包裝方式對宰后牛肉成熟過程中食用品質的影響

扶慶權張萬剛王海鷗宋尚新陳守江

(1. 南京曉莊學院食品科學學院，江蘇 南京 211171；2. 南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；3. 南京農業(yè)大學肉品加工與質量控制教育部重點實驗室，江蘇 南京 210095；4. 南京農業(yè)大學食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095)

近年來，隨著人民生活水平的改善和提高，中國牛肉的銷量急劇增長，且消費者對牛肉品質的要求也越來越高[1]。嫩度、顏色和持水力是評價牛肉品質4個最重要的質量指標。顏色是評價鮮肉品質的重要指標之一，顏色的好壞不僅影響消費者衡量鮮肉的新鮮程度，還會影響消費者的購買欲望[2]。嫩度是評價鮮肉成熟過程中品質好壞的最重要感官特征和質量指標，也是決定消費者是否購買的食用品質之一[3]。持水力是肉類工業(yè)和消費者評價鮮肉品質的重要指標，它直接影響鮮肉的顏色、嫩度、硬度、多汁性、風味等食用品質[4]。

食品包裝技術廣泛應用于鮮肉的保鮮和保藏，其中托盤包裝、真空包裝和氣調包裝是目前中國市場上最常用的3種零售包裝方式。托盤包裝具有包裝簡單、成本低廉、短時間內形成鮮艷的亮紅色等特點，但托盤包裝產(chǎn)品貨架期較短，易發(fā)生蛋白質氧化和脂肪氧化，4～7 d后鮮肉表面開始褪色[5]。真空包裝能夠抑制好氧微生物的生長和繁殖，控制蛋白質氧化和脂肪氧化，從而延長鮮肉的貨架期和維持穩(wěn)定的紫紅色。然而，真空包裝很容易使產(chǎn)品變形、汁液滲出和明顯失重，降低鮮肉的持水性[6]。氣調包裝(80% O2+20% CO2)能夠延長鮮肉的貨架期，穩(wěn)定鮮肉的亮紅色長達14 d。然而，氣調包裝使用成本過高，且高濃度氧易促進不飽和脂肪酸、肌紅蛋白和肌原纖維蛋白等發(fā)生氧化，因而會導致肉制品產(chǎn)生不良風味并降低其營養(yǎng)價值[7]。

目前，國內外關于包裝方式對牛肉品質影響的研究鮮有報道。本試驗擬研究包裝方式對宰后牛肉成熟過程中色澤、嫩度、滴水損失、離心損失、蒸煮損失和水分存在方式的影響，旨在為牛肉產(chǎn)品銷售過程中選擇合理的包裝方式和成熟條件提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取體重550～700 kg的魯西×西門塔爾雜交黃牛6頭，年齡約為20個月，飼養(yǎng)環(huán)境和飼養(yǎng)模式完全相同。所有黃牛均在山東新綠食品有限公司屠宰場屠殺，屠宰方式均按照中國常規(guī)的屠宰工藝進行操作，4 ℃冷庫排酸24 h，分別從左半邊胴體的第12～13根肋骨處取下牛背最長肌。

1.2 儀器與設備

電子分析天平：AUY120型，日本島津公司；

高速勻漿機：Turrax T25 Basic型，德國IKA公司；

便攜式溫度計：Testo-105型，德國Testo AG公司；

落地式高速冷凍離心機：Avanti J-E型，美國Beckman Coulter公司；

低場核磁共振儀：PQ001型，上海紐邁電子有限公司；

質構儀：TA-XT2i型，英國Stable Micro System公司；

便攜式色差儀：CR-400型，日本柯尼美能達公司；

氣調包裝機：Smart 500型，西班牙Ulma公司；

真空包裝機：DC800-FB-E型，美國快爾衛(wèi)包裝公司；

托盤透氧包裝機：TP型，山東大宏智能設備有限公司；

水浴鍋：TW20型，德國Julabo公司。

1.3 方法

1.3.1 包裝 牛背最長肌取下后，分別剔除其可見脂肪、筋膜和結締組織，將牛肉樣品分割成大小和重量基本相同的肉塊(約300 g)，每頭肉塊混合后將其隨機均分成3組，分別進行托盤包裝[PE材料，氧氣透過率>70 cm3/(m2·d·kPa)，二氧化碳透過率>280 cm3/(m2·24 h·kPa)]、真空包裝[PA/PE材料，氧氣、二氧化碳透過率分別小于0.3，1.2 cm3/(m2·d·kPa)] 和氣調包裝[80% O2+20% CO2；PA/EVOH/PE材料，氧氣、二氧化碳透過率分別小于0.01，0.05 cm3/(m2·d·kPa)]。包裝后的牛肉模擬商業(yè)條件在4 ℃分別成熟0，4，7，10 d，在每個成熟時間點打開樣品包裝分別測定相關的品質指標。

