乳酸菌發酵對鳙魚肉糜菌相與品質的影響

王乃富，李春陽*，閻 征，蔣 寧，劉文旭

(江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014)

乳酸菌發酵對鳙魚肉糜菌相與品質的影響

王乃富，李春陽*，閻 征，蔣 寧，劉文旭

(江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014)

我國淡水漁業資源十分豐富，其產量約占世界總產量的2/3[1]。在我國的淡水養殖品種結構中，鳙魚(Aristichthys nobilis)是養殖規模最大的品種[2]。大量研究表明，鳙魚中蛋白質含量較高，氨基酸構成模式接近人體需要，是優質的動物蛋白資源[3]。但由于受傳統消費習慣的影響，鳙魚魚身和魚尾部分價格相對較低，生產效益不高。因此，采用新的加工技術，提高鳙魚肉的功能與品質，增加產品的附加值，已成為當前淡水魚業加工亟待解決的問題。

將乳酸菌發酵應用于魚制品加工已受到廣泛的研究和關注。Aryanta等[4]以烏魚為原料，利用乳酸菌進行發酵，抑制了腐敗菌及病原菌的生長。張風寬等[5]利用乳酸菌發酵生產鮐魚肉香腸，發現發酵能促進蛋白質分解，抑制有害菌的生長，延長產品保藏期，并使產品獲得獨特風味。廖貞如[6]以乳酸菌發酵鯖魚肉糜，可抑制鯖魚魚糜中揮發性鹽基氮(TVB-N)的生成，促進蛋白質的降解，并且該發酵產品具有降血壓、血糖及血膽固醇等功效。但是，這些研究主要采用海水魚作為原料，對淡水魚糜中特別是鳙魚肉糜中乳酸菌的發酵特性，發酵對魚肉糜的風味、口感、凝膠強度和蛋白質的影響等方面則較少報道。因此，本研究以乳酸菌發酵鳙魚肉糜，探討乳酸菌發酵對鳙魚肉糜菌相和品質變化的影響，為乳酸菌發酵鳙魚肉制品的生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選取0.5kg以上新鮮鳙魚，購于南京孝陵衛菜市場，去頭尾、內臟、鱗后，采肉，勻漿，備用。

1.2 菌種

植物乳桿菌L3(Lactobacillus plantarum L3，簡稱L3)、植物乳桿菌L8(Lactobacillus plantarum L8，簡稱L8)、保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus，簡稱Lb)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus，簡稱St)和干酪乳桿菌(Lactobacillus casei Lc35，簡稱Lc35)均由江蘇省農業科學院農產品加工研究所功能食品組保藏。

1.3 儀器與設備

TGL-16C型高速離心機 上海安亭科學儀器廠；S20型pH計 瑞士Merrler-Toledo公司；TMS-Pro質構儀美國FTC公司；T25 basic勻漿機 德國KIA公司；SPX-250B-Z型生化培養箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；Mini-protein電泳系統 美國Bio-Rad公司。

1.4 發酵劑的制備

將已活化乳酸菌菌液以體積分數3%接種量接種于MRS液體培養基中，37℃培養至對數生長期末期，4℃、8000×g離心20min，收集菌體。將菌體懸浮于已滅菌的0.85g/100mL生理鹽水中，離心收集沉淀，再懸浮于已滅菌的生理鹽水中，備用。

1.5 乳酸菌發酵鳙魚肉糜的制備

將制備好的鳙魚肉糜以3mL/100g的接種量接種乳酸菌發酵劑，攪拌均勻后，置于100mL燒杯中，37℃密閉發酵至40h，每隔8h取樣，進行菌相和品質分析。

1.6 指標測定

1.6.1 菌相測定

菌相測定參照魯長豪[7]的方法：細菌總數用PCA平板計數培養基，30℃培養48h；乳酸菌采用MRS培養基，37℃培養48h；假單胞菌采用PAS瓊脂培養基，30℃培養72h；腸桿菌用EC培養基，37℃培養24h。

