不同配料及發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

劉蒙佳，周強(qiáng)，許美純，張寶善

(1.福建師范大學(xué) 閩南科技學(xué)院，福建 泉州 362332；2.陜西師范大學(xué)，西安 710119)

膠原蛋白(Collagen)是一種白色、不透明、無支鏈的不溶性纖維蛋白質(zhì)，幾乎存在于所有組織中，是生物體內(nèi)重要的功能性蛋白質(zhì)，起著支撐器官、保護(hù)機(jī)體的功能，同時(shí)還具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、生長(zhǎng)因子與細(xì)胞因子轉(zhuǎn)運(yùn)等功能。由于這些特殊功能，膠原蛋白已成為生物科技產(chǎn)業(yè)最具關(guān)鍵性的原材料之一，在醫(yī)學(xué)材料、化妝品、食品工業(yè)、生物合成等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。在食品領(lǐng)域中，膠原蛋白主要應(yīng)用于補(bǔ)鈣、減肥降血脂的功能食品中，亦可作為飲料澄清劑、冷凍食品增稠劑，還可以用于制作人造腸衣、食品的內(nèi)包裝膜以及涂層材料等用于食品表面。將膠原蛋白添加至肉制品里，可以改善肉制品的嫩度。經(jīng)過斷裂膠原蛋白分子里的氫鍵，使原本的超螺旋結(jié)構(gòu)遭到破壞，生成結(jié)構(gòu)較為疏松、分子較小的明膠，使肉制品的肉質(zhì)嫩度及其食用價(jià)值得以提高，蛋白質(zhì)含量增加，既有良好的口感又具有豐富的營(yíng)養(yǎng)[1]。李星等[2]的研究結(jié)果表明：在普通香腸里添加適量的膠原蛋白，可以減少產(chǎn)品中水分的蒸發(fā)，提高香腸的出品率，改善香腸的嫩度，同時(shí)提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

發(fā)酵型香腸又名生香腸，是采用畜禽肉，通過絞碎，和動(dòng)物的脂肪、輔料和發(fā)酵劑等摻雜后，灌進(jìn)腸衣，通過微生物發(fā)酵，生成具有微生物典型特性的發(fā)酵香味肉產(chǎn)品，它具有特殊的風(fēng)味、質(zhì)地和色澤，并可較長(zhǎng)時(shí)間保存。在微生物的作用下，蛋白質(zhì)被分解成各類氨基酸，消化吸收率增加，且營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值得到進(jìn)一步改善，故而近年來發(fā)酵型香腸得到了快速的發(fā)展。

在2000多年前，外國(guó)人已經(jīng)學(xué)會(huì)制作味道鮮美的香腸，且這類香腸具有持久的保質(zhì)期。然而那時(shí)的食品是通過自然發(fā)酵、干燥為主制作的干香腸，這種產(chǎn)品如今仍在世界許多國(guó)家受到追捧。在德國(guó)、法國(guó)、意大利、西班牙等許多歐洲國(guó)家，生產(chǎn)發(fā)酵香腸是重要的經(jīng)濟(jì)來源之一[3]。目前，國(guó)外學(xué)術(shù)界關(guān)于發(fā)酵香腸的探究有兩方面：改進(jìn)發(fā)酵香腸的生產(chǎn)工藝和構(gòu)建篩選具有良好性狀的微生物菌種。

我國(guó)是肉與肉制品生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó)，發(fā)酵肉制品由于其悠久的歷史和獨(dú)特的風(fēng)味深受人們喜愛[4]，如川味香腸、廣式臘腸等，這些傳統(tǒng)發(fā)酵香腸都是依賴自然發(fā)酵而成，不僅生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。為了解決這一問題，近20年來，國(guó)內(nèi)對(duì)發(fā)酵香腸的探究逐步火熱起來，人們開始利用微生物發(fā)酵劑[5-7]或酶制劑[8,9]制作發(fā)酵香腸，嘗試使用不同的原料肉來加工[10-16]，采用不同的處理改善其品質(zhì)特性[17-21]，研究發(fā)酵香腸成熟過程中的生化變化規(guī)律、風(fēng)味物質(zhì)形成機(jī)制、菌相構(gòu)成及變化[22-25]，考察不同有益成分在香腸中的使用[26-33]，努力開發(fā)具有安全性、保健性、營(yíng)養(yǎng)性且美味可口的發(fā)酵香腸制品[34]。

