乳酸菌發(fā)酵劑對(duì)風(fēng)干腸風(fēng)味品質(zhì)的影響

摘 要：采用自然發(fā)酵傳統(tǒng)腌臘肉制品中分離鑒定出的1 株乳酸菌（植物乳桿菌10M-7）制成干粉發(fā)酵劑，將其應(yīng)用于風(fēng)干腸的生產(chǎn)加工，以未添加發(fā)酵劑的自然發(fā)酵風(fēng)干腸作為對(duì)照，研究乳酸菌發(fā)酵劑的添加對(duì)風(fēng)干腸風(fēng)味品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸加工初期的pH值迅速下降，且風(fēng)干成熟后，其pH值明顯低于對(duì)照組；電子鼻分析結(jié)果表明，添加乳酸菌發(fā)酵劑的實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸的風(fēng)味與對(duì)照組存在明顯差異；氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵劑的添加能夠有效促進(jìn)風(fēng)干腸產(chǎn)品中醇類、酮類和酸類物質(zhì)相對(duì)含量的提高，且實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中檢出的腌臘肉制品呈香特征物質(zhì)種類較多，相對(duì)含量較高，如3-羥基-2-丁酮、乙酸乙酯、2-庚酮和2-壬酮；感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，添加乳酸菌發(fā)酵劑能夠改善和提高風(fēng)干腸的風(fēng)味，產(chǎn)品的整體可接受性優(yōu)于對(duì)照組。

關(guān)鍵詞：乳酸菌；發(fā)酵劑；風(fēng)干腸；風(fēng)味

Abstract： Lactobacillus plantarum 10M-7， a lactic acid bacterium isolated from naturally fermented traditional cured meat product， was used as a starter culture to produce air-dried sausage. Naturally fermented sausages were used as a control to assess the effect of inoculation with Lactobacillus plantarum on the flavor quality of air-dried sausage. The results showed that the pH value decreased rapidly during the early stage of lactic acid bacterial fermentation and its final value was apparently lower than that of the control. The experimental and control groups exhibited high variability in flavor quality as detected by an electronic nose. gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） analysis indicated that the relative contents of alcohols， ketones and acids in the experimental group were higher than in the control group. In the meantime， the types and relative contents of characteristic aroma compounds identified in the experimental group such as 3-hydroxy-2-butanone， butyric acid ethyl ester， 2-heptanone and 2-nonanone were higher. To conclude， addition of the starter culture could improve the flavor quality and overall acceptance of air-dried sausage.

Key words： lactic acid bacteria； starter culture； air-dried sausage； flavor

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201712009

中圖分類號(hào)：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2017）12-0050-06

引文格式：

潘曉倩， 成曉瑜， 張順亮， 等. 乳酸菌發(fā)酵劑對(duì)風(fēng)干腸風(fēng)味品質(zhì)的影響[J]. 肉類研究， 2017， 31（12）： 50-55. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201712009. http：//www.rlyj.pub

PAN Xiaoqian， CHENG Xiaoyu， ZHANG Shunliang， et al. Effects of lactic acid bacteria starter culture on the flavor quality of air-dried sausage[J]. Meat Research， 2017， 31（12）： 50-55. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201712009. http：//www.rlyj.pub

風(fēng)干香腸具有pH值低、含水量低和含鹽量高的特點(diǎn)，屬于我國(guó)北方地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品的一種，其耐貯藏、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有廣闊的市場(chǎng)空間[1]。風(fēng)干香腸的傳統(tǒng)制作工藝多采用自然發(fā)酵，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)周期長(zhǎng)且雜菌的生長(zhǎng)容易產(chǎn)生毒素，造成食品安全隱患[2]。近年來，很多企業(yè)將自然風(fēng)干成熟工藝改為高溫烘烤，這樣雖然避免了傳統(tǒng)工藝制作的某些缺點(diǎn)，但產(chǎn)品風(fēng)味質(zhì)量大大降低[3]。因此，如何使風(fēng)干香腸在工業(yè)化生產(chǎn)中保持其原有的獨(dú)特風(fēng)味是目前人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自然發(fā)酵肉制品風(fēng)味的產(chǎn)生主要依靠?jī)?nèi)源酶及特定有益微生物的生長(zhǎng)代謝作用[4-5]。對(duì)于不添加任何香料的風(fēng)干香腸的研究發(fā)現(xiàn)，其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中有27%來源于微生物發(fā)酵[6]，這也體現(xiàn)出微生物發(fā)酵在風(fēng)干香腸風(fēng)味形成過程中的重要作用。利用現(xiàn)代微生物技術(shù)制作肉用發(fā)酵劑是實(shí)現(xiàn)我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵[7-8]。endprint

