新疆风干牛肉贮藏期间微生物变化研究

郭江南,蒋云升,崔繁荣,叶治兵,刘亚娜,沙　坤,李海鹏,张金山,孙宝忠,*

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100093;2.扬州大学,江苏扬州 225000;3.伊犁职业技术学院,新疆伊犁 835000;4.新疆维吾尔自治区畜牧科学院,新疆乌鲁木齐 830000)



新疆风干牛肉贮藏期间微生物变化研究

郭江南1,2,蒋云升2,崔繁荣3,叶治兵3,刘亚娜1,沙坤1,李海鹏1,张金山4,孙宝忠1,*

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100093;2.扬州大学,江苏扬州 225000;3.伊犁职业技术学院,新疆伊犁 835000;4.新疆维吾尔自治区畜牧科学院,新疆乌鲁木齐 830000)

为提高新疆风干牛肉的贮藏效果,选用3种不同材料的包装袋:普通袋、镀氧化铝袋、铝箔袋,对新疆风干牛肉进行4 ℃真空保存,并对贮藏过程中的微生物、pH和酸价进行定期检测,研究储藏过程中各指标的变化规律。结果显示:普通袋和镀氧化铝袋的细菌总数在第4周超过106CFU/g,至保藏结束,普通包装的优势菌为假单胞菌和酵母菌,镀氧化铝和铝箔包装的优势菌为乳酸菌;初始酸价为1.85 KOH mg/kg,在第4周普通包装袋样品酸价为4.26 KOH mg/kg超过限值4.0 KOH mg/kg,与其它两种包装差异显著(p<0.05),贮藏至12周结束酸价值均超过7.0 KOH mg/kg。采用有效保鲜包装技术,对控制新疆风干牛肉微生物和氧化是必要的。

新疆风干牛肉,包装方式,微生物,酸价

新疆风干牛肉是新疆地区一种极具民族特色的传统肉食品,它以新疆褐牛肉为主要原材料,主要产于伊犁、阿勒泰、塔城等地区,是哈萨克族、柯尔克孜族等游牧民族在长期游牧生活中发明的传统肉食品之一[1]。当早期的牧民把饲养家畜或捕获的动物宰杀后,在食用剩余的情况下,将生肉切成条状悬挂起来。经过风吹干燥后不仅延长了保存日期还增加了独特的风味[2],后又经过工艺的改进,逐渐形成了今天的新疆风干牛肉。目前与新疆风干牛肉相关的研究鲜有报道。跟国外的可直接食用的干腌牛肉不同[3-4],新疆风干牛肉在食用前要经过熟制过程,熟制工艺也赋予了新疆风干牛肉独特的香气和质地。

表1　不同材料包装袋的规格参数

新疆风干牛肉深受消费者的喜爱,但师徒相传的传统加工方式也有很多缺点,小作坊式生产的传统肉制品设备落后,产品得率低,产量少,产品质量不稳定,其中卫生问题最为突出,大多数产品包装储存方式简单,甚至没包装,保存流通过程中易被污染,脂肪氧化严重[5-6],保质期短。

本实验对不同包装条件下新疆风干牛肉的贮藏特性进行研究,分析在贮藏期间微生物和理化指标的变化规律,保证产品质量,延长货架期,为新疆风干牛肉的规模化、标准化、工业化生产提供科学的理论依据,在国内牛肉需求不断增加的状况下,大力发展风干肉加工迫在眉睫,对扩大新疆风干牛肉流通范围和推动民族食品的工业化发展具有十分重要的意义。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

原料肉新疆维吾尔自治区伊犁州伊宁市巴口香食品有限责任公司,在屠宰场选24月龄发育正常、健康无病的新疆褐牛公牛,按照GB/T19477-2004《牛屠宰操作规程》[7]屠宰,排酸24 h,在0～4 ℃分割间分割,分别采取左半胴体牛肩肉,去除表面脂肪、杂物等装入保鲜袋,待测。

不同材料的包装袋的规格参数见表1。

PCA培养基,MSA培养基,假单胞菌CN选择性培养基,P-18A萘啶酮酸北京陆桥技术股份有限公司;VRBA培养基,MRS培养基,孟加拉红培养基北京奥博星生物技术有限责任公司;无水乙醇北京化工厂;无水乙醚北京化工厂。

BS214D型电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司;RZ-158D型飞利浦绞肉机荷兰飞利浦公司;DHP-9052型电热恒温培养箱上海一恒科技有限公司;LDZM-60KCS立式压力蒸汽灭菌器上海习仁科学仪器有限公司;HYC-940型海尔冰箱青岛海尔股份有限公司;HWS型恒温恒湿箱宁波江南仪器厂;SW-CJ-1F型单人双面洁净工作台苏州苏洁净化设备公司;HI99163型pH计德国哈纳有限公司;HH-4型可调恒温数显水浴锅江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;真空充气包装机山东诸城正泰机械有限公司。

