添加發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯品質(zhì)的影響

樊明明,郇延軍,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122)

添加發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯品質(zhì)的影響

樊明明,郇延軍*,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122)

分別利用戊糖片球菌,植物乳桿菌,肉糖葡萄球菌單一菌種和復(fù)合菌種對(duì)原料肉進(jìn)行發(fā)酵,生產(chǎn)發(fā)酵型豬肉脯,分析了成品質(zhì)構(gòu)、水分活度、肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)和感官品質(zhì)等指標(biāo)的變化。結(jié)果表明:與對(duì)照組相比,發(fā)酵可以明顯改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)。其中經(jīng)肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復(fù)配發(fā)酵的產(chǎn)品剪切力可降低39.8%,MFI由對(duì)照組42.87提高到84.73。各發(fā)酵組的水分活度(Aw)和水分含量無(wú)顯著區(qū)別,但與對(duì)照組相比有顯著下降(p<0.05)。添加肉糖葡萄球菌發(fā)酵組和三組復(fù)配發(fā)酵組豬肉脯感官評(píng)分顯著高于對(duì)照組(p<0.05)。

發(fā)酵劑,質(zhì)構(gòu),肌原纖維小片化指數(shù),感官評(píng)定

肉脯是用除去筋腱的豬、牛瘦肉為原料,經(jīng)切片、調(diào)味、腌制、攤篩、烘干、烤制等工藝制成的即食產(chǎn)品,是我國(guó)知名的傳統(tǒng)肉制品,具有高蛋白、低脂肪、味道鮮美等特點(diǎn),深受人們喜愛(ài)。傳統(tǒng)工藝條件下,豬肉脯生產(chǎn)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的烘干過(guò)程和短時(shí)間的焙烤過(guò)程,使產(chǎn)品質(zhì)地較硬,也影響了產(chǎn)品的彈性和咀嚼性;另外傳統(tǒng)工藝中,產(chǎn)品風(fēng)味主要靠美拉德反應(yīng)形成,導(dǎo)致風(fēng)味單一[1]。改善豬肉脯質(zhì)構(gòu)、豐富其風(fēng)味是生產(chǎn)人員和研究人員共同關(guān)心的課題。嫩度是評(píng)價(jià)肉制品食用品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),主要涉及到產(chǎn)品的咀嚼性、硬度和剪切力。研究表明:破壞肌原纖維的完整性,提高肌原纖維小片化程度可以降低剪切力,提高肉制品的嫩度[2]。蛋白酶可以促進(jìn)蛋白質(zhì)降解,提高肌原纖維蛋白降解程度。通過(guò)由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的外源蛋白酶的作用提高蛋白質(zhì)降解程度是一種重要的加工方式[3-4]。Leroy等[5]報(bào)道指出,肉經(jīng)微生物發(fā)酵,促進(jìn)了蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)等大分子物質(zhì)的降解,破壞了肌肉組織的完整性、改善了質(zhì)構(gòu),提高產(chǎn)品的消化吸收率及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,同時(shí)利用葡萄球菌和乳酸菌的發(fā)酵還能夠促進(jìn)酯類(lèi)物質(zhì)等風(fēng)味成分的形成[6],改善產(chǎn)品的風(fēng)味及提高產(chǎn)品的保藏性[7]。我國(guó)發(fā)酵肉制品很多,但利用發(fā)酵工藝改進(jìn)肉脯的相關(guān)研究較少。本研究利用植物乳桿菌、戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌單一菌種和復(fù)合菌種進(jìn)行發(fā)酵型豬肉脯的生產(chǎn)。并對(duì)主要的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析,以期為發(fā)酵型豬肉脯生產(chǎn)的菌種選用和改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)及風(fēng)味品質(zhì)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