發(fā)酵香腸中常用的發(fā)酵劑菌株是乳酸菌、接觸酶陰性球菌(主要是葡萄球菌屬和考克斯菌屬)，以及酵母和霉菌[35]。乳酸菌可以把原料中的糖分解、轉(zhuǎn)化為酸，使產(chǎn)品的pH值減少。酸性條件可延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，抑制腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖，避免食品的腐敗[36]；低pH值可以加快香腸的干燥速度，改善產(chǎn)品的硬度，使肉中的蛋白質(zhì)更好地凝結(jié)，產(chǎn)品易于切片；同時(shí)可以促進(jìn)亞硝酸鹽的分解，減少亞硝酸胺的生成[37]。酵母菌具有分解脂肪、蛋白質(zhì)和形成過氧化氫酶的能力，故可以顯著改善發(fā)酵香腸色澤和風(fēng)味，可促使香腸的酸味更適宜且具有酵母特殊的風(fēng)味，還可在一定程度上抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)。有關(guān)材料證明：酵母菌會(huì)增加氨基酸的種類并可以降低香腸的酸度[38]。霉菌、微球菌和葡萄球菌均能使發(fā)酵香腸產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味和香氣，同時(shí)可以抑制有害微生物生長(zhǎng)，地中海地區(qū)常用毛霉和青霉發(fā)酵促進(jìn)香腸感官品質(zhì)的提高。

常見的發(fā)酵香腸以單獨(dú)接種乳酸菌發(fā)酵居多，其雖能快速降低產(chǎn)品pH值，但產(chǎn)品褪色現(xiàn)象嚴(yán)重；單獨(dú)接種微球菌能改善產(chǎn)品色澤，但pH值的下降速度相對(duì)較慢。研究發(fā)現(xiàn)：發(fā)酵香腸時(shí)，應(yīng)用混合菌種比單一菌種更能使制品具有獨(dú)特的風(fēng)味和良好的品質(zhì)[39,40]。目前，乳酸菌或微球菌與酵母菌混合發(fā)酵生產(chǎn)香腸的方法鮮有報(bào)道。

隨著人們健康意識(shí)的提高，消費(fèi)者對(duì)食品的要求，已從單一的果腹，逐步升級(jí)為追求營(yíng)養(yǎng)和美味。故本研究主要考察復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌和酵母菌)和膠原蛋白在燕麥豬肉發(fā)酵香腸中的應(yīng)用效果，探究配方的優(yōu)化以及各添加成分對(duì)發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響，旨在生產(chǎn)出可迅速發(fā)酵又安全穩(wěn)定的花色、保健型發(fā)酵香腸，為生產(chǎn)提供可行性理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)使用優(yōu)比特雙歧桿菌酸奶發(fā)酵菌及安琪葡萄酒果酒專用酵母RW。

豬前腿瘦肉、背膘、羊腸衣、淀粉、料酒、燕麥粉、香辛料、葡萄糖、食鹽、味精、白砂糖、食品級(jí)亞硝酸鈉等原料，均為市售。

不同類型膠原蛋白粉(500-S-01，500-S-02，1000-S-01，1000-S-02，1000-A-02，2000-S-02，3000-S-01，3000-S-02)，由北京盛美諾生物技術(shù)有限公司提供。

對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸、鹽酸萘乙二胺、硼砂、硫酸鋅、亞硝酸鈉，均為國(guó)產(chǎn)分析純。

