李飛燕,梁榮蓉,張一敏,羅欣

近年來,冷卻牛肉由于其安全衛(wèi)生、營養(yǎng)豐富,逐漸成為肉類消費的主流。但新鮮牛肉因其高蛋白,高水分活度,在加工、貯藏、運輸和銷售等一系列過程中,極易遭受微生物的污染,引起肉品變質(zhì)。引起牛肉變質(zhì)主要是物理因素、化學因素、肉品內(nèi)源酶的作用和微生物生長繁殖而引起的破壞作用,其中致腐性微生物的作用是主要因素[1]。微生物的數(shù)量在冷卻肉品質(zhì)變化中扮演重要的角色[2-3]。冷卻肉保存在0～4℃的低溫環(huán)境中,嗜溫性微生物的生長受到了一定的抑制。然而,如果冷鏈系統(tǒng)不夠完善,微生物會迅速增殖,加速變質(zhì),甚至會對公共健康構(gòu)成潛在的威脅[4]。微生物引起的牛肉腐敗可以導致新鮮度降低,牛肉品質(zhì)的各種理化指標也隨之發(fā)生變化。李苗云等[5]通過對貯藏過程中冷卻豬肉品質(zhì)指標的關(guān)系研究,發(fā)現(xiàn)從尸胺的數(shù)量可以推知微生物的數(shù)量來判斷冷卻豬肉的腐敗程度。石飛云等[6]認為,感官鑒定能快速反映肉的品質(zhì)狀態(tài),菌落總數(shù)跟感官檢測基本一致,但揮發(fā)性鹽基氮的檢測有滯后性。國外對肉品變質(zhì)過程菌落總數(shù)的變化也有詳細的報道,用微生物、生化指標結(jié)合感官鑒定來評價貯藏期間產(chǎn)品的新鮮度和質(zhì)量[7-8],但對冷卻牛肉變質(zhì)過程中腐敗指標的相關(guān)性分析的研究很少。本實驗通過研究冷卻牛肉貯藏過程中微生物的變化趨勢、理化指標的變化規(guī)律及他們的相關(guān)性分析,為客觀評價牛肉的微生物品質(zhì)提供依據(jù),為延長冷卻牛肉貨架期提供有效手段。

1 材料與方法

1.1 材料

從山東某肉牛屠宰基地取 9條常規(guī)屠宰后牛背最長肌 (宰后 24 h的西冷),并隨機分成 3組,每組 3條。無菌操作將牛背最長肌修去筋腱后,垂直于肌纖維方向切成 25 cm2大小,厚約 1～2 cm的肉塊。將每一個肉塊分別置于低密度的聚乙烯保鮮袋中,在4℃恒溫箱中分別貯藏 0、2、4、6、8、10、12、14 d。

1.2 儀器與設(shè)備

GB204分析天平 (瑞士,Mettler Toledo);LDZX立式壓力蒸汽滅菌器 (上海申安醫(yī)療器械廠);DHG-9240A電熱鼓風干燥箱 (上海一恒科學儀器有限公司);BagMixer400均質(zhì)器 (法國,Interscience);SPX-400智能型生化培養(yǎng)箱 (寧波江南儀器廠);DK-S28電熱恒溫水浴鍋 (上海精宏實驗設(shè)備有限公司);MP120pH計 (瑞士,Mettler Toledo);UDK-126D半自動凱氏定氮儀 (意大利WELP公司);centrifuge5415D離心機 (德國,Eppendorf);SP62色差計 (美國,愛色麗 X-Rite)等。

1.3 方法

1.3.1 細菌總數(shù)的測定

每隔相應時間無菌操作取 25 g牛肉,用滅菌剪刀剪碎置于均質(zhì)拍打袋 (BagFilter(r)400 inter-science,France)中,加入 225 mL滅菌蛋白胨生理鹽水,用均質(zhì)器 (Bag Mixer(r)interscience,France)拍打60s,然后按照 1∶10稀釋 ,按照 GB4789.2-2008《食品衛(wèi)生微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》用稀釋平板法測定細菌總數(shù)。

1.3.2 嗜冷菌總數(shù)的測定

測定方法同細菌總數(shù),培養(yǎng)條件為 4℃下培養(yǎng)7d[9]。

1.3.3 pH值的測定

用便攜式 pH計按照 GB 9695.5-2008《肉與肉品 pH測定》中的方法測肉浸出液的 pH值。

1.3.4 揮發(fā)性鹽基氮 (TVB-N,total volatile basic nitrogen)的測定

每隔相應時間取相應肉樣 10.00 g絞碎攪勻,分別置于錐形瓶中,加入 100 mL水,不時振搖,浸漬 30 min后過濾,濾液置冰箱備用。按 GB/T5009.44-2003半微量凱氏定氮法測定揮發(fā)性鹽基氮含量。國家標準規(guī)定一級鮮肉≤15 mg/100 g,二級鮮肉≤20 mg/100 g,變質(zhì)肉 ≥20 mg/100 g。

