不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴中牛肉脂肪與蛋白質(zhì)氧化的影響

孫金龍，黃峰，師希雄，魏起超，劉莉丹

1(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，北京， 100193) 2(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)

中式肉類傳統(tǒng)菜肴種類豐富，制作工藝獨特，包括炒制類、紅燒類、燉煮類、清蒸類、油炸類、醬鹵類、燒烤類和風(fēng)干類等多種類型，成為肉類消費的主流。土豆燒牛肉就是其中最為常見的一種。

傳統(tǒng)菜肴的工業(yè)化是農(nóng)產(chǎn)品精深加工產(chǎn)業(yè)的重要方向，在國際上發(fā)達(dá)國家居民消費的食品中，工業(yè)化產(chǎn)品達(dá)到70%以上，而我國僅為15%～20%。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，以中式菜肴自動化、標(biāo)準(zhǔn)化加工為標(biāo)志的家庭廚房社會化將成為一種必然趨勢。邵世秋等[1]根據(jù)鯽魚的形狀特征制作了有特色的鯽魚方便食品；張曉天等[2]將雞肉腌制整形后穿串進行預(yù)油炸處理，成品經(jīng)過微波復(fù)熱后即可食用。由此看出，中式傳統(tǒng)菜肴方便食品工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)得到部分解決方法，如建立微波、紫外等新的殺菌技術(shù)[3]，李秋庭等[4]對真空軟包裝鹽焗雞進行殺菌發(fā)現(xiàn)，微波殺菌對鹽焗雞品質(zhì)的影響更小。

蛋白質(zhì)氧化是指自由基與氨基酸殘基的結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的水解、聚合和膠聯(lián)等作用[5]。其中，蛋白質(zhì)的羰基含量是衡量蛋白質(zhì)氧化的重要指標(biāo)；同時，在氧化過程中，巰基轉(zhuǎn)化成二硫鍵也是較為顯著的一個反應(yīng)，因此也可作為蛋白質(zhì)氧化的表征指標(biāo)。蛋白質(zhì)氧化會導(dǎo)致肉制品品質(zhì)變化，如引起風(fēng)味、顏色的變化[6-7]。郭艷婧[8]研究發(fā)現(xiàn)，不同包裝方式對罐罐肉在貯藏過程中的蛋白質(zhì)氧化有顯著影響；扶慶權(quán)等[9]研究發(fā)現(xiàn)，高氧托盤包裝的牛肉在4 ℃貯藏過程中的羰基氧化熒光信號高于真空包裝。

肉制品在貯藏過程中會發(fā)生脂肪水解，磷脂的水解是脂肪水解的主要部分，且在游離脂肪酸的形成中扮演重要角色[10-11]。脂肪氧化與多種因素相關(guān)，大多數(shù)學(xué)者都以酸價(acid value,AV)、過氧化值(peroxide value,POV)和硫代巴比妥酸反應(yīng)物值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)來表征脂肪氧化的程度[12-13]。李宇輝等[14]對不同溫度處理的風(fēng)干牛肉在貯藏過程中的脂肪變化分析發(fā)現(xiàn)，處理溫度和貯藏時間對脂肪含量影響不大(P>0.05)；相同溫度處理的樣品POV、AV和TBARS值隨著貯藏時間延長而不斷增加;賈娜等[15]對真空溝幫子燒雞脂肪氧化研究發(fā)現(xiàn)，在室溫下貯藏，隨著貯藏時間延長，燒雞TBARS和POV呈現(xiàn)上升趨勢。

