郝瑞，余群力*，陳顥予，鄭婭，韓廣星，韓明山，朱躍明

1(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州， 730070)2(甘肅祁連牧歌實業(yè)公司，甘肅 張掖， 734000)3(山東綠潤食品有限公司，山東 臨沂， 276000)4(內(nèi)蒙古科爾沁牛業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古 通遼， 028000)5(張掖市萬禾草畜產(chǎn)業(yè)科技開發(fā)公司，甘肅 張掖， 734000)

我國人口眾多，肉類生產(chǎn)消費量大，牛肉產(chǎn)量位居世界第三，牛肉產(chǎn)量還在持續(xù)增長[1]。2019上半年，牛肉產(chǎn)量同比增長0.6%，牛肉交易量同比增加 4.9%，需求繼續(xù)呈增長態(tài)勢[2]。牛肉具有高蛋白質(zhì)低脂肪、營養(yǎng)豐富且味道鮮美的特點[3]，在貯藏、運輸和銷售過程中，牛肉很易受到外部微生物的污染或自身酶的作用而導(dǎo)致腐敗變質(zhì)[4]。保鮮劑對冷卻牛肉腐敗變質(zhì)的原因起到抑制作用，可延長冷卻肉的貨架期。目前，最常用的保鮮劑分為兩類:天然保鮮劑和人工保鮮劑[5]。天然保鮮劑安全可靠，抑菌性強，有些還具有較強的抗氧化性，對于延長牛肉的貯藏期有較好的效果[6],它也符合倡導(dǎo)自然、安全和健康的現(xiàn)代生活理念，因此，關(guān)于天然物質(zhì)在肉類保鮮中應(yīng)用的研究越來越多，開發(fā)環(huán)保高效的天然保鮮劑具有廣闊的應(yīng)用前景[7-8]。

與其他防腐劑相比，聚賴氨酸具有廣泛的抗菌譜、良好的穩(wěn)定性和耐高溫等優(yōu)點[9]，能夠在人體內(nèi)分解為賴氨酸，無任何毒副作用，可作為賴氨酸的來源。劉驍?shù)萚10]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)多聚賴氨酸處理的冷卻豬肉能有效抑制微生物生長，且具有一定護(hù)色效果，延長冷卻豬肉的貨架期。FAN等[11]研究了豬肉中馬齒莧提取物的冷藏保鮮效果，結(jié)果表明馬齒莧提取物具有較強的抗氧化活性，能顯著抑制微生物生長，延緩脂質(zhì)氧化。木犀草素能夠很好地清除自由基，為細(xì)胞氧化損傷提供保護(hù)作用[12]。DHEKRA等[13]將木犀草素作為一種天然防腐劑應(yīng)用于4 ℃貯藏30 d的接種肉糜中結(jié)果表明，該組分對單核細(xì)胞增多性李斯特菌有明顯的抑制作用，對冷藏過程中微生物的生長有一定的抑制作用。適宜的低溫是保持生鮮食品(果蔬、鮮肉、海產(chǎn)品)新鮮的重要條件。采用幾種天然抑菌抗氧化劑進(jìn)行復(fù)合保鮮，既可發(fā)揮抗氧化抑菌效果，又可以減少單一保鮮劑的局限性[14]。冰溫技術(shù)即在不出現(xiàn)凍結(jié)的條件下，溫度越低，保鮮時間越長效果越好，食品貯藏在0 ℃以下冰點以上的不凍結(jié)狀態(tài)，屬于非凍結(jié)保存。目前，冷卻肉主要在4 ℃條件下銷售，由于生產(chǎn)衛(wèi)生條件良莠不齊，貨架期較短，一般只有4 d左右(4 ℃)，這勢必會造成冷卻肉銷售的局限性[15]。冰溫保鮮可以對生物細(xì)胞起到低溫脅迫作用，避免細(xì)胞凍結(jié)，維持細(xì)胞的存活狀態(tài)，同時低溫能夠抑制微生物代謝和多數(shù)酶的活性[16-18]。既能有效保持鮮肉的品質(zhì)，又克服了冷凍鮮肉解凍后的質(zhì)構(gòu)劣變和汁液損失[19]，因此能夠較好地保持生鮮產(chǎn)品品質(zhì)。

