牦牛肉发酵过程中的品质变化分析

张丽等

摘 要：为了解牦牛肉在发酵过程中的风味等品质特征差异，本试验选取斯布牦牛和甘南牦牛两种品系的半腱肌为研究对象，测定发酵过程中食用品质及风味物质的特征。研究发现，发酵过程中肉色逐渐加深，两品系牦牛肉L*值在第5天均达到最大值后逐渐降低；斯布牦牛肉硬度发酵后较发酵前下降32 543.35 g，弹性增大2.573 mm，咀嚼性降低8 912.89 mJ，甘南牦牛肉硬度发酵后较发酵前下降28 668.6 g、弹性增大2.041 mm、咀嚼性降低6 685.51 mJ。斯布牦牛发酵肉中检出18种主要风味物质，甘南牦牛发酵肉中检出21 种主要风味物质。两品系发酵牦牛肉中主要风味物质有烯、醇、醚和醛类，赋予发酵肉特有的清香、脂类等特征风味。

关键词：发酵牦牛肉；食用品质；TPA；风味

Changes in Quality Attributes during Fermentation of Yak Meat

ZHANG Li1，2， SUN Bao-zhong1，*， WEI Jin-mei3， ZHOU Yu-chun2， WANG Li2 ， YU Qun-li2， XIE Peng1， LI Hai-peng1， LIU Xuan1， BAO Gao-liang2

（1.Institute of Animal Science， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China；

2. College of Food Science and Engineering， Gansu Agriculture University， Lanzhou 730070， China；

3. Center of Analysis and Determination， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

Abstract： After marination， semitendinosus muscles from two yak breeds in China， Gannan and Sibu， were inoculated with Lactobacillus acidophilus and fermented to investigate changes in eating quality attributes and flavor compounds during the fermentation process. The results showed that as the fermentation progressed， the color became darker， and for both breeds， the L* value reached the maximum on the fifth day and then fell gradually. The hardness of Sibu yak meat was decreased by 32 543.35 g after the fermentation， the springiness was increased by 2.573 mm and the chewiness was reduced by

8 912.89 mJ， compared to an decrease in hardness of 28 668.6 g， an increase in springiness of 2.041 mm， and a reduction in chewiness of 6 685.51 mJ for Gannan yak meat. A total of 18 major flavor compounds were identified in fermented Sibu yak meat， while 21 in fermented Gannan yak meat. Alkenes， alcohols， ethers and aldehydes were responsible mainly for the unique delicate fragrance and fat composition of fermented yak meat from the two breeds.

Key words： fermented yak meat； food quality； TPA； flavor

中图分类号：TS251 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2014）05-0020-05

发酵肉制品是指盐渍肉在自然或人工控制条件下，借微生物发酵作用，产生具有特殊风味、色泽、质地和具有较长保存期的肉制品[1]。肉品通过微生物的发酵，蛋白质分解为氨基酸，大大提高了其消化性，使产品具有独特风味；此外发酵肉具有加工工艺独特、易于贮藏、不经熟制即可食用、经济效益高等特点[2]。在我国，对发酵肉制品的系统化研究及工业化生产起步较晚，因此，对发酵肉制品深入系统化的研究和实现加工技术产业化、规模化的要求迫在眉睫。我国是一个肉类生产及消费大国，随着生物技术、发酵工程技术不断进步，微生物发酵技术在肉类加工中的应用被广大公众所认同，为发酵肉制品的发展提供了广阔的空间[3]。发酵牛肉起源于人们利用腌制、干燥保藏的风干牛肉，而后伴随着现代肉类贮藏加工业的发展演变成传统风味制品，但对于发酵牦牛肉目前研究较少。牦牛肉营养丰富，具有高蛋白、低脂肪、肉色深红、嫩度适中等特点[4]，是一种优质健康的肉类资源。发酵牦牛肉制品结合了牦牛肉和发酵肉的优点，其产品营养丰富且风味独特，更符合消费者对肉类产品的消费需求。