美國(guó)在20世紀(jì)30年代就報(bào)道了發(fā)酵劑在香腸制作中的應(yīng)用，目前人工發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)工藝及技術(shù)在一些歐美國(guó)家已經(jīng)相當(dāng)成熟，產(chǎn)品有著廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)[9-10]。

乳酸菌是肉制品加工中常用的發(fā)酵劑菌種[11]，它能進(jìn)行糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，降低產(chǎn)品pH值或產(chǎn)生細(xì)菌素類物質(zhì)，從而抑制腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)繁殖和細(xì)菌毒素的

產(chǎn)生[12-13]。同時(shí)，發(fā)酵過程中乳酸菌能夠利用一些水解酶類（脂肪酶、蛋白酶）促進(jìn)肉類中蛋白質(zhì)和脂肪的分解，改善產(chǎn)品的組織質(zhì)構(gòu)，提高肉制品的消化吸收率[14-15]。

此外，發(fā)酵過程中形成的醛、酮、醇、羧酸等一系列風(fēng)味物質(zhì)和風(fēng)味前體物質(zhì)賦予肉制品特殊的發(fā)酵風(fēng)味，大大改善了其風(fēng)味品質(zhì)[16-17]。

本研究利用從自然發(fā)酵的傳統(tǒng)腌臘肉制品中分離純化出的1 株植物乳桿菌（植物乳桿菌10M-7）制成干粉發(fā)酵劑[18]，并將其應(yīng)用于風(fēng)干腸的制作，測(cè)定不同加工時(shí)期的pH值變化，并用電子鼻傳感器和固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）法比較添加乳酸菌制作的風(fēng)干腸與傳統(tǒng)方法制作的風(fēng)干腸的風(fēng)味組成與變化，旨在為風(fēng)干腸工業(yè)化生產(chǎn)新技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿肉（瘦肉）、豬背脂 北京中瑞食品有限公司；食鹽、白砂糖、曲酒、味精、香辛料 市售。

實(shí)驗(yàn)用乳酸菌菌株為本實(shí)驗(yàn)室從自然發(fā)酵的傳統(tǒng)腌臘肉制品中分離純化出的1 株植物乳桿菌（植物乳桿菌10M-7），保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC No.11341。

1.2 儀器與設(shè)備

WH82絞肉機(jī) 德國(guó)Seydelmann公司；OSCAR20真空灌腸機(jī) 德國(guó)海因里希弗雷機(jī)械制造有限公司；HWS-150恒溫恒濕箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；BSA822-CW電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；PEN3便攜式電子鼻傳感器 德國(guó)Airsense公司；75 ?m二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）固相微萃取針、DB-Wax GC毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 ?m） 美國(guó)J&W公司；TRACE 1310-TSQ 8000 GC-MS儀 美國(guó)Thermo公司。

1.3 方法

1.3.1 風(fēng)干腸的加工

風(fēng)干腸的加工工藝：脂肪切丁，過夜腌制（加食鹽）→原料肉（剔除結(jié)締組織等）→絞肉（瘦肉與脂肪均使用8 mm孔徑孔板）→加入調(diào)味料和發(fā)酵劑攪拌→膠原蛋白腸衣灌制→發(fā)酵（溫度23 ℃，相對(duì)濕度80%，時(shí)間24 h）→風(fēng)干成熟（溫度10 ℃，相對(duì)濕度80%）→成品

風(fēng)干腸的配方：豬瘦肉80 g、豬背脂20 g、食鹽2.0%、白砂糖1.0%、曲酒1.0%、味精0.2%、香辛料0.5%、異抗壞血酸鈉0.1%（均為在原料肉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

