醬牛肉防腐工藝的研究

游天福

廈門中集信檢測技術(shù)有限公司 福建廈門 361100

中國是肉類生產(chǎn)和消費(fèi)大國，年產(chǎn)肉制品約占全球的三分之一[1]。近年來，牛肉逐漸成為中國第三大消費(fèi)肉類，僅次于豬肉和禽肉[2]。醬鹵肉制品是肉類制品的重要組成部分，作為傳統(tǒng)的中式食品，享譽(yù)大江南北，具有廣闊的消費(fèi)市場[3～5]。醬牛肉是醬鹵肉制品的優(yōu)秀代表，始于清代中期，源于河北滄州，由劉祿首創(chuàng)[6]。醬牛肉以牛肉為主要原料，經(jīng)過多種調(diào)味料腌制而成的一種熟肉制品，作為我國傳統(tǒng)熟肉制品，因其脂肪、膽固醇含量低，蛋白質(zhì)含量高，營養(yǎng)豐富、口感豐厚、食用方便的特點(diǎn)，受到廣大消費(fèi)者喜愛[7～9]。雖然醬牛肉制品行業(yè)近些年發(fā)展良好，但防腐保鮮工藝落后影響了其快速發(fā)展，在肉制品行業(yè)中所占份額仍然較低[10]。

肉中水分含量較大，容易滋養(yǎng)微生物，微生物是導(dǎo)致肉類腐敗變質(zhì)的根本原因，巴氏殺菌并不能完全殺滅肉中的芽孢，肉類腐敗變質(zhì)后出現(xiàn)析水、漲袋、黏稠等現(xiàn)象，給消費(fèi)者帶來極大的食品安全隱患[11～12]。單一因素的防腐工藝效果有限，而且容易帶來負(fù)面影響，比如防腐劑用量超標(biāo)，滅菌溫度過高破壞肉的營養(yǎng)成分，滅菌時(shí)間過長增大滅菌設(shè)備的壓力等。人們往往通過添加防腐劑、加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的衛(wèi)生管理、高溫高壓滅菌和氣調(diào)包裝等方式延長肉制品的保質(zhì)期[13～15]。周富裕[16](2018)、周輝[17](2017)等、張立峰[18](2017)等、徐歆[19](2011)等、Raimondi S[20](2011)等研究了復(fù)配防腐劑對(duì)醬鹵肉、西式里脊火腿、香腸、西式火腿腸、火腿片等肉制品的防腐效果。Huang M[21](2018)等、Cruz-Romero M C[22](2011)等研究了氣調(diào)包裝對(duì)雞肉的防腐效果。顧勝[6](2015)、侯寶睿[23](2012)等、海丹[24](2014)等、李大宇[25](2014)研究了復(fù)配防腐劑與氣調(diào)包裝協(xié)同處理對(duì)醬牛肉的保鮮工藝，均取得了一定的效果。

菌落總數(shù)是食品檢樣經(jīng)過處理，在一定條件下(如培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間等)培養(yǎng)后，所得每克檢樣中形成的微生物菌落總數(shù)[26]。揮發(fā)性鹽基氮是肉類由于酶和細(xì)菌的作用，在腐敗過程中使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)[27]。菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮的含量反應(yīng)了食物腐敗的程度，因此通過測定醬牛肉的菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮含量可以間接判定防腐工藝的效果。

本文對(duì)復(fù)配防腐劑、加熱溫度和加熱時(shí)間進(jìn)行了研究，旨在為醬牛肉的防腐提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器、設(shè)備