目前对于发酵肉发酵过程中的食用品质和风味特征已有不少研究。王俊等[5]指出肉色的变化与肉中的肌红蛋白被氧化成高铁肌红蛋白有关。王仲礼等[6]研究发现乳酸菌在发酵过程中产生乳酸，有利于亚硝酸根离子分解为NO，NO与肌红蛋白结合生产亚硝基肌红蛋白，从而使肉制品呈现腌制的特有色泽。刘战丽等[7]对发酵肠的风味物质及其来源研究表明，在发酵过程中，脂肪发生分解和氧化，特别是多不饱和脂肪酸氧化生成羰基化合物，赋予发酵香肠特有的风味物质，不饱和脂肪酸通过自由基链反应形成过氧化物，次级反应产生大量挥发性化合物，是发酵香肠风味的重要来源。刘云等[8]对发酵肉制品风味研究发现，发酵肉制品的风味物质来源为碳水化合物的代谢、脂肪的代谢和氧化、含氮化合物的代谢以及香辛辅料。影响发酵肉制品风味的因素有原料肉、发酵剂、微生物及制作工艺。

本实验选取西藏斯布牦牛和甘肃甘南牦牛两品系半腱肌（semitendinosus，ST）为研究对象做发酵肉原料肉，以嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus，LABS）作为发酵剂，制作发酵肉，分析其在发酵过程中食用品质（色度、质地剖面分析（texture profile analysis，TPA））的变化及风味物质的特征，为牦牛肉的进一步工艺优化奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

斯布牦牛肉 西藏拉萨市生屠宰场；甘南牦牛肉 甘肃安多清真绿色食品有限公司；

嗜酸乳杆菌（HM 598684，GenBank） 甘肃农业大学畜产品工程技术研究中心；蛋白胨、酵母膏、牛肉膏、吐温80、K2HPO4·3H2O、三水醋酸钠、柠檬酸三铵 天津市光复精细化工研究所；葡萄糖、黑胡椒、味精、豆蔻、食盐等 北京华联超市。

1.2 仪器与设备

VD-650-U无菌工作台 苏州安泰空气技术有限公司；台式恒温振荡器 上海恒学仪器有限公司；FA2004B电子天平 上海佑科仪器有限公司；万用电炉 北京科伟永新有限公司；CR400色差仪 日本美能达公司生产；C-LM4嫩度剪切仪、AB-S型电子天平 梅特勒-托利多仪器上海有限公司。

1.3 方法

选取斯布牦牛和甘南牦牛品系半腱肌为研究对象，制作发酵肉。在发酵的第0、1、2、3、5、10天和第15天对食用品质（色度、TPA）进行测定，并对成品发酵肉的风味物质进行测定。

1.3.1 工艺流程

原料肉预处理→腌制→接种发酵→成品

1.3.2 操作要点

1）原料肉预处理：将冷冻的原料肉置于4 ℃下缓慢解冻，修整肉形，去除肉表面黏连的筋膜及附属脂肪，均匀切块。

2）腌制：将亚硝酸钠、食盐、异抗坏血酸钠、三聚磷酸钠等配料用水溶解制得腌制剂。将切好的肉块与配好的腌制剂充分混匀，加入配料，置于0～4 ℃环境下，腌制24 h。

3）接种发酵：将嗜酸乳杆菌冻干粉活化计数，然后离心收集菌体，用已灭菌的生理盐水稀释，均匀涂抹在腌制好的肉块表面，使接种量达到108 CFU/g。

1.3.3 食用品质

1）色度

采用色差计法[9]。切取1 cm厚肉样，切面在空气中暴露30 min，用色差仪测定L*、a*和b*值。

2）TPA

参照Bourne[10]的方法，采用万能组织质地测定仪，一组样品3个平行对照。

1.3.4 风味物质[11]

取5 g肉样，切成0.5 cm肉丁，放置于10 mL点滴瓶中，速冻，在―18 ℃条件下储藏。

肉样解冻后加入1 g NaCl，放入90 ℃水浴锅中加热60 min后冷却至60 ℃，用手动固相微萃取（solid phase microextraction，SPME）进样器，静态顶空方法吸附30 min后退出SPME进样器，进行气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析。

1.3.5 色谱条件

色谱柱为OV1701色谱柱（50 m×0.2 mm，0.33 μm）；升温程序：50 ℃保持2 min，以3 ℃/min升至225 ℃，保持1 min；载气（He）流速0.8 mL/min，分流进样，20 min后打开分流阀，分流比1∶50；进样解吸温度250 ℃，解吸时间2 min。

1.3.6 质谱条件

电子电离（electron ionization，EI）源；电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；质量扫描范围m/z 10～400。

