鈣果豬肉干腸發(fā)酵工藝優(yōu)化及特性研究

程曉強，匡明，王輝，徐紅艷，*

（1.延邊大學農(nóng)學院，吉林延吉133002；2.吉林農(nóng)業(yè)科技學院食品工程學院，吉林吉林132101）

鈣果豬肉干腸發(fā)酵工藝優(yōu)化及特性研究

程曉強1，匡明2，王輝2，徐紅艷1，*

（1.延邊大學農(nóng)學院，吉林延吉133002；2.吉林農(nóng)業(yè)科技學院食品工程學院，吉林吉林132101）

以鈣果果汁、豬肉和乳酸菌發(fā)酵劑為主要原料，研究具有鈣果清香味的豬肉發(fā)酵干腸。采用單因素結(jié)合正交試驗優(yōu)化鈣果發(fā)酵干腸工藝，并考察其發(fā)酵和成熟期間的特性變化。結(jié)果表明：最佳發(fā)酵條件為接種量1×107cfu/g（戊糖片球菌∶植物乳桿菌∶啤酒片球菌=1∶1∶1）、發(fā)酵溫度為30℃、發(fā)酵濕度為92%。在發(fā)酵期間，乳酸菌成為優(yōu)勢菌群，代謝碳水化合物產(chǎn)生乳酸，使pH值下降，同時水分含量和水分活性也下降，抑制了微生物的繁殖，延長了貨架期；在成熟期，菌落總數(shù)、TVBN值和TBA值增加緩慢，非蛋白質(zhì)態(tài)氮的含量增加顯著，加快了亞硝酸鹽的降解，賦予產(chǎn)品良好的色澤。

鈣果；干腸；發(fā)酵工藝；特性

鈣果，又名歐李果，是我國特有的薔薇科果樹資源，主要分布在我國北方大部分省份[1]。據(jù)測定，鈣果鮮果中Ca、Fe含量分別為600、15 mg/kg，果實中含有17種氨基酸，總量高達3.38 g/kg～4.52 g/kg，因其果酸鈣含量極高且易被人體消化吸收，因此稱之為“鈣果”[2-4]。

發(fā)酵香腸是以絞碎的肉為主要原料，添加不同的調(diào)味料、香辛料和食品添加劑等混合后灌入腸衣，經(jīng)微生物發(fā)酵加工制成的具有獨特風味的發(fā)酵肉制品[5]。其獨特風味主要經(jīng)過碳水化合物發(fā)酵、脂肪分解、脂質(zhì)氧化、香辛料等途徑產(chǎn)生[6]，同時微生物的存在，蛋白質(zhì)被分解，這對改善發(fā)酵香腸的滋味方面發(fā)揮著重要作用[7-9]。關(guān)于發(fā)酵干腸已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品種類較多，例如傳統(tǒng)發(fā)酵干腸，有Nguyen等[10]研制的越南蔡氏發(fā)酵腸；添加菌類的，如發(fā)酵香菇香腸[11]；添加海產(chǎn)品的，如扇貝發(fā)酵香腸[12]；添加谷物的，如糯玉米雞肉發(fā)酵香腸[13]、甜玉米發(fā)酵魚肉腸[14]；添加茶產(chǎn)品的，發(fā)酵風味茶魚肉腸[15]。但直接添加天然水果果汁類的發(fā)酵干腸研究報道較少，特別是鈣果發(fā)酵干腸的研究未見報道。

本文以豬肉為主要原料，在傳統(tǒng)發(fā)酵干腸的基礎(chǔ)上，添加鈣果汁，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，制成鈣果發(fā)酵干腸。采用單因素結(jié)合正交試驗確定最優(yōu)工藝，并研究其發(fā)酵和成熟期間的特性變化。將鈣果高鈣且易吸收的特點與發(fā)酵干腸的商業(yè)價值相結(jié)合，不僅可提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，也可促進鈣果在發(fā)酵肉制品中的應(yīng)用，豐富發(fā)酵干腸的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬肉：市售；啤酒片球菌、植物乳桿菌、戊糖片球菌和小腸腸衣由吉林農(nóng)業(yè)科技學院食品工程學院提供。

斬拌機（ZB-4）：濰坊格瑞食品機械有限公司；熏烤煮三用爐（BYXX）：杭州艾博科技工程有限公司；液壓灌腸機（QDG500-A）：諸城市松本食品包裝機械有限公司；恒溫培養(yǎng)箱（DH6000）：天津市泰斯特儀器廠；數(shù)字型pH計（PHS-3C）：上海陽光實驗儀器有限公司；Lufft 5803型水分活性值測定儀：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 鈣果汁的制備