1.2实验方法

1.2.1工艺流程原料肉选择→整形→抹盐→腌制→固定→风干→成品

1.2.2操作要点修整分割时,用洁净刀具顺肌纤维方向把肉切成小条,宽5 cm、厚3 cm,控制每条肉重量大致为250 g;按原料肉重2%加入腌制盐,在0～4 ℃密闭容器内腌制24 h;腌制过后用洁净钩将肉条固定在恒温恒湿箱内,保持温度为2～11 ℃,相对湿度为30%～55%,以原料肉失重30%作为风干结束的终点。

1.2.3pH测定参照GB/T9695.5-2008《肉与肉制品 pH测定》[8]。

1.2.4酸价测定参照GB/T 5530-1998《动植物油脂酸价和酸度测定》[9]。

1.2.5微生物测定菌落总数按照GB 4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》[10]方法测定;假单胞菌按照SN/T 4044-2014《出口肉及肉制品中假单胞菌属的计数方法》[11]方法测定;乳酸菌按照GB4789.35-2010《食品微生物学检验乳酸菌检验》[12]方法测定;酵母菌按照GB4789.15-2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[13];肠杆菌按照SN/T 0738-1997《出口食品中肠杆菌科检验方法》[14]方法测定。

1.2.6菌相的计算:

1.3数据分析

用Microsoft Excel 2007对数据进行整理,SPSS19.0统计分析软件对实验数据进行独立样本T检验。

2　结果与讨论

2.1微生物指标变化

不同包装各处理组在4 ℃贮藏过程中,细菌总数、假单胞菌、肠杆菌、乳酸菌、酵母菌和球菌每两周测试结果见图1、图2、图3、图4、图5和图6。

由图1可知,各包装组细菌总数在前4周内一直呈上升趋势,这可能与风干牛肉在抽真空后内部肉水分向外部渗透,有利于表层微生物生长有关。在贮存第四周时细菌总数达最大值,普装和镀氧化铝袋的细菌总数已超过106CFU/g,铝箔袋包装略低,菌落总数为5.94 LgCFU/g。在整个贮藏期内,普通袋包装的风干牛肉菌落总数生长趋势较稳定,经历了初期的繁殖增长和中后期的相对稳定变化过程。镀氧化铝和铝箔包装的风干牛肉细菌总数在4周达最大值后至第10周经历一个缓慢减少的过程,在第10周之后各类细菌数量急剧增加,并在第12周超过普通包装组。在加工肉制品中,真菌能竞争性抑制腐败细菌的生长[15],第10周后酵母菌数量一直降低,对细菌的抑制作用也随之减弱,导致细菌总数数量增加明显。

图1　不同材料包装的风干牛肉4 ℃冷藏过程中的细菌总数变化Fig.1　Changes of the Total Plate Count of different material dried beef stored at 4 ℃

由图2可看出,假单胞菌在前4周内增长迅速,由于保藏后期乳酸菌的大量生长繁殖,三种包装袋的风干牛肉假单胞菌数下降到相对较低104CFU/g水平。这与假单胞菌属于好氧菌有关,无氧4 ℃环境和乳酸菌都抑制了其生长。假单胞菌属是肉品保藏过程中常见的腐败菌,它是非真空包装肉制品中的优势菌,真空包装不利于其繁殖,占比例较低[16]。

图2　不同材料包装的风干牛肉在4 ℃贮存期中假单胞菌的变化Fig.2　Changes of the Pseudomonas of different material dried beef stored at 4 ℃

由图3可看出,同于细菌总数,肠杆菌起始数量相对较大,并在前四周内迅速生长至最大值。肠杆菌科细菌是一类好氧或兼性厌氧菌,相比于氧气阻隔性能更好的镀氧化铝袋、铝箔袋,在整个保藏过程中,普通包装的风干牛肉肠杆菌数均高于镀氧化铝袋包装,大部分保藏期内数量高于铝箔袋。三种包装风干牛肉肠菌数受到乳酸菌抑制影响,在贮藏的中后期数量变化与乳酸菌大致呈相反趋势。肠杆菌科细菌耐热性低,风干牛肉原料肉在屠宰分割过程中如果卫生控制不好,产品制作又未经熟制加工,导致成品起始菌数量大。

图3　不同材料包装的风干牛肉在4 ℃贮存期中肠杆菌数的变化Fig.3　Changes of the Enterobacteriaceae of different material dried beef stored at 4 ℃

