魯氏酵母菌對發(fā)酵香腸品質的影響研究

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(黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江 大慶 163319)

發(fā)酵香腸是指在自然或人工控制條件下，利用微生物和酶的發(fā)酵作用[1]，制成具有穩(wěn)定貯藏性能、典型發(fā)酵風味及誘人色澤等特性的肉制品[2,3]。目前廣泛使用的是乳酸菌，乳酸菌能將原料中的碳水化合物分解為乳酸，使產品的pH值下降，起到抑制病原菌及腐敗菌，延長貨架期的作用，同時發(fā)酵碳水化合物產生的乙酸和乳酸，會產生某些揮發(fā)性風味物質[4,5]，可賦予產品特有的風味和堅實的質地[6]。

魯氏酵母菌(Zygosaccharomycesrouxii)是傳統(tǒng)豆醬、醬油釀造過程中重要的風味微生物，是最常見的嗜高滲透壓酵母菌[7,8]。研究發(fā)現，Z.rouxii的生長并不影響發(fā)酵的進程，且對產品風味物質的形成及在發(fā)酵后熟階段香氣成分的產生起到積極作用[9,10]。酵母菌是發(fā)酵肉制品中常用的微生物，賦予產品酵母香味，但酵母產酸能力較弱，不具備還原硝酸鹽的能力，可能減弱肉中固有微生物菌群的硝酸鹽還原能力，因此，在肉制品加工中，多采用復配菌種制備發(fā)酵產品[11]。

本研究前期對魯氏酵母菌在肉制品中的發(fā)酵性能及安全性能進行了評價，試驗得出魯氏酵母菌可以應用于肉制品發(fā)酵，本試驗將魯氏酵母菌和分離自傳統(tǒng)發(fā)酵香腸的植物乳桿菌作為發(fā)酵劑，混合制作發(fā)酵香腸，研究對發(fā)酵香腸理化品質、微生物指標及感官品質的影響，探討將魯氏酵母菌加入發(fā)酵香腸中的適用性，以拓寬發(fā)酵劑的種類及魯氏酵母菌的應用領域。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗原料

原料肉：購自北京華聯超市；腸衣：購自天津市利成腸衣廠；YPD液體培養(yǎng)基、MRS肉湯培養(yǎng)基、NB肉湯培養(yǎng)基、瓊脂糖：青島高科技工業(yè)園海博生物技術有限公司。

1.1.2 菌種來源

魯氏酵母菌(編號：32899)：中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心；植物乳桿菌：分離自傳統(tǒng)發(fā)酵香腸。

1.1.3 儀器設備

色彩色差計 日本柯尼卡美能達有限公司；Scientz-04無菌均質器 寧波新芝生物科技股份有限公司；MB 45水分測定儀 瑞士奧豪斯儀器有限公司；H1850 R型醫(yī)用冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；SW-CJ-1 FD型超凈工作臺 蘇州安泰空氣技術有限公司。

1.2 試驗設計及方法

1.2.1 發(fā)酵香腸的生產工藝

1.2.1.1 基本工藝流程

肥膘(切丁)、瘦肉(絞碎)→腌制→接種→灌腸→發(fā)酵成熟→真空包裝。

1.2.1.2 基本配方

將瘦肉剔除筋膜、絞碎(絞肉機篩板孔徑為3 mm)，背膘手工切成3 mm見方的丁狀，生產發(fā)酵香腸時，肥瘦比為1∶9，其他調料按肉重計，玉泉大曲1%，葡萄糖5%，味素0.3%，鹽2%，NaNO20.01%，發(fā)酵劑106cfu/g。

1.2.2 試驗設計

將試驗分成4組，分別為：未添加菌種，添加魯氏酵母菌，添加植物乳桿菌，添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的復配菌種。

在各組發(fā)酵香腸的發(fā)酵成熟過程中，每隔3天對發(fā)酵香腸的色差、水分含量、pH值、乳酸菌數、酵母菌數和細菌總數進行測定，并對最終的4組發(fā)酵香腸進行感官評定。

1.2.3 試驗方法

1.2.3.1 色差的測定

將樣品去除腸衣，挑出脂肪顆粒，均勻平鋪于托盤。色差儀接通電源，確保使用D60，10°標準光源，先利用儀器自帶白板進行矯正，然后將樣品置于色差儀反射區(qū)(57 mm)，將反射區(qū)完全覆蓋進行測量，記錄L*，a*，b*值。并計算色差影響參數e值[12]，作為評判發(fā)酵香腸色澤的主要參數，該值表示亮度和偏黃度影響下樣品的偏紅度值。