1.3.2 肉色測定 牛肉樣品a*值(紅度值)測定使用色差儀進行，采用D65標準光源，測量孔徑為8 mm，標準視角為10°，色差儀在使用前用標準白瓷板在室溫下進行校正。在每個成熟時間點打開包裝取出肉樣，用吸水紙擦干表面水分并保持肉樣平整，選取肉樣表面的不同位置隨機測定5次，結果取其平均值。

1.3.3 剪切力測定 參考Lagerstedt等[8]的方法并進行適當修改。牛肉樣品插入熱電偶溫度計放置于蒸煮袋內，72 ℃ 水浴蒸煮處理至肉樣中心溫度達到70 ℃后，取出并用流水冷卻至室溫，用吸水紙吸干牛肉表面的水分，隨機選取肉樣沿肌纖維方向切成1 cm×1 cm×6 cm的長方形，使用質構儀垂直肌纖維方向測定樣品的剪切力。質構儀測定條件[9]：探頭類型為HDP/BS，觸發(fā)力40 g，測定前速度5 mm/s，剪切速度1.5 mm/s，測定后速度5 mm/s，下壓距離2 cm，數(shù)據(jù)獲得率為200 pps(組每秒)。每個處理樣品取3個肉塊平行測定，每個肉塊切5個肉條進行測定，結果取其平均值。

1.3.4 貯藏損失測定 參考Zhang等[10]的方法并進行一定的修改。宰后所有待包裝牛肉樣品都先用吸水紙擦干表面水分并稱重(M1)，牛肉樣品隨后進行不同類型的包裝，分別置于4 ℃冷庫分別貯藏成熟4，7，10 d，每個成熟時間點，取出牛肉樣品立即用吸水紙擦掉表面水分并稱重(M2)。貯藏損失按式(1)計算：

(1)

式中：

W——貯藏損失，%；

M1——初始重量，g；

M2——放置一定時間后的重量，g。

1.3.5 離心損失測定 參考Zhang等[11]的方法并進行適當修改。將宰后成熟0，4，7,10 d后的牛肉樣品分別切成1.0 cm×0.5 cm×0.5 cm的長條形，將樣品輕輕裝滿10 mL塑料離心管中并稱重(M1)，將裝滿牛肉的離心管放入離心機于4 ℃以40 000 ×g離心15 min，倒去離心管上層水分并用吸水紙擦掉表面水分稱重(M2)。離心損失按式(2)計算：

(2)

式中：

W——離心損失，%；

M1——離心前的重量，g；

M2——離心后的重量，g。

1.3.6 蒸煮損失測定 參考張睿[12]的方法并進行一定的修改。將宰后成熟0，4，7，10 d后的牛肉樣品切成3 cm×2 cm×2 cm大小的肉塊，用吸水紙擦去表面水分并準確稱重(M1)，將稱重后的牛肉樣品裝入高溫蒸煮袋里，并置于72 ℃ 水浴中煮至中心溫度達到70 ℃。取出蒸煮袋并用自來水充分冷卻至室溫，取出牛肉樣品用吸水紙擦掉表面水分后稱重(M2)。蒸煮損失按式(3)計算：

(3)