將植物乳桿菌10M-7制成干粉發(fā)酵劑，其活力為4.75×1010 CFU/g[18]。乳酸菌發(fā)酵劑的添加量為

104 CFU/g。對(duì)照組為采用未添加任何發(fā)酵劑的傳統(tǒng)方法制作的風(fēng)干腸。

1.3.2 pH值測(cè)定

分別取風(fēng)干腸加工第0、1、4、7、12天樣品的不同部位若干塊，混合后均質(zhì)，用pH計(jì)測(cè)定其pH值，每組樣品平行測(cè)定6 次。

1.3.3 電子鼻分析

PEN3型電子鼻具有10 種金屬氧化物半導(dǎo)體型（metal oxide semiconductor，MOS）化學(xué)傳感元件，每種化學(xué)傳感器對(duì)應(yīng)的敏感物質(zhì)類型不同（表1）。乳酸菌發(fā)酵劑菌株在腸體內(nèi)繁殖并生成各種代謝產(chǎn)物，進(jìn)而對(duì)風(fēng)干腸中風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量產(chǎn)生影響，在傳感器上呈現(xiàn)不同的氣味感應(yīng)信號(hào)[19]。

樣品制備：準(zhǔn)確稱取成熟第12天的風(fēng)干腸樣品2 g，切碎，置于10 mL樣品瓶中密封，室溫環(huán)境下平衡2 h，用PEN3型便攜式電子鼻傳感器對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。傳感器響應(yīng)信號(hào)在60 s后基本穩(wěn)定，分析的時(shí)間點(diǎn)宜選取在響應(yīng)穩(wěn)定的時(shí)間范圍內(nèi)，本研究選取70 s處作為信號(hào)采集時(shí)間點(diǎn)。每組樣品平行測(cè)定6 次。

1.3.4 樣品的SPME

稱取成熟第12天的風(fēng)干腸樣品5.00 g，切碎，裝入20 mL的SPME頂空中，旋緊蓋子，置于50 ℃恒溫水浴鍋中平衡30 min，然后將經(jīng)過老化處理的SPME針頭插入瓶中，保持纖維頭處于頂空狀態(tài)，吸附40 min。

1.3.5 GC-MS條件

參照張根生等[1]的方法，并略作修改。

GC條件：DB-Wax極性柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：進(jìn)樣口溫度230 ℃，起始柱溫40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min的速率升至200 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min的速率升至230 ℃，保持3 min；采用不分流進(jìn)樣模式；載氣為高純氦氣（純度>99.99%），流速1.0 mL/min（恒定）。

MS條件：傳輸線溫度230 ℃；離子源溫度280 ℃；質(zhì)量掃描范圍40～600 u。

風(fēng)味組分的GC-MS檢測(cè)結(jié)果通過計(jì)算機(jī)檢索，選取匹配度和反匹配度均大于800的化合物進(jìn)行定性分析，并根據(jù)面積歸一化法計(jì)算各揮發(fā)性化合物的相對(duì)含量。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

將風(fēng)干腸蒸煮20 min后切片，每片厚度約為0.5 cm。隨機(jī)邀請(qǐng)15 位專業(yè)人員組成評(píng)定小組，采用雙盲法對(duì)產(chǎn)品的色澤、風(fēng)味、口感、酸味及整體可接受性進(jìn)行評(píng)價(jià)，各項(xiàng)指標(biāo)的最高得分為7 分，最低為1 分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示[20]。endprint

1.4 數(shù)據(jù)處理

電子鼻測(cè)定結(jié)果利用其配套的Winmuster軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA）；采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)和制圖；采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)干腸加工過程中的pH值變化

由圖1可知，未添加乳酸菌發(fā)酵劑的傳統(tǒng)風(fēng)干腸在整個(gè)加工過程中pH值略有下降（由5.87降至5.72），這可能是由于傳統(tǒng)風(fēng)干腸中天然存在的少量乳酸菌的生長(zhǎng)產(chǎn)酸與內(nèi)源酶降解蛋白質(zhì)產(chǎn)生非蛋白氮的綜合作用[14]。添加乳酸菌發(fā)酵劑的風(fēng)干腸成熟0～1 d時(shí)的pH值下降緩慢，這可能是由于發(fā)酵劑干粉在腸體中需要一段時(shí)間的適應(yīng)增殖過程；成熟1～7 d時(shí)，乳酸菌大量繁殖產(chǎn)酸，導(dǎo)致產(chǎn)品pH值迅速下降（由5.75降至5.32）；成熟后期（7～12 d），風(fēng)干腸的pH值降幅變緩，這主要是由于產(chǎn)品的水分活度隨風(fēng)干過程的進(jìn)行而迅速降低，抑制了乳酸菌的繁殖。

