干肉制品的生产和消费一直是内蒙古地区文化实践和经济活动的重要组成部分，具有深厚文化底蕴和地域特色，承载着丰富的民族情感与饮食习惯。 在传统风干肉的制作工艺中融入现代发酵技术，微生物及内源细胞代谢物的系统作用，可缩短生产周期，使产品的品质、质构得到优化，产品质量和安全性得到提高[1]。发酵肉制品是以肉类为原料，在自然或人为操作的条件下，利用发酵菌种或酶的作用下发生一系列生化反应，具有独特风味的肉制品[2]。与传统肉制品相比，发酵肉制品的保存期更长，更能满足消费者食用肉制品时的安全、美味及营养要求，但目前发酵牛肉干产品的品质不稳定等问题，亟需探明发酵条件对发酵牛肉干品质特性的影响。
近年来，国内外关于发酵肉制品的研究，主要聚焦于通过调整关键工艺参数，如发酵菌株剂量、发酵周期、温度以及香料配方与用量等，提升发酵牛肉制品的整体质量。赵改名等[3]利用沙克乳杆菌发酵半干型牛肉干，并研究不同发酵时间对其品质的影响，以及蛋白质构象的变化，最终确定最适发酵时间为24～48 h。 ÖZER C O等[4]通过控制植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）发酵牛肉时的发酵条件，结果表明，添加5%的游离脂肪酸，在接种量108 CFU/g、37 ℃条件下发酵可显著提高共轭亚油酸的含量。 ZHAO C Q等[5]采用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）制备发酵猪肉干，结果表明，发酵能改善猪肉干的品质，并使游离氨基酸含量提高了124.2%。 陈俊宏等[6]通过控制乳酸菌发酵猪肉肉糜的发酵条件，测定pH值、亚硝酸盐、氨基酸含量以及质构等指标，结果表明，添加2%乳酸菌在35 ℃下发酵24 h猪肉肉糜，可有效降解亚硝酸，改善发酵肉糜品质。袁志宁等[7]通过正交试验控制鲢鱼鱼糜香肠的发酵工艺，发现接种3%的清酒乳杆菌（Lactobacillus sakei）和木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus），在30 ℃下发酵18 h的香肠品质最佳。ZHAO Y等[8]对牛肉丁接种乳酸菌的发酵特性进行评价，并通过理化指标的变化确定了最佳的发酵条件。
发酵肉制品品质形成的关键在于其生物转化过程，需系统监测发酵过程中pH值、水分活度、蛋白质降解度等关键理化指标的动态变化规律，并阐明其与产品质构特性、风味特征及安全指标的关联性。 舒小芳等[9]通过测定川西藏区不同生产季节下发酵温度对自然发酵牦牛酸醡肉品质的影响，结果表明发酵温度升高会促使发酵成熟时间显著缩短，同时加剧色泽、质构（弹性下降/硬度上升）及菌落总数及亚硝酸盐的动态变化。LV J等[10]研究中国传统发酵肉制品酸肉的发酵过程中温度对细菌群落、酸肉品质的影响，结果表明25 ℃能加速发酵、提升品质。冯冲等[11]研究发现，发酵时间、温度、接种量对发酵鸭肉品质的影响显著，硬度降低，pH 值与风味物质生成正相关。
发酵牛肉干是一种具有重要文化和经济意义的传统肉制品，但目前存在优质发酵剂匮乏、品质不稳定等问题，制约着风干肉产业的发展。 因此，本研究以牛后腿肉为原料，采用前期筛选的益生菌——德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01和乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3混合（1∶1）发酵制备牛肉干，采用常规检测方法、质构仪、色差仪、电子鼻等探究接种量、发酵温度、发酵时间等发酵条件对发酵牛肉干质构、风味、色泽、感官、理化等品质指标的影响。旨在明确发酵条件对牛肉干品质的影响，对推动内蒙古发酵牛肉干从家庭式小作坊向工业化、品牌化方向发展具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜精瘦牛后腿肉或臀肉（经过宰后成熟，4 ℃下成熟10 d）：内蒙古呼和浩特市赛罕区东瓦窑市场；德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01、乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3：内蒙古农业大学食品科学与工程学院保藏。
