3.2.4 肉样脂质氧化情况

TBARs值指硫代巴比妥酸值，是衡量肉中不饱和脂肪酸氧化的重要指标之一，因此TBARs值能说明牛肉的脂质氧化程度。该数值越高，牛肉脂质氧化的情况越严重。硫代巴比妥酸可以与丙二醛（MDA）发生显色反应，后者是不饱和脂肪酸氧化后的产物，利用在532nm波长处的吸光度，测定肉样的TBARs值。结果显示，当等离子体处理时间超过60s时，等离子体处理对牛肉菌落总数的增加有显著的抑制作用（P < 0.05）。出现该现象的原因是等离子体产生后，其中的活性氧和活性氮自由基以及紫外线等对贮藏早期牛肉表面的微生物有杀灭作用，限制了贮藏期间生鲜牛肉表面菌落的繁殖速度。

图6 等离子体不同处理时间贮藏期内生鲜牛肉的TBARs值

3.2.5 质构

质构是肉品感官的一项重要指标，通过使用质构仪的TPA模式来模拟人体咀嚼牛肉的过程，随等离子体处理时间的增加，生鲜牛肉的硬度、弹性、内聚性、黏性和咀嚼性没有发生显著的影响。

3.2.6 肉中水分以及蛋白质含量变化

生鲜牛肉的水分含量以及蛋白质含量是生鲜牛肉的两项基本的营养指标。前者与肉样的硬度、嫩度等属性有关，后者表明肉中最重要的营养物质的含量。实验结果表明（见表2），等离子体处理对于生鲜牛肉水分含量以及蛋白质含量没有显著的影响（P > 0.05）。

表1 等离子体不同处理时间生鲜牛肉的质构指标

处理时间(s)	硬度(g)	弹性(mm)	内聚性(g)	黏性(g)	咀嚼性(g)
0	2.86 ± 0.14a	0.52 ± 0.04a	0.55 ± 0.06a	1.58 ± 0.10a	0.79 ± 0.09a
15	2.88 ± 0.16a	0.53 ± 0.07a	0.52 ± 0.03a	1.54 ± 0.08a	0.74 ± 0.11a
30	2.81 ± 0.13a	0.50 ± 0.06a	0.52 ± 0.06a	1.55 ± 0.09a	0.70 ± 0.11a
60	2.78 ± 0.25a	0.51 ± 0.04a	0.53 ± 0.04a	1.57 ± 0.12a	0.80 ± 0.09a
120	2.80 ± 0.21a	0.52 ± 0.05a	0.54 ± 0.03a	1.58 ± 0.10a	0.81 ± 0.07a

注：小写字母相同表示生鲜牛肉在不同处理时间下质构指标间无显著差异

表2 等离子体不同处理时间生鲜牛肉的水分含量以及蛋白质含量

处理时间(s)	0	15	30	60	120
水分含量(%)	72.89 ± 1.84a	76.22 ± 1.50a	76.71 ± 1.29a	76.68 ± 0.12a	76.02 ± 1.94a
蛋白质含量(%)	23.68 ± 0.26a	22.75 ± 1.56a	22.89 ± 0.68a	22.65 ± 1.71a	23.72 ± 0.27a

注：小写字母相同表示生鲜牛肉在不同处理时间下水分和蛋白质含量指标间无显著差异

3.2.7 肉中游离氨基酸含量变化

游离氨基酸是食品中的呈味物质和呈味前体物质，肉中鲜味主要来源于游离的谷氨酸和天冬氨酸，因此谷氨酸与天冬氨酸被称为鲜味氨基酸。由表3可知，经过等离子体处理后的牛肉样品，随着等离子体处理时间的增加，谷氨酸的含量从0.476mg/g增加至0.662mg/g、天冬氨酸的含量从0.006mg/g增加至0.026mg/g，说明等离子体处理可增加生鲜牛肉的鲜味。丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸是肉中呈甜味的氨基酸，经过等离子体处理120s，丝氨酸的含量从0.021mg/g增加至0.042mg/g、苏氨酸的含量从0.146mg/g增加至0.221mg/g、缬氨酸的含量从1.021mg/g增加至1.291mg/g。

