包裝材料阻隔性對牛肉冷藏保鮮效果的影響

李升升,靳義超,*,謝 鵬

(1.青海省畜牧獸醫(yī)科學院,青海西寧 810016;2.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193)

包裝材料阻隔性對牛肉冷藏保鮮效果的影響

李升升1,靳義超1,*,謝 鵬2

(1.青海省畜牧獸醫(yī)科學院,青海西寧 810016;2.中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所,北京 100193)

為研究包裝材料阻隔性對牛肉在0～4 ℃貯藏期間品質的影響,采用EVA/PE、PET/CPP、PVDC/PE3種阻隔性材料對牛肉進行真空和熱收縮包裝,并對牛肉菌落總數、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、色差值(L*、a*)、持水力、剪切力、質構等指標進行跟蹤分析。結果發(fā)現(xiàn):中阻隔和高阻隔組顯著抑制包裝袋中微生物的生長和TVB-N值的升高,中阻隔和高阻隔組在貨架期上要高于低阻隔組14 d。各處理組的亮度值L*顯著增加(p<0.05),紅度值a*差異不顯著(p>0.05)。高阻隔組的持水力大于中阻隔和低阻隔組,而各組剪切力顯著下降(p<0.05)。研究表明高阻隔材料可有效延緩牛肉品質劣變,延長牛肉的貨架期。

牛肉,阻隔性,冷藏,品質變化

隨著人們安全意識的增強,食品安全和品質越來越被關注。冷鮮肉因其營養(yǎng)豐富、味道鮮美、有利于人體消化吸收而成為肉品生產和消費的發(fā)展方向之一[1]。為了延長冷鮮肉的貨架期,國內外的專家學者開發(fā)了氣調包裝、真空包裝、熱收縮包裝、活性包裝和智能包裝等包裝技術[2]延長冷鮮牛肉的貨架期。相關研究結果表明[3-5]影響冷鮮肉新鮮度和品質的因素主要包括冷鮮肉的初始帶菌數、包裝材料、包裝方式和貯藏條件。

包裝材料的性能直接影響各種包裝方式優(yōu)勢的發(fā)揮,其中阻隔性是包裝材料的主要性能指標。包裝材料的阻隔性是指包裝材料防止小分子氣體O2、CO2、N2、水蒸氣、香味及其它有機溶劑蒸汽等透過的能力,利用高阻隔包裝材料對物品進行包裝,可有效阻隔包裝環(huán)境中氧氣、水蒸氣等的滲入,并保持包裝內的氣體成分,顯著提高包裝物品的貨架期[6-7]。張敏[8]研究發(fā)現(xiàn)高阻隔性能的氣調包裝材料對鮮豬肉的氣調保鮮效果較好。劉永吉等[9]研究了PVDC/CPP、PET/CPP、PP/CPP材料對氣調包裝魚糜制品貨架期的影響,對應的貨架期分別為42、28、21 d。

為研究包裝材料阻隔性對牛肉品質的影響,有效支撐高阻隔包裝材料可延長牛肉貨架期。本研究采用3種不同阻隔性的包裝材料對冷鮮牛肉進行真空和熱收縮包裝包裝,對貯藏過程中冷鮮牛肉菌落總數、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、色差、持水力、剪切力和質構指標進行跟蹤分析,以期為冷鮮牛肉包裝方式和包裝材料的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

牛肉:36月齡西門塔爾牛背最長肌,0～4 ℃冷庫成熟72 h。

包裝材料:選用低、中、高3種阻隔性包裝材料,包裝材料組成及氧氣、水蒸氣透過率詳見表1。

表1 包裝材料氧氣和水蒸氣透過率

注:
注:低阻隔和高阻隔材料性能由中國農業(yè)科學院農產品加工所提供;中阻隔材料性能由北京印刷學院測定。

1.2 儀器與設備

TA-XT plus型質構儀 英國Stable Micro System公司;CR-400型便攜式色差計 柯尼卡美能達(日本)公司;YYW-2型應變式控制式無側限壓力儀 南京土壤儀器廠有限公司;KDY-9820型凱氏定氮儀 北京瑞邦興業(yè)科技有限公司;DHP-9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海益恒實驗儀器有限公司;HH-4型數顯恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司;LDZM-60KCS型立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;DZ-500/2s型真空包裝機 山東省諸城市正泰機械有限責任公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 取樣及貯藏 將案板和刀具經75%(體積分數)酒精棉球擦拭后,去除牛肉上的筋膜和脂肪,分割成約180 g肉樣,用高、低阻隔包裝材料對牛肉進行真空熱收縮包裝(真空包裝后,在90 ℃水浴中熱收縮3 s,再在4 ℃冷水中冷卻),用中阻隔材料對牛肉進行真空包裝,置于0～4 ℃條件下貯藏,每隔7 d取樣分析。

