牛至精油結合不同包裝方式對冷鮮羊肉保鮮效果的影響

劉婷，張瑞，吳建平,2*，宮旭胤，梁婷玉，高良霜

1(甘肅農(nóng)業(yè)大學 動物科學技術學院，甘肅 蘭州，730070)2(甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州， 730070)

羊肉是一種營養(yǎng)豐富的食品，因其獨特的風味和高蛋白含量而被世界各地所消費。我國羊肉市場以熱鮮肉、冷鮮肉、冷凍肉為主。其中，冷鮮羊肉因羊只屠宰后胴體經(jīng)“尸僵-解僵-成熟”過程使其肉質(zhì)較熱鮮肉、冷凍肉更加鮮嫩而成為消費主流[1]。因羊肉含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等使其即使處在低溫條件下也易腐敗變質(zhì)。因此，為其儲藏找到合適的保鮮方法或技術是非常有用和必要的。非熱力保鮮技術(防腐劑保鮮、電離輻射、超高壓、真空包裝和氣調(diào)包裝等)與熱力保鮮技術相比，具有殺菌溫度低、易保留肉原有品質(zhì)、不污染環(huán)境等優(yōu)點，已成為現(xiàn)階段肉類保鮮研究領域的焦點之一[2]。其中，天然保鮮劑因無毒、安全、抑菌譜廣等優(yōu)點已成為非熱力保鮮技術中研究熱點，目前對其研究較多的是一些來源于傳統(tǒng)膳食植物多酚類物質(zhì)(如茶多酚、蘋果多酚等)，但該類物質(zhì)易氧化褐變使肉品護色效果不佳[3]。

牛至精油是一種天然植物(牛至)提取物(淡黃色揮發(fā)性液體)，主要成分是酚類化合物和萜類物質(zhì)，具有較強的抗菌和抗氧化活性[4]。牛至精油的抗菌作用是因其具有親脂性及可穿透細胞壁和細胞質(zhì)膜破壞細胞結構的能力所致[5]，它可透過細菌膜滲透導致細胞結構和功能的性質(zhì)發(fā)生改變[6]且其所含的酚類化合物(香芹酚、丁香酚、百里香酚等)可與微生物胞漿膜和微生物酶轉運體相互作用使其具有較強的抗菌性[7]。此外，牛至精油所含的多酚類物質(zhì)能夠為自由基供氫、切斷自由基鏈式反應從而延緩油脂中不飽和脂肪酸的自動氧化使其具有較強的抗氧化性[8]。真空包裝也是一種常用的非熱力保鮮技術，它通過降低包裝內(nèi)部氧氣含量抑制微生物生長繁殖、降低脂質(zhì)氧化速率及防止二次污染，從而抑制微生物生長、延長貨架期[9]。為延長肉品保鮮時間，提高肉品保鮮期內(nèi)品質(zhì)，多采用天然保鮮劑與真空包裝技術相結合的方法，但至今尚未見關于牛至精油結合真空包裝對冷鮮羊肉保鮮效果的報道。

本試驗在前期以牛至精油結合貯藏溫度對羊肉保鮮效果的研究基礎上[10]，進一步研究牛至精油結合不同包裝方式(真空包裝和普通包裝)對冷鮮羊肉貯藏期內(nèi)質(zhì)構參數(shù)和新鮮度指標的影響，以期為延長冷鮮羊肉貨架期、提高冷鮮羊肉品質(zhì)的研究提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：選取5月齡高山細毛羊羔羊(公羊，未去勢)取其宰后30 min內(nèi)右后腿為試驗材料，采用空氣冷卻法使樣品最厚部位中心溫度為0～4 ℃。

試劑：牛至精油(純度為99.9%)，購于吉安市中香天然植物有限公司；硼酸、HCl、乙醇、三氯甲烷、冰乙酸、KI、Na2S2O3、可溶性淀粉，均購于成都市科龍化工試劑廠(均為分析純)；酚酞，購于天津市光夏科技發(fā)展有限公司；硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)，購于上海科豐化學試劑有限公司；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基，購于北京奧博星生物技術有限責任公司。

