格桑卓瑪,趙見營,阮貴萍,張迎陽,田 甜,章建浩
(國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心,教育部肉品加工與質(zhì)量控制重點實驗室,農(nóng)業(yè)部農(nóng)畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點開放實驗室,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京210095)
調(diào)理肉制品是以生鮮肉為主要原料,并加入添加劑、配料及香辛料等,經(jīng)簡單加工后,以包裝或散裝形式在冷凍(-18℃)或冷藏(0~4℃)或常溫條件下貯存、運輸、銷售,主要特點是可直接食用或經(jīng)簡單加工、處理就可食用的肉制品。調(diào)理肉制品在不斷地發(fā)展演變,引導(dǎo)著健康飲食文化的潮流[1]。它不僅具有較長的保質(zhì)期,而且便于消費者購買,在美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)調(diào)理肉制品在調(diào)理食品中占有重要比重[2]。有研究表明,添加醋酸的殼聚糖對醬牛肉進行涂膜保鮮,抑制了醬牛大蒜油在生雞肉香腸中的抗氧化性和抗菌能力[3]。也有文章指出調(diào)理時加入新鮮的大蒜、大蒜粉,肉的貨架期延長至兩周[4]。研究表明,1.5%丁香+3%桂皮+0.05%Nisin組合能夠抑制醬牛肉中腐敗微生物的生長繁殖,而且維持了產(chǎn)品的香味和細嫩的口感,同時也改善了醬牛肉的營養(yǎng)[5]。研究結(jié)果說明,添加香辛料等調(diào)味劑對于延長肉制品貨架期有重要作用。在國外氣調(diào)包裝的新鮮肉又稱為冷卻肉(chilled fresh meat)或冷藏肉,國外很多學(xué)者研究氣調(diào)包裝技術(shù)在肉類保鮮中的應(yīng)用而且取得了一定的成果[6-7]。氣調(diào)保鮮方面的研究成果表明,氣調(diào)保鮮肉優(yōu)于真空包裝及冷凍保存,保持了新鮮肉的色澤、風(fēng)味,深受消費者的歡迎[8]。有文章指出與殼聚糖涂膜相比,氣調(diào)包裝對冷卻肉具有更好的保鮮效果,且感官質(zhì)量也更好,冷卻肉保質(zhì)期可達到7d以上[9];高O2、高CO2MAP和2%NaCl處理(70%O2,30%CO2,2%NaCl)對生鮮豬肉的抑菌保鮮效果顯著[10]。氣調(diào)包裝中O2含量的增加,保鮮效果逐漸增強,當(dāng)O2體積分數(shù)為75%時,保鮮效果最佳,繼續(xù)增加O2含量,保鮮效果反而下降[11]。本實驗中采用高氧氣調(diào)包裝,即70%O2,30%CO2的包裝方式。目前我國肉類制品還主要是以高溫火腿腸為主,而代表肉制品發(fā)展方向、市場前景看好的低溫調(diào)理肉制品比例很低,這直接影響著我國肉類加工的長遠發(fā)展和國際競爭力。本課題以牛肉為原料,研究其調(diào)理方法及調(diào)理后產(chǎn)品的氣調(diào)包裝保鮮效果,依據(jù)實驗室前期研究結(jié)果設(shè)計正交實驗。這將為以后開展牛肉調(diào)理及產(chǎn)品保鮮提供理論及技術(shù)指導(dǎo),同時對推動我國調(diào)理牛肉制品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。
牛肉 取當(dāng)天進入蘇果超市的生鮮冷卻牛肉,按設(shè)定實驗方案預(yù)處理、將原料肉剔除筋、膜、骨、肥肉以及其他雜質(zhì)后,按照肌纖維的方向切成100g左右的方塊。所有與肉接觸的刀具、儀器都用75%的酒精消毒,紫外滅菌30min,然后按70%O2,30%CO2氣調(diào)包裝。完成高氧MAP,包裝試樣置于4℃貯藏;香辛料 椒鹽、孜然、黑胡椒、食鹽、生理鹽水;培養(yǎng)基 蒸餾水1000mL、pH7.0±0.2、在121℃高壓滅菌15min。
