張麗等
摘 要:為了解牦牛肉在發(fā)酵過程中的風(fēng)味等品質(zhì)特征差異,本試驗(yàn)選取斯布牦牛和甘南牦牛兩種品系的半腱肌為研究對象,測定發(fā)酵過程中食用品質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)的特征。研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵過程中肉色逐漸加深,兩品系牦牛肉L*值在第5天均達(dá)到最大值后逐漸降低;斯布牦牛肉硬度發(fā)酵后較發(fā)酵前下降32 543.35 g,彈性增大2.573 mm,咀嚼性降低8 912.89 mJ,甘南牦牛肉硬度發(fā)酵后較發(fā)酵前下降28 668.6 g、彈性增大2.041 mm、咀嚼性降低6 685.51 mJ。斯布牦牛發(fā)酵肉中檢出18種主要風(fēng)味物質(zhì),甘南牦牛發(fā)酵肉中檢出21 種主要風(fēng)味物質(zhì)。兩品系發(fā)酵牦牛肉中主要風(fēng)味物質(zhì)有烯、醇、醚和醛類,賦予發(fā)酵肉特有的清香、脂類等特征風(fēng)味。
關(guān)鍵詞:發(fā)酵牦牛肉;食用品質(zhì);TPA;風(fēng)味
Changes in Quality Attributes during Fermentation of Yak Meat
ZHANG Li1,2, SUN Bao-zhong1,*, WEI Jin-mei3, ZHOU Yu-chun2, WANG Li2 , YU Qun-li2, XIE Peng1, LI Hai-peng1, LIU Xuan1, BAO Gao-liang2
(1.Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China;
2. College of Food Science and Engineering, Gansu Agriculture University, Lanzhou 730070, China;
3. Center of Analysis and Determination, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)
Abstract: After marination, semitendinosus muscles from two yak breeds in China, Gannan and Sibu, were inoculated with Lactobacillus acidophilus and fermented to investigate changes in eating quality attributes and flavor compounds during the fermentation process. The results showed that as the fermentation progressed, the color became darker, and for both breeds, the L* value reached the maximum on the fifth day and then fell gradually. The hardness of Sibu yak meat was decreased by 32 543.35 g after the fermentation, the springiness was increased by 2.573 mm and the chewiness was reduced by
8 912.89 mJ, compared to an decrease in hardness of 28 668.6 g, an increase in springiness of 2.041 mm, and a reduction in chewiness of 6 685.51 mJ for Gannan yak meat. A total of 18 major flavor compounds were identified in fermented Sibu yak meat, while 21 in fermented Gannan yak meat. Alkenes, alcohols, ethers and aldehydes were responsible mainly for the unique delicate fragrance and fat composition of fermented yak meat from the two breeds.
Key words: fermented yak meat; food quality; TPA; flavor
