不同氣體配比對氣調包裝牛肉保鮮效果的影響

周振勇，藺宏凱，賈紅玲，楊 倩，李紅波，閆向民

（1.新疆畜牧科學院畜牧研究所，新疆烏魯木齊830000；2.新疆華凌農牧科技開發有限公司，新疆烏魯木齊830000）

不同氣體配比對氣調包裝牛肉保鮮效果的影響

周振勇1，藺宏凱1，賈紅玲2*，楊 倩2，李紅波1，閆向民1

（1.新疆畜牧科學院畜牧研究所，新疆烏魯木齊830000；2.新疆華凌農牧科技開發有限公司，新疆烏魯木齊830000）

研究不同氣體配比對冷鮮氣調包裝牛肉保鮮效果影響，篩選牛肉氣調保鮮技術?！痉椒ā繉嶒灢捎脷庹{保鮮技術對生鮮冷卻牛肉進行氣調保鮮包裝，通過控制N2、O2、CO、CO2等氣體組分，研究不同氣體組分對生鮮冷卻牛肉pH值、衛生指標和肉色貨架期等生鮮品質的影響，結合牛肉肉色值與計算機視覺圖像分析技術，參考菌落總數、揮發性鹽基氮（TVB-N）、pH值等肉質評價指標，分析評價牛肉保鮮效果。結果：高氧氣調包裝與含CO氣調包裝均具有延長牛肉保鮮期的功效?！窘Y果】確定了基于CIE Lab模型的新鮮牛肉的顏色特征值，通過篩選獲得2個牛肉抑菌護色最優氣體組合，適宜的氣調參數是O2︰CO2為80﹪：20﹪和CO：CO2為1％：99％?！窘Y論】本試驗條件下，氣調包裝的氣體構成二元組分優于三元組分，氣調包裝牛肉保鮮期可達27 d，篩選配方可使牛肉保鮮期延長至33 d。

牛肉；氣調保鮮；肉色；計算機視覺；菌落總數

10.16863 /j.cnki.1003-6377.2016.05.008

肉和肉制品生產過程中，微生物是影響食品安全的重要因素。鮮肉營養物質豐富，為微生物的生長提供了良好的物質基礎，在肉的加工、貯藏、包裝與銷售過程中，極易受到微生物的污染而腐敗。腐敗微生物的生長繁殖受加工方式和包裝措施等各有不同并導致微生物的分布和多樣性的巨大差異[1]。牛肉的新鮮度與保鮮效果和微生物數量密切相關，微生物的變化是反映冷卻牛肉鮮度最直接最重要的指標，而微生物生長特性受到產品pH值、溫度等綜合因素的影響[2]。隨著食品工業與技術的發展，真空包裝保鮮與氣調保鮮技術已廣泛應用于肉的加工生產中。有研究報道采用真空包裝的冷卻肉在0～4℃條件下可貯存20～28 d。氣調保鮮包裝是在包裝內充入調制氣體，破壞或改變環境條件，降低微生物的繁殖從而達到保鮮防腐[3]。氣調包裝技術能夠在一定程度上抑制微生物的腐敗和產品皺縮彌補真空包裝的不足。氣調包裝技術與真空包裝一樣常與冷藏相結合[4]。肉食品生產不可避免的存在微生物污染，在加工及后續生產中隨著環境與時間的變化，肉食品的微生物在菌相構成方面會發生改變，存在菌群結構與數量的消長，優勢菌群數量決定肉品腐敗程度[5]。肉色是消費者用來衡量冷卻肉品質和可接受性的首選標準，同時肉色是肉品腐敗變質的感官評價依據，是影響肉品購買決定的重要因素[6]。國內外有一些關于氣體包裝牛肉的研究報告，但受包裝材料、溫度、光照、保鮮劑等多重因素制約，研究的深度還有待挖掘。特別是國內對于不同氣體成分對冷卻牛肉腐敗菌消長規律的研究還很少，本文以冷卻牛肉為研究對象，探討不同包裝條件對冷卻牛肉主要腐敗菌的影響，研究不同保存時間下牛肉中的菌相變化與肉品質量特征，為牛肉氣調包裝產品的質量控制與技術優化應用提供依據。

1 材料與方法

1.1材料與設備

原料肉由新疆華凌農牧科技開發有限公司提供排酸牛肉；混合氣體由新疆山下機電設備有限公司按照要求配置的標準混合氣體，氣體為O2、N2、CO2、CO。

主要儀器與試劑：電熱恒溫培養箱、電子分析天平、半自動盒式氣調包裝機、冷鮮肉貯藏柜、立式高壓鍋、梅特勒pH計、康維氏微量擴散皿、微量滴定管、微量移液器、10mL移液管、洗耳球、90 mm培養皿、15×150試管、杜氏倒置管、數碼相機；甲基紅、亞甲藍、95％乙醇、鹽酸、硼酸、無水碳酸鉀、甘油、阿拉伯樹膠、營養瓊脂、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯（LST）、煌綠乳糖膽鹽肉湯（BGLB）、去離子水。