MAP-H360復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝機 蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司;SW-CJ-IFD單人單面凈化工作臺蘇州凈化設(shè)備有限公司;水浴恒溫振蕩器 國華電器有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;色差計 日本MINOLTA集團;數(shù)顯式肌肉嫩度剪儀 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院;手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;PP熱成型盒 蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司。
1.2.1 生鮮調(diào)理牛肉的制備 實驗操作程序:新鮮牛肉→清洗→切塊→添加輔料腌制→生鮮調(diào)理牛肉→氣調(diào)包裝→4℃冷藏(2、4、6、8、10d)→ 指標(biāo)測定
1.2.2 MAP包裝方法 選用PP熱成型盒,取調(diào)理后的生鮮肉100g分裝在包裝盒中,選用PET(或PA)為蓋膜進行氣調(diào)保鮮包裝。
1.2.3 高氧MAP正交實驗方法 以食鹽、復(fù)合香辛料、料酒含量為實驗因素,按照L9(34)正交表進行3因素3水平正交實驗,實驗因素水平見表1,實驗設(shè)計見表2。以未調(diào)理牛肉為對照組,從第2d開始每隔2d測定一次色差、pH和菌落總數(shù),到第10d為止;重復(fù)樣品數(shù)n=3。處理組均數(shù)為對正交實驗各組中同一實驗組各時間點指標(biāo)的均值進行對比分析;亞處理組均數(shù)為對不同時間點時,正交實驗各組的均值進行對比分析。
1.2.4 實驗指標(biāo)的測定
1.2.4.1 pH 精確稱取10g肉樣于80mL離心管中,然后加10mL蒸餾水用高速勻漿機勻漿1min,勻漿結(jié)束后立即用pH計插入肉樣,測定勻漿物的pH,每次測定重復(fù)三次。評價標(biāo)準(zhǔn)為:新鮮肉的pH5.8~6.2,次鮮肉的pH6.3~6.6,變質(zhì)肉的pH6.7以上[12]。
1.2.4.2 色差值 應(yīng)用日本MINOLTA濾鏡式色彩色差儀,色差計用標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)后,在樣品肌肉層表面測L*、a*、b*值,每個樣品表面隨機測六點,取平均值[13]。
1.2.4.3 微生物指標(biāo) 按GB 4789.2-2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)測定。
衛(wèi)生質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對照肉品菌落總數(shù)一般建議標(biāo)準(zhǔn):新鮮肉為104個/g以下,次鮮肉為104~106個/g,變質(zhì)肉為106個/g以上[15]。
用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)整理與作圖;用SAS 8.2(SAS Institute Inc.,Cary,North Carolina,USA)統(tǒng)計軟件進行方差分析,不同平均值之間利用LSD法進行差異顯著性檢驗。
