随着人们生活水平的提高，冷鲜肉越来越受到消费者的喜爱，特别是富含营养的牛肉，但冷鲜肉在贮藏过程中容易被细菌污染而发生腐败[1]。低温贮藏是常见保存牛肉的方法，但低温环境仍无法完全抑制微生物生长。真空包装虽然在一定程度上能隔绝空气从而抑制微生物的生长，但却无法完全限制厌氧菌的生长繁殖[2-4]。如何提升冷鲜肉的保鲜效果，更大程度地延长肉类货架期，一直是食品行业关注的焦点。为了延长肉类货架期，研究人员将研究重点放在天然、安全的植物精油上[5]。其中肉桂精油具有广谱抑菌性和抗脂质氧化能力，对大肠杆菌、葡萄球菌等肉类腐败菌均有抑制作用，主要有效抗菌成分是肉桂醛[6-7]。国内外许多试验证实肉桂精油可以应用于肉类保鲜。董文丽等[8]在4 ℃下采用0.5%肉桂精油保鲜冷鲜牛肉，发现冷鲜牛肉的货架期可以延长至6～8 d。Brilliana 等[9]在4 ℃下用0.5% 肉桂精油微胶囊结合真空包装保鲜冷鲜碎牛肉，发现肉桂精油可以通过抑制脂质氧化和抑制微生物生长等作用使碎牛肉的贮藏期延长至11 d。
在肉桂精油对延长冷鲜肉类贮藏期效果的研究中，大部分试验未涉及冷鲜肉中的肉桂醛含量及其对保鲜效果的影响，不同来源肉桂精油中肉桂醛的含量不同，即使保鲜试验中使用相同浓度的肉桂精油，其延长肉类货架期的效果也不同。基于此，本研究将肉桂醛含量和肉桂精油对牛肉的保鲜效果联系起来，利用肉桂精油良好的抗菌效果，用不同浓度的肉桂精油浸泡牛肉后真空包装，在4 ℃下进行冷藏，并分别于第0、5、10、15、20 天取样测定其菌落总数、pH 值、挥发性盐基氮值、脂质氧化值以及感官评分，探究不同浓度肉桂精油对冷鲜牛肉贮藏保鲜效果的影响。除此以外，还采用气相色谱法（gas chromatography，GC）检测高浓度肉桂精油处理下冷鲜牛肉中的肉桂醛含量，结合油煎后牛肉的感官评分，判断经过肉桂精油处理后冷鲜牛肉的适口性，以期为肉桂精油的开发和冷鲜牛肉的精油保鲜方法提供一定的理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
牛肉：市售；肉桂精油（肉桂醛含量为79.50%）：广州日化化工有限公司；营养琼脂培养基：广东省环凯微生物科技有限公司；乙醇（纯度为99.7%）：上海麦克林生化科技股份有限公司；氯化钠、无水碳酸钠、硼酸、无水硫酸钠、丙三醇、盐酸、乙二胺四乙酸（均为分析纯）、阿拉伯胶：国药集团化学集团有限公司；乙酸乙酯（色谱纯）：天津市致远化学试剂有限公司。
SPX-250 生化培养箱：上海悦丰仪器仪表有限公司；YX-280B 手提式压力蒸汽灭菌器：合肥华泰医疗设备有限公司；721/7211-100 型可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；7820A 型气相色谱仪：安捷伦科技（中国）有限公司。
1.2 方法
1.2.1 牛肉保鲜处理
配制肉桂精油乙醇溶液（浓度分别为0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.5%），分别编号为CK、A1、A2、A3、A4，以供牛肉浸泡。称取处理后的新鲜牛肉100 g，放入上述5 份溶液中浸泡15 min 后，25 ℃自然晾干10 min，进行真空包装，并在4 ℃条件下贮藏，分别于第0、5、10、15、20 天取样分析。
1.2.2 检测方法
1.2.2.1 菌落总数的测定
参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》的方法测定菌落总数。
1.2.2.2 挥发性盐基氮（total volatile basic-nitrogen，TVB-N）值的测定
参照GB 5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》的方法测定挥发性盐基氮值。
1.2.2.3 硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值的测定
参照GB 5009.181—2016《食品安全国家标准食品中丙二醛的测定》中的分光光度法测定硫代巴比妥酸值。
1.2.2.4 pH 值的测定
