發(fā)酵干香腸關(guān)鍵生產(chǎn)工藝及包裝技術(shù)研究

李國柱,賈靖,李明珠

(1.漯河食品職業(yè)學(xué)院,河南 漯河 462000;2.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,河南 新鄭 451100)

干香腸是世界上最古老和原始的肉類加工方式,隨著肉類產(chǎn)品深加工技術(shù)的發(fā)展和食品冷藏工藝的出現(xiàn)[1-2],發(fā)酵香腸的方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的自然發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锒ㄏ虬l(fā)酵[3]。發(fā)酵香腸具有廣闊的消費市場[4],成為德國、西班牙、意大利等國家肉類工業(yè)中最活躍的產(chǎn)品之一[5],每年消費量超過70萬噸,并且仍呈上升趨勢[6]。受地區(qū)風(fēng)俗習(xí)慣的影響,不同地區(qū)干香腸的加工工藝不同,使得其風(fēng)味特征也存在差異[7-8]。

干香腸發(fā)酵劑一直是國內(nèi)外研究的重點,很多研究人員都為此作出了巨大貢獻[9-11]。相關(guān)研究結(jié)果表明[12-13],干香腸發(fā)酵過程中所使用的發(fā)酵劑由小球菌、乳酸菌和葡萄球菌混合而成,對干香腸產(chǎn)品品質(zhì)起著決定性作用[14],小球菌和葡萄球菌可以分解蛋白質(zhì)和脂肪,從而形成一些特殊的芳香物質(zhì),并且對發(fā)酵干香腸有一定的增色效果[15]。

干香腸中的pH值、水分含量、水分活度和脂肪氧化程度等均會對其品質(zhì)產(chǎn)生至關(guān)重要的影響;不同的包裝材料對干香腸中pH值和水分含量的影響程度存在差異[16-17]。本研究基于此,對加工過程中干香腸的各種理化因子進行測定和分析;同時研究6種不同的包裝方式對干香腸中pH值和水分含量的影響,旨在為發(fā)酵干香腸產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

材料:豬肉、葡萄糖、蔗糖、亞硝酸鈉、食鹽、黑胡椒粒和豬腸衣;試劑:乙醇、氫氧化鉀、飽和碘化鉀、淀粉指示劑、顯色劑、亞硝酸鈉標準溶液和對氨基苯磺酸溶液。

1.2 試驗儀器

控溫發(fā)酵室、制冰機、灌腸機、攪拌機、破碎機、超凈工作臺、電子天平、均質(zhì)器和紫外分光光度計。

1.3 試驗方法

1.3.1 發(fā)酵干香腸生產(chǎn)工藝確定

對腌制時間為0,4,8,12 h的干香腸的顏色和組織狀態(tài)進行感官評價,最后獲得最佳的干香腸腌制時間。

1.3.2 發(fā)酵干香腸關(guān)鍵工藝研究

發(fā)酵組和對照組使用相同的原料和生產(chǎn)工藝,以添加發(fā)酵菌種的干香腸作為發(fā)酵組,不添加發(fā)酵劑的干香腸產(chǎn)品作為對照組,測定發(fā)酵組和對照組干香腸的pH值、水分活度、水分含量和過氧化值,并將兩種加工方式獲得的理化性質(zhì)進行對比。

1.3.3 包裝材料性能指標研究

對6種包裝材料的透濕性、安全性、透光性、耐油性和透氧性等指標進行測定和比較。

1.3.4 包裝材料對發(fā)酵干香腸儲藏期間質(zhì)量的影響

用6種包裝材料在普通包裝方式條件下,測定儲藏時間為20,40,60,80 d時干香腸的pH值和水分含量,分析各種包裝材料對干香腸各項理化指標的影響。

2 結(jié)果和討論

2.1 發(fā)酵干香腸生產(chǎn)工藝

2.1.1 腌制時間的確定

腌制時間對發(fā)酵干香腸產(chǎn)品的顏色和組織狀態(tài)有著顯著影響,經(jīng)過腌制的干香腸,肉餡中的血紅蛋白被氧化[18],發(fā)酵過程中,乳酸使得干香腸的顏色更加誘人[19];另外,干香腸在腌制過程中,鹽溶性蛋白不斷溶出,肉餡的組織狀態(tài)更加致密。

由表1可知,隨著腌制時間的增加,發(fā)酵干香腸的顏色和組織狀態(tài)感官評分先升高后降低。當(dāng)腌制時間為8 h時,干香腸的顏色和組織狀態(tài)感官評分最高,無論腌制時間大于還是小于8 h,感官評分均呈現(xiàn)下降趨勢。所以,選擇最佳的腌制時間8 h對干香腸進行腌制。