MRS培養(yǎng)基、營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基，均為生化試劑。

1.2 主要儀器與設(shè)備

JYZ-D525型九陽絞肉機(jī)(九陽)、SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺(tái)(蘇州凈化)、YXQ-LS-75S11型立式壓力蒸汽滅菌器、SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱(上海博訊)、DHG-9070型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海經(jīng)鴻)、雷磁PHS-3C型pH計(jì)(上海貽電)、TE612-L型電子天平(北京賽多利斯)、DKL(FC)-6型遠(yuǎn)紅外電熱食品烤爐(廣東多利)、BCD-256KT型海爾電冰箱(青島海爾)、721型可見分光光度計(jì)(上海光譜)、EG823LC2-NA型微波爐(美的)、HBD5-MS2100 WA型水分活度儀(北斗星)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵香腸基礎(chǔ)配方

瘦肥肉比為7∶3、葡萄糖1.25%、味精0.1%、食鹽2.5%、淀粉5%、香辛料(白胡椒粉)0.16%、白砂糖3%、料酒1%、亞硝酸鈉0.01%、發(fā)酵劑適量、燕麥粉適量、膠原蛋白粉適量。

1.3.2 發(fā)酵香腸工藝流程

1.3.3 工藝要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)選用新鮮的豬后腿肉及背部的硬膘，將其切成小塊后絞碎，加入輔料，攪勻，置于0～4 ℃腌制8 h，加膠原蛋白粉及燕麥粉，并接入適量的發(fā)酵劑(酵母菌與乳酸菌以一定比例混合)，攪勻，灌入羊腸衣中，控制好肉餡間的空隙，用細(xì)繩結(jié)扎并針刺腸體，最后擦凈外壁。將香腸置于培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)酵，而后提高溫度進(jìn)行干燥處理，并于150 ℃左右條件下烤熟。

1.3.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

取適量已處理好的豬肉(瘦肉∶肥肉為7∶3)，添加輔料，腌制8 h，把腌好的肉分成若干份，每份中添加2%膠原蛋白粉(1000-S-01型)及10%燕麥粉，然后分別把復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌與酵母菌的混合)的接種比例設(shè)置為1∶0，0∶1，1∶1，1∶2，2∶1，每種處理做3組平行。菌種接種量均為3%，拌勻后灌入腸中，于40 ℃恒溫環(huán)境中培養(yǎng)11 h，發(fā)酵結(jié)束后于60 ℃恒溫環(huán)境中干燥2 h，干燥結(jié)束后測(cè)定pH值、水分含量，并于烤熟后進(jìn)行感官評(píng)定。接種比例確定后，按照此方法依次考察接種量(1%，2%，3%，4%，5%)、燕麥粉添加量(4%，6%，8%，10%，12%)、膠原蛋白粉類型(500-S-01，500-S-02，1000-S-01，1000-S-02，1000-A-02，2000-S-02，3000-S-01，3000-S-02)及添加量(0%，2%，4%，6%，8%)、發(fā)酵溫度(25，30，35，40，43 ℃)及時(shí)間(7，11，15，19，23 h)等因素的改變對(duì)香腸品質(zhì)的影響，每個(gè)處理做3組平行。

1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

1.4.1 感官評(píng)定

由7位品嘗人員組成評(píng)定小組實(shí)行評(píng)分，采用100分評(píng)分制，包括色澤、組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味各25分，取平均值，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standards of sensory evaluation

續(xù) 表

1.4.2 理化指標(biāo)測(cè)定

pH值：樣品經(jīng)處理后，使用pH計(jì)測(cè)定；水分含量：采用直接干燥法測(cè)定;水分活度：使用水分活度儀測(cè)定；亞硝酸鹽含量：采用GB 5009.33-2010中鹽酸萘乙二胺法測(cè)定。

1.4.3 微生物指標(biāo)測(cè)定

細(xì)菌總數(shù)：采用國(guó)標(biāo)GB 4789.2-2010中方法測(cè)定；乳酸菌數(shù)：采用國(guó)標(biāo)GB 4789.35-2010中方法測(cè)定；酵母菌數(shù)：采用國(guó)標(biāo)GB 4789.15-2010中方法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌種比例對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖1 不同菌種比例下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.1 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different bacteria ratios