参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH 值的测定》的方法测定pH 值。
1.2.2.5 感官评价
参照GB 2707—2016《食品安全国家标准鲜（冻）畜、禽产品》的方法来进行感官评价，对冷鲜牛肉的感官评价标准如表1 所示。在实验室内部选择5 名成员，并培训其感官评价能力，对冷鲜牛肉的色泽、气味、黏度、弹性、煮沸肉汤品质5 个方面来进行评分，以5 名成员的平均值作为结果值。
表1 冷鲜牛肉感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of chilled beef
分数9～10弹性好7～＜9色泽（切面）有光泽，鲜红均匀有光泽，较鲜红黏度表面稍微湿润，不黏手稍微有点黏手较好5～＜7光泽稍暗，色泽暗红气味具有鲜肉气味有较淡的氨味，无其它异味氨味较浓，无其它异味有点黏手一般3～＜5氨味较浓，有异味比较黏手比较差0～＜3基本无光泽，偏暗褐色无光泽，铁青、发黑臭味很浓，不能接受很黏手煮沸肉汤品质透明、澄清、具有香味透明，稍有杂质，较淡香味稍透明，浑浊度低，没有香味不透明，浑浊度高，具有异味不透明，浑浊度很高，臭味浓很差
1.2.3 GC 法测定冷鲜牛肉中肉桂醛含量
1.2.3.1 肉桂精油中肉桂醛标准溶液配制
将乙酸乙酯和肉桂精油按体积浓度350、250、125、50 μL/L 配制成所需的溶液，绘制出标准工作曲线，峰面积和浓度分别为标准工作曲线的横坐标和纵坐标，并结合最小二乘法拟合，得到肉桂精油中肉桂醛含量标准曲线回归方程。
1.2.3.2 色谱条件
以弱极性毛细管柱为色谱柱；进样口温度为270 ℃；载气为高纯氦气，流量为3 L/min，进样量为1 μL，不分流；溶剂延迟1 min。质谱条件：电离方式采用电子轰击，电子能量为70 eV，离子源温度为230 ℃，四极杆温度为150 ℃。柱程序升温：初始温度为60 ℃，以10 ℃/min 的速度将温度升温到280 ℃，保持3 min。
1.2.3.3 肉桂醛含量的检测
准确称取浓度为1.2% 的肉桂精油处理后的牛肉5 g，将其碾碎后放置于碘量瓶内，加入20 mL 乙酸乙酯，在25 ℃下摇床振荡1.5 h 后进行过滤，向滤液中加足量脱水剂（如无水硫酸钠）使其脱水。取脱水后的滤液1 mL，置于气相色谱样品瓶中，以提供上机测定。根据峰面积计算，对比标准工作曲线，得出肉桂精油中肉桂醛在冷鲜牛肉的含量。
冷鲜牛肉中肉桂醛的含量按下式计算。
式中：C 为牛肉中肉桂醛含量，mg/kg；C1 为乙酸乙酯提取液肉桂醛含量，mg/L；20 为乙酸乙酯的用量，mL；5 为牛肉的用量，g。
1.2.4 肉桂精油处理的冷鲜牛肉油煎后的感官评价
参考孟祥忍等[10]的方法，油煎肉桂精油处理的冷鲜牛肉，并对其进行感官评价，感官评价标准如表2 所示。由感官评价小组的5 名成员，经过培训后，从牛肉的嫩度、风味、多汁性3 个方面进行评分，以5 名成员的平均值作为结果。
表2 油煎后牛肉感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation criteria of beef after frying
分数8～10 6～＜8 4～＜6风味呈牛肉固有的香气与滋味呈牛肉固有的香气与滋味，无不良气味略有异味1～＜4嫩度质地柔软，易咀嚼，易下咽质地柔软，咀嚼顺畅质地粗糙，难咀嚼与下咽很难咬断，难以下咽异味明显或由生肉腥味多汁性咀嚼能产生丰富的汁液，能润涩口腔汁液丰富，口腔内不会感觉干燥肉汁量少，咀嚼时感觉干燥干燥无味，咀嚼时木质化严重
1.3 数据处理
所有分析数据来自3 次平行试验，在Excel 2019软件中对所获得的数据进行统计分析，同时运用Origin 2021 对试验数据进行拟合，绘制成相应曲线图。
2 结果与分析
2.1 不同浓度肉桂精油处理对牛肉感官评分的影响
产品的色泽和气味是消费者在购买食品时首要的判断标准。感官评价的好坏决定了消费者是否会继续了解该产品，是评价肉类新鲜程度的重要指标，保鲜效果差导致的腐败会使感官评分降低[11]。牛肉4 ℃贮藏期间的感官评分变化如图1 所示。
图1 牛肉4 ℃贮藏期间的感官变化
Fig.1 Sensory changes of beef during storage at 4 ℃
