新疆風干牛肉成熟過程中理化及微生物特性分析

王俊鋼，李宇輝，郭安民，韓冬印，劉成江*

1(新疆農墾科學院 農產品加工研究所，新疆 石河子，832000)2(新疆農墾科學院農產品加工重點實驗室，新疆 石河子，832000)3(新疆雨潤食品有限責任公司，新疆 石河子，832000)

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新疆風干牛肉成熟過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(新疆農墾科學院 農產品加工研究所，新疆 石河子，832000)2(新疆農墾科學院農產品加工重點實驗室，新疆 石河子，832000)3(新疆雨潤食品有限責任公司，新疆 石河子，832000)

對新疆風干牛肉自然發酵成熟過程中的理化特性和微生物變化規律進行了檢測和分析。結果表明，新疆風干牛肉成熟過程中最低pH 值在5.78左右；最終水分活度為0.76，水分含量在20%左右；在自然風干成熟過程中酸價、過氧化值和硫代巴比妥酸值(TBA)均隨時間的增加而增大。新疆風干牛肉自然發酵成熟過程中的優勢菌主要有乳酸菌、葡萄球菌和微球菌。

新疆風干牛肉； 理化特性；微生物特性

風干牛肉，也就是將新鮮牛肉經過腌制，然后自然涼干的肉制品。風干牛肉屬于傳統發酵肉的范疇，主要發酵方式為自然發酵，沒有另外添加外源的發酵劑[1]，在新疆還沒有能夠實現真正意義的工業化。目前，有關新疆特色風干牛肉的研究相對較少，自然發酵過程中的微生物種類和以及發酵機理還不夠明確[2-3]，傳統方法生產風干牛肉加工過程中的一些關鍵性技術仍然限制了自然發酵風干肉的大規模生產[4]。新疆特色風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酵劑添加在風干牛肉中，將能夠有效縮短發酵時間，降低生產成本，改善產品品質，保證產品風味的穩定性，對進一步實現傳統食品標準化有一定的現實意義。

本項目對新疆特色風干牛肉自然晾掛成熟過程中的微生物和理化指標變化情況進行研究，分析其變化規律，從而為新疆傳統風干牛肉的現代化生產以及產品質量的提高提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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

電熱恒溫水浴鍋，上海普簡一起有限公司；電熱恒溫培養箱，上海一恒科技有限公司；pH計，哈納沃德儀器(北京)有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 新疆特色風干牛肉加工工藝

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)→復腌(腌制劑按照一定配方均勻涂抹在生鮮牛肉表面)→自然風干→成品

說明：初腌條件為5%的鹽，室溫條件下腌制6 h；復腌條件為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，自然風干。

1.2.2 理化指標檢測

鹽分含量：參照GB/T 12457—1990的方法檢測。

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

水分含量：參照GB /T 500913—1995的直接干燥法測定。

pH值：參照GB/T 9692.5—2003，采用手持式HANNA pH儀測定。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計進行檢測，每組檢測3次取平均值，此為該肉樣的pH值[7]。

酸價測定：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, 過濾, 取濾液在60 ℃水浴鍋中揮發掉石油醚, 得到肉脂備用。按照GB /T 5009.44—1996中油脂的酸價測定方法。

過氧化值測定：樣品處理方法參照酸價的方法。測定方法按照GB /T 5009.37—1996中油脂的過氧化值測定方法。

硫代巴比妥酸值(TBA值)的測定：參照WITTE[9]的方法,準確稱取研磨均勻的風干牛肉樣品10 g,置于100 mL 具塞三角瓶內，加入50 mL 7.5% 的三氯乙酸溶液(含0.1% EDTA )，振搖30 min，用雙層濾紙過濾，重復用雙層濾紙過濾1次。準確移取上述濾液5 mL置于25 mL比色管內，加入5mL TBA溶液(0.02 mol/L)，混勻。加塞,置于90 ℃水浴鍋內保溫40 min, 取出冷卻1 h，移入小試管內離心5 min(2 000 r/min)，上清液傾人25 mL比色管內，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波長處比色(同時做空白試驗)，記錄吸光值,并按公式(1)計算TBA 值。

(1)

式中：m，樣品質量, g; 4.68: 換算系數(1個OD 值相當于丙二醛的質量，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菌生理鹽水10倍稀釋，備用。

細菌總數測定：參照國標4789.2—2010。

乳桿菌總數測定：參照De MAN方法[10]，用MRS瓊脂培養基，有氧條件下25 ℃，培養3 d。

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

腸桿菌總數測定：使用上海科興商貿有限公司生產的VBRGA培養基。平板在37 ℃培養24 h。

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

2 結果與討論

2.1 新疆特色風干牛肉自然晾掛成熟過程中理化指標變化

2.1.1 鹽分含量變化

由圖1可以看出，整個風干過程鹽分含量一直呈上升趨勢，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所導致的的，自然風干12天后，鹽分含量基本保持平穩，腌制結束。

圖1 新疆特色風干牛肉自然風干過程中鹽分含量變化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

新疆風干牛肉生產過程中水分活度變化和水分含量變化情況如圖2所示。

圖2 新疆特色風干牛肉自然風干過程中水分活度(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)，直到風干結束(第30天)，水分活度才降到0.76。在整個風干過程中，風干牛肉隨著時間的延長，水分含量不斷減少，尤其是在風干的前6天，水分含量直接從原來的65.33%下降到31.63%(P<0.01)，以后開始緩慢下降，在風干第12天以后，風干牛肉中的水分含量基本趨于穩定，保持在20%左右。