圖2 菌種比例對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of bacteria ratios on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖1和圖2可知，發(fā)酵香腸感官評(píng)分隨著菌種比例(乳酸菌∶酵母菌)的變化出現(xiàn)先升高后下降的趨向，菌種比例(乳酸菌∶酵母菌)為1∶2時(shí)，香腸的色澤、口感及風(fēng)味是最佳的，感官評(píng)分是最高的，具有較低pH值和低水分含量。發(fā)酵香腸pH值隨菌種比例(乳酸菌∶酵母菌)的變化出現(xiàn)先升高后下降的趨向，因?yàn)槿樗峋芙档彤a(chǎn)品的酸度，并且兩菌混合能使香腸的酸度更低。而酸性環(huán)境能延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，低pH值能加快香腸干燥速度，縮短生產(chǎn)周期，并促使亞硝酸鹽分解，減少生成亞硝酸胺，提高產(chǎn)品質(zhì)量。與其他幾組相比，菌種比例(乳酸菌∶酵母菌)在1∶2時(shí)，發(fā)酵香腸的綜合評(píng)分最高，酸味更加適宜，且香腸的色澤、口感和風(fēng)味都有較顯著的改善，因?yàn)榻湍妇苊黠@改善發(fā)酵香腸的色澤和風(fēng)味，使香腸的酸味更適中并具有獨(dú)特的酵母風(fēng)味，且乳酸菌的終產(chǎn)物可以使香腸具有獨(dú)特的風(fēng)味[41]。所以，當(dāng)酵母菌和乳酸菌以適當(dāng)比例混合時(shí)，發(fā)酵香腸的質(zhì)量提高，色澤、風(fēng)味改善，并且生產(chǎn)周期縮短。所以，宜選取復(fù)合菌種(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)發(fā)酵豬肉香腸。

2.2 菌種接種量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖3 不同菌種接種量下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.3 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different bacteria inoculum doses

圖4 菌種接種量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of bacteria inoculum doses on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖3和圖4可知，發(fā)酵香腸感官評(píng)分隨著復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量的增加出現(xiàn)先升高后下降的趨向。復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量為4%時(shí)，香腸的色澤、口感和風(fēng)味是最佳的，感官評(píng)分是最高的，具有較低pH值和低水分含量。發(fā)酵香腸pH值隨著復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量的增加逐漸下降，主要是因?yàn)槿樗峋拇罅糠敝?，使腸餡里的碳水化合物分解，產(chǎn)生了少量醋酸和大量乳酸，使pH值降低。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，低pH值是食品防腐的重要柵欄因子，發(fā)酵香腸的pH值保持在5.3以下是其安全控制的關(guān)鍵因素[42]。

當(dāng)復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量較低(1%，2%，3%)時(shí)，pH值難以在短時(shí)間內(nèi)下降，產(chǎn)品的pH值都大于5.3，不能有效地抑制金黃色葡萄球菌等有害菌生長(zhǎng)；復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量為4%，5%時(shí)，其pH值下降至5.3以下，能夠有效地抑制致病菌生長(zhǎng)。但是接種量不易太大(5%)，因其會(huì)導(dǎo)致pH值下降較快，影響產(chǎn)品的色澤和風(fēng)味[43]。因此，最佳菌種接種量為4%。

2.3 燕麥粉添加量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖5 不同燕麥粉添加量下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.5 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different oat meal additive amount

圖6 燕麥粉添加量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of oat meal additive amount on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖5和圖6可知，發(fā)酵香腸感官評(píng)分隨著燕麥粉添加量增多出現(xiàn)先升高后下降的趨向。燕麥粉添加量為10%時(shí)，香腸的色澤、組織狀態(tài)、口感及風(fēng)味是最佳的，感官評(píng)分是最高的，具有低pH值和水分含量。隨著燕麥粉添加量的增多，發(fā)酵香腸的色澤越來越柔和，光澤越來越明顯，燕麥味道漸漸變濃，且其組織狀態(tài)也漸漸變得緊密、有彈性。但過量添加燕麥粉則香腸色澤不柔和，光澤暗淡，組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味等不佳。因此，最佳燕麥粉添加量為10%。

2.4 膠原蛋白粉添加量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖7 不同膠原蛋白粉添加量下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.7 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different collagen powder additive amount