1.1.1 材料

醬牛肉，廈門市同安區(qū)永輝超市；

復(fù)配防腐劑，廈門味溢食品科技有限公司；

瓊脂，廈門市綠茵試劑玻儀有限公司；

胰蛋白胨，廈門市綠茵試劑玻儀有限公司；

酵母浸膏，廈門市綠茵試劑玻儀有限公司；

葡萄糖，廈門市綠茵試劑玻儀有限公司；

磷酸二氫鉀(分析純)，西隴化工股份有限公司；

氯化鈉(分析純)、氧化鎂(分析純)、硼酸(分析純)、鹽酸(分析純)、乙醇(分析純)、溴甲酚綠指示劑(分析純)、乙醇(分析純)、甲基紅指示劑(分析純)、乙醇(分析純)，均為西隴化工股份有限公司。

1.1.2 儀器、設(shè)備

潔凈工作臺(tái)(SW-CJ-2FD)，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；

立式壓力蒸汽滅菌鍋(YXQ-LS-30S11)，鄭州南北儀器設(shè)備有限公司；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9140A)，電熱恒溫培養(yǎng)箱(DNP-9162)，電熱恒溫水浴鍋(DK-S24)，均為上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

自動(dòng)凱氏定氮儀(K8400)，丹麥FOSS公司；

pH計(jì)(DENVER UB-7)、電子天平(TP-1102)、電子天平(TP-214)，均為北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；

均質(zhì)器(JZ-II)，天津四方電器設(shè)備廠；

振蕩器(HY-2)，金壇市宏華儀器廠；

移液器(100～1000uL)，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；

菌落計(jì)數(shù)器(QQJ-2)，上海啟前電子科技有限公司；

純水與超純水系統(tǒng)(Elix5+Milli-Q)，美國Millipore公司；

真空包裝機(jī)(OX-001)，歐信包裝機(jī)械有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 醬牛肉的制備

新鮮的醬牛肉由食品生產(chǎn)企業(yè)提供。

1.2.2 醬牛肉菌落總數(shù)的測定

按GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》的要求對(duì)醬牛肉中的菌落總數(shù)進(jìn)行測定[26]。

1.2.3 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定

按GB 5009.228-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》的要求對(duì)醬牛肉中的揮發(fā)性鹽基氮進(jìn)行測定[27]。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 不同比例的復(fù)配防腐劑對(duì)醬牛肉防腐效果的影響

事先準(zhǔn)備好5份1 000g的醬牛肉和比例分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%復(fù)配防腐劑，將各種比例的復(fù)配防腐劑配置成溶液，均勻涂抹在經(jīng)100℃沸水滅菌10min后的醬牛肉表面，按1.2.2和1.2.3要求分別在培養(yǎng)2、14、21、28、35、42、49d后測定菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮[22]。

1.2.4.2 不同滅菌溫度對(duì)醬牛肉防腐效果的影響

事先準(zhǔn)備好5份1 000g的醬牛肉，均涂抹比例為0.1%復(fù)配防腐劑溶液，裝入無菌真空袋，分別在100、105、110、115、120℃條件下滅菌10min，按1.2.2和1.2.3要求分別在培養(yǎng)2、14、21、28、35、42、49d后測定菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮。

1.2.4.3 不同滅菌時(shí)間對(duì)醬牛肉防腐效果的影響

事先準(zhǔn)備好5份1 000g的醬牛肉，均涂抹比例為0.1%復(fù)配防腐劑溶液，裝入無菌真空袋，分別在100℃沸水中滅菌10、15、20、25、30min，按1.2.2和1.2.3要求分別在培養(yǎng)2、14、21、28、35、42、49d后測定菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮。

1.2.5 正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交因素水平表

采用L25(53)正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。35d后按1.2.2要求測定菌落總數(shù)，按1.2.3要求測定揮發(fā)性鹽基氮。根據(jù)醬牛肉的菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)的配比。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 不同比例的復(fù)配防腐劑對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果分析

