孟婷婷,田建文,2,*,王振宇

(1.寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021; 2.寧夏回族自治區(qū)科學技術廳,寧夏銀川 750001; 3.中國農業(yè)科學院農產品加工研究所,北京 100193)

冰溫氣調貯藏對牛羊肉品質影響的研究進展

孟婷婷1,田建文1,2,*,王振宇3,*

(1.寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021; 2.寧夏回族自治區(qū)科學技術廳,寧夏銀川 750001; 3.中國農業(yè)科學院農產品加工研究所,北京 100193)

創(chuàng)新牛羊肉的貯藏保鮮技術是高品質生鮮牛羊肉及其調理制品加工的必然途徑。冰溫結合氣調貯藏技術在肉制品保鮮方面具有顯著作用。本文詳細介紹了其在牛羊肉保鮮加工中的應用,綜述了其對牛羊肉感官、加工、營養(yǎng)、衛(wèi)生品質的影響,并對其后期的研究方向做出展望,為此項技術在牛羊肉及其制品中應用提供參考。

冰溫氣調保鮮,牛羊肉,肉品質

我國羊肉產量位居世界首位,牛肉產量位居世界第三位[1],牛羊肉由于獨特的營養(yǎng)和風味,廣受消費者的喜愛。近年來,消費者對高品質生鮮牛羊肉和預制調理牛羊肉的需求逐年增加,然而牛羊肉產品極易腐敗,常溫貨架期不足2 d,冷藏貨架期不足7 d,而冷凍貯藏不利于產品風味和營養(yǎng)的保持。因此,創(chuàng)新牛羊肉貯藏保鮮技術成為高品質生鮮牛羊肉和預制調理牛羊肉的必然需求。20世紀70年代,冰溫技術首次由日本的山根召美博士提出,肉品在該貯藏條件下,各種理化變化速度較慢,能有效保持肉品鮮活。氣調包裝則是通過對貯藏環(huán)境中氧氣濃度、二氧化碳濃度等條件的控制,抑制微生物生長,減弱肉品成分氧化反應,從而實現(xiàn)延長肉品貨架期。目前,國內外學者對于牛羊肉冰溫貯藏和氣調貯藏已有了深入研究。如Wang[2]等研究了羊肉在氣調包裝貯藏過程中菌落總數(shù)的變化情況,結果表明高密度CO2氣調包裝可以顯著延長羊肉貨架期。Yang[3]研究了不同氣體組分包裝對氣調包裝牛肉背最長肌貨架期和品質的影響,發(fā)現(xiàn)有氧氣調包裝在短時間內可以維持牛肉的亮紅色。但和有氧包裝相比,無氧包裝會使牛肉具有更好的肉色穩(wěn)定性,并且較低的氧化率以及菌落總數(shù)等原因會使其貨架期更長。杜曼婷[4]等主要研究了不同的包裝方式對羊肉冰溫貯藏期間品質變化的影響,證實冰溫結合氣調包裝不僅可以延長羊肉貨架期,還能維持羊肉的鮮紅色、較好的感官品質和較低的菌落總數(shù)。趙菲[5]研究冰溫保鮮技術對牛羊肉品質影響的研究表明氣調包裝羊肉的汁液流失率少,有氧包裝羊肉的色澤、感官評分和保鮮效果最好。雖然冰溫保鮮和氣調貯藏對牛羊肉品質的影響已經進行了很多研究,但是缺乏系統(tǒng)的歸納總結,沒有對冰溫保鮮和氣調貯藏技術進行綜述概括,不利于肉品科研工作者對冰溫保鮮和氣調貯藏技術的整體理解和掌握,也不利于冰溫保鮮和氣調貯藏技術在牛羊肉加工產業(yè)中的推廣應用。

表1 冰溫氣調保鮮對牛羊肉感官品質的影響Table 1 The effect of control freezing point storage combined with modified atmosphere packaging on beef and mutton sensory quality

表2 冰溫氣調保鮮對牛羊肉加工品質的影響Table 2 The effect of control freezing point storage combined with modified atmosphere packaging on beef and mutton processing quality

