發(fā)酵劑種類對羊肉香腸理化性質(zhì)的影響

劉浩，戴意強，吳葉，陳尚龍，2，劉輝，2*

(1.徐州工程學(xué)院 食品(生物)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221018；2.徐州工程學(xué)院江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點建設(shè)實驗室，江蘇 徐州 221018)

發(fā)酵香腸指將糖、鹽、香辛料、發(fā)酵劑、碎肉和丁狀脂肪等混勻灌入腸衣后，經(jīng)微生物或酶作用加工而成的一類肉制品[1]。乳酸菌不僅可以改善肉制品的風(fēng)味、降低膻味[2,3]，還可以提高肉品的營養(yǎng)價值和安全性[4,5]。向發(fā)酵香腸中添加脂肪酶和蛋白酶，可以有效提高脂肪和蛋白的降解轉(zhuǎn)化速率，而脂肪酶的添加還可以縮短干燥成熟時間[6-8]。我國肉制品發(fā)酵歷史悠久，但目前多屬自然發(fā)酵，發(fā)酵周期長，受氣候制約，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定且生產(chǎn)成本較高。在發(fā)達(dá)國家，發(fā)酵肉制品的產(chǎn)量已經(jīng)占到肉制品總量的10%以上，而我國羊肉產(chǎn)量居世界領(lǐng)先，但有關(guān)羊肉制品的開發(fā)不充分[9,10]，因此在國內(nèi)開發(fā)發(fā)酵羊肉制品具有巨大的市場潛力。

本實驗選擇植物乳桿菌、蛋白酶和脂肪酶中的部分或全部組成發(fā)酵劑，研究發(fā)酵劑種類對羊肉香腸理化性質(zhì)的影響。通過分析羊肉香腸的pH值、水分含量、色差和TBA值對香腸品質(zhì)的影響，為發(fā)酵羊肉的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 主要原輔料

原料：羊后腿瘦肉、豬脂肪；優(yōu)質(zhì)天然腸衣。

輔料：生姜粉、大蒜粉、味精、白胡椒、蔗糖、白酒、氯化鈉。

發(fā)酵劑：M-7植物乳桿菌(徐州工程學(xué)院微生物實驗室提供)；風(fēng)味蛋白酶和脂肪酶(河南麥勝偌食品配料有限公司)。

1.1.2 主要試劑

三氯乙酸(AR)、硫代巴比妥酸(AR)、氯仿(AR)；購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；EDTA(AR)：購自天津市福晨化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

DHS-16A水分測定儀 邦西儀器科技(上海)有限公司；ESCO AC2無菌操作臺 五洲東方科技發(fā)展(北京)有限公司；Julabo TW8恒溫水浴鍋 上海群基實驗儀器技術(shù)有限公司；pH-3C精密pH計 上海雷磁儀器廠；WS70色差儀 威福光電科技有限公司；FA-2004B電子天平(精度0.1 mg) 上海越平科學(xué)儀器公司。

1.3 實驗內(nèi)容與方法

1.3.1 發(fā)酵羊肉香腸的工藝流程

原料肉處理→腌制→絞肉→加入發(fā)酵劑、調(diào)味料等→灌腸→發(fā)酵→成熟→干燥→貯藏[11]。

1.3.2 發(fā)酵各階段工藝參數(shù)

發(fā)酵各階段工藝參數(shù)見表1。

表1 發(fā)酵各階段工藝參數(shù)

1.3.3 實驗設(shè)計

研究發(fā)酵劑種類對羊肉香腸pH、水分含量、色差以及TBA的影響。共分為5組：第1組是未添加植物乳桿菌和外源酶的對照組；第2組是添加植物乳桿菌組；第3組是添加植物乳桿菌和蛋白酶組；第4組是添加植物乳桿菌和脂肪酶組；第5組是添加植物乳桿菌、蛋白酶和脂肪酶組。分別在發(fā)酵前(0天)、發(fā)酵結(jié)束(1.5天)、成熟結(jié)束(3.5天)、干燥結(jié)束(4天)和儲藏3天的工藝節(jié)點取3根香腸，測定各項理化指標(biāo)。

