發(fā)酵牛肉干加工中理化特性與風(fēng)味品質(zhì)分析

周亞軍，張 玉，陳 艷，王淑杰

（1.吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130062；2.吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022）

作為一種傳統(tǒng)中式肉制品，牛肉干生產(chǎn)歷史悠久，具有民族特色，既保留牛肉的鮮美味道、獨(dú)特風(fēng)味，又能穩(wěn)定貯存不易變質(zhì)，深受消費(fèi)者的喜愛。然而傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的牛肉干加工周期長(zhǎng)，存在質(zhì)地堅(jiān)硬、色澤不佳、質(zhì)量不穩(wěn)定[1]等缺陷，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。發(fā)酵牛肉干是傳統(tǒng)牛肉干結(jié)合現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)的產(chǎn)物，有益菌的發(fā)酵及內(nèi)源酶的代謝使牛肉產(chǎn)生一系列生化反應(yīng)提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及安全性，優(yōu)化產(chǎn)品風(fēng)味、色澤及質(zhì)構(gòu)等感官品質(zhì)[2]，縮短生產(chǎn)周期，具有十分廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

我國(guó)發(fā)酵肉制品行業(yè)起步較晚，中式發(fā)酵肉制品的開發(fā)還主要停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，市面產(chǎn)品較少。發(fā)酵肉制品的工藝優(yōu)化、品質(zhì)特性探究及新產(chǎn)品的研發(fā)成為很多研究人員的關(guān)注重點(diǎn)。梁蕊芳等[3]研究表明添加發(fā)酵劑使牛肉干pH值快速下降，抑制尸胺和腐胺積累，提高產(chǎn)品安全性和食用品質(zhì)。Sun Qinxiu等[4]發(fā)現(xiàn)接種木糖葡萄球菌和植物乳桿菌可顯著降低哈爾濱干腸中的腸桿菌數(shù)和生物胺的積累，延緩脂質(zhì)氧化，明顯改善接種香腸的感官品質(zhì)。王德寶等[5]發(fā)現(xiàn)復(fù)合發(fā)酵劑有助于單不飽和脂肪酸釋放且顯著提高香腸中醛類物質(zhì)的含量，改善產(chǎn)品風(fēng)味。Yu Yuanrui等[6]發(fā)現(xiàn)云南干腌牛肉在不同干燥階段游離脂肪酸含量增加且氨基酸及其衍生物和胺化合物是產(chǎn)品中含量最豐富的水溶性低分子質(zhì)量化合物。本實(shí)驗(yàn)選擇木糖葡萄球菌和清酒乳桿菌作為發(fā)酵菌種，制作發(fā)酵牛肉干，借助氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，探究發(fā)酵牛肉干在不同加工階段發(fā)酵特性和風(fēng)味品質(zhì)的變化，以期為風(fēng)味營(yíng)養(yǎng)俱佳的新型發(fā)酵牛肉干產(chǎn)品的研發(fā)及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus）和清酒乳桿菌（Lactobacillus sakei）由中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心提供。

新鮮牛臀肉、食鹽、十三香、白砂糖、醬油、料酒長(zhǎng)春市地利生鮮超市；亞硝酸鈉、葡萄糖（均為食品級(jí)） 長(zhǎng)春市永和食品添加劑超市。

氫氧化鈉、硫酸、三氯甲烷 北京化工廠；石油醚、三氯乙酸 天津永晟精細(xì)化工有限公司；正戊醇上海阿拉丁生化科技股份有限公司。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KDN-08C定氮儀 上海昕瑞儀器儀表有限公司；SOX406脂肪測(cè)定儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司；SX-5-12型箱式電阻爐 天津市泰斯特儀器有限公司；PHSJ-4F型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器有限公司；HD-3A型智能水分活度測(cè)量?jī)x 北京西化儀科技有限公司；UV-8000S紫外-可見分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfield公司；WSF色差儀上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；DHG-9240A型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；5975、7000D氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 腌制調(diào)味料配方