采用酶法制備，即果膠酶加酶量為0.04%、酶解時間5.0 h、酶解溫度40℃制備鈣果果汁。

1.2.3 感官評定方法

隨機選取10名有經(jīng)驗的感官評分員，以口感、風味、色澤和組織狀態(tài)為指標，對產(chǎn)品進行感官分析。評分標準見表1[16]。

表1 感官評分標準Table 1 The standard of sensory evaluation

1.2.4 單因素試驗

采用感官評價法，分別考察接種量對pH值的影響、發(fā)酵溫度和濕度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

1.2.5 正交試驗優(yōu)化干腸發(fā)酵工藝

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵溫度、接種量和發(fā)酵濕度為因素，通過L9（33）正交試驗和感官評分標準，研究鈣果豬肉干腸的最佳發(fā)酵工藝。因素水平表見表2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 The orthogonal test factor level table of fermentation process

1.2.6 測定干腸發(fā)酵期間的特性

以添加0.25%食鹽、0.26%的混合香辛料、14%的脂肪、20%的鈣果汁、1.4%的糖（葡萄糖∶蔗糖=1∶1），接種1×107cfu/g的發(fā)酵劑（戊糖片球菌∶啤酒片球菌∶植物乳桿菌=1∶1∶1），于 30 ℃、發(fā)酵濕度為 92%的條件為基礎(chǔ)，分別測定48小時內(nèi)發(fā)酵期的水分含量、pH值、Aw、乳酸菌數(shù)以及30天成熟期的菌落總數(shù)、NPN、TBA、TVBN以及亞硝酸鹽含量。同時以相同條件不添加混合發(fā)酵劑為對照組，觀察其變化。

1.2.6.1 水分含量

按GB 5009.3-2010《食品安全國家標準食品中水分的測定》規(guī)定的方法測定干腸的水分含量[17]。

1.2.6.2 pH值的測定。

取發(fā)酵腸樣品10 g，粉碎后添加入100 mL的三角瓶中，再用蒸餾水定容，浸提45 min后過濾，取上層的澄清濾液，用PHS-3C型酸度計測量pH值[18]。

1.2.6.3 乳酸菌數(shù)

按GB 4789.35-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》規(guī)定的方法測定干腸的乳酸菌數(shù)[19]。

1.2.7 測定干腸在成熟期間的特性

將制作的鈣果豬肉發(fā)酵干腸真空包裝后，置于0～4℃下，貯藏30 d，每隔5天測定成熟期菌落總數(shù)、TVBN值、NPN值、TBA值和亞硝酸鹽含量。

1.2.7.1 菌落總數(shù)

按GB 4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》規(guī)定的方法測定干腸的菌落總數(shù)[20]。

1.2.7.2 揮發(fā)性鹽基態(tài)氮（TVBN值）

按GB 5009.228-2016《食品安全國家標準食品中揮發(fā)性鹽基氮測定》規(guī)定的方法測定干腸的揮發(fā)性鹽基氮[21]。

1.2.7.3 非蛋白態(tài)氮（NPN）

按GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)測定》規(guī)定的方法測定干腸的非蛋白態(tài)氮[22]。

1.2.7.4 過氧化物值（TBA值）

按硫代硫酸鈉滴定法測定干腸的過氧化物值[23]。

1.2.7.5 亞硝酸鹽

按GB 5009.33-2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》規(guī)定的方法測定干腸的亞硝酸鹽[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 接種量對pH值的影響

在瘦肉中分別接種 1×105、1×106、1×107、1×108、1×109cfu/g發(fā)酵劑（戊糖片球菌∶啤酒片球菌∶植物乳桿菌=1∶1∶1）的條件下，通過測定其 pH 值變化，確定最佳接種量，見圖1。

圖1 不同接種量與pH值的關(guān)系Fig.1 The relation between different inoculation amount and pH

表3 產(chǎn)品感官指標Table 3 The product sensory indicators

從圖1可以看出，接種量不同，發(fā)酵產(chǎn)酸的速度也不同。接種量低于1×107cfu/g時，發(fā)酵48 h的pH值不符合發(fā)酵腸的要求；從表3可以看出，接種量高于1×107cfu/g時，發(fā)酵產(chǎn)酸的速度過快，產(chǎn)品酸味重，不適合國內(nèi)消費者的消費習慣。所以，初步確定接種量為1×107cfu/g。

2.1.2 發(fā)酵溫度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

90%濕度條件下分別于 24、26、28、30、32℃發(fā)酵48 h，通過測定其pH值變化和感官評定，確定最佳發(fā)酵溫度。見表4。

表4 發(fā)酵溫度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 4 The effect of fermentation temperature on product quality

