魯氏酵母菌對發酵香腸品質的影響研究

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(黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江 大慶 163319)

發酵香腸是指在自然或人工控制條件下，利用微生物和酶的發酵作用[1]，制成具有穩定貯藏性能、典型發酵風味及誘人色澤等特性的肉制品[2,3]。目前廣泛使用的是乳酸菌，乳酸菌能將原料中的碳水化合物分解為乳酸，使產品的pH值下降，起到抑制病原菌及腐敗菌，延長貨架期的作用，同時發酵碳水化合物產生的乙酸和乳酸，會產生某些揮發性風味物質[4,5]，可賦予產品特有的風味和堅實的質地[6]。

魯氏酵母菌(Zygosaccharomycesrouxii)是傳統豆醬、醬油釀造過程中重要的風味微生物，是最常見的嗜高滲透壓酵母菌[7,8]。研究發現，Z.rouxii的生長并不影響發酵的進程，且對產品風味物質的形成及在發酵后熟階段香氣成分的產生起到積極作用[9,10]。酵母菌是發酵肉制品中常用的微生物，賦予產品酵母香味，但酵母產酸能力較弱，不具備還原硝酸鹽的能力，可能減弱肉中固有微生物菌群的硝酸鹽還原能力，因此，在肉制品加工中，多采用復配菌種制備發酵產品[11]。

本研究前期對魯氏酵母菌在肉制品中的發酵性能及安全性能進行了評價，試驗得出魯氏酵母菌可以應用于肉制品發酵，本試驗將魯氏酵母菌和分離自傳統發酵香腸的植物乳桿菌作為發酵劑，混合制作發酵香腸，研究對發酵香腸理化品質、微生物指標及感官品質的影響，探討將魯氏酵母菌加入發酵香腸中的適用性，以拓寬發酵劑的種類及魯氏酵母菌的應用領域。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗原料

原料肉：購自北京華聯超市；腸衣：購自天津市利成腸衣廠；YPD液體培養基、MRS肉湯培養基、NB肉湯培養基、瓊脂糖：青島高科技工業園海博生物技術有限公司。

1.1.2 菌種來源

魯氏酵母菌(編號：32899)：中國工業微生物菌種保藏管理中心；植物乳桿菌：分離自傳統發酵香腸。

1.1.3 儀器設備

色彩色差計 日本柯尼卡美能達有限公司；Scientz-04無菌均質器 寧波新芝生物科技股份有限公司；MB 45水分測定儀 瑞士奧豪斯儀器有限公司；H1850 R型醫用冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；SW-CJ-1 FD型超凈工作臺 蘇州安泰空氣技術有限公司。

1.2 試驗設計及方法

1.2.1 發酵香腸的生產工藝

1.2.1.1 基本工藝流程

肥膘(切丁)、瘦肉(絞碎)→腌制→接種→灌腸→發酵成熟→真空包裝。

1.2.1.2 基本配方

將瘦肉剔除筋膜、絞碎(絞肉機篩板孔徑為3 mm)，背膘手工切成3 mm見方的丁狀，生產發酵香腸時，肥瘦比為1∶9，其他調料按肉重計，玉泉大曲1%，葡萄糖5%，味素0.3%，鹽2%，NaNO20.01%，發酵劑106cfu/g。

1.2.2 試驗設計

將試驗分成4組，分別為：未添加菌種，添加魯氏酵母菌，添加植物乳桿菌，添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的復配菌種。

在各組發酵香腸的發酵成熟過程中，每隔3天對發酵香腸的色差、水分含量、pH值、乳酸菌數、酵母菌數和細菌總數進行測定，并對最終的4組發酵香腸進行感官評定。

1.2.3 試驗方法

1.2.3.1 色差的測定

將樣品去除腸衣，挑出脂肪顆粒，均勻平鋪于托盤。色差儀接通電源，確保使用D60，10°標準光源，先利用儀器自帶白板進行矯正，然后將樣品置于色差儀反射區(57 mm)，將反射區完全覆蓋進行測量，記錄L*，a*，b*值。并計算色差影響參數e值[12]，作為評判發酵香腸色澤的主要參數，該值表示亮度和偏黃度影響下樣品的偏紅度值。

