添加發(fā)酵劑對豬肉脯品質(zhì)的影響

樊明明,郇延軍,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

添加發(fā)酵劑對豬肉脯品質(zhì)的影響

樊明明,郇延軍*,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

分別利用戊糖片球菌,植物乳桿菌,肉糖葡萄球菌單一菌種和復合菌種對原料肉進行發(fā)酵,生產(chǎn)發(fā)酵型豬肉脯,分析了成品質(zhì)構、水分活度、肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)和感官品質(zhì)等指標的變化。結果表明:與對照組相比,發(fā)酵可以明顯改善產(chǎn)品的質(zhì)構和感官品質(zhì)。其中經(jīng)肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復配發(fā)酵的產(chǎn)品剪切力可降低39.8%,MFI由對照組42.87提高到84.73。各發(fā)酵組的水分活度(Aw)和水分含量無顯著區(qū)別,但與對照組相比有顯著下降(p<0.05)。添加肉糖葡萄球菌發(fā)酵組和三組復配發(fā)酵組豬肉脯感官評分顯著高于對照組(p<0.05)。

發(fā)酵劑,質(zhì)構,肌原纖維小片化指數(shù),感官評定

肉脯是用除去筋腱的豬、牛瘦肉為原料,經(jīng)切片、調(diào)味、腌制、攤篩、烘干、烤制等工藝制成的即食產(chǎn)品,是我國知名的傳統(tǒng)肉制品,具有高蛋白、低脂肪、味道鮮美等特點,深受人們喜愛。傳統(tǒng)工藝條件下,豬肉脯生產(chǎn)經(jīng)過較長時間的烘干過程和短時間的焙烤過程,使產(chǎn)品質(zhì)地較硬,也影響了產(chǎn)品的彈性和咀嚼性;另外傳統(tǒng)工藝中,產(chǎn)品風味主要靠美拉德反應形成,導致風味單一[1]。改善豬肉脯質(zhì)構、豐富其風味是生產(chǎn)人員和研究人員共同關心的課題。嫩度是評價肉制品食用品質(zhì)的一個重要指標,主要涉及到產(chǎn)品的咀嚼性、硬度和剪切力。研究表明:破壞肌原纖維的完整性,提高肌原纖維小片化程度可以降低剪切力,提高肉制品的嫩度[2]。蛋白酶可以促進蛋白質(zhì)降解,提高肌原纖維蛋白降解程度。通過由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的外源蛋白酶的作用提高蛋白質(zhì)降解程度是一種重要的加工方式[3-4]。Leroy等[5]報道指出,肉經(jīng)微生物發(fā)酵,促進了蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等大分子物質(zhì)的降解,破壞了肌肉組織的完整性、改善了質(zhì)構,提高產(chǎn)品的消化吸收率及營養(yǎng)價值,同時利用葡萄球菌和乳酸菌的發(fā)酵還能夠促進酯類物質(zhì)等風味成分的形成[6],改善產(chǎn)品的風味及提高產(chǎn)品的保藏性[7]。我國發(fā)酵肉制品很多,但利用發(fā)酵工藝改進肉脯的相關研究較少。本研究利用植物乳桿菌、戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌單一菌種和復合菌種進行發(fā)酵型豬肉脯的生產(chǎn)。并對主要的品質(zhì)指標進行分析,以期為發(fā)酵型豬肉脯生產(chǎn)的菌種選用和改善產(chǎn)品的質(zhì)構及風味品質(zhì)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

戊糖片球菌(Pedicoccuspentosaceus) 編號GIM1.428,植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)編號GIM1.191,肉糖葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)編號GIMT1.044,購于廣東省微生物菌種保藏中心。新鮮豬前腿肉和雞精、魚露等購于當?shù)爻?。紅曲紅、乙基麥芽酚均為市售食品級,其他試劑均為分析純。MRS(Man Rogosa Sharp)培養(yǎng)基,參照GB478912-2003,用于活化培養(yǎng)乳酸菌;營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基,參照GB478912-2003用于肉糖葡萄球菌的活化、傳代及制備發(fā)酵劑。

DUG-9123A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；FA-st Lab水分活度儀 法國；TA-XT plus型質(zhì)構分析儀 英國Stable Micro Systems公司；離心機SIGMA2-16K 德國西格瑪公司；其他為實驗室常規(guī)儀器。