本文試驗以牛背最長肌為研究對象，采用了4 ℃冷藏、冰溫保鮮及冰溫保鮮與天然保鮮劑結(jié)合3種保鮮方式進(jìn)行處理，測定牛肉貯藏0、4、8、12、16、20及24 d的硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)值、揮發(fā)性鹽基氮含量(total volatile basic nitrogen，TVB-N)、色差值、菌落總數(shù)等指標(biāo)的變化并結(jié)合感官評價，探究天然保鮮劑結(jié)合冰溫保鮮與其他保鮮方式在牛肉保鮮效果上的差異，旨在為使用天然保鮮劑的冰溫保鮮技術(shù)在延長牛肉貨架期中提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉：西門塔爾雜交牛樣本采自甘肅省張掖市祁連牧歌股份有限公司，選取同一牧場、生長發(fā)育正常、健康無病、體重均勻、年齡2～4歲的西門塔爾雜交牛10頭，禁食16～18 h，禁水2 h。屠后立即取牛胴體中部背最長肌肉樣備用。

多聚賴氨酸、馬齒莧提取物、木犀草素(均為食品級),河南萬邦實業(yè)有限公司;三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、2-硫代巴比妥酸、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠等，均為分析純，購于天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

可程式恒溫恒濕試驗箱,合肥安科環(huán)境試驗設(shè)備有限公司；CR-10型色度計,柯尼美能達(dá)有限公司；SP-756P型紫外可見分光光度計,上海光譜儀器有限公司；L93-3型溫度記錄儀,杭州路格科技有限公司；HWS12型電熱恒溫水浴鍋,上海一恒科技有限公司；SW-CJ-1FD型潔凈工作臺,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司

1.3 實驗方法

1.3.1 天然保鮮液的制備

在無菌條件下，稱取0.3 g多聚賴氨酸、0.75 g馬齒莧提取物、0.03 g木犀草素混勻后，用無菌水充分溶解定容至100 mL后，裝入無菌試劑瓶中待用。

1.3.2 牛肉冰點的測定

參照宋麗榮等的方法[20]，稍作修改，采用凍結(jié)法測定冰點。樣品切割成10 cm×10 cm×10 cm大小，將L93-3型溫度記錄儀的探頭插入牛肉塊幾何中心，置于-18 ℃冰箱中冷凍，記錄0 ℃以下溫度變化，并作牛肉的中心溫度隨時間變化曲線。

1.3.3 肉樣的處理

開啟紫外線燈30 min后，在無菌環(huán)境下用無菌刀將多余的脂肪和結(jié)締組織去除，并去掉表層，分割成方形肉塊，每塊100 g左右。

1.3.4 試驗設(shè)計

對照組用無菌水浸泡約5 min，處理組用無菌保鮮液浸泡約5 min，取出瀝干2～5 min后用無菌保鮮袋分裝貯藏，進(jìn)行指標(biāo)檢測，具體處理方法如表1所示。

表1 樣品處理方法

1.3.5 檢測指標(biāo)

1.3.5.1 硫代巴比妥酸值

按照國標(biāo)GB 5009.181—2016[21]中的分光光度法進(jìn)行測定：

(1)

式中：ρ,校準(zhǔn)曲線中得到的試樣溶液中丙二醛的質(zhì)量濃度，μg/mL；V,試樣溶液體積，mL；m,試樣質(zhì)量，g。

1.3.5.2 揮發(fā)性鹽基氮的測定

按照GB5009.228—2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》方法[22]，采用半微量定氮法進(jìn)行測定，每個樣品重復(fù)3次測定，取平均值。

1.3.5.3L*值和a*值

采用色度計(D65光源, 口徑8 mm)對牛肉切面進(jìn)行L*值(亮度值)、a*值(紅度值)的測定，測定前先用標(biāo)準(zhǔn)白板對色差儀進(jìn)行校正，每個樣品均重復(fù)3次，取平均值。

1.3.5.4 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》[23]進(jìn)行測定。結(jié)果以對數(shù)形式表示，lg CFU/g。

1.3.5.5 感官評價

參照楊斌等的方法[24]，稍作修改。每項指標(biāo)均采用10分制，具體的評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評價表

1.4 數(shù)據(jù)分析

用 IBM SPSS Statistics 22.0 分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，試驗均重復(fù)3～5次，數(shù)據(jù)取平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用單因素方差分析(ANOVA)和多重比較(Duncan法)，用Origin 8.5軟件繪圖，數(shù)據(jù)間的差異采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛肉冰點溫度

牛肉放入-18 ℃冰箱后，其中心溫度逐漸下降，當(dāng)溫度低于0 ℃，在某一時刻溫度會出現(xiàn)回升的現(xiàn)象，穩(wěn)定一段時間后再次下降，這一穩(wěn)定階段的溫度為牛肉的冰點溫度[25]。如圖1所示，牛肉的中心溫度在前20 min內(nèi)快速下降，當(dāng)牛肉中心溫度達(dá)到-1.6 ℃時維持6 min后稍有回升，這是由于當(dāng)溫度降到冰點時，肉中的水并不立即凍結(jié)，待溫度降到足以出現(xiàn)晶核后，才開始向固相轉(zhuǎn)變，而且釋放出冰的熔化潛熱，使溫度回升到冰點。這一現(xiàn)象稱為過冷，回升前的溫度稱為過冷溫度[26]。之后溫度維持在-1.5 ℃，約16 min，之后開始下降，當(dāng)溫度降低至-1.6 ℃時，又維持4 min，之后溫度快速下降。由此可得肉樣的冰點溫度約為-1.5 ℃。

