中西式加工工藝對香腸品質的影響研究

黃倩，趙銀峰，周春燕，王蜀，丁家文，鄧婷婷，袁星，吉莉莉*

(1.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106；2.喜德縣袁野農業開發有限公司，四川 西昌 615000)

中式香腸是人們在冬季低溫條件下，將肉絞碎后，添加調味品后混勻灌入腸衣，于室外風干，需經過高溫烹飪后再食用[1]。中式香腸歷史悠久，制作方法簡單，不需要使用制冷設備，節約能源，儲存時間長，在自然室溫下可保存半年左右，且無變色和異味[2]。其產品風味獨特、安全營養，深受消費者的喜愛[3]。發酵香腸源于國外，指將絞碎好的廋肉與肥肉按照一定比例同時添加輔料，混勻后灌入腸衣，經自然發酵或者添加外源發酵劑發酵、成熟等過程所制成的一類具有發酵香味的發酵肉制品，可以直接食用[4]。發酵香腸品種繁多，標準不同，產品類型不同，包括低酸和高酸、低溫和高溫發酵產品等[5]。西式發酵香腸伴隨著微生物的發酵過程，其產品營養豐富、味道鮮美[6]。中式風干香腸通過冷風對香腸進行風干，快速降低香腸中的水分含量和水分活度，在調味品協同作用下，抑制有害微生物的生長，從而延長了肉的保質期。西式發酵香腸添加或不添加發酵劑，前期都需要約30 ℃的溫度為香腸中的乳酸菌提供適宜的生長溫度，促進其增殖，產生大量的酸性物質，降低其pH值，抑制有害菌的生長，后期再以較低溫度進行持續發酵，促進風味的形成。兩種制作工藝所產生的香腸各具特色。本研究以相同的原料與輔料制作香腸，利用中式風干工藝與西式發酵工藝對其進行加工，測定了兩種香腸pH、水分活度、水分含量、TBARS值、微生物含量以及風味的變化，為中、西式兩種加工方法的研究提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮豬肉：由遂寧高金食品有限公司提供；淺發酵香腸專用調料：由肉類加工四川省重點實驗室研制并提供。

1.2 儀器設備

Testo 205 pH計 德圖儀表(深圳)有限公司；BCD-452WDPF冷藏冰箱 青島海爾集團；BFJX-500智能調控風干發酵裝置 浙江嘉興艾博實業股份有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 香腸加工工藝

原料瘦肉切絲，肥肉切丁，肥瘦比3∶7，添加10%香腸調料，原輔料在真空攪拌機內混勻，利用真空灌腸機將其灌入直徑為2 cm的人工膠原蛋白腸衣。清潔外表后分兩組，分別掛入智能調控風干發酵裝置中。兩組加工工藝分別為1號組：中式風干工藝，溫度8～12 ℃，相對濕度60%～70%，風速0.8～1.8 m/s，風干5 d，風干后的香腸真空包裝，室溫下貯藏10 d；2號組：西式發酵工藝，發酵一期，溫度18～25 ℃，相對濕度90%～92%，風速0.2～0.5 m/s，發酵5 d，再進入發酵二期，溫度18～22 ℃，相對濕度80%～85%，風速0.2～0.5 m/s，發酵10 d。

1.3.2 pH值的測定

將肉類專用穿刺電極直接插入香腸內進行測定，待pH計讀數穩定后記錄相應的數據。

1.3.3 水分活度的測定

將樣品切碎后，使用水分活度儀進行測定。

1.3.4 硫代巴比妥酸TBARS值含量的測定

按照GB 5009.181—2016《食品安全國家標準 食品中丙二醛的測定》方法進行測定。

1.3.5 揮發性風味物質的測定

參照張旭等[7]的方法對香腸樣品揮發性風味化合物進行測定。前處理條件：取3 g粉碎后的肉樣于15 mL頂空瓶中密封，設置CTC自動進樣器對樣品進行前處理，條件如下：加熱箱溫度75 ℃，加熱時間45 min，樣品抽取時間20 min，解吸時間5 min。

GC條件：HP-5MS UI色譜柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；壓力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；載氣為氦氣，不分流進樣；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：起始溫度50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至120 ℃，保持1 min，再以8 ℃/min升至250 ℃，保持2 min。