2.1.1 pH變化 表3為生鮮調(diào)理牛肉高氧MAP正交實驗pH分析結(jié)果,在儲藏過程中實驗組與對照組有顯著差異(見表3),可能的原因是隨著牛肉存儲時間的延長,肌肉中蛋白質(zhì)、肌糖原等大分子物質(zhì)在細菌和酶的作用下分解及其無機鹽類含量的升高、不飽和脂肪酸含量降低使肉中pH升高。pH是評價生鮮牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo),對肉的腐敗變質(zhì)有重要作用[16],并且直接影響到牛肉的外觀和氣味,因此保持牛肉的儲藏時間穩(wěn)定其pH,對牛肉的品質(zhì)有重要作用。從表3中看出9個處理組pH在2、4、8、10d的不同水平間差異顯著,但在同一水平間無顯著差異,第6d各組及處理組同一水平間無明顯差異,其值分布在5.8~6.1之間。9個處理組pH隨時間呈顯著升高的趨勢(p<0.05),且在6d后pH最大達到6.1,說明6d時高氧MAP生鮮牛肉處于新鮮狀態(tài)。
2.1.2 菌落總數(shù)值變化 表4為生鮮牛肉高氧MAP正交實驗菌落總數(shù)分析結(jié)果,表中顯示對照組菌落總數(shù)隨貯藏天數(shù)增加呈顯著上升趨勢(見表4),實驗組菌落總數(shù)隨時間呈現(xiàn)先降后升的趨勢,該趨勢與章建浩等[13]超市生鮮豬肉高氧MAP氣調(diào)保鮮包裝研究結(jié)果大致相同,在第6d后菌落總數(shù)顯著上升。因為菌落總數(shù)是衡量生鮮肉品質(zhì)的重要內(nèi)在因素,控制菌落總數(shù)可直接保持肉的新鮮程度,高氧氣調(diào)包裝可有效地抑制生鮮肉中菌類的生長,延長貨架期。表中各個儲藏時間內(nèi)9個處理組菌落總數(shù)均數(shù)差異顯著(p<0.05),說明食鹽料酒等在生鮮牛肉的調(diào)理中有一定的抑菌作用。在菌落總數(shù)隨時間變化的趨勢中不同時間內(nèi)有顯著差異(p<0.05),在第6d時達到最低,取值在4.97~5.30之間,達到國家二級生鮮牛肉標(biāo)準(zhǔn),保持了生鮮肉的最佳新鮮程度,在第8d后,部分菌落總數(shù)已超過106CFU/mL,腐敗變質(zhì)。因此應(yīng)取生鮮牛肉MAP保鮮時間為6d,與pH分析結(jié)果有良好的一致性。
2.1.3 色差(a*)變化 表5為生鮮牛肉高氧MAP正交實驗色差(a*)分析結(jié)果。處理組均數(shù)a*在同一時間內(nèi)并無顯著差異(p>0.05),主要原因是各處理組在同一包裝環(huán)境內(nèi)。從表中看出在整體儲藏過程中牛肉的顏色逐漸變暗,表現(xiàn)為儲藏過程中a*不斷降低,肌肉中色澤變化主要與肌漿蛋白有關(guān),因此可能因為隨貯藏時間的延長,肌粒中蛋白滲出及肌漿蛋白滲出物被氧化,使牛肉顏色變暗。在市場消費中,色差因其直觀性成為評價超市生鮮牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo),并可直接用來直接評價牛肉的新鮮度,因此保持牛肉的鮮紅度對保持肉的品質(zhì)有重要作用。在本實驗儲藏過程中前6d均有較高的紅度值,在第6d后紅度值有明顯的下降趨勢,并在第8d時,下降到8左右,因此為保持牛肉的鮮紅應(yīng)取儲藏時間為6d。
綜合2.1對各指標(biāo)分析,為盡量延長生鮮牛肉貨架期,本實驗采用生鮮牛肉MAP保鮮時間為第6d時進行分析,正交實驗結(jié)果如表6所示。
