河南省肉制品加工与质量安全控制重点实验室 成果评价 预煮牛肉制品的加工工艺及保鲜技术 国家肉牛牦牛产业技术体系 河南农业大学食品科学技术学院 河南省肉制品加工与质量安全控制重点实验室

预煮牛肉制品的加工工艺及保鲜技术 研究背景 一 汇报内容 研究内容 二 三 结果与分析 结论 四 创新点 五 取得成果 六 七 相关证明材料

课题来源 河南省重大科技专项：调理肉制品与面向中亚的肉类加工关键技术研究（161100110800） 国家肉牛牦牛产业技术体系(CARS-37)

一、研究背景 2018年，我国牛肉产量732.5万吨，消费量853万吨，缺口为120.5万吨，进口103.94万吨。 国内有巨大的缺口需求 吉尔吉斯斯坦，天然牧场和天然割草场934万公顷，2016年，牛存栏量为198万头，冷鲜牛肉市场批量格18元/kg。 中亚有优质牛肉资源且具备价格优势

一、研究背景 我国生鲜、冷冻牛肉进口实行配额制，有预包装的调理牛肉制品则政策相对宽松。 “一带一路” 政策支持 现有政策优势及局限性 研究思路 生鲜、冷冻牛肉 预煮制成调理制品 作为原料二次加工 牛肉制品 运输 预煮如何影响预煮牛肉的加工特性 贮藏性能否满足运输流通环节的要求 适合二次加工成何种牛肉制品 面临问题

二、研究内容 1、预煮工艺对牛肉加工性能的影响 2、调理预制牛肉预煮工艺对二次加工牛肉制品品质的影响研究 考察不同加热温度和不同成熟度预煮牛肉的加工性能，获得最佳预煮中心温度和加热温度范围，确定最佳预煮工艺。 2、调理预制牛肉预煮工艺对二次加工牛肉制品品质的影响研究 以酱牛肉和牛肉干为终产品，优化筛选预煮工艺的最佳工艺参数技术，确定适于工业化的煮制技术。 3、预煮牛肉流通过程中综合保鲜技术研究 根据中亚现有条件，考察不同贮藏温度、真空包装材质和不同天然保鲜剂对其保鲜效果的影响。

一、预煮工艺对牛肉加工性能的影响 （1）传热效率的影响 （2）保水性能影响 （3）嫩度的影响 （4）水分分布（汁液损失）的影响 （5）蛋白质变性（成熟度）的影响

不同加热温度下牛肉传热曲线变化图（中心温度30℃） 1.1 预煮中心温度和加热温度对传热效率的影响 100℃ 90℃ 80℃ 70℃ 60℃ 不同中心温度下的传热曲线图 （加热温度90℃） 不同加热温度下牛肉传热曲线变化图（中心温度30℃） 加热温度90-100℃，中心温度30℃-45℃时传热效率较高，加热时间可控制在15min以内。

1.2 预煮加热温度和中心温度对牛肉保水性能的影响 不同中心温度对预煮牛肉水分含量的影响 不同加热温度对预煮牛肉水分含量的影响 不同中心温度下牛肉的预煮损失率的变化 不同加热温度下牛肉的预煮损失率的变化 加热温度和中心温度越高，预煮牛肉水分含量越低，预煮损失越大。 预煮加热温90℃，中心温度35℃以下时，牛肉水分含量约73%，预煮损失约10%。

一、预煮工艺对牛肉加工性能的影响 1.3 预煮加热温度和中心温度对牛肉嫩度（剪切力）的影响 剪切力越大，牛肉嫩度越差。 不同中心温度对预煮牛肉剪切力的影响 不同预煮加热温度对牛肉剪切力的影响 剪切力越大，牛肉嫩度越差。 预煮加热温度90℃时，终点中心温度30℃预煮牛肉嫩度最好。 终点中心温度≤45℃时，牛肉嫩度不受中心温度变化影响。

一、预煮工艺对牛肉加工性能的影响 1.4 预煮加热温度和中心温度对牛肉水分分布状态的影响 表1-1 不同中心温度下预煮牛肉的T21弛豫时间和A21峰面积（n=3） 加热温度（℃） 中心温度（℃） T21弛豫时间（ms） A21峰面积 90 25 38.20±1.16a 33319.60±701.65a 30 39.83±1.52a 31024.00±847.29b 35 40.43±1.56a 29315.38±520.82c 40 37.68±1.42a 26700.63±918.58d 45 32.31±1.25b 24939.21±310.45e 50 29.33±0.00b 23575.48±833.04f 中心温度 表1-2 不同加热温度下预煮牛肉的T21弛豫时间和A21峰面积（n=3） 加热温度（℃） 中心温度（℃） T21弛豫时间 A21峰面积 无预煮 — 40.39±1.52c 33785.82±232.87a 60 30 36.64±1.16d 28405.75±1133.91bc 70 45.77±1.75b 26699.34±964.22c 80 40.99±2.40c 32621.20±1172.21ab 90 49.74±1.88a 30640.50±1068.54bc 100 46.41±1.75b 28797.07±471.13bc 加热温度 不同预煮加热温度和中心温度下预煮牛肉的低场核磁共振T2反演谱 加热温度80-90℃，中心温度30-35℃时，汁液损失较少，相比加热温度90℃，中心温度50℃时，汁液损失减少24.0%-27.7%。

