牛肉干是我国的一种传统肉制品,作为一种休闲食品,深受人们的喜爱,但传统肉干大多质地坚硬,较难咀嚼,且含糖量较高。发酵牛肉干是经微生物发酵而制得的风味独特、质地柔软且货架期长的肉制品。本文利用微生物发酵剂制作牛肉干,优化了发酵、烘干等工艺条件,研究了发酵前后肌纤维结构、游离氨基酸及风味物质的变化,并考查了产品的贮藏稳定性。对三种商业肉品发酵剂应用比较后,选择了中速产酸型发酵剂T-SPX(木糖葡萄球菌Staphylococcus xylosus和戊糖片球菌Pediococcus pentosaceus)。在牛肉中,乳酸菌生长可达10~6cfu]g,葡萄球菌生长可达10~7cfu/g,pH在5.0-5.3,产品酸味柔和,风味浓郁。利用Box-Behnken设计和响应曲面分析对发酵工艺条件进行优化,确定了最佳工艺条件为发酵温度14℃,发酵时间70h,食盐1.7%,葡萄糖1.25%。研究了50℃、60℃、70℃三种烘干温度下发酵牛肉的水分含量变化及产品的质地,测定了烘干过程中色泽、质构的变化,最后确定水分含量在35%左右时的产品最佳。设计了阶段式烘烤工艺:50℃烘干1h,55℃烘干1h,60℃烘干1h,250℃下烤制3min-4min。该工艺不仅能迅速降低水分含量和水分活度,还能起到杀菌及熟制作用,使产品具有烤香味。通过扫描电镜观察原料牛肉、腌制牛肉和发酵牛肉的微观结构,结果表明:发酵牛肉微结构发生了明显的变化,肌纤维直径缩小,表面变粗糙,肌纤维间排列疏松,甚至出现严重断裂现象,形成很多小碎片,说明发酵工艺可以改善牛肉的嫩度。对牛肉发酵前后的游离氨基酸的分析表明:发酵后牛肉中各种游离氨基酸含量和游离氨基酸总量都增加了,说明发酵过程中微生物对蛋白质起到了分解作用,这对发酵牛肉的风味形成具有重要作用。利用GC-MS对牛肉发酵前后的主要挥发性风味物质进行了分析,结果表明:牛肉发酵后挥发性风味物质的种类由25种增加到38种,其中醇类增加4种,醛类增加2种,酸类增加2种,酮类增加1种,芳香族类增加6种,总含量由24.59μg/g增加到56.59μg/g,说明发酵工艺对牛肉风味的改善有非常显著的效果。研究了发酵牛肉干产品贮藏稳定性,结果表明:在常温条件下保藏90天,发酵牛肉干产品色泽、质构基本上保持不变,pH维持在5.10-5.15,菌落总数≤1000cfu/g,霉菌和酵母菌基本上不生长,无危害菌污染,具有较好的贮藏稳定性。