目前對傳統(tǒng)中式菜肴的研究主要集中于傳統(tǒng)菜肴的工藝優(yōu)化[16-17]，以及原料品質(zhì)的加工適應(yīng)性和加工過程中品質(zhì)形成機理等方面，不同包裝方式對其蛋白氧化和脂肪氧化的研究還未見報道。因此，本研究以土豆燒牛肉菜肴中的牛肉為研究對象，利用真空包裝、免拆膜包裝和托盤包裝的方式，測定土豆燒牛肉在貯藏過程中牛肉的脂肪和蛋白質(zhì)氧化的各項指標(biāo)來分析牛肉的品質(zhì)變化，從而為中式肉類菜肴的工業(yè)化加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：牛腩,大廠回族自治縣富誠肉類有限公司。西門塔爾雜交牛宰殺并經(jīng)排酸處理后，冷凍運輸至實驗室，切分后用保鮮膜包裝，在-18 ℃下保存?zhèn)溆?。調(diào)味料,北京華聯(lián)超市；PET/AL/PE包裝袋、PP免拆膜包裝盒、PP托盤包裝盒、PVC保鮮膜，亞速旺包材公司。

Na2HPO4、NaH2PO4、KI、疊氮鈉、甘氨酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、尿酸、三氯乙酸、HCl溶液、MgCl2，以上試劑均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；羰基快速檢測試劑盒，索萊寶生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SpectraMax 340PC 384酶標(biāo)儀,美國MBD公司；3K15R高速冷凍離心機,上海力申科學(xué)儀器公司；BS2SS型電子分析天平,北京賽多利斯計量儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

以土豆燒牛肉中牛肉為試驗材料，分別采用真空包裝、免拆膜包裝、托盤包裝，在4 ℃下分別貯藏0、1、4、7、11、15和21 d取樣，并對土豆燒牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化、脂肪氧化的相關(guān)指標(biāo)進行測定。

1.3.2 試驗方法

1.3.2.1 肌漿蛋白和肌原纖維蛋白的提取

參照江玉霞等[18]方法稍作改動：稱取10 g牛肉樣品，加入150 mL 0.03 mol/L的磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)，均質(zhì)后4 ℃放置30 min，離心(10 000×g)20 min，重復(fù)1次并合并上清液，透析過夜即為肌漿蛋白。將上述沉淀加入75 mL 0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液(含有0.7 mol/L KI和0.2 g/L疊氮鈉，pH 7.0)混合均勻，4 ℃下磁力攪拌30 min，同溫度下離心(10 000×g)20 min取上清液，重復(fù)操作1次，合并上清液，透析過夜即為肌原纖維蛋白。

1.3.2.2 羰基值測定

采用羰基快速檢測試劑盒測定。

1.3.2.3 巰基含量測定

參考?xì)W仕益等[19]的方法，稍作改動。配制Tris-甘氨酸緩沖液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA定容至1 L的容量瓶，pH 8.0。Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸緩沖液：10.4 g Tris、6.9 g甘氨酸、1.2 g EDTA、480 g尿酸配制1 L，pH 8.0。Ellman試劑：0.2 g DTNB溶于50 mL Tris-甘氨酸緩沖液中。120 g/L TCA：120 g三氯乙酸定容至1 L。

1.3.2.4 游離巰基的測定

取0.5 mL蛋白溶液與2.5 mL Tris-甘氨酸-8 mol/L尿酸緩沖液混合后渦旋振蕩，再加入0.02 mL Ellman 試劑，25 ℃保溫30 min，10 000×g離心15 min，412 nm測其吸光值，根據(jù)公式(1)計算(—SH)含量：

(1)

式中：D，稀釋系數(shù)(溶液總體積/樣品體積)；ρ，蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/mL；73.53=1/13 600[由摩爾消光系數(shù)13 600 L/(mol·cm)計算而得]。

1.3.2.5 揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)測定

參照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》的方法測定。

1.3.2.6 酸價測定

樣品處理參照鞠波等[20]的方法。取10 g肉樣，絞碎后置于250 mL的具塞碘量瓶中并加入80 mL 30～60 ℃的石油醚，放置過夜過濾，取濾液在60 ℃水浴中揮發(fā)石油醚凝結(jié)得到的油脂，按照GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中油脂的酸價測定方法測定。

