牛肉调味基料在贮藏过程中的品质变化

樊晓盼，杨谨喻，施煜，刘一鸣，韩芸，马俪珍2,,通信作者

（1.天津农学院 工程技术学院，天津 300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384；3.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384）

肉味调味基料是以肉或骨等动物蛋白为原料，采用酶法水解技术获得具有呈味特性的氮基酸和短肽类水解物，再通过美拉德反应制成的具有肉类风味的调味基料，包括鸡肉味、牛肉味、猪肉味、各种海鲜风味等，是近年来天然调味品行业的一大发展趋势，广泛应用于方便面调料、火腿肠、罐头等食品中[1-2]。为满足市场需求，传统肉味调味基料在生产过程中往往需要添加化学类香精对产品进行调香，而随着人们生活水平地不断提高，消费者越来越追求绿色天然食品。

本实验室前期通过在美拉德反应阶段添加天然香辛料[3]或经微生物发酵后再进行美拉德反应[4]研究了天然香辛料和微生物发酵对牛肉调味基料的赋香效果。香辛料在人们日常饮食中扮演着不可或缺的角色，不仅对食品有调香、增味作用[5-6]，还具有抑菌、防腐及抗氧化等特性[7-9]，广泛应用于食品烹调加工过程中。在美拉德反应阶段添加天然香辛料，确定出美拉德反应体系中添加天然香辛料的最优水平组合为香葱粉0.150 0 %、姜粉0.050 0 %、料酒0.150 0 %、桂皮粉0.030 0 %、丁香粉0.005 0 %、香叶粉0.020 0 %、草果粉0.002 5 %，按此配方制备香辛料型牛肉调味基料的风味最佳。微生物代谢会产生特殊的发酵香气[10-12]，在热-压浸提、酶解和美拉德反应的基础上增加发酵工艺，将牛骨肉末经过热-压浸提、酶解后接种微生物，在30 ℃条件下发酵12 h后，进行美拉德反应制成牛肉调味基料，结果发现THM-17菌株对牛肉调味基料具有明显的赋香效果。此外，添加增稠剂制成膏状产品，便于产品的运输和使用，张丽凤[13]选取不同反应阶段的虾味香精研究其品质稳定性，通过感官品评、水分含量测定及色差3个指标进行考察。结果表明：不同香精在贮藏期的风味感官变化趋势大体一致，随着时间的延长，风味逐渐下降，下降速率与香精种类和贮藏条件均有关系，各个香精风味感官品质的稳定性相对较好，在研究的贮藏期间的变化在感官可接受范围内；不同种类香精水分含量均稳定在56.5 %左右，变化不显著，其持水能力较好；不同香精在贮藏前期色差均呈上升趋势，之后略有下降但是变化不大。

本文以冷冻牛骨肉末为原料，经热-压浸提、酶解之后进行美拉德反应或添加天然香辛料、接种微生物发酵之后再进行美拉德反应制成传统型、香辛料型和发酵型牛肉调味基料，添加淀粉、CMC、瓜尔豆胶和麦芽糊精最优配方制成3种膏状牛肉调味基料，以添加山梨酸钾为对照组，分别贮藏在4 ℃和20 ℃条件下，研究产品贮藏过程中的品质变化，为实际生产提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻牛骨肉末由天津挂月食品有限公司提供；风味蛋白酶（500 LAPU/g）、蛋白酶（1.5 AU/g）购自丹麦诺维信公司；香葱粉、姜粉、桂皮粉、丁香粉、香叶粉、草果粉、料酒、食盐、白砂糖、淀粉、CMC、瓜尔豆胶、麦芽糊精、山梨酸钾购自天津市红旗农贸市场；萨科THM-17（木糖葡萄球菌＋戊糖片球菌）购自意大利萨科菌种有限公司；L-半胱氨酸、丙氨酸购自冀州市华阳华工有限公司；葡萄糖、木糖购自山东西王糖业有限公司。上述材料均为食品级。

1.2 主要仪器和设备

YP10002电子天平，上海越平科学仪器有限公司；Friocell 22恒温恒湿培养箱，艾力特国际贸易有限公司；Bulepard HZ-98AB摇床，上海一恒科技仪器有限公司；Hermle Z 323 K离心机，上海贺默仪器科技有限公司；SMY-2000色差仪，北京盛名扬科技开发有限公司；PB-10酸度计，德国赛多利斯科学仪器有限公司；FA-25匀浆机，上海弗洛克液体机械制造有限公司。