1.3.4 理化分析

1.3.4.1 香腸pH值

校準(zhǔn)pH計后，用小刀在發(fā)酵羊肉香腸上打一小孔直接測定，待讀數(shù)穩(wěn)定后直接讀數(shù)，同一點重復(fù)測定3次，必要時可以在試樣的不同點重復(fù)測定[12]。

1.3.4.2 香腸水分含量

使用100 g外校砝碼校準(zhǔn)，設(shè)定水分測定儀的干燥溫度為105 ℃，結(jié)束方式為自動(每時間單位重量喪失1 mg認(rèn)為干燥完全并自動終止)。測定結(jié)束后，直接讀取羊肉香腸的水分含量。

1.3.4.3 香腸的色差

使用D65，10°標(biāo)準(zhǔn)光源，白板校正。選取樣品，將反射區(qū)完全覆蓋，利用色差儀測定L,a*,b*值，計算e值，得到肉制品色澤綜合值[13]，公式為：

式中：e為發(fā)酵香腸色澤綜合值；a*為偏紅度，其值越大則樣品越偏紅；L為明亮度，L值越大，表示樣品亮度越大，越接近白色，L值越小，表示樣品亮度越小，越接近黑色；b*為偏黃度，其值越大則樣品越偏黃。

1.3.4.4 香腸的TBA值

采用四分法，準(zhǔn)確稱取10 g肉研細(xì)，加入50 mL含0.1%，EDTA的7.5%三氯乙酸，振搖30 min，雙層濾紙過濾。取5 mL上清液，并加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，90 ℃水浴中保溫40 min，取出冷卻，靜置，取上清液并加入5 mL氯仿?lián)u勻，靜置分層后取上清液，分別測定是在532 nm和600 nm處的吸光值，并利用下式計算TBA值[14]：

2 結(jié)果與分析

2.1 5組羊肉香腸pH值的變化

利用植物乳桿菌發(fā)酵羊肉香腸，其乳酸的生成量受溫度、菌群的組成以及氧分壓等多種因素的影響。隨著乳酸的不斷生成，香腸的pH也隨之下降，其最終pH主要由乳酸的量、香腸中醋酸鹽、肉中脂肪酸濃度和蛋白質(zhì)的緩沖能力等決定。

圖1 發(fā)酵羊肉香腸pH的變化

由圖1可知，未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸和添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的pH都呈現(xiàn)下降趨勢，植物乳桿菌對發(fā)酵羊肉香腸的pH影響最大。在發(fā)酵第3.5天時，pH值下降到最低點，說明此時乳酸作為代謝產(chǎn)物的積累量達(dá)到最大。從發(fā)酵第0天到發(fā)酵第1.5天，添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的pH下降最快，這主要是因為植物乳桿菌利用的營養(yǎng)物質(zhì)充分且該菌株的活力大，生長受到的抑制小；未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的pH一直處于下降趨勢且下降較為緩慢；添加發(fā)酵劑的羊肉香腸在發(fā)酵的后期pH值略微上升，這可能是由于菌體發(fā)生自溶以致腸餡中碳氮比下降導(dǎo)致的[15,16]。添加植物乳桿菌、蛋白酶和脂肪酶的羊肉香腸的pH相較于其他種類的發(fā)酵劑更低，并且pH水平維持在4.8～5.2之間。

2.2 5組羊肉香腸水分含量的變化

水分含量可以對發(fā)酵香腸的質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生影響，特別是表現(xiàn)在香腸的彈性、硬度和多汁性方面，因此在香腸制作過程中水分含量必須處于適宜的水平，這對香腸的品質(zhì)穩(wěn)定具有重要的作用。一般來說，水分含量高則香腸質(zhì)地軟、硬度低；水分含量低則香腸質(zhì)地硬、硬度高，這主要是受水分的交叉的連接相互作用力影響。因此水分含量是制作發(fā)酵羊肉香腸的重要考慮因素。

