黃桂芳，陳靜雅，陳馨雨，靳嘉欣，曾晨璐，王慶玲*

石河子大學(xué)食品學(xué)院（石河子 832000）

新疆優(yōu)良的高海拔天然牧場(chǎng)，使得牛肉肉質(zhì)鮮美、適口性好[1-2]，傳統(tǒng)的放牧飼養(yǎng)方式和純凈的生長(zhǎng)環(huán)境，還賦予其天然、綠色、安全的特點(diǎn)。此外，牛肉營(yíng)養(yǎng)豐富，具有高蛋白、低膽固醇、低脂肪等特點(diǎn)[1]。風(fēng)干肉、牛肉干是新疆牛肉工業(yè)化生產(chǎn)的主要產(chǎn)品形式，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。干腌牛肉是利用我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，經(jīng)過腌制、風(fēng)干、自然發(fā)酵制得的一種極具地域特色的發(fā)酵肉制品。

干腌牛肉漫長(zhǎng)的加工過程中脂肪和肌肉蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的變化與生化反應(yīng)[2]，生成的多種低分子質(zhì)量化合物（肽類、氨基酸、醛類等）成為產(chǎn)品風(fēng)味、質(zhì)地、滋味形成的重要途徑[3]。新疆干腌牛肉加工過程對(duì)自然環(huán)境依賴性強(qiáng)，產(chǎn)品品質(zhì)易受環(huán)境影響且品質(zhì)、風(fēng)味特色不穩(wěn)定。因此，干腌牛肉加工中理化指標(biāo)變化與品質(zhì)形成的相關(guān)性研究，可為干腌牛肉加工的工藝改進(jìn)及工業(yè)化進(jìn)程提供助力。

試驗(yàn)選取牛肉加工過程中的6個(gè)關(guān)鍵工藝點(diǎn)，分析干腌牛肉各時(shí)期理化指標(biāo)、色度、質(zhì)構(gòu)的變化規(guī)律，通過相關(guān)性分析明確其與產(chǎn)品品質(zhì)形成的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，為后續(xù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、品質(zhì)優(yōu)良化與技術(shù)提升奠定基礎(chǔ)，為新疆牛肉制品加工開辟新方向。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料

新鮮牛肉股二頭肌（購(gòu)于石河子市農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）。

1.1.2 干腌牛肉加工流程

1.1.2.1 工藝流程

原料肉→修整→腌制→洗曬→風(fēng)干→發(fā)酵→成熟→成品

1.1.2.2 工藝條件

鮮牛肉修整后，將6.5%（原料質(zhì)量）的食鹽分5次揉搓涂抹至牛肉表面，在8 ℃、RH 65%的環(huán)境下腌制30 d，洗去表面殘余鹽分，晾曬干燥2～3 d，于10 ℃、RH 60%風(fēng)干25 d后在20 ℃、RH 70%和25 ℃、RH 75%分別發(fā)酵30 d，最后在28 ℃、RH 70%成熟30 d，制得牛肉火腿成品。分別于原料（0 d）、腌制期（30 d）、風(fēng)干期（60 d）、發(fā)酵中期（90 d）、發(fā)酵后期（120 d）、成熟期（150 d）進(jìn)行取樣，低溫貯藏備用。

1.2 儀器與設(shè)備

IKA-T25高速分散器（上海巴玖實(shí)業(yè)有限公司）；UB-7 pH計(jì)（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；X7酶標(biāo)儀（基因有限公司）；WSC-S測(cè)色色差儀（上海靜謐科學(xué)儀器有限公司）；質(zhì)構(gòu)儀（英國(guó)Stable Micro Systems公司）。

1.3 方法

1.3.1 水分的測(cè)定

按GB 5009.3—2016直接干燥法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 氯化鈉含量的測(cè)定

分別稱取10 g不同時(shí)期樣品于燒杯加水勻漿過濾，定容至200 mL。取10 mL濾液，加入50 mL蒸餾水和1 mL 5%鉻酸鉀溶液混勻，用硝酸銀滴定至黃紅色，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.3.3 pH的測(cè)定