1.3 试验设计

1.3.1 工艺流程

工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

1.3.2 牛肉调味基料（Beef Flavor，BF）的制备

热压浸提：称取牛骨肉末，按照牛骨肉末∶水＝1∶4（m/m）的比例添加蒸馏水，搅拌均匀后，在压力为0.1 MPa、浸提温度为120 ℃、浸提时间为4 h条件下对牛骨肉末中的蛋白质进行提取。

酶解：取上述浸提液，根据前期试验结果，采用双酶同步水解方式（同时加入质量分数为0.06 %的风味蛋白酶和0.03 %的复合蛋白酶）进行酶解，酶解温度为50 ℃，pH＝7条件下酶解4.5 h，沸水浴灭酶20 min后立即冷却备用。

美拉德热反应：在上述酶解液中添加1.20 %木糖、1.20 %葡萄糖、0.90 %半胱氨酸、0.45 %甘氨酸、0.45 %丙氨酸、1.80 %VB1（均为质量分数），110 ℃条件下进行美拉德反应60 min，立即取出，添加8.00 %淀粉、0.60 %CMC、0.70 %瓜尔豆胶、0.30 %麦芽糊精高速匀浆即为膏状肉味调味基料。

以酶解液为基质，直接进行美拉德反应制成的BF即为传统型（C），在传统型牛肉调味基料加工工艺基础上，添加最优水平组合的香辛料制成的BF即为香辛料型（X），接种微生物（木糖葡萄球菌＋戊糖片球菌）将酶解液进一步发酵再进行美拉德反应制成的BF即为发酵型（F）。

1.3.3 试验方案设计

将最优配方制成的传统型（C）、香辛料型（X）和发酵型（F）3种膏状牛肉调味基料，以添加山梨酸钾作为对照，共制备6种测定的样品，C型、山C型、X型、山X型、F型和山F型。分别贮藏在4 ℃和20 ℃条件下，在4 ℃条件下贮藏时间分别为0、0.5、1.0、1.5、2.5和3.0个月，在20 ℃条件下贮藏时间分别为0、10、20、30、40和60 d。在贮藏过程中，测定pH值、亮度L*和水分活度Aw。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 pH值的测定

pH值的测定参照GB 5009.237-2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》。

1.4.2 亮度的测定

将样品直接平铺在测量皿上，放置于色差仪检测口上直接检测亮度L*值。试验测量类型选择反射测量，测量口径为3 mm，镜面反射光为SCI，每次试验均以L*的平均值表示。

1.4.3 水分活度的测定

取适量样品平铺于平皿底部，放置于水分活度仪中进行测定。

1.5 数据统计分析

数据采用Microsoft Excel 2003计算各个指标的平均值和标准差，采用 Sigmaplot 10.0对测定数据结果进行绘图来分析不同组之间的变化趋势；应用Statistix 8.1对数据结果进行显著性分析，试验重复2次，所有数据平行3次。

2 结果与分析

2.1 6种BF在贮藏过程中pH值的变化

由图2可知，在贮藏初时，6种不同BF的初始pH值呈现两种明显的差异，如X型和山X型pH值分别为5.51和5.49，而其他4种BF如C型、山C型、F型和山F型的pH值较为相近，差异不显著（P＞0.05），对应的pH值为5.24、5.28、5.25和5.28。这说明本试验所应用的香辛料中含有食物弱酸性或食物碱性的添加剂，如香葱粉、姜粉、料酒和桂皮粉均会导致pH值较为偏高。贮藏时间为0.5个月时，6种BF的pH值均呈现下降趋势，但pH值较为相近，差异不显著。因在牛骨蛋白酶水解作用下，水解分离出大量的游离氨基酸，会影响pH值的下降。贮藏0.5～1.5个月时，6种BF的pH值均呈上升趋势。但F型和山F型在1.0～1.5个月期间，pH值的上升变化趋势不明显，1.0个月时pH值为5.31和5.26，1.5个月时pH值为5.34和5.28，差异不显著（P＞0.05）。1.5～3.5个月时，6种BF的pH值均呈下降趋势，X型和山X型pH值下降趋势相较为明显，F型和山F型变化趋势水平不明显。这可能是由于在4 ℃条件下，一定程度上抑制了微生物的活性和繁殖速度。由图2（b）整体可知，添加山梨酸钾的山F型、山X型和山C型防腐抑菌作用没有较明显的体现。