圖1 牛肉溫度變化曲線圖

2.2 牛肉貯藏期間硫代巴比妥酸值的變化

TBA值用于反饋脂肪氧化酸敗水平，鮮肉TBA值：0.201～0.665 mg/kg，變質(zhì)肉大于1.0 mg/kg。如圖2所示，新鮮牛肉TBA值為0.14 mg/kg，在同一貯藏時間內(nèi)，冷藏條件下肉樣的脂肪氧化程度最高。在冷藏末期，肉樣的TBA值達(dá)到0.701 mg/kg，己經(jīng)失去食用價值，而此時冰溫保鮮組的TBA值約為0.476 mg/kg。說明在冰溫條件下貯藏對脂肪的氧化有較好的抑制作用，能夠延長牛肉的保鮮期。冰溫保鮮劑組的牛肉TBA值在貯藏過程中一直顯著低于其他2組(P<0.05)，這表明，在冰溫下貯藏牛肉時，保鮮劑對脂肪氧化有很好的抑制作用，且二者的疊加作用能更好地防止牛肉脂肪氧化。這與付麗等[6]的研究結(jié)果一致。

圖2 貯藏期間牛肉TBA值的變化

2.3 牛肉貯藏期間揮發(fā)性鹽基氮含量的變化

牛肉中TVB-N值是評定牛肉品質(zhì)的重要理化指標(biāo)。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)：一級鮮度≤15 mg/100g，二級鮮度≤25 mg/100g，變質(zhì)肉>25 mg/100g。由圖3可知，新鮮牛肉TVB-N值為4.21 mg/100g，TVB-N值在冷藏條件下上升最快。在第12天時冷藏組達(dá)到24.65 mg/100g，這與預(yù)期的結(jié)果相符，因為在此溫度下一些微生物和酶還可以活動并將肉中的蛋白分解，從而引起腐敗變質(zhì)。而冰溫條件下貯藏的2組樣品，初始階段TVB-N值變化緩慢，這可能是因為溫度較低，微生物和蛋白分解酶的作用較弱，使得揮發(fā)性鹽基氮的含量增加較緩慢[27]。在貯藏24 d時TVB-N值為24.57 mg/100g，未超過二級鮮度下限。因此，可認(rèn)為冰溫貯藏能夠更好地保持牛肉的鮮度。冰溫保鮮劑組的TVB-N值在貯藏期間一直顯著低于冰溫組和冷藏組(P<0.05)，這是因為保鮮劑中含有馬齒莧提取物和木犀草素，是良好的抗氧化劑，有明顯的抗氧化效果，這與ZHANG等[28]得到的結(jié)論一致。第24天時TVB-N值到達(dá)18.39 mg/100g。天然保鮮劑的添加可明顯提高冰溫保鮮的效果，這與本試驗的研究結(jié)果相一致。

圖3 貯藏期間牛肉TVB-N值的變化

2.4 牛肉貯藏期間色差值的變化

由表2可知，隨著貯藏時間的延長，不同處理組的L*值均呈現(xiàn)出先上升后下降的規(guī)律。貯藏初期L*值的上升，這是因為牛肉蛋白質(zhì)的變性程度隨著貯藏時間的延長而增加，保水性下降，導(dǎo)致肌肉內(nèi)部水分滲出，肉樣對光的反射能力加強[29]。隨著貯藏期的延長，由于肌紅蛋白與氧氣接觸生成的高鐵肌紅蛋白含量增加，肉樣亮度下降。冰溫保鮮劑組的L*值在整個貯藏期間均顯著低于其余2組(P<0.05)，說明冰溫保鮮劑組能較好維持牛肉肌肉組織的持水能力，在第16天，亮度達(dá)到最大值51.1；而冰溫組在第16天亮度就達(dá)到最大值52.9，之后逐漸下降直到貯藏結(jié)束。冷藏組由于溫度較高，蛋白質(zhì)變性較快，肌節(jié)收縮，失水率增加，在第8天時亮度就達(dá)到最大，之后微生物大規(guī)模生長繁殖，促進(jìn)了高鐵肌紅蛋白的生成，從而導(dǎo)致了肉色劣變加劇。

