辛料對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽的影響

馬金鳳，劉宇涵，劉宇欣，朱然，丁玉萍

(佳木斯大學 生命科學學院，黑龍江 佳木斯 154007)

發(fā)酵香腸是指將絞碎的肉在添加輔料的同時加入發(fā)酵劑，混合后灌進腸衣，經(jīng)控溫發(fā)酵，制成具有穩(wěn)定的微生物特性和典型的發(fā)酵香味的肉制品。在發(fā)酵過程中，乳酸菌發(fā)酵碳水化合物形成乳酸[1]，使香腸的pH值降低，低pH值可促進亞硝酸鹽與肌紅蛋白結合，有利于保持香腸的色澤，提高香腸的貨架期。低pH值可以使香腸的水分活性降低，游離脂肪酸含量和單不飽和脂肪酸含量升高，亞硝酸鹽在香腸中的殘留量降低[2]。目前，對發(fā)酵菌降低亞硝酸鹽含量的報道較多，但辛料對發(fā)酵菌降低亞硝酸鹽含量的影響鮮有報道。本研究以混合乳酸菌為發(fā)酵劑，在模擬培養(yǎng)基中添加蔥、姜、蒜3種辛料，探究辛料對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽的影響，旨在為香腸生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)[3]。

1 試驗材料

1.1 材料

混合菌種：佳木斯大學發(fā)酵工程實驗室提供；黃豆、蔗糖、奶粉(全脂奶粉)[4]、食鹽(食品級)：購于超市。

1.2 試劑

硼酸、冰乙酸、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅：均為分析純。

1.3 儀器與設備

UV754型紫外可見分光光度計；SK7200H型超聲波清洗器；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱；YXQ-LS-75SII型立式壓力蒸汽滅菌器；HH-Z2型恒溫水浴鍋；pHS-3C型數(shù)顯酸度計；九陽破壁料理機-干磨絞肉-全自動攪拌豆?jié){渣汁分離榨汁機-原汁果汁機。

1.4 方法[5]

食用菌→清洗挑選→破碎→加入肉模擬培養(yǎng)基→分裝→滅菌→冷卻→接種→恒溫培養(yǎng)→取出→指標測定。

1.4.1 培養(yǎng)基

模擬培養(yǎng)基(1 L)：奶粉20 g、蔗糖30 g、亞硝酸鹽150 mg、食鹽15 g，將折光度5%的豆?jié){定容至1 L，于115 ℃滅菌15 min。

活化培養(yǎng)基(1 L)：奶粉20 g、蔗糖30 g，將折光度5%的豆?jié){定容至1 L，于121 ℃滅菌15 min。

1.4.2 菌種的活化

將保存的混合菌種接入活化培養(yǎng)基中，于37 ℃培養(yǎng)24 h，取出，備用。

1.4.3 單因素試驗

對洋蔥、生姜、大蒜3種辛料的添加量進行單因素試驗，3種辛料添加量的梯度設置均為0，20，40，60，80，100，120 g/L。按6%的接種量接入活化后的菌種，于37 ℃培養(yǎng)24 h，取出測亞硝酸鹽含量及pH值。各組做3個重復，結果取平均值。

1.4.4 正交試驗設計

為了探究3種辛料同時添加對降解亞硝酸鹽的影響，以洋蔥、生姜、大蒜為因素，進行三因素三水平L9(33)正交試驗。正交試驗方案見表1。

表1 正交試驗方案Table 1 Orthogonal test scheme g/L

1.4.5 指標的測定

參考GB 5009.3-2010《食品中水分的測定》。

1.4.5.1 pH值的測定

采用精密酸度計測定。

1.4.5.2 亞硝酸鹽的測定

參考GB/T 5009.33-2008中的鹽酸萘乙二胺法測定。

亞硝酸鹽標準曲線見圖1。

圖1 亞硝酸鹽標準曲線Fig.1 Standard curve of nitrite

亞硝酸鹽降解率的計算公式：P=(X空-X1)/X空。

式中：P為亞硝酸鹽的降解率；X1為試樣中亞硝酸鹽的含量，mg/kg；X空為未接菌種且未添加任何辛料，添加150 mg/L亞硝酸鹽后實際測得的亞硝酸鹽含量，為107.90 mg/kg。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 洋蔥對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽影響的試驗結果