由图4可知,普通包装组的风干牛肉乳酸菌数在整个储存过程中经过一个先升高再降低的变化过程,在第6周时达到最大值Lg 5.74 CFU/g,至保藏结束逐渐减少至最低。镀氧化铝袋和铝箔包装的风干牛肉乳酸菌数在保藏过程中的变化规律与细菌总数相似,前10周经历了增长又逐渐减少的变化过程,并在10～12周急剧增长至达最大值,这可能与样品理化指标的变化有关,这段保存期内样品酸价也快速增长至较高值,乳酸菌能适应较高的酸度值竞争成为优势菌,数量增加明显。真空包装的肉制品在贮存期间,厌氧菌和乳酸菌为优势菌,这与Korkeala[17]等的报道相一致。乳酸菌多数为兼性厌氧菌,真空包装冷藏条件下有利于乳酸菌的生长。乳酸菌在繁殖过程中还会产生抑菌物质,抑制其他腐败菌的生长[18]。

图4　不同材料包装的风干牛肉4 ℃冷藏过程中乳酸菌数变化Fig.4　Changes of the Lactic acid bacteria of different material dried beef stored at 4 ℃

图5　不同材料包装的风干牛肉4 ℃冷藏过程中酵母菌数变化Fig.5　Changes of the yeast of different material dried beef stored at 4 ℃

由图5、图6可知,酵母菌和球菌数量均在第4周达最大值,分别在第6和第8周至最小值,酵母菌和球菌中一些种类被认为在肉类加工制品中色泽和风味形成中起到重要作用。酵母菌能耗尽肉制品中残留的氧,降低pH防止腐败,有利于稳定发色。微球菌和葡萄球菌都属于微球菌科,产酸能力很弱,具有硝酸盐还原酶活性微球菌和葡萄球菌共同存在于发酵剂中,它们具有抗氧化氢酶、酯酶和蛋白酶活性,可确保产品良好的风味[19]。微生物对肉制品中的蛋白质水解有贡献,但在一些肉类制品表面也发现具有产生毒素能力的球菌和霉菌菌株。因此加强对发酵剂的研究,有效抑制有害微生物的生长,将对新疆风干牛肉的规模化生产有非常重要的意义。

表2　初始菌相和保藏12周时的菌相

表3　贮藏过程中pH的的变化

图6　不同材料包装的风干牛肉4 ℃冷藏过程中球菌数变化Fig.6　Changes of the cocci of different material dried beef stored at 4 ℃

2.2菌相比较

将成品初始和贮存12周时所测得的假单胞菌、球菌、肠杆菌、乳酸菌、酵母菌所占的百分数进行计算,结果见表2。从表2看出,初始菌相为:假单胞菌占7%、球菌占4%、肠杆菌占28%、乳酸菌占22%、酵母菌占39%。酵母菌和肠杆菌为主要优势菌,也说明制作风干牛肉的原料肉在屠宰分割过程中受到污染,人工模拟的企业化生产环境封闭性较强,通风条件相对较弱有利于酵母菌的生长繁殖。当不同包装各组在4 ℃环境贮存12周后,普通袋包装组以假单胞菌和酵母菌为优势菌,开袋后刺激性酸味较重,其中假单胞菌比例为28%。而在镀氧化铝和铝箔组,乳酸菌成为优势菌,分别占77%和93%,不愉快气味相对较弱,这可能与乳酸菌致腐能力较弱有关。由此看出材料对氧气和水分的阻隔效果不同,影响终产品的菌相组成,透氧率越高典型腐败菌比例越高,阻隔性好对需氧腐败菌的生长繁殖的抑制起到促进作用。

2.3pH变化

pH是肉类品质评价的重要指标,在屠宰之后会因糖酵解产生乳酸及ATP分解产生磷酸而数值降低。正常肉的pH在5.4左右,pH6.0以上的是DFD肉(暗红色、质地坚硬、表面干燥的肉)。由表3可知,三种不同包装的风干牛肉在贮藏过程中pH变化趋势大致相同,均是先下降后上升。在风干牛肉贮藏的初期,微生物利用肉中的碳水化合物生成乳酸,使pH下降,结合图1可知,在微生物含量最高的4～6周,pH下降至最低值。普通包装袋在第4周降到最低值5.40,镀氧化铝和铝箔包装则稍显滞后,在第6周分别降至最小值5.54和5.52。在贮藏后期随着糖类物质的消耗,微生物转而利用蛋白质产生碱性含氮物质,pH开始逐渐上升。