由图1 可知，随着贮藏时间的延长，感官评分均有所下降，说明在贮藏过程中，牛肉发生腐败使得新鲜程度下降。CK 组感官评分在前5 d 变化不大，而第5 天后明显下降，说明未经精油处理的牛肉保鲜效果下降，使得感官评分降低。A1、A2、A3 组感官评分在前5 d变化不大，而第5 天后有所下降，但相较于A4 组，A1、A2、A3 组下降幅度较减缓，说明此浓度的精油能明显延缓牛肉因腐败变质而导致的气味色泽不佳问题，是牛肉很好的保鲜剂。但A4 组的感官评分在0～20 d 均较低，说明此浓度的肉桂精油并不适于肉类的保鲜，可能是浓度过高，精油自身的味道影响了感官评分，因此A4 组将不进行菌落总数、pH 值等指标的分析。
2.2 不同浓度肉桂精油处理对牛肉菌落总数的影响
肉类的新鲜程度与其贮藏过程中的微生物数量呈负相关关系，菌落总数在很大程度上反映了牛肉的卫生安全质量情况。牛肉4 ℃贮藏期间菌落总数的变化如图2 所示。
图2 牛肉4 ℃贮藏期间菌落总数的变化
Fig.2 Changes in total bacteria count of beef during storage at 4 ℃
由图2 可知，随着贮藏时间的延长，由于微生物的繁殖生长，牛肉的菌落总数呈现持续上升的趋势。第15～20 天相对于第5～15 天增长缓慢，可能是因为后期细菌繁殖生长所需的营养物质有所降低，而且细菌代谢积累的碱性物质也会对细菌的繁殖有所抑制[12]。CK 组在第10 天菌落总数超过6 lg（CFU/g）。浓度不同的肉桂精油对牛肉菌落总数的影响也不同[13]，这与肉桂醛的作用密不可分。低浓度的肉桂醛可干扰胞质分裂，而高浓度的肉桂醛可以通过抑制细菌细胞骨架蛋白从而抑制细菌细胞分裂[14]。A1、A2 组在15～20 d才达到变质肉标准，A3 组在第20 天仍在标准范围内。这主要是由于肉桂精油中的肉桂醛具有电负性，可与蛋白质反应，从而抑制细菌的生长繁殖[15]，说明肉桂精油处理能延长牛肉的贮藏时间。
2.3 不同浓度肉桂精油处理对牛肉TVB-N 值的影响
总挥发性盐基氮是反映牛肉新鲜度的一个指标，TVB-N 值越大，说明蛋白质被分解的程度越大，牛肉的腐败程度越高[16]。牛肉4 ℃贮藏期间TVB-N 值的变化如图3 所示。
图3 牛肉4 ℃贮藏期间TVB-N 值的变化
Fig.3 Changes in TVB-N of beef during storage at 4 ℃
由图3 可知，随着贮藏时间的延长，TVB-N 值呈现增加趋势，这是由于在贮藏过程中，微生物或酶分解蛋白质导致肉类变质而产生的挥发性代谢物如氨和其他碱性化合物的积累[17]。CK 组在第20 天超过15 mg/100 g，未达到一级鲜肉标准；A1、A2、A3 组TVB-N 值明显低于CK 组，在第20 天仍远远小于15 mg/100 g，处于一级鲜肉范围。出现这种现象的原因可能是肉桂精油处理后牛肉中的细菌数量快速降低，蛋白质被分解的速度得到抑制，脂质氧化程度得到缓解[18]，这与菌落总数的结果一致。肉桂精油处理可以降低牛肉TVBN 值增长速度，延缓冷鲜牛肉的腐败变质，延长贮藏时间。
2.4 不同浓度肉桂精油处理对牛肉TBARS 值的影响
脂质氧化是判断牛肉品质的一个重要指标，会导致牛肉的风味大大降低[19]。牛肉4 ℃贮藏期间TBARS值的变化如图4 所示。
图4 牛肉4 ℃贮藏期间TBARS 值的变化
Fig.4 Changes in TBARS of beef during storage at 4 ℃
由图4 可知，随着贮藏时间的延长，由于牛肉中的脂肪与氧气发生反应导致脂质过氧化作用[20]，TBARS值呈上升趋势。A1、A2、A3 组TBARS 值明显低于CK组。当冷鲜肉的TBARS 值大于0.5 mg MAD/kg 会有异味产生[21]。CK 组在第10 天TBARS 值超标且有氧化异味，而A1 组在第10 天、A3 组在第20 天的TBARS值仍未达到0.5 mg MAD/kg。这是由于肉桂精油中有肉桂醛、反肉桂醛等抗氧化剂成分的存在，这些抗氧化剂成分可以清除自由基，从而抑制氧化反应[22]。经过精油处理后牛肉贮藏期从5 d 延长到20 d，说明肉桂精油可以抑制牛肉的氧化腐败程度，延长贮藏时间。
2.5 不同浓度肉桂精油处理对牛肉pH 值的影响