2.1.2 發(fā)酵干香腸生產(chǎn)過程中理化指標的變化

2.1.2.1 發(fā)酵干香腸發(fā)酵過程中pH值的變化趨勢

由圖1可知,隨著干香腸發(fā)酵時間的增加,pH值持續(xù)下降,當(dāng)發(fā)酵時間為0～3 d時,發(fā)酵干香腸的pH值下降速度最快;隨后,隨著發(fā)酵時間的繼續(xù)增加,發(fā)酵干香腸的pH值緩慢且持續(xù)下降。發(fā)酵組中干香腸pH值的下降速度快于對照組,這可能是發(fā)酵組中干香腸的真菌群落更加豐富導(dǎo)致的。

圖1 發(fā)酵過程中干香腸pH值的變化趨勢Fig.1 Change trend of pH values of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.2 發(fā)酵干香腸發(fā)酵過程中水分含量的變化趨勢

由圖2可知,隨著發(fā)酵時間的增加,干香腸的水分含量不斷降低。當(dāng)發(fā)酵時間為0～3 d時,對照組和發(fā)酵組干香腸的水分含量由54%快速下降至34%;當(dāng)發(fā)酵時間大于3 d時,干香腸的水分含量呈緩慢下降趨勢,可能是發(fā)酵后期環(huán)境中水分含量過大所導(dǎo)致。當(dāng)發(fā)酵時間為20 d時,發(fā)酵組和對照組干香腸中的水分含量保持一致,均在25%左右。

圖2 發(fā)酵過程中干香腸水分含量的變化趨勢Fig.2 Change trend of water content of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.3 發(fā)酵干香腸發(fā)酵過程中水分活度的變化趨勢

由圖3可知,發(fā)酵組和對照組干香腸的水分活度變化趨勢一致,隨著發(fā)酵時間的增加,發(fā)酵組和對照組的水分活度均呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢。發(fā)酵組的水分活度下降速度明顯低于對照組,對于低酸類發(fā)酵食品,水分活度是干香腸安全性保障的重要指標,水分活度下降的速度對產(chǎn)品的安全和儲藏有著重要意義。

圖3 發(fā)酵過程中發(fā)酵干香腸水分活度的變化趨勢Fig.3 Change trend of water activity of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.4 發(fā)酵干香腸發(fā)酵過程中過氧化值的變化趨勢

由表2可知,隨著發(fā)酵時間的增加,對照組和發(fā)酵組干香腸的過氧化值在發(fā)酵6 d時達最低值,隨后呈現(xiàn)緩慢上升趨勢,但在整體18 d的發(fā)酵期內(nèi),兩組的過氧化值呈現(xiàn)整體下降趨勢,且發(fā)酵組和對照組干香腸的過氧化值差異不明顯。

2.1.3 發(fā)酵干香腸生產(chǎn)過程中微生物特性的變化

由圖4可知,當(dāng)發(fā)酵時間為0～3 d時,干香腸的乳酸菌數(shù)量快速增加,達到108.5CFU/g,此時達到最高點,由于干香腸發(fā)酵初期有足夠的營養(yǎng)和生存空間,適合乳酸菌的生長和繁殖,乳酸菌迅速繁殖成為優(yōu)勢菌,并一直穩(wěn)定在107.8～107.9CFU/g。這是由于乳酸菌在干香腸中不斷發(fā)酵產(chǎn)酸,另外,干香腸中的水分活度和水分含量持續(xù)下降都影響了乳酸菌的生長和繁殖。

圖4 干香腸發(fā)酵過程中細菌生長趨勢Fig.4 Bacterial growth trend of fermented dry sausages during fermentation

在發(fā)酵初期0～3 d時,干香腸中的小球菌含量呈現(xiàn)下降趨勢,這是由于在發(fā)酵初期小球菌需要一個適應(yīng)環(huán)境的階段。隨著發(fā)酵時間的增加,小球菌數(shù)先升高后降低。當(dāng)發(fā)酵時間為3～6 d時,小球菌在干香腸中的生長環(huán)境得到了一定程度的適應(yīng),繁殖速度有所增加;當(dāng)發(fā)酵時間大于6 d時,小球菌總數(shù)也不斷下降,可能是發(fā)酵干香腸的pH 值持續(xù)下降所導(dǎo)致。