不同比例的復(fù)配防腐劑對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果見表2。

在同樣的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，隨著復(fù)配防腐劑比例的增加醬牛肉菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮降低；隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長，菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮也相應(yīng)增大。培養(yǎng)時(shí)間為14d時(shí)，5種比例的復(fù)配防腐劑實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)均未檢出，揮發(fā)性鹽基氮均小于1.0mg/100g。0.1%的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為21d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為1.14mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大。0.2%的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為28d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為1.21mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大。0.3%、0.4%和0.5%的實(shí)驗(yàn)組均在培養(yǎng)時(shí)間為35d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮分別為為1.11mg/100g、1.06mg/100g和0.98mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大，但同一培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)三者之間的差距較小。

2.1.2 不同滅菌溫度對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果分析

不同滅菌溫度對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果見表3。

表3 不同滅菌溫度對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果表

在同樣的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，隨著滅菌溫度的增加醬牛肉菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮降低；隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長，菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮也相應(yīng)增大。培養(yǎng)時(shí)間為2d時(shí)，5種滅菌溫度的實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)均未檢出，揮發(fā)性鹽基氮均小于0.4mg/100g。100℃滅菌的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為14d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為0.81mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大。105℃滅菌的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為21d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為1.03mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大。110℃、115℃和120℃滅菌的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為35d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，均為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為分別1.34mg/100g、1.24mg/100g和1.18mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大，但同一培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)三者之間的差距較小。

2.1.3 不同滅菌時(shí)間對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果分析

不同滅菌時(shí)間對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果見表4。

表4 不同滅菌時(shí)間對(duì)醬牛肉防腐效果的影響結(jié)果表

在同樣的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，隨著滅菌時(shí)間的增加醬牛肉菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮降低；隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長，菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮也相應(yīng)增大。培養(yǎng)時(shí)間為14d時(shí)，5種滅菌時(shí)間的實(shí)驗(yàn)組菌落總數(shù)均未檢出，揮發(fā)性鹽基氮均小于1.0mg/100g。10min滅菌的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為21d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為1.12mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大。15min、20min、25min和30min滅菌的實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)時(shí)間為28d時(shí)開始檢出菌落總數(shù)，均為10CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為分別1.26mg/100g、1.14mg/100g、1.03mg/100g和0.93mg/100g，隨著時(shí)間增長逐漸增大，但同一培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)四者之間的差距較小。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

利用SPSSAU軟件對(duì)正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行處理；由表5和表6中極差R大小可知，影響防腐效果的因素依次為：A(復(fù)配防腐劑比例)>B(滅菌溫度)>C(滅菌時(shí)間)。

表5顯示最優(yōu)防腐方案A4B4C3或A4B5C3或A5B4C3或A5B5C3，表6顯示最優(yōu)防腐方案A5B5C3。當(dāng)復(fù)配防腐劑比例達(dá)到0.4%、滅菌溫度達(dá)到115℃時(shí)，再增加復(fù)配防腐劑比例和滅菌溫度，揮發(fā)性鹽基氮變化很小；考慮到復(fù)配防腐劑在達(dá)到預(yù)期的效果下應(yīng)盡可能降低在食品中的用量以及生產(chǎn)成本，綜合得出最優(yōu)的防腐方案為A4B4C3，即復(fù)配防腐劑比例0.4%、滅菌溫度115℃、滅菌時(shí)間20min的條件下防腐效果最好。

表5 菌落總數(shù)正交試驗(yàn)結(jié)果表

續(xù)表5

表6 揮發(fā)性鹽基氮正交試驗(yàn)結(jié)果表

續(xù)表6

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)研究了復(fù)配防腐劑比例、滅菌溫度、滅菌時(shí)間對(duì)醬牛肉的防腐效果；在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了醬牛肉的防腐工藝，結(jié)果表明，影響防腐效果的因素依次為：A(復(fù)配防腐劑比例)>B(滅菌溫度)>C(滅菌時(shí)間)，最優(yōu)的防腐工藝為復(fù)配防腐劑比例0.4%、滅菌溫度115℃、滅菌時(shí)間20min，在此條件下防腐效果最好。在此條件下，49d內(nèi)菌落總數(shù)為0CFU/g，揮發(fā)性鹽基氮為0.28mg/100g。