1.3.5 失水率的測定

低速離心法[10]:離心速度為 3 000 r/min,離心時間為 3 min,試樣 3 g,試樣形狀為:1.5 cm ×1.5 cm ×0.5 cm。

1.3.6 色差值的測定

每隔相應時間取相應肉樣用 x-rite SP62便攜式色度儀測定L值、a值、b值(L為白度值,a為紅-綠值,b為黃-藍值)。每個樣品至少測定 3個位點,取L、a、b的平均值,并計算DE的值。DE=(a2+b2)1/2,類似于色彩的飽和度或者亮度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本實驗微生物指標的測定是每個樣品至少 2個平行,取平均值;理化指標的測定是每個樣品至少 3個重復,取平均值。各指標數(shù)據(jù)采用 EXCEL2033進行統(tǒng)計分析和作圖,SAS 9.0統(tǒng)計軟件進行相關(guān)性分析和作表。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷卻牛肉貯藏過程中微生物指標的變化

從圖1可以看出,隨著貯藏時間的延長,菌落總數(shù)和嗜冷菌總數(shù)呈不斷增長的趨勢。由于環(huán)境的改變,微生物需要適應新的環(huán)境即遲滯期,而使得前 5 d微生物數(shù)量變化不大,從第 6天開始進入對數(shù)期,第12天時有明顯的增長。對照肉品質(zhì)量衛(wèi)生指標中菌落總數(shù)的建議標準:新鮮肉為 104CFU/g以下,次鮮肉為 104～106CFU/g,變質(zhì)肉為 106CFU/g以上[11],可知第 12天時嗜冷菌數(shù)已經(jīng)遠大于 106CFU/g,且嗜冷菌增長速度較菌落總數(shù)快,這主要是因為生產(chǎn)和流通過程中,雖然冷卻肉在低溫控制下 (0～4℃),但在加工過程中會受到一些嗜冷菌污染,如嗜冷桿菌屬和假單胞菌屬等,由于這些嗜冷菌具有耐冷特性,在冷藏條件下仍然會大量生長和繁殖,最終導致冷卻肉發(fā)生腐敗變質(zhì),造成很大損失[12-13]。國外很多文獻對冷藏溫度下的肉的微生物污染情況都有詳細的描述[14-15],單從微生物數(shù)量多少來判定肉品的新鮮度是不客觀的,這主要與肉品在屠宰、加工、貯藏、運輸和銷售過程中遭受微生物污染的程度、微生物種類及其在肉品表面及其內(nèi)部是否大量生長繁殖等有關(guān)。

圖1 4℃下冷卻牛肉菌落總數(shù)與嗜冷菌總數(shù)的變化

2.2 冷卻牛肉貯藏過程中 pH值的變化

根據(jù)相關(guān)標準,肉類在低 pH值的情況下能較好的保持新鮮感[16]。新鮮肉浸液的 pH值一般在 5.6～6.0內(nèi)。由圖2可見,本實驗所取冷卻牛肉經(jīng)過 2h排酸后初始 pH值為 5.80,隨著貯藏時間的延長 pH值先降低后上升。pH值先下降是由于肌肉中糖原酵解產(chǎn)生乳酸,三磷酸腺苷也分解出磷酸,乳酸和磷酸逐漸積累,從而使肉的 pH值下降,低 pH值抑制了微生物的活動,此 pH值能維持到牛肉的成熟,大約 7～10 d左右,隨著牛肉成熟期的延長,肉中的蛋白質(zhì)在細菌、酶作用下被分解為氨和胺類化合物等堿性物質(zhì)而使 pH值升高,從圖中也可知從第 12天牛肉的 pH值迅速升高。有研究認為相比較于細菌數(shù)量,pH值等理化指標被認為是肉和肉制品微生物腐敗的化學指標[17-18]。而 pH值下降的速度和程度對貯藏過程中肉的顏色、系水力以及細菌的繁殖等均有影響。

2.3 冷卻牛肉貯藏過程中 TVB-N值和失水率的變化

圖2 4℃下冷卻牛肉 pH值的變化

揮發(fā)性鹽基氮 (TVB-N)是由于在牛肉的腐敗過程中酶和細菌對其作用,使蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氮以及胺類等有揮發(fā)性的堿性含氮物質(zhì)。從圖3可知,冷卻牛肉所含揮發(fā)性鹽基氮的量,隨腐敗變質(zhì)的進行而增加,在第 12天時迅速升高且超過 20 mg/100 g,可知實驗所用的牛肉在第 12天時已經(jīng)腐敗。但在第 14天時 TVB-N值有所降低,這可能與樣品差異性及微生物活動減弱有關(guān),具體原因還需進一步的研究。結(jié)合圖2、圖3可以看出,由于某些細菌可以水解蛋白質(zhì),從而導致 TVB-N與 pH都有增長趨勢,這與 Rodriguez等的研究結(jié)果相一致[19]。從圖3中失水率的變化趨勢圖可以看出牛肉的系水力最初變化不大,從第 10天開始系水力有所提高,這主要是因為在冷藏過程中,導致腐敗的微生物的生長繁殖需要利用牛肉中的水分,從而使得牛肉的系水力有所上升。