中圖分類號:TS251 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1001-8123(2014)05-0020-05
發(fā)酵肉制品是指鹽漬肉在自然或人工控制條件下,借微生物發(fā)酵作用,產(chǎn)生具有特殊風(fēng)味、色澤、質(zhì)地和具有較長保存期的肉制品[1]。肉品通過微生物的發(fā)酵,蛋白質(zhì)分解為氨基酸,大大提高了其消化性,使產(chǎn)品具有獨(dú)特風(fēng)味;此外發(fā)酵肉具有加工工藝獨(dú)特、易于貯藏、不經(jīng)熟制即可食用、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)[2]。在我國,對發(fā)酵肉制品的系統(tǒng)化研究及工業(yè)化生產(chǎn)起步較晚,因此,對發(fā)酵肉制品深入系統(tǒng)化的研究和實(shí)現(xiàn)加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;囊笃仍诿冀?。我國是一個(gè)肉類生產(chǎn)及消費(fèi)大國,隨著生物技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)不斷進(jìn)步,微生物發(fā)酵技術(shù)在肉類加工中的應(yīng)用被廣大公眾所認(rèn)同,為發(fā)酵肉制品的發(fā)展提供了廣闊的空間[3]。發(fā)酵牛肉起源于人們利用腌制、干燥保藏的風(fēng)干牛肉,而后伴隨著現(xiàn)代肉類貯藏加工業(yè)的發(fā)展演變成傳統(tǒng)風(fēng)味制品,但對于發(fā)酵牦牛肉目前研究較少。牦牛肉營養(yǎng)豐富,具有高蛋白、低脂肪、肉色深紅、嫩度適中等特點(diǎn)[4],是一種優(yōu)質(zhì)健康的肉類資源。發(fā)酵牦牛肉制品結(jié)合了牦牛肉和發(fā)酵肉的優(yōu)點(diǎn),其產(chǎn)品營養(yǎng)豐富且風(fēng)味獨(dú)特,更符合消費(fèi)者對肉類產(chǎn)品的消費(fèi)需求。
目前對于發(fā)酵肉發(fā)酵過程中的食用品質(zhì)和風(fēng)味特征已有不少研究。王俊等[5]指出肉色的變化與肉中的肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白有關(guān)。王仲禮等[6]研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸,有利于亞硝酸根離子分解為NO,NO與肌紅蛋白結(jié)合生產(chǎn)亞硝基肌紅蛋白,從而使肉制品呈現(xiàn)腌制的特有色澤。劉戰(zhàn)麗等[7]對發(fā)酵腸的風(fēng)味物質(zhì)及其來源研究表明,在發(fā)酵過程中,脂肪發(fā)生分解和氧化,特別是多不飽和脂肪酸氧化生成羰基化合物,賦予發(fā)酵香腸特有的風(fēng)味物質(zhì),不飽和脂肪酸通過自由基鏈反應(yīng)形成過氧化物,次級反應(yīng)產(chǎn)生大量揮發(fā)性化合物,是發(fā)酵香腸風(fēng)味的重要來源。劉云等[8]對發(fā)酵肉制品風(fēng)味研究發(fā)現(xiàn),發(fā)酵肉制品的風(fēng)味物質(zhì)來源為碳水化合物的代謝、脂肪的代謝和氧化、含氮化合物的代謝以及香辛輔料。影響發(fā)酵肉制品風(fēng)味的因素有原料肉、發(fā)酵劑、微生物及制作工藝。
本實(shí)驗(yàn)選取西藏斯布牦牛和甘肅甘南牦牛兩品系半腱肌(semitendinosus,ST)為研究對象做發(fā)酵肉原料肉,以嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus,LABS)作為發(fā)酵劑,制作發(fā)酵肉,分析其在發(fā)酵過程中食用品質(zhì)(色度、質(zhì)地剖面分析(texture profile analysis,TPA))的變化及風(fēng)味物質(zhì)的特征,為牦牛肉的進(jìn)一步工藝優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
斯布牦牛肉 西藏拉薩市生屠宰場;甘南牦牛肉 甘肅安多清真綠色食品有限公司;
嗜酸乳桿菌(HM 598684,GenBank) 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)畜產(chǎn)品工程技術(shù)研究中心;蛋白胨、酵母膏、牛肉膏、吐溫80、K2HPO4·3H2O、三水醋酸鈉、檸檬酸三銨 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;葡萄糖、黑胡椒、味精、豆蔻、食鹽等 北京華聯(lián)超市。
1.2 儀器與設(shè)備