式中：a*為香腸的紅度值；b*為香腸的黃度值；L*為香腸的亮度值。

1.2.3.2 水分含量的測定

將樣品去除腸衣備用，接通水分含量儀電源，取鋁盤放入儀器中清零，將樣品剪碎，均勻平鋪于鋁盤內，樣品大于0.5 g即可測量，記錄數值。

1.2.3.3 pH的測定

取10 g樣品于無菌均質袋中，加入無菌生理鹽水90 mL，用均質器高速均質30 s，使其分散均勻。取上述均質液，用校準好的pH計直接測定其pH值，并記錄。

1.2.3.4 乳酸菌數的測定

無菌環(huán)境下將發(fā)酵香腸去腸衣，用無菌剪刀將其剪碎，取樣10 g，放入含有90 mL無菌生理鹽水的無菌均質袋中，高速均質1 min，然后取1 mL上清液進行加倍遞增稀釋，稀釋至10-6，稀釋梯度做3個重復，用MRS培養(yǎng)基平板涂布計數。乳酸菌培養(yǎng)條件：30 ℃/48 h。

1.2.3.5 酵母菌數的測定

同上乳酸菌數測定操作，培養(yǎng)基選用YPD培養(yǎng)基，并于28 ℃培養(yǎng)。

1.2.3.6 菌落總數的測定

同上乳酸菌數測定操作，培養(yǎng)基選用NB培養(yǎng)基，并于28 ℃培養(yǎng)。

1.2.3.7 感官評定

采用感官評定之描述定量分析法(quantitative described analysis，QDA)[13]，由具有食品專業(yè)背景的成員組成感官評定小組，以外觀20分、質地30分、風味50分為標準進行評定，評定標準見表1。

表1 發(fā)酵香腸感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of fermented sausages

1.3 數據分析

2 結果與分析

2.1 不同組發(fā)酵香腸理化指標分析

2.1.1 色差的測定

用TCP 2全自動色差計測定，其結果用L*(亮度值)、a*(紅度值)、b*(黃度值)系統(tǒng)表示。本研究引入了影響參數e值作為評判香腸色澤的主要參數。

表2 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的色差值變化Table 2 Changes of chromatic aberration in different groups of fermented sausages during fermentation

注：同一列不同小寫字母表示差異顯著，P<0.05。

由表2可知，未添加菌種和僅添加乳酸菌的發(fā)酵香腸的e值在整個發(fā)酵成熟過程中呈現先上升后下降而后又緩慢上升又下降的趨勢，添加魯氏酵母菌的發(fā)酵香腸的e值則處于先上升而后緩慢下降的趨勢，而第4組添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的發(fā)酵香腸的e值則呈現緩慢下降而后上升再下降的趨勢。首先，未添加菌種和常規(guī)的添加乳酸菌制作的發(fā)酵香腸在發(fā)酵3天時的e值分別為2.11，2.26，說明添加傳統(tǒng)的乳酸菌作為發(fā)酵劑可以促進呈紅色的亞硝酸肌紅蛋白和亞硝酸血紅蛋白的合成，使發(fā)酵香腸呈色明顯。而添加魯氏酵母菌的發(fā)酵香腸在發(fā)酵過程中的e值最高為2.17，且在發(fā)酵后熟階段e值呈下降趨勢，可能是由于魯氏酵母菌對促進發(fā)酵香腸發(fā)色的蛋白合成能力較弱。在添加2種菌種的發(fā)酵香腸中，發(fā)酵初期的e值便高達2.28，在發(fā)酵過程中e值處于緩慢下降階段，說明應用魯氏酵母菌及乳酸菌的復合發(fā)酵劑不會減弱乳酸菌的發(fā)色作用，同時也不會因魯氏酵母菌而抑制發(fā)酵香腸的發(fā)色。試驗說明，魯氏酵母菌不會減弱發(fā)酵劑在發(fā)酵期間對發(fā)酵香腸色澤的顯著影響。

