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      新疆風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中理化及微生物特性分析

      2016-12-02 06:34:39王俊鋼李宇輝郭安民韓冬印劉成江
      食品與發(fā)酵工業(yè) 2016年10期
      關(guān)鍵詞:風(fēng)干活度過(guò)氧化

      王俊鋼,李宇輝,郭安民,韓冬印,劉成江*

      1(新疆農(nóng)墾科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,新疆 石河子,832000)2(新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子,832000)3(新疆雨潤(rùn)食品有限責(zé)任公司,新疆 石河子,832000)

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      新疆風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中理化及微生物特性分析

      王俊鋼1,2,李宇輝1,2,郭安民1,2,韓冬印3,劉成江1,2*

      1(新疆農(nóng)墾科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,新疆 石河子,832000)2(新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 石河子,832000)3(新疆雨潤(rùn)食品有限責(zé)任公司,新疆 石河子,832000)

      對(duì)新疆風(fēng)干牛肉自然發(fā)酵成熟過(guò)程中的理化特性和微生物變化規(guī)律進(jìn)行了檢測(cè)和分析。結(jié)果表明,新疆風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中最低pH 值在5.78左右;最終水分活度為0.76,水分含量在20%左右;在自然風(fēng)干成熟過(guò)程中酸價(jià)、過(guò)氧化值和硫代巴比妥酸值(TBA)均隨時(shí)間的增加而增大。新疆風(fēng)干牛肉自然發(fā)酵成熟過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)菌主要有乳酸菌、葡萄球菌和微球菌。

      新疆風(fēng)干牛肉; 理化特性;微生物特性

      風(fēng)干牛肉,也就是將新鮮牛肉經(jīng)過(guò)腌制,然后自然涼干的肉制品。風(fēng)干牛肉屬于傳統(tǒng)發(fā)酵肉的范疇,主要發(fā)酵方式為自然發(fā)酵,沒(méi)有另外添加外源的發(fā)酵劑[1],在新疆還沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義的工業(yè)化。目前,有關(guān)新疆特色風(fēng)干牛肉的研究相對(duì)較少,自然發(fā)酵過(guò)程中的微生物種類和以及發(fā)酵機(jī)理還不夠明確[2-3],傳統(tǒng)方法生產(chǎn)風(fēng)干牛肉加工過(guò)程中的一些關(guān)鍵性技術(shù)仍然限制了自然發(fā)酵風(fēng)干肉的大規(guī)模生產(chǎn)[4]。新疆特色風(fēng)干牛肉的微生物主要包括乳酸菌、葡萄球菌、微球菌以及一些酵母菌和霉菌[5-6]。將這些微生物分離純化后制備成發(fā)酵劑添加在風(fēng)干牛肉中,將能夠有效縮短發(fā)酵時(shí)間,降低生產(chǎn)成本,改善產(chǎn)品品質(zhì),保證產(chǎn)品風(fēng)味的穩(wěn)定性,對(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)食品標(biāo)準(zhǔn)化有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

      本項(xiàng)目對(duì)新疆特色風(fēng)干牛肉自然晾掛成熟過(guò)程中的微生物和理化指標(biāo)變化情況進(jìn)行研究,分析其變化規(guī)律,從而為新疆傳統(tǒng)風(fēng)干牛肉的現(xiàn)代化生產(chǎn)以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      鮮牛肉、食鹽、大蒜、生姜、胡椒、香葉、味精、醬油、十三香、料酒等調(diào)味料均購(gòu)于新疆石河子市友好超市。

      電熱恒溫水浴鍋,上海普簡(jiǎn)一起有限公司;電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科技有限公司;pH計(jì),哈納沃德儀器(北京)有限公司。

      1.2 試驗(yàn)方法

      1.2.1 新疆特色風(fēng)干牛肉加工工藝

      選料→切條(10 cm×10 cm×40cm)→初腌(直接用鹽涂在肉表面,排除大部分血水)→復(fù)腌(腌制劑按照一定配方均勻涂抹在生鮮牛肉表面)→自然風(fēng)干→成品

      說(shuō)明:初腌條件為5%的鹽,室溫條件下腌制6 h;復(fù)腌條件為3.5%~4.5%的鹽,0.2%的花椒、0.35%的八角、0.1%的茴香、0.6%的孜然、4%的料酒,10~15 ℃條件下腌制25~30 d,自然風(fēng)干。

      1.2.2 理化指標(biāo)檢測(cè)

