基于多時變算法的半干型牛肉干生產風味變化分析

許凌志

(阜新高等?？茖W校，遼寧 阜新 123000)

牛肉干制品的品質特征是指牛肉干風味，消費者對牛肉干的接受程度完全由牛肉干風味決定。牛肉干風味的形成是由形成風味的前體物質香料經過一系列的氧化、水解以及降解反應，進而生成揮發(fā)性物質，其揮發(fā)性物質隨時間變化，最終形成獨特的牛肉干風味[1]。從目前的情況來看，傳統(tǒng)腌制法生產牛肉干的過程已經無法滿足現代生產的需求，通過現代工藝與傳統(tǒng)腌制的結合，在腌制過程中添加一些純食用型添加劑，既能保證牛肉干風味，又能達到食用安全標準要求[2,3]。

目前有關牛肉干風味的研究主要集中在不同風味牛肉干的腌制過程。牛肉干風味的改變主要由兩種途徑來實現：一種是通過添加不同的風味前體物質來實現，改變風味前體物質配方，可實現牛肉干的不同風味[4]；另一種則是通過乳酸發(fā)酵的方式改變牛肉干風味，利用微生物發(fā)酵技術使牛肉干口感改變，克服牛肉自身一些物理缺陷[5]，最終實現牛肉干的不同風味。

通過對牛肉干組成成分進行分析，得出脂肪類水解與氧化、蛋白質降解、羰基化合物和氨基化合物發(fā)生自然的羰氨反應以及硫胺素降解產生的中間產物和揮發(fā)性風味物質均會對牛肉干的風味產生影響[6]。經過蒸餾萃取、固相萃取、溶劑輔助蒸餾等方法，獲取揮發(fā)性風味化合物，并進行定量分析檢測，與采用多時變算法的風味變化分析曲線進行對比。檢測結果與分析曲線基本吻合，由此證明在未進行檢測情況下，可利用多時變算法進行牛肉干生產風味變化分析。

1 牛肉干風味組成成分

1.1 脂肪

脂肪是牛肉干本體中大量存在的一種物質，脂肪的水解和氧化對于牛肉干風味的形成具有不可或缺的作用，牛肉干中脂肪的氧化反應主要由自動氧化和酶促進性氧化兩種形式組成，脂肪中存在大量的活性氧自由基，引發(fā)脂肪的自動氧化，產生揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質以及水，經過分析檢測，脂肪氧化的最終產物為醛類、醇類和酮類，這些物質均具有較高的揮發(fā)性，對牛肉干風味的形成起到關鍵性作用，種類和數量決定了牛肉干風味的好壞。同時通過對牛肉干中揮發(fā)性風味成分變化量的檢測，結果表明不同脂肪含量對牛肉干的風味有一定影響[7-9]。

1.2 蛋白質

牛肉干中含有大量的蛋白質，隨著時間的推移，牛肉干本體中蛋白質發(fā)生降解，形成小分子物質，同時發(fā)生進一步的化學變化。這些小分子物質有一部分可直接影響牛肉干的風味，有一部分則對牛肉干的風味起到增強作用[10]。

1.3 羰氨反應

肉制品中的羰基化合物和氨基化合物發(fā)生自然的羰氨反應。經過復雜的反應過程，最終形成N、S、O等雜環(huán)化合物，該類雜環(huán)化合物具有大量的烷基取代基，為氨基酸的形成提供了大量的N和S物質基礎[11]。

1.4 硫胺素的降解

與羰氨反應類似，硫胺素降解后，新生物質為氨基酸的形成提供了物質基礎。

2 牛肉干風味物質提取方法

2.1 蒸餾萃取

蒸餾萃取法是通過將樣品與蒸餾水混合，同時加入萃取溶劑，將高級別濃度的揮發(fā)性風味物質從水介質中進行濃縮。牛肉干中揮發(fā)性的風味物質有利于提取或痕跡測量，因此采取加熱方式進行萃取，但當揮發(fā)性風味物質中的熱敏感性物質受到破壞，提取出的物質卻無法完全代表真實的風味物質[12]。