2 结果与分析

2.1 食用品质

2.1.1 色度

由图1所示，斯布牦牛发酵肉L*值在发酵24h内下降不显著（P>0.05），第5天较第1天、第15天较第10天极显著（P<0.01）上升，在第5天达到最大值54.1，第10天较第5天极显著下降（P<0.01），在第10天达到最小值49.7。甘南牦牛发酵肉的L*在第5天时达到最大值50.6，第15天较第5天极显著下降（P<0.01）。斯布牦牛发酵肉的L*值在发酵第1天开始增大，甘南牦牛发酵肉则从第2天开始增大。

注：a，b，c，d，e和f表示数据之间差异显著。下同。

图 1 斯布牦牛（A）和甘南牦牛（B）发酵肉发酵过程中L*值的变化

Fig.1 L*value change during fermentation of Gannan yak meat

图 2 斯布牦牛（A）和甘南牦牛（B）发酵肉发酵过程中a*值的变化

Fig.2 a*value change during fermentation of Gannan yak meat

由图2所示，斯布牦牛发酵肉在发酵1天内a*值从最大值14.3降低到7.1，第5天达到最小值3.5，在发酵第10天升高到最大值16.1，10～15 d极显著降低

（P<0.01）。甘南牦牛发酵肉的a*值在发酵初期差异不显著（P>0.05），但在整个发酵过程中差异极显著（P<0.01）。

图 3 斯布牦牛（A）和甘南牦牛（B）发酵肉发酵过程中b*值的变化

Fig.3 b*value change during fermentation of Gannan yak meat

由图3所示，两种品系的发酵牦牛肉在0 d和第15天的b*值差异极显著（P<0.01），但整个发酵过程中变化较平缓。斯布牦牛发酵肉的b*值在第10天时达到最小值9.6，第15天较第5天显著降低（P<0.05）。甘南牦牛发酵肉的b*值在第10天时达到最小值10.8，第15天较第5天显著降低（P<0.05）。

2.1.2 质地剖面分析

由图4所示，两品系牦牛肉发酵前后硬度、弹性以及咀嚼性变化差异显著，斯布牦牛肉硬度由33 027.05 g降低为483.7 g，弹性由0.447 mm增大至3.02 mm，咀嚼性由8 920.09 mJ降至7.2 mJ；甘南牦牛肉硬度由29 602.3 g降低为933.7 g，弹性由0.459 mm增大至2.50 mm，咀嚼性由6 697.3 mJ降为11.79 mJ。

图 4 两品系牦牛肉发酵前后硬度、弹性和咀嚼性的变化

Fig.4 Changes in hardness， springiness and chewiness during fermentation of yak meat