戊糖片球菌(Pedicoccuspentosaceus) 編號(hào)GIM1.428,植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)編號(hào)GIM1.191,肉糖葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)編號(hào)GIMT1.044,購(gòu)于廣東省微生物菌種保藏中心。新鮮豬前腿肉和雞精、魚(yú)露等購(gòu)于當(dāng)?shù)爻?。紅曲紅、乙基麥芽酚均為市售食品級(jí),其他試劑均為分析純。MRS(Man Rogosa Sharp)培養(yǎng)基,參照GB478912-2003,用于活化培養(yǎng)乳酸菌;營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基,參照GB478912-2003用于肉糖葡萄球菌的活化、傳代及制備發(fā)酵劑。

DUG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FA-st Lab水分活度儀 法國(guó)；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；離心機(jī)SIGMA2-16K 德國(guó)西格瑪公司；其他為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 發(fā)酵劑的制備 將菌種活化,作為種子液。按5%接種量,37 ℃ 靜置培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。將100 mL增殖培養(yǎng)液離心(4000 r/min 10 min),倒掉上清液,菌體沉淀用5 mL無(wú)菌生理鹽水(0.85%)懸浮,即得到需要的液體發(fā)酵劑。制備的發(fā)酵劑,經(jīng)過(guò)活菌計(jì)數(shù)后用于生產(chǎn)。

1.2.2 發(fā)酵豬肉脯加工工藝流程及操作要點(diǎn) 原料選擇→預(yù)處理→冷凍→切片→發(fā)酵、腌制→攤篩→烘干→涂油→烤制→壓平切割→包裝→指標(biāo)測(cè)定。操作要點(diǎn)[4]如下。

原料選擇、預(yù)處理:選擇豬后腿肉,去除可見(jiàn)脂肪、結(jié)締組織。

冷凍、切片:冷凍主要是便于切片,將肉順著肌肉纖維方向切成2 mm厚的薄片,自然解凍。

發(fā)酵、腌制:先發(fā)酵后腌制。添加1%葡萄糖作為菌種碳源,發(fā)酵在濃度為葡萄糖溶液(用無(wú)菌生理鹽水配制濃度為20%)和液體發(fā)酵劑混合液中進(jìn)行。濕度恒定為80%,15 ℃發(fā)酵6 h,25 ℃發(fā)酵30 h[8-9]。發(fā)酵結(jié)束后在4 ℃冰箱中腌制2 h。其中肉∶蔗糖∶混合料質(zhì)量比為100∶26.67∶2.4,混合料中各組分之間配比為白胡椒粉∶復(fù)合磷酸鹽∶雞精∶味精∶乙基麥芽酚∶紅曲米=15∶25∶25∶33∶4.3∶1。

攤篩:肉片攤在篩網(wǎng)上,相互之間盡量不留空隙。

烘干:65 ℃烘干0.5 h,55℃烘干3 h,烘干期間每隔半個(gè)小時(shí)翻一次。

烤制:烤制溫度為22℃,時(shí)間為3 min。

對(duì)照組按傳統(tǒng)工藝制作,選豬后腿精肉、冷凍、切片、腌制、攤篩、烘干、烤制、冷卻。操作要點(diǎn)同上。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)7組,分別添加不同組合的發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵豬肉脯的制作,具體見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)中每組發(fā)酵劑接種總量均為3×107cfu/g。植物乳桿菌和戊糖片球菌同屬乳酸菌,本實(shí)驗(yàn)溫度下,二者復(fù)配會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)使肉料的pH降到5.0,較短時(shí)間的發(fā)酵不利于發(fā)酵型豬肉脯風(fēng)味的形成及其他成分的降解,因此實(shí)驗(yàn)中并未采用二者復(fù)配制作發(fā)酵型豬肉脯。樣品制作完畢冷卻包裝待指標(biāo)測(cè)定。

1.2.4 相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定

1.2.4.1 菌落總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的測(cè)定 菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2010食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定的方法進(jìn)行。TVB-N的測(cè)定參照GB/T5009.44-2003中揮發(fā)性鹽基氮半微量定氮法。

1.2.4.2 豬肉脯pH測(cè)定 參考GB/T 9695.5-2008和Yang[10]的方法測(cè)定。將樣品用剪刀剪碎,稱取3 g,加入27 mL蒸餾水,均質(zhì)1 min,隨后用pH計(jì)測(cè)定pH。每個(gè)樣品測(cè)三次。測(cè)定前對(duì)pH計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),25 ℃,校準(zhǔn)緩沖液pH4.00、pH6.88。