1.2 儀器與設備

Brookfield-CT3質(zhì)構儀，美國BROOKFIELD公司；KjeltecTM 8400全自動凱氏定氮儀，上海懷熙實業(yè)發(fā)展有限公司；CR- 10 plus色差儀，購于日本柯尼卡美能達公司；GR60DA高壓滅菌箱，購于北京德泉興業(yè)商貿(mào)有限公司；SPX-0850低溫生化培養(yǎng)箱，購于杭州匯爾儀器設備有限公司；DZQ-400真空包裝機，深圳市恒鑫興包裝機械廠；Eppendorf-5804R離心機，上海艾研生物科技有限公司；VS-1300L-U超凈工作臺，蘇凈集團安泰有限公司；PHS-3C酸度計，上海儀電科學儀器股份有限公司；DK-8AD水浴鍋，上海頓克儀器科技有限公司；UV2550紫外分光光度計，日本島津公司；BCD-458WDVMU1458低溫冰箱，青島海爾電冰箱股份有限公司。

1.3 試驗設計

試驗采用2×2雙因子試驗設計，共設2個試驗因子，分別為牛至精油濃度(A因子)和包裝方式(B因子)，牛至精油設2個含量(體積分數(shù))(0%，0.25%)；包裝方式設2種，普通包裝：將樣品置于聚乙烯(polyethylene, PE)托盤中并用保鮮膜包裹，和真空包裝(將樣品放入鋁箔袋后用真空包裝機包裝)，共4個處理(見表1)。在進行試驗前，先用酒精(75%)對相應試驗用具進行消毒然再經(jīng)30 min紫外線照射滅菌。在無菌操作下，去除樣品脂肪和結締組織后分成100 g的肉塊并隨機分為4組(15塊/組)。其中樣品A2B1和A2B2用移液槍在其表面均勻涂抹濃度為0.25%的牛至精油，需重復涂抹3遍并進行約3 min輕度按摩以促進肉樣對精油的充分吸收[11]。4組試驗樣品同時放入4 ℃冰箱儲藏，并于第 0、3、6、9、12天從各組中隨機取出1份樣品測定、計算相關指標。

表1 試驗設計Table 1 Experimental design

1.4 試驗方法

1.4.1 肉色測定

將樣品在室溫下去除包裝后，立即用校正后的色差儀測定樣品上3個不同位置的a*值(紅綠偏向)、b*值(黃藍偏向)和L值(亮度)，每個樣品測定3次取其均值。

1.4.2 pH值測定

參照《GB5009.237—2016食品安全國家標準 食品pH值的測定》中方法對樣品進行測定，每個樣品測定3次取其均值。

1.4.3 質(zhì)構特性測定

參照張瑞等[10]方法，將樣品延肌纖維方向切成4 cm×4 cm×2 cm(測試面為4 cm×4 cm)肉塊，用TPA(texture profile analysis)模式測定樣品硬度(hardness)、彈性(springiness)、內(nèi)聚性(cohesiveness)、黏附性(adhesiveness)、咀嚼性(chewiness)和回復性(resilience)共6項羊肉質(zhì)構特性值。

1.4.4 過氧化值(peroxide value, POV)測定

參照《GB5009.227—2016食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》中滴定法對樣品進行測定，每個樣品測定3次取其均值。

1.4.5 丙二醛(malondialdehyde,MDA)測定

參照丙二醛商業(yè)試劑盒(購于南京建成生物科技有限公司)中測定方法對樣品進行測定，每個樣品測定3次取其均值。

1.4.6 揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base-nitrogen, TVB-N)測定

參照《GB5009.228—2016食品安全國家標準 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中自動凱氏定氮儀法對樣品進行測定，每個樣品測定3次取其均值。