因此本文結合當前冰溫及氣調保鮮技術的研究現(xiàn)狀,對冰溫保鮮和氣調貯藏技術進行綜述,重點闡述了近幾年冰溫氣調保鮮技術對牛羊肉感官、加工、營養(yǎng)、衛(wèi)生等品質的研究進展,初步闡釋了其中作用機理,并展望了冰溫結合氣調保鮮技術的發(fā)展趨勢。

1 冰溫氣調貯藏對牛羊肉感官品質的影響

牛羊肉在貯藏過程中由于受到自身酶作用及外源微生物污染,其感官品質往往會發(fā)生一些變化,如氣味、色澤、總體可接受性等感官指標是影響消費者購買的最直觀因素。

羊肉在貯藏過程中肉色、氣味、彈性和總體可接受性等感官指標會發(fā)生不同程度的變化。由表1可知,關文強[6]、劉敬斌[7]等采用不同溫度貯藏牛肉發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏24 d的牛肉色澤、氣味、總體可接受性等感官品質仍然較其他保鮮方法好。Berruga[8]、Zakrys[9]等用高氧氣調包裝貯藏鮮牛肉,發(fā)現(xiàn)高氧氣調包裝有利于肉品保持良好的色澤。隨后,Lindahl[10]、劉成龍[11]等進一步用不同的氣調包裝貯藏牛肉,發(fā)現(xiàn)高氧氣調包裝的肉品,具有良好的鮮紅色,但會隨著貯藏時間的延長逐漸降低,并且伴隨不良的氣味[12],而CO組(0.4% CO,30% CO2,69.6% N2)中的牛肉卻始終保持較穩(wěn)定的紅色,并且隨著貯藏時間的延長而增加,提高了牛肉色澤穩(wěn)定性。這可能是因為高濃度的氧氣條件使肉中的肌紅蛋白發(fā)生反應,產生呈現(xiàn)紅色的氧合肌紅蛋白[13]。隨后肉色逐漸降低的原因可能是高氧包裝中的氧分壓在貯藏過程中逐漸降低,從而促進高鐵肌紅蛋白的生成[11],而CO與脫氧肌紅蛋白結合的能力優(yōu)于氧氣。Karabagias[14]等用氣調包裝貯藏羊肉,發(fā)現(xiàn)肉品亮度顯著提高。出現(xiàn)上述結果的原因可能是氧氣充足,蛋白質結構遭到破壞,肌肉持水性變差,從而導致羊肉亮度值升高[15]。Zhu[16]、劉敬斌[7]等認為冰溫氣調包裝貯藏30 d的肉品仍無異味且總體可接受度較好。

2 冰溫氣調貯藏對牛羊肉加工品質的影響

冰溫氣調保鮮技術可以增加肉品嫩度、保水性以及出品率等加工品質。詳情如表2所示。

2.1 嫩度

肉的嫩度是影響肉品質地的重要因素[17]。冰溫氣調保鮮是提高肉品品質的有效貯藏方法,冰溫保鮮通過延緩肉品成熟期而提高肉品品質,李利[18]等用不同溫度貯藏羊肉,發(fā)現(xiàn)低溫貯藏的羊肉剪切力下降較高溫貯藏緩慢,嫩化效果更好。杜曼婷[4]、岳喜慶[19]等研究冰溫貯藏過程中鮮牛肉的品質變化,發(fā)現(xiàn)相比冷藏,冰溫貯藏可以提高肉品嫩度。推測原因是冰溫使鮮肉的后熟過程在特定的低溫環(huán)境下進行,降低微生物繁殖速度以及各種酶活力,進而最大限度保證肌原纖維蛋白的完整性[20]。除了溫度以外氧含量也是影響肉品嫩度的另一主要因素。Zakrys[21]等在冷藏條件下用不同O2體積分數(shù)的氣調包裝貯藏牛排,發(fā)現(xiàn)O2體積分數(shù)為50%的氣調包裝中肉品嫩度最好。高氧環(huán)境能夠誘導肌原纖維蛋白中的肌球蛋白通過二硫鍵交聯(lián)、聚集重鏈,肌纖維收縮,導致蛋白質對蛋白水解酶的敏感度降低而影響肉品嫩度[21]。Kim[22]、Clausen[23]等采用不同氣調包裝貯藏牛肉,發(fā)現(xiàn)高氧氣調包裝中的肉品嫩度最差。導致上述差異出現(xiàn)的原因,可能是肉嫩化的關鍵作用酶受氧氣體積分數(shù)的影響,遭受破壞程度不同而導致其嫩化效果不同。在此研究基礎上,李茜等進一步在冰溫條件下結合不同包裝方式貯藏肉品,發(fā)現(xiàn)除真空包裝組外,氣調包裝組的肉品嫩度最好。