一、预煮工艺对牛肉加工性能的影响 1.5 预煮加热温度和中心温度对牛肉成熟度的影响 50℃ 30℃ ≥80℃ 90℃ 不同中心温度下不同肉样的DSC热相图 不同加热温度下不同肉样的DSC热相图 注：a、b、c、d、e、f分别表示中心温度为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃ 注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别表示加热温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃。 加热温度≥80℃，终点中心温度30℃时，1mm深处肉才能完全熟化。 加热温度90℃，终点中心温度50℃时，6mm深处肉才能基本完全熟化。

二、调理预制牛肉预煮工艺对二次加工制品品质的影响 （一）对二次加工酱牛肉品质的影响 （1）对出品率的影响 （2）对嫩度的影响 （3）对质构的影响 （4）对感官评价的影响 （二）对二次加工牛肉干品质的影响 （2）对水分活度的影响

（一）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工酱牛肉品质的影响 1.1 调理预制牛肉预煮工艺对二次加工酱牛肉出品率的影响 表3-1不同中心温度对酱卤牛肉出品率的影响（n=4） 加热温度（℃） 中心温度（℃） 半完全出品率（%） 完全出品率（%）   — 无预煮 56.39±1.17 90 25 61.45±1.97c 55.92±1.02 30 64.48±2.38bc 56.81±1.31 35 64.31±0.72bc 56.59±3.09 40 66.78±2.54ab 56.40±1.39 45 65.91±3.29ab 57.05±2.52 50 69.08±2.45a 56.90±1.03 加热温度90℃，中心温度40~50℃时的完全出品率高，且与空白对照组无显著性差异。 表3-2不同加热温度对酱卤牛肉出品率的影响（n=4） 加热温度（℃） 中心温度（℃） 半完全出品率（%） 完全出品率（%） 无预煮 — 55.04±0.36 60 30 55.27±2.59c 52.57±1.11 70 56.14±2.68bc 53.66±2.43 80 58.34±3.96bc 52.24±3.43 90 61.65±0.47a 54.56±1.75 100 59.63±2.14b 53.46±0.45

（一）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工酱牛肉品质的影响 1.2 调理预制牛肉预煮工艺对二次加工成酱卤牛肉嫩度的影响 不同中心温度对酱卤牛肉嫩度的影响(n=5) 不同加热温度对酱卤牛肉嫩度的影响(n=5) 加热温度60℃-70℃，终点中心温度30~35℃时，酱牛肉的嫩度较好，但相比空白对照仍显著降低。

表3-4不同加热温度对酱卤牛肉质构的影响（n=5） （一）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工酱牛肉品质的影响 1.3 调理预制牛肉预煮工艺二次加工成酱卤牛肉质构的影响 表3-3不同中心温度对酱卤牛肉质构的影响 （n=5） 样品 硬度 弹性 凝聚性 胶黏性 耐嚼性 回复性   无预煮 9480.20±171.81b 0.53±0.02bc 0.40±0.00c 3927.79±471.89b 2096.38±277.96e 0.12±0.00b 25℃ 16732.50±212.82ab 0.61±0.01c 0.42±0.01bc 6991.08±229.81ac 4140.24±110.39b 0.13±0.00ab 30℃ 17499.61±1010.33a 0.66±0.00ab 0.46±0.01a 8101.78±409.85a 5634.76±255.62a 0.14±0.00a 35℃ 13065.61±1697.01ab 0.69±0.02a 0.41±0.01c 5455.87±524.10abc 3179.76±543.86d 40℃ 12926.39±626.46ab 0.61±0.01abc 0.44±0.01b 5476.05±394.49bc 3348.21±237.72cd 45℃ 15629.58±835.12ab 0.66±0.07ab 0.40±0.03c 6019.73±1382.01abc 2907.95±249.13d 0.14±0.01ab 50℃ 14635.64±2025.08ab 0.66±0.02a 0.40±0.01c 5801.87±751.56abc 3844.97±408.59bc 表3-4不同加热温度对酱卤牛肉质构的影响（n=5） 9480.20±171.81ab 0.56±0.05bc 0.39±0.01d 4962.42±2104.83ab 2854.83±1533.78a 0.12±0.01b 60℃ 4103.87±639.72bc 0.54±0.04c 0.47±0.03bc 1915.63±309.32bc 1047.18±235.59b 0.16±0.01ab 70℃ 4053.13±1424.65c 0.62±0.05ab 0.46±0.06bc 1898.53±836.08bc 1160.70±604.62b 0.15±0.03ab 80℃ 4328.76±2955.03abc 0.55±0.02bc 0.49±0.02ab 2073.77±1355.54b 1166.39±735.57b 0.16±0.00a 90℃ 12408.36±1909.92a 0.66±0.06ab 0.41±0.02cd 5130.76±778.41a 3404.15±631.33a 0.13±0.01b 100℃ 9678.62±1690.85ab 0.66±0.05a 0.53±0.02a 5186.12±1086.03ab 3433.04±891.30a 0.19±0.01a 加热温度90~100℃，终点中心温度30~40℃之间的预煮牛肉，二次加工成酱卤牛肉后质构特性，与空白对照最接近。