新疆風干牛肉制作的關鍵就是在于迅速降低原料肉中的水分含量，由于是自然風干，因此必須在較短的時間內使得水分快速下降，只有這樣才能保證風干牛肉的品質，才能避免腐敗味的產生。aw是影響風干牛肉口感和貯藏品質的重要因素[11]。首先，aw影響風干牛肉的微觀組織結構，aw越低，風干牛肉的自由水含量也就越低，蛋白質膠體結構的保水性也越低，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、過氧化值和TBA值變化

由表1可以看出，新疆風干牛肉自然風干過程中pH值在風干的前9天明顯下降(P<0.01)，這主要是風干牛肉在成熟過程中會有乳酸菌發酵，乳酸菌大量繁殖會分解碳水化合物產生乳酸，從而導致風干牛肉pH值下降[14-15]。之后pH值逐漸升高，直到第18天達到6.68(P<0.01)，pH值的升高說明蛋白質開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導致pH值的升高[9]，隨著時間的延長風干牛肉的pH 值在第30天后開始穩定在6.10，這與國內一些發酵肉(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地肉制品中主要微生物種類有一定的區別，其對肉中蛋白質的降解作用不同而導致的。

表1 風干牛肉成熟過程中理化指標變化

注：同一列中字母相同表示差異不顯著(P>0.05)。

酸價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)，這說明在這段時間內，風干牛肉中的脂類分解較多，從而導致了大量的游離脂肪酸的積累，這將有利于風味物質的形成。

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

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

2.1.4 風干牛肉成熟過程中微生物變化

新疆特色風干牛肉是新疆自然發酵肉制品的一種，在風干牛肉成熟過程中，其pH值基本上保持在6.0左右，對大部分的微生物起不到抑制作用，因此aw的變化對微生物種類和數量的影響就顯得非常重要。風干牛肉加工過程中鹽分含量基本上保持在4%左右，這就會導致產品的aw較低，從而使得風干牛肉中微生物變化趨勢的不同。本實驗對風干牛肉成熟過程中細菌總數(PCA計數)、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)進行了測定，結果見表2。

從表2可以看出，風干牛肉的初始細菌總數在8.50×105CFU/g，在風干牛肉自然風干的第1天細菌總數有一個明顯的增加(P<0.05)，這可能是因為在風干牛肉制作初期外源微生物的污染所致。第2天時細菌總數下降，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。之后，細菌總是總體呈現先增加后減少的趨勢，最高時細菌總數達到了8.0×108CFU/g，當在第30天檢測時細菌總數值為3.60×108CFU/g。這是由于風干羊肉在貯藏初期，水分含量比較大，且水分活度較高，營養豐富，從而導致了微生物的大量繁殖，但是當到后期，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繁殖[5]，總體數量有所下降，但最終細菌總數值仍相對較高。

風干牛肉中的乳酸菌在自然風干的前6天逐漸增加，在這段時間內，風干牛肉的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天開始起菌落數量開始趨于穩定，最終維持在1.48×107CFU/g。

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

表2 新疆特色風干牛肉成熟過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酵肉制品品質形成關鍵的微生物，其具有很好的呈香和發色作用，并且還能有效降低發酵肉制品中亞硝酸鹽的含量。風干牛肉中葡萄球菌和微球菌在自然風干的前6天從1.35×103CFU/g上升到4.40×108CFU/g(P<0.01)，此后一直穩定在108CFU/g左右(P>0.05)，成為優勢菌，其數量比乳酸菌還要高一個數量級，這與內蒙古農業大學的曾靜瑜的研究略有不同[5]，這可能是由于2個地區環境不同所導致的，本研究中的風干牛肉制作是在新疆塔城地區的冬季制作，溫度較低，發酵速度相對較慢，其產品中的pH值下降相對緩慢，使得自然存在的葡萄球菌和微球菌具有很好的生長環境，球菌的生長影響了乳酸菌的生長，乳酸菌的生長也影響了球菌的生長，兩者之間具有一定的協同作用。國內的學者研究發現[20]，葡萄球菌和微球菌對發酵肉制品的風味影響較大，本研究中葡萄球菌和微球菌也是該地區風干牛肉中的優勢發酵微生物。因此，葡萄球菌和微球菌很可能對新疆風干牛肉特征風味物質的形成起到了至關重要的作用。

酵母菌和霉菌菌群數量從第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天時在1.50×104CFU/g左右。國外有的學者認為，酵母菌和霉菌是肉制品的腐敗微生物[21-22]，但是，國外也有一些香腸和火腿在生產過程中本身就接種有不產毒素的產黃青霉和納地青霉，從而生產口感獨特的肉制品。國內南方的一些發酵肉在5～7月份也會大量長霉菌，且會使得風味更佳，因此，本風干牛肉中的霉菌可能也會為風味形成提供幫助。

3 結論

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

(2)在本實驗過程中，新疆風干牛肉在自然風干成熟過程中酸價、過氧化值和TBA值都是隨著時間的延長而不斷增加的。

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

新疆生產建設兵團工業科技攻關與成果轉化項目(項目編號：2015AB023)

2016-03-28，改回日期：2016-06-14