稱取5 g牛肉樣品，加入50 mL蒸餾水勻漿并過濾，濾液用pH計(jì)進(jìn)行有效酸度的測(cè)定。

1.3.4 POV和硫代巴比妥酸值的測(cè)定

參考Folch的方法，以三氯甲烷-甲醇（2∶1，V/V）混合液為溶劑進(jìn)行樣品脂質(zhì)提取。

1.3.4.1 POV值的測(cè)定

移取2 g各時(shí)期脂質(zhì)于30 mL三氯甲烷-冰乙酸（2∶3，V/V）混合液中，加入1 mL飽和碘化鉀溶液，用0.01 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色后加入1 mL淀粉指示劑，滴定至藍(lán)色消失，同時(shí)進(jìn)行空白對(duì)照。

1.3.4.2 硫代巴比妥酸值測(cè)定

稱取5 g各時(shí)期樣品，分別加入50 mL三氯乙酸溶液，使用恒溫振蕩器于50 ℃振蕩30 min，冷卻后過濾。移取濾液和硫代巴比妥酸溶液各5 mL于比色管，混勻，于90 ℃水浴30 min取出冷卻，使用分光光度計(jì)在532 nm處測(cè)定吸光度。

1.3.5 加工過程中色度的測(cè)定

各時(shí)期牛肉切片后利用色差儀進(jìn)行測(cè)量。色差儀進(jìn)行零位校正和黑白板校正后，選擇L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）進(jìn)行測(cè)定分析，平行測(cè)定3次。

1.3.6 加工過程中質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

將各時(shí)期牛肉樣品切成小塊（3 cm×3 cm×2 cm）后利用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)量：探頭類型P50，使用2個(gè)35壓縮的連續(xù)循環(huán)，循環(huán)間隔5 s，測(cè)前速度3 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度2 mm/s，觸發(fā)力10 g。

1.3.7 感官評(píng)定

將干腌牛肉切片（約2 cm×2 cm×1 cm）置于蒸鍋中蒸15 min，分別放入編號(hào)的一次性餐盤。由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員組成感官評(píng)定小組，該小組由5名男性和5名女性（年齡20～30歲）組成。每位成員被要求在0（無味/不可檢測(cè)）到5（強(qiáng)味/強(qiáng)可檢測(cè)）的范圍內(nèi)對(duì)干腌牛肉的滋味品質(zhì)（甜味、咸味、鮮味、苦味、酸味、后味和整體口味）進(jìn)行評(píng)分。樣品在口中咀嚼后吐出。測(cè)試每個(gè)樣本之間，用飲用水清潔口腔。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

每組樣品重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果用Mean±SD表示，顯著水平p＜0.05，使用SPSS Statistics 25.0進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，使用Origin Pro 2018進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 干腌牛肉加工過程中水分的變化

水分對(duì)于干腌牛肉的品質(zhì)穩(wěn)定性具有決定性作用，在干腌牛肉加工的過程中，水分能有效控制肉干的品質(zhì)和感官特性，并且其他理化指標(biāo)的變化也與它密切相關(guān)。由圖1可知，干腌牛肉中的水分在不同時(shí)期整體呈持續(xù)顯著（p＜0.05）下降趨勢(shì)，其值由原料期的74.65%下降至成熟期的25.38%，下降幅度為49.27個(gè)百分點(diǎn)。干腌牛肉在腌制期和風(fēng)干期水分變化顯著（p＜0.05），其原因是腌制階段由于食鹽作用導(dǎo)致原料表面滲透壓增加，產(chǎn)生滲出液，加速牛肉組織水分的流失；風(fēng)干期則由于溫濕度變化致使水分極易蒸發(fā)散失[4]。干腌牛肉在發(fā)酵及成熟期水分繼續(xù)下降，但較加工前階段幅度趨于平緩，馬艷梅等[5]對(duì)羊肉火腿加工中水分的變化研究也發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果。發(fā)酵肉制品加工過程中水分及分布狀態(tài)影響產(chǎn)品的嫩度[6]、咀嚼性、黏聚性等指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品最終品質(zhì)影響顯著（p＜0.05）。