對(duì)采用2 種制作方法制成的風(fēng)干腸進(jìn)行電子鼻檢測(cè)，采用PCA建立2 組產(chǎn)品制作完成后（即成熟第12天）的響應(yīng)模型。由圖2可知，主成分1和主成分2的貢獻(xiàn)率分別為65.88%和29.42%，總貢獻(xiàn)率為95.30%，大于90%；2 組產(chǎn)品的數(shù)據(jù)點(diǎn)均分布在各自區(qū)域內(nèi)，沒有重合，表明2 個(gè)主成分基本代表了所測(cè)樣品的主要信息特征，且采用PCA方法能夠區(qū)分出加入乳酸菌發(fā)酵劑后風(fēng)味有所改變的產(chǎn)品。當(dāng)組間判別指數(shù)高于80%時(shí)，說明組間區(qū)分明顯[21]，對(duì)照組與添加乳酸菌發(fā)酵劑的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)品間的判別指數(shù)為97%，表明2 組產(chǎn)品的風(fēng)味具有明顯差異。

2.3 風(fēng)干腸加工過程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

由表3～4可知，生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中均檢測(cè)出62 種揮發(fā)性化合物，其中，添加發(fā)酵劑的風(fēng)干腸中醇類、酮類和酸類物質(zhì)的相對(duì)含量分別為15.20%、8.46%和12.19%，明顯高于對(duì)照組；而對(duì)照組風(fēng)干腸中烴類物質(zhì)的相對(duì)含量為44.69%，明顯高于實(shí)驗(yàn)組；對(duì)照組風(fēng)干腸的醛類和酯類化合物的相對(duì)含量分別為3.10%和14.75%，略高于實(shí)驗(yàn)組的2.41%和12.37%。

對(duì)于檢出的醇類化合物，實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中芳樟醇和2，3-丁二醇的相對(duì)含量較高。芳樟醇是重要的呈味萜類物質(zhì)，主要來源于香辛料，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，其含量可能發(fā)生改變[1]。2，3-丁二醇是金華火腿等多種腌臘肉制品中的特征風(fēng)味物質(zhì)，可能來自于微生物的作用，但也有研究稱由于2，3-丁二醇沸點(diǎn)較高（179～182 ℃），因此其對(duì)肉制品的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)不大[22]。

在檢出的酮類化合物中，3-羥基-2-丁酮在2 組產(chǎn)品中的相對(duì)含量差異較大（實(shí)驗(yàn)組為7.35%，對(duì)照組為1.95%），3-羥基-2-丁酮帶有甜香、乳制品香，且具有脂肪的油膩氣味[23]；實(shí)驗(yàn)組中2-庚酮和2-壬酮的相對(duì)含量分別為0.42%和0.19%，而這2 種物質(zhì)在對(duì)照組中未檢出，2-庚酮具有香蕉、奶酪及輕微的藥香，2-壬酮帶有果香、甜香、蠟香和皂香等氣味[23]。酮類物質(zhì)主要來源于內(nèi)源酶和微生物作用下游離脂肪酸的不完全β氧化和氨基酸類物質(zhì)的降解，在腌臘肉制品中起到增強(qiáng)風(fēng)味的作用，且不同微生物菌株生成酮類物質(zhì)的能力也有所差異[24]。

實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中酸類物質(zhì)的種類和相對(duì)含量均高于對(duì)照組，這與加工過程中產(chǎn)品pH值的變化規(guī)律相符，主要與乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖及代謝產(chǎn)酸有關(guān)。實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中含量較高的主要是乙酸、戊酸和異戊酸，異戊酸稀釋后具有干酪、乳制品和水果香氣[23]。

對(duì)照組風(fēng)干腸中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量略高于實(shí)驗(yàn)組，主要包括庚醛、壬醛等。醛類物質(zhì)閾值較低，是腌臘肉制品中重要的風(fēng)味物質(zhì)，主要來自于油酸、亞油酸及亞麻酸等不飽和脂肪酸的氧化作用，常具有清香、果香和脂香[22-23]。

