牛肉是我國第二大消費的畜肉，僅次于豬肉。手撕牛肉干作為一種高檔休閑零食制品，隨著經濟的發展以及飲食結構的調整，其營養價值和健康益處逐漸被更多人了解和接受，消費量在逐年增長。

乳酸菌是一種公認的食品級微生物，其能夠產生抗菌活性物質并且對產品的風味具有一定的積極影響，因此作為發酵劑在發酵肉制品中被廣泛應用。前期研究中，從10 個銷售量較好的市售手撕牛肉干產品中篩選出了2 個品質優良的產品，市售產品1硬度較大，但風味較好，市售產品2硬度較符合大多數人喜愛，且風味較好。

渤海大學食品科學與工程學院的王雨婷、蔡嘉銘、劉登勇*等人擬以2 個市售產品為對照組，利用益生菌性科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌作為發酵劑制作發酵手撕牛肉干為發酵組，未添加乳酸菌的為空白組，對比分析各產品的差異，探究乳酸菌發酵劑對手撕牛肉干質構和風味特性的影響，以期為其在發酵手撕牛肉干中的應用提供參考。

1 手撕牛肉干感官評價結果

添加乳酸菌發酵劑對手撕牛肉干感官品質具有一定的影響。如圖1所示，與空白組相比，發酵提高了手撕牛肉干的色澤、風味和整體接受度。色澤的感官評分亦高于2 組市售產品，風味和整體接受度低于市售產品，這是由于市售產品輔料的應用增加了產品的豐富度和協調性，但發酵組具有獨特的發酵風味，可能是乳酸菌產生的蛋白酶和脂肪酶分解蛋白質和脂肪，產生風味化合物以及風味前體物質，促進發酵組手撕牛肉干特殊風味的形成。另外，組織狀態和咀嚼性方面更受大多數感官評價人員的喜愛，感官評分亦高于市售產品，可能是因為科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵劑的添加可以改善手撕牛肉干的質構，提升產品的適口性。

2 手撕牛肉干基本理化指標測定結果

aw表示樣品中水分的結合程度，aw越高，結合程度越低；aw越低，結合程度越高。由表3可知，與空白組和市售組相比，發酵組的pH值顯著降低，aw顯著低于空白組。原因可能是手撕牛肉干在制作過程中脫水，肌原纖維對水的束縛能力減弱，肌肉持水性減弱，導致水分從表面流失，且發酵組中乳酸菌利用手撕牛肉干的營養進行生長繁殖且生長活躍，如利用碳水化合物如葡萄糖產生乳酸生成乳酸，導致發酵組pH值的下降，接近肌肉蛋白等電點5.2時，肌肉蛋白保水性會減弱，使肉制品干燥速率加快，由此aw進一步降低。

水分、脂肪和蛋白質是手撕牛肉干的基本營養成分。由表3可知，發酵組水分、脂肪和蛋白含量顯著低于空白組，與Li Sining等的研究結果一致。原因可能是乳酸菌利用牛肉中水分、脂肪和蛋白質進行生長代謝和繁殖，內源酶以及乳酸菌在生長繁殖的過程中產生的蛋白酶、脂肪酶等促進牛肉中蛋白質和脂肪的分解和氧化，被分解為游離脂肪酸和游離氨基酸等小分子物質，這些物質對發酵組手撕牛肉干產品風味的形成發揮重要作用。

色澤是肉食用品質的一個重要指標，也是驅動人們消費意愿的首要前提。L*、a*、b*分別是亮度值、紅度值和黃度值。如表3所示，發酵組呈現紅褐色，而空白組呈現深褐色，郭瑞等利用乳酸菌制作的風干牛肉干亦呈現棕紅色。顏色改變的原因可能是乳酸菌能使亞硝基肌紅蛋白還原，高鐵肌紅蛋白減少，肌紅蛋白增加，部分血紅蛋白變性，使發酵組呈現良好的紅色。同時，乳酸菌代謝過程中產生過氧化氫酶可防止肉干因氧化而變色，也可能是直接轉化高鐵肌紅蛋白產生紅色肌紅蛋白衍生物，從而穩定肉干色澤。另外，可能是乳酸菌分泌的蛋白酶作用導致肌纖維束排列疏松、乳酸菌代謝產生的有機酸在牛肉的表面形成一層水膜，加強了光的折射，導致發酵手撕牛肉干L*增加。發酵組與兩組市售產品的L*相當，但發酵組a*顯著高于兩組市售產品，表明乳酸菌發酵提升了手撕牛肉干的a*，發酵手撕牛肉干更具誘人的色澤。