1.2.4.3 剪切力和全質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 樣品剪切力測(cè)定參照李培紅實(shí)驗(yàn)方法[4]。TPA測(cè)定參考Pialr Trespalaeios[11]實(shí)驗(yàn)方法并稍作修改,用剪刀將室溫保存的豬肉脯剪成2 cm×1 cm的長(zhǎng)方形,TPA實(shí)驗(yàn)選用 P/36R探頭,設(shè)置參數(shù):測(cè)試模式:壓縮;測(cè)試前速度:1 mm/;測(cè)試速度:3 mm/s;測(cè)試后速度:3 mm/s;壓縮比為 60%;2次激活感應(yīng)力:15 g。平行測(cè)定五次。

1.2.4.4 肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)的測(cè)定 參考Karumendu等[12]的方法略加修改進(jìn)行測(cè)定。取2 g剪切好的豬肉脯(除去肉眼可見(jiàn)的脂肪和結(jié)締組織),在20 mL 2 ℃的MFI緩沖溶液中(緩沖溶液含100 mmol/L KC1,1 mmol/L EDTA(二鈉鹽),25 mmol/L磷酸鉀(7 mmol/L的KH2PO4與18 mmol/L的K2HPO4,使緩沖液在4～5 ℃條件下pH為7.0),1 mmol/L NaN3),用組織搗碎機(jī)搗碎攪勻,勻漿液在4000 r/min離心15 min,將上清液緩慢倒出,沉淀繼續(xù)在10 mL緩沖液中,攪拌制成懸液,4000 r/min離心15 min。慢慢倒出上層清液。沉淀在5 mL的緩沖溶液制成懸液通過(guò)400 μm2的尼龍紗布以除去結(jié)蹄組織及碎片,再用5 mL的緩沖溶液幫助肌原纖維通過(guò)篩孔。纖維懸液的蛋白質(zhì)濃度根據(jù)雙縮脲法測(cè)定。然后用MFI緩沖溶液調(diào)整懸浮液蛋白濃度為(0.5±0.05)mg/mL,在540 nm測(cè)吸光度,將所得結(jié)果乘以200后便得到豬肉脯的MFI值。

1.2.4.5 水分含量和水分活度的測(cè)定 樣品中水分含量的測(cè)定參照GB/T 9695.15-2008。水分活度測(cè)定前將樣品在室溫下用料理機(jī)打碎,各組樣品打碎時(shí)間保持一致,每組測(cè)定三個(gè)平行。

1.2.4.6 感官測(cè)定 邀請(qǐng)20位經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的食品專業(yè)碩士生其中男生10名,女生10名,嚴(yán)格按照評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分,結(jié)果取平均值。評(píng)分采用九點(diǎn)標(biāo)度法:滿分9分。9:極好;8:良好;7:好;6:次好;5:一般;4:一般以下;3:差;2:很差;1:極差,對(duì)每一項(xiàng)進(jìn)行評(píng)分,然后按照每一項(xiàng)所占權(quán)重進(jìn)行加和,最后換算成9分制進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果用SPSS 19統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,利用Origin 8.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯菌落總數(shù)和TVB-N的影響

由圖1可知,單加肉糖葡萄球菌組菌落總數(shù)和TVB-N顯著高于對(duì)照組和其他發(fā)酵組。肉糖葡萄球菌不產(chǎn)酸,無(wú)法抑制雜菌生長(zhǎng),因此肉糖葡萄球菌應(yīng)該和乳酸菌復(fù)配作為發(fā)酵劑制作發(fā)酵肉制品。戊糖片球菌和植物乳桿菌都是乳酸菌,Talon[13]研究表明乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)降低pH可抑制雜菌和致病菌的生長(zhǎng),阻止雜菌利用游離氨基酸等含氮化合物產(chǎn)生揮發(fā)性含氮成分。此外,乳酸菌產(chǎn)酸作用可使肉中酸堿中和,使揮發(fā)性鹽基總氮含量增加緩慢[14]。雖然除T-2組外的其他發(fā)酵組的TVB-N量均顯著高于對(duì)照組(p<0.05),但是根據(jù)Xiong[15]文獻(xiàn)豬肉中TVB-N含量小于5 mg/100 g都在可食范圍。