MRS肉汤培养基：青岛海博生物技术有限公司；琼脂粉（生化试剂）：北京康倍斯科技有限公司；氯化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠（均为分析纯）：天津科贸化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
WT-ZFT超净工作台：北京王堂蓝翼科技有限公司；BMX-100VD立式压力蒸汽灭菌锅：上海博迅实业有限公司；HWS-250B恒温恒湿箱：天津市泰斯特仪器有限公司；GXFSTPRP-CLN全自动样品冷冻研磨仪：上海净信实业发展有限；PB-400数显pH计：北京赛多利斯仪器系统有限公司；PEN3电子鼻分析仪：北京盈盛恒泰科技有限责任公司；TA.XT.PLUS质构仪：英国Stable Micro Systems公司；HJ-6多头磁力加热搅拌器：国华（常州）仪器制造有限公司；TCP2全自动色差仪：北京奥依克米光电有限公司。
1.3 方法
1.3.1 发酵牛肉干制备
选用新鲜牛后腿肉或臀肉，去除筋膜、脂肪，将原料肉修整为10 cm×10 cm×10 cm的块状；将修整好的牛肉块放入锅中，加入1%的葱和姜，加水没过牛肉块，煮沸后转小火慢炖40 min；冷却后，顺着肌纤维方向切为2 cm×2 cm×2 cm的小块；加入混合香辛料1%、白砂糖4%、食盐1.2%、料酒1%、生抽3%，按照肉块∶肉汤为1∶1的比例，进行卤制，卤制过程中为防止焦锅需进行多次搅拌，大火煮制转文火收汁，至汤汁收干后即可；冷却后加入发酵剂（将德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01和乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3培养至5×106 CFU/g，按1∶1体积比混合后使用），接种量为107 CFU/g，在33 ℃下发酵24 h；将发酵后的牛肉块置于烤盘，100℃烘烤30min，翻面继续烘烤30min[12]，即得发酵牛肉干。
1.3.2 发酵条件对发酵牛肉干品质的影响
（1）发酵剂接种量
将嫩化、腌制好的牛肉分别按3%、4%、5%、6%、7%接种量加入德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01和乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3（1∶1），发酵温度33 ℃，发酵时间24 h，考察发酵剂接种量对发酵牛肉干pH值、水分含量、水分活度、颜色参数、感官评分、质构、风味等品质指标的影响。
（2）发酵温度
将嫩化、腌制好的牛肉按5%接种量加入德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01和乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3（1∶1），发酵温度分别设为27 ℃、30 ℃、33 ℃、36 ℃、39 ℃，发酵时间为24 h，考察发酵温度对发酵牛肉干pH值、水分含量、水分活度、颜色参数、感官评分、质构、风味等品质指标的影响。
（3）发酵时间
将嫩化、腌制好的牛肉按5%接种量加入德式乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）YN-01和乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）S3-3（1∶1），发酵温度为33 ℃，发酵时间设为0、12 h、24 h、36 h、48 h，考察发酵时间对发酵牛肉干pH值、水分含量、水分活度、颜色参数、感官评分、质构、风味等品质指标的影响。
1.3.3 电子鼻检测
参考张迪雅等[13]的方法对发酵牛肉干样品风味进行电子鼻检测。 首先将发酵牛肉干样品充分绞碎，准确称取1.5 g样品到电子鼻专用顶空瓶中，50 ℃水浴加热25 min，电子鼻分析仪样品进样流量为300 mL/min，载气流量为300 mL/min，监测时间为60 s。电子鼻传感器名称及其性能见表1。
表1 电子鼻传感器名称及其性能
Table 1 Name and performance of electronic nose sensor
传感器 性能描述W1C W5S W3C W6S W5C W1S W1W W2S W2W W3S对芳香类物质灵敏对氮氧化物灵敏对氨气、芳香类物质灵敏对氢气有选择性对烷烃、芳香类物质灵敏对甲烷灵敏对有机硫化物、萜类物质灵敏对乙醇灵敏对有机硫化物灵敏对烷烃类物质灵敏