圖3 4℃下冷卻牛肉 TVB-N值和失水率的變化

2.4 冷卻牛肉貯藏過程中色差值的變化

色澤是影響消費者購買力的重要影響因素,而顏色的改變是產(chǎn)品腐敗的指示性標志[20]。色差值中的a值和 DE值的變化能較好的反應牛肉的色澤穩(wěn)定性[21]。圖4中的 a值和 DE值先升高是由于開始時牛肉處于有氧狀態(tài)下肌紅蛋白和氧氣發(fā)生反應暫時生成不穩(wěn)定的鮮紅色氧合肌紅蛋白[22],然后隨著氧氣的消耗,同時生成 CO2等其他產(chǎn)物,形成低氧分壓環(huán)境,氧合肌紅蛋白變成高鐵肌紅蛋白,導致牛肉的色澤逐漸變暗從而使a值和 DE值降低。從圖4中可看出a值和DE值的標準差較大,這主要是由于不同肉樣間具有差異性,但總體趨勢都是降低的。

圖4 4℃下冷卻牛肉色差值的變化

有的學者對肉作了感官評定,但是感觀評定帶有主觀因素,而且只能檢測到后期的腐敗[23-24]。本實驗通過檢測冷卻牛肉的理化指標和微生物指標,結(jié)合變化趨勢圖可以知道隨著貯藏時間的延長,微生物數(shù)量、揮發(fā)性鹽基氮都是增長的趨勢,系水性、a值、DE值呈下降趨勢,但在轉(zhuǎn)折點有顯著的變化,根據(jù)圖4的變化趨勢和拐點可確定該實驗中的冷卻牛肉在第12天時已腐敗。

2.5 微生物指標與理化指標的相關(guān)性分析

冷卻牛肉在 4℃下微生物指標和理化指標隨著貯藏時間的延長而不斷的變化,從表1通過 pearson相關(guān)系數(shù)可以確定各腐敗指標之間的關(guān)系。Byun研究了在貯藏期間不同的物理、化學指標與肉的貨架期的關(guān)系,發(fā)現(xiàn) TVB-N等指標與肉的微生物指標有關(guān)[25-26]。Eager man等比較發(fā)現(xiàn)a值與肉的感官特性相關(guān)性大[27]。表1各指標中菌落總數(shù)與 pH值、失水率顯著相關(guān),與a值、TVBN值極顯著相關(guān)并且相關(guān)系數(shù)都在 0.80以上,故菌落總數(shù)是冷卻牛肉品質(zhì)的重要影響因素。在冷卻牛肉的貯藏過程中,由于原料肉的來源不同,屠宰、加工環(huán)境和運輸過程等不同可能造成所污染的微生物有很大的不同[22,28],同時微生物之間的交互作用非常復雜,而冷卻牛肉污染的初始菌數(shù)的多少對貨架期的影響很大,McMeekin等研究發(fā)現(xiàn)食品在保藏時的腐敗部分決定因素是最初污染的菌落數(shù)[29]。因此本研究對牛肉污染的微生物與影響腐敗品質(zhì)的各指標之間的相關(guān)性研究很有重要意義。

從表1還可看出嗜冷菌與失水率、a值顯著負相關(guān),與 TVB-N極顯著相關(guān),這主要是由于冷卻牛肉在4℃的冷藏溫度下,引起腐敗的主要是嗜冷性微生物。但菌落總數(shù)與各指標的相關(guān)性比嗜冷菌大,且在實際的流通中冷卻牛肉不能一直在冷藏溫度下,嗜冷菌有一定的局限性,因此菌落總數(shù)更能反映冷卻牛肉的內(nèi)在品質(zhì)。這一結(jié)果與徐亞丹等對基于質(zhì)地及動力學特性的牛肉新鮮度檢測中的結(jié)果相一致。pH值、TVBN值是肉品質(zhì)的重要指標[30],這一結(jié)論與本研究結(jié)果不矛盾,但從表中可以確定色差a值與菌落總數(shù)在 0.01水平上相關(guān),與 DE值、TVBN值、嗜冷菌等也有較高的相關(guān)性,所以a值可以作為冷卻牛肉品質(zhì)變化的一個指標。

表1 冷卻牛肉在 4℃下各品質(zhì)指標的 Pearson相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論

冷卻牛肉在 4℃貯藏過程中隨著微生物數(shù)量的增長,各理化指標也是呈現(xiàn)不斷的動態(tài)變化,其中菌落總數(shù)與 pH值、失水率在 0.05水平上顯著相關(guān),與a值、TVBN值在 0.01水平上極顯著相關(guān),且大于嗜冷菌與各個指標的相關(guān)性,其中菌落總數(shù)與 TVBN的相關(guān)性最大,在第 12天時 TVBN值超過 20 mg/100 g,而a值與菌落總數(shù)的相關(guān)性較大且在 12 d也有顯著的降低,可確定第 12天時冷卻牛肉已腐敗。因此可根據(jù) TVBN值、a值來確定冷卻肉的微生物品質(zhì)狀況,從而為肉牛加工企業(yè)的環(huán)境和質(zhì)量安全提供保證。

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