1.2 實驗方法

1.2.1 發(fā)酵劑的制備 將菌種活化,作為種子液。按5%接種量,37 ℃ 靜置培養(yǎng)到對數(shù)生長期。將100 mL增殖培養(yǎng)液離心(4000 r/min 10 min),倒掉上清液,菌體沉淀用5 mL無菌生理鹽水(0.85%)懸浮,即得到需要的液體發(fā)酵劑。制備的發(fā)酵劑,經(jīng)過活菌計數(shù)后用于生產(chǎn)。

1.2.2 發(fā)酵豬肉脯加工工藝流程及操作要點 原料選擇→預處理→冷凍→切片→發(fā)酵、腌制→攤篩→烘干→涂油→烤制→壓平切割→包裝→指標測定。操作要點[4]如下。

原料選擇、預處理:選擇豬后腿肉,去除可見脂肪、結締組織。

冷凍、切片:冷凍主要是便于切片,將肉順著肌肉纖維方向切成2 mm厚的薄片,自然解凍。

發(fā)酵、腌制:先發(fā)酵后腌制。添加1%葡萄糖作為菌種碳源,發(fā)酵在濃度為葡萄糖溶液(用無菌生理鹽水配制濃度為20%)和液體發(fā)酵劑混合液中進行。濕度恒定為80%,15 ℃發(fā)酵6 h,25 ℃發(fā)酵30 h[8-9]。發(fā)酵結束后在4 ℃冰箱中腌制2 h。其中肉∶蔗糖∶混合料質(zhì)量比為100∶26.67∶2.4,混合料中各組分之間配比為白胡椒粉∶復合磷酸鹽∶雞精∶味精∶乙基麥芽酚∶紅曲米=15∶25∶25∶33∶4.3∶1。

攤篩:肉片攤在篩網(wǎng)上,相互之間盡量不留空隙。

烘干:65 ℃烘干0.5 h,55℃烘干3 h,烘干期間每隔半個小時翻一次。

烤制:烤制溫度為22℃,時間為3 min。

對照組按傳統(tǒng)工藝制作,選豬后腿精肉、冷凍、切片、腌制、攤篩、烘干、烤制、冷卻。操作要點同上。

1.2.3 實驗設計 本實驗設計7組,分別添加不同組合的發(fā)酵劑進行發(fā)酵豬肉脯的制作,具體見表1。

表1 實驗設計

實驗中每組發(fā)酵劑接種總量均為3×107cfu/g。植物乳桿菌和戊糖片球菌同屬乳酸菌,本實驗溫度下,二者復配會在較短時間內(nèi)使肉料的pH降到5.0,較短時間的發(fā)酵不利于發(fā)酵型豬肉脯風味的形成及其他成分的降解,因此實驗中并未采用二者復配制作發(fā)酵型豬肉脯。樣品制作完畢冷卻包裝待指標測定。

1.2.4 相關指標的測定

1.2.4.1 菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測定 菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2010食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定的方法進行。TVB-N的測定參照GB/T5009.44-2003中揮發(fā)性鹽基氮半微量定氮法。

1.2.4.2 豬肉脯pH測定 參考GB/T 9695.5-2008和Yang[10]的方法測定。將樣品用剪刀剪碎,稱取3 g,加入27 mL蒸餾水,均質(zhì)1 min,隨后用pH計測定pH。每個樣品測三次。測定前對pH計進行校準,25 ℃,校準緩沖液pH4.00、pH6.88。

1.2.4.3 剪切力和全質(zhì)構的測定 樣品剪切力測定參照李培紅實驗方法[4]。TPA測定參考Pialr Trespalaeios[11]實驗方法并稍作修改,用剪刀將室溫保存的豬肉脯剪成2 cm×1 cm的長方形,TPA實驗選用 P/36R探頭,設置參數(shù):測試模式:壓縮;測試前速度:1 mm/;測試速度:3 mm/s;測試后速度:3 mm/s;壓縮比為 60%;2次激活感應力:15 g。平行測定五次。