式中：a*為香腸的紅度值；b*為香腸的黃度值；L*為香腸的亮度值。

1.2.3.2 水分含量的測定

將樣品去除腸衣備用，接通水分含量儀電源，取鋁盤放入儀器中清零，將樣品剪碎，均勻平鋪于鋁盤內，樣品大于0.5 g即可測量，記錄數值。

1.2.3.3 pH的測定

取10 g樣品于無菌均質袋中，加入無菌生理鹽水90 mL，用均質器高速均質30 s，使其分散均勻。取上述均質液，用校準好的pH計直接測定其pH值，并記錄。

1.2.3.4 乳酸菌數的測定

無菌環境下將發酵香腸去腸衣，用無菌剪刀將其剪碎，取樣10 g，放入含有90 mL無菌生理鹽水的無菌均質袋中，高速均質1 min，然后取1 mL上清液進行加倍遞增稀釋，稀釋至10-6，稀釋梯度做3個重復，用MRS培養基平板涂布計數。乳酸菌培養條件：30 ℃/48 h。

1.2.3.5 酵母菌數的測定

同上乳酸菌數測定操作，培養基選用YPD培養基，并于28 ℃培養。

1.2.3.6 菌落總數的測定

同上乳酸菌數測定操作，培養基選用NB培養基，并于28 ℃培養。

1.2.3.7 感官評定

采用感官評定之描述定量分析法(quantitative described analysis，QDA)[13]，由具有食品專業背景的成員組成感官評定小組，以外觀20分、質地30分、風味50分為標準進行評定，評定標準見表1。

表1 發酵香腸感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of fermented sausages

1.3 數據分析

2 結果與分析

2.1 不同組發酵香腸理化指標分析

2.1.1 色差的測定

用TCP 2全自動色差計測定，其結果用L*(亮度值)、a*(紅度值)、b*(黃度值)系統表示。本研究引入了影響參數e值作為評判香腸色澤的主要參數。

表2 不同組發酵香腸發酵過程中的色差值變化Table 2 Changes of chromatic aberration in different groups of fermented sausages during fermentation

注：同一列不同小寫字母表示差異顯著，P<0.05。

由表2可知，未添加菌種和僅添加乳酸菌的發酵香腸的e值在整個發酵成熟過程中呈現先上升后下降而后又緩慢上升又下降的趨勢，添加魯氏酵母菌的發酵香腸的e值則處于先上升而后緩慢下降的趨勢，而第4組添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的發酵香腸的e值則呈現緩慢下降而后上升再下降的趨勢。首先，未添加菌種和常規的添加乳酸菌制作的發酵香腸在發酵3天時的e值分別為2.11，2.26，說明添加傳統的乳酸菌作為發酵劑可以促進呈紅色的亞硝酸肌紅蛋白和亞硝酸血紅蛋白的合成，使發酵香腸呈色明顯。而添加魯氏酵母菌的發酵香腸在發酵過程中的e值最高為2.17，且在發酵后熟階段e值呈下降趨勢，可能是由于魯氏酵母菌對促進發酵香腸發色的蛋白合成能力較弱。在添加2種菌種的發酵香腸中，發酵初期的e值便高達2.28，在發酵過程中e值處于緩慢下降階段，說明應用魯氏酵母菌及乳酸菌的復合發酵劑不會減弱乳酸菌的發色作用，同時也不會因魯氏酵母菌而抑制發酵香腸的發色。試驗說明，魯氏酵母菌不會減弱發酵劑在發酵期間對發酵香腸色澤的顯著影響。