2.2 汁液流失

汁液流失是影響肉品感官品質和營養(yǎng)價值的重要指標,也是造成宰后損耗使企業(yè)蒙受經濟損失的原因之一,因而越來越受到國內外學者的重視。Melissa[24]等認為肌肉汁液損失與僵直過程中肌纖維的收縮程度有關。Farouk[25]等認為,牛肉凍藏過程中其滴水損失與凍藏時間呈線性關系。然而,為了探究貯藏過程中肉品滴水損失的原因,李茜[15]研究發(fā)現(xiàn)肉品汁液流失可能與蛋白質的氧化變性有關。貯藏期延長促使微生物繁殖加快,各種酶的活力加快,致使蛋白質結構遭到破壞,細胞內部水分不斷移動向外流出導致肉品汁液流失。關文強等[6]進一步研究得出冰溫貯藏有利于降低肉品滴水損失的結論。由此可見冰溫保鮮可以延緩蛋白的降解,維持肌纖維的完整性,從而使肉品具有較高的保水性。李茜[15]等在冰溫條件下采用不同氣調包裝貯藏牛肉,發(fā)現(xiàn)在相同貯藏時間內,氣調包裝的滴水損失最少。而趙菲[5]、孫天利[13]、呂峰[26]、Lund[27]等在冰溫條件下用不同氣調包裝貯藏鮮羊肉,發(fā)現(xiàn)除了真空包裝外,高氧氣調包裝中的肉品滴水損失最多。

表3 保鮮方法對肉品營養(yǎng)品質的影響Table 3 The effect of preservation methods for meat nutritional quality

3 冰溫氣調貯藏對牛羊肉營養(yǎng)品質的影響

牛羊肉中具有優(yōu)質蛋白質、低脂和維生素等營養(yǎng)特點。好的保鮮方法要避免肉品營養(yǎng)價值受到損失。牛羊肉在適宜溫度下貯藏,使胴體利于完成尸僵和解僵過程,從而保持牛羊肉的營養(yǎng)價值。

牛羊肉在貯藏過程中會伴隨品質劣化的現(xiàn)象。比如脂肪氧化,蛋白質降解,氨基酸氧化修飾,水分的流失以及微生物的生長等變化都會影響肉品食用品質,進而破壞牛羊肉的風味和營養(yǎng)價值[3,7,13,22,27]。冰溫保鮮可以延緩肉品貯藏過程中脂肪氧化產物醛酮等小分子物質的產生、抑制微生物降解蛋白質生成TVB-N,以及可以緩慢積累氨基酸等風味物質。Miller等[28]研究發(fā)現(xiàn),蛋白消化性隨蛋白氧化而降低。趙菲[5]、李茜[15]等進一步研究發(fā)現(xiàn),相比冷藏條件,冰溫保鮮可以延緩肉品貯藏過程中脂肪氧化產物醛酮等小分子物質的產生,進而減緩TBARS值增長的速度。申江[29]等發(fā)現(xiàn),冰溫可以延緩微生物降解蛋白質生成TVB-N的速度。除了溫度以外,氧含量也是影響肉品營養(yǎng)價值的另一主要因素。Park[30]等發(fā)現(xiàn)肉品在氣調貯藏過程中,蛋白質被氧化,一些必需氨基酸如賴氨酸、蘇氨酸等氨基酸殘基的氧化修飾等反應都會降低肉品營養(yǎng)價值,甚至會產生一些有毒有害的物質。然而冰溫可以緩慢積累與肉質新鮮度有關的氨基酸,進而提高肉品營養(yǎng)價值。Grune[31],Morzel[32]等對蛋白消化性的深入研究發(fā)現(xiàn),溫和貯藏條件下蛋白結構變化小,有助于蛋白水解酶對蛋白的識別,從而提高蛋白消化率,進而提高肉品營養(yǎng)價值。