1.4.7 菌落總數(shù)(total bacteria count,TBC)測定

參照《GB 4789.2—2016食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》中方法對樣品進行測定，每個樣品測定3次取其均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016整理數(shù)據(jù)，SPSS 19.0進行交叉分組方差分析，用Duncan’s多重比較檢驗組間差異性(P<0.05或P<0.01)。

2 結果與分析

2.1 羊肉在冷藏期內(nèi)肉色的變化

肉色是消費者用以評價肉新鮮度、貨架期和可接受程度最為直接的感官指標之一。對消費者而言，羊肉肉色的紅度(a*)比亮度(L*)、黃度(b*)更為重要。羊肉a*值越大，即紅度越深越為消費者所喜愛[12]。在12 d貯藏期內(nèi)，a*值隨時間延長而下降，4個試驗組貯藏結束時a*值均極顯著低于初始a*值(P<0.01)且A2B2組在貯藏期內(nèi)a*值下降趨勢較A1B2、A2B1、A1B1組緩慢。第0、3天時，a*值在4個試驗組間差異不顯著(P>0.05)；第6天，A2B2組a*值顯著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.05)而A1B2、A2B1、A1B1三組間無顯著差異；第9、12天，A2B2組a*值極顯著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.01)且A1B2和A2B1組中a*值極顯著高于A1B1組(P<0.01)。這說明4個處理組中，牛至精油和真空包裝結合處理組對冷鮮羊肉保色效果最好，主要原因可能是因為牛至精油的抗氧化作用[11]及真空包裝所提供的無氧環(huán)境，共同減緩了貯藏期間羊肉中肌紅蛋白(紫色)向氧合肌紅蛋白(鮮紅色)的轉化以及氧合肌紅蛋白向高鐵肌紅蛋白(褐色)的轉化，最大程度的防止和減少了高鐵肌紅蛋白的形成[13]。

圖1 貯藏期內(nèi)羊肉紅度(a*)值變化Fig.1 Change in red a* value of mutton during storage

2.2 羊肉在冷藏期內(nèi)pH的變化

如圖2知，羊肉在12 d冷藏期內(nèi)，pH值隨時間延長呈先降后升趨勢，這與張玉斌等[12]對冷卻藏羊肉貯藏過程中pH的研究結果相一致。這主要是因羊肉在4 ℃的貯藏過程中經(jīng)歷肉品“成熟(aging或conditioning)”這一過程，該過程中羊肉內(nèi)肌糖原經(jīng)無氧酵解會產(chǎn)生乳酸且ATP分解會產(chǎn)生磷酸根離子等[13]使pH下降。第12天，A1B1組pH極顯著低于其他3個處理組，A2B2組pH值最高(P<0.05)。羊肉貯藏前3d，pH顯著下降(P<0.05)且第 3天達到最小值，這是由于羊被屠宰后由于血液停止循環(huán)導致供氧中斷，肌糖原進行無氧酵解過程中的酶會被ATP降解時產(chǎn)生的氨氣、肌糖原無氧酵解時產(chǎn)生的酸所抑制而失活，使肌糖原不能再繼續(xù)分解，無法產(chǎn)生乳酸，因此pH達最小值[13]。此外，在整個貯藏期內(nèi)，添加牛至精油組(A2B2和A2B1)pH均高于未添加牛至精油組，這主要是由于在冷鮮羊肉表面涂抹牛至精油抑制了“成熟”過程中乳酸的產(chǎn)生，這與CONNER等[14]等和CHOULIARA等[15]研究結果一致。