1.3.2 肉色測定 打開包裝袋,將肉樣切開露出新鮮的切面放置30 min后測定樣品肉色[10],通過白板校準,將樣品置于光源下,讀取色差計顯示的亮度值L*和紅度值a*,每個肉樣測定3個平行,取平均值。

1.3.3 持水力測定 按NY/T1333-1007畜禽肉質的測定方法[11]測定。

1.3.4 剪切力測定 采用英國TX-XT plus型質構儀測定,沿平行于肌纖維方向切取30 mm×10 mm×10 mm肉樣,切刀垂直于肌纖維方向切割,剪切速度1.5 mm/s,剪切距離為40 mm。每個肉樣測定5個平行,取平均值。

1.3.5 質構測定 采用英國TX-XT plus型質構儀測定樣品的硬度、彈性、內聚性和咀嚼性[12]。將肉樣切成10 mm×10 mm×10 mm的方形,采用質地剖面分析TPA(Texture Profile Analysis)模式模擬口腔的咀嚼運動,通過對樣品的2次壓迫對肉樣進行測定[13-14]。測試參數為測試前速率為2 mm/s,測試速率為1 mm/s,測試后速率為 1 mm/s,觸發(fā)力為5 g,樣品高度為10 mm,壓縮比75%,測定間隔時間為5 s,探頭型號為P/75。TPA結果采用TPA-macro 分析。每個樣品測定5個平行,取平均值。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N值)測定 按GB/T5009.44-2003半微量凱氏定氮法[15]測定。

1.3.7 菌落總數測定 按GB4789.2-2010食品衛(wèi)生微生物學檢驗方法[16]測定。

1.4 數據分析

用Excel 2007及SPSS17.0進行數據處理,Excel 2007作圖,用鄧肯分析進行顯著性分析,p<0.01時為極顯著差異,p<0.05時為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉菌落總數的影響

菌落總數是食品品質的重要評價指標,反映食品的新鮮度。由圖1不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉菌落總數的影響可看出,隨著貯藏時間的延長,各處理組的菌落總數呈增大趨勢,且低阻隔組菌落總數顯著大于中阻隔和高阻隔組(p<0.05),低、中、高3種阻隔材料包裝牛肉的菌落總數分別在0～4 ℃貯藏的第7、21、21 d達到GB18406.3-2001農產品安全質量無公害畜禽肉安全要求規(guī)定[17]的菌落總數的最大限制6 lgCFU/g,說明高阻隔材料包裝可有效抑制包裝中微生物的繁殖,從而延長樣品的貨架期。這與李念研究[18]包裝材料的阻隔性越高,氧氣的透過率越低,腐敗菌的增殖速度越慢,貯存時間越長的結果一致。

圖1 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉菌落總數的影響Fig.1 The effect of different packaging materials ontotal bacterial count of beef during storage

2.2 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉TVB-N值的影響

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是肉品的水浸液在堿性條件下能與水蒸氣一起蒸餾出來的總氮量,是評價肉品鮮度的重要指標[19-20]。實驗初始牛肉TVB-N含量為7.33 mg/100 g,貯藏期間TVB-N的變化趨勢如圖2所示,幾組樣品的TVB-N值隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢,其中低阻隔組牛肉的TVB-N含量增長最快,中、高阻隔組TVB-N含量增長較緩慢,貯藏期間中、高阻隔組牛肉TVB-N的含量和增長速度顯著低于低阻隔組(p<0.05)。低、中、高3種阻隔材料包裝牛肉的TVB-N值分別在0～4 ℃貯藏的第7、21、21 d左右達到GB2707-2005[21]規(guī)定的針對生鮮或冷凍畜肉的TVB-N值最大限制15 mg/100 g,這說明高阻隔包裝材料可有效抑制包裝中微生物的繁殖,從而減緩蛋白質的降解,降低TVB-N含量的升高速度,使牛肉的品質緩慢下降。

圖2 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉TVB-N的影響Fig.2 The effect of different packaging materialson TVB-N of beef during storage

