乳酸菌對羊肉風干香腸的影響

趙　冰，李　素，2，成曉瑜，喬曉玲，李家鵬，曲　超，艾　婷，王守偉，*

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京食品科學研究院，北京100068；2.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457）

乳酸菌對羊肉風干香腸的影響

趙冰1，李素1，2，成曉瑜1，喬曉玲1，李家鵬1，曲超1，艾婷1，王守偉1，*

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京食品科學研究院，北京100068；2.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457）

通過檢測乳酸菌對產品感官、微生物、pH值、水分活度、水分含量、生物胺含量、蛋白質降解指數、游離氨基酸含量指標的影響，研究乳酸菌發酵劑對羊肉風干香腸品質的影響。結果表明，添加乳酸菌發酵劑對產品的感官性質具有顯著的影響，可以改善產品的色澤和風味，對產品的微生物數量、pH值、生物胺含量、蛋白質降解指數和氨基酸含量都有顯著的影響，而對產品的水分含量和水分活度影響不大，通過乳酸菌的發酵作用，乳酸菌發酵劑實驗組最終產品pH值為5.18，蛋白質降解指數為17.97%，氨基酸總量達到3933.67mg/100g，都要高于空白組產品。因此，通過添加乳酸菌，可以顯著改善產品的感官品質和營養品質，同時降低安全隱患。

乳酸菌；羊肉；蛋白質；氨基酸

風干腸是以肉為原料，經過切丁，配以輔料攪拌、灌腸、發酵、成熟干制而成的一類肉制品，是我國傳統肉制品中非常重要的品種之一［1］，其風味濃郁，味道鮮美，同時具有較長的貨架期，得到消費者的認可和喜愛。

目前，風干腸的加工仍然以自然發酵［2］為主，該方法發酵時間較長，對環境條件要求較高，不利于品質控制，造成產品品質不穩定，影響了企業的經濟效益［3］；部分企業采用高溫烘烤使產品強制失水，該方法雖然縮短了生產周期，但是造成了產品品質的下降［4］。因此，如何在保持產品品質的前提下縮短生產周期就成為研究的熱點。

乳酸菌最早是從發酵肉制品中分離出來的［5］，也是自然發酵過程中活性最高的微生物，原料肉經過乳酸菌的發酵后，產品的pH值下降到4.8～5.2，增加了產品的安全性［6-7］，同時解決了傳統自然發酵工藝時間長，產品品質不穩定的問題。近年來，國內有關研究人員開始關注乳酸菌在風干腸發酵過程中的作用，趙俊仁等［8］發現乳酸菌發酵劑可快速啟動風干腸的發酵過程，促進風干腸的成熟，井樂剛等［9］發現乳酸菌發酵劑可以改善風干腸產品的品質，張蘭威等［10］發現乳酸菌可促進風干腸的發酵和成熟，產品的品質指標優于自然風干產品。由此可見，將乳酸菌應用到羊肉風干香腸中改善產品品質，縮短生產周期是切實可行的。但是乳酸菌在風干腸中的應用仍處于研究階段，還沒有相關企業應用該技術進行生產，主要是由于乳酸菌對中式香腸加工品質的影響機理及安全性等問題還沒有完全解決，同時發酵劑的加入需要增加成本，因此，需要在研究中進一步完善乳酸菌發酵劑在加工過程中的食用安全性，并進一步降低成本。本實驗以羊肉風干香腸對象，研究乳酸菌對羊肉風干香腸品質的影響，以期為該技術的產業化提供技術支撐。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