MS條件：電子電離源(EI)；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃；檢測器電壓350 V；質量掃描范圍(m/z)：40～500。

1.3.6 微生物數量的測定

參照余靜等[8]的方法進行微生物數量的測定。在無菌條件下取25 g樣品剪碎，加入225 mL無菌生理鹽水，置于拍打式均質器中均質10 min，取1 mL樣液進行10倍稀釋至適當的濃度，取100 μL稀釋液,在不同的培養基中涂布，每個樣品重復3次，在37 ℃恒溫培養箱中培養適當的時間，對平板中生長的菌落進行計數，計算出樣品中各種微生物的數量。

1.3.7 數據處理

采用Microsoft Excel 2020進行數據統計，并進一步利用IBM SPSS Statistics 25.0進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 加工過程中pH的變化

由圖1可知，兩種不同加工方式下香腸pH值的變化較大，香腸的pH值都呈現下降趨勢，2號西式組同一檢測時間pH值顯著低于1號中式組。1號組中式風干香腸的pH值在1～5 d顯著下降，從5.884下降到5.633，5 d后下降趨勢趨于平緩，在第15 天為5.583。2號組西式發酵香腸的pH值在發酵一期(1～5 d)快速從5.884下降至4.977，之后開始回升，到第15 天時為5.373。香腸中的原料和調味料有大量的微生物[9]，pH值的變化與微生物有密切的聯系，尤其是乳酸菌屬微生物生長所產生的乳酸具有重要的作用[10]。西式發酵工藝的發酵溫度高于中式風干溫度，30 ℃使乳酸菌快速增殖，pH值下降更快。中式加工溫度較低，但也有少量微生物生長，與西式發酵工藝相比，濕度較低，風速較高，水分的散發又減緩了微生物的生長，從而表現為pH值下降較緩，最終值也高于西式組。

圖1 加工過程中pH值變化

2.2 水分活度Aw的變化

由圖2可知，兩種不同加工方式中水分活度的變化，1號組的風干溫度較低，風速較高，前3 d的風干期水分活度快速下降至0.865，在貯藏期Aw下降緩慢，最終在第15天為0.850。通常Aw隨著pH值的變化而變化[11]，可能與pH值下降促使肉中蛋白質變性、持水性下降、保水性降低有關[12]。2號組西式香腸相對濕度較高(90%～92%)，制作溫度也較高，水分流失較慢，到第5天水平分活度為0.904，進入發酵二期，濕度調整(80%～85%)后水分活度下降較快。到第15天下降至0.838，較低的水分活度會抑制微生物的生長，西式制作工藝的水分活度下降較緩慢，為微生物繁殖提供了適宜的條件[13]。

圖2 加工過程中Aw的變化

2.3 加工過程中TBARS值的變化

TBARS值是評價肉類脂肪酸敗程度的一個重要指標，TBARS值越大，表明其脂肪氧化產物的積累度(脂質氧化產物的積累程度)越高[14]。由圖3可知，兩種不同加工方式下香腸的TBARS值都在逐漸上升，與盧涵等[15]的研究結果一致。但中式風干組的TBARS值在相同取樣點顯著低于西式發酵組。1號組中式風干香腸的TBARS值由第1天的0.256 mg/kg增加至第10天的0.649 mg/kg，穩定并有所下降至第15天的0.639 mg/kg，但并不顯著(P>0.05)；2號組西式發酵香腸由第1天的0.229 mg/kg持續增加至第15天的0.819 mg/kg。說明香腸內的脂肪在一定程度上被氧化，且2號組的TBARS值顯著高于1號組，可能是西式發酵工藝的2號組制作溫度更高，脂肪的氧化更明顯所致。

圖3 TBARS值的變化

2.4 加工過程中微生物的變化

由圖4可知中，兩組香腸微生物數量都在增加。1號組由于加工濕度和溫度分別為60%～70%和8～12 ℃，都較2號組低，微生物數量顯著降低。總菌從最初的5.103 log CFU/g持續增加至第15天的6.817 log CFU/g；乳酸菌在3 d后快速增長，10 d后趨于平緩；微球菌在1～5 d增殖緩慢，真空包裝后迅速增殖，15 d后有所降低。2號組發酵前期加工濕度為90%～92%，溫度為18～25 ℃，非常有利于微生物的生長，因此，在1～5 d發酵期總菌、乳酸菌和微球菌都處于快速增長階段，在第10天后有所回落。兩組香腸都有相同的原料和調味品，在風干發酵工藝中，溫度、濕度和風速不一樣，使兩種香腸的微生物生長受到了非常顯著的影響。風干前期，香腸中的水分活度和營養物質非常適合微生物的生長，即使是中式加工的較低溫度和濕度條件下也能有微生物生長，西式加工條件非常適合微生物生長。因此，西式加工的微生物生長速度更快。但是隨著水分蒸發及真空包裝后，對微生物的生長造成了一定的限制，西式發酵香腸的微生物數量下降更明顯。