pH 值是评价牛肉腐败程度的指标之一，pH 值越高，说明被分解成碱性物质的蛋白质越多[23]。牛肉4 ℃贮藏期间pH 值的变化如图5 所示。
图5 牛肉4 ℃贮藏期间pH 值的变化
Fig.5 Changes in pH values of beef during storage at 4 ℃
由图5 可知，随着贮藏时间的延长，牛肉pH 值均有所增加，这是由于细菌的生长繁殖导致蛋白质和脂肪被分解为氨和生物胺等碱性物质，导致pH 值上升[24]。CK 组pH 值在第10 天就已经超过国际的变质肉标准值（pH6.7），A1 组处理的牛肉在贮藏15 d 后pH 值超过6.7，而A2、A3 组在第20 天仍达到新鲜肉的标准。这与TVB-N 值的结果一致，肉桂精油处理会在一定程度上抑制细菌的生长，从而降低碱性物质的生成速度，使得牛肉贮藏期明显延长。
2.6 牛肉中肉桂醛含量的测定
肉桂醛含量的标准曲线拟合图如图6 所示。
图6 肉桂醛标准曲线
Fig.6 Standard curve of cinnamon essential oil
由图6 可知，牛肉中肉桂醛含量的回归方程为y=19 644x-855 707，相关系数R2 为0.998，此相关系数接近1，说明拟合程度较高，肉桂醛含量与峰面积的线性关系良好。
由菌落总数以及TVB-N 值等的结果可知，在适宜范围内，肉桂精油的浓度与保鲜效果成正相关，但由于肉桂精油有较强的辛辣性气味，肉桂精油浓度为1.2%时可能会影响牛肉的风味。为研究1.2%肉桂精油对牛肉风味的影响，检测主要成分肉桂醛的含量和变化，然后将浸泡过1.2%肉桂精油的牛肉进行油煎，对牛肉的适口性进行感官评价。肉桂精油主要成分肉桂醛在保鲜期间的含量变化见图7。
图7 牛肉中肉桂醛的含量
Fig.7 Amount of cinnamaldehyde in beef
由图7 可知，牛肉中肉桂醛的含量随着贮藏时间的延长而减少。用1.2%肉桂精油处理牛肉，肉桂醛含量为11.05 mL/kg，贮藏期结束时含量是0.09 mL/kg。使用肉桂精油来提高牛肉的保鲜效果时，应综合考虑有效成分肉桂醛的含量，此指标可以为精油含量检测以及使用肉桂精油保鲜后牛肉的安全标准提供一定的参考[25]。
2.7 肉桂精油处理的牛肉油煎后的感官评价
为进一步研究高浓度肉桂精油对牛肉风味的影响，对1.2% 肉桂精油浸泡的牛肉油煎后进行感官评价。综合考虑经过肉桂精油处理后的牛肉菌落总数、TVB-N 值等的变化速度，可以看出5 d 是最佳的保鲜时效，油煎1.2%肉桂精油处理并冷藏5 d 的牛肉并进行感官评价，其感官评分变化如图8 所示。
图8 油煎后牛肉的感官变化
Fig.8 Sensory changes of beef after frying
由图8 可知，感官评分均在5～8，说明油煎后的牛肉嫩度合适，易于咀嚼，仍保留牛肉原有的风味，能闻到轻微的肉桂精油的味道，但这些轻微的精油味道并不影响牛肉的风味。有研究指出烹饪过程中常会添加一些香料、调味品等有刺激性气味的调料以提高牛肉的适口性[26]，并不影响消费者对牛肉的接受程度，而且由于肉桂精油高温易挥发[27]，所以油煎过程中肉桂精油在牛肉中的含量会大大降低。从图8 结果可知，1.2%肉桂精油处理的牛肉经过油煎后，其适口性仍在可接受范围内。
3 结论
在低温贮藏的方式下，结合真空包装，使用肉桂精油充当保鲜剂对冷鲜牛肉的保鲜效果十分明显。通过菌落总数、pH 值、TVB-N 值、TBARS 值的测定以及感官评价，可以得出肉桂精油处理后冷鲜牛肉的贮藏期从5～10 d 延长至10～20 d 以及更长，特别是1.2% 肉桂精油保鲜效果十分明显，第20 天时各项指标仍在新鲜肉的标准范围内。表明肉桂精油处理下的冷鲜牛肉蛋白质分解速度和脂质氧化速度得到抑制，也能在一定程度上减少细菌、真菌等微生物的生长繁殖。同时在本试验选取的浓度范围内，肉桂精油浓度越大，保鲜效果越明显。在贮藏5 d 以后，1.2%的肉桂精油处理对冷鲜牛肉感官评分影响较大，但其主要成分肉桂醛在冷鲜牛肉中的残留量相对较低；牛肉油煎后感官评分结果表明，使用1.2%浓度的肉桂精油对牛肉进行保鲜并不影响牛肉油煎后的口感。
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