1.3.2.7 過氧化值測定

樣品處理方法同1.3.2.6，按照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中油脂的過氧化值測定方法測定。

1.3.2.8 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)測定

參照試劑盒方法進行樣品處理后，用酶標(biāo)儀分別測定523和600 nm波長處吸光值并按公式(2)計算TBA值:

(2)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 20.0 (SPSS Inc.,USA)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行分析，用Origin 8.0作圖，用Duncan’s法進行顯著性分析和標(biāo)準(zhǔn)偏差(±SE)計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏過程中牛肉的羰基含量變化

前期試驗表明，托盤包裝在貯藏21 d時，試驗樣品已經(jīng)變質(zhì)，因此，對這一時間點的托盤包裝不做分析。由圖1可知，貯藏過程中3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的羰基含量呈上升趨勢，且在貯藏4 d內(nèi)，3種包裝方式的肌漿蛋白的羰基含量差異不顯著(P>0.05)，貯藏7、11 d時，免拆膜包裝與真空包裝和托盤包裝牛肉的肌漿蛋白羰基含量差異均不顯著(P>0.05)，但真空包裝牛肉的羰基含量顯著低于托盤包裝牛肉(P<0.05)；貯藏至21 d時，免拆膜包裝牛肉的羰基含量顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖1 貯藏過程中不同包裝方式的肌漿蛋白羰基含量變化Fig.1 Changes in protein carbonyl content of sarcoplasmic proteins in different packagings during storage 注：小寫字母不同表示同一貯藏時間不同包裝方式具有 差異顯著性(P<0.05)(下同)

由圖2可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌原纖維蛋白羰基含量呈上升趨勢。分別在貯藏11、15 d時，托盤包裝牛肉的羰基含量顯著高于免拆膜包裝和真空包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，免拆膜包裝牛肉的羰基含量顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖2 貯藏過程中不同包裝方式的肌原纖維蛋白羰基 含量變化Fig.2 Changes in carbonyl content of myofibrillar proteins in different packagings during storage

2.2 貯藏過程中牛肉的巰基含量變化

由圖3可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌漿蛋白巰基含量整體呈下降趨勢。在貯藏4和7 d時，真空包裝和免拆膜包裝牛肉的巰基含量差異不顯著(P>0.05)，但真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于托盤包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于免拆膜包裝和托盤包裝，同時，免拆膜包裝牛肉的巰基含量顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖3 貯藏過程中不同包裝方式的肌漿蛋白巰基 含量變化Fig.3 Changes in sarcoplasmic peptone content in different packaging during storage

由圖4可知，隨著貯藏時間延長，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的肌原纖維蛋白巰基含量逐漸降低。貯藏4 d內(nèi)，3種包裝方式牛肉的巰基含量差異不顯著(P>0.05)，在貯藏7 d時，真空包裝牛肉的巰基含量與免拆膜包裝無顯著性差異(P>0.05)，但顯著高于托盤包裝牛肉(P<0.05)；貯藏11 d后，真空包裝牛肉的巰基含量顯著高于免拆膜包裝和托盤包裝，同時，免拆膜包裝也顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖4 貯藏過程中不同包裝方式的肌原纖維蛋白巰基 含量變化Fig.4 Changes in myofibrillar protein thiol content in different packagings during storage

2.3 貯藏過程中牛肉的揮發(fā)性鹽基氮變化

由圖5可知，隨著貯藏時間延長，不同包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的TVB-N值呈上升趨勢。貯藏4 d內(nèi)，3種包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉TVB-N值差異不顯著(P>0.05)，貯藏7 d時，免拆膜包裝和托盤包裝牛肉的TVB-N值顯著高于真空包裝(P<0.05)；貯藏11 d后，托盤包裝的TVB-N值顯著高于免拆膜包裝和真空包裝(P<0.05)，同時，免拆膜包裝顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖5 貯藏過程中不同包裝方式的TVB-N的變化Fig.5 Changes of TVB-N in different packagings during storage 注：不同大寫字母表示同一包裝方式下不同貯藏時間的差異顯著性 (P<0.05),小寫字母不同表示同一貯藏時間不同包裝 的差異顯著性(P<0.05)(下同)