2.1.2 水分含量的測定

發(fā)酵香腸在發(fā)酵過程中的水分含量，可以直觀、迅速地說明發(fā)酵香腸的產品品質。

圖1 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的水分含量變化Fig.1 Changes of moisture content in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖1可知，4組發(fā)酵香腸在發(fā)酵初始階段的水分含量相近，并隨著發(fā)酵時間的增加,水分含量逐漸降低。在發(fā)酵初始至發(fā)酵6天時，4組發(fā)酵香腸的水分含量均明顯降低，且在發(fā)酵3天時，未添加菌種的發(fā)酵香腸的水分含量較其他組較低，可能是由于添加發(fā)酵菌種的發(fā)酵香腸在發(fā)酵初期菌種的活性較高，可能會在該階段控制水分的流失，以促進發(fā)酵劑在發(fā)酵香腸中的作用[14,15]。在發(fā)酵6～15天時，4組發(fā)酵香腸的水分含量均緩慢下降，且添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的發(fā)酵香腸水分含量最低，說明添加發(fā)酵菌種的發(fā)酵香腸中的菌種在6 天后生長速度緩慢或止步，進而促使水分降低，加速發(fā)酵進程。試驗說明，添加魯氏酵母菌并不影響發(fā)酵劑在發(fā)酵香腸中降低水分含量，縮短發(fā)酵時間的作用。

2.1.3 pH值的測定

發(fā)酵香腸在發(fā)酵過程中，由于微生物及酶對碳水化合物的分解作用，促使乳酸等有機酸大量生成，致使香腸的pH值在此過程中急劇下降[16]。

圖2 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的pH值變化Fig.2 Changes of pH values in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖2可知，在發(fā)酵初期階段，4組發(fā)酵香腸的pH值相近，隨著發(fā)酵時間的增加，pH值均明顯降低，且未添加菌種的發(fā)酵香腸的pH值顯著高于其他3組添加菌種的發(fā)酵香腸，由此可知降低pH值可抑制香腸中腐敗菌的生長繁殖，從而提高香腸的品質和安全性，而添加發(fā)酵劑可加速碳水化合物發(fā)酵產酸的速度，從而加快香腸發(fā)酵成熟的速度。在發(fā)酵過程中，pH值的大小排序大致為：添加魯氏酵母菌的發(fā)酵香腸的pH值>添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的發(fā)酵香腸的pH值>傳統(tǒng)添加植物乳桿菌的發(fā)酵香腸的pH值，可能是由于低酸度環(huán)境對氨基酸脫羧酶有較強的抑制作用，低酸香腸可限制有害生物胺的產生，故而傳統(tǒng)會選擇添加植物乳桿菌系列的乳酸菌而降低香腸中的pH值，而添加2種菌種的發(fā)酵香腸中的植物乳桿菌同樣發(fā)揮了乳酸菌的作用。在后續(xù)干燥成熟過程中，4組發(fā)酵香腸的pH值緩慢上升，可能因香腸中微生物及酶的作用，分解產生一些含氮物質，致使pH值開始緩慢上升。試驗表明，添加魯氏酵母菌不影響發(fā)酵劑有助于發(fā)酵香腸的pH值變化，促進發(fā)酵香腸的發(fā)酵成熟的作用。

馱子盯著周小羽，周小羽的眼睛里充滿了水，但他卻咬著嘴唇，硬是沒讓眼淚滴下來。在眼淚沒滴下來的時候，周小羽的嘴巴里終于有了聲音——

2.2 不同組發(fā)酵香腸微生物數量分析

2.2.1 不同組發(fā)酵香腸乳酸菌數的變化

發(fā)酵香腸中乳酸菌的消長反映了發(fā)酵動態(tài)過程，研究乳酸菌在發(fā)酵過程中的數量變化，有助于改進發(fā)酵工藝，控制發(fā)酵進程。

圖3 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的乳酸菌數的變化Fig.3 Changes of lactic acid bacteria number in different groups of fermented sausages during fermentation