1.6.2 pH值測定

取10g樣品在研缽中研細后加入90mL蒸餾水，浸提20min，過濾后取濾液用pH計測定。

1.6.3 一般成分分析

1.6.4 品質指標測定

TVB-N的測定：采用微量擴散法[7]。

凝膠強度的測定：參照邵懿[8]的方法，將發酵魚糜切為高度為3.0cm的小段，采用質構儀測量凝膠強度。記錄破斷強度和凹陷度，測定條件為：探頭為直徑5mm的球形探頭，下壓速率為60mm/min。

凝膠強度/(g·cm)＝破斷強度/g×凹陷度/cm

白度的測定：參照Benjakul等[9]方法，測定魚糜凝膠的L*、a*、b*值，白度=100－[(100－L*)2＋a*2＋b*2]1/2，式中：明度L*為黑暗色(0)到明亮色(100)，a*為紅色(60)到綠色(－60)，b*為黃色(60)到藍色(－60)。

1.6.5 乳酸菌發酵對鳙魚肉糜蛋白質的影響

氨基酸態氮(ANN)測定：采用甲醛滴定法[7]。

水溶性和鹽溶性蛋白的制備[10]：取10g發酵鳙魚肉糜與90mL 4℃預冷水混合，均質機均質2min后，于5000×g離心20min，收集上清液即為水溶性蛋白。上述所得沉淀加入5倍質量4℃冷卻的磷酸緩沖液(pH7.2，含0.6mol/L KCl)，于4℃攪拌15min使其溶解后，以5000×g離心20min，收集上清液即為鹽溶性蛋白。

對于實時監測數據顯示，每次AJAX請求為盾構機標識ID和當前時間戳TIMESTAMP，服務器端接收參數之后，從Redis數緩存中查詢出數據，并以AJAX請求中常用的JSON數據傳輸格式返回數據，對實時監測頁面進行局部的數據更新，從而達到盾構運行數據實時變化的目的。AJAX數據請求流程如圖7。

電泳分析：依據汪家政等[11]方法進行，膠體厚度為1.0mm，濃縮膠4%，分離膠10%。采用考馬斯亮藍染色法，進行固定、染色和脫色。

2 結果與分析

2.1 發酵過程中pH值的變化

圖1 不同乳酸菌對鳙魚肉糜發酵過程中pH值變化的影響Fig.1 Change in pH of minced bighead carp during fermentation

如圖1所示，鳙魚肉糜添加乳酸菌發酵劑，隨著發酵時間的延長，pH值迅速下降，發酵40h時，pH值下降至4.07～4.35。而未添加發酵劑的對照組pH值則略有下降，發酵40h時pH值為5.57。上述結果表明，乳酸菌可利用鳙魚肉糜為基質進行發酵，乳酸菌迅速增殖，分解糖后產酸，使得pH值迅速下降，從而有可能抑制鳙魚肉糜中腐敗菌和致病菌的生長。

2.2 發酵過程中菌相的變化

圖2 不同乳酸菌對鳙魚肉糜發酵過程中菌相變化的影響Fig.2 Change in microbflora of minced bighead carp during fermentation

如圖2所示，隨著發酵時間的延長，對照組與實驗組的細菌總數均顯著增加，但實驗組增加更為迅速。發酵36h時，對照組細菌總數為108CFU/g，而實驗組均達到109CFU/g以上。與對照組相比，添加發酵劑的實驗組乳酸菌數迅速增加，發酵24h后，乳酸菌均可達到109CFU/g，而對照組僅為107CFU/g。與此同時，添加乳酸菌發酵劑可有效抑制鳙魚肉糜腸桿菌和假單胞菌的增長，而對照組兩者卻增加迅速。類似的結果也見于乳酸菌發酵豬肉或牛肉香腸中。于長青等[12]以植物乳桿菌和啤酒酵母發酵牛肉香腸，發現添加發酵劑可顯著增加香腸中的乳酸菌數，同時可有效抑制其中腸桿菌的數量。H u a n g等[13]在中式豬肉香腸中接種106CFU/g的乳酸菌于30℃條件下發酵24h，發現香腸中的乳酸菌數會迅速地由106CFU/g 增加到108CFU/g，而假單胞菌、革蘭氏陰性菌以及腸桿菌的生長明顯地受到抑制。