（一）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工酱牛肉品质的影响 1.4 调理预制牛肉预煮工艺二次加工成酱卤牛肉感官品质的影响 经感官品质评价，预煮牛肉二次加工制成的酱牛肉与空白对照组之间总体上不存在显著性差异。

（二）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工牛肉干品质的影响 2.1 调理预制牛肉预煮工艺二次加工成牛肉干出品率的影响 加热温度70℃，终点中心温度30℃或加热温度90℃ ，终点中心温度50℃时，完全出品率最高，与空白对照无显著性差异。

（二）调理预制牛肉预煮工艺对二次加工牛肉干品质的影响 2.2 调理预制牛肉预煮工艺二次加工成牛肉干水分活度的影响 图3-1不同中心温度下牛肉干水分活度的变化（n=5） 图3-2不同加热温度下牛肉干水分活度的变化（n=5） 加热温度90℃，中心温度35℃以下时，牛肉干水分活度与对照组无显著性差异。

三、预煮牛肉流通过程中综合保鲜技术研究 （1）不同贮藏温度的货架期 （2）不同贮藏温度微生物多样性 （3）单一保鲜剂的保鲜效果 （4）复合保鲜剂的保鲜效果 （5）不同材质包装袋的保鲜效果

（一）不同贮藏温度下预煮制牛肉的保质期 菌落总数 TVB-N含量 丙二醛含量 预煮牛肉贮藏过程菌落总数变化 预煮牛肉贮藏过程中TVB-N含量变化 预煮牛肉贮藏过程中丙二醛含量变化 以菌落总数、TVB-N和丙二醛含量为考察指标，预煮牛肉贮藏在4℃，0℃和-3℃下的保质期分别为：≤14天， ≤35天和 ≥56天。

（二）预煮牛肉贮藏中微生物多样性——主要腐败细菌 56d 空白 14d 7d 21d 28d 35d 49d 4℃ 0℃ -3℃ 主要腐败细菌： 4℃（14d）：肠球菌，明串珠菌，乳球菌和假单胞菌； 0℃（35d）：肠球菌，明串珠菌，假单胞菌和热死环丝菌； -3 ℃（56d）： 乳酸杆菌，假单胞菌，明串珠菌和热死环丝菌

（二）预煮牛肉贮藏中微生物多样性——主要腐败真菌 主要腐败真菌： 4℃（14d）：诞沫假丝酵母（Candida zeylanoides） 0℃（35d）：诞沫假丝酵母（Candida zeylanoides）和粘性红圆酵母（Rhodotorula mucilaginosa） -3 ℃（56d）：诞沫假丝酵母（Candida zeylanoides）和大隐球酵母（Cryptococcus magnus） 预煮牛肉贮藏过程酵母总数变化 分离菌株DNA 26S rDNA PCR产物 500 bp 750 bp 2000 bp

（三）单一天然保鲜剂对预煮制牛肉的保鲜效果研究 3.1 天然保鲜剂对真空包装预煮牛肉贮藏过程菌落总数的影响 ε-聚赖氨酸盐酸盐 Nisin 壳聚糖 不同保鲜剂处理预煮牛肉真空包装贮藏过程菌落总数变化 预煮牛肉4℃贮藏下，1.2% ε-聚赖氨酸盐酸盐处理贮藏20天时，菌落总数6.59 lg(cfu/g)；75ppm,95ppm Nisin处理贮藏21天时，菌落总数分别为5.89 lg(cfu/g)和5.63 lg(cfu/g), 3%壳聚糖处理贮藏21天时，菌落总数为6.08(cfu/g)。