圖4 香腸細菌數量變化

2.5 揮發性化合物種類變化統計分析

兩種加工方式香腸中各個時期揮發性有機物種類見圖5。

圖5 中、西式香腸不同加工時期揮發性化合物種類變化

由圖5可知，每種風味物質在不同加工時期的數量有所不同。西式發酵香腸在發酵一期風味化合物從第1天的39種增加到第5天的54種，進入發酵二期，化合物的數量基本趨于穩定，達到最大值第10天的58種。中式風干香腸化合物數量在風干期從第1天的44種達到最大值即風干期結束第5天的47種。進入貯藏期，化合物數量稍有降低達到第15天的40種。在第5天，中式風干香腸中酯類、醛類、酸類的種類較多，醇類、烯烴類、酮類等物質的種類較少。在貯藏期，第10天的西式發酵香腸化合物種類明顯高于中式風干香腸，可能是西式發酵香腸進入發酵的第二階段，乳酸菌大量生長繁殖，代謝蛋白質、脂肪等化合物，增加了醛類、酯類等物質的種類。由此可見，香腸中的微生物對風味物質的影響非常大。

2.6 揮發性化合物組成及含量變化分析

利用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用儀(SPME-GC-MS)測定兩種工藝條件下香腸中揮發性風味成分，見圖6。1號組中式香腸產品中共鑒定出210種揮發性風味物質，各階段分別為44，38，47，41，40種，相對百分含量分別為54.393%、71.058%、89.368%、50.961%、72.439%。2號組中式香腸產品中共鑒定出260種揮發性風味物質，各階段分別為39，54，54，58，55種，相對百分含量分別為47.192%、49.138%、94.513%、85.233%、76.908%，兩組香腸主要為酯類、醛類、醇類、烯烴類、烷烴類、酸類、酮類化合物。兩種加工方式下的香腸風味物質的種類及相對含量隨加工時間的延長而遞增。中式風干香腸在風干第1天的揮發性物質在所有可以分析的物質中占比為54.393%，到風干結束期(第5天)達到最大值89.368%。而西式發酵香腸在第1天揮發性物質在所有可以分析的物質中占比為47.192%，發酵第一期結束(第5天)時達到最大值94.513%。

圖6 中、西式香腸加工過程中揮發性風味物質的相對含量變化熱圖

中式風干香腸和西式發酵香腸樣品的揮發性風味成分在各階段組成稍有不同，在第3 天時中式風干香腸風味物質含量高于西式發酵腸。隨著加工時間的延長，在第5天時西式發酵腸風味物質含量高于中式風干香腸，主要體現在醛類、醇類、酮類和烯烴類化合物的比例，可能是由于兩種香腸的加工方式不同。整體上西式發酵腸風味物質總含量高于中式風干香腸。

3 結論

采用中式風干和西式發酵兩種不同加工工藝對香腸進行加工，對比了香腸的pH值、水分活度(Aw)、硫代巴比妥酸(TBARS)值、微生物數量以及揮發性風味物質等指標。結果表明，中、西式加工工藝對香腸的理化性質及揮發性風味物質產生的影響有一定的異同。兩種工藝都能降低香腸的pH值、水分活度，促進微生物增殖，蛋白質氧化分解，產生特殊的風味物質。中式風干香腸工藝制作溫度低(8～12 ℃)，微生物生長緩慢，含量也較低，pH下降慢，TBARS值更低；西式發酵香腸工藝制作溫度較高(30 ℃)，微生物快速增殖，含量較高，pH下降快，TBARS值更高。西式發酵工藝由于脂質氧化和微生物代謝更旺盛，揮發性風味物質以酯類、醛類、酸類為主，相對含量更高，種類更豐富。