《食品科学》：中国农业科学院刘晓畅助理研究员等：干法成熟牛肉品质形成与增值途径研究进展

牛肉的宰后成熟是改善其嫩度、风味等食用品质的一种常见方法，一般牛肉的成熟方法分为两种——干法成熟和湿法成熟。干法成熟最早作为一种肉品保藏方法，人们将未经包装的胴体、二分体或四分体放置于低温条件下保鲜和嫩化，即为早期的干法成熟。但干法成熟对环境条件要求较高，操作不当易造成腐败变质，且该过程水分散失较多，最终会在牛肉表面形成坚硬的外壳，造成较高的成熟损耗。

已有研究发现湿法成熟牛肉与干法成熟牛肉的风味存在一定差异，前者带有酸味、金属味和血腥味，后者则具有更浓的牛肉味、烧烤味、黄油味、坚果味、烤坚果味和甜味等令人愉悦的风味。因此，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的刘寅初、刘晓畅 * 和河北科技大学食品与生物学院的高晓光等系统阐述了干法成熟对牛肉品质的影响并总结特征风味形成的相关机制，探讨干法成熟过程中的品质影响因素，介绍干法成熟牛肉生产增值途径，以期为干法成熟的工艺优化和产品品质提升提供理论支撑。

1 干法成熟牛肉品质特征

1.1 风味

牛肉的风味是影响消费者整体接受度的重要指标之一，对干法成熟牛肉风味的早期研究主要借助感官评价和描述。牛肉经干法成熟后会产生原始牛肉味、烧烤味、黄油味、坚果味、烤坚果味和甜味等令人愉悦的风味。近年来学者借助代谢组学和风味组学技术揭示干法成熟过程中滋味和香气物质变化，发现干法成熟牛肉特征风味的形成与游离氨基酸、小肽、还原糖和脂质氧化产物等物质变化有关。这些物质是形成特征风味的重要前体，在牛肉烹饪过程中，这些前体物质通过Strecker降解、美拉德反应等途径形成醛、酮等挥发性风味化合物。此外，还原糖、游离氨基酸等水溶性物质本身是牛肉的重要滋味物质。图1、2分别总结了干法成熟牛肉中重要的滋味物质和气味物质。

1） 脂质氧化

牛肉在干法成熟过程发生脂质氧化，生成癸烷、癸醛和十二醛等脂质氧化产物，这些物质与干法成熟牛肉的特征风味有关。部分脂质氧化产物在烹饪过程中可与还原糖、游离氨基酸等风味前体发生反应，生成醛、酮、烷烃和酯类等一系列挥发性物质，增强牛肉的风味强度，形成独特的干法成熟牛肉风味。干法成熟牛肉形成了一些特有的脂质氧化物，如丙醛和3-庚酮，这些物质含量显著高于湿法成熟牛肉。尽管脂质氧化在干法成熟牛肉风味形成中发挥重要作用，但部分脂质氧化产物极易引起哈喇味等令人不愉快的气味。因此干法成熟牛肉的生产过程中应将脂质氧化程度作为重要监测指标，避免脂质过度氧化造成的品质缺陷。

2） 蛋白质分解

干法成熟牛肉中蛋白质分解产生游离氨基酸和小肽。氨基酸还可以参与美拉德反应与Strecker降解产生挥发性风味物质。

3） 水分损失

干法成熟过程，由于牛肉未进行包装，故发生较高的水分损失。水分的蒸发主要发生在牛肉表面，随后形成干燥外壳（图3）。水分损失造成的物质浓缩与特征风味的形成有一定关系。

4） 微生物活动

干法成熟前期，蛋白质和脂质主要在内源酶作用下发生降解或氧化，随着成熟时间的延长，内源酶活力降低；成熟后期，蛋白质和脂质的变化与微生物产生的外源酶有关。在干法成熟过程，牛肉中微生物菌群结构发生变化。不同干法成熟间牛肉的微生物群落组成存在较大差异，这可能是造成不同生产商干法成熟牛肉风味等品质差异的原因。

综上，干法成熟牛肉特征风味形成的潜在机制可能涉及脂质氧化、蛋白质分解、水分损失和微生物活动（图4）。当前针对干法成熟特征风味的研究仍停留在探索阶段，未来可采用风味重组、风味缺失等实验手段进一步精确干法成熟牛肉的关键挥发性风味物质，这对干法成熟牛肉的风味调控具有重要意义。

1.2 嫩度

牛肉的嫩度是由成熟过程中肌内脂肪组织、结缔组织含量以及肌节长度和肌纤维直径所决定。肌原纤维蛋白在干法成熟过程中逐渐降解，使牛肉的剪切力显著降低，嫩度得到改善。

1.3 安全性

致病性微生物一般仅在干法成熟初期检测到，如Rhodotorula sp.、Candida sp.和Cladosporium sp.，随着成熟时间的延长逐渐消失。致病菌被抑制的原因可能是干法成熟过程中优势菌种，如D.hansenii等对致病菌的拮抗作用，提高了牛肉的安全性。然而，一些潜在的腐败微生物在干法成熟牛肉中常被检测到，如Pseudomonas sp.。因此，对干法成熟牛肉中腐败微生物的控制是生产中需关注的重要问题。