2.4 貯藏過程中牛肉的酸價變化

由圖6可知，貯藏過程中3種包裝方式的酸價隨著貯藏時間延長逐漸升高。貯藏7 d內(nèi)，3種包裝方式的牛肉的酸價差異不顯著(P>0.05)，貯藏7 d后，3種包裝方式牛肉的酸價變化顯著升高(P<0.05)；在11 d內(nèi)3種包裝方式牛肉的酸價差異不顯著(P>0.05)；貯藏11 d后，托盤包裝顯著高于免拆膜包裝和真空包裝，而免拆膜包裝也顯著高于托盤包裝(P<0.05)。

圖6 貯藏過程中不同包裝方式的酸價的變化Fig.6 Changes in acid value in different packagings during storage

2.5 貯藏過程中牛肉的過氧化值變化

由圖7可知，貯藏過程中不同包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的過氧化值隨著貯藏時間延長逐漸升高。其中，免拆膜包裝貯藏7 d內(nèi)過氧化值顯著增加(P<0.05)，7～15 d變化不顯著(P>0.05)；托盤包裝牛肉在貯藏過程中過氧化值顯著增加(P<0.05)；在貯藏1 d時免拆膜包裝和托盤包裝過氧化值差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于真空包裝(P<0.05)；貯藏4 d后，托盤包裝顯著高于免拆膜包裝和真空包裝，同時，免拆膜包裝顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖7 貯藏過程中不同包裝方式的過氧化值的變化Fig.7 Changes in peroxide value in different packagings during storage

2.6 貯藏過程中牛肉的TBA變化

由圖8可知，貯藏過程中不同包裝方式的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的TBA值呈上升趨勢。貯藏4 d內(nèi)，免拆膜包裝和真空包裝牛肉的TBA值差異不顯著(P>0.05)；在貯藏11 d時，托盤包裝牛肉的TBA值顯著高于真空包裝(P<0.05)，但與免拆膜包裝無顯著性差異(P>0.05)，貯藏15 d時，托盤包裝牛肉的TBA值顯著高于免拆膜包裝，而免拆膜包裝與真空包裝無顯著性差異(P>0.05)；在貯藏21 d時，免拆膜包裝牛肉的TBA值顯著高于真空包裝(P<0.05)。

圖8 貯藏過程中不同包裝方式的TBA的變化Fig.8 Changes in TBA under different packagings during storage

3 討論

3.1 不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中牛肉蛋白質(zhì)氧化變化的影響

羰基值是很多蛋白氧化指標(biāo)中關(guān)鍵的一個。在肉及肉制品貯藏過程中脂肪氧化過程產(chǎn)生的自由基能夠攻擊蛋白質(zhì)，使其糖基化加劇，羰基值升高[21]，蛋白質(zhì)的氧化和脂肪的氧化存在著某種相關(guān)關(guān)系[22-23]。燉煮結(jié)束后，羰基值升高，這是由于高溫處理使蛋白質(zhì)的氧化加劇[24]，貯藏過程中羰基值均呈上升趨勢，主要是由于貯藏過程中蛋白質(zhì)與O2接觸促使蛋白加快氧化。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，真空包裝阻隔性較好,羰基值增加緩慢，其次是免拆膜包裝，最后是托盤包裝，主要原因是免拆膜包裝中留有大量頂空，其中含有空氣；托盤包裝密封不嚴(yán)會有空氣進入導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化,造成羰基值增加。肌原纖維蛋白的羰基值高于肌漿蛋白的羰基值，這一研究與郭艷婧等的報道一致[8,25-26]。