1.3.4 质构检测
参照蒋亚吉等[14]的方法检测发酵牛肉干样品质构。 将牛肉干切成边长约1cm的小正方体样品，将质构仪测前、测中以及测后速度的参数分别设定为2 mm/s、1 mm/s、10 mm/s，探头2次下压时间间隔为10 s，触发力为5 g，选用P/36 R型的柱形探头，对牛肉干的质构特性予以测定。检测时，探头与牛肉干肌纤维平行，每个样品分别测定8～10次，去掉最大值、最小值后取平均值。
1.3.5 感官评价
组织感官评定小组，共10人，从产品的色泽、滋味与气味、组织结构、口感4个方面，对发酵牛肉干进行感官评价，满分100分，发酵牛肉干感官评价标准见表2。
表2 发酵牛肉干感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of fermented beef jerky
项目 评价标准 分数/分18～25色泽色泽自然，均匀一致，外表面呈棕色，有光泽，肉干切面玫瑰色色泽较好，较均匀，外表面呈棕色，光泽一般，肉干切面灰红发暗颜色不均匀，外表面呈暗棕色，光泽较差，肉干切面咖啡色8～17 0～7
续表
项目 评价标准 分数/分18～25滋味与气味滋味咸酸适中，发酵肉香味浓，有发酵牛肉干的独特风味，回味浓郁，无异味滋味偏酸或偏咸，发酵肉香味淡，些许酒味，回味不浓郁，无异味8～17组织结构口感滋味偏酸或偏咸，回味偏苦，风味不佳，后味不足，有酒味结构紧密，肌肉纤维完整，呈块状，软硬适中，有弹性结构较紧密，肌肉纤维完整，呈块状，有弹性结构松散，肌肉纤维断裂，弹性较差肉质适中，无明显粗糙感，有嚼劲肉质较硬，无明显粗糙感，嚼劲一般肉质有柴感，较硬，有明显粗糙感0～7 18～25 8～17 0～7 18～25 8～17 0～7
1.3.6 颜色参数测定
颜色参数测定[26]：L*值表示明亮度，正值表示偏白，负值表示偏暗；a*值表示红绿度，正值表示偏红，负值表示偏绿；b*值表示黄蓝度，正值表示偏黄，负值表示偏蓝；总色差（ΔE）表示颜色变化幅度，值越大越变色，越小越接近，其计算公式如下：
1.3.7 水分含量与水分活度测定
水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中恒温干燥法测定；水分活度参照GB 5009.238—2016《食品安全国家标准食品水分活度的测定》中水分活度仪扩散法测定。
1.3.8 数据处理
实验数据均重复测定3次。使用Microsoft Excel 2016对实验数据进行汇总并整理，数据结果以“平均值±标准差”表示。 使用Origin 2022软件进行绘图。 使用SPSS 26.1进行绘图和统计学分析，显著水平为P＜0.05。
2 结果与分析
2.1 接种量对发酵牛肉干感官、理化指标及质构的影响
以未接种发酵剂组为对照（CK），不同发酵剂接种量对发酵牛肉干感官及理化指标影响结果见图1，对发酵牛肉干质构的影响结果见图2，对发酵牛肉干颜色参数影响结果见表3。
图1 不同发酵剂接种量对发酵牛肉干感官、理化指标的影响
Fig.1 Effect of different starter inoculum on sensory and physicochemical indicators of fermented beef jerky
不同大写字母表示pH、水分含量差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示感官、水分活度差异显著（P＜0.05）。
图2 不同发酵剂接种量对发酵牛肉干质构的影响
Fig.2 Effect of different starter inoculum on texture of fermented beef jerky
不同大写字母表示硬度、内聚性、咀嚼度差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示弹性、胶着性、回复性差异显著（P＜0.05）。
表3 不同发酵剂接种量对发酵牛肉干颜色参数的影响
Table 3 Effect of different starter inoculum on color parameters of fermented beef jerky
注：不同小写字母表示颜色参数差异显著（P＜0.05）。下同。