食鹽2%，葡萄糖1%，白砂糖2%，醬油3%，料酒2%，辣椒粉1%，十三香1%，姜粉0.5%，味精0.2%，白胡椒粉0.2%，亞硝酸鈉0.015%。上述各物質(zhì)用量均指占肉質(zhì)量的百分比。

1.3.2 發(fā)酵牛肉干工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.2.1 工藝流程

原料肉預(yù)處理→預(yù)煮→切片→腌制調(diào)味→發(fā)酵→熟制→烘干→成品。

1.3.2.2 操作要點(diǎn)

原料肉預(yù)處理：將新鮮牛臀肉剔除筋膜、脂肪，清水洗凈后分割成大塊，于沸水中預(yù)煮10 min。

切片：將肉塊從鍋中取出冷卻至不燙手，順著牛肉纖維方向切成5 cm×2 cm×2 cm的塊狀。

腌制與發(fā)酵：加入按配方稱取的食鹽、亞硝酸鈉等輔料混合均勻，將發(fā)酵劑（木糖葡萄球菌∶清酒乳桿菌=1∶3）按107CFU/g的接種量添加到肉中再次混合均勻后置于容器中32 ℃發(fā)酵16 h。

熟化與烘干：發(fā)酵結(jié)束后將肉塊置于鋁制飯盒中在蒸箱中蒸制30 min，然后將肉條平鋪在錫紙上放入烘箱中，75 ℃烘烤3 h，冷卻后包裝即得發(fā)酵牛肉干成品。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在發(fā)酵前后及干燥后3 個(gè)不同加工階段分別進(jìn)行取樣，除接種發(fā)酵菌種外，采用相同工藝、配方與環(huán)境制備未發(fā)酵牛肉干作為對(duì)照，測(cè)定各牛肉樣品的基本營(yíng)養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)特性、色澤、pH值、亞硝酸鹽殘留量、組胺含量等理化指標(biāo)以及氨基酸、脂肪酸組成和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，如無(wú)特殊說明實(shí)驗(yàn)獨(dú)立重復(fù)測(cè)定3 次，通過對(duì)比分析探索發(fā)酵牛肉干在不同加工階段發(fā)酵特性及風(fēng)味品質(zhì)變化。

1.3.4 相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

蛋白質(zhì)含量：參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定；脂肪含量：參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》索氏抽提法進(jìn)行測(cè)定；水分含量：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》直接干燥法進(jìn)行測(cè)定；灰分含量：參照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》食品中總灰分的測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定。

質(zhì)構(gòu)特性：將牛肉樣品沿垂直肌原纖維方向切成1 cm×1 cm×1 cm的正方形肉塊，使用CT3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定其硬度、黏性、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性。

色澤：使用經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)板校正過的WSF色差儀測(cè)定，所得數(shù)據(jù)用亮度值（L*值）、紅度值（a*值）和黃度值（b*值）表示。

pH值：參照GB 5009.237—2016《食品pH值的測(cè)定》使用PHSJ-4F型pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

水分活度（aw）：使用經(jīng)校準(zhǔn)的HD-3A型水分活度儀測(cè)定。

亞硝酸鹽殘留量：參照GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》鹽酸萘乙二胺法測(cè)定。

過氧化值（peroxide value，POV）：參照GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測(cè)定》滴定法進(jìn)行測(cè)定，用過氧化物相當(dāng)于碘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示POV。

硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）：參照張長(zhǎng)成[7]的方法進(jìn)行測(cè)定，以每l00 g肉中丙二醛的毫克數(shù)表示TBARS的量。

組胺含量：參照王新惠等[8]的國(guó)標(biāo)改進(jìn)法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 氨基酸含量測(cè)定

游離氨基酸含量采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定。樣品中游離氨基酸的提取及衍生化參照J(rèn)imenez等[9]的方法進(jìn)行。各游離氨基酸組分含量通過外標(biāo)法計(jì)算得到。