3 手撕牛肉干質構測定結果

剪切力反應手撕牛肉干的嫩度，對各組產品的質構進行測定。由表4可知，發酵組剪切力顯著低于其他3 組，說明嫩度顯著高于其他3 組，與梁成云等利用乳酸菌使牛肉干嫩度改善結果一致；彈性與市售產品1和市售產品2相似，顯著高于空白組；硬度和咀嚼性顯著低于其他3 組，其中硬度為6 997.18 g。表明添加乳酸菌發酵可以改善手撕牛肉干的質構。

4 手撕牛肉干游離氨基酸測定結果

作為肉類重要的滋味呈味和香味前體物質，游離氨基酸的組成與含量是決定肉類滋味的重要因素。由表5可知，添加乳酸菌的發酵組手撕牛肉干檢測出游離氨基酸16 種，比空白組多3 種，總含量達到5.66 mg/g，其中蛋氨酸人體必需氨基酸，可以促進骨骼、肌肉和其他組織的生長和發展；天冬氨酸、谷氨酸、組氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸14 種氨基酸含量顯著增多。2 組優良市售產品亦檢測出16 種游離氨基酸，其中，天冬氨酸、組氨酸、甘氨酸、亮氨酸、賴氨酸、酪氨酸含量與發酵組的含量基本一致，而精氨酸、脯氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸含量甚至明顯高于發酵組，可能是由于未知輔料的添加極大促進了市售產品牛肉中蛋白質的分解。4 組產品相較，發酵組中的天冬氨酸、組氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸7 種氨基酸含量最高，其中，組氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、賴氨酸為人體必需氨基酸，說明乳酸菌發酵劑分泌的蛋白酶促進蛋白質分解，產生可被人體直接吸收的游離氨基酸，提升手撕牛肉干的營養價值。

由于氨基酸側鏈基團疏水性不同，導致氨基酸呈現不同的滋味特性。由表5可知，發酵組中，無味氨基酸＞甜味氨基酸＞苦味氨基酸＞鮮味氨基酸＞芳香族氨基酸，貢獻較大的是精氨酸、丙氨酸和谷氨酸，含量分別為2.80、0.92、0.32 mg/g，占游離氨基酸總量71.50%，且均顯著高于空白組；天冬氨酸和谷氨酸為鮮味氨基酸，其含量的增加可能是致使發酵組產品鮮味顯著提升的重要因素；此外，苦味氨基酸蛋氨酸的含量最高，可能使發酵組產品呈現更多苦味滋味，該結果與電子舌分析結果一致。除此之外，丙氨酸在發酵組中的含量很高（0.92 mg/g），它屬于甜味氨基酸，可見添加的科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵劑能賦予手撕牛肉干更好的滋味特征，與感官評價結果一致。