      鹽分含量:參照GB/T 12457—1990的方法檢測(cè)。

      水分活度(aw):使用便攜式水分活度儀(Novasina MS 1-aw)直接檢測(cè)。按照GB/T 9695112—1988的原理, 采用康威氏皿擴(kuò)散法測(cè)定。

      水分含量:參照GB /T 500913—1995的直接干燥法測(cè)定。

      pH值:參照GB/T 9692.5—2003,采用手持式HANNA pH儀測(cè)定。取10 g肉,剪碎,加入90 mL pH為7.0的蒸餾水,浸泡30 min并不斷攪拌,之后用pH計(jì)進(jìn)行檢測(cè),每組檢測(cè)3次取平均值,此為該肉樣的pH值[7]。

      酸價(jià)測(cè)定:樣品處理參照鞠波等[8]的方法: 剪取香腸樣品10 g, 絞碎后置于250 mL 具塞碘量瓶中加入30~60 ℃沸程的石油醚80 mL, 于4 ℃冰箱中浸泡6 h, 過(guò)濾, 取濾液在60 ℃水浴鍋中揮發(fā)掉石油醚, 得到肉脂備用。按照GB /T 5009.44—1996中油脂的酸價(jià)測(cè)定方法。

      過(guò)氧化值測(cè)定:樣品處理方法參照酸價(jià)的方法。測(cè)定方法按照GB /T 5009.37—1996中油脂的過(guò)氧化值測(cè)定方法。

      硫代巴比妥酸值(TBA值)的測(cè)定:參照WITTE[9]的方法,準(zhǔn)確稱取研磨均勻的風(fēng)干牛肉樣品10 g,置于100 mL 具塞三角瓶?jī)?nèi),加入50 mL 7.5% 的三氯乙酸溶液(含0.1% EDTA ),振搖30 min,用雙層濾紙過(guò)濾,重復(fù)用雙層濾紙過(guò)濾1次。準(zhǔn)確移取上述濾液5 mL置于25 mL比色管內(nèi),加入5mL TBA溶液(0.02 mol/L),混勻。加塞,置于90 ℃水浴鍋內(nèi)保溫40 min, 取出冷卻1 h,移入小試管內(nèi)離心5 min(2 000 r/min),上清液傾人25 mL比色管內(nèi),加入5 mL三氯甲烷,搖勻,靜置,分層,吸出上清液分別在532 nm和600 nm波長(zhǎng)處比色(同時(shí)做空白試驗(yàn)),記錄吸光值,并按公式(1)計(jì)算TBA 值。

      (1)

      式中:m,樣品質(zhì)量, g; 4.68: 換算系數(shù)(1個(gè)OD 值相當(dāng)于丙二醛的質(zhì)量,μg)。

      1.2.3 微生物分析

      分別將T0和T1的所有樣品,取10 g 無(wú)菌條件下剪碎,放入90 mL滅菌生理鹽水中,振蕩2 min,之后分別將樣品用無(wú)菌生理鹽水10倍稀釋,備用。

      細(xì)菌總數(shù)測(cè)定:參照國(guó)標(biāo)4789.2—2010。

      乳桿菌總數(shù)測(cè)定:參照De MAN方法[10],用MRS瓊脂培養(yǎng)基,有氧條件下25 ℃,培養(yǎng)3 d。

      微球菌和葡萄球菌:使用上海科興商貿(mào)有限公司生產(chǎn)的高鹽甘露醇瓊脂(MSA)培養(yǎng)基倒平板,30 ℃,培養(yǎng)48~72 h。

      腸桿菌總數(shù)測(cè)定:使用上海科興商貿(mào)有限公司生產(chǎn)的VBRGA培養(yǎng)基。平板在37 ℃培養(yǎng)24 h。

      酵母菌和霉菌:使用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)倒平板,28 ℃培養(yǎng)5 d。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 新疆特色風(fēng)干牛肉自然晾掛成熟過(guò)程中理化指標(biāo)變化

      2.1.1 鹽分含量變化

      由圖1可以看出,整個(gè)風(fēng)干過(guò)程鹽分含量一直呈上升趨勢(shì),腌制初期鹽分含量上升明顯,后期則放緩,這是由于前期水分快速蒸發(fā)所導(dǎo)致的的,自然風(fēng)干12天后,鹽分含量基本保持平穩(wěn),腌制結(jié)束。

      圖1 新疆特色風(fēng)干牛肉自然風(fēng)干過(guò)程中鹽分含量變化Fig.1 The change of salt content during the ripening process