2.4酸价变化

脂肪的适度氧化能产生前体物质使肉有独特的风味,但氧化过度就会产生毒素,危害身体健康[20]。丙二醛是脂肪氧化的二级产物,为主要的有害产物,TBA值能真实反映脂肪最终氧化程度[21]。酸价与脂肪氧化产生游离脂肪酸有关,也被作为腌腊肉制品脂质氧化的标准,从脂肪酸败的化学反应角度看,酸价总是伴随着致癌作用的过氧化物升高,对酸价的控制是有道理的[22]。新疆风干牛肉是非熟肉制品,加工过程组织中的脂肪酶尚未失活,因此无法避免游离脂肪酸的产生,在贮藏过程中也会出现游离脂肪酸含量持续升高的现象[23]。这与本实验结果一致,由表4可以看出,三种不同包装的风干牛肉在整个保藏过程中酸价呈现持续增长趋势,由起始的1.85 KOH mg/kg增长至末期超过7.0 KOH mg/kg。GB 2730-2005《腌腊肉制品卫生标准》中规定腌腊肉制品以脂肪计的酸价≤4.0 KOH mg/kg。普通包装的第6周酸价值已达到4.26 KOH mg/kg超过标准,镀氧化铝和铝箔袋的酸价值则是在第八周分别达到4.88 KOH mg/kg和4.94 KOH mg/kg超过标准。但在近些年来,4.0 mg KOH/kg的酸价限值受到专家和学者的质疑,这个限值对于腌腊肉制品生产出之后很快就被超过,在产品的保质期内无哈喇酸败味,也不影响感官评价。这与王新惠等[24]市场抽样调查结果一致。测定中用的有机溶剂,添加的糖类降解成小分子乳酸、葡萄糖酸等有机酸也被提取中和滴定,导致酸价上升[25]。

表4　贮藏过程中酸价的变化

3　结论与讨论

风干牛肉营养丰富、理化性质适合大部分微生物的生长,成品细菌数量为103CFU/g,修整包装完成后细菌总数为2.8×104CFU/g,说明风干牛肉在制成后转运包装过程中受到二次污染,易引起微生物性腐败,应该引起高度的重视,也可在包装前采取有效的灭菌处理。阻隔性能更好的镀氧化铝、铝箔袋在抑制细菌总数和控制腐败菌方面相对于普通包装袋起到了更好的作用,包装材料对样品的保鲜有明显的效果,对于传统作坊粗放式生产的带有较高初始带菌量的风干牛肉,采用阻隔性能好的包装材料真空低温保存是有必要的。在以后的标准规模化生产中可考虑结合托盘、气调等包装方式,并结合栅栏理论,多靶攻击腐败菌,提高保鲜效果。目前新疆风干牛肉的制作尚且没有针对性生产及卫生标准,规模化生产的模式有待继续探索研究,以小作坊为主的生产方式还将占据主导地位,应重视简单有效的真空包装方式。在贮藏过程中酸价持续升高,非熟制品风干牛肉在贮藏过程中,脂肪酶一直在起作用催化氧化反应,希望能对新疆风干牛肉脂质水解和氧化的机理进行研究,探明内源性脂肪酶变化和酶学性质,为新疆风干牛肉的早日工业化生产提供理论基础。

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Study on the changes of microorganism of Xinjiang dried beef during storage

GUO Jiang-nan1,2,JIANG Yun-sheng2,CUI Fan-rong3,YE Zhi-bing3,LIU Ya-na1,SHA Kun1,LI Hai-peng1,ZHANG Jin-shan4,SUN Bao-zhong1,*

(1.Institute of Animal Science,Chinese Academy of Agricultural Science,Beijing 100093,China;2.Yangzhou University,Yangzhou 225000,China;3.Yili Vocational and Technical College,Yili 835000,China;4.Animal Science Academy of Xinjiang Uygur Autonomous Region,Ürümqi 830000,China)

To deposit the Xinjiang dried beef better,this thesis selects three kinds of packing bags made from different materials,namely the common bags,aluminum oxide-plating bags and aluminum foil bags. The author intends to store the Xinjiang dried beef in a 4 ℃ vacuum condition. Then all the microorganisms,pH and the acid value should be tested regularly to research the change rules of each indicator in the process of storage. The results showed that:the total number bacteria of former two bags grew to more than 106CFU/g in the 4th week. Pseudomonas and yeast became the dominant bacteria in general packaging,while lactic acid bacteria had an absolutely advantage in the other kinds of packaging. The initial acid value of dried beef was 1.85 KOH mg/kg,and increased to 4.26 KOH mg/kg at the 4th week,which over the limited value and had significant differences when compared with the other two bags(p<0.05). To the end of the preservation,the acid value of each type of packaging was over than 7.0 KOH mg/kg. To avoid the microorganism and excessive oxidation,it is necessary to adopt an effective fresh-keeping packaging technology.

Xinjiang dried beef;packing way;microorganism;acid value

2016-01-08

郭江南(1987-)，男，硕士研究生，研究方向：营养与食品卫生学，E-mail:rouqingduxingxia@qq.com。

孙宝忠(1964-)，男，博士，研究员，主要从事肉品质量与安全，E-mail:baozhongsun@163.com。

国家自然科学基金资助项目(31460403)；“十二五”国家科技支撑计划援助项目(2011BAD47B00)。

TS205

A

1002-0306(2016)13-0323-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.058