式中：

w——蒸煮損失，%；

M1——煮前重量，g；

M2——煮后的重量，g。

1.3.7 低場核磁測定 參考Bertram等[13]的方法并做適當?shù)男薷?。所有牛肉樣品均平行肌纖維方向分別切成1.0 cm×1.0 cm×1.5 cm大小的肉塊，將肉塊輕輕放入直徑為15 mm 的圓柱形玻璃管中，每個玻璃管裝2 g樣品，再將圓柱形玻璃管放入直徑為18 mm的圓柱形探針管中。測定之前將稱好肉樣的核磁檢測管置于室溫下平衡30 min，然后將探針管放入低場核磁取樣器中進行測定。每個樣品平行測定5次，然后取其平均值。測定時使用共振頻率為32 ℃下22.6 MHz，回波時間τ值為200 s，重復掃描4次，每2次掃描間隔2 s。樣品的弛豫時間T2值使用CPMG序列反演測定，所有數(shù)據(jù)使用多元模型分析軟件MultiExp Inv Analysis進行反演分析。結合水T2B、不易流動水T21、自由水T22以及相對應的水分含量P2B、P21、P22分別表示各種水的移動情性和分布情況。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用SAS 8.0軟件(美國SASA軟件研究所)進行單因素數(shù)據(jù)分析，不同處理組的差異采用ANOVA的方差分析，每個指標平均值的比較采用鄧肯氏多重比較，差異顯著性通過t-檢驗(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 對牛肉a*值的影響

肉色是生鮮牛肉最重要的感官品質指標之一，肉色的好壞不僅直接影響消費者的購買欲望，而且還對市場價格起著非常重要的調節(jié)作用[14]。包裝方式對牛肉樣品宰后成熟過程中肉色的影響見圖1。由圖1可知，成熟4，7，10 d時氣調包裝牛肉樣品的a*值(紅度值)顯著高于托盤包裝和真空包裝的(P<0.05)，而在成熟7，10 d時真空包裝牛肉樣品的a*值顯著高于托盤包裝牛肉樣品的(P<0.05)。a*值是評價肉色變化最重要的指標，是評價牛肉新鮮程度和衛(wèi)生安全性的直觀指標，與鮮肉的質量密切相關，與肌肉的持水率呈正相關性[15]。在牛肉成熟期間，導致a*值(紅度值)減少的原因可能是肌紅蛋白的氧化產(chǎn)生亮紅色的氧合肌紅蛋白進而轉變?yōu)楹稚母哞F肌紅蛋白。在牛肉冷藏成熟4 d時，氣調包裝和托盤包裝牛肉樣品的紅度值高于真空包裝的，表明氣調包裝和托盤包裝的牛肉樣品在有氧條件下脫氧肌紅蛋白氧化成氧合肌紅蛋白，而真空包裝的牛肉樣品在無氧狀態(tài)下未被顯著氧化[16]。在牛肉成熟第7天和第10天時，氣調包裝和真空包裝牛肉樣品的紅度值與托盤包裝相比顯示較高，表明在冷藏成熟期間，托盤包裝牛肉的氧合肌紅蛋白轉化為高鐵肌紅蛋白，真空包裝的脫氧肌紅蛋白幾乎保持不變，而在氣調包裝條件下，氣調包裝中的氧氣促進了色素氧化，并在鮮肉的表面形成氧合肌紅蛋白，形成的氧合肌紅蛋白薄層掩飾了高鐵肌紅蛋白薄層，從而延長了亮紅色的氧合肌紅蛋白顏色[17]。另外，氣調包裝中填充的高濃度氧對還原型肌紅蛋白也具有重要的保護作用。以上研究與Li等[18]報道的基本一致，結果表明氣調包裝牛肉樣品的紅度值在冷藏成熟5 d 后顯著高于其它包裝的(P<0.05)。Jayasingh等[19]也研究發(fā)現(xiàn)氣調包裝的碎牛肉冷藏成熟10 d一直保持鮮艷的亮紅色。因此，氣調包裝能有效地延長鮮牛肉顏色的穩(wěn)定性并能夠改善鮮肉的視覺特征。

不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)

Figure 1 Effects of packaging methods (AP,VP and MAP) ona*values of beef samples during 10 d of chilled storage at 4 ℃