1.3.5.1 色譜條件

19091 J-433毛細(xì)管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；升溫程序：起始柱溫60 ℃保持3 min，以10 ℃/min升至100 ℃，保持0 min，以5 ℃/min升至200 ℃，保持0 min，以20 ℃/min升至280 ℃，保持10 min。進(jìn)樣口采用不分流模式，檢測(cè)溫度260 ℃，壓力8.231 7 psi，載氣為He，初始流量1 mL/min，總流量54 mL/min。猝滅氣（He）流速2.25 mL/min，碰撞氣（N2）流速1.5 mL/min。

1.3.5.2 質(zhì)譜條件

采用全掃描方式；電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；四極桿溫度150 ℃；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z20～600。

1.3.6 脂肪酸含量測(cè)定

參照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測(cè)定》歸一化法進(jìn)行，各脂肪酸組分的相對(duì)含量按色譜峰面積歸一化法計(jì)算。

1.3.7 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

參照苑冰冰[10]頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定。稱取2 g絞碎牛肉樣品于20 mL頂空瓶中，置于60 ℃恒溫水浴保溫30 min。頂空平衡后，插入PDMS-100固相微萃取針萃取50 min后，將萃取針置于氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行熱解吸，解吸溫度260 ℃，解吸時(shí)間30 s。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)采用NIST 11質(zhì)譜庫(kù)檢索匹配，相對(duì)含量按色譜峰面積歸一化法計(jì)算。

1.3.7.1 色譜條件

19091 Z-333毛細(xì)管柱（30 m×250 μm，0.10 μm）；升溫程序：起始柱溫50 ℃，保持3 min，以10 ℃/min升至280 ℃，保持20 min。進(jìn)樣口采用不分流模式，檢測(cè)溫度280 ℃，壓力7.59 psi，吹掃流量50.0 mL/min，吹掃時(shí)間0.30 min，載氣類型為He，初始流量1.0 mL/min。

1.3.7.2 質(zhì)譜條件

同1.3.5.2節(jié)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差和Duncan多重比較分析（P＜0.05），Origin 2017軟件作圖。數(shù)據(jù)表示為±s，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵牛肉干加工中基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表1可知，發(fā)酵后牛肉蛋白、脂肪和水分含量均有所下降，這與Shi Shuo等[11]研究結(jié)果相似。肉蛋白和脂肪在內(nèi)源及微生物酶的作用下會(huì)分解和氧化，產(chǎn)生游離氨基酸、脂肪酸、短肽等小分子物質(zhì)，為發(fā)酵肉制品風(fēng)味的形成提供基礎(chǔ)。在發(fā)酵過程中，菌種的快速生長(zhǎng)繁殖及代謝活動(dòng)減少了樣品水分含量；在干燥期間，牛肉中水分子受熱迅速擴(kuò)散到空氣中，故發(fā)酵與對(duì)照成品的水分含量顯著低于發(fā)酵前后牛肉的水分含量（P＜0.05）。發(fā)酵后樣品灰分含量增加，這與Bacha等[12]研究結(jié)果一致，可能是由于微生物發(fā)酵增加了肉中的礦物質(zhì)成分或者提高了礦物元素的生物利用度。

表1 發(fā)酵牛肉干加工中基本營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比Table 1 Basic nutrients in fresh beef, fermented beef, fermented beef jerky and unfermented beef jerky%

熱風(fēng)干燥過程使牛肉干的水分大量蒸發(fā)，相應(yīng)地發(fā)酵成品蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量顯著升高（P＜0.05），滿足GB/T 23969—2009《肉干》中對(duì)牛肉干（水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤20%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤10%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥30%）的要求。與未發(fā)酵牛肉干相比，發(fā)酵牛肉干的蛋白質(zhì)、脂肪及水分含量較低，灰分含量稍高，也主要是與發(fā)酵過程中菌種分解蛋白質(zhì)脂質(zhì)、損耗水分、增加礦物元素有關(guān)。