圖1 干腌牛肉加工過程中水分的變化

2.2 干腌牛肉加工過程中pH的變化

pH是影響肉制品色澤、風(fēng)味以及保質(zhì)期的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)肉制品品質(zhì)產(chǎn)生顯著（p＜0.05）影響。由圖2可知，在干腌牛肉的整個(gè)加工過程中，pH呈先降低后持續(xù)升高趨勢(shì)。腌制期牛肉的pH顯著（p＜ 0.05）降低至5.83，分析原因可能是糖類被微生物消耗產(chǎn)生的二氧化碳和有機(jī)酸，以及脂肪水解產(chǎn)生的脂肪酸導(dǎo)致pH下降。從風(fēng)干期到成熟期，牛肉中的脂類和蛋白質(zhì)在組織蛋白酶、脂肪酶、氨肽酶等的作用下被分解為氨基酸和其他風(fēng)味前體物質(zhì)，這些物質(zhì)作為干腌牛肉風(fēng)味、滋味形成的重要物質(zhì)來源，堿性水解產(chǎn)物的不斷積累造成pH升高[7]。然而，干腌牛肉的整個(gè)加工過程中的pH一直保持微酸性，可以抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，有效延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。

圖2 干腌牛肉加工過程中pH的變化

2.3 干腌牛肉加工過程中NaCl含量的變化

氯化鈉可以作為肉制品中蛋白質(zhì)、脂肪等滋味物質(zhì)的輔助劑，同時(shí)還有防腐保鮮的重要作用。由圖3可知，干腌牛肉在整個(gè)加工過程中NaCl含量呈持續(xù)顯著（p＜0.05）上升趨勢(shì)。NaCl含量在整個(gè)加工過程中持續(xù)升高的原因可能在于腌制階段反復(fù)多次的揉搓使食鹽緩慢滲入，NaCl增加肌肉組織滲透壓，造成原料汁液滲出，因此，NaCl含量隨加工時(shí)間延長(zhǎng)而不斷升高；加工過程中，原料水分不斷降低，造成NaCl含量進(jìn)一步升高。干腌牛肉成品NaCl含量增長(zhǎng)到13.67%，該水平符合干腌類制品最終NaCl含量不低于13%、不高于15%的相關(guān)要求[8-9]。

圖3 干腌牛肉加工過程中NaCl含量的變化

2.4 干腌牛肉加工過程中過氧化值（POV）和硫代巴比妥酸值（TBARS）的變化

過氧化值是油脂初級(jí)氧化產(chǎn)物累積量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。李宇輝等[10]研究認(rèn)為脂肪氧化是風(fēng)干肉風(fēng)味物質(zhì)的主要來源。由圖4（a）可知，干腌牛肉加工過程中的過氧化值整體呈先上升后下降趨勢(shì)，風(fēng)干期過氧化值達(dá)到峰值19.63 meq/kg，較原料期增長(zhǎng)18.48 meq/kg，可能是腌制期和風(fēng)干期脂肪快速氧化，初級(jí)氧化產(chǎn)物大量積累，過氧化值顯著（p＜0.05）升高。風(fēng)干期之后，干腌牛肉的過氧化值最終緩慢下降至15.05 mg/kg，主要是過氧化物被進(jìn)一步分解為酸、醛、酮等次級(jí)氧化產(chǎn)物所致[11-12]。硫代巴比妥酸值（TBARS）是表示油脂酸敗程度的指標(biāo)之一，可用于表征次級(jí)氧化產(chǎn)物含量。由圖4（b）可知，在干腌牛肉加工過程中，硫代巴比妥酸值整體上呈持續(xù)上升趨勢(shì)，只在發(fā)酵中期時(shí)數(shù)值有略微下降。硫代巴比妥酸值由原料期的0.05 mg/100 g增長(zhǎng)到風(fēng)干期的0.46 mg/100 g，原因在于溫度和濕度的提高，加劇了不飽和脂肪酸的氧化，使醛類物質(zhì)大量積累。但發(fā)酵中期硫代巴比妥酸值略有降低，究其原因可能是溫度升高，一方面丙二醛與游離氨基酸發(fā)生反應(yīng)，另一方面醛類物質(zhì)被進(jìn)一步氧化生成醛和羧酸等小分子物質(zhì)[13]。發(fā)酵中期到成熟期，TBARS持續(xù)升高，成品中硫代巴比妥酸值達(dá)到0.68 mg/100 g，分析其原因可能是溫度和濕度的升高使氧化反應(yīng)的速度加快，脂肪氧化程度不斷增強(qiáng)。