接种量/% L*值 a*值 b*值 色差（ΔE）值CK —3.64±1.06ab 3.08±1.86ab 3.64±0.36ab 2.24±0.63a 5.23±1.83b 3 4 5 6 7 27.40±0.12c 27.80±0.41b 28.25±0.17a 26.50±0.12d 25.60±0.06e 24.80±0.05f 3.50±0.03bc 3.40±0.13c 3.70±0.03a 2.80±0.01e 3.30±0.02d 3.60±0.17ab 6.80±0.15e 7.40±0.09d 8.30±0.06bc 8.50±0.08b 8.20±0.05c 8.90±0.12a
由图1a可知，发酵剂的接种量对发酵牛肉干的pH和感官评分均有显著影响（P＜0.05）。 CK组pH值最高，为6.94。接种量为3%～5%时，pH值下降平缓且无显著差异。当接种量为5%时，牛肉干的pH值达到6.30，pH值适中，有利于发酵过程与风味形成。当接种量＞5%时，pH值降低至6.2左右，并趋于稳定，但此时酸度已影响产品的风味和口感。梁蕊芳等[15]采用复合发酵剂制备发酵牛肉干，同样发现牛肉干发酵过程中pH值快速下降，可有效抑制尸胺和腐胺的积累，提高其品质及安全性，与本研究结果一致。
同时，随着接种量在3%～7%范围内的增加，发酵牛肉干感官评分呈现先上升后下降的趋势。在接种量为3%～5%时，感官评分随之升高；在接种量为5%时，感官评分最高（93.33分），此时酸度、质构、色泽均较佳；在接种量＞5%之后，酸度过高、质构偏软，导致感官评分最低（70.00分）。 LUKMAN G L M等[16]通过评估植物乳杆菌IIA-1A5发酵香肠的感官特性和物理特性，发现添加5%的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）IIA-1A5可获得发酵香肠适宜的pH值和吸水能力，但不会改变其他物理和感官特性，与本研究结果一致。
由图1b可知，随着接种量的增加，发酵牛肉干的水分含量、水分活度均显著降低（P＜0.05）。当接种量为5%时，牛肉干的水分活度为0.842。 微生物可利用水分大幅减少，可有效抑制微生物生长。刘思婷等[17]研究了不同菌株接种量对我国北方传统风干肠品质的影响，发现随接种量增加其水分含量、水分活度显著降低，与本研究结果一致。
由图2可知，发酵剂接种量对发酵牛肉干质构的影响显著（P＜0.05），且各指标呈现不同的剂量-响应规律。CK组弹性最低（0.568），接种发酵剂后弹性即显著提高至0.70以上（P＜0.05）。接种量为3%～7%时，各组弹性在0.701～0.772之间，组间无显著差异（P＞0.05），表明接种量≥3%之后，继续增加接种量对弹性无进一步改善作用。随接种量增加，硬度呈先骤减后上升趋于平稳的趋势，CK组硬度最高，达37 456 g，显著高于其余各组（P＜0.05）；接种量3%时硬度降至24450 g，降幅34.7%；接种量4%时硬度继续下降至9 427 g，为最低点；5%～7%接种量硬度略有回升，三者无显著差异。即接种量为4%～6%时牛肉干可获得较低的硬度，利于改善咀嚼适口性。 咀嚼度变化趋势与硬度高度一致，CK组咀嚼度最大（17 252），4%接种量组最小（3 843），表明适度酸化可有效弱化肌纤维骨架，降低机械抵抗。 回复性则呈“低-高-低”抛物线，5%接种量组达到峰值0.324，显著高于其余组（P＜0.05）；CK组、6%接种量组显著低于其他组（P＜0.05），提示适度酸化可通过适度变性蛋白网络，提高形变恢复能力，而过度酸化导致网络脆化、回复性下降。内聚性在5%接种量组达到最高值0.663，显著高于CK、4%、6%、7%组（P＜0.05）。 胶着性随接种量增加呈单调递减，CK组最高，为20 372，4%接种量组最低（5 023），但5%接种量组因内聚性补偿，胶着性居中（11 412），显示其质构平衡性最佳。
牛肉干理想色度需适宜的亮度、红色度及黄色度[18]。
由表3可知，发酵剂接种量对发酵牛肉干的颜色具有显著影响（P＜0.05）。接种发酵剂后，ΔE均＞2，说明发酵牛肉干与原牛肉干产生了肉眼可见的色差，接种量＜5%时发酵牛肉干组间色差无显著差异（P＞0.05）。在接种量3%～4%范围内，随着接种量的增加，L*值与a*值、b*值均呈上升趋势，在发酵剂接种量为4%时达到最大值，L*值和a*值分别为28.25和3.70；接种量＞4%之后，L*值与a*值开始出现不同程度的下降。 而b*值随接种量增加整体呈上升趋势，在发酵剂接种量为7%时b*值达到最大值（8.9）。