1.2.4.4 肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)的測定 參考Karumendu等[12]的方法略加修改進行測定。取2 g剪切好的豬肉脯(除去肉眼可見的脂肪和結締組織),在20 mL 2 ℃的MFI緩沖溶液中(緩沖溶液含100 mmol/L KC1,1 mmol/L EDTA(二鈉鹽),25 mmol/L磷酸鉀(7 mmol/L的KH2PO4與18 mmol/L的K2HPO4,使緩沖液在4～5 ℃條件下pH為7.0),1 mmol/L NaN3),用組織搗碎機搗碎攪勻,勻漿液在4000 r/min離心15 min,將上清液緩慢倒出,沉淀繼續(xù)在10 mL緩沖液中,攪拌制成懸液,4000 r/min離心15 min。慢慢倒出上層清液。沉淀在5 mL的緩沖溶液制成懸液通過400 μm2的尼龍紗布以除去結蹄組織及碎片,再用5 mL的緩沖溶液幫助肌原纖維通過篩孔。纖維懸液的蛋白質(zhì)濃度根據(jù)雙縮脲法測定。然后用MFI緩沖溶液調(diào)整懸浮液蛋白濃度為(0.5±0.05)mg/mL,在540 nm測吸光度,將所得結果乘以200后便得到豬肉脯的MFI值。

1.2.4.5 水分含量和水分活度的測定 樣品中水分含量的測定參照GB/T 9695.15-2008。水分活度測定前將樣品在室溫下用料理機打碎,各組樣品打碎時間保持一致,每組測定三個平行。

1.2.4.6 感官測定 邀請20位經(jīng)過培訓的食品專業(yè)碩士生其中男生10名,女生10名,嚴格按照評定標準對發(fā)酵產(chǎn)品進行感官評分,結果取平均值。評分采用九點標度法:滿分9分。9:極好;8:良好;7:好;6:次好;5:一般;4:一般以下;3:差;2:很差;1:極差,對每一項進行評分,然后按照每一項所占權重進行加和,最后換算成9分制進行數(shù)據(jù)分析。

表2 感官評定標準表

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 實驗結果用SPSS 19統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,利用Origin 8.5作圖。

2 結果與分析

2.1 添加不同發(fā)酵劑對豬肉脯菌落總數(shù)和TVB-N的影響

由圖1可知,單加肉糖葡萄球菌組菌落總數(shù)和TVB-N顯著高于對照組和其他發(fā)酵組。肉糖葡萄球菌不產(chǎn)酸,無法抑制雜菌生長,因此肉糖葡萄球菌應該和乳酸菌復配作為發(fā)酵劑制作發(fā)酵肉制品。戊糖片球菌和植物乳桿菌都是乳酸菌,Talon[13]研究表明乳酸菌在發(fā)酵過程中通過降低pH可抑制雜菌和致病菌的生長,阻止雜菌利用游離氨基酸等含氮化合物產(chǎn)生揮發(fā)性含氮成分。此外,乳酸菌產(chǎn)酸作用可使肉中酸堿中和,使揮發(fā)性鹽基總氮含量增加緩慢[14]。雖然除T-2組外的其他發(fā)酵組的TVB-N量均顯著高于對照組(p<0.05),但是根據(jù)Xiong[15]文獻豬肉中TVB-N含量小于5 mg/100 g都在可食范圍。

圖1 不同發(fā)酵劑對豬肉脯菌落總數(shù)和TVB-N的影響Fig.1 The total number of bacterial colony andTVB-N change of pork jerky produced by fermented 注:a～f柱形圖上含有不相同字母為差異顯著(p<0.05),圖3同。

2.2 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵過程中pH變化的影響

如圖2所示,除肉糖葡萄球菌組外,其他各組豬肉脯的pH在12～30 h時間段內(nèi)下降迅速,之后緩慢下降。pH在發(fā)酵前期基本不變的原因可能是發(fā)酵劑中微生物要適應新的生長環(huán)境;發(fā)酵中期適應環(huán)境之后微生物快速繁殖,植物乳桿菌和戊糖片球菌將碳水化合物分解成乳酸降低肉的pH;發(fā)酵后期pH變化緩慢是由于代謝產(chǎn)物的積累使微生物的生長受到抑制。這與楊華等[16]在25～28 ℃鯰魚發(fā)酵香腸的pH變化的趨勢一致。單一菌種發(fā)酵T-3組較T-2組pH下降較快,是因為在接種量相同的情況下植物乳桿菌產(chǎn)酸速度較戊糖片球菌快;每組菌種添加量總量相同,兩種乳酸菌可利用碳源的量越少,pH下降越慢,因此單加戊糖片球菌組和單加植物乳桿菌組較其他組的pH下降較快;三種菌復配發(fā)酵組較兩種菌復配的發(fā)酵組pH下降較快,是因為兩種乳酸菌共同作用降低pH;T-1組肉糖葡萄球菌單一作為發(fā)酵劑制作豬肉脯時,pH基本不變,發(fā)酵過程中無法抑制其他雜菌的生長(圖1),產(chǎn)品的穩(wěn)定性得不到保障。