圖4 干腌牛肉加工過程中過氧化值（a）和硫代巴比妥酸值（b）的變化

2.5 干腌牛肉加工過程中色度的變化

對(duì)干腌牛肉6個(gè)關(guān)鍵時(shí)期的L*、a*、b*的測(cè)量評(píng)價(jià)其色澤變化，如表1所示，干腌牛肉在各個(gè)時(shí)期的L*、a*、b*在整體上均呈顯著（p＜0.05）下降趨勢(shì)，但在發(fā)酵后期，3個(gè)值都有所升高。亮度從原料期到發(fā)酵中期下降，原因可能是腌制時(shí)加入的NaCl使牛肉脫水、收縮，肌纖維間距減小，使得牛肉顏色變暗[14]；發(fā)酵后期肉的亮度部分回升可能與亞硝酸鹽的呈色作用有關(guān)。黃度的變化趨勢(shì)與亮度大致相同，可能是肌肉的酶促褐變、微生物的作用以及生成的小分子物質(zhì)共同作用導(dǎo)致的，這與Bermúdez等[15]的研究結(jié)果相似。紅度從原料期到發(fā)酵中期逐漸降低的原因可能與肌紅蛋白被氧化為高鐵肌紅蛋白有關(guān)，而亞硝酰基蛋白受熱與鹽作用生成的亞硝?；质垢呻缗Ｈ獾募t度在發(fā)酵后期有所上升。飽和度和彩度的變化規(guī)律與紅度和黃度大致相同，加工溫度升高使得脂肪和蛋白質(zhì)的氧化作用加強(qiáng)，導(dǎo)致總色差呈逐漸下降趨勢(shì)。

表1 不同加工時(shí)期干腌牛肉顏色的變化

2.6 干腌牛肉加工過程中質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)可用來表示食品的組織狀態(tài)、口感及滋味感覺等，也是決定干腌牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo)。對(duì)干腌牛肉的質(zhì)構(gòu)研究表明（表2）：在整個(gè)加工過程中，干腌牛肉的硬度、膠著性、咀嚼性和回彈性都呈顯著（p＜0.05）上升趨勢(shì)；與原料期相比，水分降低、蛋白水解酶作用及蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致成熟干腌牛肉的硬度、膠著性和咀嚼性成倍增長(zhǎng)。腌制過程中黏性和黏聚性在總體上呈顯著（p＜0.05）下降趨勢(shì)，可能的原因在于細(xì)胞液大量流失，加熱、酶和微生物的共同作用使肌肉組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。彈性從原料期到風(fēng)干期呈顯著（p＜0.05）下降趨勢(shì)，在發(fā)酵中期直至成熟期均呈顯著（p＜0.05）上升趨勢(shì)，究其原因可能是含水量減少使牛肉彈性下降，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，溫度和某些相關(guān)酶的活性升高，促進(jìn)蛋白質(zhì)凝膠形成，促使牛肉彈性升高。