综上，发酵剂接种量对发酵牛肉干感官、理化、质构、颜色等品质指标均有显著影响（P＜0.05），且接种量5%为宜。
2.2 接种量对发酵牛肉干风味的影响
不同发酵剂接种量发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图和载荷图见图3。
图3 不同发酵剂接种量发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图（a）和载荷图（b）
Fig.3 Principal component analysis score plot (a) and loading plot(b) of flavor response values by electronic nose detection of fermented beef jerky with different starter inoculum
由图3a可知，第一主成分（principal component 1，PC1）和第二主成分PC2的方差贡献率分别为76.9%和19.8%，累计方差贡献率为96.7%，＞85%，可以反映发酵牛肉干样品的总体风味信息。图中样品的置信分散，没有交叉，说明电子鼻响应值主成分分析可以区分不同接种量发酵的牛肉干样品，不同接种量组样品间存在明显的气味差异。
由图3b可知，未接种发酵剂组风味物质以芳香类物质（W1C）、烷烃（W5C）、氨气（W3C）为主，与其他接种发酵组距离较远，说明接种发酵剂后牛肉干的香气发生了较大的改变。低接种量3%、4%发酵组聚集在第三象限，表明这两组的风味较相似，风味物质以乙醇（W2S）为主，在这个接种量范围内，发酵过程促使了醇类物质的生成。5%组聚集在第一象限，其风味物质以有机硫化物（W2W）、萜类物质（W1W）为主，是牛肉干“肉香、烤香、坚果香”的核心来源。 王俊钢等[19]研究发现，在发酵剂5%接种量下，风干牛肉中的蛋氨酸、半胱氨酸反应生成二甲基三硫、含硫杂环化合物，感官评分中“烤香、坚果香”维度得分最高。高接种量6%、7%组聚集在第二象限，表明这两组的风味较相似，风味物质以甲烷（W1S）、烷烃类物质（W3S）、氮氧化物（W5S）、氢气（W6S）为主。 这说明不同的接种量对发酵牛肉干的气味物质组成产生了明显的影响，接种量对发酵牛肉干风味的形成有关键作用。
2.3 发酵温度对发酵牛肉干感官、理化指标及质构的影响
以未发酵牛肉干为对照（CK），发酵温度对发酵牛肉干感官及理化指标影响结果见图4，对发酵牛肉干质构的影响结果见图5，对发酵牛肉干颜色参数影响结果见表4。
图4 不同发酵温度对发酵牛肉干感官、理化指标的影响
Fig.4 Effect of different fermentation temperature on the sensory and physicochemical indicators of fermented beef jerky
不同大写字母表示pH、水分含量差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示感官、水分活度差异显著（P＜0.05）。
图5 不同发酵温度对发酵牛肉干质构的影响
Fig.5 Effect of different fermentation temperature on texture of fermented beef jerky
不同大写字母表示硬度、内聚性、咀嚼度差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示弹性、胶着性、回复性差异显著（P＜0.05）。
表4 不同发酵温度对发酵牛肉干颜色参数的影响
Table 4 Effect of different fermentation temperature on color parameters of fermented beef jerky
发酵温度/℃ L*值 a*值 b*值 色差（ΔE）值27 30 33 36 39 23.9±0.42c 25.6±0.36b 25.7±0.26b 27.4±0.03a 25.8±0.12b 3.0±0.13b 3.1±0.10b 2.8±0.04c 4.5±0.09a 2.5±0.02d 6.2±0.04b 6.0±0.12b 5.0±0.30c 8.9±0.06a 5.3±0.12c-2.00±0.88a 2.84±0.75ab 5.27±2.27b 2.19±0.91a