      2.1.2 水分活度和水分含量變化

      新疆風(fēng)干牛肉生產(chǎn)過(guò)程中水分活度變化和水分含量變化情況如圖2所示。

      圖2 新疆特色風(fēng)干牛肉自然風(fēng)干過(guò)程中水分活度(aw)和水分含量變化Fig.2 The change of aw and moisture content during the ripening process

      由圖2可知,水分活度在干燥前15天迅速下降,從第0天的0.96降低到第15天的0.83(P<0.01),之后則下降比較平緩(P>0.05),直到風(fēng)干結(jié)束(第30天),水分活度才降到0.76。在整個(gè)風(fēng)干過(guò)程中,風(fēng)干牛肉隨著時(shí)間的延長(zhǎng),水分含量不斷減少,尤其是在風(fēng)干的前6天,水分含量直接從原來(lái)的65.33%下降到31.63%(P<0.01),以后開(kāi)始緩慢下降,在風(fēng)干第12天以后,風(fēng)干牛肉中的水分含量基本趨于穩(wěn)定,保持在20%左右。

      新疆風(fēng)干牛肉制作的關(guān)鍵就是在于迅速降低原料肉中的水分含量,由于是自然風(fēng)干,因此必須在較短的時(shí)間內(nèi)使得水分快速下降,只有這樣才能保證風(fēng)干牛肉的品質(zhì),才能避免腐敗味的產(chǎn)生。aw是影響風(fēng)干牛肉口感和貯藏品質(zhì)的重要因素[11]。首先,aw影響風(fēng)干牛肉的微觀組織結(jié)構(gòu),aw越低,風(fēng)干牛肉的自由水含量也就越低,蛋白質(zhì)膠體結(jié)構(gòu)的保水性也越低,口感也就越干硬[12];另外,aw還直接影響著風(fēng)干牛肉中的微生物的繁殖速度[13](包括有益微生物和有害微生物)。

      2.1.3 pH值、酸價(jià)、過(guò)氧化值和TBA值變化

      由表1可以看出,新疆風(fēng)干牛肉自然風(fēng)干過(guò)程中pH值在風(fēng)干的前9天明顯下降(P<0.01),這主要是風(fēng)干牛肉在成熟過(guò)程中會(huì)有乳酸菌發(fā)酵,乳酸菌大量繁殖會(huì)分解碳水化合物產(chǎn)生乳酸,從而導(dǎo)致風(fēng)干牛肉pH值下降[14-15]。之后pH值逐漸升高,直到第18天達(dá)到6.68(P<0.01),pH值的升高說(shuō)明蛋白質(zhì)開(kāi)始分解變成胺類化合物,這類化合物是堿性的,其量的逐漸增多必然會(huì)導(dǎo)致pH值的升高[9],隨著時(shí)間的延長(zhǎng)風(fēng)干牛肉的pH 值在第30天后開(kāi)始穩(wěn)定在6.10,這與國(guó)內(nèi)一些發(fā)酵肉(四川香腸,金華火腿)成品的pH 值有一定的差異[16-17],這可能是由于不同產(chǎn)地肉制品中主要微生物種類有一定的區(qū)別,其對(duì)肉中蛋白質(zhì)的降解作用不同而導(dǎo)致的。

      表1 風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中理化指標(biāo)變化

      注:同一列中字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

      酸價(jià)大小代表樣品中游離脂肪酸總量的多少。從表1中可以看出,酸價(jià)從第0天的0.68 mgKOH/kg增加到底30天的1.96 mgKOH/kg,在成熟期的第18~24天增加最為明顯(P<0.01),這說(shuō)明在這段時(shí)間內(nèi),風(fēng)干牛肉中的脂類分解較多,從而導(dǎo)致了大量的游離脂肪酸的積累,這將有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成。

      過(guò)氧化值是脂類物質(zhì)氧化后的第一個(gè)中間產(chǎn)物,性質(zhì)極其不穩(wěn)定,可分解為酸,醛和酮等小分子物質(zhì)[18],因此可以從過(guò)氧化值的大小判斷肉中脂類物質(zhì)收到的氧化程度,從表1 可以看出,貯藏的前6天,過(guò)氧化值變化不大(P>0.05),在第12~18天,過(guò)氧化值有明顯的增加(P<0.01),之后又迅速降低,最終在第30天后達(dá)到19.56 meq/kg(P<0.01),這表明在這段時(shí)間內(nèi),游離脂肪酸被快速氧化,中間產(chǎn)物積累過(guò)多而導(dǎo)致其過(guò)氧化值增加,但其性質(zhì)不穩(wěn)定性決定其會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被重新分解成小分子物質(zhì),而降低過(guò)氧化值。有研究表明,適量的過(guò)氧化值有利于風(fēng)干牛肉風(fēng)味的形成,過(guò)量則會(huì)導(dǎo)致有不良的哈敗味[19]。