從表6極差分析結(jié)果得出各實驗因素對各指標(biāo)影響的主次順序和各指標(biāo)的最優(yōu)水平組合:在pH最優(yōu)因素水平中,因素A、B均取第二水平,因素C取第一水平,即A2B2C1,影響主次為食鹽>香辛料>料酒;三因素對菌落總數(shù)取值均為第二水平,即A2B2C2,且影響主次與pH相同;對于a*,因素A取第三水平,因素B、C均取第一水平,即A3B1C1,影響主次為香辛料>食鹽>料酒。由上述分析,因素A對pH和菌落總數(shù)的影響大小排在第一位,為主要因素;對于pH、菌落總數(shù),A因素均取第2水平為好;而對于a*因素,因素A三個水平無顯著差異,故綜合考慮因素A應(yīng)取第2水平。對因素B,pH和菌落總數(shù)取第2水平為好;因素C為次要因素,本文主要研究生鮮調(diào)理對保鮮的影響,故綜合考慮三水平對實驗結(jié)果影響,應(yīng)取第2水平為好。
通過各因素對各指標(biāo)影響的綜合分析,得出較好的實驗方案為A2B2C2,即食鹽添加量0.8%,料酒添加量2.0g,香辛料添加量0.6%。
2.2.1 回歸分析優(yōu)化 菌落總數(shù)可影響到生鮮牛肉的pH、嫩度及紅度,直接反映其貨架期的長短,以菌落總數(shù)為目標(biāo)函數(shù)進行二次多項式回歸,由各因素及其交互作用對菌落總數(shù)的影響得回歸方程:
式中:A為食鹽添加量;B為料酒添加量;C為香辛料添加量。方程R2=0.8785,R2adj=0.8245,說明方程有較高的擬合度(p<0.001)。由模型t驗結(jié)果得出,整個回歸模型是極顯著的(p<0.01),能夠用于進一步分析各因素對菌落總數(shù)的交互作用。
以菌落總數(shù)最小值為目標(biāo)值,用Lingo 11.0優(yōu)化軟件對正交實驗結(jié)果進行優(yōu)化,得到最優(yōu)條件:食鹽添加量0.9%,料酒添加量2.0g,香辛料添加量0.6%。與直觀分析結(jié)果基本一致。
對于回歸分析結(jié)果(食鹽添加量0.9%,料酒添加量2.0g,香辛料添加量0.6%),直觀分析結(jié)果(食鹽添加量0.8%,料酒添加量2.0g,香辛料添加量0.6%)均不在正交實驗組內(nèi),因此對優(yōu)化條件進行驗證實驗。結(jié)果分別為:直觀分析結(jié)果中菌落總數(shù)為4.97lgCFU/mL、a*為11.93、pH=5.75;回歸分析結(jié)果中菌落總數(shù)為4.933lg CFU/mL、a*為12.23、pH=5.76,綜合分析后可得回歸分析條件是可行的。
2.2.2 鹽分、料酒、香辛料對菌落總數(shù)交互作用分析
對各因素二次項及交互作用分析后得出,二次項對菌落總數(shù)有極顯著影響(p<0.01),食鹽與料酒、食鹽與香辛料之間對菌落總數(shù)都有極顯著交互作用(p<0.01),而香辛料與料酒對菌落總數(shù)無明顯交互作用。
2.2.2.1 食鹽添加量和料酒對菌落總數(shù)的交互作用由式(1)固定因素C=0.6%得到:
圖1是固定C(香辛料)=0.6%時,食鹽添加量和料酒對菌落總數(shù)的交互作用曲面圖??梢悦黠@的看出,料酒和鹽添加量對菌落總數(shù)有明顯的交互作用,隨食鹽添加量由低到高的變化菌落總數(shù)呈先降后升的趨勢,可能的原因是隨食鹽添加量的變大,對菌的抑制作用也逐漸增強。具體關(guān)于鹽添加量對料酒臨界值的影響見表7。當(dāng)食鹽添加量為0.9%時,料酒的臨界值為1.98g,與正交實驗分析結(jié)果基本一致,存在些許差異的原因可能是實驗操作存在誤差及方程并不能完全反映正交實驗結(jié)果(R2adj=0.8245)。將表中料酒臨界值與鹽添加量進行線性回歸分析,可看出兩者呈線性關(guān)系(B=-2.812A+4.514,R2=1)。