由图4a可知，与CK组pH值（6.94）相比，不同发酵温度实验组间pH降低，分布于5.31～6.53之间。发酵温度27 ℃发酵组pH值最高（6.53），推测因低温抑制乳酸菌活性，产酸速率减缓。随发酵温度升高，发酵牛肉干pH值整体呈下降趋势，在发酵温度33 ℃时发酵组pH值（6.43）出现异常上升，可能与菌群代谢偏好相关，此温度下发酵剂促进蛋白质水解，生成碱性氨基酸，中和酸性代谢产物从而延缓了pH值的降低[20]。
当发酵温度为27～33 ℃时，随发酵温度的不断升高，感官评分升高；当发酵温度为33 ℃时，感官评分最高，为93分；当发酵温度＞33 ℃之后，感官评分有所下降。适当提高温度才能促进乳酸菌更好地生长与产酸，但温度过高会影响牛肉以及乳酸菌的内源酶活性，存在着蛋白质变性、不良质地变化等风险，且过高的酸度与牛肉干的感官品质不相宜。
由图4b可知，发酵温度对发酵牛肉干的水分含量、水分活度均有显著影响（P＜0.05）。随着发酵温度的增加，水分含量显著降低（P＜0.05），水分活度先下降后上升，在发酵温度33～36 ℃区间达到最低点。当发酵温度为36 ℃时水分活度最低（0.843），与33 ℃时的水分活度（0.845）无显著差异，较低的水分活度可以获得较长的保质期。
由图5可知，除弹性外，发酵温度对牛肉干的质构指标均有显著影响（P＜0.05）。未发酵组硬度最高（37456g），弹性最低（0.568），内聚性与回复性亦处于最低平台，表明原料肉未经酸化，蛋白网络致密且缺乏弹性。当发酵温度为27 ℃时，相比于未发酵组硬度下降了19%，弹性、内聚性与回复性同时跃升至最高，胶着性与咀嚼度亦居峰值，呈现“外柔内弹”的理想质构。 但此时pH、水分活度较过高，不利于产品的贮藏。继续升温至30 ℃，硬度、咀嚼度、胶着性均显著下降（P＜0.05），弹性首次回落，提示酸化速率加快，肌原纤维骨架持续降解。33 ℃为质构拐点：硬度降至最低（12 132 g），咀嚼度、胶着性、回复性均达谷底，而弹性却逆势回升，表明此时蛋白水解与网络收缩达到平衡，样品获得“软而不烂”的口感；同时，33 ℃组内聚性最低（0.468），水分活度同步下降，有利于后续干燥与贮藏。当发酵温度＞33 ℃之后，硬度、咀嚼度、胶着性、回复性均出现显著回升（P＜0.05），弹性则保持高平台，可能与高温导致表面水分快速散失、蛋白酶部分失活及蛋白网络重聚集有关[21]。
由表4可知，发酵温度对发酵牛肉干的色度具有显著的影响（P＜0.05）。与发酵温度27 ℃组相比，不同温度下的发酵组ΔE值均＞2，说明各发酵温度与27 ℃组发酵牛肉干产生了肉眼可见的色差。在发酵温度27～36 ℃条件下，发酵牛肉干L*值呈现上升的趋势，并且在36 ℃时达到最高值（27.4），当发酵温度继续上升至39 ℃时，L*值有所下降，此时色差显著（P＜0.05）。可能是由于发酵温度过高，导致蛋白质发生变性，同时水分流失加剧，进而影响了牛肉干的质地和表面光滑度。 不同发酵温度对发酵牛肉干的a*值、b*值的影响基本一致，整体均呈现先上升后下降的趋势，在发酵温度36 ℃时达到a*值、b*值最高值（4.5，8.9），但在发酵温度33 ℃时a*值、b*值出现了异常下降，造成这种情况的原因可能是发酵温度33 ℃时，牛肉干特定代谢物发生相互作用，导致颜色出现一定异常。36 ℃组呈现最高a*值（4.5）与b*值（8.9）。 综上，发酵温度33 ℃为宜。
综上，发酵剂添加量对发酵牛肉干感官、理化、质构、颜色等品质指标均有显著影响（P＜0.05），且接种量5%为宜。
2.4 发酵温度对发酵牛肉干风味的影响
不同发酵温度发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图和载荷图见图6。
图6 不同发酵温度发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图（a）和载荷图（b）
Fig.6 Principal component analysis score plot (a) and loading plot(b) of flavor response values by electronic nose detection of fermented beef jerky with different fermentation temperature