1.2方法

分割包裝過程中相關器具經消毒處理，采集分割肉塊去除肉樣表面筋膜與脂肪，切塊后放入包裝盒進行分組氣調包裝。

調制氣體配方設6個組，各組的氣體組分為：氣調1組為O280％，CO220％；氣調2組為O260％、CO220％、N220％；氣調3組為O240％、CO240％、N220％；氣調4組為CO 1％、CO240％、N259％；氣調5組為CO 1％、CO280％、N219％；氣調6組為CO 1％、CO299％，采用半自動盒式氣調包裝機包裝在冷鮮肉貯藏柜中（4℃）保存，分期組內隨機抽樣進行肉品質指標檢測與評價，按照國家標準測定菌落總數、總揮發性鹽基氮、pH等指標，肉色特征分析結合計算機視覺技術應用Photoshop軟件基于CIE Lab色彩模型處理評價[8]，測定L值、a值、b值，每個肉樣的圖片分別測定3個點（101*101像素），取其平均值。

2 結果與分析

2.1氣調包裝牛肉微生物的測定結果

本試驗條件下，不同氣體組分氣調包裝牛肉菌落總數檢測結果見表1。由表1可以看出，隨著貯藏期的延長，牛肉的菌落總數總體呈現緩慢上升的趨勢。在保鮮第3 d，各組牛肉菌落總數都符合新鮮肉標準，菌落總數小于104CFU/g；在保鮮第6 d，除氣調4組外其余各組均滿足新鮮肉標準，在保鮮第9 d，氣調3組、4組、6組的菌落數仍小于104CFU/g，牛肉較新鮮；在保鮮第14 d，氣調4組、5組、6組抽樣結果菌落總數均小于104CFU/g；在保鮮第23 d、27 d抽樣檢測氣調1組與氣調6組較其它組菌落總數少；在保鮮第33 d氣調4組的菌落總數超過106CFU/g，其余各組菌落總數處于104～106CFU/g之間。

表1 不同組別貯藏條件下細菌總數變化l g c f u/g

2.2氣調包裝牛肉TVB-N變化

不同氣調包裝牛肉TVB-N變化情況見表2。由表2可知，各組包裝牛肉TVB-N指標隨時間延長而逐漸上升，在貯藏期第14 d除氣調2組、氣調4組外的大多數包裝肉樣保持較好的新鮮度，各樣本平均值為12.75mg/100 g（TVB—N≤15 mg/100g為一級鮮度），在23 d、27 d、33 d各樣本平均值分別為16.36 mg/100g、16.41 mg/100g、17.95mg/100g總體達到次鮮肉指標（TVB—N≤25mg/100g為二級鮮度）。

表2 不同組別貯藏條件下揮發性鹽基氮的變化mg/100g

2.3氣調包裝牛肉pH值變化

表3 不同組別氣調包裝牛肉p H值變化

由表3可知，牛肉貯藏期間各組Ph值有一定的波動，各組保鮮牛肉在3 d～27 d，牛肉的pH值在5.51～6.23之間符合新鮮肉標準，在保鮮第33 d，氣調3組、4組Ph值分別為6.85與6.86超過了次鮮肉pH值6.2～6.7的參考標準達腐敗水平。

2.4不同包裝牛肉肉色測定結果

表4 冷鮮排酸牛肉肉色特征值分析

由表4可知，牛肉的肉色具有一定的部位差異，可能和組織中肌紅蛋白的生理分布有關，a值（紅色）結果顯示，霖肉的肉色相對較深，小瓜的肉色相對較淺，與感官視覺評價一致。同時，依據CIE LAB顏色空間模型，排酸鮮牛肉的肉質色度取值范圍為L值33.49～41.83之間，a值24.45～29.60之間，b值12.57～15.65之間。