1.4 色泽

干法成熟过程中牛肉的亮度（L*值）增加，红度（a*值）和黄度（b*值）降低。干法成熟牛肉的L*、a*值和b*值较湿法成熟显著降低，可能是干法成熟较湿法成熟水分含量减少更多，导致光反射减少，牛肉色泽变暗，且牛肉暴露于空气中导致肌红蛋白氧化为高铁肌红蛋白。干法成熟还会影响牛肉的色泽稳定性，干法成熟牛肉在展示期间的色泽稳定性下降，色泽变化速率高于湿法成熟牛肉。因此，干法成熟牛肉在展示期间的护色极为重要。

1.5 持水力

牛肉宰后成熟过程中蛋白质发生降解导致持水力的下降。研究普遍认为持水力的强弱主要与牛肉中不易流动水含量有关。干法成熟和湿法成熟后牛肉蒸煮损失没有显著差异。

2 干法成熟过程中影响牛肉品质的因素

2.1 成熟时间

干法成熟前期主要发生嫩度变化，而后期是风味的形成。在干法成熟前21 d，牛肉剪切力显著下降，之后剪切力未继续下降。但21 d后脂质氧化程度和游离氨基酸的含量仍持续增加，引起牛肉风味变化。牛肉经干法成熟28 d后风味物质含量增加2.24 倍，显著高于湿法成熟28 d的牛肉。尽管延长成熟时间利于特征风味的产生，但一味延长成熟时间不仅增加成熟损耗，还会降低成熟间的周转利用率。综合考虑牛肉品质和成本问题，美国肉类出口协会建议干法成熟的最佳时间范围为28～55 d。根据现有研究，干法成熟时间可控制在28～40 d，具体的时间应综合考虑温度、相对湿度和空气流速确定。

2.2 环境条件

干法成熟环境条件主要包括温度、相对湿度和空气流速。干法成熟过程需严格控制温度、相对湿度和空气流速在合适的范围之内，减少环境条件参数波动。适宜的干法成熟牛肉生产条件为成熟温度0～4 ℃、相对湿度75%～85%、空气流速0.5～2.5 m/s。

2.3 紫外线照射

一些干法成熟研究会使用紫外空气净化系统或通过紫外灯照射减少环境微生物在牛肉表面的生长繁殖，防止牛肉腐败。已有研究发现紫外照射会改变干法成熟牛肉表面的微生物组成。然而紫外照射在抑制腐败微生物的同时，也可能影响风味物质产生菌等有益微生物的生长繁殖，进而对干法成熟牛肉品质产生影响。此外，紫外线照射会促进干法成熟牛肉的脂质氧化。专业感官品鉴人员认为紫外线照射显著增加了干法成熟牛肉的脂肪味。

3 干法成熟牛肉增值途径

近年来国内外对干法成熟牛肉的需求和生产均呈现上升趋势。但较高的成熟损失和修剪损失，以及较长的成熟时间使得干法成熟的成本远高于湿法成熟（表1）。为降低生产成本、提高经济收益，现有研究提出了透湿袋中干法成熟和干-湿结合的分步式成熟，以减少成熟损耗和成品的修剪损失，缩短空间占用时间。此外，修剪硬壳的再利用也可提高干法成熟牛肉产业经济效益。

3.1 新型干法成熟工艺

一些研究人员尝试将一种热塑性弹性体（由柔性聚合物和刚性聚酰胺制成）制成的透湿袋作为干法成熟的包装材料，通过使用透湿袋可以在更可控的条件下生产干法成熟牛肉，而品质属性也不会受影响。透湿袋中成熟还可提高干法成熟牛肉冻藏期间脂质和蛋白质的氧化稳定性。与湿法成熟相比，透湿袋中干法成熟的牛肉具有更高的嫩度和多汁性，整体可接受性更高。

基于干法成熟和湿法成熟的优缺点，有研究提出干-湿结合的分步式成熟，以及透湿袋中干法成熟与湿法成熟相结合的分步式成熟，发现与仅在透湿袋中干法成熟牛肉品质无明显差异。因此，两种成熟方法相结合的分步式成熟可用于规模化生产，以提高成熟空间利用率和降低生产成本。

3.2 干法成熟牛肉硬壳的利用

干法成熟牛肉因表面脱水形成硬壳而造成严重的修剪损失（3%～24%），有学者提出可将外壳搅碎后用于馅饼、香肠等肉糜类制品的生产。干法成熟牛肉的修剪外壳也可用于新型食品成分和功能性食品的开发。

4 结 语

牛肉经干法成熟后嫩度提高，并产生游离氨基酸等滋味物质和醛、酮、酯等挥发性风味物质，形成烧烤味等特征风味。干法成熟牛肉特征风味的形成机制复杂，涉及脂质氧化、蛋白质分解、水分损失和微生物活动等过程。实际生产过程应综合考虑成熟时间、成熟温度、相对湿度和空气流速等因素对牛肉品质的影响，确定最佳成熟工艺参数。今后可研究微生物在干法成熟牛肉风味等品质指标形成中的作用，筛选风味贡献菌，将其应用于干法成熟牛肉生产，改善牛肉品质，缩短成熟时间。此外，干法成熟牛肉外壳的高效利用也亟待探索，这将成为干法成熟牛肉行业的重要增值途径。

本文《干法成熟牛肉品质形成与增值途径研究进展》来源于《食品科学》2023年44卷15期321-328页. 作者：刘寅初，高晓光，张松山，雷元华，谢鹏，孙宝忠，魏萌，刘晓畅. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220915-139. 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。