图2 6组BF在贮藏过程中pH值的变化

2.2 6种BF在贮藏过程中水分活度的变化

6种BF在20 ℃条件下贮藏过程中水分活度的变化情况如表1所示。水分活度是指在样品系统中水分存在的状态，通常Aw值越大，增稠结合程度越低，从而影响粘度值越小[14]。由表1可知，贮藏期间6种BF的水分活度整体变化不明显。添加山梨酸钾的山C型、山X型和山F型的Aw值相较于未添加山梨酸钾的C型、X型和F型变化不太显著。这说明产品本身可能具有抑菌的作用，一定程度上保持样品的稳定性。此外，也可能是调配过程中添加的增稠剂对热反应调味基料的物理性质具有较好的改善作用，能够改善产品的分层、沉淀等现象[15]。

表1 20 ℃条件下贮藏过程中水分活度的变化

6种BF在4 ℃条件下贮藏过程中水分活度变化情况如表2所示。贮藏过程中，6组BF的水分活度整体均呈上升趋势，尤其是贮藏到2.5 个月时Aw值明显上升，这可能是由于产品变质滋生的微生物降解蛋白、脂肪等物质，破坏了体系的稳定性导致的。由表2整体可知，添加山梨酸钾的山F型、山X型和山C型在贮藏期间Aw值与未添加山梨酸钾的3种BF差异不显著，说明本试验制成的3种牛肉调味基料本身也有一定的抑菌性，能够达到与山梨酸钾相当的防腐效果。

表2 4 ℃条件下贮藏过程中水分活度的变化

2.3 6种BF在贮藏过程中亮度L*值的变化

6种BF在20 ℃贮藏过程中亮度L*值的变化如表3所示。随着贮藏时间的延长，6种产品的色泽均有所下降，尤其是C组，贮藏到60 d时亮度值仅为55.23，说明产品的外观品质大大降低。X型和山X型的亮度值均较高，这可能是由于X型的调味基料中添加了天然香辛料，而天然香辛料颜色较深，会对产品的色泽有一定的影响。C型的L*值变化在60.59～55.23之间；X型的L*值变化在62.89～58.26之间；F型的L*值变化在59.93～56.92之间；山C型的L*值变化在61.15～56.76之间；山X型的L*值变化在63.56～60.12之间；山F型的L*值变化在60.61～57.06之间。由此可见亮度变化范围均不大，这与视觉感官结果大体一致。变化规律性不强可能是因6种化合物样品自身颜色的表现或样品自身的均匀性对其有一定的影响。

表3 20 ℃条件下贮藏过程中亮度L*值的变化

6种BF在4 ℃贮藏过程中亮度L*值的变化如表4所示。随着贮藏时间的延长，6种产品的色泽均有所下降，尤其是C组，贮藏到3个月时亮度值仅为55.40，说明产品的外观品质大大降低。X型和山X型的亮度值均较高，这可能是由于X型的调味基料中添加了天然香辛料，而天然香辛料颜色较深，会对产品的色泽有一定的影响。X型的L*值变化在62.89～57.16之间；F型的L*值变化在58.39～56.76之间；山C型的L*值变化在61.15～56.65之间；山X型的L*值变化在63.56～58.00之间；山F型的L*值变化在60.61～57.27之间。由此可见亮度变化范围均不大，这与视觉感官结果大体一致，可能是6种产品自身颜色的表现或样品自身的均匀性对其有一定的影响。

表4 4 ℃条件下贮藏过程中亮度L*值的变化

3 结论

本试验利用牛骨肉末加工制成3种不同类型的天然牛肉调味基料，以添加山梨酸钾为对照，在贮藏过程中对其理化指标进行检测，结果发现X型BF pH值始终高于其他几组，而其他几组之间则无明显差异；6组产品的水分活度无明显变化；X型和F型的BF亮度值均高于C组，与添加山梨酸钾的对照组差异不明显。试验结果表明，添加天然香辛料和经微生物发酵制成的BF品质优于传统型，在4 ℃和20 ℃条件下货架期分别可达到2.5 个月和40 d。本研究未对产品贮藏过程中的风味进行分析检测，下一步可结合电子鼻、电子舌和气-质联用仪研究该类产品在贮藏期间的保香能力。