圖8 膠原蛋白粉添加量對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of collagen powder additive amount on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖7和圖8可知，發(fā)酵香腸感官評(píng)分隨著膠原蛋白粉添加量增多出現(xiàn)先升高后下降的趨向。添加膠原蛋白粉可使發(fā)酵香腸的感官品質(zhì)稍有提高，添加膠原蛋白粉的量在4%時(shí)，香腸單項(xiàng)感官評(píng)分綜合為最佳，具有低pH值和高水分含量。而添加了膠原蛋白粉的香腸比不添加膠原蛋白粉的香腸水分含量明顯提高，這主要是因?yàn)槟z原蛋白粉的乳化、凝膠、保水和吸水等特性發(fā)揮了一定作用。相關(guān)報(bào)道證明膠原蛋白粉添加至香腸里會(huì)提高其嫩性、彈性[44]，此結(jié)果與其相同。所以，最佳膠原蛋白粉添加量是4%。

2.5 膠原蛋白粉類型對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

經(jīng)查閱資料可知：膠原蛋白粉分子量為1000～3000 Da時(shí)最容易在人體里被吸收。

圖9 不同膠原蛋白粉類型下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.9 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different collagen powder types

注：1#(500-S-01)，2#(500-S-02)，3#(1000-S-01)，4#(1000-S-02)，5#(1000-A-02)，6#(2000-S-02)，7#(3000-S-01)，8#(3000-S-02)。第1個(gè)整數(shù)代表膠原蛋白的分子量；01代表魚鱗；02代表魚皮；S代表膠原蛋白的狀態(tài)，即：粉末狀。

圖10 膠原蛋白粉類型對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.10 Effect of collagen powder types on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖9和圖10可知，添加1000-S-01型膠原蛋白粉制作出來的發(fā)酵香腸感官評(píng)分是最高的。添加不同類型膠原蛋白粉制作出來的香腸pH值相差不大，添加1000-S-01型膠原蛋白粉的產(chǎn)品具有相對(duì)較低的水分含量。添加1000-S-01型膠原蛋白粉的產(chǎn)品與其他幾組香腸相比，其組織狀態(tài)更有彈性，口感更細(xì)膩，風(fēng)味更佳。由于實(shí)驗(yàn)過程中將膠原蛋白粉直接加進(jìn)了香腸中，這樣處理改善了香腸的嫩度以及熟后肌肉的紋理。經(jīng)過斷裂膠原蛋白分子里的氫鍵，使原本的超螺旋結(jié)構(gòu)遭到破壞，生成結(jié)構(gòu)較為疏松、分子較小的明膠，使香腸的肉質(zhì)嫩度及食用價(jià)值得以提高，蛋白質(zhì)含量增加，既有良好口感又具有豐富營(yíng)養(yǎng)[45]。因此，在制作豬肉發(fā)酵香腸時(shí)，可考慮添加一定量的膠原蛋白，經(jīng)分析可知，本產(chǎn)品宜使用1000-S-01型膠原蛋白粉。

2.6 發(fā)酵溫度對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖11 不同發(fā)酵溫度下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.11 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different fermentation temperatures

圖12 不同發(fā)酵溫度下豬肉發(fā)酵香腸的品質(zhì)特性Fig.12 Quality characteristics of fermented pork sausage under different fermentation temperatures

溫度是發(fā)酵香腸生產(chǎn)過程中最重要的因素之一[46]，由圖11和圖12可知，隨著發(fā)酵溫度上升，發(fā)酵香腸感官評(píng)分出現(xiàn)先升高后下降的趨向，而其pH值出現(xiàn)先降低后上升的趨向。微生物有最高、最適以及最低的生長(zhǎng)溫度范圍，一旦超出其生長(zhǎng)溫度范圍(溫度低于最低生長(zhǎng)溫度范圍或高于最高生長(zhǎng)溫度范圍)，微生物便無法生長(zhǎng)，處于休眠狀態(tài)，甚至失活。乳酸菌和酵母菌混合使用時(shí)，生長(zhǎng)溫度最適為30 ℃，發(fā)酵11 h后pH值小于5.3，屬于高酸性發(fā)酵香腸，可抑制不良微生物的生長(zhǎng)[47]。在此條件下獲得的產(chǎn)品組織狀態(tài)緊密，口感細(xì)膩，風(fēng)味最佳，綜合感官總分最多。因此，最佳發(fā)酵溫度為30 ℃。