圖2 發(fā)酵過程中pH的變化Fig.2 The pH change of pork jerky produced by fermented

2.3 不同發(fā)酵劑對豬肉脯剪切力和MFI的影響

剪切力是衡量肉制品嫩度的一個重要指標,MFI表示肌原纖維的降解程度,蛋白質(zhì)降解程度越大,MFI值越大,剪切力越小,肉的嫩度越大。由圖3可知,同對照組比較,T-1組、T-2組、T-5組、T-6組剪切力分別降低了26.4%、21.35%、39.8%、31.9%,MFI由對照組的42.87分別增大到76.3、72.01、84.73、78.96,其中復配發(fā)酵組較單一菌種組樣品剪切力降低程度更大、MFI值更高。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌能夠產(chǎn)生蛋白酶提高肉制品生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)的降解程度,提高MFI值,剪切力變小[6]。圖3b T-5和T-6復配組的MFI均大于單加肉糖葡萄球菌組,是因為pH降低利于肌原纖維蛋白的降解,并且一定范圍內(nèi)pH越低肌原纖維降解程度越大[17]。因此用戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌復配,或者三種菌復配制作發(fā)酵型豬肉脯可提高制品嫩度。

表3 不同發(fā)酵劑對豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

圖3 不同發(fā)酵劑發(fā)酵豬肉剪切力和MFI的影響Fig.3 Shearing force and MFI ofpork jerky fermented by different starter cultures

注:
注:a～f同列含有不相同字母為差異顯著(p<0.05),表4同。

2.4 不同發(fā)酵劑對豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

硬度表示物體變形所需要的力,反映食品堅硬程度;咀嚼性是指把固態(tài)食品咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)所需要的能量,是食品的重要品質(zhì)特性,咀嚼性越小,食品越容易吞咽。由表3可知,同對照組相比,發(fā)酵型豬肉脯的咀嚼性、硬度顯著降低(p<0.05),各組間彈性和凝聚性差別不大。其中戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌(T-5)復配制作發(fā)酵型豬肉脯硬度最低,咀嚼性最低,最易咀嚼和吞咽。在發(fā)酵過程中肉糖葡萄球菌產(chǎn)生蛋白酶促進蛋白質(zhì)降解[18],肌肉間連接蛋白質(zhì)得到降解,肌肉完整性得到破壞,肌肉間相互作用力減小,剪切力降低,豬肉脯易咀嚼[10]。

2.5 不同發(fā)酵劑對豬肉脯水分含量、Aw和感官評價的影響

發(fā)酵型豬肉脯的Aw和水分含量顯著低于對照組,發(fā)酵組間無顯著性差異(p<0.05)。其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復合發(fā)酵組(T-5)Aw降低了22.9%,發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)降解,結構松散,肉的持水性降低,水分更容易散失[16]。T-1、T-4、T-5、T-6四組肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶,促進蛋白質(zhì)和脂肪降解生成氨基酸和游離脂肪酸等小分子風味物質(zhì),使發(fā)酵型豬肉脯持特有的風味,且較易咀嚼,因此更受感官評定員喜愛[5],感官評評分顯著提高(p<0.05)。植物乳桿菌組、戊糖片球菌組較對照組得分比較低,是因為兩組豬肉脯pH分別為4.47、4.58,有一種令人不愉悅的味道。因此兩種乳酸菌不適合單獨作為發(fā)酵劑制作發(fā)酵型豬肉脯。

表4 不同處理的豬肉脯水分和感官評定結果

3 結論

戊糖片球菌產(chǎn)酸降低原料肉pH抑制雜菌的生長,同時與肉糖葡萄球菌共同作用促進蛋白質(zhì)降解和風味物質(zhì)的形成,兩種菌復配發(fā)酵后豬肉脯的剪切力、硬度和咀嚼性顯著性降低,改善了豬肉脯質(zhì)構;其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復合發(fā)酵感官評分最高,故也改善了豬肉脯的感官特性;另外發(fā)酵顯著降低了豬肉脯的Aw和水分含量(p<0.05),提高豬肉脯的保藏性。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復配可以作為發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵型豬肉脯。

[1]李培紅,郇延軍,李艷,等. 雙酶法改善豬肉脯質(zhì)構的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2010(5):126-132.

[2]Koohmaraie M,Kent M P,Shackelford S D,et al. Meat tenderness and muscle growth:is there any relationship?[J]. Meat science,2002,62(3):345-352.