綿羊肉購于清真市場。

植物乳酸桿菌發酵劑由中國肉類食品綜合研究中心實驗室提供。

1.2儀器與設備

L-8900全自動氨基酸分析儀日本日立公司；水分活度儀羅卓尼克公司；高效液相色譜儀美國Waters公司。

1.3方法

以羊通脊肉為原料，將其修整去除筋膜和脂肪，絞肉機絞碎備用。羊脂肪切丁（2mm×2mm）備用，然后通過攪拌機將羊肉、輔料、添加劑、植物乳酸桿菌發酵劑（添加量為103、104、105、106CFU/g肉）攪勻，羊脂肪和羊通脊肉按照1∶9的質量比例添加，將攪拌均勻的樣品灌腸，在相對濕度90%，溫度23℃條件下發酵2d、然后在相對濕度70%，溫度10℃的條件風干，最后包裝和貯藏。測定發酵和風干過程中羊肉風干香腸加工過程中0、1、3、6、10d時品質指標的變化，以為加發酵劑的為空白組實驗。

1.3.1羊肉風干香腸感官評價

根據GB/T22210—2008《肉與肉制品感官評定規范》［11］中的要求，對不同乳酸菌添加量得到的產品進行感官評價，制定評分標準，見表1，比較產品的色澤和滋味，確定乳酸菌的最佳添加比例。感官評價人員是本單位研發團隊人員，共計20人。

表1　羊肉風干香腸感官評價評分標準Table1Criteria for sensory evaluation of dried mutton sausages

1.3.2微生物的測定

參照國家標準GB4789.2—2010《食品微生物學檢驗 菌落總數》測定進行檢測；參照國家標準GB4789.35—2010《食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》進行乳酸菌的檢測。

1.3.3pH值的測定

采用GB/T9695.5—2008《肉與肉制品pH測定》進行產品pH值的檢測。

1.3.4水分活度的測定

采用水分活度儀檢測不同臘肉的水分活度，做6組平行實驗，取平均值。

1.3.5水分含量的測定

參照GB/T9695.15—2008《肉與肉制品水分含量測定》檢測進行產品中水分含量的測定。

1.3.6生物胺的測定

1.3.6.1生物胺的提取

準確稱取絞碎的樣品3g左右，加入5%的三氯乙酸20mL，勻漿機徹底勻漿后轉移到50mL離心管中，4℃、4500r/min離心10min，收集上清液，沉淀部分按上述方法重復提取一次，合并上清液于50mL容量瓶中定容，過濾備用［12］。

1.3.6.2生物胺衍生化

分別取生物胺標準溶液和待衍生樣品0.5mL，加入1.5mL飽和碳酸氫鈉溶液和1.5mL（5mg/mL丙酮溶液）衍生劑，振蕩均勻后置于60℃烘箱中暗反應30min，每10min振蕩一次，然后取出加入100μL谷氨酸鈉（50mg/mL飽和碳酸氫鈉溶液），振蕩，60℃條件下保溫15min；每個試管中加入1mL超純水，40℃水浴下用氮氣除去丙酮；然后加入3mL乙醚，旋轉振蕩1min，靜置，待分層后取上層乙醚層，重復萃取2次，合并乙醚萃取液，40℃水浴下氮氣吹干，加1mL乙腈溶解殘留物，振蕩混勻，過0.45μm微孔濾膜進行高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測定［13-14］。

1.3.6.3液相色譜條件

采用Waters高效液相色譜儀檢測，色譜柱：SunFire C18（4.6mm×250mm，5μm），柱溫30℃，流速1mL/min，進樣量10μL，熒光檢測器激發波長（Ex）340nm，發射波長（Em）515nm，采用梯度洗脫，流動相A為水，流動相B為乙腈，洗脫梯度程序見表2。

表2梯度洗脫條件Table2Gradient elution conditionstions

1.3.7蛋白質降解指數的測定

按照GB/T9695.11—2008《肉與肉制品氮含量測定》檢測粗蛋白的含量，表示為總氮含量。

將樣品剔除脂肪和筋膜，絞碎后稱取4g左右（精確到0.001g），加入50mmol/L pH6.0的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液20mL，在冰浴中22000r/min勻漿3次，每次10s，間隔10s，在4℃、12000r/min離心15min，快速濾紙過濾，然后加入10%的三氯乙酸溶液20mL，在4℃放置過夜，然后5000r/min離心5min，去上清液用緩沖液定容至25mL，然后按照GB/T9695.11—2008檢測非蛋白氮的含量［15-17］。