2.3 鳙魚肉糜中一般成分的變化

表1 鳙魚肉糜一般成分的變化Table 1 Effect of fermentation with different lactic acid bacteria on proximate composition of minced bighead carp

表1顯示、乳酸菌發酵對鳙魚肉糜水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的含量影響不大，這與胡永金等[14]以乳酸菌發酵鰱魚肉漿的結果是一致的。

2.4 乳酸菌發酵對鳙魚肉糜品質的影響

2.4.1 TVB-N值的變化

圖3 不同乳酸菌對鳙魚肉糜發酵過程中TVB-N值變化的影響Fig.3 Change in TVB-N of minced bighead carp during fermentation

TVB-N是指動物性食品在腐敗過程中，由于細菌和酶的作用，蛋白質分解而形成的氨以及胺類等堿性含氮物質。此類物質具有揮發性，與動物性食品腐敗程度之間有明確的對應關系，是衡量肉類腐敗變質的重要指標[15]。發酵過程中TVB-N值的變化見圖3，實驗組的TVB-N值遠低于對照組的水平。說明由于乳酸菌的迅速增殖，鳙魚肉糜的pH值降低，抑制了腸桿菌和假單胞菌等腐敗菌的生長，而它們能利用游離氨基酸等含氮化合物產生揮發性含氮成分，從而降低了產品的TVB-N值。

圖4 不同乳酸菌對鳙魚肉糜發酵過程中凝膠強度(a)和白度(b)變化的影響Fig.4 Changes in gel strength and whiteness of minced bighead carp during fermentation

2.4.2 凝膠強度和白度的變化魚糜制品凝膠性的強弱是衡量其質量優劣的一個最重要的指標。圖4所示為乳酸菌發酵對鳙魚肉糜凝膠強度的影響，接種乳酸菌發酵劑可增強鳙魚肉糜的凝膠強度，發酵24h后，其凝膠強度為374.1～482.8g·cm，而對照組僅為115.8g·cm。類似的結果見于乳酸菌發酵吳郭魚肉中[10]。不同加工條件或加工方式凝膠的形成機制有所不同，其中pH值是影響凝膠形成的一個重要因素。Riebroy等[16]和Fretheim等[17]報道魚肉香腸的逐漸酸化是其形成優良凝膠的主要原因。發酵過程中，乳酸菌分解糖等碳水化合物獲得自身生長繁殖的碳源，并經過EMP酵解途徑將碳水化合物降解為乳酸等產物，乳酸的產生會造成魚肉糜蛋白質的pH值接近等電點，降低了蛋白質保水性，水分減少，水作為蛋白質隔離物的作用下降，蛋白質絮凝和肉顆粒互相接近使紡錘型蛋白質結構發生一系列變化，分子之間相互作用，產生新的連接，最終形成三維網狀凝膠結構。此外，詹淑云[18]報道乳酸菌所產胞外黏性物質亦可加強魚肉香腸的凝膠強度。與凝膠強度的增強相類似，乳酸菌發酵亦可增加鳙魚肉糜的白度。Yin等[19]推測魚肉白度的增加是因為蛋白質被乳酸菌蛋白酶水解，且因乳酸菌代謝生成乳酸等有機酸造成pH值下降，誘發魚肉蛋白質膠凝所致。

2.5 乳酸菌發酵對鳙魚肉糜蛋白質的影響

2.5.1 氨基酸態氮(AAN)含量變化

圖5 不同乳酸菌對鳙魚肉糜發酵過程中AAN含量變化的影響Fig.5 Change in AAN in minced bighead carp during fermentation