2.2 對牛肉嫩度的影響

包裝方式對牛肉樣品宰后成熟過程中嫩度的影響見圖2。由圖2可知，牛肉成熟4 d，真空包裝牛肉樣品的嫩度顯著低于托盤包裝和氣調包裝的(P<0.05)，而托盤包裝牛肉樣品的嫩度和氣調包裝的相比無顯著性差異(P>0.05)。牛肉成熟7，10 d真空包裝牛肉樣品的嫩度顯著高于托盤包裝和氣調包裝的(P<0.05)，而托盤包裝的牛肉樣品的嫩度顯著高于氣調包裝的(P<0.05)。嫩度被認為是鮮肉質量的重要指標，與消費者的滿意度直接相關[20]。嫩度的大小一般用剪切力值來表示。在牛肉樣品成熟第7天和第10天，真空包裝牛肉樣品的嫩度顯著高于氣調包裝和托盤包裝的，可能是在宰后成熟過程中蛋白質氧化抑制了牛肉鈣激活酶的活性，從而進一步抑制了鈣蛋白酶對骨架結構蛋白的降解。Zakrys-Waliwaner等[21]報道了類似的結果，氣調包裝的牛排樣品在冷藏成熟8，14 d后的嫩度顯著低于真空包裝的(P<0.05)。Lund等[22]也報道真空包裝的豬肉樣品在冷藏8，14 d 后的嫩度顯著高于氣調包裝的(P<0.05)。

不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)

Figure 2 Effects of packaging methods (AP,VP and MAP) on WBSF of beef samples during 10 d of chilled storage at 4 ℃

2.3 對牛肉持水力的影響

包裝方式對宰后牛肉成熟過程中牛肉樣品貯藏損失的影響見圖3。由圖3可知，成熟4，7，10 d時3種包裝方式的牛肉貯藏損失呈現(xiàn)顯著性差異，真空包裝牛肉樣品的貯藏損失顯著高于托盤包裝和氣調包裝的(P<0.05)，而托盤包裝牛肉樣品的貯藏損失顯著高于氣調包裝的(P<0.05)。

不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)

Figure 3 Effect of packaging methods (AP,VP and MAP) on purge loss of beef samples during 10 d of chilled storage at 4 ℃

包裝方式對宰后成熟過程中牛肉樣品離心損失的影響見圖4。由圖4可知，牛肉成熟4 d后，真空包裝牛肉樣品的離心損失顯著高于托盤包裝和氣調包裝的(P<0.05)，而托盤包裝和氣調包裝牛肉樣品的離心損失無顯著性差異(P>0.05)。牛肉成熟7 d后，托盤包裝和真空包裝牛肉樣品的離心損失顯著高于氣調包裝的(P<0.05)，而托盤包裝和真空包裝的牛肉樣品離心損失無顯著性差異(P>0.05)。牛肉冷藏成熟10 d后，氣調包裝牛肉樣品的離心損失顯著高于真空包裝和托盤包裝的(P<0.05)，而真空包裝牛肉樣品的離心損失顯著高于托盤包裝的(P<0.05)。

不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)

Figure 4 Effect of packaging methods (AP,VP and MAP) on centrifuge loss of beef samples during 10 d of chilled storage at 4 ℃

包裝方式對宰后成熟過程中牛肉樣品蒸煮損失的影響見圖5。由圖5可知，牛肉成熟4 d后，托盤包裝牛肉樣品的蒸煮損失顯著高于氣調包裝和真空包裝的(P<0.05)，而氣調包裝牛肉樣品的蒸煮損失顯著高于真空包裝的(P<0.05)。牛肉成熟7 d后，托盤包裝和氣調包裝牛肉樣品的蒸煮損失顯著高于真空包裝的(P<0.05)，而托盤包裝牛肉樣品的蒸煮損失和氣調包裝的無顯著性差異(P>0.05)。牛肉成熟10 d后，3種包裝的牛肉樣品的蒸煮損失均無顯著性差異(P>0.05)。

不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)

Figure 5 Effect of packaging methods (AP,VP and MAP) on cooking loss of beef samples during 10 d of chilled storage at 4 ℃