表3 等离子体不同处理时间贮藏期内生鲜牛肉的游离氨基酸含量

氨基酸种类	CK (mg/g)	15s (mg/g)	30s (mg/g)	60s (mg/g)	120s (mg/g)
天冬氨酸	0.006 ± 0.001a	0.008 ± 0.002a	0.011 ± 0.003ab	0.018 ± 0.004bc	0.026 ± 0.005c
苏氨酸	0.146 ± 0.012a	0.158 ± 0.015ab	0.172 ± 0.014abc	0.196 ± 0.016bc	0.221 ± 0.019c
丝氨酸	0.021 ± 0.003a	0.025 ± 0.004ab	0.029 ± 0.004ab	0.036 ± 0.005bc	0.042 ± 0.006c
谷氨酸	0.476 ± 0.032a	0.512 ± 0.038ab	0.558 ± 0.041bc	0.612 ± 0.045cd	0.662 ± 0.048d
甘氨酸	0.182 ± 0.015a	0.195 ± 0.017ab	0.208 ± 0.018ab	0.224 ± 0.020b	0.238 ± 0.022b
丙氨酸	0.428 ± 0.028a	0.452 ± 0.031ab	0.481 ± 0.033abc	0.516 ± 0.035bc	0.548 ± 0.037c
半胱氨酸	0.012 ± 0.002a	0.013 ± 0.002a	0.015 ± 0.003a	0.016 ± 0.003a	0.018 ± 0.003a
缬氨酸	1.021 ± 0.068a	1.082 ± 0.072ab	1.148 ± 0.076abc	1.218 ± 0.081bc	1.291 ± 0.085c
蛋氨酸	0.156 ± 0.012a	0.168 ± 0.014ab	0.181 ± 0.015abc	0.198 ± 0.016bc	0.212 ± 0.018c
异亮氨酸	0.328 ± 0.024a	0.345 ± 0.026ab	0.368 ± 0.027abc	0.392 ± 0.030bc	0.418 ± 0.032c
亮氨酸	0.568 ± 0.039a	0.598 ± 0.042ab	0.632 ± 0.044abc	0.672 ± 0.047bc	0.712 ± 0.050c
酪氨酸	0.112 ± 0.009a	0.118 ± 0.010a	0.126 ± 0.011ab	0.138 ± 0.012b	0.152 ± 0.013b
苯丙氨酸	0.226 ± 0.018a	0.242 ± 0.020ab	0.262 ± 0.021bc	0.286 ± 0.023cd	0.308 ± 0.025d
脯氨酸	0.088 ± 0.007a	0.092 ± 0.008a	0.098 ± 0.009ab	0.106 ± 0.010b	0.115 ± 0.011b
赖氨酸	0.412 ± 0.034a	0.438 ± 0.036ab	0.468 ± 0.038abc	0.502 ± 0.040bc	0.538 ± 0.043c
精氨酸	0.268 ± 0.022a	0.282 ± 0.024ab	0.298 ± 0.025abc	0.318 ± 0.027bc	0.338 ± 0.029c
组氨酸	0.086 ± 0.007a	0.091 ± 0.008a	0.097 ± 0.009ab	0.104 ± 0.010b	0.111 ± 0.011b
鸟氨酸	0.056 ± 0.005a	0.058 ± 0.005a	0.062 ± 0.006ab	0.066 ± 0.006b	0.071 ± 0.007b

注：小写字母不同表示生鲜牛肉在不同处理时间下游离氨基酸含量间具有显著差异（P<0.05）

3.2.8 气味变化

生鲜牛肉在贮藏期间，微生物及酶的作用下会分解出挥发性气味物质。电子鼻可以分析出生鲜牛肉的气味变化。由图7可以看出，生鲜牛肉样品经过不同时间的等离子体处理后，生鲜牛肉样品W1C芳香族、W3C芳香族、W6S硫化氢、W5C短链烷烃和W3S长链烷烃并没有显著性变化。处理组的冷鲜牛肉在W1S无机化合物、W1W甲基类、W1W无机硫化物、W2S醇类/有机硫化物成分均显著降低（P < 0.05）。这些物质与生鲜牛肉中的微生物菌落总数呈正相关，经过等离子体处理后生鲜牛肉的菌落总数均降低，因此由于这些物质的响应值降低。其中无机硫化物可能是由于含硫蛋白质微生物分解产生，导致牛肉的腥味越大，W1W无机硫化物响应度越大，表明肉腥味越重。

经过等离子体处理后可有效降低生鲜牛肉中存在的肉腥味，可提高冷鲜牛肉的食用品质，这是由于经过等离子体处理后，牛肉中的菌落总数有一定的抑制，导致牛肉的含硫蛋白质分解减少从而降低牛肉的腥味。该结果与不同时间处理后的生鲜牛肉的负面气味相符。

相比于目前已经在食品保鲜领域应用的辐照保鲜技术，采用等离子体处理生鲜牛肉在杀菌的同时，不仅保持了牛肉本身的气味，还可以有效抑制生鲜牛肉在贮藏过程中的气味变质。

图7 等离子体不同处理时间贮藏期内生鲜牛肉的气味

3.2.9 表面形貌分析

扫描电镜图可以反应生鲜牛肉样品的表面结构。图8为放大倍数为1000倍的生鲜牛肉表面结构图。对照组生鲜牛肉样品结构完整，结缔组织排列有序；等离子体处理后，生鲜牛肉表面结构被破坏，肉样表面出现小孔，大量结缔组织结构受损且肉表面出现较大面积的孔洞，牛肉的组织结构已被严重破坏。上述结果表明，等离子体处理会破坏生鲜牛肉的表面结构，而且处理时间越长，生鲜牛肉表面破坏程度也就越高。对于肌肉组织较粗的牛肉而言，适当的等离子体处理30s可以通过破坏肌肉组织结构的方式增加牛肉的嫩度，使其口感更为细腻，松软多汁。

图8 等离子体不同处理时间贮藏期内生鲜牛肉的表面结构

4 结论

本研究利用实验室自主研发的等离子体保鲜设备对生鲜牛肉进行了保鲜实验，结果如下：

（1）生鲜牛肉经过等离子体处理后，在贮藏期内其表面菌落的生长会受到抑制。随处理时间的延长，生鲜牛肉样品的菌落总数逐渐降低、挥发性盐基氮含量的增加趋势逐渐趋缓，能够延长生鲜牛肉的货架期。同期，生鲜牛肉的pH值有所降低，其水分含量、蛋白质含量以及质构相关指标均没有显著的变化，但是等离子体处理时间超过30s会加重生鲜牛肉中不饱和脂肪酸的氧化程度。

（2）等离子体处理可增加牛肉中甜味和鲜味氨基酸含量，对于生鲜牛肉的鲜味具有一定的提升作用。

（3）等离子体处理时间为30s时，生鲜牛肉的表面结构被破坏，使生鲜牛肉表面疏松多孔，增加生鲜牛肉的嫩度。当等离子体处理时间达60s时，牛肉的组织结构会被严重破坏。

综上，本研究中等离子体处理时间为30s时，可在保证较好杀菌效果的前提下，维持生鲜牛肉的良好品质，是最佳的处理工艺参数。

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