蛋白質(zhì)巰基含量的減少是蛋白質(zhì)氧化的顯著指標(biāo)之一，高溫處理使得大量巰基被氧化為二硫鍵，使蛋白質(zhì)的巰基含量大大減少。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，土豆燒牛肉菜肴在貯藏過程中由于真空包裝高阻隔性的特點，使其巰基含量下降相對較慢，其次是免拆膜包裝，雖然頂隙有一定空氣，但其密封性相比托盤包裝緊密，巰基含量高于托盤包裝。肌漿蛋白巰基含量高于肌原纖維蛋白巰基含量，在貯藏過程中的變化相似且比較復(fù)雜，這與郭艷婧[8]的研究一致，也與馬文慧等[27]研究的烏鱧魚片在-18 ℃貯藏過程中，巰基含量降低的結(jié)果相似。

揮發(fā)性鹽基氮是動物性食品在腐敗過程中由于酶和微生物的作用，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的堿性揮發(fā)性含氮物質(zhì)的總量。本研究發(fā)現(xiàn)，TVB-N值在土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中整體呈上升趨勢，這與廖定榮等[28]的研究一致，也與周樂丹等[29]研究的粵式鹽焗雞在4 ℃貯藏過程中，揮發(fā)性鹽基氮值顯著上升的結(jié)果一致。其中，托盤包裝的TVB-N在貯藏15 d時超過了20 mg/100 g，已經(jīng)成為不合格肉。真空包裝和免拆膜包裝并沒有達(dá)到此值。這與李爽等[30]研究的托盤包裝比真空包裝在冷鮮羊肉的TVB-N含量高的結(jié)果相似。

綜上所述，不同包裝方式對蛋白質(zhì)的氧化作用各不相同，但在貯藏過程中真空包裝的氧化作用要弱于免拆膜包裝和托盤包裝。

3.2 不同包裝方式對土豆燒牛肉菜肴貯藏過程中牛肉脂肪氧化變化的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，貯藏過程中真空包裝的酸價變化最小，其次是免拆膜包裝，最后是托盤包裝，這與包裝方式的阻隔性有必然聯(lián)系。而且，在貯藏過程中3種包裝方式的酸價均遠(yuǎn)小于國標(biāo)規(guī)定的4 mg KOH/kg，但總體呈上升趨勢，這與王凱利等[31]研究的不同包裝方式的食品過氧化值和酸價均升高的結(jié)果一致。

脂質(zhì)氧化是一個非常復(fù)雜的過程，一般通過測定氧化初級產(chǎn)物分解的次級產(chǎn)物的變化或者測定氧化過程中脂質(zhì)氧化底物來反映蛋白質(zhì)氧化進程[32]。研究發(fā)現(xiàn)，POV在整個貯藏過程中呈上升趨勢，且真空包裝的POV低于免拆膜包裝和托盤包裝，這可能是由于光照影響氫過氧化物的生成導(dǎo)致POV增加。

在貯藏過程中，TBA值呈上升趨勢，且真空包裝的TBA值上升最緩慢，這說明光照能夠促進脂肪氧化，這與低透光的包裝材料能夠有效地抑制脂肪氧化變質(zhì)[33-34]的研究結(jié)果一致。除此之外，王強[35]研究發(fā)現(xiàn)，光照條件與TBARS變化呈正相關(guān)。貯藏過程中3種包裝方式的TBA值均小于1.2 mg丙二醛/kg。

4 結(jié)論

真空包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的蛋白氧化程度最低，其次是免拆膜包裝，托盤包裝氧化程度最高；真空包裝的土豆燒牛肉菜肴中牛肉的脂肪氧化程度最低，其次是免拆膜包裝，托盤包裝氧化程度最高。由此可知，真空包裝是適合土豆燒牛肉菜肴的包裝方式。