5 手撕牛肉干游離脂肪酸測定結果

脂肪酸的含量、種類和組成是影響發酵手撕牛肉干風味及評定其營養價值的重要指標。發酵組、空白組以及優良市售手撕牛肉干的游離脂肪酸組成及含量如表6所示。

由表6可知，手撕牛肉干在發酵后共檢測出12 種脂肪酸，比空白組多5 種，且發酵組脂肪酸質量濃度高于空白組，分別為41 064.73 μg/mL和8 524.83 μg/mL。以硬脂酸、二十二烷酸、二十四烷酸、油酸、順-13,16-二十二碳二烯酸為主，其中硬脂酸占比最大，原因可能是內源及發酵劑微生物源脂酶可促進脂肪降解為游離脂肪酸、醛、酮等小分子物質，對發酵牛肉獨特風味的形成非常重要。4 組中，發酵組SFA含量明顯高于空白組，其中硬脂酸的含量較高，并且硬脂酸僅在發酵組產生，這可能是由于乳酸菌產生的脂肪酶分解脂肪產生游離脂肪酸導致發酵組產品的脂肪酸含量更高，同時可能在加熱熟制過程中不飽和脂肪酸不斷氧化為SFA；MUFA中，必需脂肪酸油酸在發酵組的含量高于空白組，低于市售產品，可能是由于原料肉不同或由調味料等輔料與牛肉作用分解產生；PUFA可降低血液中膽固醇和甘油三酯，增強記憶力，其在發酵組中的含量亦高于空白組，其中亞油酸在發酵組中的含量明顯高于空白組，低于市售產品，說明可能是發酵劑乳酸菌與調味料等輔料的利用促進脂肪的分解產生更多有利于人體的PUFA，同時PUFA在高溫熟制過程中可能發生了不穩定的雙鍵加成加氫反應，導致MUFA和SFA含量上升。另外，十一烷酸、十七烷酸、二十一烷酸、二十三烷酸、順-10-十七碳烯酸、γ-亞麻酸僅在市售產品中檢測到，可能是原料肉的品種不同或由調味料等輔料與牛肉作用分解產生，也可能是由制作過程中添加的食用油分解產生。癸酸、十二烷酸、十五烷酸僅在空白組中未檢測到，說明這3 種脂肪酸不僅由乳酸菌促進產生，也可由調味料等輔料的促進產生。肉豆蔻酸、硬脂酸僅存在于發酵組，說明添加科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵劑確實可以促進脂肪分解，促使手撕牛肉干中特殊營養小分子產生。

6 手撕牛肉干電子舌測定結果

電子舌是分析滋味物質的一種有效手段，可模擬人的味覺感受，各組手撕牛肉干的滋味分析結果見圖2。發酵組手撕牛肉干的酸味和澀味高于空白組，酸味高于市售產品，澀味與市售產品接近；增加了鮮味、豐富度、苦味和后澀味，其中鮮味、豐富度和后澀味與市售產品接近，苦味低于市售產品；減少了咸味和后苦味，咸味明顯低于市售產品，后苦味與市售產品接近。原因可能是乳酸菌生長繁殖所產生的乳酸使滋味呈現出酸味，這與pH值分析結果一致；分解蛋白質，使呈苦味和鮮味的游離氨基酸含量增加，使滋味的苦味和鮮味增加。咸味是肉品重要的味覺指標，發酵組的咸味減少不是理想的結果，但是豐富度和鮮味的增加，使鮮味在口中的殘留度提高。綜上，利用科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵劑制作的手撕牛肉干在其他5 種味覺感受上接近優良市售產品，咸味和苦味明顯低于市售產品，酸味高于市售產品，形成發酵組整體特殊風味。

7 手撕牛肉干電子鼻測定結果

電子鼻傳感器由28 種傳感器組成，每種傳感器有各自對應的敏感物質。樣品的揮發性化合物主要集中于7 個傳感器，分別為傳感器2（醇類、醛類、短鏈烷烴）、傳感器6（有機氣體、苯、醛、芳香化合物）、傳感器12（酮類、醇類）、傳感器15（揮發性有機化合物、異常氣味）、傳感器20（揮發性有機化合物、醇類、甲醇）、傳感器21（胺類、含硫氣體）和傳感器26（有機酸酯、萜烯類），對其進行雷達圖（圖3A）和PCA圖（圖3B）的繪制。

由圖3A可知，發酵組中的揮發性化合物含量均高于空白組，說明乳酸菌代謝影響了蛋白質和脂肪的降解產物，導致揮發性化合物的含量發生變化，可能手撕牛肉干中的醇類、酮類、含硫氣體、有機酸酯等揮發性化合物經科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵含量增加。市售產品2僅揮發性有機化合物、異常氣味含量低于市售產品1，其他揮發性化合物含量均最高，說明市售產品2具有4 組中最豐富的風味。市售產品1揮發性有機化合物、異常氣味含量最高，有機氣體、苯、醛、芳香化合物和醇類、甲醇等含量明顯低于其他3 組產品，可能是市售產品1揮發性有機化合物含量較多賦予產品較好的風味。發酵組中的有機氣體、苯、醛、芳香化合物、酮類、異常氣味、醇類、甲醇、胺類、含硫氣體、有機酸酯、萜烯類含量僅次于市售產品2，表明科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌的發酵能有效增加手撕牛肉干的揮發性化合物含量，形成發酵組手撕牛肉干特征風味。