      TBA值是指脂肪收到氧化的程度。從表1 可以看出,TBA值隨著風(fēng)干牛肉成熟時(shí)間的延長(zhǎng),其值在不斷增加,這表明風(fēng)干牛肉脂肪氧化的最終產(chǎn)物在不斷積累,直到第30天達(dá)0.518 mg丙二醛/kg 。

      2.1.4 風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中微生物變化

      新疆特色風(fēng)干牛肉是新疆自然發(fā)酵肉制品的一種,在風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中,其pH值基本上保持在6.0左右,對(duì)大部分的微生物起不到抑制作用,因此aw的變化對(duì)微生物種類和數(shù)量的影響就顯得非常重要。風(fēng)干牛肉加工過(guò)程中鹽分含量基本上保持在4%左右,這就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的aw較低,從而使得風(fēng)干牛肉中微生物變化趨勢(shì)的不同。本實(shí)驗(yàn)對(duì)風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中細(xì)菌總數(shù)(PCA計(jì)數(shù))、乳酸菌(MRS)、腸桿菌(VRBD)、腸球菌、葡萄球菌和微球菌(MSA)、酵母菌和霉菌(PDA)進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表2。

      從表2可以看出,風(fēng)干牛肉的初始細(xì)菌總數(shù)在8.50×105CFU/g,在風(fēng)干牛肉自然風(fēng)干的第1天細(xì)菌總數(shù)有一個(gè)明顯的增加(P<0.05),這可能是因?yàn)樵陲L(fēng)干牛肉制作初期外源微生物的污染所致。第2天時(shí)細(xì)菌總數(shù)下降,這可能是由于添加了鹽和亞硝酸鹽及一些香辛料抑制了微生物的生長(zhǎng)。之后,細(xì)菌總是總體呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),最高時(shí)細(xì)菌總數(shù)達(dá)到了8.0×108CFU/g,當(dāng)在第30天檢測(cè)時(shí)細(xì)菌總數(shù)值為3.60×108CFU/g。這是由于風(fēng)干羊肉在貯藏初期,水分含量比較大,且水分活度較高,營(yíng)養(yǎng)豐富,從而導(dǎo)致了微生物的大量繁殖,但是當(dāng)?shù)胶笃?,水分含量和水分活度降低,鹽分含量升高,這些條件限制了需求高水分微生物的生長(zhǎng)繁殖[5],總體數(shù)量有所下降,但最終細(xì)菌總數(shù)值仍相對(duì)較高。

      風(fēng)干牛肉中的乳酸菌在自然風(fēng)干的前6天逐漸增加,在這段時(shí)間內(nèi),風(fēng)干牛肉的pH值由6.18降到5.90,乳酸菌的大量繁殖使得肉中pH值的降低。另外,乳酸菌不耐低aw,因此,從第6天開(kāi)始起菌落數(shù)量開(kāi)始趨于穩(wěn)定,最終維持在1.48×107CFU/g。

      腸桿菌在自然風(fēng)干的第1天一直處于下降趨勢(shì),直到第30天,并且由最初的4.10×103CFU/g降低到102CFU/g 左右,在最后的產(chǎn)品中仍能檢出腸桿菌,這可能是由環(huán)境污染或者人為污染所造成的。而腸球菌從自然風(fēng)干初期到后期其數(shù)量一直維持在105CFU/g以下。因此,從食品安全的角度來(lái)看,腸桿菌和腸球菌數(shù)的指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求。