（四）复合天然保鲜剂对预煮制牛肉的保鲜效果研究 预煮牛肉贮藏过程菌落总数变化 预煮牛肉贮藏过程中TVB-N含量变化 预煮牛肉贮藏过程中丙二醛含量变化 表1 VP预煮制牛肉天然复合保鲜剂不同浓度 试验号 ε-聚赖氨酸盐酸盐（mg.ml-1) 壳聚糖（mg.ml-1) Nisin（mg.ml-1) A 0.80 0.50 0.010 B 0.015 C 0.020 D 1.20 1.00 E F G 1.60 2.00 H I 1.20% ε-聚赖氨酸盐酸盐，1.00%壳聚糖和0.02% Nisin复合保鲜剂可将预煮牛肉在4℃下的保质期由约14天延长至28天，保质期延长100%。

（五）不同包装材料对VP预煮制牛肉保鲜的影响 菌落总数 TVB-N含量 丙二醛含量 预煮牛肉贮藏过程菌落总数变化 预煮牛肉贮藏过程中TVB-N含量变化 预煮牛肉贮藏过程中丙二醛含量变化 pH值 以菌落总数、TVB-N和丙二醛含量为考察指标，三种包装材料中，铝箔袋对4℃贮藏预煮牛肉的保鲜效果最好，此时预煮牛肉的保质期约为20天。 预煮牛肉贮藏过程pH值变化

四、结论 （1）明确了不同预煮工艺对生牛肉品质的影响，确定了预煮牛肉关键温度点：预煮加热温度约80℃-90℃，中心温度约35℃-40℃。 （2）以预煮牛肉为原料，二次加工成酱牛肉的完全出品率、质构和感官评分结果与无预煮牛肉结果基本一致；二次加工成风干牛肉的水分活度显著降低。因此，预煮牛肉可用于二次加工成酱卤制品和风干牛肉干。 （3）建立了基于贮藏温度、天然复合保鲜剂和真空包装材质的综合保鲜技术，其中开发一种1.20% ε-聚赖氨酸盐酸盐，1.00%壳聚糖和0.02% Nisin组成的天然复合保鲜剂可将真空包装预煮牛肉4℃时的保质期由不到14天延长至28天，保质期延长100%以上。

五、创新点 （1）通过对预煮牛肉中心温度和加热温度的控制，明确了不同预煮工艺对生牛肉品质的影响，确定了最佳预煮工艺，打破了生牛肉预煮的技术屏障； （2）在最佳预煮工艺的基础上，开发了适合二次加工且可以单独销售的调理预制牛肉制品、二次加工后即食牛肉制品的创新方法和技术。 （3）明确了4℃、0℃、-3℃贮藏过程中真空包装预煮牛肉中腐败微生物的菌相关变化及优势腐败微生物并开发了基于Nisin、壳聚糖和ε-聚赖氨酸盐酸盐适用于预煮牛肉的天然复合保鲜剂。

六、取得成果 （2）申请专利3项 （1）发表相关论文5篇 [1] Li M , Wang H , Sun L , et al. Application of Electronic Nose for Measuring Total Volatile Basic Nitrogen and Total Viable Counts in Packaged Pork During Refrigerated Storage[J]. Journal of Food Science, 2016, 81(4):M906-M912. [2] 李苗云,李喜丰,赵改名,黄晓书,田玮.基于腐胺和尸胺的变化评价不同包装冷却猪肉的腐败进程[J].中国食品学报,2015,15(01):198-204. [3] 徐丽娜,张佳烨,马阳阳,李苗云.肉牛屠宰过程中微生物污染与防控技术研究[J].安徽农业科学,2018,46(30):190-191+225. [4] 魏青英,王小慧,赵莉君,柳艳霞,崔文明,祝超智,赵改名,李苗云.茴香精油对不同产气荚膜梭菌的抑菌效果[J].河南农业大学学报,2018,52(05):770-778. [5] 王小慧,魏法山,李苗云.几种香辛料精油对产气荚膜梭菌的体外抑菌效果[J].食品工业科技,2017,38(23):10-13. （2）申请专利3项 1.李苗云，朱瑶迪，祝超智，赵改名，孙灵霞，张秋会.利用调理预制牛肉二次加工成酱卤牛肉制品的工艺，申请号：201811525356.1 2. 李苗云，朱瑶迪，祝超智，孙灵霞，赵改名，张秋会，柳艳霞.一种利用调理预制牛肉二次加工成牛肉干的工艺，申请号：201811524347.0 3. 李苗云，朱瑶迪，祝超智，赵改名，牛丽娜，孙灵霞，柳艳霞，闫龙刚. 一种调理牛肉预煮工艺的优化方法，申请号：201811524326.9

七、企业应用证明 应用情况：在贵友、亚洲之星和南阳科尔沁应用，共新增产值13780万元，利税383.5万元。

八、科技查新结论 查新结论：在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。

九、产品检测报告 产品检测报结论：所检项目，符合SB/T 10379-2012规定。

请各位专家批评指正！ 谢谢！