由图6a可知，第一主成分PC1的方差贡献率为69.5%，第二主成分PC2方差贡献率为25.7%，累计方差贡献率为95.2%，＞85%，可以反映发酵牛肉干样品的总体风味信息。图中样品的置信分散，没有交叉，说明电子鼻响应值主成分分析可以区分不同发酵温度下发酵的牛肉干样品，不同发酵温度样品间存在明显的气味差异。
由图6b可知，低温组27 ℃风味物质以W6S（氢气）为主，风味单一且清淡，低温抑制了发酵菌种的产酸能力及脂解酶活性。中温组30 ℃风味物质以有机硫化物（W2W）、萜类物质（W1W）为主。中高温组33 ℃、36 ℃聚集，表明这两组的风味较相似，风味物质以烷烃（W1S）、乙醇（W2S）、烷烃类物质（W3S）、氮氧化物（W5S）为主，牛肉干中的脂类物质被水解生成游离脂肪酸，经β-氧化生成烷烃及酮类，乳酸菌产酸促进美拉德反应中间体与醇类生成。 高温组39 ℃风味物质以芳香类物质（W1C）、烷烃（W5C）、氨气（W3C）为主。不同的发酵温度对发酵牛肉干气味物质的组成有着显著的影响，温度的变化会导致牛肉干在发酵过程中产生不同种类的气味物质，发酵温度的升高可能改变了微生物代谢途径或者酶活性，从而影响气味物质的生成。
2.5 发酵时间对发酵牛肉干感官、理化指标及质构的影响
以未发酵牛肉干为对照（CK），发酵温度对发酵牛肉干感官及理化指标影响结果见图7，对发酵牛肉干质构的影响结果见图8，对发酵牛肉干颜色参数影响结果见表5。
图7 不同发酵时间对发酵牛肉干感官、理化指标的影响
Fig.7 Effect of different fermentation time on the sensory and physicochemical indicators of fermented beef jerky
不同大写字母表示pH、水分含量差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示感官、水分活度差异显著（P＜0.05）。
图8 不同发酵时间对发酵牛肉干质构品质的影响
Fig.8 Effect of different fermentation time on texture quality of fermented beef jerky
不同大写字母表示硬度、内聚性、咀嚼度差异显著（P＜0.05），不同小写字母表示弹性、胶着性、回复性差异显著（P＜0.05）。
表5 不同发酵时间对发酵牛肉干颜色参数的影响
Table 5 Effect of different fermentation time on color parameters of fermented beef jerky
发酵时间/h L*值 a*值 b*值 ΔE值CK 12 24 36 48 25.77±0.16c 26.23±0.06b 29.40±0.09a 24.96±0.13d 25.07±0.08d 4.60±0.05a 4.43±0.10bc 4.33±0.09c 4.57±0.05ab 2.63±0.03d 8.53±0.04c 8.83±0.12b 8.97±0.03a 8.77±0.08b 5.80±0.17d—4.12±1.04ab 3.41±0.19a 5.26±2.01b 5.06±0.64b
由图7a可知，随发酵时间在0～48 h范围内增加，pH值6.94快速降至5.90，发酵时间12～36 h时，pH值在6.32～6.49之间波动，无显著差异（P＞0.05），表明产酸速率与蛋白质水解生成的碱性氨基酸（如精氨酸、赖氨酸）释放达到动态平衡。朱丽君等[22]优化了调理牛排的发酵工艺，发现pH随发酵时间的延长而显著降低，在12h后不再显著下降。不同发酵时间对发酵牛肉干的感官评分也有一定影响。当发酵时间为0～24 h时，感官评分随之升高；当发酵时间为24 h时，感官评分达到最高值（91.67分）；当发酵时间＞24 h之后，感官评分有所下降。
由图7b可知，发酵时间对发酵牛肉干的水分含量、水分活度均有显著影响（P＜0.05）。随着发酵温度的增加，水分含量显著降低（P＜0.05），水分活度先下降后上升，在发酵时间24～48 h达到最低点。 发酵时间36 h时的水分活度最低（0.840），但此时发酵时间过长可能产生过酸的尖锐口感影响感官评分。而发酵时间24 h可以保证充分产酸，此时水分活度已降至低水平且与发酵时间36 h时无显著差异，同时避免了过长发酵带来的潜在风险。
