Syzygium cumini浓缩液腌制对冷藏牛肉理化与感官特性、氧化及微生物稳定性的影响——基于PCA、相关性、SEM与FTIR的多元解析

《Food Chemistry: X》：Unlocking the outcomes of Syzygium cumini concentrate marination on the physicochemical and sensorial properties, oxidative and microbial stability of beef

　　

研究人员评估Syzygium cumini浓缩液腌制对牛肉在冷藏贮藏期间理化特性、感官特性、氧化稳定性及微生物稳定性的影响。结果表明，Syzygium cumini浓缩液腌制可改善牛肉品质并延长货架期；腌制降低贮藏期间脂质氧化和微生物生长；处理组牛肉嫩度提高、蒸煮损失降低；主成分分析（PCA，Principal Component Analysis）与相关性分析揭示较强的品质参数关联；扫描电子显微镜（SEM，Scanning Electron Microscopy）与傅里叶变换红外光谱（FTIR，Fourier Transform Infrared Spectroscopy）显示表面与组成形态改善。

研究背景：Syzygium cumini（印度黑莓/海南蒲桃）富含碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、矿物质、维生素、游离氨基酸、有机酸及酚类、黄酮、花青素等生物活性成分，具抗氧化和抗菌潜力；但其果实易腐、货架期短、酸涩和染色等特性限制利用。牛肉营养丰富但高水分、高营养和适宜pH使其易发生脂质氧化和微生物腐败，导致营养、风味、质构和色泽劣变。肉品工业常用丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚等合成添加剂控制劣变，但消费者和研究者对合成添加剂健康风险存在担忧，因而转向天然保鲜。已有研究将Syzygium cumini果皮提取物、包装膜和叶提取物用于鸡肉饼、羊肉汉堡和虾等，但文献中尚无将Syzygium cumini作为腌液用于牛肉保鲜的研究。因此，研究人员制备Syzygium cumini浓缩液，评价不同腌制时间对冷藏牛肉理化、感官、氧化和微生物稳定性的影响，以探索天然植物基腌液改善牛肉品质和货架期的潜力。

关键技术方法：研究人员以三头健康雄性Sahiwal品种牛大腿肌肉（采自巴基斯坦Multan的Metro Mall，24 h postmortem）和Multan当地果蔬市场的Syzygium cumini果实为材料；果实匀浆后于45–50 °C旋转蒸发至剩余30%制得浓缩液，测定pH、可滴定酸度、总可溶性固形物（TSS，Total Soluble Solids）及DPPH（2,2-二苯基-1-苦基肼基，2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）清除活性、总酚和总黄酮。牛肉按肉液比1:2 w/v在4 °C分别腌制1、2、3 h（BMS1–BMS3），以未腌制B0为对照，4 °C、75% RH贮藏0–9 d。采用色差仪、质构仪、蒸煮损失、持水力（WHC，Water Holding Capacity）、pH、TBARS（硫代巴比妥酸反应物，Thiobarbituric Acid Reactive Substances）、总平板计数、Escherichia coli（E. coli）和Staphylococcus aureus（S. aureus）计数、9点嗜好标度感官评价，以及PCA、相关性分析、FTIR和SEM；统计采用双因素/单因素方差分析。