2.2 风味物质

表 2 甘南牦牛发酵肉风味物质成分表

Table 2 Flavor compounds identified in fermented Gannan yak meat

序号 保留时间/min 名称 气味描述

1 12.802 左旋-α-蒎烯 —

2 14.82 3，7-二甲基-1，3，6-辛三烯 —

3 16.713 γ-萜品烯 具有柑橘和柠檬香气

4 17.1 4-异丙基甲苯 有芳香气味

5 17.351 罗勒烯 有草香、花香并伴有橙花油气息

6 17.852 （E）-6-Hydroxy-4-methyl-4-hexenoic acid methyl ester —

7 18.679 水芹烯 具有新鲜的柑橘-胡椒香气

8 20.122 2-methyl-1-nonene-3-yne —

9 20.822 2-methyl-1-nonene-3-yne —

10 24.712 4-萜烯醇 呈暖的胡椒香、较淡的泥土香和陈腐的木材气息

11 15.34 3，7-Octadien-2-ol，2，6-dimethyl 似有玫瑰、香柠檬、薰衣草香气

12 29.669 5-[（E）-prop-1-enyl]benzo[1，3]dioxole —

13 32.772 Benzoic acid，2-ethyl-， methyl ester —

14 34.657 Benzeneethanol， á-butyl —

15 35.525 α-法尼烯 —

16 39.645 肉豆蔻醚 微有特殊气味

17 40.931 二甲基双环[2.2.1]-2，5-庚二烯-2，3-二羧酸 —

18 50.332 正辛醛 有青辛尖锐有力的脂蜡香，带果香茉莉气息。极度稀释后有甜橙样香气，略带脂肪蜜香气息

表 3 斯布牦牛发酵肉风味物质成分表

Table 3 Flavor compounds identified in fermented Sibu yak meat

序号 保留时间/min 名称 气味描述

1 17.340 左旋-α-蒎烯 香精香料

2 18.668 1，3，6-octatriene，3，7-dimethyl-，（3E）-（3779-61-1） —

3 20.10 1，7-辛二炔 —

4 20.822 芳樟醇 具有铃兰香气

5 24.681 4-萜烯醇 呈暖的胡椒香、较淡的泥土香和陈腐的木材气息

6 25.329 α-松油醇 具似海桐花的清香，甜的紫丁香、铃兰气息

7 29.658 黄樟素 有樟木气味

8 32.733 丁香酚 有干甜的花香、辛香和石竹气息

9 34.082 异戊烷 有令人愉快的芳香气味

10 34.688 benzeneethanol， á-butyl —

11 35.545 （E）-β-金合欢烯 —

12 38.254 2，4-二甲基-3-戊醇 —

13 39.697 肉豆蔻醚 微有特殊气味

14 40.931 榄香素 —

15 42.207 十二醛 具有强烈脂肪香气，并有类似松叶油和橙油香气

16 45.208 石竹素 食用香料

17 45.981 癸烷 —

18 46.734 癸醛 具有新鲜的油脂香，稀释时则有果味香

19 49.045 落叶松蕈酸 中草药成分

20 50.394 十四醛三聚物 呈油脂和鸢尾似桃子香气

21 57.055 硬脂烷醛 —

分别对甘南和斯布牦牛的成品发酵肉采用SPME提取风味成分，然后通过GC-MS法对挥发性成分进行分离鉴定。由表2可知，甘南牦牛肉中主要风味物质有烯、醇、醚、醛，其中主要的烯有γ-萜品烯、罗勒烯、水芹烯，主要的醇有4-萜烯醇，醚有肉豆蔻醚，醛有正辛醛。由表3可知，斯布牦牛肉中主要风味物质有醇、醛、醚、烯，主要的醇有芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油醇，醛有癸醛、十四醛三聚物、十二醛，醚有肉豆蔻醚。

3 讨 论

Christiane等[13]指出肉的颜色影响消费者对肉的感官品质和消费欲望，影响消费者接受性。随着发酵的进行，肉的失水以及自身美拉德反应都可加深肉的色泽[14]。

刘柳等[15]发现随着水分的流失，肉色呈显著变化。L*值与失水率可能存在相关性，本研究发现，斯布牦牛发酵肉在第1天L*有所上升，甘南牦牛发酵肉在第2天开始上升，原因可能与失水有关。本研究中，a*值在发酵后期的降低和L*的增大以及b*值的变化，极大地改善肉了色，在形态上更能使消费者接受。史崇颖等[16]发现，在发酵期和成熟期，L*值与b*值呈降低趋势，这可能与油脂在氧化过程中产生的过氧化脂质与蛋白质反应，导致蛋白质发生交联，颜色发生褐变，与本试验研究结果一致。在整个发酵期，产品的L*值逐渐变小，b*值基本不变，a*值先升高后下降，可能是随着水分的减少，蛋白质含量发生了变化，致使产品的颜色发生变化[12]。郝红涛等[17]指出影响产品硬度的因素很多，产品的含水量、蛋白质含量、含盐量、淀粉含量、胶类物质种类及添加量和脂肪含量都会对硬度值有影响。Mafia[18]认为，当含水率小于21.5%时肉的硬度和含水率之间呈现一定的正相关，即硬度随着含水率的下降而下降。张晓敏等[19]在发酵香肠TPA测定中发现硬度的增加与香肠的干燥脱水有关，弹性的变化规律表现为，随着香肠的成熟而逐渐增加，原因是在微生物的作用下盐溶蛋白的析出使香肠的弹性增加。本研究中，发酵肉失水率大，硬度增大，弹性增大。

目前国内外许多学者对发酵肉风味物质进行了研究，鉴定出的风味物质只是众多风味物质中的一部分。3个碳原子和4个碳原子的醛具有强烈的刺激性风味，中等相对分子质量的醛（5～9个碳原子）具有清香、油香、酯香和牛酯香风味，而较高相对分子质量的醛则具有柑橘或橘子皮的风味[11]。黄素芬[20]对干腌火腿加工中脂类物质变化研究结果显示，火腿中的大多数挥发性物质是由脂类氧化形成的，主要是由脂类氧化形成的醛类物质。它们的特殊风味以及低阈值，对火腿最终风味有很大影响。张春晖等[21]在对发酵香肠风味研究中指出发酵香肠在发酵结束后的挥发性物质主要为酮、酯、酚、醇以及少量烯类。本实验检测出2品系牦牛肉中主要风味物质有烯、醇、醚和醛类，赋予发酵肉特有的清香、脂类等特征风味。

