牛肉脂肪干法分提与微氧化风味强化协同优化及其贮藏稳定性研究

《Food Chemistry: X》：Optimization of dry fractionation and micro-oxidation flavor enhancement for beef tallow combined with storage stability study

本研究针对牛油高饱和脂肪酸(SFA)含量及易氧化劣变等问题，通过优化干法分提(44 °C, 8 h, 6 °C/h)与微氧化(150 °C, 40 min, 130 L/h)工艺，成功开发出低饱和度、风味增强且贮藏稳定的功能性牛油。分提使不饱和脂肪酸(UFA)增加7.60%，油酸提升5.37%；微氧化生成49种挥发性化合物(VOCs)，醛类(~80%)主导愉悦风味。贮藏试验表明，分提风味强化牛油(FFET)在4 °C密封避光条件下稳定性最佳，为高值化利用牛肉脂肪资源提供了技术框架。

　　

在全球牛肉产量持续增长的背景下，如何高效利用屠宰副产物——牛肉脂肪，成为肉类加工业面临的重要课题。牛油因其良好的热稳定性和独特风味，被广泛用于起酥油、人造黄油、调味料和火锅底料等二次加工产品中。然而，传统牛油含有较高水平的饱和脂肪酸(SFA)，如硬脂酸和棕榈酸，长期摄入可能增加高血压、高血脂和心血管疾病的风险。此外，牛油在贮藏过程中易受光、热、氧气等因素影响而发生氧化酸败，导致品质劣变。开发低SFA含量、风味丰富且贮藏稳定性好的功能性牛油产品，已成为畜禽副产物综合利用领域的关键焦点。

为攻克这些技术难题，甘肃农业大学食品科学与工程学院的研究团队在《Food Chemistry: X》上发表了创新性研究，首次将干法分提与微氧化风味强化技术相结合，系统优化了牛油加工工艺，并深入评估了其贮藏稳定性。研究人员通过单因素实验优化了干法分提的冷却速率、结晶时间和结晶温度等关键参数，以熔点(MP)和碘值(IV)为主要指标筛选最佳条件。同时，通过调控氧化温度、时间和氧气流速进行微氧化风味强化，以酸值(AV)和过氧化值(PV)监控氧化程度。采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析挥发性风味物质(VOCs)，并通过测定AV、PV、IV、皂化值(SV)、丙二醛(MDA)含量等指标，系统评估了不同贮藏条件(温度、空气、光照)下原料牛油(RT)、风味强化牛油(FET)和分提风味强化牛油(FFET)的稳定性。

3.1. 干法分提工艺优化

通过单因素实验确定了干法分提的最佳工艺条件：冷却速率6 °C/h、结晶时间8 h、结晶温度44 °C。在此条件下，牛油的MP显著降低，IV显著升高，表明不饱和度有效提高。缓慢冷却有利于形成均匀稳定的晶体，避免不饱和脂肪酸被包裹，从而最大化液态组分中的UFA含量。

3.2. 分提后牛油的理化性质

优化分提工艺后，牛油的PV、AV、SV和MDA值略有升高，但仍远低于中国国家标准GB 10146–2015规定的安全限值，证明了该工艺在提升不饱和度的同时能保证产品的食用安全性与品质。

3.3. 干法分提对牛油脂肪酸组成的影响

分提处理后，牛油中UFA总量显著增加7.60% ± 0.09%，其中油酸含量显著增加5.37% ± 0.63%，成为主要脂肪酸。而肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸等SFA含量显著降低。这得益于SFA较高的熔点，使其在控温结晶过程中优先析出，从而实现UFA在液相中的富集。

3.4. 微氧化风味强化工艺优化

通过单因素实验确定微氧化的最佳条件为：氧化温度150 °C、氧化时间40 min、氧气流速130 L/h。在此条件下，AV和PV处于较低水平，表明氧化程度得到有效控制，处于诱导期结束、增殖期开始的关键点，有利于愉悦风味物质的形成而避免过度氧化产生劣变气味。

3.5. 不同风味强化条件下的VOCs

在最佳氧化条件下，通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME/GC-MS)从牛油中鉴定出49种VOCs，其中醛类化合物占主导地位(最高达80.16%)。己醛(青草味)、庚醛(脂肪香、油味、果香)、辛醛、(E)-2-庚烯醛、(E)-2-癸烯醛和壬醛等共同构成了牛油的特征脂肪香气。虽然检测到部分酸类和醇类，但其感官阈值较高，对整体风味的贡献相对较小。

3.6. 不同处理VOCs的PCA分析

主成分分析(PCA)显示，前两个主成分(PC1和PC2)累计解释了65.8%的方差。氧化温度是影响VOCs形成的最主要因素，氧化时间和氧气流速也呈现显著影响。不同氧化参数下的样品呈现明显分离，证实了工艺参数对风味物质组成的决定性作用。

3.7. 风味强化前后牛油的贮藏稳定性

3.7.1. 温度对贮藏稳定性的影响

贮藏温度显著影响牛油的品质。4 °C低温贮藏能有效延缓所有牛油样品(RT、FET、FFET)的感官品质劣变和氧化指标(AV、PV、MDA、SV)上升，IV保持稳定。45 °C高温则加速了氧化酸败过程。尽管FFET因UFA含量高而初始氧化敏感性较高，但其在不同温度下的变化趋势与RT一致，且各项指标均合格，表明其具有良好的贮藏稳定性。

3.7.2. 空气对贮藏稳定性的影响

密封贮藏能显著抑制牛油的氧化劣变。与敞口贮藏相比，密封条件下各牛油样品的感官评分下降缓慢，AV、PV、MDA的上升幅度和IV的下降幅度均显著降低。这表明减少氧气接触是延长牛油货架期的关键措施。FFET在密封条件下表现出优于RT的风味保持能力。

3.7.3. 光照对贮藏稳定性的影响

避光贮藏对维持牛油稳定性至关重要。光照会加速牛油感官品质的下降，并显著促进AV、PV、MDA的升高和IV的降低。避光贮藏则能有效减缓这些变化，延长产品的保质期。FFET等UFA含量高的产品更需要避光包装。

本研究成功地将干法分提与微氧化风味强化技术相结合，开发出一种低饱和度、风味增强且贮藏稳定性良好的功能性牛油。优化后的干法分提工艺(44 °C, 8 h, 6 °C/h)显著提高了UFA含量；微氧化工艺(150 °C, 40 min, 130 L/h)有效生成了以醛类为主的愉悦风味物质。系统的贮藏稳定性研究表明，低温(4 °C)、密封、避光是保持产品品质的关键条件。该研究为动物脂肪的高值化利用提供了新的技术路径，开发的功能性牛油在烘焙起酥油、人造黄油等食品工业中具有广阔的应用前景。未来研究可集中于提高产品的氧化稳定性、进行中试放大验证以及评估其在复杂食品基质中的应用效果。