1.3.8游離氨基酸的測定

樣品剔除可見脂肪和肌膜，絞碎后稱6g（精確到0.001g），加入30mL預冷的5%磺基水楊酸，高速勻漿3次（5000r/min，每次20s，間隔10s），4℃靜置16h，4℃、15300r/min離心10min，中速濾紙過濾，濾液用30%的KOH調pH值至6.0，定容至100mL，離心取上清液，0.45μm微孔濾膜過濾后，采用日立L-8900全自動氨基酸分析儀進行檢測［18-20］。

1.4數據分析

所有的測試項目均進行3次重復，數據差異性分析用SPSS軟件進行數據分析。

2　結果與分析

2.1不同乳酸菌添加量羊肉風干香腸感官評價

表3不同乳酸菌添加量羊肉風干香腸的感官品質Table3Sensory quality of dried mutton sausages fermented with different inoculum sizes of lactic acid bacteriateria

由表3可知，乳酸菌的添加量對羊肉風干香腸產品的感官品質具有重要影響，通過感官評價發現，乳酸菌添加量為104CFU/g時，產品的色澤紅潤、均勻，有光澤，同時香味濃郁，無明顯異味，產品的感官品質最佳；當添加量為103CFU/g，產品的色澤發灰，顏色較暗，香味較淡，影響了產品的感官品質；當添加量超過104CFU/g時，產品的色澤鮮亮，但是產品的香味較淡，味道發酸，影響了產品的感官品質。因此，乳酸菌的添加量為104CFU/g是產品的最適添加量，之后相關實驗以乳酸菌添加量為104CFU/g開展。

2.2羊肉風干香腸加工過程中微生物分析

圖1　羊肉風干腸加工過程中細菌總數的變化Fig.1Change in total bacterial number during air drying of mutton sausages

圖2羊肉風干香腸加工過程中乳酸菌的變化Fig.2Change in lactic acid bacterial number during air drying of mutton sausages

由圖1、2可知，羊肉風干香腸加工過程中細菌總數和乳酸菌的數量都隨著風干時間的延長而增加，細菌總數在前3d都迅速上升，隨后趨于平穩，但是乳酸菌組的細菌總數明顯要高于空白組，乳酸菌組的乳酸菌含量一直處于增加狀態前3d快速增加，之后緩慢增加，而空白組在第6天開始緩慢的下降。乳酸菌含量的快速增加可能與前期具有較適宜的發酵條件有關、溫度和濕度都適合乳酸菌的生長和繁殖，而后期隨著乳酸菌數量的增加，乳酸菌實驗組形成乳酸菌的優勢菌群，抑制了其他微生物的生長。

2.3羊肉風干香腸加工過程中pH值的變化

圖3羊肉風干香腸加工過程中pHH值的變化Fig.3pH change of dried mutton sausages during air drying

由圖3可知，羊肉風干香腸風干過程中pH值先快速下降，然后趨于平緩。乳酸菌組產品從第3天開始逐漸趨于平緩，pH值約為5.10左右；空白組產品的最低pH值約為

5.60左右，然后趨于平緩，最終產品的pH值達到5.18。兩組中pH值的差別可能主要是由于乳酸菌數量造成的，乳酸菌組乳酸菌數量比空白組高1（lg（CFU/g）），因此產生的酸性物質較多，造成pH值的下降，而后期逐漸趨于平衡的狀態。

2.4羊肉風干香腸加工過程中水分活度和水分含量的變化

表 4 羊肉風干香腸加工過程中水分活度和水分含量的變化Table 4 Changes in water activity and water content in dried mutton sausages during air drying

表 4 羊肉風干香腸加工過程中水分活度和水分含量的變化Table 4 Changes in water activity and water content in dried mutton sausages during air drying