4 结 论

4.1 斯布牦牛肉L*值从最初的52降低为51.43，a*值由14.63降为4.93；甘南牦牛肉L*从最初的52.97降低为48.73，a*值由的13.87降为2.87。两品系牦牛肉b*值降低变化较为平缓。

4.2 斯布牦牛肉硬度发酵后较发酵前下降32 543.35 g，弹性增大2.573 mm，咀嚼性降低8 912.89 mJ，甘南牦牛肉硬度发酵后较发酵前下降28 668.6 g，弹性增大2.041 mm，咀嚼性降低6 685.51 mJ。

4.3 甘南发酵牦牛肉中共检出18 种主要的风味物质，斯布牦牛发酵肉中检出21 种。两品系发酵牦牛肉中主要的风味物质有正辛醛、γ-萜品烯、水芹烯、罗芹烯等，赋予发酵肉特有的清香、脂类等特征风味。

参考文献：

[1] LEROY F， GEYZEN A， JANSSENS M. Meat fermentation at the crossroads of innovation and tradition： a historical outlook[J]. Trends in Food Science & Technology， 2013， 24（6）： 1-8.

[2] 郭晓芸， 张永明， 张倩. 发酵肉制品的营养、加工特性与研究进展[J]. 肉类工业， 2009（5）： 47-50.

[3] 李轻舟， 王红育. 发酵肉制品研究现状及展望[J]. 食品科学， 2011， 32（3）： 247-251.

[4] 黄筱声. 牦牛产业方兴未艾[J]. 肉类研究， 2001， 15（1）： 8-10.

[5] 王俊， 周光宏， 徐幸莲， 等. 发酵香肠成熟过程中理化性质变化研究[J]. 食品科学， 2004， 25（10）： 63-65.

[6] 王仲礼， 赵晓红. 关于发酵肉制品的研究[J]. 肉类工业， 2006（4）： 21-24.

[7] 刘战丽， 罗欣. 发酵肠的风味物质及来源[J]. 中国调味品， 2002， 10（6）： 33-34.

[8] 刘云， 张瑶. 发酵肉制品风味物质的研究进展[J]. 肉类工业， 2009（4）： 51-54.

[9] LUCIANO G， BIONDI L， PAGANO R I. The restriction of grazing duration does not compromislamb meat colour and oxidative stability[J]. Meat Science， 2012， 92（5）： 30-35.

[10] BOURNE M C. Measure of shear and compression component of puncture test[J]. Food Science， 1996， 31： 282-291.

[11] 杜喜玲. 气质色谱法测定发酵肉风味物质的研究[J]. 肉类工业， 2012（4）： 18-20.

[12] TADEUSZ K， MALGORZATA J， ARTUR R. The influence of myoglobin on the colour of minced pork loin[J]. Meat Science， 2013， 94（2）： 234-238.

[13] CHRISTIANE P， RAINER S. Measuring changes in internal meat colour， colour lightness and colour opacity as predictors of cooking time[J]. Meat Science， 2012， 90（3）： 721-727.

[14] 刘佳东. 宰后牦牛肉成熟机理及肉用品质变化研究[D]. 兰州： 甘肃农业大学， 2011.

[15] 刘柳， 刘学文， 张鑫. 发酵肉传统制作工艺参数优化研究[J]. 食品工业科技， 2008， 29（1）： 201-203.

[16] 史崇颖， 田洋， 黄艾祥， 等. 发酵香肠工艺及理化性质变化研究[J]. 食品工业科技， 2008， 29（1）： 77-80.

[17] 郝红涛， 赵改名， 柳艳霞， 等. 肉类制品的质购特征及其研究进展[J]. 食品与机械. 2009， 25（3）： 125-128.

[18] MAFIA J. Effect of the fungal extracellular protease on texture of whole pieces of pork loin[J]. Meat Scicnce， 2003（65）： 877-884.

[19] 张晓敏， 张俊杰， 路文敏. 乳酸菌发酵香肠物性学与光学性质分析[J]. 肉类工业， 2004（5）： 22-24.

[20] 黄素芬. 干腌火腿加工中脂类物质变化研究[J]. 肉类工业， 2005（6）： 39-40.

[21] 张春晖， 夏双梅. 顶空固相微萃取-气相色谱-质谱分析发酵香肠挥发性成分[J]. 分析科学学报， 2005， 21（3）： 262-264.