從表4可以看出，發(fā)酵溫度低于30℃時，發(fā)酵劑的活力受到抑制，在發(fā)酵過程中不能成為優(yōu)勢菌群，48 h后pH值下降緩慢；發(fā)酵溫度高于30℃時，雖然發(fā)酵48 h后pH值為5.18，但口味過酸、口感差、色澤淡，所以，最佳的發(fā)酵溫度為30℃。

2.1.3 發(fā)酵濕度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

30℃條件下分別于86%、88%、90%、92%、94%的相對濕度下，發(fā)酵48 h。通過測定其pH值變化和感官評定，確定最佳的發(fā)酵濕度，見表5。

表5 發(fā)酵濕度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 5 The effect of fermentation humidity on product quality

從表5可以看出，發(fā)酵濕度低于90%時，發(fā)酵劑的活力受到抑制，而且產(chǎn)品表面形成硬殼；發(fā)酵濕度高于90%時，雖然發(fā)酵48 h后pH值下降速度快，但腸體表面有霉菌和酵母菌的過多繁殖，可能產(chǎn)生毒素，影響安全性。所以，最佳的發(fā)酵濕度為90%。

2.2 發(fā)酵工藝的優(yōu)化

發(fā)酵工藝正交試驗極差分析見表6，方差分析見表7。

從表6可以看出，發(fā)酵工藝條件的最佳組合為：A2B2C3，即接種量為 1×107cfu/g、發(fā)酵溫度為 30 ℃、發(fā)酵濕度為92%。通過極差R值可以看出，影響發(fā)酵工藝的主次因素為A＞B＞C，即接種量＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵濕度，接種量是影響發(fā)酵工藝的主要因素，其次為發(fā)酵溫度和發(fā)酵濕度。由表7可以看出，接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵濕度對產(chǎn)品的感官影響不顯著，這可能與選擇的發(fā)酵劑種類有關(guān)。

表6 發(fā)酵工藝正交試驗極差分析表Table 6 Analysis of orthogonal test of fermentation process

表7 主體間效應(yīng)的檢驗方差分析表Table 7 The inspection analysis of variance test table among main effects

2.3 發(fā)酵干腸在發(fā)酵期間的特性變化

2.3.1 水分含量的變化

鈣果豬肉干酵干腸發(fā)酵48 h的水分含量變化，見圖2。

由圖2可以看出，試驗組在6 h內(nèi)，水分下降緩慢，12 h后下降速度加快。至48 h時，水分含量為52.4%；而對照組的水分含量下降緩慢，至48 h時，水分含量為59.6%。

圖2 水分含量變化Fig.2 The change of moisture content

2.3.2 pH值的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸發(fā)酵48h的pH值變化，見圖3。

圖3 pH值的變化Fig.3 The change of pH

由圖3可以看出，試驗組在6 h內(nèi)，pH值下降緩慢，12 h后下降速度加快，至48 h時，pH值為5.28；而對照組的pH值下降緩慢，至48 h時，pH值為5.55。pH值的下降表明乳酸菌成為優(yōu)勢菌群，同時也受發(fā)酵濕度、發(fā)酵溫度的影響。

2.3.3 Aw的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸發(fā)酵48 h的Aw變化，見圖4。

圖4Aw的變化Fig.4 The change of Aw

由圖4的結(jié)果可以看出，試驗組在6 h內(nèi)，Aw下降緩慢，12 h后下降速度加快，至48 h時，達到最低Aw為0.84；而對照組的Aw下降緩慢，至48 h時，Aw為0.86。Aw的下降，能抑制微生物的生長繁殖，延長貨架期。

2.3.4 乳酸菌數(shù)的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸發(fā)酵48 h的乳酸菌數(shù)變化，見圖5。

圖5 乳酸菌數(shù)的變化Fig.5 The change of lactic acid bacteria amount

由圖5可以看出，試驗組在6 h內(nèi)，乳酸菌增長緩慢，12 h～30 h時急速增長，說明乳酸菌處于生長對數(shù)期，30 h～48 h時增長平緩，說明乳酸菌處于生長穩(wěn)定期。乳酸菌的生長繁殖能代謝糖類，產(chǎn)生乳酸，使產(chǎn)品的酸度增加，pH值下降。

2.4 發(fā)酵干腸在成熟期間的特性變化

2.4.1 菌落總數(shù)的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸貯藏30 d的菌落總數(shù)變化，見圖6。

圖6 菌落總數(shù)的變化Fig.6 The change of total number colonies

由圖6可以看出，試驗組在貯藏0天時，菌落總數(shù)高于對照組，主要是因為試驗組有大量乳酸菌的存活；貯藏過程中，試驗組的菌落總數(shù)增長緩慢，而對照組急速增長，說明試驗組的乳酸菌處于優(yōu)勢菌群，抑制了雜菌的繁殖。