風干時間/d空白組乳酸菌組水分含量/%水分活度水分含量/%水分活度073.27±2.250.955±0.01173.27±2.250.955±0.020 167.75±1.250.953±0.02063.52±1.350.953±0.010 345.88±1.480.913±0.01543.08±2.170.905±0.020 637.53±2.140.875±0.01435.54±1.220.864±0.020 1027.29±1.360.824±0.02129.15±1.570.828±0.010

由表4可知，乳酸菌組和空白組兩組產品的水分含量和水分活度都隨著風干時間的延長而降低，與空白組相比，乳酸菌組水分含量和水分活度下降速率較快，而最終的水分含量和水分活度高于空白組。這可能是由于乳酸菌組前期發酵速率較快，容易造成水分的損失，而隨著發酵過程的延長，乳酸菌產生代謝產物與肉中的蛋白質形成凝膠體系，在一定程度上保護了水分的損失。

2.5羊肉風干香腸加工過程中生物胺的變化

圖4羊肉風干香腸加工過程生物胺含量的變化Fig.4Change in biogenic amine content in dried mutton sausages during air drying

由圖4可知，添加乳酸菌對羊肉風干香腸中生物胺的生成具有一定影響，可以有效地控制生物胺的生成，降低生物胺的含量，其中色胺、尸胺、酪胺和精胺的含量明顯低于空白組。這可能是由于產品中生物胺的產生是由微生物分泌具有脫羧基作用的酶作用于氨基酸形成的，乳酸菌組產品中形成的乳酸菌優勢菌群有效的抑制了其他微生物的生長，從而有效地抑制了生物胺的產生。因此添加乳酸菌可以有效地抑制生物胺的產生。

2.6羊肉風干香腸加工過程中蛋白質降解指數的變化

表5羊肉風干香腸加工過程中蛋白質降解指數的變化（xTable　5　Protein degradation index change of dried mutton sausages during airdying（

表5羊肉風干香腸加工過程中蛋白質降解指數的變化（xTable　5　Protein degradation index change of dried mutton sausages during airdying（

風干時間/d蛋白質降解指數/% 06.14±0.160.377±0.0646.14±0.126.14±0.160.377±0.0646.14±0.12 17.85±0.120.634±0.0128.08±0.277.14±0.110.814±0.01211.40±0.34 38.14±0.140.825±0.00910.14±0.288.32±0.131.328±0.01115.96±0.35 69.11±0.110.941±0.01110.33±0.229.87±0.090.994±0.01216.46±0.12 1010.76±0.531.324±0.02012.30±0.3810.32±0.470.619±0.10317.97±0.46空白組乳酸菌組總氮含量/%非蛋白氮含量/%蛋白質降解指數/%總氮含量/%非蛋白氮含量/%

由表5可知，隨著風干時間的延長，總氮含量逐漸升高，這是由于水分含量減少，從而造成單位質量中總氮含量升高，而產品單位干質量中含有的總氮基本沒有變化；非蛋白氮含量隨著風干時間的延長而增加，但是第3天之后變化逐漸緩慢，這可能是由于非蛋白氮由蛋白質水解形成，而風干最初階段溫度、濕度適合乳酸菌等微生物的生長，促進了微生物分泌蛋白酶和氨肽酶，促進了蛋白質水解的發生，而風干后期，由于水分含量和水分活度的降低，微生物的生長和活性受到抑制，蛋白質的降解逐漸變緩。

蛋白質水解程度可用蛋白質水解指數表示，蛋白質水解程度太弱，造成產品香味、滋味等較弱，降低了產品的品質，而蛋白質水解過度，產品會產生質構軟化、味道發苦、發酸的現象，嚴重影響產品品質。由表5可知，隨著風干時間的延長，產品的蛋白質水解指數逐漸升高，且乳酸菌組明顯高于空白組，這與乳酸菌分泌相關的酶有關，促進了蛋白質的水解，賦予產品良好的品質。

2.7羊肉風干香腸加工過程中游離氨基酸含量的變化

表6羊肉風干香腸加工過程中游離氨基酸含量的變化Table6Changes in free amino acid contents in dried mutton sausages during air dryingrying mg/100g