2.3 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉色差值的影響

肉品顏色是肉品感官品質的重要指標,是消費者選購產品的主要依據[1]。對于牛肉的亮度值L*和紅度值a*能客觀的反映牛肉的顏色變化,因此本實驗選擇L*值和a*值作為牛肉色澤的評價指標,結果如圖3所示。從圖3中可見,低阻隔和高阻隔組的L*值逐漸增大,中阻隔組的L*呈波動變化趨勢,且低阻隔組和高阻隔組的L*值顯著大于中阻隔組(p<0.05)。亮度值L*反映肉樣表面水分對光的反射能力,肉樣表面水分含量大則反射能力強,L*值大[22]。初步分析認為中阻隔組為真空包裝,而低阻隔和高阻隔組為熱收縮包裝經過冷熱刺激,破壞了肉樣組織結構,導致其保水性下降,肌肉內部水分滲出,使肉樣表面自由水增多,結果表現(xiàn)為低阻隔和高阻隔組亮度值L*大于中阻隔組。

圖3 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間L*值和a*值的影響Fig.3 The effect of different packaging materialson L* values and a* values of beef during storage

從圖3中可見,各處理組a*值先增大后減少。紅度值a*與肌紅蛋白和氧氣發(fā)生反應生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白有關,開始時牛肉處于有氧狀態(tài),肌紅蛋白和氧氣發(fā)生反應暫時生成不穩(wěn)定的鮮紅色氧合肌紅蛋白,隨著貯藏時間的延長,由于氧氣消耗,形成大量的高鐵肌紅蛋白,高鐵肌紅蛋白的大量積累,導致肉發(fā)生褐變,紅度值a*下降[5]。說明高阻隔熱收縮包裝有利于牛肉色澤的保持,延緩牛肉色澤的劣變。

2.4 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉持水力的影響

持水性與肉品的顏色、多汁性、嫩度等食用品質密切相關,還會影響食品的感官品質,也是評價食品品質的一個重要指標[23]。從圖4不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉持水力的影響可以看出,各組的持水力基本上是隨著貯藏時間的延長而逐漸下降;中阻隔和高阻隔組牛肉的持水性下降較低阻隔組慢,說明材料阻隔性越高,牛肉的持水性越好。

圖4 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉持水力的影響Fig.4 The effect of different packaging materialson water holding capacity of beef during storage

2.5 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉剪切力的影響

表2 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉質構指標的影響

注:
注:表中同一指標同列上標相同小寫字母或無上標表示差異不顯著(p>0.05),同列上標不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);表中同一指標同行上標相同大寫字母或無上標表示差異不顯著(p>0.05),同行上標不同大寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

剪切力反映肉品的嫩度,與肉品的食用品質和加工品質密切相關。從圖5不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉剪切力的影響可以看出,隨著貯藏時間的延長,各包裝組牛肉的剪切力逐漸降低(高阻隔組第21 d除外),且差異顯著(p<0.05)。低阻隔和高阻隔熱收縮包裝組的剪切力小于中阻隔真空包裝組,初步分析認為熱收縮包裝經過驟熱和驟冷過程破壞了牛肉的肌纖維結構,導致牛肉剪切力下降。說明熱收縮包裝可顯著降低牛肉的剪切力,改善牛肉的嫩度,提高牛肉的食用品質。

圖5 不同阻隔性包裝材料對貯藏期間牛肉剪切力的影響Fig.5 The effect of different packaging materialson shear force of beef during storage

2.6 不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉質構指標的影響

質構指標是反映產品品質及消費者可接受性的重要指標[24-25]。質地剖面分析(TPA)模式模擬口腔的咀嚼運動而開發(fā)出的用于客觀評價產品品質的力學測定方法[12]。不同阻隔性包裝材料對冷鮮牛肉硬度、彈性、內聚性和咀嚼性等質構指標的影響如表2所示。