2.7 發(fā)酵時(shí)間對(duì)豬肉發(fā)酵香腸品質(zhì)特性的影響

圖13 不同發(fā)酵時(shí)間下豬肉發(fā)酵香腸的水分含量和pH值Fig.13 Moisture content and pH value of fermented pork sausage under different fermentation time

圖14 發(fā)酵時(shí)間對(duì)豬肉發(fā)酵香腸感官評(píng)分的影響Fig.14 Effect of fermentation time on sensory scoring of fermented pork sausage

由圖13和圖14可知，發(fā)酵香腸感官評(píng)分隨著發(fā)酵時(shí)間增長(zhǎng)出現(xiàn)先升高后下降的趨向，發(fā)酵香腸pH值隨著發(fā)酵時(shí)間增長(zhǎng)出現(xiàn)先降低后上升的趨向，發(fā)酵15 h與19 h香腸pH值相差不大，但發(fā)酵15 h產(chǎn)品pH值可低于5.3，從時(shí)間及經(jīng)濟(jì)等方面考慮，應(yīng)優(yōu)先選擇發(fā)酵15 h，此條件下香腸的各項(xiàng)感官評(píng)分均是最好的。因此，最佳發(fā)酵時(shí)間為15 h。

2.8 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。其中，復(fù)合發(fā)酵劑中乳酸菌與酵母菌的比例為1∶2，選用1000-S-01型膠原蛋白粉，發(fā)酵溫度30 ℃。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiments

根據(jù)極差分析可得，各成分對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主次影響順序是A>D>C>B。極差分析最優(yōu)組合為A2B2C3D1。在9種組合中可以直觀地看出最優(yōu)水平是5號(hào)組合，為A2B2C3D1，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)值為83.09分，二者重合。

在正交實(shí)驗(yàn)的方差分析中，選取與極差分析相同的4個(gè)因素，即：菌種接種量、燕麥粉添加量、膠原蛋白粉添加量、發(fā)酵時(shí)間。運(yùn)用DPS9.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行方差分析計(jì)算，結(jié)果見表4。4個(gè)因素的顯著次序?yàn)锳>D>C>B，方差分析和極差分析的結(jié)果相同。

表4 方差分析結(jié)果Table 4 Results of variance analysis

注：“*”表示顯著，“**”表示極顯著。

直觀、極差與方差等的分析結(jié)果一致，所以A2B2C3D1被認(rèn)為是理想工藝制備條件，即：復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)接種量是4%，燕麥粉添加量是10%，使用1000-S-01型膠原蛋白粉，其添加量是6%，發(fā)酵時(shí)間是13 h。

2.9 發(fā)酵時(shí)間及發(fā)酵后干燥對(duì)豬肉發(fā)酵香腸理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的影響

利用獲得的最優(yōu)工藝條件，制備發(fā)酵香腸，每隔一段時(shí)間測(cè)定其pH值、水分含量、水分活度、細(xì)菌總數(shù)、乳酸菌數(shù)及酵母菌數(shù)等指標(biāo)，以及終產(chǎn)品中亞硝酸鹽殘留量，結(jié)果見表5和表6。

表5 發(fā)酵時(shí)間及干燥處理對(duì)豬肉發(fā)酵香腸理化指標(biāo)的影響Table 5 Effect of fermentation time and drying treatment on physical and chemical indicators of fermented pork sausage

由表5可知，發(fā)酵時(shí)間及發(fā)酵后干燥對(duì)發(fā)酵香腸pH值作用不大，但對(duì)水分含量、水分活度則有明顯的作用。由于發(fā)酵時(shí)間增加及干燥，pH值先逐漸降低后升高，但是幅度不顯著，這可能是由于酵母菌的作用使得pH值變化不顯著，Dierings等[48]研究發(fā)現(xiàn)添加酵母菌后的培養(yǎng)基中，乳酸菌生成乙酸和乳酸的速率變緩慢，而水分活度和水分含量則明顯下降。