圖2 洋蔥單因素試驗結果Fig.2 Single factor experimental results of onion

由圖2可知，添加洋蔥的亞硝酸鹽降解率均比未添加洋蔥的高。洋蔥添加量為20～120 g/L，亞硝酸鹽降解率呈正態(tài)分布，最高值比最低值高3.80%，差異不顯著。未添加洋蔥的亞硝酸鹽降解率為83.27%，添加量為80 g/L時降解率最高，為96.15%，比未添加洋蔥的降解率高12.88%。同時洋蔥添加量為80 g/L時，pH值為3.13，是7組中最低的，添加洋蔥組的pH值均比未添加洋蔥組低。

2.1.2 生姜對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽影響的試驗結果

圖3 生姜單因素試驗結果Fig.3 Single factor experimental results of ginger

由圖3可知，生姜添加量為20～120 g/L，亞硝酸鹽降解率呈正態(tài)分布；生姜添加量為20～100 g/L，亞硝酸鹽降解率均比0號組高；當生姜添加量為120 g/L時，亞硝酸鹽降解率低于未添加生姜組，在一定范圍內(nèi)，添加生姜對亞硝酸鹽降解有促進作用，添加量過高會抑制亞硝酸鹽降解。

2.1.3 大蒜對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽影響的試驗結果

圖4 大蒜單因素試驗結果Fig.4 Single factor experimental results of garlic

由圖4可知，大蒜添加量為20～120 g/L，亞硝酸鹽降解率呈正態(tài)分布，均高于未添加大蒜組的亞硝酸鹽降解率。添加量為80 g/L時最高，高于0號組14.94%。添加量為20～120 g/L時最高值達98.21%，最低值為94.87%，兩者相差3.34%，差異較小。亞硝酸鹽降解率最高組pH值最低，之后隨著大蒜量的增加，pH值有所升高。

2.2 正交試驗結果與分析

以亞硝酸鹽降解率為評價指標，對洋蔥、生姜、大蒜進行三因素三水平L9(33)正交試驗，試驗結果見表2。

表2 正交試驗結果與數(shù)據(jù)分析Table 2 Orthogonal test results and data analysis

由表2可知RC>RB>RA，3種辛料對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽的影響均具有促進作用，影響從大到小依次為：大蒜>生姜>洋蔥。A因素列：K3>K2>K1，B因素列：K3>K2>K1，C因素列：K2>K3>K1。由此可以得出正交試驗優(yōu)化的組合為A3B3C2(Y)，即洋蔥添加量為50 g/L，生姜添加量為50 g/L，大蒜添加量為50 g/L。由表2可知：最佳組為3號，組合A3B3C1(Z)降解率為98.54%，即洋蔥添加量為50 g/L，生姜添加量為50 g/L，大蒜添加量為30 g/L。

2.3 對比驗證試驗

對正交試驗得出較好的兩個組合，即Y(A3B3C2)、Z(A3B3C1)，做對比驗證試驗，結果見表3。

表3 對比驗證試驗結果Table 3 Contrast validation test results

3 結論與討論

通過單因素試驗得出：3種辛料單一添加時[6]，洋蔥80 g/L、生姜40 g/L、大蒜80 g/L對香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽影響最好，降解率最大。對3種辛料組合進行正交試驗得出：3種辛料添加量分別為洋蔥50 g/L、生姜50 g/L、大蒜30 g/L時，香腸發(fā)酵菌降解亞硝酸鹽的效果最好，降解率為98.54 %[7，8]。

辛料本身含有一定的營養(yǎng)價值，洋蔥富含半胱氨酸、硒等，具有促進消化、殺菌消炎、抗衰老等功效[9]；生姜富含姜酮、鉀等物質(zhì)，有增進食欲、活血驅(qū)寒、解毒等功效；大蒜富含蒜胺、維生素C等營養(yǎng)物質(zhì)，具有降低血糖、保護心血管等作用，將這3種辛料添加到發(fā)酵香腸中不僅能改善香腸的風味品質(zhì)[10]，還能提供發(fā)酵菌所需的營養(yǎng)，促進菌的生長繁殖。本研究證實添加一定的辛料pH值低于未添加辛料組，pH低說明發(fā)酵菌代謝旺盛。當添加量在20～120g/L范圍內(nèi)，3種辛料只有生姜添加量在120g/L時亞硝酸鹽降解率低于未添加生姜組；洋蔥和大蒜添加量在80g/L時降解率最高，之后隨著添加量增加，降解率降低，但均高于未添加辛料組，說明辛料的添加不宜過量，過量會影響發(fā)酵菌的繁殖和亞硝酸鹽的降解率。