由图8可知，当发酵时间在0～36 h内，发酵时间对牛肉干的质构特性均无显著影响（P＞0.05）。当发酵时间在36～48 h时，发酵牛肉干弹性、硬度、咀嚼度均降低，这可能是由于过长的发酵时间导致牛肉干中起结构支撑作用的蛋白质等营养物质过度消耗，造成发酵牛肉干质地过软。AMMARA A等[23]研究了不同清酒乳杆菌对发酵香肠理化、微生物和质构特性的影响，同样发现不同发酵时间的牛肉干内聚性、胶着度、回复性均无显著性差异，与本研究结果相似。
由表5可知，发酵时间同样对发酵牛肉干的色度具有显著影响（P＜0.05）。 与未发酵组相比，不同发酵时间组ΔE均＞2，说明不同发酵时间组与原牛肉干产生了肉眼可见的色差。 发酵时间在0～48 h范围内增加，发酵牛肉干的L*值、b*值均先上升后下降，在发酵24 h时达到最高值（L*值为29.4，b*值为8.97），且此时与CK色差显著（P＜0.05），这可能是因为在微生物代谢过程中产生了可防止发酵牛肉干氧化变色的过氧化氢酶，也可能是由于微生物直接将高铁肌红蛋白转化为红色的肌红蛋白衍生物[24]，使得牛肉干在24 h时呈现出最佳的色度表现，能保持较好的色泽稳定性和品质。未发酵原牛肉干的a*值为最高，达到4.6，发酵开始后a*值有显著下降（P＜0.05）。 当发酵进行到48 h时，L*值、a*值、b*值均显著低于其他组（P＜0.05），可能是由于影响色泽的代谢产物积累达到显著影响色度值的峰值。
综上，发酵时间对发酵牛肉干感官、理化、质构、颜色等品质指标均有显著影响（P＜0.05），且发酵时间24 h为宜。
2.6 发酵时间对发酵牛肉干风味的影响
不同发酵时间发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图和载荷图见图9。
图9 不同发酵时间发酵牛肉干风味电子鼻检测响应值主成分分析得分图（a）和载荷图（b）
Fig.9 Principal component analysis score plot (a) and loading plot(b) of flavor response values by electronic nose detection of fermented beef jerky with different fermentation time
由图9a可知，第一主成分PC1和第二主成分PC2的方差贡献率分别为63.0%和32.8%，累计方差贡献率为95.8%，＞85%，可以反映样品的总体风味信息。图中样品的置信分散，没有交叉，说明电子鼻可以区分不同发酵时间下发酵的牛肉干样品，不同发酵时间样品间存在明显的气味差异。
由图9b可知，未接种发酵组与发酵组风味差异显著，风味物质以芳香类物质（W1C）、烷烃、芳香类（W5C）、氨气（W3C）为主，显示牛肉干的初始特征风味。 发酵中期12～36 h组聚集，风味高度相似，风味物质以氢气（W6）、乙醇（W2S）、烷烃类物质（W3S）、甲烷（W1S）为主，24 h为风味稳态期，适合终止发酵以锁定醇类-烷烃特征风味。 发酵48 h风味物质以氮氧化物（W5S）、萜类物质（W1W）为主。不同发酵阶段其主要风味物质的变化反映了发酵牛肉干中的优势菌种随着发酵时间的推移而发生了演替，因其独特的代谢途径，从而导致不同发酵阶段产生了不同的风味物质[25]。
3 结论
该研究考察发酵条件对发酵牛肉干品质特性的影响。结果表明，发酵剂添加量、发酵温度及发酵时间对发酵牛肉干感官、理化、质构、颜色等品质指标及均有显著影响（P＜0.05），且接种量5%、发酵温度33 ℃，发酵时间24 h为宜。 在此条件下，发酵牛肉干pH值、感官评分、水分含量、水分活度、L*值、a*值、b*值、弹性、胶着性、回复性、硬度、内聚性、咀嚼度分别为6.37、92.70分、42.43%、0.844、26.13、2.8、6.50、0.79、8 630.13、0.257、14 195.57 g、0.578、6 824.41。发酵牛肉干风味电子鼻检测结果显示，不同接种量、发酵温度及发酵时间对发酵牛肉干气味物质的组成有着显著的影响（P＜0.05），风味以有机硫化物（W2W）、萜类（W1W）、烷烃（W1S）、乙醇（W2S）、烷烃类（W3S）、氮氧化物（W5S）为主，基于电子鼻响应值主成分分析可有效区分不同发酵条件的发酵牛肉干。 对推动内蒙古发酵牛肉干从家庭式小作坊向工业化、品牌化方向发展具有重要意义。
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