由表6可知，隨著風干時間的延長，各種游離氨基酸的含量都有不同程度的提高，氨基酸總量也在隨著風干時間的延長而增加，而從整體來看，乳酸菌組中各種氨基酸的含量和氨基酸總量要高于空白組，因此，添加乳酸菌發酵劑對于促進蛋白質的降解和風味的形成具有良好的效果。游離氨基酸作為形成產品風味的重要前提物質和呈味物質，其含量的高低對產品的風味具有重要影響。谷氨酸呈現鮮味，其含量在加工過程顯著增加，賦予產品良好的風味；丙氨酸、甲硫氨酸和精氨酸閾值很低，很少的含量就能具有明顯的風味，這幾種氨基酸含量的增加使產品的風味得到顯著提升。

3　結論

本實驗通過添加乳酸菌發酵劑加工羊肉風干香腸，研究其對產品感官和理化性質的影響，發現乳酸菌發酵劑對產品的品質具有重要的影響，主要表現為：添加乳酸菌對產品的感官性質具有顯著的影響，影響產品的色澤和風味；添加乳酸菌發酵劑對產品的微生物數量、pH值、生物胺含量、蛋白質降解指數和游離氨基酸含量都有明顯的影響，而對產品的水分含量和水分活度影響不大，因此，添加乳酸菌發酵劑可以顯著影響產品的品質。

Eric等［21］發現清酒乳酸菌會迅速增殖成為優勢菌，并在40h內使pH值降低至5以下，Andreja等［22］發現清酒乳桿菌和木糖葡萄球菌可以顯著改善干發酵香腸的營養指標，這有助于產品營養性和風味的提高。通過添加發酵劑改進風干香腸的生產工藝是切實可行的，通過工藝的優化和改進，可以縮短產品的生產周期，提高產品品質［23］，增加企業利潤，符合現代化肉制品加工的發展趨勢。

[1] 趙俊仁，紀玉剛，孔保華，等.自然發酵風干腸生產過程中微生物變化及理化性質的分析［J］.食品科技，2010，35（1）：137-140.

[2] 宋永，喬娜，溫婷婷，等.頂空固相微萃取-氣質聯用分析哈爾濱風干腸中的揮發性風味化合物［J］.食品科學，2013，34（2）：224-226.

[3] 韓建春.微生物在風干腸中作用機理的研究及應用［D］.哈爾濱：東北農業大學，2000.

[4] 張鳳寬，于雷，馬麗麗，等.風干腸加工新工藝與質量關鍵點控制［J］.肉類研究，2001，15（3）：23-24.

[5] 趙輝.混合乳酸菌發酵生產中式香腸的研究［J］.中國調味品，2008，33（4）：51-52.

[6] SUSANNA E，MAIJA L S，SUSANNA E，et al.Dry sausage fermented by Lactobacillus rhamnosus strains［J］.International Journal of Food Microbiology，2001，64（10）：205-210.

[7] MARIA S D，BASSO A L，SANTORO E，et al.Monitoring of Staphylococcus xyloses DSM20266added as starter during fermentation and ripening of soppress atamolisana，a typical Italian sausage［J］.Journal of Applied Microbiology，2002，92（1）：158-164.

[8] 趙俊仁，孔保華.復合發酵劑生產風干腸對產品質構及游離氨基酸的影響［J］.食品工業科技，2007，28（10）：132-135.

[9] 井樂剛，孟岳成.用發酵劑改良的風干香腸微生物特性的研究［J］.東北農業大學學報，2003，34（1）：77-80.

[10] 張蘭威，郭清泉，鄭冬梅，等.自然發酵與乳酸菌發酵風干香腸的理化特性及微生物變化［J］.肉類工業，2001，25（7）：26-28.

[11] 全國肉禽蛋制品標準化技術委員會.GB/T22210—2008肉與肉制品感官評定規范［S］.北京：中國標準出版社，2008.