2.4.2 NPN值的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸貯藏30 d的NPN值變化，見圖7。

圖7 NPN值的變化Fig.7 The change of NPN value

由圖7可以看出，試驗組在貯藏過程中，NPN值增加較快，主要是因為在鈣激活酶、組織蛋白酶及成熟時自然接種的霉菌或酵母菌分解蛋白質(zhì)時游離氨基酸、核苷酸等的含量增加，從而提高了蛋白質(zhì)的消化吸收率。

2.4.3 TBA值的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸貯藏30 d的TBA值變化，見圖8。

圖8 TAB值的變化Fig.8 The change of TAB value

由圖8可以看出，試驗組在貯藏過程中，TBA值增加平緩，表明鈣果中的維生素C具有抑制脂肪氧化的作用。

2.4.4 TVBN值的變化

鈣果豬肉發(fā)酵干腸貯藏30 d的TVBN值變化，見圖9。

圖9 TVBN值的變化Fig.9 The change of TVBN value

由圖9可以看出，試驗組在貯藏過程中，TVBN值增加平緩，表明在低水分含量、低Aw、低pH值等的綜合作用下，能延緩蛋白質(zhì)的腐敗變質(zhì)。

2.4.5 亞硝酸鹽的變化

干腸在成熟期間，試驗組的亞硝酸鹽含量在貯藏30 d后為3.5 mg/kg，而對照組為28 mg/kg，表明乳酸菌發(fā)酵劑具有分解亞硝酸鹽活性的作用。

3 結(jié)論

本研究以鈣果果汁、豬肉和乳酸菌發(fā)酵劑為原料，通過單因素和正交試驗，以感官評分為標準，最終確定鈣果豬肉發(fā)酵干腸的最佳發(fā)酵條件：接種量為1×107cfu/g（戊糖片球菌∶植物乳桿菌∶啤酒片球菌=1∶1∶1）、發(fā)酵溫度為30℃、發(fā)酵濕度為92%。

通過對鈣果豬肉發(fā)酵干腸在發(fā)酵及貯藏期間指標的測定發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵期間，乳酸菌成為優(yōu)勢菌群，代謝碳水化合物產(chǎn)生乳酸，使pH值下降，同時水分含量和水分活性也下降，抑制了微生物的繁殖，延長了貨架期；在成熟期間，菌落總數(shù)、TVBN值和TBA值增加緩慢，非蛋白質(zhì)態(tài)氮的含量增加顯著，加快了亞硝酸鹽的降解，鈣果中的維生素C也起到穩(wěn)定肉色的作用，同時，可以防止二甲基亞硝胺的生產(chǎn)，賦予產(chǎn)品良好的色澤。

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Research of Fermentation Process Optimization and Characteristics of Cerasus humilis-Pork Dry Sausage

CHENG Xiao-qiang1，KUANG Ming2，WANG Hui2，XU Hong-yan1，*
（1.Agricultural College of Yanbian University，Yanji 133002，Jilin，China；2.College of Food Engineering，Jilin Agriculture Science and Technology University，Jilin 132101，Jilin，China）

The fermented of pork dry sausage with Cerasus humilis scent was developed with Cerasus humilis juice，pork and lactic acid bacteria as main raw materials.The fermentation process was optimized using combination of single factor method and orthogonal design，and the characteristic changes were investigated in fermentation process and maturation period.Results indicated that the best fermentation technology was that the bacteria inoculation was of 1×107cfu/g（pentosaceus∶Lactobacillus∶beer Pediococcus=1 ∶1 ∶1），the fermentation temperature was 30℃ and the fermentation humidity was 92%.During the fermentation，the lactic acid bacteria became the dominant bacteria，produced lactic acid via carbohydrate metabolism，and caused the decreasing of pH；at the same time，the water content and water activity also decreased，and the growth of microbes was inhibited and the shelf life of dry sausage was prolonged.During the aging period，the total number of colonies，TVBN and TBA increased slowly，and the content of non-protein nitrogen increased significantly，accelerating the degradation of nitrite and giving the product a favourable color.

Cerasus humilis；dry sausage；fermentation process；characteristics

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.21.017

吉林省科技發(fā)展計劃資助項目（20150204063NY）

程曉強（1994—），女（漢），碩士研究生，主要從事食品加工與安全方面的研究。

*通信作者：徐紅艷（1975—），女，講師，博士，研究方向：天然活性物質(zhì)分離與功能性食品。

2017-03-08