為了更深入了解各組產品電子鼻數據集的結構，繪制了PCA圖。PCA是一種無監督的多元統計分析方法，可用于概述揮發性成分的差異并評估樣品之間的規律性和差異性。樣本點分布越靠近，說明樣本中揮發性化合物的種類和含量越相似；反之，樣本點越遠，其揮發性化合物差異越大。如圖3B所示，PC1的貢獻率68.04%，PC2的貢獻率27.68%，兩者總貢獻率95.72%，說明PC1和PC2基本可以代表樣品的整體氣味特征信息。4 組樣品分布距離較遠，可以完全區分開，表明4 組樣品揮發性化合物差異明顯，說明科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵可以明顯改變產品的氣味。

8 手撕牛肉干GC-MS測定結果

表7 手撕牛肉干揮發性化合物種類、含量及OAV

風味在食物的感官特性中起著至關重要的作用。揮發性化合物對產品風味的影響取決于兩方面，一方面是揮發性化合物的特征氣味；另一方面是揮發性化合物的氣味閾值，即該物質可被嗅到的最小濃度，閾值越小，表示該物質越容易被嗅到。OAV可以衡量揮發性化合物中對整體風味有重要貢獻的物質，OAV越大，對樣品總體風味的貢獻也越大，一般認為OAV≥1的物質為關鍵風味物質，0.1≤OAV＜1的物質則對總體風味具有重要修飾作用。手撕牛肉干在發酵過程中會形成大量的揮發性化合物，主要包括醛類、醇類、烯烴類、酸類、酯類、酮類、含硫化合物以及酚類等，直接影響消費者的接受程度和購買欲。對GC-MS檢測的各組手撕牛肉干的揮發性化合物進行分析，結果見表7。各組產品共檢測到134 種揮發性化合物，其中包括醛類28 種、醇類29 種、烯烴類33 種、酸類10 種、酯類16 種、酮類7 種、含硫化合物3 種、醚類3 種、其他類5 種。

為直觀表達4 組樣品中揮發性化合物的含量，對檢測到的揮發性化合物的含量進行熱圖分析（圖4）。紅色越深代表該揮發性化合物含量越高，藍色越深代表該揮發性化合物含量越低。市售產品檢測到的揮發性化合物種類較多，主要集中在烯類、酯類、醚類揮發性化合物，可能是香辛料的添加以及香辛料等輔料與牛肉作用的結果。相較空白組，發酵組有25 種揮發性化合物發酵后含量增加，有4 種醛類、7 種醇類、3 種烯烴類、2 種酸類、3 種酯類、2 種含硫化合物、1 種醚和3 種其他類化合物。

空白組中十二醛（脂肪味）、十四醛（花、蠟味）、辛醛（脂肪、肥皂味）、壬醛（脂肪味）、己醛（牛脂、脂肪味）OAV＞1，對空白組的風味起到主要作用。發酵組未檢測到辛醛和壬醛，說明乳酸菌發酵劑的添加減少了手撕牛肉干的脂肪味；己醛含量低于空白組，庚醛未檢測到。己醛和庚醛是n-6多不飽和脂肪酸的氧化過程中產生，辛醛和壬醛是n-9多不飽和脂肪酸氧化的產物，說明乳酸菌的添加利用可抑制脂質的自動氧化，降低脂質自氧化產物的醛類的水平，與Wen Rongxin等的研究結果相似。發酵組苯甲醛（杏仁、紅糖味）含量高于空白組，說明乳酸菌發酵增強了杏仁、紅糖味，有助于發酵特殊風味的形成。

醇類化合物由不飽和脂肪酸的氧化分解產生，有助于手撕牛肉干風味的產生。發酵組醇類揮發性化合物含量高于空白組，可能是由于乳酸菌產生的過氧化氫酶形成的過氧化氫（H2O2）使醛類還原成醇類揮發性化合物。1-十一醇、2-(十二烷氧基)-乙醇、環十二醇、2-乙基環丁醇是發酵組中特有的風味物質，其中1-十一醇為柑橘味且0.1＜OAV＜1，在發酵手撕牛肉干形成特殊風味中起到重要的作用。

酯類是由乙酰輔酶a或酰基輔酶a與乙醇酯化產生的，閾值較低，是測定肉風味的關鍵化合物。發酵組酯類物質含量高于空白組，說明發酵提高了手撕牛肉干的酯水平。另外，發酵過程中產生了發酵組特有的酯類物質，如9-十六烯酸乙酯，為發酵手撕牛肉干提供了更多香味。