圖1 不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯菌落總數(shù)和TVB-N的影響Fig.1 The total number of bacterial colony andTVB-N change of pork jerky produced by fermented 注:a～f柱形圖上含有不相同字母為差異顯著(p<0.05),圖3同。

2.2 不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵過(guò)程中pH變化的影響

如圖2所示,除肉糖葡萄球菌組外,其他各組豬肉脯的pH在12～30 h時(shí)間段內(nèi)下降迅速,之后緩慢下降。pH在發(fā)酵前期基本不變的原因可能是發(fā)酵劑中微生物要適應(yīng)新的生長(zhǎng)環(huán)境;發(fā)酵中期適應(yīng)環(huán)境之后微生物快速繁殖,植物乳桿菌和戊糖片球菌將碳水化合物分解成乳酸降低肉的pH;發(fā)酵后期pH變化緩慢是由于代謝產(chǎn)物的積累使微生物的生長(zhǎng)受到抑制。這與楊華等[16]在25～28 ℃鯰魚(yú)發(fā)酵香腸的pH變化的趨勢(shì)一致。單一菌種發(fā)酵T-3組較T-2組pH下降較快,是因?yàn)樵诮臃N量相同的情況下植物乳桿菌產(chǎn)酸速度較戊糖片球菌快;每組菌種添加量總量相同,兩種乳酸菌可利用碳源的量越少,pH下降越慢,因此單加戊糖片球菌組和單加植物乳桿菌組較其他組的pH下降較快;三種菌復(fù)配發(fā)酵組較兩種菌復(fù)配的發(fā)酵組pH下降較快,是因?yàn)閮煞N乳酸菌共同作用降低pH;T-1組肉糖葡萄球菌單一作為發(fā)酵劑制作豬肉脯時(shí),pH基本不變,發(fā)酵過(guò)程中無(wú)法抑制其他雜菌的生長(zhǎng)(圖1),產(chǎn)品的穩(wěn)定性得不到保障。

圖2 發(fā)酵過(guò)程中pH的變化Fig.2 The pH change of pork jerky produced by fermented

2.3 不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯剪切力和MFI的影響

剪切力是衡量肉制品嫩度的一個(gè)重要指標(biāo),MFI表示肌原纖維的降解程度,蛋白質(zhì)降解程度越大,MFI值越大,剪切力越小,肉的嫩度越大。由圖3可知,同對(duì)照組比較,T-1組、T-2組、T-5組、T-6組剪切力分別降低了26.4%、21.35%、39.8%、31.9%,MFI由對(duì)照組的42.87分別增大到76.3、72.01、84.73、78.96,其中復(fù)配發(fā)酵組較單一菌種組樣品剪切力降低程度更大、MFI值更高。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌能夠產(chǎn)生蛋白酶提高肉制品生產(chǎn)過(guò)程中蛋白質(zhì)的降解程度,提高M(jìn)FI值,剪切力變小[6]。圖3b T-5和T-6復(fù)配組的MFI均大于單加肉糖葡萄球菌組,是因?yàn)閜H降低利于肌原纖維蛋白的降解,并且一定范圍內(nèi)pH越低肌原纖維降解程度越大[17]。因此用戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌復(fù)配,或者三種菌復(fù)配制作發(fā)酵型豬肉脯可提高制品嫩度。

表3 不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

圖3 不同發(fā)酵劑發(fā)酵豬肉剪切力和MFI的影響Fig.3 Shearing force and MFI ofpork jerky fermented by different starter cultures