弛豫時間的變化反映樣品水分的自由程度，峰面積的變化反映樣品的水分含量，也就是考察各種狀態(tài)下水分在細胞內外的結合狀態(tài)和自由移動程度。包裝方式對宰后成熟過程中牛肉樣品的低場核磁結果見表1、2和圖6。由表1可知，成熟4，7，10 d時3種包裝牛肉樣品的結合水弛豫時間均呈顯著性差異(P<0.05)，氣調包裝牛肉樣品的結合水弛豫時間顯著高于真空包裝的(P<0.05)，而真空包裝牛肉樣品的結合水弛豫時間又顯著高于托盤包裝的(P<0.05)。由表1還可知，成熟4，7，10 d時真空包裝牛肉樣品的不易流動水和自由水弛豫時間與托盤包裝和氣調包裝相比呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)，而托盤包裝牛肉樣品的不易流動水和自由水弛豫時間與氣調包裝相比無顯著性差異(P>0.05)。由表2可知，成熟4，7，10 d，真空包裝牛肉樣品的自由水含量和結合水含量與托盤包裝和氣調包裝相比有顯著性差異(P<0.05)，而托盤包裝牛肉樣品的自由水含量和結合水含量與氣調包裝相比無顯著性差異(P>0.05)；3種包裝的牛肉樣品，在宰后成熟期間不易流動水的含量均無顯著性差異(P>0.05)。持水力是生鮮牛肉最重要的品質指標之一，直接影響肉品加工企業(yè)的經(jīng)濟效益。持水力測定方法包括貯藏損失、離心損失、蒸煮損失、低場核磁共振測定水分含量和分布。貯藏損失模擬了生鮮牛肉在冷藏成熟過程中的水分損失狀況，離心損失則反映了施加外部壓力情況下牛肉保持其水分的能力。蒸煮損失則反映鮮牛肉保持水分的能力。低場核磁技術則能夠準確地分析出肌肉中不同水分的存在狀態(tài)、遷移和分布情況，從而對其持水力的高低做出準確判斷[23]。肌肉在宰后成熟過程中的貯藏損失主要來源于其中的自由水，而不易流動水和結合水與蛋白質分子表面結合緊密，在貯藏狀態(tài)中基本不會出現(xiàn)損失[24]。宰后成熟過程中，真空包裝牛肉樣品的自由水比例顯著低于托盤包裝和氣調包裝，這能夠解釋真空包裝牛肉樣品在宰后成熟過程中更高的貯藏損失。O'Keeffe等[25]研究發(fā)現(xiàn)，真空包裝的牛肉樣品與氣調包裝和托盤包裝相比，其貯藏損失均較大。這可能是真空包裝下的肉樣承受抽真空的壓力以及外界物理壓強的擠壓，肉樣中的部分自由水被擠壓出來，從而造成較大的汁液損失。而氣調包裝和托盤包裝下肉樣未受到外力作用，蛋白質網(wǎng)狀結構之間均勻疏松從而保留水分，貯藏損失也相對較小。在牛肉成熟10 d時，氣調包裝和托盤包裝牛肉樣品的離心損失顯著高于真空包裝組，表明氣調包裝和托盤包裝組具有較強的肌肉收縮能力，蛋白質結構緊密，而肌細胞之間的空隙明顯，因而能夠儲存較多水分。這與Lindahl等[26]的研究結果一致：牛肉樣品在氧化環(huán)境中能夠促進蛋白質氧化和抑制蛋白質降解，同時也會破壞骨骼肌細胞的有序性和完整性，弱化肌原纖維與水結合、貯藏水分的能力。在牛肉宰后成熟10 d，當施加蒸煮等外部壓力時，自由水與不易流動水均會從組織中流出成為汁液流失。因此，不同包裝方式下牛肉樣品的蒸煮損失均沒有顯著差異。

表1 成熟過程中不同方式包裝牛肉弛豫時間的變化?

? 不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)。

表2 成熟過程中不同方式包裝牛肉峰面積的變化?

? 不同字母表示相同成熟時間不同包裝方式下差異顯著(P<0.05)。

圖6 包裝方式對牛肉低場核磁峰面積的影響

Figure 6 Effect of packaging methods (AP,VP and MAP) on population of water molecular of beef

3 結論

與真空包裝相比，托盤包裝和氣調包裝牛肉樣品均具有較低的嫩度。氣調包裝牛肉樣品在成熟過程中一直維持鮮紅的顏色，而托盤包裝牛肉樣品成熟后期顏色較差。托盤包裝和氣調包裝牛肉樣品具有較低的貯藏損失和離心損失，托盤包裝和氣調包裝牛肉樣品的自由水含量較低，而蒸煮損失卻無顯著性差異。本試驗未研究包裝方式對牛肉顏色、嫩度和持水性影響的機理，后續(xù)工作將從脂肪氧化和蛋白質氧化角度去闡述。