研究结果：3.1 Syzygium cumini浓缩液的理化与功能特性：通过测定pH、可滴定酸度、TSS、DPPH、总酚和总黄酮，得出浓缩液pH 3.40、可滴定酸度1.13%、TSS 31.20 Brix、DPPH清除率77.12%、总酚48.40 mg GAE/mL、总黄酮28.30 mg QE/mL，表明其呈酸性且富含酚类/黄酮并具较强抗氧化活性。3.2 对牛肉色泽特性的影响：通过色差仪测定L^*、a^*、b^*，得出腌制组较对照L^*降低、b^*升高，腌制组色泽随贮藏变化受控，原文判定BMS2色泽结果较优。3.3 对牛肉质构特性的影响：通过质构剖面分析、蒸煮损失和WHC测定，得出腌制降低硬度、胶黏性和咀嚼性，提高内聚性、弹性和WHC，并降低蒸煮损失。3.4 对牛肉pH的影响：通过pH计测定，得出腌制组pH较低且受控，BMS3最低（5.4–5.5），对照B0较高（5.8–5.9）。3.5 对牛肉TBARS的影响：通过TBARS法测定，得出腌制组TBARS较低，BMS3第9天最低（1.4 mg MDA/kg），对照最高（2.6 mg MDA/kg），表明腌制抑制脂质氧化。3.6 对牛肉微生物稳定性的影响：通过总平板计数、E. coli和S. aureus计数，得出腌制组计数较低，BMS3第9天总平板计数、E. coli和S. aureus分别为4.4、1.5和2.1 Log₁₀ CFU/g，对照为5.4、2.3和3.3 Log₁₀ CFU/g；但原文强调计数方法不能确立微生物安全性。3.7 对牛肉感官特性的影响：通过9点嗜好标度评价外观、香气、嫩度、多汁性、风味和总体可接受性，得出腌制组评分较高，BMS2第9天总体可接受性最高（6.9），对照最低（4.8）。3.8 PCA：通过PCA分析，得出PC1和PC2解释总方差79.03%（PC1 65.77%，PC2 13.26%）；PC1正侧关联总平板计数、E. coli、S. aureus、TBARS和pH，负侧关联感官和a^*，腌制样向负侧移动，BMS2与感官/色泽属性关联较强。3.9 相关性分析：通过Spearman相关网络（|r|≥0.3，p<0.05）分析，得出微生物计数、pH和TBARS正相关，感官指标与腐败指标负相关，a^*与感官正相关，L^*与感官中等正相关。3.10 FTIR：通过FTIR光谱分析，得出O-H/N-H区域3269–3365 cm^?1及酰胺I区1632–1659 cm^?1峰位移动，提示氢键、蛋白构象和微环境变化，并与持水和嫩度改善相联系。3.11 SEM：通过SEM观察，得出腌制后肌纤维不规则、分离、松散和孔隙增加，BMS2纤维排列更平滑均匀，BMS3更松散断裂，对照致密，提示腌制改变牛肉形态并与质构相关。3.12 局限与未来建议：通过研究设计分析，指出缺少pH/酸度匹配腌液和水/基础腌液对照，未进行经济性分析；未来需先进生物活性表征、浓度×时间优化及纳米包埋、超声等联合保鲜研究。

讨论总结：原文讨论将腌制效应归因于Syzygium cumini浓缩液中的酚类、黄酮、花青素和有机酸，通过抗氧化、抗菌、酸化、改变蛋白构象及氢键作用、提高持水能力等改善品质稳定性；不同研究间的差异受腌液组成、腌制方法、肉种、加工和贮藏条件影响。研究结论翻译：本研究证明，Syzygium cumini浓缩液腌制影响冷藏牛肉的理化、感官、氧化和微生物特性。与未腌制对照相比，腌制样TBARS值和微生物计数较低，并伴随若干质构特性和感官属性改善。这些发现提示，在试验室条件下Syzygium cumini浓缩液可能有助于维持牛肉品质并改善微生物稳定性。PCA和相关性分析进一步说明微生物计数、氧化变化、理化特性和感官品质之间的关联。SEM和FTIR分析提示腌制伴随结构和分子变化。各处理中，BMS2获得最高感官接受度，BMS3在若干微生物和氧化指标上结果最有利。然而，微生物学发现受限于所用计数方法，不能确立处理牛肉的微生物安全性。仍需采用经验证的病原体特异性方法，并考察更多腌液浓度和不同加工条件，以阐明Syzygium cumini浓缩液在肉制品中更广泛的保鲜潜力。