 2 Changes of various substances in volatile flavor compounds of stewed beef during storage

续 表

由表2可知，“气调+冷藏”下的卤牛肉贮藏过程中共检出24种挥发性风味物质，其中，醛类3种、酮类1种、醇类10种、酯类4种、烃类4种、其他类2种。

在贮藏的第1天，卤牛肉的挥发性风味物质最多，有21种，挥发性风味物质含量高达94.34%，其中醛类3种(3.51%)、酮类1种(0.63%)、醇类8种(48.87%)、酯类4种(11.54%)、烃类3种(10.34%)、其他类2种(19.45%)。前15 d卤牛肉的风味物质种类变化较小，可能是由于气调包装与冷藏贮藏共同作用，使卤牛肉中微生物的生长和酶促反应受到了抑制，使风味衰减的速度降低。醇类物质的占比最大，在第1天时达到48.87%，其次是其他物质。卤牛肉的挥发性风味物质中，芳樟醇的相对含量最高，在贮藏过程中维持在30%左右且相对含量不断降低。

卤牛肉中主要风味成分醇类物质在27 d的贮藏时间内相对含量总体在下降，贮藏第27天的醇类物质含量、醛类物质含量与酮类物质含量相比于初期分别下降了8.78%、0.56%与0.21%。醛类物质和醇类物质是卤牛肉风味中重要的成分，在整个贮藏过程中醛类物质和醇类物质均有所减少，第7天开始由于主要风味物质醇类物质和醛类物质含量明显下降，可能导致卤牛肉的风味衰减。

2.4.2 挥发性风味物质相对气味活度值分析

挥发性风味物质对卤牛肉总体风味的贡献程度主要由阈值和相对含量共同决定[17]，通过ROAV法对卤牛肉的挥发性风味物质进行分析，确定其关键风味物质[18]。卤牛肉在贮藏过程中主要挥发性物质相对气味活度值见表3。贮藏过程中共确定7种关键风味物质(ROAV≥1)，在贮藏的第0，1，3，10，21，27天有4种，在贮藏第5天和第7天时有5种，贮藏第15天时最多，为6种，关键性风味物质主要为醇类(芳樟醇、桉叶油醇)、醛类(十六醛、壬醛)、烯类(D-柠檬烯、月桂烯)和其他类(乙基麦芽酚)。0.1≤ROAV≤1的物质对卤牛肉的风味同样具有重要的修饰作用[19]，主要有乙酸芳樟酯和茴香脑，陈旭等[20]发现卤料中茴香脑是含量成分最高的成分，而茴香脑可能与卤牛肉加工中的卤料有关[21]。

表3 卤牛肉在贮藏过程中主要挥发性物质相对气味活度值Table 3 ROAV of main volatile substances of stewed beef during storage

续 表

李娟等[22]发现酱卤牛肉主体风味物质为庚醛、壬醛、肉豆蔻醛、桉叶油醇、芳樟醇、(-)-4-萜品醇、α-松油醇、茴香脑、1-甲基萘、2-戊基呋喃，韩凯等[23]发现酱牛肉的主要风味物质为烃类、醇类和醛类物质，由于卤牛肉加工工艺有差异，所以不同卤牛肉产品之间主要风味物质有所差异，但都与本实验中“气调+冷藏”条件下卤牛肉的关键风味物质基本相同。醇类物质的阈值相对于醛类更高，但是“气调+冷藏”的卤牛肉在贮藏过程中醇类物质对风味的贡献度最大。芳樟醇香气颇佳[24]，具有铃兰香气，在贮藏期间的ROAV值只有贮藏第1天时为73.27，其余贮藏时间均高达100。桉叶油醇具有樟脑气息和清凉的草药味道，在贮藏期间的ROAV值均保持在90左右，贮藏1 d时达到100。醛类物质一般具有脂肪香味，来源于脂肪的氧化和降解[25]。卤牛肉贮藏过程中，壬醛和十六醛均为关键风味物质。

2.4.3 主成分分析

利用SPSS对贮藏期间卤牛肉的挥发性风味物质进行主成分分析，其特征值、方差贡献率和累计方差贡献率见表4。

表4 主成分分析特征值、方差贡献率及累计方差贡献率Table 4 Principal component analysis of eigenvalues, variance contribution rates and cumulative variance contribution rates

由表4可知，3个主成分的累计方差贡献率为81.810%，符合累计方差贡献率≥80%且每个主成分的特征值>1，选取3个主成分，第一主成分(PC1)的贡献率为43.746%，第二个主成分(PC2)的贡献率为25.362%，第三主成分(PC3)的贡献率为12.701%，这3个主成分代表了贮藏期间卤牛肉的风味物质。

产品贮藏过程中关键性风味物质主成分载荷图见图3，PC1中载荷正向最高的物质为α-蒎烯，载荷负向最高的物质为十六醛，PC2中载荷正向最高的物质为乙基麦芽酚，载荷负向最高的物质为桉叶油醇，PC3中载荷正向最高的物质为月桂烯，载荷负向最高的物质为十六醛。上述结果说明在贮藏过程中卤牛肉挥发性风味物质中变化最明显的物质为α-蒎烯、十六醛、乙基麦芽酚、桉叶油醇、月桂烯和十六醛。

图3 卤牛肉贮藏过程中关键性风味物质主成分载荷图Fig.3 Principal component loading diagram of key flavor substances of stewed beef during storage

3 结论

本研究将气调包装和冷链贮藏结合用于贮藏卤牛肉，评估卤牛肉在贮藏过程中TBA值、色度值、菌落总数和挥发性风味物质的变化。结果显示：在本实验100% N2气调包装和0～4 ℃冷藏条件下，贮藏7 d内可以有效抑制卤牛肉TBA值的增加速度，前15 d的贮藏中能较好保持产品的色度值，15 d内可有效抑制微生物的增长，将菌落总数控制在0数量级，而贮藏27 d的菌落总数仍符合国家标准；主要的风味物质醇类物质和醛类物质的含量在第7天开始明显降低，可能导致了卤牛肉的风味衰减。贮藏过程中关键性挥发性风味物质主要有芳樟醇、桉叶油醇、十六醛、壬醛、D-柠檬烯、月桂烯和乙基麦芽酚，在贮藏27 d内卤牛肉挥发性风味物质中变化最明显的物质为α-蒎烯、十六醛、乙基麦芽酚、桉叶油醇、月桂烯和十六醛。总体评估显示：在本实验的“气调+冷藏”贮藏条件下，卤牛肉产品在7 d内可较好地保持产品品质。