2.1.2 水分含量的測定

發酵香腸在發酵過程中的水分含量，可以直觀、迅速地說明發酵香腸的產品品質。

圖1 不同組發酵香腸發酵過程中的水分含量變化Fig.1 Changes of moisture content in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖1可知，4組發酵香腸在發酵初始階段的水分含量相近，并隨著發酵時間的增加,水分含量逐漸降低。在發酵初始至發酵6天時，4組發酵香腸的水分含量均明顯降低，且在發酵3天時，未添加菌種的發酵香腸的水分含量較其他組較低，可能是由于添加發酵菌種的發酵香腸在發酵初期菌種的活性較高，可能會在該階段控制水分的流失，以促進發酵劑在發酵香腸中的作用[14,15]。在發酵6～15天時，4組發酵香腸的水分含量均緩慢下降，且添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的發酵香腸水分含量最低，說明添加發酵菌種的發酵香腸中的菌種在6 天后生長速度緩慢或止步，進而促使水分降低，加速發酵進程。試驗說明，添加魯氏酵母菌并不影響發酵劑在發酵香腸中降低水分含量，縮短發酵時間的作用。

2.1.3 pH值的測定

發酵香腸在發酵過程中，由于微生物及酶對碳水化合物的分解作用，促使乳酸等有機酸大量生成，致使香腸的pH值在此過程中急劇下降[16]。

圖2 不同組發酵香腸發酵過程中的pH值變化Fig.2 Changes of pH values in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖2可知，在發酵初期階段，4組發酵香腸的pH值相近，隨著發酵時間的增加，pH值均明顯降低，且未添加菌種的發酵香腸的pH值顯著高于其他3組添加菌種的發酵香腸，由此可知降低pH值可抑制香腸中腐敗菌的生長繁殖，從而提高香腸的品質和安全性，而添加發酵劑可加速碳水化合物發酵產酸的速度，從而加快香腸發酵成熟的速度。在發酵過程中，pH值的大小排序大致為：添加魯氏酵母菌的發酵香腸的pH值>添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的發酵香腸的pH值>傳統添加植物乳桿菌的發酵香腸的pH值，可能是由于低酸度環境對氨基酸脫羧酶有較強的抑制作用，低酸香腸可限制有害生物胺的產生，故而傳統會選擇添加植物乳桿菌系列的乳酸菌而降低香腸中的pH值，而添加2種菌種的發酵香腸中的植物乳桿菌同樣發揮了乳酸菌的作用。在后續干燥成熟過程中，4組發酵香腸的pH值緩慢上升，可能因香腸中微生物及酶的作用，分解產生一些含氮物質，致使pH值開始緩慢上升。試驗表明，添加魯氏酵母菌不影響發酵劑有助于發酵香腸的pH值變化，促進發酵香腸的發酵成熟的作用。

馱子盯著周小羽，周小羽的眼睛里充滿了水，但他卻咬著嘴唇，硬是沒讓眼淚滴下來。在眼淚沒滴下來的時候，周小羽的嘴巴里終于有了聲音——

2.2 不同組發酵香腸微生物數量分析

2.2.1 不同組發酵香腸乳酸菌數的變化

發酵香腸中乳酸菌的消長反映了發酵動態過程，研究乳酸菌在發酵過程中的數量變化，有助于改進發酵工藝，控制發酵進程。

圖3 不同組發酵香腸發酵過程中的乳酸菌數的變化Fig.3 Changes of lactic acid bacteria number in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖3可知，發酵初期，添加植物乳桿菌及添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的2組發酵香腸的乳酸菌數最高，說明在這2組發酵香腸中乳酸菌將成為香腸內的優勢菌，這對抑制香腸內不良微生物的生長繁殖具有重要意義。發酵3天后，未添加菌種及添加魯氏酵母菌的2組發酵香腸的乳酸菌數有所增加，其他2組發酵香腸的乳酸菌數有所下降，可能是因為自然發酵狀態下，未添加乳酸菌的發酵香腸自然產生乳酸菌，從而促進香腸的發酵，而添加乳酸菌的2組發酵香腸隨著發酵時間的增加，乳酸菌的活性逐漸降低，致使乳酸菌的總數下降，該現象符合客觀事實。試驗表明，魯氏酵母菌不會影響發酵香腸中乳酸菌的生長，復配菌中的魯氏酵母菌亦不會產生不利影響。