乳酸菌發酵肉制品在成熟期間，蛋白質發生降解生產多肽、游離氨基酸等物質，從而使肉制品中AAN含量提高，氨態氮與寡肽等成分協同作用，能有效地促進發酵肉制品風味的形成。如圖5所示，發酵40h時與對照組相比，添加發酵劑組的AAN含量都有不同程度的增加，表明發酵劑的添加更有利于鳙魚肉糜中蛋白質降解為肽或氨基酸，從而有助于產品最終風味的形成和營養價值的改善。

2.5.2 SDS-PAGE分析

鳙魚肉糜發酵40h后，分別提取其水溶性和鹽溶性蛋白，進行SDS-PAGE電泳，結果如圖6所示。

圖6 不同乳酸菌發酵鳙魚肉糜中水溶性蛋白(a)和鹽溶性蛋白(b)的SDS-PAGE電泳圖Fig.6 SDS-PAGE profile of water-soluble protein and salt soluble protein in minced bighead carp

圖6表明，水溶性蛋白或鹽溶性蛋白在未發酵時均存在高分子蛋白質，發酵40h后，水溶性和鹽溶性蛋白均存在不同程度的降解。與對照組相比，添加發酵劑的實驗組蛋白降解更為明顯。李平蘭等[20]研究表明，發酵香腸中蛋白質的水解反應主要由肉中本身的蛋白酶催化，這些酶包括鈣激活酶和組織蛋白酶。盡管微生物酶具有一定水解蛋白質的能力，但相對于肉組織酶來說，微生物酶的活性要小得多。Kato等[21]指出乳酸菌蛋白分解活性非常差，發酵香腸成熟期間蛋白質分解主要源自肉品本身的蛋白酶，添加乳酸菌之所以促進蛋白質的降解，可能是因為乳酸菌的添加，降低了肌肉pH值，從而提高肉中酸性蛋白酶的活性所致。

3 結 論

以乳酸菌發酵鳙魚肉糜，乳酸菌在鳙魚肉糜中可得到迅速增殖，顯著降低鳙魚肉糜的pH值，抑制其中假單胞菌、腸桿菌等腐敗菌的生長，抑制TVB-N的生產量，增加AAN的含量，同時還可增強鳙魚肉糜的凝膠強度和白度。SDS-PAGE凝膠電泳顯示，鳙魚肉糜水溶性和鹽溶性蛋白均存在不同程度的降解。綜上所述，乳酸菌發酵是改善鳙魚肉糜品質的一種有效方式。

[1]王錫昌. 中國水產品加工的當代思考[J]. 食品與機械, 2006, 22(4): 10-15.

[2]李琳, 趙謀明, 吳敏芝. 鳙魚抗氧化肽延緩衰老的研究[J]. 中國食品學報, 2007, 7(1): 43-47.

[3]袁曉晴, 戴志遠, 葉婧, 等. 鳙魚魚肉蛋白的酶解工藝研究[J]. 食品科技, 2009, 34(2): 136-139.

[4]ARYANTA R W, FLEET G H, BUCKLE K A. The occurrence and growth of microorganisms during the fermentation of fish sausage[J]. International Journal of Food Microbiology, 1991, 13(2): 143-155.

[5]張風寬, 王立哲. 發酵魚肉香腸的研制[J]. 肉類研究, 1999, 13(2): 20-22.

[6]廖貞如. 利用乳酸菌發酵改善魚肉特性[D]. 基隆: 國立臺灣海洋大學, 2000.

[7]魯長豪. 食品理化檢驗學[M]. 北京: 人民衛生出版社, 1995.

[8]邵懿. 冷凍竹莢魚(Trachurus trachurus)凝膠特性的研究[D]. 青島:中國海洋大學, 2008.

[9]BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, SRIVILAI C. Porcine plasma protein as proteinase inhibitor in bigeye snapper (Priacanthus tayenus) muscle and surimi[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2001, 81(10): 1039-1046.