硬度反映了食品保持原有形狀的內部結合力,決定了肉的食用品質[26]。低阻隔和高阻隔熱處理組樣品的硬度在貯藏期間先上升后下降,且高阻隔組硬度下降速度較慢;中阻隔處理組樣品的硬度先下降再緩慢上升再下降。分析認為低阻隔和高阻隔組由于熱收縮作用,使牛肉硬度迅速上升,之后由于牛肉結構在微生物及酶的作用下逐漸破壞,使得硬度呈現(xiàn)先上升后下將的趨勢,由于高阻隔材料可更好抑制微生物的繁殖所以高阻隔組硬度下降較慢;中阻隔處理組為真空包裝沒有熱收縮過程,牛肉硬度上升較慢,隨后也在微生物及酶的作用下呈下降趨勢。說明真空包裝可延遲牛肉硬度的上升,熱收縮包裝可促進牛肉硬度的上升;高阻隔材料有利于牛肉咀硬度的保持。樣品的彈性反映在外力作用下的恢復程度[27],是肉品組織結構的重要參數。由表2可見,牛肉的彈性在貯藏期間與初始值相比總體呈現(xiàn)下降趨勢,隨著貯藏時間的延長,蛋白質的大量變性導致肌肉間結合力的下降,從而造成牛肉彈性下降。在貯藏期間只有低阻隔組差異顯著(p<0.05),中阻隔和高阻隔組差異不顯著(p>0.05)。說明中阻隔和高阻隔材料有利于牛肉彈性的保持。內聚性也是反映肉品質構的主要指標之一。低阻隔和高阻隔熱收縮包裝組牛肉的內聚性呈現(xiàn)顯著下降(p<0.05),中阻隔真空組差異不顯著(p>0.05)。從數值上看,高阻隔組內聚性較大,說明高阻隔包裝材料有利于牛肉內聚性的保持。咀嚼性反映樣品對咀嚼發(fā)生時的持續(xù)抵抗,是對牛肉質地的綜合評價參數。低阻隔和高阻隔熱處理組樣品的咀嚼性在貯藏期間先上升后下降,且高阻隔組硬度下降速度較慢;中阻隔處理組樣品的咀嚼性先下降再緩慢上升再下降,與樣品硬度的變化趨勢一致。說明真空包裝可延遲牛肉咀嚼性的上升,熱收縮包裝可促進牛肉咀嚼性的上升;高阻隔材料有利于牛肉咀嚼性的保持。

總的來看,各處理組牛肉質構指標均隨貯藏時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢,表明牛肉的質構品質在不斷的下降,但是高阻隔熱收縮包裝牛肉的質構指標下降速度較慢,說明高阻隔熱收縮包裝可延緩牛肉硬度、彈性、內聚性、咀嚼性等質構指標的劣變,使牛肉具有更好的質構品質。

3 結論

本文研究了包裝材料阻隔性對貯藏過程中牛肉品質的影響。結果表明,中阻隔和高阻隔包裝材料顯著抑制包裝袋中微生物的生長、減緩TVB-N值的升高、延長牛肉的貨架期;熱收縮包裝較真空包裝可使牛肉具有更好色澤、剪切力、硬度、彈性、內聚性和咀嚼性。由此可見,高阻隔材料能更好保持冷鮮牛肉的色澤、延緩品質指標的劣變、延長貨架期。

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Effect of barrier property of packaging material on the quality of beef during chilling storage

LI Sheng-sheng1,JIN Yi-chao1，*,XIE Peng2

(1.Qinghai Academy of Animal and Veterinary Sciences,Xining 810016,China；2.Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

In order to study the effect of barrier property of packaging material during chilling storage,the beef sample was packed using EVA/PE，PET/CPP，PVDC/PE three different barrier packaging materials,and then physical and chemical indicators of chill beef,such as total bacteria number,total volatile basic nitrogen(TVB-N),color difference(L*value and a*value),water holding capacity,shear force and texture indexes were measured. The results indicated that medium and high barrier material group can significantly inhibit the growth of microorganisms and delay the increase of TVB-N values,the shelf life of high-barrier material group and medium-barrier material group were 14 days longer than the low-barrier material group. The L* values of the beef using three barrier packaging materials significantly increased(p<0.05),and the a* values were not significant(p>0.05). Water holding capacity of high-barrier higher than the other group while the shear force of the beef using three barrier packaging materials significantly decreased(p>0.05). In summary,high barrier packaging could effectively delay quality deterioration and extend shelf life of beef.

Beef;barrier property;chilling storage;quality change

2015-01-15

李升升(1984-)，男，碩士，助理研究員，研究方向：食品科學，E-mail:lishsh123@163.com。

*通訊作者:靳義超(1958-)，男，碩士，研究員，研究方向：畜產品加工，E-mail:jinyichao88@163.com。

農業(yè)部公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201303083)；國家星火計劃(2013GA870001)。

TS206

A

1002-0306(2015)15-0256-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.045