2.2 發(fā)酵牛肉干加工中質(zhì)構(gòu)與色澤分析

由表2可知，發(fā)酵牛肉干在加工過程中黏性、內(nèi)聚性及彈性逐漸降低，但變化不大（P＞0.05），相比未發(fā)酵牛肉干，發(fā)酵后牛肉干的硬度和咀嚼性顯著降低（P＜0.05）。由于干燥期間水分的大量損耗，成品牛肉干的硬度和咀嚼性比牛肉均顯著增加（P＜0.05），且未發(fā)酵牛肉干的硬度、咀嚼性高于發(fā)酵牛肉干（P＜0.05）。發(fā)酵時(shí)菌種的蛋白酶作用增強(qiáng)，促使牛肉中肌漿蛋白與肌原纖維蛋白分解，破壞樣品內(nèi)部結(jié)合力[13]，降低硬度和咀嚼性，改良了傳統(tǒng)肉干質(zhì)地堅(jiān)硬的缺陷。

表2 發(fā)酵牛肉干加工中質(zhì)構(gòu)及色澤對(duì)比Table 2 Texture and color properties of fresh beef, fermented beef,fermented beef jerky and unfermented beef jerky

由表2可知，在加工過程中，發(fā)酵組的L*值先升高后降低，b*值逐漸降低（P＜0.05），且最終發(fā)酵牛肉干的L*值高于對(duì)照組，而b*值低于對(duì)照組。牛肉色澤的形成是肌紅蛋白數(shù)量及狀態(tài)、pH值、加熱溫度與時(shí)間、微生物數(shù)量及添加劑等[14]多種因素的綜合作用結(jié)果，其中肌肉的結(jié)構(gòu)也是影響牛肉亮度的主要原因。發(fā)酵后牛肉L*值先升高，這可能是在蛋白酶作用下肌纖維素束變得松散，光的反射與散射發(fā)生改變[15]導(dǎo)致亮度增加。而后干燥過程中的熱氧化及脂質(zhì)氧化，會(huì)促使肌紅蛋白生成褐色的高鐵肌紅蛋白[16]，且水分含量顯著降低，使肉色變暗[17]，亮度下降。加工中a*值不斷顯著增加，且最終發(fā)酵牛肉干的a*值高于對(duì)照組（P＜0.05），這與龔玨等[18]研究結(jié)果一致，亞硝酸鹽在菌種帶來的酸性環(huán)境下易分解生成一氧化氮，一氧化氮與肌紅蛋白結(jié)合可形成對(duì)熱穩(wěn)定的亮紅色亞硝基肌紅蛋白[19]，改善了傳統(tǒng)牛肉干色澤灰暗的不足。

2.3 發(fā)酵牛肉干加工中理化性質(zhì)分析

由表3可知，相比發(fā)酵前，發(fā)酵后牛肉干pH值顯著降低（P＜0.05），這主要與發(fā)酵菌種分解碳水化合物產(chǎn)生大量的有機(jī)酸尤其是乳酸的積累有關(guān)，且清酒乳桿菌產(chǎn)酸能力較強(qiáng)[19]。發(fā)酵牛肉干與發(fā)酵牛肉相比pH值有小幅增加，這可能是蛋白質(zhì)降解所產(chǎn)生的氨基酸、肽及胺類物質(zhì)[20]與酸中和導(dǎo)致的。而未發(fā)酵牛肉干的pH值比發(fā)酵前稍低，但顯著高于發(fā)酵牛肉干（P＜0.05），這與夏秀芳等[21]研究結(jié)果類似，可能是由于肉源微生物天然發(fā)酵與內(nèi)源酶分解糖類產(chǎn)生的乳酸較少，比不過成為優(yōu)勢(shì)菌種的發(fā)酵劑所發(fā)揮的產(chǎn)酸能力。