VD-650-U無菌工作臺 蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;臺式恒溫振蕩器 上海恒學(xué)儀器有限公司;FA2004B電子天平 上海佑科儀器有限公司;萬用電爐 北京科偉永新有限公司;CR400色差儀 日本美能達(dá)公司生產(chǎn);C-LM4嫩度剪切儀、AB-S型電子天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司。
1.3 方法
選取斯布牦牛和甘南牦牛品系半腱肌為研究對象,制作發(fā)酵肉。在發(fā)酵的第0、1、2、3、5、10天和第15天對食用品質(zhì)(色度、TPA)進(jìn)行測定,并對成品發(fā)酵肉的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測定。
1.3.1 工藝流程
原料肉預(yù)處理→腌制→接種發(fā)酵→成品
1.3.2 操作要點(diǎn)
1)原料肉預(yù)處理:將冷凍的原料肉置于4 ℃下緩慢解凍,修整肉形,去除肉表面黏連的筋膜及附屬脂肪,均勻切塊。
2)腌制:將亞硝酸鈉、食鹽、異抗壞血酸鈉、三聚磷酸鈉等配料用水溶解制得腌制劑。將切好的肉塊與配好的腌制劑充分混勻,加入配料,置于0~4 ℃環(huán)境下,腌制24 h。
3)接種發(fā)酵:將嗜酸乳桿菌凍干粉活化計(jì)數(shù),然后離心收集菌體,用已滅菌的生理鹽水稀釋,均勻涂抹在腌制好的肉塊表面,使接種量達(dá)到108 CFU/g。
1.3.3 食用品質(zhì)
1)色度
采用色差計(jì)法[9]。切取1 cm厚肉樣,切面在空氣中暴露30 min,用色差儀測定L*、a*和b*值。
2)TPA
參照Bourne[10]的方法,采用萬能組織質(zhì)地測定儀,一組樣品3個(gè)平行對照。
1.3.4 風(fēng)味物質(zhì)[11]
取5 g肉樣,切成0.5 cm肉丁,放置于10 mL點(diǎn)滴瓶中,速凍,在―18 ℃條件下儲(chǔ)藏。
肉樣解凍后加入1 g NaCl,放入90 ℃水浴鍋中加熱60 min后冷卻至60 ℃,用手動(dòng)固相微萃?。╯olid phase microextraction,SPME)進(jìn)樣器,靜態(tài)頂空方法吸附30 min后退出SPME進(jìn)樣器,進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析。
1.3.5 色譜條件
色譜柱為OV1701色譜柱(50 m×0.2 mm,0.33 μm);升溫程序:50 ℃保持2 min,以3 ℃/min升至225 ℃,保持1 min;載氣(He)流速0.8 mL/min,分流進(jìn)樣,20 min后打開分流閥,分流比1∶50;進(jìn)樣解吸溫度250 ℃,解吸時(shí)間2 min。
1.3.6 質(zhì)譜條件
電子電離(electron ionization,EI)源;電子能量70 eV;離子源溫度200 ℃;質(zhì)量掃描范圍m/z 10~400。
2 結(jié)果與分析
2.1 食用品質(zhì)
2.1.1 色度
由圖1所示,斯布牦牛發(fā)酵肉L*值在發(fā)酵24h內(nèi)下降不顯著(P>0.05),第5天較第1天、第15天較第10天極顯著(P<0.01)上升,在第5天達(dá)到最大值54.1,第10天較第5天極顯著下降(P<0.01),在第10天達(dá)到最小值49.7。甘南牦牛發(fā)酵肉的L*在第5天時(shí)達(dá)到最大值50.6,第15天較第5天極顯著下降(P<0.01)。斯布牦牛發(fā)酵肉的L*值在發(fā)酵第1天開始增大,甘南牦牛發(fā)酵肉則從第2天開始增大。
注:a,b,c,d,e和f表示數(shù)據(jù)之間差異顯著。下同。
圖 1 斯布牦牛(A)和甘南牦牛(B)發(fā)酵肉發(fā)酵過程中L*值的變化
Fig.1 L*value change during fermentation of Gannan yak meat
圖 2 斯布牦牛(A)和甘南牦牛(B)發(fā)酵肉發(fā)酵過程中a*值的變化
Fig.2 a*value change during fermentation of Gannan yak meat
由圖2所示,斯布牦牛發(fā)酵肉在發(fā)酵1天內(nèi)a*值從最大值14.3降低到7.1,第5天達(dá)到最小值3.5,在發(fā)酵第10天升高到最大值16.1,10~15 d極顯著降低
(P<0.01)。甘南牦牛發(fā)酵肉的a*值在發(fā)酵初期差異不顯著(P>0.05),但在整個(gè)發(fā)酵過程中差異極顯著(P<0.01)。
圖 3 斯布牦牛(A)和甘南牦牛(B)發(fā)酵肉發(fā)酵過程中b*值的變化
Fig.3 b*value change during fermentation of Gannan yak meat