對(duì)于檢出的酯類化合物，實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中乙酸乙酯、異戊酸乙酯的相對(duì)含量分別為3.74%和2.03%，明顯高于對(duì)照組；對(duì)照組風(fēng)干腸中鄰苯二甲酸二丁酯的相對(duì)含量為6.35%，而實(shí)驗(yàn)組未檢出。乙酸乙酯是腌臘肉制品典型特征風(fēng)味的來源之一，具有醚香、果香，同時(shí)還有酒樣味道[23]，其來自于酸和醇的酯化反應(yīng)。Ansorena[25]、Sidira[26]等的研究表明，由微生物生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生的酯類物質(zhì)中乙酸乙酯含量最高，且乳酸菌發(fā)酵碳水化合物生成的多種酸類物質(zhì)是形成酯類物質(zhì)的前體。

2 組產(chǎn)品中均有大量烴類物質(zhì)檢出，一般飽和烴類物質(zhì)閾值較高，對(duì)肉制品風(fēng)味貢獻(xiàn)不大，而檸檬烯等萜烯類風(fēng)味成分主要來自于香辛料，且在風(fēng)干腸制作過程中含量有所增加，使風(fēng)干腸的風(fēng)味更加和諧[1]。

綜上所述，乳酸菌發(fā)酵劑的添加能夠影響風(fēng)干腸中風(fēng)味物質(zhì)的形成，在成熟過程中，風(fēng)味物質(zhì)的種類和相對(duì)含量均有不同程度的變化，這可能是由于乳酸菌代謝造成乳酸等物質(zhì)的積累和pH值的下降，促進(jìn)蛋白質(zhì)降解，改變了風(fēng)干腸中的微生物菌群結(jié)構(gòu)，影響脂肪氧化和氨基酸降解等生化反應(yīng)，進(jìn)而影響風(fēng)干腸最終風(fēng)味物質(zhì)的形成[27]。

2.4 風(fēng)干腸的感官評(píng)價(jià)

由表5可知，實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸的風(fēng)味、口感、酸味和整體可接受性均優(yōu)于對(duì)照組，其中酸味和整體可接受性2 項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。乳酸菌發(fā)酵糖類物質(zhì)產(chǎn)生乳酸，降低產(chǎn)品的pH值，當(dāng)pH值接近肌肉蛋白的等電點(diǎn)（pI=5.4）時(shí)，肌肉蛋白易形成膠狀組織，黏著力增強(qiáng)，肉制品的彈性和口感均有所提高[14]。自然發(fā)酵的腌臘肉制品中適當(dāng)?shù)乃嵛赌艽龠M(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味的形成，但過酸則會(huì)降低產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)。本研究中，大多數(shù)評(píng)定人員能夠接受添加發(fā)酵劑制作的風(fēng)干腸特有的發(fā)酵酸味，認(rèn)為其酸味柔和，香味濃郁。

3 結(jié) 論

將本實(shí)驗(yàn)室分離篩選的1 株乳酸菌（植物乳桿菌10M-7）制成干粉發(fā)酵劑生產(chǎn)風(fēng)干腸，以未添加發(fā)酵劑的自然發(fā)酵風(fēng)干腸作為對(duì)照。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸加工初期的pH值迅速下降，且風(fēng)干成熟后，其pH值明顯低于對(duì)照組，這能夠提高產(chǎn)品的食用安全性和可貯藏性；電子鼻分析結(jié)果表明，添加乳酸菌發(fā)酵劑的實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸的風(fēng)味與對(duì)照組存在明顯差異；GC-MS分析結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵劑的添加能夠有效促進(jìn)風(fēng)干腸產(chǎn)品中醇類、酮類和酸類物質(zhì)相對(duì)含量的提高，且實(shí)驗(yàn)組風(fēng)干腸中檢出的腌臘肉制品呈香特征物質(zhì)種類較多，相對(duì)含量較高，如3-羥基-2-丁酮、乙酸乙酯、2-庚酮和2-壬酮。感官評(píng)價(jià)結(jié)果表明，添加乳酸菌發(fā)酵劑能夠改善和提高風(fēng)干腸的風(fēng)味，產(chǎn)品的整體可接受性優(yōu)于對(duì)照組，說明該乳酸菌發(fā)酵劑適宜在風(fēng)干腸產(chǎn)品中使用。本研究為風(fēng)干腸產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)和復(fù)合發(fā)酵劑的開發(fā)提供了參考。endprint