圖2 貯藏期內(nèi)羊肉pH的變化Fig.2 Change in pH value of mutton during storage

2.3 羊肉在冷藏期內(nèi)硬度的變化

由表2可知，冷鮮羊肉硬度在貯藏期間A2B1和A2B2組呈現(xiàn)微升后降的趨勢，而A1B1和A1B2組樣品硬度則始終呈下降趨勢。這與張瑞等[10]研究牛至精油結合貯藏溫度對羊肉硬度的影響結果一致，可能是由于高含量牛至精油與真空包裝相互作用延緩了羊肉中ATP下降速度從而減緩Ca2+濃度升高最終減緩肌動蛋白和肌球蛋白之間交聯(lián)而形成不可逆性肌動球蛋白的所致[13]。第6天時，A1B1組硬度顯著低于A2B1、A2B2和A1B2組(P<0.05)且下降速率也高于其余3組；第9天時，A2B2組顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)，A1B2和A2B2顯著高于A1B1(P<0.05)；第12 d時，A2B2組極顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)，這主要是因為貯藏過程中，冷鮮羊肉中結締組織破裂、肌小節(jié)中Z 線崩解及肌原纖維蛋白降解致使肌肉變軟且同時羊肉中的一些酶(如自溶酶、內(nèi)源蛋白酶、膠原酶等)作用導致蛋白質(zhì)發(fā)生水解或蛋白質(zhì)結構發(fā)生改變而致，此外羊肉中微生物繁殖也促進了羊肉自溶和腐敗的進程[16]。另一方面，由于牛至精油具有較高的抑菌作用而真空包裝也減少了樣品失水，抑制了A2B1組、A2B2組和A1B2組羊肉在貯藏過程中自溶和腐敗的速度。因此，這3組樣品硬度均顯著優(yōu)于A1B1組，其中牛至精油結合真空包裝組在貯藏期內(nèi)硬度最佳。

2.4 羊肉在冷藏期內(nèi)彈性的變化

肉的彈性一般由其水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用所引起[17]。由表2知，冷鮮羊肉硬度在貯藏期內(nèi)呈下降趨勢(A2B2>A1B2>A2B1>A1B1)。第6天時，A1B1組彈性顯著低于A2B1、A2B2和A1B2組(P<0.05)；第9天時，A2B2組顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)；第12天時，A2B2組極顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)。由上述結果可得，冷鮮羊肉組織結構穩(wěn)定性效果由優(yōu)到劣依次為A2B2組、A1B2組、A2B1組、A1B1組。

2.5 羊肉在冷藏期內(nèi)內(nèi)聚性的變化

由表2可知，羊肉內(nèi)聚性在貯藏期間均呈下降趨勢且在12天貯藏期內(nèi)一直按照A2B2>A1B2>A2B1>A1B1的趨勢變化，同上述肉中彈性相似。第6天時，A1B1組內(nèi)聚性顯著低于A2B1、A2B2和A1B2組(P<0.05)；第9天時，A2B2組顯著高于A1B2、A2B1、A1B1(P<0.05)且A1B2和A2B1顯著高于A1B1(P<0.05)；第12天時，A2B2組極顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)。這同樣說明4個處理組中冷鮮羊肉組織結構穩(wěn)定性效果由優(yōu)到劣的順序為A2B2組、A1B2組、A2B1組、A1B1組。

2.6 羊肉在冷藏期內(nèi)黏附性的變化

肉的黏附性是質(zhì)構儀探頭脫離肉品時所需的能量大小，其與肉的水分、彈性蛋白、膠原蛋白和肌纖維的本身屬性及相互作用相關[18]。由表2可知，羊肉黏附性在冷藏期間均呈上升趨勢。第9天時，A2B2組樣品黏附性顯著低于A1B2、A2B1、A1B2組(P<0.05)；第12天時，A2B2組極顯著低于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.01)，黏附性最小。這可能是由于隨著冷藏時間的延長，冷鮮羊肉中蛋白質(zhì)變性程度增大(二硫鍵被破壞)，使得羊肉的持水性下降、細胞間結合力減小，從而導致黏著性下降[19]。