由圖3所示,兩種品系的發(fā)酵牦牛肉在0 d和第15天的b*值差異極顯著(P<0.01),但整個(gè)發(fā)酵過程中變化較平緩。斯布牦牛發(fā)酵肉的b*值在第10天時(shí)達(dá)到最小值9.6,第15天較第5天顯著降低(P<0.05)。甘南牦牛發(fā)酵肉的b*值在第10天時(shí)達(dá)到最小值10.8,第15天較第5天顯著降低(P<0.05)。
2.1.2 質(zhì)地剖面分析
由圖4所示,兩品系牦牛肉發(fā)酵前后硬度、彈性以及咀嚼性變化差異顯著,斯布牦牛肉硬度由33 027.05 g降低為483.7 g,彈性由0.447 mm增大至3.02 mm,咀嚼性由8 920.09 mJ降至7.2 mJ;甘南牦牛肉硬度由29 602.3 g降低為933.7 g,彈性由0.459 mm增大至2.50 mm,咀嚼性由6 697.3 mJ降為11.79 mJ。
圖 4 兩品系牦牛肉發(fā)酵前后硬度、彈性和咀嚼性的變化
Fig.4 Changes in hardness, springiness and chewiness during fermentation of yak meat
2.2 風(fēng)味物質(zhì)
表 2 甘南牦牛發(fā)酵肉風(fēng)味物質(zhì)成分表
Table 2 Flavor compounds identified in fermented Gannan yak meat
序號 保留時(shí)間/min 名稱 氣味描述
1 12.802 左旋-α-蒎烯 —
2 14.82 3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯 —
3 16.713 γ-萜品烯 具有柑橘和檸檬香氣
4 17.1 4-異丙基甲苯 有芳香氣味
5 17.351 羅勒烯 有草香、花香并伴有橙花油氣息
6 17.852 (E)-6-Hydroxy-4-methyl-4-hexenoic acid methyl ester —
7 18.679 水芹烯 具有新鮮的柑橘-胡椒香氣
8 20.122 2-methyl-1-nonene-3-yne —
9 20.822 2-methyl-1-nonene-3-yne —
10 24.712 4-萜烯醇 呈暖的胡椒香、較淡的泥土香和陳腐的木材氣息
11 15.34 3,7-Octadien-2-ol,2,6-dimethyl 似有玫瑰、香檸檬、薰衣草香氣
12 29.669 5-[(E)-prop-1-enyl]benzo[1,3]dioxole —
13 32.772 Benzoic acid,2-ethyl-, methyl ester —
14 34.657 Benzeneethanol, á-butyl —
15 35.525 α-法尼烯 —
16 39.645 肉豆蔻醚 微有特殊氣味
17 40.931 二甲基雙環(huán)[2.2.1]-2,5-庚二烯-2,3-二羧酸 —
18 50.332 正辛醛 有青辛尖銳有力的脂蠟香,帶果香茉莉氣息。極度稀釋后有甜橙樣香氣,略帶脂肪蜜香氣息
表 3 斯布牦牛發(fā)酵肉風(fēng)味物質(zhì)成分表
Table 3 Flavor compounds identified in fermented Sibu yak meat
序號 保留時(shí)間/min 名稱 氣味描述
1 17.340 左旋-α-蒎烯 香精香料
2 18.668 1,3,6-octatriene,3,7-dimethyl-,(3E)-(3779-61-1) —
3 20.10 1,7-辛二炔 —
4 20.822 芳樟醇 具有鈴蘭香氣
5 24.681 4-萜烯醇 呈暖的胡椒香、較淡的泥土香和陳腐的木材氣息
6 25.329 α-松油醇 具似海桐花的清香,甜的紫丁香、鈴蘭氣息
7 29.658 黃樟素 有樟木氣味
8 32.733 丁香酚 有干甜的花香、辛香和石竹氣息
9 34.082 異戊烷 有令人愉快的芳香氣味
10 34.688 benzeneethanol, á-butyl —
11 35.545 (E)-β-金合歡烯 —
12 38.254 2,4-二甲基-3-戊醇 —
13 39.697 肉豆蔻醚 微有特殊氣味
14 40.931 欖香素 —
15 42.207 十二醛 具有強(qiáng)烈脂肪香氣,并有類似松葉油和橙油香氣
16 45.208 石竹素 食用香料
17 45.981 癸烷 —
18 46.734 癸醛 具有新鮮的油脂香,稀釋時(shí)則有果味香
19 49.045 落葉松蕈酸 中草藥成分
20 50.394 十四醛三聚物 呈油脂和鳶尾似桃子香氣
21 57.055 硬脂烷醛 —