圖2 發(fā)酵羊肉香腸水分含量的變化

由圖2可知，隨著天數(shù)的增加，未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸和添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的水分含量都呈現(xiàn)下降趨勢，且在各階段水分含量相近，這表明香腸含水量與所處環(huán)境有關(guān)。發(fā)酵羊肉香腸在3.5～4天時，水分下降速率最快，這主要是因為發(fā)酵羊肉香腸處于高溫低濕的環(huán)境中。在發(fā)酵前期，植物乳桿菌發(fā)酵作用速率較快，易造成水分的損失。隨著發(fā)酵時間的不斷增加，香腸中的蛋白質(zhì)與菌種產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物形成凝膠體系，在一定程度上減少了水分的損失；發(fā)酵香腸在4～7天，水分下降速率較慢，這主要是由于儲存環(huán)境的溫度低，水分散失緩慢。圖2表明植物乳桿菌和酶制劑對羊肉香腸的水分含量影響較小。

2.3 5組羊肉香腸色澤的變化

色澤是食品感官評定的重要方面，是評價發(fā)酵香腸質(zhì)量的重要指標(biāo)，香腸的色澤主要受原料肉、漂洗方式、添加劑和如煙熏等后期處理方式因素的影響[17]。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵香腸的色澤還與微生物種類有著密切的關(guān)系，葡萄球菌和微球菌等微生物通過過氧化氫酶和硝酸鹽還原酶的活性作用而影響發(fā)酵香腸的色澤[18]。

圖3 發(fā)酵羊肉香腸色澤的變化

由圖3可知，隨著天數(shù)的增加，未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸和添加發(fā)酵劑的羊肉香腸色澤綜合值都呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，當(dāng)發(fā)酵羊肉香腸處于第4天時，色澤綜合值達(dá)到最大，這是因為香腸在發(fā)酵時pH值降低，肌紅蛋白被氧化，血紅素分解，羊肉香腸變紅。隨著發(fā)酵羊肉香腸儲藏時間的增加，其色澤綜合值下降，這是因為亞硝酸鹽被氧化，其作為發(fā)色劑的效果下降。圖3表明選取的發(fā)酵劑種類對羊肉香腸的色澤綜合值影響較小。

2.4 5組羊肉香腸TBA值的變化

脂類氧化主要包括脂質(zhì)的酶促氧化、自動氧化以及脂質(zhì)氧化與蛋白質(zhì)氧化的相互作用，脂類氧化導(dǎo)致肉類的氧化酸敗，是評價肉制品品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。TBA值越大，則表明脂肪氧化的程度越高，肉制品酸敗越嚴(yán)重；TBA值越小，則表明脂肪氧化的程度越低，肉制品酸敗情況較輕[19]。

圖4 發(fā)酵羊肉香腸TBA值的變化

由圖4可知，未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸和添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的TBA值都呈現(xiàn)上升趨勢，未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的TBA值最大，且上升速度快，添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的TBA值上升速度相比則較為緩慢，這主要是因為植物乳桿菌產(chǎn)酸作用可以使H2O2還原成O2和H2O，可以防止脂肪氧化。添加植物乳桿菌、風(fēng)味蛋白酶和脂肪酶的發(fā)酵羊肉香腸的TBA值一直處于較低水平，這可能是因為在發(fā)酵過程中存在氧化還原酶。由圖4可知，添加發(fā)酵劑的羊肉香腸優(yōu)于未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸，添加植物乳桿菌、蛋白酶和脂肪酶的羊肉香腸在防腐敗程度上更優(yōu)。

3 結(jié)論

從發(fā)酵羊肉香腸的pH值、水分含量、香腸色澤和TBA值來討論發(fā)酵劑的種類對香腸理化性質(zhì)的影響。從pH值來看，含植物乳桿菌的發(fā)酵劑對羊肉香腸的pH值影響最大，與未添加發(fā)酵劑的羊肉香腸的pH差值較大；從水分含量和色澤來看，是否添加發(fā)酵劑或者添加發(fā)酵劑種類不同對發(fā)酵羊肉香腸的水分含量和色澤綜合值影響較小；從TBA值來看，添加植物乳桿菌、風(fēng)味蛋白酶和脂肪酶的羊肉香腸要優(yōu)于其他羊肉香腸，發(fā)酵劑種類對羊肉香腸的氧化程度影響顯著。