2.7 羊肉在冷藏期內(nèi)咀嚼性的變化

肉的咀嚼性即咬勁，是肌肉硬度、細胞間凝聚力、彈性等共同作用的結果，是肉品質(zhì)地的評價參數(shù)[20]。由圖7可知，12 d貯藏期內(nèi)，冷鮮羊肉咀嚼性均呈現(xiàn)下降趨勢，其原因可能是由于肌原纖維密度降低且肌肉細胞間結合力下降，從而導致羊肉組織結構崩解、咀嚼性降低、肌肉組織變軟、口感下降[21]。第9天時，A2B2組顯著高于A1B1、A2B1、A1B2，且A2B1和A1B2組顯著高于A1B1(P<0.05)；第12天時，A2B2組顯著高于A1B2、A2B2、A1B1(P<0.05)。同時，A1B1組自冷藏期第3天起其咀嚼性值下降速度就高于其余3組，而A2B2組在冷藏期內(nèi)咀嚼性下降速度較其余3組緩慢。這說明牛至精油結合真空包裝冷藏條件下羊肉肌原纖維受損程度比其余3組冷藏樣品輕。

2.8 羊肉在冷藏期內(nèi)回復性的變化

肉的回復性指其在第1次壓縮過程中回彈的能力，是第1次壓縮循環(huán)過程中返回肉品所釋放的彈性能與壓縮時探頭的耗能之比，與咀嚼性一樣可反映肉品的質(zhì)地[22]。由表2可知，羊肉回復性在冷藏期間均呈下降趨勢。第9天時，A2B2組顯著高于A1B2、A2B1、A1B2(P<0.05)且A2B1組和A1B2組顯著高于A1B1(P<0.05)；第12天時，A2B2組極顯著高于A1B2、A2B1、A1B2(P<0.01)。這可能是由于在冷藏期間肌原纖維組織蛋白酶和肌肉內(nèi)源性蛋白酶活性的作用，導致肌球蛋白和肌動蛋白等的分解變性程度增、肌肉間細胞結合力降低、回復性降低[19]。

表2 貯藏期內(nèi)羊肉質(zhì)構特性的變化Table 2 Change in texture profile of mutton during storage

注：同行大寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，同行小寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)

2.9 羊肉在冷藏期內(nèi)POV的變化

POV是脂質(zhì)氧化的初級產(chǎn)物，用于表征油脂和脂肪酸等被氧化程度的指標，常用于評價肉品新鮮程度[23]。由圖9可知，POV值在4組冷鮮羊肉的儲藏過程中均隨時間增加而變大(P<0.05)，說明冷鮮羊肉中肌肉、脂肪及結締組織氧化程度隨時間顯著增加。在為期12天的冷藏過程中，A2B2組POV值始終處于4個處理組的最低值，相反A1B1組POV值則始終處于最高。第3天開始A2B2組POV值顯著低于A1B1組(P<0.05)直至第12天。第6天和第9天，A2B2組POV顯著低于A1B2和A2B1組(P<0.05)；第12天，A2B2組極顯著低于A1B2和A2B1組(P<0.01)。這說明牛至精油結合真空包裝對抑制冷鮮羊肉脂肪氧化效果最好。

2.10 羊肉在冷藏期內(nèi)MDA的變化

MDA是脂質(zhì)氧化的次級產(chǎn)物且與脂肪氧化程度呈正比，通常用于評價肉品新鮮程度[24-25]。由圖3知，MDA在4組冷鮮羊肉的貯藏過程中總體呈上升趨勢，說明隨貯藏時間的延長，冷鮮羊肉中脂肪的氧化程度逐步增強，此結果與張玉斌等[25]對天然抗氧化劑對冷卻藏羊肉貯藏過程中脂質(zhì)氧化影響的研究結果中一致。在為期12 d的冷藏過程中，A2B2組MDA一直處于4個試驗組中的最低值，相反A1B1組MDA則始終處于最高。第3天開始A2B2組MDA值顯著低于A1B1組，直至第12d(P<0.05)。第6天和第9天，A2B2組MDA顯著低于A1B2和A2B1組(P<0.05)；第12天，A2B2組極顯著低于A1B2和A2B1組(P<0.01)；但第6、9dA1B2組和A2B1組之間差異不顯著而在第12天A1B2組MDA值顯著低于A2B1組(P<0.05)。這說明牛至精油結合真空包裝對抑制冷鮮羊肉脂肪氧化效果最好。