其他類化合物中2-戊基呋喃是發酵組特有的物質，源自亞油酸和其他n-6脂肪酸，具有綠豆、黃油味，同樣在發酵手撕牛肉干特殊風味的形成中起重要作用。另外，發酵組有1 種特有的揮發性化合物石竹烯（木材、香料味），不僅為手撕牛肉干提供了獨特風味，還具有抗氧化、抗炎和免疫增強等作用。

綜上，利用乳酸菌發酵劑制作的發酵手撕牛肉干減少了空白組的油脂味，增添了甜味、柑橘味、卷心菜味和黃油味，說明乳酸菌的發酵作用可以豐富手撕牛肉干產品風味，形成發酵特殊風味。

由圖5可知，2 組市售產品風味化合物的相關性最高，可達1，均具有較好的風味，與感官結果一致；其次，發酵組與市售產品2的相關性最高，為0.83，而空白組與市售產品2的相關性最高，為0.32，說明添加科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵會使產品風味更佳，與人們喜愛的市售產品的風味更接近。

結論

添加科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌能有效降低發酵組pH值和aw，顯著增加a*，使產品呈現出誘人的紅褐色；顯著降低剪切力、咀嚼性和硬度，改善手撕牛肉干的質地；提高游離氨基酸和游離脂肪酸總量以及酸味、澀味、苦味、鮮味和豐富度；發酵手撕牛肉干具有甜味、柑橘味、卷心菜味、綠豆和黃油味等特殊風味。綜上，添加科漢森DENPSR?丹麥乳酸菌發酵可以改善手撕牛肉干的質構和風味特性，研究結果可為以后益生性乳酸菌作為發酵劑在手撕牛 肉干上的應用提供參考，然而由于手撕牛肉干發酵是一個復雜的體系，乳酸菌發酵產生的特殊風味形成機制仍有待進一步研究。

作者簡介

通信作者：

劉登勇，博士，教授，渤海大學食品科學與工程學院副院長。南京農業大學食品行業校友會會長，中國畜產品加工研究會青年工作委員會召集人，中國食品科學技術學會青年工作委員會委員，中國分析測試協會青年學術委員會委員，全國感官分析標準化技術委員會委員，全國屠宰加工標準化技術委員會工作組專家，遼寧省食品質量與安全學會副理事長，遼寧省畜牧獸醫學會無公害肉類學分會副會長，《Food Science of Animal Products》副主編，《肉類工業》副主編，《肉類研究》副主編。“興遼英才計劃”青年拔尖人才，遼寧省優秀科技工作者。研究領域：肉品加工與質量安全控制、食品風味與感知科學。先后主持國家自然科學基金、國家重點研發計劃任務、國家重大科學儀器設備開發專項課題、揭榜掛帥和產學研合作等各類科技項目30余項，發表論文200余篇，出版著作/教材15 部，獲得授權專利30余項，服務全國各類企業100余家。

第一作者：

王雨婷，2022級碩士研究生，渤海大學食品科學與工程學院農產品加工及貯藏工程專業，研究方向為肉品加工與質量安全控制。

本文《乳酸菌發酵對手撕牛肉干質構和風味特性的影響》來源于《食品科學》2025年46卷第8期131-142頁，作者：王雨婷，蔡嘉銘，陶潤米，滑偉明，張瑩瑩，李科新，劉登勇。DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20241023-149。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。

實習編輯：王雨婷 ；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網。

為貫徹落實《中共中央國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》《關于建設美麗中國先行區的實施意見》和“健康中國2030”國家戰略，全面加強農業農村生態環境保護，推進美麗鄉村建設，加快農產品加工與儲運產業發展，實現食品產業在生產方式、技術創新、環境保護等方面的全面升級。由 中國工程院主辦， 中國工程院環境與輕紡工程學部、北京食品科學研究院、湖南省農業科學院、岳麓山工業創新中心承辦， 國際食品科技聯盟（IUFoST）、國際谷物科技協會（ICC）、湖南省食品科學技術學會、洞庭實驗室、湖南省農產品加工與質量安全研究所、中國食品雜志社、中國工程院Engineering編輯部、湖南大學、湖南農業大學、中南林業科技大學、長沙理工大學、湘潭大學、湖南中醫藥大學協辦的“ 2025年中國工程院工程科技學術研討會—推進美麗鄉村建設-加快農產品加工與儲運產業發展暨第十二屆食品科學國際年會”，將于2025年8月8-10日在中國 湖南 長沙召開。

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