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Food Chem(IF:9.8)|东北农业大学:基于微生物组学、代谢组学与风味分析揭示酒糟强化发酵牛肉干品质的机制
 2026年3月23日,东北农业大学在Food Chemistry在线发表题为“Application of rice wine lees in enhancing beef jerky quality: synergistic improvement of microbial community succession, flavor characteristics and texture”的研究论文。该研究以酒糟为复合发酵体系,结合Illumina MiSeq测序、电子鼻/电子舌、SPME-GC/MS、SEM和UHPLC-Q-TOF MS代谢组学,系统解析了酒糟提升发酵牛肉干风味特征、质构特性和氧化稳定性的作用机制。

 

文献摘要

 

本研究围绕酒糟对发酵牛肉干品质的影响展开。结果表明,添加酒糟后,牛肉干中游离氨基酸含量显著提高,尤其是谷氨酰胺和天冬酰胺等风味相关氨基酸增加明显,提升了产品的鲜味与风味复杂性。与此同时,TCA-可溶性肽含量提高至对照组的1.2倍,表明蛋白水解过程被加速,有利于质构改善。挥发性风味物质种类由自然发酵组的58种增加至78种,酯类和醇类化合物更加丰富,形成了更突出的果香和花香特征。TBARS值下降,说明酒糟发酵抑制了脂质氧化,有助于延缓品质劣变并延长货架期。代谢组学进一步鉴定出236种差异代谢物,主要涉及氨基酸代谢和脂质代谢通路。整体来看,酒糟通过调控微生物群落结构及相关代谢途径,系统性增强了发酵牛肉干的感官品质与贮藏稳定性。

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研究背景 

黄酒糟来源于糯米经微生物发酵后的副产物,富含乳酸菌、酵母和霉菌,并含有多种风味活性成分及酶系。传统发酵牛肉干虽然具有较高蛋白、低脂和独特咀嚼性等特点,但其生产过程多依赖自然发酵,易受环境条件、操作差异和设备条件影响,导致产品品质不稳定,限制了标准化和产业化发展。现有研究多聚焦于单一菌株或简单复配发酵,而针对复杂微生物体系在肉制品中的应用研究相对较少。基于此,本文选取酒糟作为复合发酵剂,旨在阐明其对牛肉干风味形成、质构改善及品质稳定性的作用机制。

 

研究内容 

 

1. 构建酒糟发酵牛肉干体系

 

研究将牛肉条腌制后,在表面均匀涂抹6%酒糟,于4 ℃、相对湿度75%条件下发酵,并在0、8、16、24、32和40 h取样,与自然发酵组进行对比分析,以评估酒糟对发酵过程和终产品品质的影响。

 

2. 解析微生物群落演替特征

通过Illumina MiSeq测序分析细菌和真菌群落变化。结果显示,酒糟添加后微生物群落多样性提升,Firmicutes相对丰度增加,Lactobacillus和Staphylococcus成为优势细菌属;真菌群落中Rhizopus和Mucor占优势,体现出外源复合菌群对发酵生态的重塑作用。

 

3. 表征风味与滋味变化

采用电子鼻、电子舌和SPME-GC/MS对风味特征进行分析。酒糟组在乙醇、醛类、芳香烃及含氮含氧化合物相关信号上表现更强,鲜味、酸味和丰富度随发酵时间上升更明显;挥发性成分由58种增加至78种,酯类、醇类和部分芳香化合物显著丰富。

 

4. 评估蛋白降解、氧化与微观结构

通过游离氨基酸、TCA-可溶性肽、TBARS及SEM分析品质变化。酒糟促进蛋白水解,使谷氨酰胺、天冬酰胺等多种游离氨基酸增加,TCA-可溶性肽上升;同时降低脂质氧化水平。扫描电镜显示,酒糟组肌纤维间隙更大、结构更疏松,表明质构软化更明显。

 

5. 揭示代谢重编程机制

基于UHPLC-Q-TOF MS代谢组学,研究共检测到1516种代谢物,并筛选出236种差异代谢物。KEGG富集表明,差异代谢物主要集中于D-氨基酸代谢、蛋白消化吸收、脂肪酸降解等通路,说明酒糟发酵促进了氨基酸和脂质相关风味前体的生成与积累。

 

研究结论 

 

研究表明,酒糟能够显著提升发酵牛肉干的综合品质。其一,酒糟重塑了发酵过程中的微生物群落结构,促进乳酸菌、葡萄球菌及优势真菌的富集;其二,酒糟增强蛋白降解作用,增加游离氨基酸和可溶性肽含量,从而改善鲜味、滋味复杂性及质构特性;其三,酒糟显著丰富挥发性风味成分,尤其促进果香、花香型酯类和醇类物质形成;其四,酒糟降低TBARS值,抑制脂质氧化,提高产品氧化稳定性。代谢组学结果进一步说明,氨基酸代谢和脂质代谢相关通路是酒糟改善牛肉干风味和品质的重要机制基础。

 

来源:公众号-食品科学前沿

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/gUIiR83EpBds4TikOA2Y7g

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