[10]陳玉真. 乳酸菌發酵吳郭魚保健食品產制技術及生理活性之探討[D].基隆: 國立臺灣海洋大學, 2005.

[11]汪家政, 范明. 蛋白質技術手冊[M]. 北京: 科學出版社, 2000.

[12]于長青, 張麗娜. 發酵牛肉香腸中菌相變化和理化特性的研究[J]. 食品科學, 2009, 30(3): 58-61.

[13]HUANG C C, LIN C W. Change in quality of Chinese-style sausage inoculated with lactic acid bacteria during storage at 30 ℃ and 25 ℃[J]. Journal of Food Protection, 1995, 58(11): 1227-1233.

[14]胡永金, 夏文水, 劉曉永. 不同微生物發酵劑對鰱魚肉發酵香腸品質的影響[J]. 安徽農業科學, 2007, 35(6): 1790-1791.

[15]馬德功. 發酵香腸中乳酸菌的分離、篩選及其應用[D]. 濟南: 山東輕工業學院, 2008.

[16]RIEBROY S, BENJAKUL S, VISESSANGUAN W, et al. Physical properties and microstructure of commercial Som-fug, a fermented fish sausage[J]. European Food Research and Technology, 2005, 220(5/6): 520-525.

[17]FRETHEIM K, EGELANDSDAL B, HARBITZ O, et al. Slow lowering of pH induces gel formation of myosin[J]. Food Chemistry, 1985, 18 (3): 169-178.

[18]詹淑云. 乳酸菌生產胞外黏性物質以及魚與魚肉漿乳酸菌發酵食品之探[D]. 基隆: 國立臺灣海洋大學, 2001.

[19]YIN L J, JIANG S T. Pediococcus pentosaceus L and S utilization in fermentation and storage of mackerel sausage[J]. Journal of Food Science, 2001, 66(5): 742-746.

[20]李平蘭, 沈清武, 孫成虎. 微生物酶與肉組織酶對干發酵香腸中游離氨基酸的影響[J]. 食品與發酵工業, 2005, 31(5): 134-138.

[21]KATO T, TAHARA T, SUGIMOTO M, et al. Proteolysis in semi-dry fermented sausage[J]. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi, 1990, 7(9): 715-721.

摘 要：以不同乳酸菌菌株發酵鳙魚肉糜，對其發酵過程中菌相和品質變化進行分析。結果表明：乳酸菌發酵可顯著降低鳙魚肉糜的pH值，抑制腐敗菌的生長，降低揮發性鹽基氮的生成量，同時還可增強鳙魚肉糜的凝膠強度和白度。SDS-PAGE分析表明，乳酸菌發酵可促進鳙魚肉糜蛋白質的降解。
關鍵詞：鳙魚肉糜；乳酸菌；發酵；微生物；品質

Effect of Lactic Acid Fermentation on Microflora and Physico-chemical Properties of Minced Bighead Carp

WANG Nai-fu，LI Chun-yang*，YAN Zheng，JIANG Ning，LIU Wen-xu
(Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Minced bighead carp was fermented by different strains of lactic acid bacteria and the changes in its microflora and physico-chemical properties during fermentation were analyzed. The results showed that lactic acid fermentation could notably decrease the pH of minced bighead carp and inhibit the growth of other microorganisms such as spoilage bacteria. Meanwhile, the content of TVB-N in minced bighead carp was reduced and its gel strength and whiteness were enhanced. SDS-PAGE studies indicated that lactic acid fermentation could propel the decomposition of protein in the minced bighead carp.

minced bighead carp；lactic acid bacteria；fermentation；microflora；properties

TS254.5

A

1002-6630(2011)07-0092-05

2010-07-14

江蘇省農業科技自主創新資金項目(cx(08)143)

王乃富(1977—)，男，副研究員，博士，研究方向為食品生物技術。E-mail：naifuwang@163.com

*通信作者：李春陽(1966—)，男，副研究員，博士，研究方向為功能食品。E-mail：lichunyang968@126.com