表2 不同加工時(shí)期干腌牛肉質(zhì)構(gòu)的變化

2.7 干腌牛肉感官評(píng)定

感官評(píng)定是對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)判的一個(gè)基礎(chǔ)手段，圖5顯示干腌牛肉在加工過程中各種滋味的變化情況，為確定產(chǎn)品的價(jià)值和可接受性提供可靠依據(jù)。在成熟期各種滋味的感官評(píng)分均高于其余各加工階段，尤其是鮮味、咸味、后味和整體口味的評(píng)分較高。其中，鮮味和咸味的感官評(píng)分變化比較顯著（p＜0.05）。鮮味感官評(píng)分由原料期的0.98分增長(zhǎng)至成熟期的2.97分，增長(zhǎng)67.01%，原因在于發(fā)酵過程中產(chǎn)生的小肽、氨基酸及呈味核苷酸的積累，賦予了食品濃厚的鮮味[16]。咸味感官評(píng)分由原料期的0.55分增長(zhǎng)至成熟期的4.25分，增長(zhǎng)87.06%，原因可能是食鹽的大量加入及較高的溫濕度環(huán)境使腌制期的咸味顯著增加，發(fā)酵期直至成熟期咸味的感官評(píng)分變化幅度較緩，可能與水分的降低及滲透壓的升高有關(guān)。甜味、苦味及酸味的感官評(píng)分普遍較低且變化不顯著，其中：酸味的感官評(píng)分最低，可能是食鹽含量較高，抑制了微生物的代謝，從而有機(jī)酸含量大幅降低導(dǎo)致；甜味和苦味的形成與氨基酸類、糖類和肽類的含量在整個(gè)加工過程中的含量有關(guān)。后味和整體口味從原料期至發(fā)酵中期增長(zhǎng)顯著（p＜0.05），從發(fā)酵期到成熟期增長(zhǎng)較緩，且后味和整體口味感官評(píng)分隨其他滋味評(píng)分結(jié)果變化而同步變化，說明后味和整體口味變化可能與生成的各種滋味物質(zhì)的總體含量有關(guān)[17]。

圖5 干腌牛肉加工過程中滋味變化

2.8 相關(guān)性分析

由PLSR分析可知，水分與產(chǎn)品L*、a*、b*呈極顯著正相關(guān)性，說明干腌牛肉加工過程中水分對(duì)色澤的形成產(chǎn)生重要影響，分析其原因可能是在整個(gè)加工過程中水分直接參與牛肉中的一系列與呈色有關(guān)的物理化學(xué)反應(yīng)；pH、NaCl含量、脂質(zhì)氧化指標(biāo)則表現(xiàn)出與牛肉質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的高度正相關(guān)關(guān)系，原因在于脂肪的氧化作用使各理化指標(biāo)之間的相關(guān)性水平升高；L*、a*、b*與其他理化指標(biāo)都呈極顯著負(fù)相關(guān)性，可能的原因在于蛋白質(zhì)降解和脂肪氧化[18-19]使咀嚼性上升，鹽分的滲入使汁液流失，導(dǎo)致硬度升高，黏性降低，肉質(zhì)松散。從結(jié)果可以看出各指標(biāo)之間相互影響，共同決定干腌牛肉的最終品質(zhì)。

圖6 理化指標(biāo)與品質(zhì)形成相關(guān)性分析

3 結(jié)論

干腌牛肉在加工過程中的各理化指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系共同決定著產(chǎn)品的最終品質(zhì)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：干腌牛肉pH在加工過程中先降低后升高且一直處于微酸性環(huán)境；加工過程中各個(gè)時(shí)期水分顯著（p＜0.05）下降，NaCl含量顯著（p＜0.05）升高；感官評(píng)定結(jié)果表明整體口味和后味與各種滋味的形成菌落總數(shù)密切相關(guān)；肌紅蛋白過度氧化使干腌牛肉的色澤隨加工時(shí)間增長(zhǎng)總體呈下降趨勢(shì)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，干腌牛肉加工中理化變化與品質(zhì)形成呈現(xiàn)顯著（p＜0.05）相關(guān)性，脂肪氧化變化與品質(zhì)形成呈現(xiàn)顯著相關(guān)性（p＜ 0.05）。

此研究結(jié)果可為新疆牛肉的產(chǎn)品多樣化提供新的思路，為干腌牛肉產(chǎn)品的推出奠定理論研究基礎(chǔ)，以期提高在科技指導(dǎo)下的牛肉加工技術(shù)。