表5 不同包裝牛肉貯藏期肉色測定結果L/a/b

續表

肉的色澤是肉質發生變化的結果與特征指標，也是評定肉色保鮮效果的重要參考依據。依據表5顯示參照表4牛肉特征值分析，保鮮期各組牛肉的肉色指標始終圍繞牛肉初始值波動。

3 討論

牛肉的氣調保鮮效果受多因素影響，保存溫度與氣體組成的變化對抑菌護色效果均有影響。鮮肉在保存過程中受內外因素的影響發生著一系列的品質變化，理化反應的機理機制復雜，有研究認為肉質評價指標中TVB—N的積累來自蛋白質的分解，微生物分解含氮有機化合物經系列化學反應最終產生氨或胺，隨著貯藏期的延長，肉中的堿性物質含量增加；隨著微生物菌群的變化與環境的限制，微生物的無氧酵解可產生酸性成分對Ph值有緩沖作用。氣調保鮮包裝中，在高氧濃度下，肉中的肌紅蛋白與氧氣結合生成氧合肌紅蛋白并表現具有鮮紅色，氧合肌紅蛋白很不穩定，隨著包裝中氧氣的消耗與分壓的降低，牛肉的氧合肌紅蛋白變為高鐵肌紅蛋白肉色出現變化與波動[9]。本試驗條件下，不同氣體組合對菌落總數、TVB—N、PH值、肉色等指標影響程度不同。研究主要參照標準探討適宜的氣調包裝保鮮氣體組分，著重探討篩選氣調保鮮組合，試驗研究中隨著氣體的消耗，氣體的分壓與比例發生著變化，CO2、O2、CO、N2等氣體組合包裝中，從抑菌效果來看富含氧氣的氣調1、氣調2、氣調3分別對應高中低不同的氧氣比例，高氧組合的優勢明顯；氣體中CO2具有抑菌作用，CO具有護色與增色功效，本試驗中氣調4、氣調5、氣調6為抑菌護色組合，氣調6組的保鮮效果較好。另外，隨著保鮮技術的發展，評定指標將更加的精細化與科學化，本試驗依據國標可篩選出符合標準的保鮮組合，但受多方面因素的限制，評價指標的數值在研究中有一定的波動，形成原因有待進一步深入研究。對照《NY 5044-2008無公害食品牛肉》安全指標與微生物指標的標準要求，鮮牛肉菌落總數應小于1×106cfu/g，揮發性鹽基氮小于等于15 mg/100 g，感官評定指標作為參考，試驗中氣調1、氣調2、氣調4、氣調6組配方均具有延長牛肉保鮮期的效果，保鮮期可達27 d，其中氣調6組的保鮮期已達33 d。

4 結論

在本試驗條件下，高氧氣調包裝與含CO氣調包裝均具有延長牛肉保鮮期的功效。試驗篩選獲得2個牛肉抑菌護色最優氣體組合，從氣體組分構成與技術標準的穩定性評定，二元組分優于三元組分，含氧氣最優組合O280％、CO220％，含CO氣調最優組合CO 1％、CO299％。

參考文獻:

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[3]宋志鵑,黃素珍.冷卻肉的微生物控制及保鮮技術的研究進展[J].肉類研究,2009,（06）:31-36.

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[8]賈紅玲,周振勇,楊倩,等.基于數字圖像中LAB顏色空間的肉色質量評價方法研究[J].現代農業科技, 2016,（02）:277-281.

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Effect of Different Gas Ratio on the Fresh-keeping Beef w ith M odified Atmosphere Package

ZHOU Zhen-yong1,LIN Hong-kai1,JIA Hong-ling2*,YANG Qian2,LIHong-bo1,YAN Xiang-min1
（1.Xinjiang Academy of Animal Science Research Institute,Urumqi 830000，China；2.Xinjiang Hualing Agriculture and AnimalHusbandry Science and Technology Development Co.,Ltd., Urumqi 830000，China）

【purpose】To study the effect of different ratio of gas on cold beef and fresh air packaging freshkeeping,and to screen beef technology of modified atmosphere.[method]the experiment uses the modified atmosphere technology formodified atmosphere packaging of fresh beef cooling,by controlling the N2,O2,CO, CO2,such as gas composition,the different gas composition on the cool fresh beef pH value,health indicators and the shelf life of color fresh quality and the effect of combination of beef color value image analysis and computer vision technology,refer to the total number of colonies,volatile base nitrogen（TVB-N）,pH value, such asmeat quality evaluation,analysis and evaluation of beef preservation effect.Results:the high oxygen packaging and CO gas packaging are with the effect of fresh keeping.【results】determine the color characteristics of fresh beef based on the CIE Labmodel,gain two optimal combinations of beef bacteriostatic colorby screening,the suitable parameter is O2,CO2is 80％:20％and CO,CO2is 1％：99％.[conclusion] under conditions specified by this test,the gas packaging gas composition of binary component is better than that of the ternary component,gas packaging beef freshness can be up to 27 days,extended selection formula can keep beef fresh for 33 days.

beef;modified atmosphere;color;computer vision;total number of colonies

S379

：A

：1003-6377（2016）05-0041-06

新經濟維吾爾自治區公益性科研院所基本科研業務經費資助項目（KY2015009；KY2015013）；國家科技支撐計劃課題“新疆特色牛肉產品研發”（2011BAD47B05）

周振勇（1980-），男，高級畜牧師，主要從事肉牛生產與肉制品加工技術。E-mail：77790468@qq.com

賈紅玲（1982-），女，畜牧（獸醫）師，主要從事肉制品生產與質量安全控制。

2016-04-10，

：2016-04-21