[3]褚潔明,姚芳,劉靖,等. 蛋白酶在豬肉脯嫩化加工中的應用研究[J]. 食品研究與開發(fā),2009,29(12):37-40.

[4]李培紅. 嫩化和保濕聯(lián)合作用改善豬肉脯品質(zhì)的研究[D].無錫:江南大學,2010.

[5]Leroy F,Verluyten J,De Vuyst L. Functional meat startercultures for improved sausage fermentation[J]. International journal of food microbiology,2006,106(3):270-285.

[6]Olesen P T,Meyer A S,Stahnke L H. Generation of flavour compounds in fermented sausages-the influence of curing ingredients,Staphylococcus starter culture and ripening time[J]. Meat science,2004,66(3):675-687.

[7]Fadda S,López C,Vignolo G. Role of lactic acid bacteria during meat conditioning and fermentation:Peptides generated as sensorial and hygienic biomarkers[J]. Meat science,2010,86(1):66-79.

[8]Candogan K,Wardlaw F B,Acton J C. Effect of starter culture on proteolytic changes during processing of fermented beef sausages[J]. Food chemistry,2009,116(3):731-737.

[9]周亞軍,閆琳娜,錢曦,等. 發(fā)酵鹿肉制品的發(fā)酵特性與工藝配方優(yōu)化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2009(6):130-134.

[10]Yang H S,Hwang Y H,Joo S T,et al. The physicochemical and microbiological characteristics of pork jerky in comparison to beef jerky[J]. Meat science,2009,82(3):289-294.

[11]Trespalacios P,Pla R. Simultaneous application of transglutaminase and high pressure to improve functional properties of chicken meat gels[J]. Food Chemistry,2007,100(1):264-272.

[12]Karumendu L U,Ven R,Kerr M J,et al. Particle size analysis of lamb meat:Effect of homogenization speed,comparison with myofibrillar fragmentation index and its relationship with shear force[J]. Meat science,2009,82(4):425-431.

[13]Talon R,Montel M C,Berdague J L. Production of flavor esters by lipases of Staphylococcus warneri and Staphylococcus xylosus[J]. Enzyme and microbial technology,1996,19(8):620-622.

[14]Hu Y,Xia W,Liu X. Changes in biogenic amines in fermented silver carp sausages inoculated with mixed starter cultures[J]. Food chemistry,2007,104(1):188-195.

[15]Xiong L,Hu Y,Liu C,et al. Detectioon of total volatile basic nitrogen(TVB-N)in pork using fourier transform near-infrared(FI-NIR)spectroscopy and cluster analysis for quality assurance[J].Transactions of the ASABE,2012,55(6):2251-2255

[16]楊華,張亞杰,馬儷珍. 發(fā)酵劑及抗氧化劑對鯰魚發(fā)酵香腸品質(zhì)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2010(9):166-171.

[17]Hopkins D L,Thompson J M. Factors contributing to proteolysis and disruption of myofibrillar proteins and the impact on tenderisation in beef and sheep meat[J]. Crop and Pasture Science,2002,53(2):149-166.

[18]Landeta G,Curiel J A,Carrascosa A V,et al. Characterization of coagulase-negative staphylococci isolated from Spanish dry cured meat products[J]. Meat science,2013,93(3):387-396.

Effect of different starter cultures on quality of pork jerky

FAN Ming-ming,HUAN Yan-jun*,WENG Mei-fen,ZHENG Jia-fei

(School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

UsingPediococcuspentosaceus,Lactobacillusplantarum,Staphylococcusonly or the combinations as starter cultures to make pork jerky,the production of fermented pork jerky were analyzed,including the change of product texture,water activity,myofibrillar fragmentation index(MFI)and sensory quality and other indicators. The results showed that:compared with the control group,fermentation could significantly improve the texture and sensory quality of the product. Shearing force of the product which was fermented byStaphylococcusand P.pentosaceuswas reduced by 39.8%,MFI was increased from 42.87 to 84.73. Water activity(Aw)and moisture content of each fermentation group had no significant difference.But compared with the control group,the Aw and moisture content of each fermentation group decreased significantly(p<0.05).The sensory scores of the jerky fermented byStaphylococcusonly and the groups of complex fermentation was significantly higher(p<0.05).

starter cultures;texture;myofibril fragmentation index;sensory evaluation

2014-10-23

樊明明(1988-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學與工程，E-mail：fanmm0601@163.com。

*通訊作者:郇延軍(1963-)，男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

TS251.5

A

1002-0306(2015)15-0122-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.018