表3 發(fā)酵牛肉干加工中理化指標(biāo)對(duì)比Table 3 Physicochemical properties fresh beef, fermented beef,fermented beef jerky and unfermented beef jerky

加工過程中，牛肉發(fā)酵后的aw和亞硝酸鹽殘留量（P＜0.05）降低，組胺含量小幅增加，且發(fā)酵牛肉干的aw、亞硝酸鹽殘留量、組胺含量均低于未發(fā)酵牛肉干。發(fā)酵后牛肉干aw降低，這與Xiao Yaqing等[22]實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。推測(cè)原因是發(fā)酵菌種的快速生長(zhǎng)繁殖及代謝需要水分；Zhao Changqing等[23]表明當(dāng)pH值降低并接近蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)持水性下降，水分流失加劇。接種發(fā)酵劑導(dǎo)致pH值快速并大幅度下降，有利于促進(jìn)亞硝酸鈉的還原并抑制產(chǎn)胺微生物的生長(zhǎng)和氨基酸脫羧酶的活性[24]，減少了亞硝酸鈉殘留和組胺的積累，這與田甜等[25]的研究結(jié)論類似。Sun Qinxiu等[4]認(rèn)為木糖葡萄球菌具有生物胺氧化酶，可以將生物胺氧化成醛、氨和過氧化氫，起到降胺的效果。牛肉發(fā)酵后組胺含量雖緩慢增加，但遠(yuǎn)低于美國(guó)食品藥物管理局（50 mg/kg）[26]與DB 31/2004—2012《發(fā)酵肉制品》對(duì)組胺的安全限量（100 mg/kg）。

在肉類發(fā)酵過程中，脂質(zhì)的氧化不可避免，POV及TBRAS值分別代表脂質(zhì)一級(jí)、二級(jí)氧化的程度[27]，脂質(zhì)適當(dāng)氧化可產(chǎn)生醛、酮、醇、酚等小分子物質(zhì)[28]，有利于發(fā)酵牛肉獨(dú)特風(fēng)味的形成，過度氧化則會(huì)導(dǎo)致酸敗、異味及變色等質(zhì)量問題。發(fā)酵后及成品牛肉干的POV、TBRAS值增加，這與郭兆斌等[29]結(jié)論相似。在脂肪酶和熱處理的作用下，脂肪分解為脂肪酸，再進(jìn)一步氧化產(chǎn)生多種氫過氧化物[27]、醛、酮等小分子物質(zhì)，造成醛類物質(zhì)的積累。而未發(fā)酵牛肉干的POV、TBRAS值均高于發(fā)酵牛肉干，說明發(fā)酵過程中菌種在一定程度上起到抑制脂質(zhì)氧化的作用。Wang Jingyun等[30]也表明木糖葡萄球菌等發(fā)酵菌種具有抗氧化性能。

2.4 發(fā)酵牛肉干加工中游離氨基酸組成分析

蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的活性氨基酸和呈味肽是滋味的主要貢獻(xiàn)者[31]，賦予發(fā)酵肉制品酸、甜、苦、咸、鮮等多種味道。由表4可以看出，牛肉發(fā)酵后游離氨基酸含量提高，必需氨基酸、非必需氨基酸及總氨基酸分別比牛肉發(fā)酵前高出3.26、52.94、56.2 mg/kg，其中天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、賴氨酸、甘氨酸含量增幅較大。牛肉經(jīng)發(fā)酵后鮮味氨基酸所占比例（72.09%）最高，由191.40 mg/kg增加至241.57 mg/kg，其中天冬氨酸含量較高；其次是甜味氨基酸，由44.77 mg/kg增加至48.61 mg/kg，這與林洪斌等[32]研究結(jié)果相似，說明添加復(fù)合發(fā)酵劑有利于改善發(fā)酵牛肉干滋味。纈氨酸、亮氨酸、蛋氨酸等苦味氨基酸含量有小幅增加，熱風(fēng)干燥過程中游離氨基酸會(huì)發(fā)生熱降解及美拉德反應(yīng)[33]，導(dǎo)致發(fā)酵牛肉干絕大多數(shù)游離氨基酸含量大幅降低。在發(fā)酵和干燥時(shí)，部分氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)氧化所產(chǎn)生的羰基衍生物參與Strecker降解會(huì)生成極具影響發(fā)酵牛肉的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[34]，對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的形成有積極作用。