      表2 新疆特色風(fēng)干牛肉成熟過(guò)程中各中微生物的變化

      注:同一列中字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

      葡萄球菌和微球菌被看做是發(fā)酵肉制品品質(zhì)形成關(guān)鍵的微生物,其具有很好的呈香和發(fā)色作用,并且還能有效降低發(fā)酵肉制品中亞硝酸鹽的含量。風(fēng)干牛肉中葡萄球菌和微球菌在自然風(fēng)干的前6天從1.35×103CFU/g上升到4.40×108CFU/g(P<0.01),此后一直穩(wěn)定在108CFU/g左右(P>0.05),成為優(yōu)勢(shì)菌,其數(shù)量比乳酸菌還要高一個(gè)數(shù)量級(jí),這與內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的曾靜瑜的研究略有不同[5],這可能是由于2個(gè)地區(qū)環(huán)境不同所導(dǎo)致的,本研究中的風(fēng)干牛肉制作是在新疆塔城地區(qū)的冬季制作,溫度較低,發(fā)酵速度相對(duì)較慢,其產(chǎn)品中的pH值下降相對(duì)緩慢,使得自然存在的葡萄球菌和微球菌具有很好的生長(zhǎng)環(huán)境,球菌的生長(zhǎng)影響了乳酸菌的生長(zhǎng),乳酸菌的生長(zhǎng)也影響了球菌的生長(zhǎng),兩者之間具有一定的協(xié)同作用。國(guó)內(nèi)的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[20],葡萄球菌和微球菌對(duì)發(fā)酵肉制品的風(fēng)味影響較大,本研究中葡萄球菌和微球菌也是該地區(qū)風(fēng)干牛肉中的優(yōu)勢(shì)發(fā)酵微生物。因此,葡萄球菌和微球菌很可能對(duì)新疆風(fēng)干牛肉特征風(fēng)味物質(zhì)的形成起到了至關(guān)重要的作用。

      酵母菌和霉菌菌群數(shù)量從第0天的103CFU/g逐漸升高到底6天的8.25×105CFU/g(P<0.05),而后又逐漸下降,第30天時(shí)在1.50×104CFU/g左右。國(guó)外有的學(xué)者認(rèn)為,酵母菌和霉菌是肉制品的腐敗微生物[21-22],但是,國(guó)外也有一些香腸和火腿在生產(chǎn)過(guò)程中本身就接種有不產(chǎn)毒素的產(chǎn)黃青霉和納地青霉,從而生產(chǎn)口感獨(dú)特的肉制品。國(guó)內(nèi)南方的一些發(fā)酵肉在5~7月份也會(huì)大量長(zhǎng)霉菌,且會(huì)使得風(fēng)味更佳,因此,本風(fēng)干牛肉中的霉菌可能也會(huì)為風(fēng)味形成提供幫助。

      3 結(jié)論

      (1)新疆風(fēng)干牛肉在自然風(fēng)干過(guò)程期間最低pH值在5.78左右,風(fēng)干牛肉在成熟過(guò)程中水分含量和水分活度都逐漸下降,水分含量在風(fēng)干的第6天后下降緩慢,最后維持在20%左右。水分活度則在風(fēng)干的前18天下降迅速,最后基本穩(wěn)定在0.70左右。

      (2)在本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,新疆風(fēng)干牛肉在自然風(fēng)干成熟過(guò)程中酸價(jià)、過(guò)氧化值和TBA值都是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加的。

      (3)新疆風(fēng)干牛肉自然風(fēng)干過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)菌種為葡萄球菌、微球菌和乳酸菌。在風(fēng)干的第30天時(shí)乳酸菌的數(shù)量為1.48×107CFU/g,而葡萄球菌和微球菌的數(shù)量在維持在4.40×108CFU/g左右。整個(gè)成熟期腸桿菌數(shù)量呈下降趨勢(shì),最后只有102CFU/g左右,腸球菌的數(shù)量在一直維持在105CFU/g以下,酵母菌和霉菌數(shù)量在第6天增加到8.25×105CFU/g,而后則不斷下降,第30天時(shí)已經(jīng)下降到1.50×104CFU/g左右。

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      Physico-chemical and microbial properties of Xinjiang dry-cured beef during the ripening process

      WANG Jun-gang1,2, LI Yu-hui1,2, GUO An-min1,2, HAN Dong-yin3, LIU Cheng-jiang1,2*

      1(Institute of Agro-products Processing Science and Technology Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi 832000, China) 2(Key Laboratory of Agro-Products Processing, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi 832000,China) 3(Yu Run Food Limited Company of Xinjiang, Shihezi 832000, China)

      The changes of physico-chemical and microbial properties of Xinjiang dry-cured beef during the ripening process under natural fermentation were determined and analyzed in present study. Results showed that the lowest pH of the Xinjiang dry-cured beef was about 5.78 during the ripening process.awwas 0.76 and moisture content was about 20% in final products. The acidity value, peroxide value and TBA value increased gradually during the natural air-drying. That the predominant microorganisms in xinjiang dried beef wereLactobacillus,StaphylococcusandMicrococcus.

      Xinjiang dried beef; physico-chemical property; microbial property

      10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201610022

      碩士,副研究員(劉成江為通訊作者,E-mail:lcj_5@sina.com)。

      新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)工業(yè)科技攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2015AB023)

      2016-03-28,改回日期:2016-06-14

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