圖3 貯藏期內(nèi)羊肉MDA的變化Fig.3 Change in MDA of mutton during storage

2.11 羊肉在冷藏期內(nèi)TVB-N的變化

TVB-N是肉在酶和微生物的作用下使肉中蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)，通常用于評價肉品新鮮度[26]。當冷鮮肉中TVB-N≥25 mg/100 g時，說明肉品已變質(zhì)；當冷鮮肉中TVB-N≥20 mg/100 g時，說明肉品為二級鮮度；當冷鮮肉中TVB-N≥15 mg/100g時，說明肉品為一級鮮度[27]。由圖4可知，4組冷鮮羊肉在貯藏過程中其TVB-N值均隨時間延長而增加。A1B1組冷鮮羊肉第9天就已變質(zhì)(TVB-N=(28.30±0.76) mg/100g)，A2B1組和A1B2組冷鮮羊肉第12 d變質(zhì)(TVB-N=(29.97±0.42) mg/100g，TVB-N=(28.96±0.46) mg/100g)，而A2B2組冷鮮羊肉在第12天仍然新鮮(TVB-N=24.59±0.82 mg/100g)。在為期12 d的冷藏過程中，A2B2組TVB-N值一直處于4個試驗組中的最低值。第1～3天的TVB-N值在4組中緩慢上升；A1B1組、A2B1組和A1B2組中TVB-N值從第6天開始快速上升，而A2B2組中TVB-N值上升則較為緩慢。第9天時A2B2組、A2B1組和A1B2組羊肉新鮮度均為二級鮮度且A2B2組樣品TVB-N值((20.15±0.38) mg/100g)顯著低于A2B1組((23.11±0.56) mg/100g)和A1B2組((22.70±0.32) mg/100g)(P<0.05)。第12天A2B2組TVB-N值極顯著低于其余3組(P<0.01)，這說明牛至精油結合真空包裝對減緩冷鮮羊肉蛋白質(zhì)分解作用優(yōu)于其余3組。

圖4 貯藏期內(nèi)羊肉TVB-N的變化Fig.4 Change in TVB-N of mutton during storage

2.12 羊肉在冷藏期內(nèi)TBC的變化

TBC通常用于判斷肉品被微生物污染的程度，其在冷鮮肉中會隨保藏時間延長而增加，當冷鮮肉中TBC達到6 lgCFU/g時，說明肉品已變質(zhì)[26]。由圖5可知4組冷鮮羊肉中TBC均隨時間推移而增加，A1B1組在第9天時TBC就已超過6 lgCFU/g(A2B1=(6.34±0.11) lgCFU/g)，說明肉品已變質(zhì)；而A2B2組第12d時TBC仍低于6 lgCFU/g(A2B2=(5.82±0.22) lgCFU/g)。第1～3天的TBC除A1B1組其余3組均略有下降，其中A2B2組下降最為顯著(P<0.05)。這是由于牛至精油的抑菌[28]作用外加真空包裝使羊肉處于無氧狀態(tài)，從而產(chǎn)生了明顯的抑菌效果。第3～6天，4組TBC增長速度較第6～9天減緩，在為期12 d的冷藏過程中，A2B2組TBC一直處于最低。研究報道，微生物的作用導致肉中肌原纖維蛋白的變化是肌肉失去彈性和回復性的重要原因[29]，牛至精油結合真空包裝在貯藏初期有效地降低微生物數(shù)量，由表2可知，其也延緩了冷鮮羊肉彈性和回復性發(fā)生不可逆的劣變。

圖5 貯藏期內(nèi)羊肉TBC的變化Fig.5 Change in TBC of mutton during storage

3 結論

采用牛至精油作為保鮮劑與不同包裝方法相結合的研究組樣品中，隨貯藏時間的延長，冷鮮羊肉中pH均呈先降后升趨勢(A1B1