對于食鹽添加量臨界值的變化,當(dāng)料酒添加量在1.75~2.0g時,食鹽添加量存在臨界值,且在這一范圍內(nèi)鹽添加量呈降低趨勢。具體料酒對鹽添加量臨界值的影響見表8。表中結(jié)果表明當(dāng)料酒添加量為2.0g時食鹽添加量的臨界值為0.82%,和與正交實驗分析結(jié)果基本一致。另外,表中料酒對食鹽添加量臨界值進行線性回歸分析結(jié)果(A=-0.709B+0.961,R2=1)也表明鹽添加量對菌落總數(shù)影響的臨界值隨著料酒的增加而呈線性下降趨勢。由于在生鮮牛肉的調(diào)理過程中的鹽和料酒添加量對肉中菌落總數(shù)有顯著作用,因此以上實驗結(jié)果表明,在生鮮牛肉的調(diào)理過程中我們可以通過調(diào)控鹽及料酒的添加量來實現(xiàn)對生鮮肉品質(zhì)的調(diào)控。
2.2.2.2 鹽添加量與香辛料對菌落總數(shù)的交互作用由(式1)固定因素B=2.0g得到:
菌落總數(shù)=9.135-9.134A-0.422C+6.687A2+4.803C2-5.479AC 式(3)
圖2顯示了料酒添加量為2.0g時,鹽和香辛料添加量對菌落總數(shù)影響情況的交互作用。可以看出鹽添加量和香辛料對菌落總數(shù)有顯著交互影響效應(yīng),當(dāng)香辛料添加量為0.6%,食鹽添加量在0.8%~0.9%時,菌落總數(shù)存在最小值,這一結(jié)果與前面料酒與鹽添加量對菌落總數(shù)的交互作用研究結(jié)果有良好的一致性。影響菌落總數(shù)的香辛料臨界值隨鹽添加量的具體變化情況見表9,對表中二者添加量線性回歸分析,可以發(fā)現(xiàn)影響菌落總數(shù)的香辛料臨界值以鹽含量增大0.1%升高0.57%的速率線性升高(C=0.57A+0.044,R2=1)。
不同香辛料添加量對食鹽添加量的臨界值的影響見表10,從表中可看出,當(dāng)香辛料為0.6%時,影響菌落總數(shù)的食鹽添加量臨界值為0.9%,與正交實驗結(jié)果大致一致。在此基礎(chǔ)上對表中香辛料和鹽添加量臨界值做線性回歸分析,可得食鹽添加量臨界值與香辛料呈線性升高趨勢(A=0.399C+0.665,R2=1)。在正交實驗直觀分析結(jié)果中已得出香辛料對調(diào)理牛肉菌落總數(shù)的影響為次要因素,可以利用香辛料的臨界值與鹽添加量線性升高的趨勢調(diào)節(jié)香辛料的添加量,從而實現(xiàn)對生鮮牛肉品質(zhì)的調(diào)控。
生鮮牛肉高氧氣調(diào)包裝(MAP)在4℃儲藏過程中,菌落總數(shù)在儲藏過程中呈先降后升,并且在第6d達到國家二級牛肉標(biāo)準(zhǔn),第8d時有臭味也有明顯的變質(zhì)現(xiàn)象。在以食鹽、香辛料、料酒添加量為實驗因素的正交實驗中,以第6d菌落總數(shù)為目標(biāo)函數(shù)值作二次多項式回歸優(yōu)化得最優(yōu)配料為食鹽添加量0.9%、料酒添加量2.0g、香辛料添加量0.6%。此調(diào)理條件下生鮮牛肉高氧MAP 4℃儲藏6d時菌落總數(shù)為4.933、a*值為12.23、pH=5.76;方差分析和因素交互作用分析結(jié)果說明了食鹽可有效的抑菌,食鹽添加量和香辛料添加量對菌落總數(shù)的影響有顯著交互作用,當(dāng)香辛料添加量為0.6%,食鹽添加量在0.8%~0.9%時,菌落總數(shù)存在最小值,并且料酒和香辛料的添加對生鮮牛肉的感官理化品質(zhì)也有重要影響。本次實驗通過不同配料的添加,抑菌保鮮效果顯著,且提高了生鮮牛肉的風(fēng)味品質(zhì),為生鮮調(diào)理牛肉產(chǎn)品的開發(fā)提供了一種思路。
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