注:
注:a～f同列含有不相同字母為差異顯著(p<0.05),表4同。

2.4 不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

硬度表示物體變形所需要的力,反映食品堅(jiān)硬程度;咀嚼性是指把固態(tài)食品咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)所需要的能量,是食品的重要品質(zhì)特性,咀嚼性越小,食品越容易吞咽。由表3可知,同對(duì)照組相比,發(fā)酵型豬肉脯的咀嚼性、硬度顯著降低(p<0.05),各組間彈性和凝聚性差別不大。其中戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌(T-5)復(fù)配制作發(fā)酵型豬肉脯硬度最低,咀嚼性最低,最易咀嚼和吞咽。在發(fā)酵過(guò)程中肉糖葡萄球菌產(chǎn)生蛋白酶促進(jìn)蛋白質(zhì)降解[18],肌肉間連接蛋白質(zhì)得到降解,肌肉完整性得到破壞,肌肉間相互作用力減小,剪切力降低,豬肉脯易咀嚼[10]。

2.5 不同發(fā)酵劑對(duì)豬肉脯水分含量、Aw和感官評(píng)價(jià)的影響

發(fā)酵型豬肉脯的Aw和水分含量顯著低于對(duì)照組,發(fā)酵組間無(wú)顯著性差異(p<0.05)。其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復(fù)合發(fā)酵組(T-5)Aw降低了22.9%,發(fā)酵過(guò)程中蛋白質(zhì)降解,結(jié)構(gòu)松散,肉的持水性降低,水分更容易散失[16]。T-1、T-4、T-5、T-6四組肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶,促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪降解生成氨基酸和游離脂肪酸等小分子風(fēng)味物質(zhì),使發(fā)酵型豬肉脯持特有的風(fēng)味,且較易咀嚼,因此更受感官評(píng)定員喜愛(ài)[5],感官評(píng)評(píng)分顯著提高(p<0.05)。植物乳桿菌組、戊糖片球菌組較對(duì)照組得分比較低,是因?yàn)閮山M豬肉脯pH分別為4.47、4.58,有一種令人不愉悅的味道。因此兩種乳酸菌不適合單獨(dú)作為發(fā)酵劑制作發(fā)酵型豬肉脯。

表4 不同處理的豬肉脯水分和感官評(píng)定結(jié)果

3 結(jié)論

戊糖片球菌產(chǎn)酸降低原料肉pH抑制雜菌的生長(zhǎng),同時(shí)與肉糖葡萄球菌共同作用促進(jìn)蛋白質(zhì)降解和風(fēng)味物質(zhì)的形成,兩種菌復(fù)配發(fā)酵后豬肉脯的剪切力、硬度和咀嚼性顯著性降低,改善了豬肉脯質(zhì)構(gòu);其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復(fù)合發(fā)酵感官評(píng)分最高,故也改善了豬肉脯的感官特性;另外發(fā)酵顯著降低了豬肉脯的Aw和水分含量(p<0.05),提高豬肉脯的保藏性。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復(fù)配可以作為發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵型豬肉脯。

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Effect of different starter cultures on quality of pork jerky

FAN Ming-ming,HUAN Yan-jun*,WENG Mei-fen,ZHENG Jia-fei

(School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

UsingPediococcuspentosaceus,Lactobacillusplantarum,Staphylococcusonly or the combinations as starter cultures to make pork jerky,the production of fermented pork jerky were analyzed,including the change of product texture,water activity,myofibrillar fragmentation index(MFI)and sensory quality and other indicators. The results showed that:compared with the control group,fermentation could significantly improve the texture and sensory quality of the product. Shearing force of the product which was fermented byStaphylococcusand P.pentosaceuswas reduced by 39.8%,MFI was increased from 42.87 to 84.73. Water activity(Aw)and moisture content of each fermentation group had no significant difference.But compared with the control group,the Aw and moisture content of each fermentation group decreased significantly(p<0.05).The sensory scores of the jerky fermented byStaphylococcusonly and the groups of complex fermentation was significantly higher(p<0.05).

starter cultures;texture;myofibril fragmentation index;sensory evaluation

2014-10-23

樊明明(1988-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)與工程，E-mail：fanmm0601@163.com。

*通訊作者:郇延軍(1963-)，男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

TS251.5

A

1002-0306(2015)15-0122-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.018