4 冰溫氣調貯藏對牛羊肉衛(wèi)生品質的影響

菌落總數(shù)、硫代巴比脫酸值(TBARS值)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N值)是評定肉類新鮮程度的重要指標,肉中所含的量與肉品腐敗變質程度直接相關。

4.1 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)是反映鮮肉腐敗變質的重要指標。牛羊肉在貯藏過程中,微生物的生長速率與貯藏溫度和環(huán)境中氧含量存在直接關系。李利等[18]研究發(fā)現(xiàn)溫度會影響宰后羊肉中的微生物繁殖速度。羊肉在貯藏過程中溫度越高,肉品表面的菌落總數(shù)增長就越快[33]。劉敬斌[7]、關文強等[34]發(fā)現(xiàn),牛肉初始菌落總數(shù)2.5×103CFU/g,冰溫貯藏24 d后菌落總數(shù)達到2.3×106CFU/g,肉質變質,與冷藏組相比貨架期延長了6 d。申江等[29]用不同溫度貯藏羊肉,發(fā)現(xiàn)冷藏組的羊肉在第8 d已經發(fā)生腐敗變質,而冰溫組在第12 d時肉質仍然保持新鮮。宋宏新[35]等采用不同單組分氣調包裝羊肉,發(fā)現(xiàn)CO2包裝組的抑菌效果最好,牛肉初始菌落總數(shù)103CFU/g,貯藏16 d后菌落總數(shù)達到106CFU/g,肉品變質。有研究者認為,高密度CO2在肉表面形成較高氣體分壓加大了其在肉表面溶解度,進而起到抑菌作用。Wang[2]、Esmer[36]等用不同氣體組分包裝牛羊肉,發(fā)現(xiàn)貯藏初期菌落總數(shù)103CFU/g,其貨架期隨氣體組分不同在14～32 d之間變化,菌落總數(shù)達到106CFU/g,肉品變質。一般而言,在低溫條件的協(xié)調作用下CO2的抑菌效果增強[37]。在此基礎上,劉敬斌[7]、Zhu[16]、李茜[15]、李建雄[38]等進一步對冰溫結合氣調包裝技術進行研究,發(fā)現(xiàn)相比冷藏托盤包裝,冰溫氣調包裝的肉初始菌落總數(shù)為103CFU/g,隨貯藏溫度和氣體組分的不同,其貨架期在15～42d之間變化,菌落總數(shù)達到106CFU/g,肉品變質。

表4 保鮮方法對肉品菌落總數(shù)的影響Table 4 The effect of preservation methods on the total microbial for meat

4.2 TBARS值(硫代巴比妥酸值)

TBARS值是衡量肉品中脂肪氧化程度的重要指標。李利[18]等研究發(fā)現(xiàn),在相同貯藏時間內,低溫貯藏羊肉的TBARS值要低于高溫貯藏。有研究者指出[15],就貯藏溫度而言冰溫更能有效抑制脂肪氧化。Zhu[16]、李茜等[15]進一步研究發(fā)現(xiàn),相比冷藏條件,冰溫貯藏牛肉的TBARS值增長的速度較緩慢。除此之外,Kim[22]、McMillin[39]、Rubio[40]、Yang等[3]研究發(fā)現(xiàn),氣調包裝中的氧氣比例也會影響肉品中脂肪的氧化程度,并提出氧氣濃度越高,肉品中脂肪越易被氧化的理論。推測可能是氧濃度過高使得脂肪氧化。