表4 發(fā)酵牛肉干加工中游離氨基酸組成對(duì)比Table 4 Free amino acid compositions fresh beef, fermented beef,fermented beef jerky and unfermented beef jerky

2.5 發(fā)酵牛肉干加工中游離脂肪酸組成分析

內(nèi)源及微生物源脂酶可促進(jìn)脂肪降解為游離脂肪酸，醛、酮等小分子物質(zhì)，對(duì)發(fā)酵牛肉獨(dú)特風(fēng)味的形成非常重要，脂肪酸種類和組成也是評(píng)定其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)[35]。由表5可知，牛肉干在發(fā)酵后共檢測(cè)出11 種脂肪酸，比發(fā)酵前多3 種，組成以棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸為主，其中油酸占比最大。牛肉在發(fā)酵及干燥的過程中，飽和脂肪酸（saturated fatty acids，SFA）含量呈不斷上升趨勢(shì)，其中棕櫚酸和硬脂酸的含量較高，這可能是由于不飽和脂肪酸不斷氧化補(bǔ)充導(dǎo)致；單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFA）含量呈先下降后上升趨勢(shì)，其中油酸含量遠(yuǎn)高于其他MUFA，發(fā)酵牛肉干的MUFA含量高于發(fā)酵前；多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFA）含量呈不斷下降趨勢(shì)，且干燥期間含量降低的幅度增大，其中亞油酸的含量尤為突出，這可能是由于PUFA在高溫條件下不穩(wěn)定的雙鍵發(fā)生加氫反應(yīng)[36]，導(dǎo)致MUFA和SFA含量上升。

表5 發(fā)酵牛肉干加工中游離脂肪酸組成對(duì)比Table 5 Free fatty acid compositions of fresh beef, fermented beef,fermented beef jerky and unfermented beef jerky

目前研究發(fā)現(xiàn)支鏈脂肪酸（branched chain fatty acids，BCFA）具有抗癌、抗炎[37]等功效，作為一種有利于腸道健康的營(yíng)養(yǎng)成分，牛肉制品是BCFA的主要飲食來源之一。發(fā)酵前后及成品中BCFA相對(duì)含量依次為2.16%、1.39%、1.26%，呈逐漸降低趨勢(shì)，且BCFA種類由發(fā)酵前的iso-C14:0轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)酵后及成品中的iso-C15:0、anteiso-C15:0、iso-C17:0及anteiso-C17:0，這與Wang Donghao等[38]在27 種淡水魚中發(fā)現(xiàn)的主要BCFA種類一致。

2.6 發(fā)酵牛肉干加工中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

如圖1所示，牛肉干發(fā)酵前后及成品特征風(fēng)味的組成存在一定差異，且風(fēng)味成分較為復(fù)雜。由表6、7可知，發(fā)酵前后及成品牛肉干分別檢測(cè)出42、47、46 種揮發(fā)性化合物，其中牛肉發(fā)酵前未檢出酯類、酸類及含氮化合物；牛肉發(fā)酵后烴類物質(zhì)種類減少，醛、醇、酚、酯、酸類和含氮及其他化合物種類和相對(duì)含量均增加；發(fā)酵牛肉干酯類及其他化合物種類和相對(duì)含量增加。

圖1 不同加工階段牛肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatograms of volatile flavor compounds in fresh beef, fermented beef and fermented beef jerky

表6 發(fā)酵牛肉干加工中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)比Table 6 Percentages of volatile flavor compounds in fresh beef,fermented beef and fermented beef jerky