2.2 固相微萃取

利用萃取頭涂層吸附的方式獲取揮發(fā)性風味物質的方法稱為固相萃取法。吸附過程達到平衡狀態(tài)后，將萃取頭插入氣相色譜進樣口進行解吸[13]，樣品組成成分因具有不同的流動性，以不同的速率進入色譜柱檢測器中。

2.3 溶劑輔助蒸餾

溶劑輔助蒸餾是讓揮發(fā)性風味物質在室溫和高真空狀態(tài)下進行蒸餾。此方法的特點是風味物質未經過高溫過程，不會發(fā)生任何的破壞性變化。萃取出的風味物質成分能最大限度地保持樣品的原有風味物質。

3 牛肉干風味鑒定方法

3.1 定性分析

在各種風味物質提取過程中，氣相色譜操作不發(fā)生變化時，會產生一定的保留值，用該保留值即可進行牛肉干風味的定性分析。通過借鑒譜庫檢索保留指數以及相關人工譜圖，對檢測結果進行分析，從而確定牛肉干中的揮發(fā)性風味成分。

3.2 定量分析

牛肉干揮發(fā)性風味物質的定量分析主要包含外標定量法、內標定量法以及歸一化定量法3種方法，外標定量法適用于已經獲得的標準物質的分析，內標定量法適用于得不到標準物質，但又需要定量分析的情況。在對牛肉干風味的定量分析中通常采用歸一化定量法對揮發(fā)性風味化合物的相對百分含量進行計算。歸一化定量法有利于對單一種類的揮發(fā)性風味物質占總的風味物質的比重進行描述。

4 牛肉干風味檢測分析

通過對挑選出的某品牌牛肉干進行風味物質提取與風味物質鑒定，分別在初始出廠階段、放置5 d、放置10 d、放置30 d、放置50 d時進行含量檢測。檢測結果分別見表1～表3。

表1 脂肪類含量檢測結果Table 1 Test results of fat content

表3 羰基化合物與氨基化合物含量檢測結果Table 3 Test results of content of carbonyl compounds and amino compounds

5 多時變算法風味分析

常用多時變時滯變化系統(tǒng)的表達式為：

式中：t(i)為待檢測成分的保留時間，t(n)

利用多時變時滯系統(tǒng)進行牛肉干風味物質變化過程的變化分析，假設起始狀態(tài)風味物質標準值設為單位1，則脂肪類物質在經過水解和氧化反應后，隨時間的變化曲線見圖1。蛋白質經過降解后，蛋白質隨時間的變化曲線見圖2。羰基化合物與氨基化合物經羰氨反應后，羰基化合物與氨基化合物的變化曲線見圖3。硫胺素經降解后，其含量變化曲線見圖4。

圖1 脂肪類含量變化曲線Fig.1 The variation curve of fat content

圖2 蛋白質含量變化曲線Fig.2 The variation curve of protein content

圖3 羰基化合物與氨基化合物含量變化曲線Fig.3 The variation curves of carbonyl compounds and amino compounds

圖4 硫胺素含量變化曲線Fig.4 The variation curve of thiamine content

6 結論

在對挑選出的某品牌牛肉干進行在初始出廠階段、放置5，10，30，50 d時含量檢測的研究結果表明：通過多時變算法得出的牛肉干風味物質含量與采用溶劑輔助蒸餾得出的牛肉干風味物質含量，經過歸一化定量法分析鑒定后，含量基本相同，且兩種方法得出的變化趨勢基本相同。由此得出，在無法進行物質含量檢測的情況下，利用多時變算法進行的牛肉干生產風味變化分析是有效的結果，可以為牛肉干生產及貯存過程提供可靠的理論參考。