2.2.2 不同組發酵香腸酵母菌數的變化

酵母菌是發酵肉制品中常用的微生物，添加酵母菌有助于發酵香腸中風味物質的產生，因此研究酵母菌數在發酵過程中的變化，有助于推進魯氏酵母菌在發酵香腸中的進一步應用。

由圖4可知，發酵初期，添加魯氏酵母菌的2組發酵香腸的酵母菌數較高，說明在發酵初期酵母菌將充分利用發酵香腸的優勢環境迅速生長成為優勢菌，促進發酵香腸香氣物質的形成。在發酵3天后，未添加魯氏酵母菌的2組發酵香腸中酵母菌的數量先增加而后降低，由于在自然條件下發酵，香腸本身會產生一定數量的酵母菌，分解蛋白質產生醇類、醛類及酮類等，改善風味的物質，隨著時間的增加，香腸中的環境逐漸不適合酵母菌的生長，因此會出現下降趨勢，符合客觀事實。試驗說明，魯氏酵母菌能夠在發酵香腸中良好生長。

圖4 不同組發酵香腸發酵過程中的酵母菌數變化Fig.4 Changes of yeast number in different groups of fermented sausages during fermentation

2.2.3 不同組發酵香腸菌落總數的變化

圖5 不同組發酵香腸發酵過程中的菌落總數變化Fig.5 Changes of total bacterial count in different groups of fermented sausages during fermentation

發酵劑是制作發酵香腸的關鍵，研究發酵香腸中菌落總數的變化，能夠更準確地掌握微生物對發酵香腸感官品質的影響。

由圖5可知，4組發酵香腸發酵過程中菌落總數呈先增長后降低的趨勢。發酵初期，添加發酵菌種的3組發酵香腸呈對數增長，未添加發酵菌種的發酵香腸的菌落總數明顯較低，說明添加發酵劑后的發酵香腸的內部微生物數量較多，并與發酵香腸中的內源微生物一起良好生長。試驗說明，魯氏酵母菌能夠存活在發酵香腸中并良好生長。

2.3 不同組發酵香腸感官評分

感官評分能夠最直觀地說明大眾對于新產品研發結果的接受程度，也是對產品進行評價最準確的指標。

表3 不同組發酵香腸的感官評分表Table 3 Sensory scores of different groups of fermented sausages

由表3可知，添加魯氏酵母菌的發酵香腸的感官評分為93.83，說明魯氏酵母菌產生的呋喃酮類化合物對于發酵香腸的風味及香氣成分的形成有促進作用，且產生的香氣成分在發酵香腸中起到了提鮮增香的作用。添加傳統植物乳桿菌的發酵香腸同樣接受度極高，由于添加的乳桿菌產酸使香腸內的pH值降低，能促進發酵過程的進行，增加香腸的口感。而未添加菌種的發酵香腸的感官評分最低，可能是由于自然發酵產生的菌種并不能迅速且明顯地對香腸的內部條件進行調整，致使感官評分稍低于添加菌種的各組。同時，添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的發酵香腸的感官評分最高，表明魯氏酵母菌在發酵香腸中產生的風味物質與植物乳桿菌在香腸中產酸的特性相結合，使發酵香腸的接受度得到進一步提高。

3 結論

通過對比未添加菌種、添加魯氏酵母菌、添加植物乳桿菌及添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌4組發酵香腸的理化指標、微生物指標及感官評分，探討將魯氏酵母菌加入發酵香腸中的適用性。研究發現，添加魯氏酵母菌有助于提高發酵香腸的顏色，對水分含量的降低有一定的促進作用，同時可加速pH值的下降，從而縮短發酵香腸的成熟時間；魯氏酵母菌在發酵香腸中生長狀態良好，且未對發酵香腸內原有的乳酸菌產生影響，同時有效控制了香腸內部腐敗菌種的生長；成熟后，魯氏酵母菌產生的風味物質及香氣成分對發酵香腸有促進作用，能夠更好地讓大眾接受，說明魯氏酵母菌在發酵香腸生產發酵過程中有促進作用，可進一步應用于發酵肉制品中。