2.2 發(fā)酵干香腸包裝技術(shù)的研究

2.2.1 包裝材料性能

根據(jù)包裝材料的特性,選擇6種安全性能較好、成本相對較低的適合于肉制品包裝的塑料膜,塑料薄膜的性能見表3。

表3 6種不同包裝材料性能Table 3 Performance of six different packaging materials

2.2.2 包裝材料對發(fā)酵干香腸質(zhì)量的影響

2.2.2.1 不同包裝材料對發(fā)酵干香腸pH值的影響

由圖5可知,不同包裝材料對干香腸的pH值影響不同,當(dāng)儲藏時間為0～20 d時,6種包裝材料的干香腸中pH值均呈現(xiàn)增長趨勢,且在貯藏時間為20 d時,6種包裝材料A(PE/PA)、B(PE/OPP)、C(MB2型)、D(EVOH復(fù)合膜)、E(PE/OPP/PETAL)、F(PE/PA/PET)中干香腸的pH值分別為5.3,5.35,5.2,5.25,5.25,5.4。當(dāng)儲藏時間為20～40 d時,包裝材料B和C中干香腸的pH值持續(xù)升高;包裝材料D和E中干香腸的pH值也升高,但是升高的速度較緩慢,包裝材料A和F中干香腸的pH值呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)貯藏時間為40～60 d時,包裝材料B、C、E和F中干香腸的pH值均呈現(xiàn)下降趨勢,包裝材料A和D中干香腸的pH值則維持穩(wěn)定,基本保持不變;當(dāng)貯藏時間為60～80 d時,6種包裝材料的干香腸中pH值均呈現(xiàn)上升趨勢,并且從高到低的次序是B>F>A>E>C=D。

2.2.2.2 不同包裝材料對發(fā)酵干香腸水分含量的影響

由圖6可知,當(dāng)儲藏時間為0～20 d時,除了包裝材料B(PE/OPP)之外,其他5種包裝方式的干香腸中水分含量均呈現(xiàn)下降趨勢;當(dāng)儲藏時間為20～40 d時,B、C和E 3種包裝材料的干香腸中水分含量呈現(xiàn)下降趨勢;而A、D和F 3種包裝材料的干香腸中水分含量稍有上升。當(dāng)儲藏時間為40～60 d時,D包裝材料的干香腸中水分含量明顯下降,A包裝材料的干香腸中水分含量降低幅度較小;E包裝材料的干香腸中水分含量呈現(xiàn)明顯上升趨勢,包裝材料B、C和F的干香腸中水分含量稍有上升。當(dāng)儲藏時間為60～80 d時,A、D、E和F 4種包裝材料的干香腸中水分含量快速下降,而包裝材料B和C的干香腸中水分含量基本保持不變。

圖6 不同包裝材料對干香腸水分含量的影響Fig.6 Effects of different packaging materials on the water content of dry sausages

3 小結(jié)

發(fā)酵肉制品具有特殊的營養(yǎng)成分和保健功效,加之其獨特的風(fēng)味成分和易于消化等優(yōu)點,是未來肉制品行業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。發(fā)酵干香腸是發(fā)酵肉中的一種重要傳統(tǒng)肉產(chǎn)品,深受消費者的喜愛。

發(fā)酵干香腸經(jīng)過發(fā)酵后,失水速度較快。為了更好地獲得發(fā)酵干香腸,且避免發(fā)酵過程中水分揮發(fā)速度減緩,我們認為維持發(fā)酵室的濕度為80%,盡量減少干香腸發(fā)酵過程中水分揮發(fā),有利于發(fā)酵干香腸中風(fēng)味物質(zhì)的形成。經(jīng)過研究可知,腌制時間對發(fā)酵干香腸的顏色和組織狀態(tài)影響較大,干香腸的最佳腌制時間為8 h。

干香腸發(fā)酵過程中,對照組和空白組中水分含量、水分活度、過氧化值的變化趨勢沒有明顯區(qū)別,而pH值、乳酸菌和小球菌的變化趨勢較明顯。在干香腸發(fā)酵過程中,水分含量與其生產(chǎn)工藝密切相關(guān);而發(fā)酵劑的添加和微生物生長情況與干香腸的pH值相關(guān)性更密切。

各種包裝材料的透光性、透油性、透濕性和透氧率之間存在差異,使得不同的包裝材料對發(fā)酵干香腸的pH值和水分含量影響不同,研究結(jié)果表明,發(fā)酵干香腸使用包裝材料B(PE/OPP)效果最好。