4.3 TVB-N值(揮發(fā)性鹽基氮)

TVB-N值是表征肉品新鮮程度的核心指標。一般而言,其含量越高,肉品腐敗味就越濃。TVB-N值升高的原因可能是肉中微生物新陳代謝旺盛且酶活力高,使得大量蛋白質被分解為氨和胺類化合物[41]。申江等[29]考察了貯藏期間溫度對肉品中TVB-N值的影響,發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏在延緩羊肉中TVB-N值方面要優(yōu)于普通冷藏和凍藏保鮮。李利[18]、李建雄[38]、秦瑞升等[42]研究結果表明,冰溫可以延緩TVB-N值的生成,貯藏24 d后 TVB-N值達到15 mg/100 g,轉變?yōu)槎夣r肉,相比冷藏組貨架期延長了14 d。推測冰溫可以抑制微生物生長繁殖,鈍化酶活性,有效克服了凍藏導致肉品蛋白質變性的現(xiàn)象。然而,除了溫度以外氧含量也是影響肉品中TVB-N值的主要因素。王志琴[43]等研究不同氣調包裝方法對保存期間的肉品TVB-N值的影響發(fā)現(xiàn),24 d后各氣調包裝組的TVB-N值超過國家限定標準15 mg/100 g,轉變?yōu)槎夣r肉。Zhu等[16]、Murphy等[44]認為,高密度CO2包裝可以抑制微生物的生長,但最后還是發(fā)現(xiàn)肉品中TVB-N值上升。導致上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是因為在貯藏期間,包裝內的CO2被肉品表面滲出的水分所吸收,從而導致微生物數(shù)量上升降解蛋白質,TVB-N值增加。Zhu等[16]進一步對冰溫結合氣調包裝技術進行研究,發(fā)現(xiàn)冰溫氣調包裝的肉,TVB-N值貯藏30 d達到國家限定標準15 mg/100 g,相比冷藏托盤包裝的肉品貨架期延長了20 d。李建雄等[38]研究發(fā)現(xiàn),冰溫結合氣調包裝下的肉品其TVB-N值在24 d仍為一級鮮肉(<15.0 mg/100 g)。所以,在冰溫結合氣調包裝的貯藏條件下,肉品中TVB-N值增長緩慢,保鮮效果較好。

表5 保鮮方法對肉品TVB-N值的影響

5 結語

目前,冰溫氣調保鮮方法已經應用于牛羊肉貯藏保鮮,保持牛羊肉的品質,特別是延長高品質生鮮牛羊肉和預制調理牛羊肉的貨架期。在今后的研究過程中,可以從以下幾個方面開展系統(tǒng)研究:貯藏過程中溫度波動對牛羊肉組成成分及包裝氣體的作用;冰溫結合氣調保鮮技術貯藏牛羊肉時,溫度、氣體比例、包裝材料等參數(shù)優(yōu)化;冰溫結合氣調包裝貯藏牛羊肉,產品的風味、質地、口感等食用品質評價;牛羊肉冰溫氣調包裝保鮮專用設備和軟件開發(fā),保持冰溫貯藏是溫度場的穩(wěn)定和氣調比例的均衡,并在線檢測溫度高低和氣體組成。

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Research advance on influence of controlled freezing-point storage and modified atmosphere packaging on beef and mutton quality

MENG Ting-ting1,TIAN Jian-wen1,2,*,WANG Zhen-yu3,*

(1.College of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.Science and Technology Department of Ningxia,Yinchuan 750001,China; 3.Institute of Agro-Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

Technology of storage and fresh-keeping of Innovative is the inevitable way to produce high quality of beef and mutton and its processing products.Controlled freezing-point storage combined with modified atmosphere packaging is positively retaining freshness.This review focuses on the application of its preservation in the processing of beef and mutton. Reviewed the effect of controlled freezing-point storage combined with modified atmosphere packaging on sensory attributes,processing quality,nutrition,hygienic quality of beef and mutton and was prospected,and theoretical references were provided to guide the research and processing of its beef and mutton and its processing products.

controlled freezing-point storage and modified-atmosphere packaging;beef and mutton;meat quality

2016-09-06

孟婷婷(1990-),女,碩士研究生,研究方向：肉品科學與技術,E-mail:15248817027@163.com。

*通訊作者:田建文(1965-),男,博士,教授,研究方向：農產品加工與貯藏,E-mail:tjw67812@126.com。 王振宇(1981-),男,博士,副研究員,研究方向：肉品科學與技術研究,E-mail:food2006wzy@163.com。

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201203009、201303083);國家現(xiàn)代肉羊產業(yè)技術體系(CARS-39)。

TS206.2

A

1002-0306(2017)07-0395-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.068