肌內(nèi)脂肪與肌紅蛋白氧化是a*值的變化的主要原因[30-31]。a*值的變化與肌紅蛋白的含量和化學(xué)狀態(tài)密切相關(guān)[32]。如表3所示，隨著貯藏時間的延長，肉樣的a*值呈先上升后下降的規(guī)律。冰溫保鮮劑組肉樣的a*值在貯藏前期顯著低于其他2組(P<0.05)，在第12天時為10.2，仍為新鮮肉色。由于保鮮劑中含有具有抗氧化性的木犀草素和馬齒莧提取物，存在一定的酚類物質(zhì)，而酚類物質(zhì)可絡(luò)合Fe2+離子，從而抑制肉色的褐變[33]。冰溫組肉樣的a*值在貯藏第4天開始顯著低于冷藏組(P<0.05)，在第12天達(dá)到最大值，原因可能是牛肉貯藏溫度直接影響肉色，低溫貯藏可以抑制氧合肌紅蛋白的氧化速度，這說明冰溫貯藏對于牛肉的保鮮及護(hù)色有較好的作用。這和付麗等[34]的結(jié)論一致。

表3 貯藏期間牛肉L*、a*值的變化

2.5 牛肉貯藏期間菌落總數(shù)的變化

微生物生長情況是反映牛肉鮮度最重要的指標(biāo)，評價標(biāo)準(zhǔn)為鮮肉<4 lgCFU/g，次鮮肉4～7 lgCFU/g，而變質(zhì)肉>7 lgCFU/g。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，冷藏組的菌落總數(shù)一直高于冰溫組和冰溫保鮮劑組。在第12天后，冷藏組牛肉的菌落總數(shù)為6.85 lgCFU/g左右。冰溫條件下細(xì)菌增長速度比冷藏組緩慢，在貯藏末期，菌落總數(shù)為6.19 lgCFU/g左右，超過國家規(guī)定的變質(zhì)肉標(biāo)準(zhǔn)。冰溫保鮮劑組的牛肉，菌落總數(shù)的增長速度顯著低于其他2組，由于保鮮劑中多聚賴氨酸具有良好的抑菌特性，細(xì)菌增長緩慢，在貯藏末期菌落總數(shù)為5.91 lgCFU/g左右，仍未超過國家標(biāo)準(zhǔn)，這與JIA等[35]的研究結(jié)果相符。說明保鮮劑與冰溫相互配合，具有良好的抗菌作用，能夠大大延長牛肉的保鮮期。

圖4 貯藏期間牛肉菌落總數(shù)的變化

2.6 牛肉貯藏期間感官指標(biāo)的變化

表4顯示了不同處理組牛肉在貯藏過程中感官評分的變化，不同處理組牛肉的感官特性隨著貯藏時間的延長而逐漸惡化，冷藏組的感官評分下降最快，符合許立興等[36]的研究結(jié)果。冰溫保鮮劑組的各項感官得分均明顯高于冰溫組和冷藏組(P<0.05)，這表明，添加天然保鮮劑與冰溫有良好的協(xié)同作用；另外，天然保鮮劑中多聚賴氨酸具有較好的抗菌作用，可以有效地抑制微生物的生長繁殖。馬齒莧提取物和木犀草素是良好的抗氧化劑，可以抑制酶活，延緩牛肉感官特性的劣變。說明天然保鮮劑和冰溫保鮮的協(xié)同作用能有效地延緩牛肉感官特性的劣變，延長牛肉保藏期。

表4 貯藏期間牛肉感官評價值的變化

3 結(jié)論

本試驗在確定了肉樣冰點為-1.5 ℃后，將木犀草素、馬齒莧提取物和多聚賴氨酸3種物質(zhì)配比復(fù)合的天然保鮮劑與冰溫保鮮技術(shù)結(jié)合對牛肉進(jìn)行保鮮效果的研究。冰溫保鮮證實比冷藏保鮮效果更優(yōu)，可使肉類的保質(zhì)期延長至12 d。天然保鮮劑與冰溫保鮮有良好的協(xié)同作用，對肉類的貯藏保鮮效果最佳，不僅不影響牛肉的感官特性，而且可以有效延緩品質(zhì)劣變，將牛肉的貨架期成功延長至第16天。在第16天時牛肉TBA值為0.53 mg/kg，TVB-N值為11.1 mg/100g，菌落總數(shù)對數(shù)值為3.93，感官評分為16.1分，各指標(biāo)顯著優(yōu)于其他2組(P<0.05)。因此，天然保鮮劑與冰溫技術(shù)相結(jié)合是一種安全有效、健康的牛肉保鮮技術(shù)，可以有效延緩牛肉運輸、銷售、貯藏期間品質(zhì)，減少經(jīng)濟(jì)損失。