分別對甘南和斯布牦牛的成品發(fā)酵肉采用SPME提取風(fēng)味成分,然后通過GC-MS法對揮發(fā)性成分進(jìn)行分離鑒定。由表2可知,甘南牦牛肉中主要風(fēng)味物質(zhì)有烯、醇、醚、醛,其中主要的烯有γ-萜品烯、羅勒烯、水芹烯,主要的醇有4-萜烯醇,醚有肉豆蔻醚,醛有正辛醛。由表3可知,斯布牦牛肉中主要風(fēng)味物質(zhì)有醇、醛、醚、烯,主要的醇有芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油醇,醛有癸醛、十四醛三聚物、十二醛,醚有肉豆蔻醚。
3 討 論
Christiane等[13]指出肉的顏色影響消費(fèi)者對肉的感官品質(zhì)和消費(fèi)欲望,影響消費(fèi)者接受性。隨著發(fā)酵的進(jìn)行,肉的失水以及自身美拉德反應(yīng)都可加深肉的色澤[14]。
劉柳等[15]發(fā)現(xiàn)隨著水分的流失,肉色呈顯著變化。L*值與失水率可能存在相關(guān)性,本研究發(fā)現(xiàn),斯布牦牛發(fā)酵肉在第1天L*有所上升,甘南牦牛發(fā)酵肉在第2天開始上升,原因可能與失水有關(guān)。本研究中,a*值在發(fā)酵后期的降低和L*的增大以及b*值的變化,極大地改善肉了色,在形態(tài)上更能使消費(fèi)者接受。史崇穎等[16]發(fā)現(xiàn),在發(fā)酵期和成熟期,L*值與b*值呈降低趨勢,這可能與油脂在氧化過程中產(chǎn)生的過氧化脂質(zhì)與蛋白質(zhì)反應(yīng),導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián),顏色發(fā)生褐變,與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。在整個(gè)發(fā)酵期,產(chǎn)品的L*值逐漸變小,b*值基本不變,a*值先升高后下降,可能是隨著水分的減少,蛋白質(zhì)含量發(fā)生了變化,致使產(chǎn)品的顏色發(fā)生變化[12]。郝紅濤等[17]指出影響產(chǎn)品硬度的因素很多,產(chǎn)品的含水量、蛋白質(zhì)含量、含鹽量、淀粉含量、膠類物質(zhì)種類及添加量和脂肪含量都會(huì)對硬度值有影響。Mafia[18]認(rèn)為,當(dāng)含水率小于21.5%時(shí)肉的硬度和含水率之間呈現(xiàn)一定的正相關(guān),即硬度隨著含水率的下降而下降。張曉敏等[19]在發(fā)酵香腸TPA測定中發(fā)現(xiàn)硬度的增加與香腸的干燥脫水有關(guān),彈性的變化規(guī)律表現(xiàn)為,隨著香腸的成熟而逐漸增加,原因是在微生物的作用下鹽溶蛋白的析出使香腸的彈性增加。本研究中,發(fā)酵肉失水率大,硬度增大,彈性增大。
目前國內(nèi)外許多學(xué)者對發(fā)酵肉風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究,鑒定出的風(fēng)味物質(zhì)只是眾多風(fēng)味物質(zhì)中的一部分。3個(gè)碳原子和4個(gè)碳原子的醛具有強(qiáng)烈的刺激性風(fēng)味,中等相對分子質(zhì)量的醛(5~9個(gè)碳原子)具有清香、油香、酯香和牛酯香風(fēng)味,而較高相對分子質(zhì)量的醛則具有柑橘或橘子皮的風(fēng)味[11]。黃素芬[20]對干腌火腿加工中脂類物質(zhì)變化研究結(jié)果顯示,火腿中的大多數(shù)揮發(fā)性物質(zhì)是由脂類氧化形成的,主要是由脂類氧化形成的醛類物質(zhì)。它們的特殊風(fēng)味以及低閾值,對火腿最終風(fēng)味有很大影響。張春暉等[21]在對發(fā)酵香腸風(fēng)味研究中指出發(fā)酵香腸在發(fā)酵結(jié)束后的揮發(fā)性物質(zhì)主要為酮、酯、酚、醇以及少量烯類。本實(shí)驗(yàn)檢測出2品系牦牛肉中主要風(fēng)味物質(zhì)有烯、醇、醚和醛類,賦予發(fā)酵肉特有的清香、脂類等特征風(fēng)味。
4 結(jié) 論
4.1 斯布牦牛肉L*值從最初的52降低為51.43,a*值由14.63降為4.93;甘南牦牛肉L*從最初的52.97降低為48.73,a*值由的13.87降為2.87。兩品系牦牛肉b*值降低變化較為平緩。
4.2 斯布牦牛肉硬度發(fā)酵后較發(fā)酵前下降32 543.35 g,彈性增大2.573 mm,咀嚼性降低8 912.89 mJ,甘南牦牛肉硬度發(fā)酵后較發(fā)酵前下降28 668.6 g,彈性增大2.041 mm,咀嚼性降低6 685.51 mJ。
4.3 甘南發(fā)酵牦牛肉中共檢出18 種主要的風(fēng)味物質(zhì),斯布牦牛發(fā)酵肉中檢出21 種。兩品系發(fā)酵牦牛肉中主要的風(fēng)味物質(zhì)有正辛醛、γ-萜品烯、水芹烯、羅芹烯等,賦予發(fā)酵肉特有的清香、脂類等特征風(fēng)味。
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