續(xù)表6

續(xù)表6

烴類物質(zhì)是發(fā)酵牛肉干揮發(fā)性化合物中種類最多，含量較高的一類物質(zhì)。烷烴類閾值較高，對(duì)牛肉干整體風(fēng)味影響較??；而樣品中烯萜類物質(zhì)氣味濃郁，主要包括D-檸檬烯、β-石竹烯、姜烯、β-沒藥烯、β-倍半水芹烯、α-姜黃烯，部分源于腌制時(shí)添加的香辛料，也與脂肪氧化密切相關(guān)[18]，對(duì)發(fā)酵牛肉風(fēng)味形成有重要作用。

發(fā)酵肉制品不同風(fēng)味間的差異主要是由羰基化合物[39]種類及含量不同造成的。醛類、酮類化合物閾值較低，具有油脂和水果的芳香氣味，它們與含硫含氮及雜環(huán)化合物主要是由油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸的氧化[40]、美拉德反應(yīng)、氨基酸及熱硫胺素?zé)峤到猱a(chǎn)生。牛肉干發(fā)酵后的醛類物質(zhì)含量明顯高于發(fā)酵前，其中十八醛的含量相對(duì)較高。己醛、壬醛、癸醛等直鏈醛類主要是脂肪氧化降解產(chǎn)生的，這說明接種復(fù)合發(fā)酵劑在一定程度上促進(jìn)了牛肉蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化。

由表6可知，茴香腦在發(fā)酵牛肉干揮發(fā)性化合物中含量最高，作為一種醚類物質(zhì)帶有茴香和草香香氣，對(duì)整體香氣貢獻(xiàn)大且有代表性，這與周亞軍等[41]的研究結(jié)果類似。牛肉發(fā)酵后檢出4 種醇類物質(zhì)，其中芳樟醇具有花木香，4-萜烯醇呈現(xiàn)淡的胡椒香和泥土香，但相比醛類，醇類物質(zhì)的閾值較高，對(duì)發(fā)酵牛肉的風(fēng)味形成起到一定作用。發(fā)酵后及成品牛肉干檢出2 種酸性物質(zhì)丁酸和己酸，其中己酸的含量較高。

酯類物質(zhì)多具有果香味和甜味，閾值較低[5]，發(fā)酵后牛肉的酯類物質(zhì)的種類和含量增加，可中和刺激性短鏈酸類對(duì)發(fā)酵牛肉整體風(fēng)味造成的沖擊。由表7可知，牛肉干成品的揮發(fā)性化合物中，酯類及其他化合物相對(duì)含量在熱風(fēng)干燥期間增加，而醛、醇、酚、酮、醚、酸類及含氮化合物相對(duì)含量下降可能是由于在加熱過程中氧化為羧酸及其他化合物，羧酸進(jìn)而與醇酯化生成酯類。

表7 發(fā)酵牛肉干揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類及相對(duì)含量Table 7 Types and relative contents of volatile flavor substances in fermented beef jerky

總的來說，發(fā)酵牛肉干風(fēng)味的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，受原料肉、發(fā)酵菌種、加工條件等多種因素影響，是多種風(fēng)味物質(zhì)共同作用的結(jié)果。

3 結(jié) 論

牛肉發(fā)酵后pH值和aw降低，抑制了脂質(zhì)過度氧化、亞硝酸鹽殘留及組胺累積，在內(nèi)源酶和發(fā)酵菌種的作用下，牛肉干中蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分解和氧化成氨基酸、脂肪酸及醛、酮、醇、醚、酚等小分子物質(zhì)，有助于營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的提高和風(fēng)味的形成；干燥后牛肉干的品質(zhì)變化主要是由熱風(fēng)干燥過程中水分的大量損耗及物質(zhì)發(fā)生氧化和熱降解等導(dǎo)致。綜上，與未發(fā)酵牛肉干相比，發(fā)酵牛肉干的質(zhì)構(gòu)及色澤明顯改善，產(chǎn)品品質(zhì)及質(zhì)量安全顯著提升。