表6 發(fā)酵時(shí)間及干燥處理對(duì)豬肉發(fā)酵香腸微生物菌群的影響Table 6 Effect of fermentation time and drying treatment on microbial communities of fermented pork sausage cfu/g

由表6可知，在發(fā)酵周期(16 h)內(nèi)，細(xì)菌總數(shù)、乳酸菌數(shù)呈先上升后下降趨勢(shì)，在發(fā)酵13 h時(shí)相關(guān)指標(biāo)達(dá)到最高值；在12 h發(fā)酵前酵母菌數(shù)呈上升趨勢(shì)，并在發(fā)酵12 h時(shí)菌數(shù)到達(dá)高峰，而后逐漸降低。

結(jié)合表6，經(jīng)過對(duì)pH值的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵13 h時(shí)香腸pH值最低，和在發(fā)酵13 h時(shí)乳酸菌數(shù)呈現(xiàn)高峰現(xiàn)象吻合。這是由于乳酸菌數(shù)在發(fā)酵13 h時(shí)達(dá)到最高值，產(chǎn)生的乳酸積累量也達(dá)到最高值，所以pH值最低。隨發(fā)酵時(shí)間增長(zhǎng)以及較高溫度干燥，乳酸菌數(shù)漸漸降低，乳酸發(fā)生轉(zhuǎn)化作用，pH值逐漸上升。

酵母菌數(shù)量在發(fā)酵12 h時(shí)出現(xiàn)高峰，隨后逐漸下降，主要與乳酸菌數(shù)量有關(guān)。開始時(shí)乳酸菌數(shù)量較少，酵母菌便迅速生長(zhǎng)，在發(fā)酵8 h時(shí)，乳酸菌數(shù)量逐漸增加，乳酸也積累了一定量，pH值達(dá)到5.31，酵母菌的生長(zhǎng)漸漸受到抑制，以及較高溫度干燥，酵母菌不耐熱，數(shù)量便漸漸下降。

通過2.5的方法，得出樣品中的亞硝酸鹽含量為6.759 mg/kg，符合我國(guó)的食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(不超過0.03 g/kg)，證明本實(shí)驗(yàn)制得的發(fā)酵香腸安全可食。

2.10 產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.10.1 感官指標(biāo)

色澤：紅潤(rùn)、光澤明顯；

組織狀態(tài)：緊密、表面有皺紋、有彈性；

口感：細(xì)膩、有烤腸特有滋味；

風(fēng)味：發(fā)酵濃郁、咸中帶甜、酸度適中。

2.10.2 理化指標(biāo)

pH值：<5.3；

水分含量：≤45%；

水分活度：≤0.92；

亞硝酸鹽含量：≤0.03 g/kg。

2.10.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)：≥24×103cfu/g；

乳酸菌數(shù)：≥35×105cfu/g；

酵母菌數(shù)：≥60×105cfu/g；

致病菌：不得檢出。

3 結(jié)論

在單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)的極差分析與方差分析的基礎(chǔ)上得到最佳的豬肉發(fā)酵香腸制作工藝是：在原料豬肉中加入一定量調(diào)料及香辛料，添加10%燕麥粉及6%膠原蛋白粉(型號(hào)1000-S-01)，接種4%復(fù)合發(fā)酵劑(乳酸菌∶酵母菌為1∶2)后，于30 ℃環(huán)境中發(fā)酵13 h，在60 ℃環(huán)境中干燥2 h后用150 ℃的溫度烤30 min左右至熟。所得產(chǎn)品色澤紅潤(rùn)，光澤明顯，組織緊密，口感細(xì)膩，有烤腸特有滋味，發(fā)酵香味濃郁，咸中帶甜，酸度適中。

復(fù)合發(fā)酵劑的使用可使發(fā)酵香腸的質(zhì)量提高，色澤、風(fēng)味改善，并且可使生產(chǎn)周期縮短，而膠原蛋白的添加可使發(fā)酵香腸的彈性、嫩度提高。

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