[12] BAKA A M，PAPAVERGOU E J，PRAGALAKI T，et al.Effect of selected autochthonous starter cultures on processing and qualitycharacteristics of Greek fermented sausages［J］.Food Science and Technology，2011，44（1）：54-61.

[13] MOHAMED A R，HASSAN S，SAIDY S，et al.Effects ofγ-irradiation upon biogenic amine formation in Egyptian ripened sausages during storage［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2010，11（4）：661-665.

[14] TREVIFIO E，BEIL D，STEINHART H.Formation of biogenic amines during the maturity process of raw meat products，for example of cervelat sausage［J］.Food Chemistry，1997，60（4）：521-526.

[15] GARCIA-REY R M，GARCIA-GARRIDO J A，QUILES-ZAFRA R，et al.Relationship between pH before salting and dry-cured ham quality［J］.Meat Science，2004，67（4）：625-632.

[16] MARTIN L，ANTEQUERA T，VENTANAS J，et al.Free amino acid and other non-volatile compounds formed during processing of Iberian ham［J］.Meat Science，2001，59（4）：363-368.

[17] 王晶.干腌羊火腿工藝過程蛋白質水解規律及其相關性研究［M］.烏魯木齊：新疆農業大學，2008.

[18] 趙改名，周光宏，柳艷霞，等.肌肉非蛋白氮和游離氨基酸在金華火腿加工過程中的變化［J］.食品科學，2006，27（2）：33-37.

[19] 章建浩，周光宏，朱健輝，等.金華火腿傳統工藝過程中游離氨基酸和風味物質的變化及其相關性［J］.南京農業大學學報，2004，27（4）：96-100.

[20] CORDOBA J J，ANTEQUERA T，CARCIA C，et al.Evolution of free amino acids and amines during ripening of Iberian cured ham［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1994，2（10）：2296-2301.

[21] ERIC H，CHRISTIAN H.Improvement of raw sausage fermentation by stress-conditioning of the starter organism Lactobacillus sakei［J］.Current Microbiology，2008，57（5）：490-496.

[22] ANDREJA D Z，MIRJANA H.Influence of starter cultures on the free fatty acids during ripening in Tea sausages［J］.European Food Research and Technology，2007，224（4）：511-517.

[23] LEROY F，VUYST L D.Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry［J］.Trends in Food Science and Technology，2004，15（2）：67-78.

Effect of Lactic Acid Bacteria on Dried Mutton Sausages

ZHAO Bing1，LI Su1，2，CHENG Xiaoyu1，QIAO Xiaoling1，LI Jiapeng1，QU Chao1，AI Ting1，WANG Shouwei1，*
（1.China Meat Research Center，Beijing Academy of Food Sciences，Beijing100068，China；2.College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin300457，China）

The effect of lactic acid bacterial fermentation on the quality of dried mutton sausages was studied by sensory evaluation，microbiological analysis，pH，water activity，the contents of moisture，biogenic amine and free amino acids，and protein degradation index.The results showed that the lactic acid bacterial fermentation did not cause significant changes in the sensory quality of dried mutton sausages but improve the color and flavor，and had a significant impact on microbial counts，pH，biogenic amine content，protein degradation index and amino acid content while exerting little effect on moisture content or water activity.The final fermented product had pH，protein degradation index and total amino acid content（which were5.18，17.97%and3933.67mg/100g，respectively）higher than those of its unfermented counterpart.Therefore，lactic acid bacterial fermentation can significantly improve the sensory and nutritional quality of products，and at the same time reduce potential food safety risks.

lactic acid bacteria；mutton；protein；amino acids

TS251.1

A

1002-6630（2015）05-0109-06

10.7506/spkx1002-6630-201505021

2014-11-16

公益性行業（農業）科研專項（201303082）

趙冰（1986—），男，工程師，碩士，研究方向為肉類食品加工與安全。E-mail：zhaobtg@163.com

王守偉（1961—），男，教授級高級工程師，碩士，研究方向為肉品加工技術。E-mail：cmrcwsw@126.com