由圖3可知，發(fā)酵初期，添加植物乳桿菌及添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌的2組發(fā)酵香腸的乳酸菌數最高，說明在這2組發(fā)酵香腸中乳酸菌將成為香腸內的優(yōu)勢菌，這對抑制香腸內不良微生物的生長繁殖具有重要意義。發(fā)酵3天后，未添加菌種及添加魯氏酵母菌的2組發(fā)酵香腸的乳酸菌數有所增加，其他2組發(fā)酵香腸的乳酸菌數有所下降，可能是因為自然發(fā)酵狀態(tài)下，未添加乳酸菌的發(fā)酵香腸自然產生乳酸菌，從而促進香腸的發(fā)酵，而添加乳酸菌的2組發(fā)酵香腸隨著發(fā)酵時間的增加，乳酸菌的活性逐漸降低，致使乳酸菌的總數下降，該現象符合客觀事實。試驗表明，魯氏酵母菌不會影響發(fā)酵香腸中乳酸菌的生長，復配菌中的魯氏酵母菌亦不會產生不利影響。

2.2.2 不同組發(fā)酵香腸酵母菌數的變化

酵母菌是發(fā)酵肉制品中常用的微生物，添加酵母菌有助于發(fā)酵香腸中風味物質的產生，因此研究酵母菌數在發(fā)酵過程中的變化，有助于推進魯氏酵母菌在發(fā)酵香腸中的進一步應用。

由圖4可知，發(fā)酵初期，添加魯氏酵母菌的2組發(fā)酵香腸的酵母菌數較高，說明在發(fā)酵初期酵母菌將充分利用發(fā)酵香腸的優(yōu)勢環(huán)境迅速生長成為優(yōu)勢菌，促進發(fā)酵香腸香氣物質的形成。在發(fā)酵3天后，未添加魯氏酵母菌的2組發(fā)酵香腸中酵母菌的數量先增加而后降低，由于在自然條件下發(fā)酵，香腸本身會產生一定數量的酵母菌，分解蛋白質產生醇類、醛類及酮類等，改善風味的物質，隨著時間的增加，香腸中的環(huán)境逐漸不適合酵母菌的生長，因此會出現下降趨勢，符合客觀事實。試驗說明，魯氏酵母菌能夠在發(fā)酵香腸中良好生長。

圖4 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的酵母菌數變化Fig.4 Changes of yeast number in different groups of fermented sausages during fermentation

2.2.3 不同組發(fā)酵香腸菌落總數的變化

圖5 不同組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中的菌落總數變化Fig.5 Changes of total bacterial count in different groups of fermented sausages during fermentation

發(fā)酵劑是制作發(fā)酵香腸的關鍵，研究發(fā)酵香腸中菌落總數的變化，能夠更準確地掌握微生物對發(fā)酵香腸感官品質的影響。

由圖5可知，4組發(fā)酵香腸發(fā)酵過程中菌落總數呈先增長后降低的趨勢。發(fā)酵初期，添加發(fā)酵菌種的3組發(fā)酵香腸呈對數增長，未添加發(fā)酵菌種的發(fā)酵香腸的菌落總數明顯較低，說明添加發(fā)酵劑后的發(fā)酵香腸的內部微生物數量較多，并與發(fā)酵香腸中的內源微生物一起良好生長。試驗說明，魯氏酵母菌能夠存活在發(fā)酵香腸中并良好生長。

2.3 不同組發(fā)酵香腸感官評分

感官評分能夠最直觀地說明大眾對于新產品研發(fā)結果的接受程度，也是對產品進行評價最準確的指標。

表3 不同組發(fā)酵香腸的感官評分表Table 3 Sensory scores of different groups of fermented sausages

由表3可知，添加魯氏酵母菌的發(fā)酵香腸的感官評分為93.83，說明魯氏酵母菌產生的呋喃酮類化合物對于發(fā)酵香腸的風味及香氣成分的形成有促進作用，且產生的香氣成分在發(fā)酵香腸中起到了提鮮增香的作用。添加傳統(tǒng)植物乳桿菌的發(fā)酵香腸同樣接受度極高，由于添加的乳桿菌產酸使香腸內的pH值降低，能促進發(fā)酵過程的進行，增加香腸的口感。而未添加菌種的發(fā)酵香腸的感官評分最低，可能是由于自然發(fā)酵產生的菌種并不能迅速且明顯地對香腸的內部條件進行調整，致使感官評分稍低于添加菌種的各組。同時，添加魯氏酵母菌及植物乳桿菌的發(fā)酵香腸的感官評分最高，表明魯氏酵母菌在發(fā)酵香腸中產生的風味物質與植物乳桿菌在香腸中產酸的特性相結合，使發(fā)酵香腸的接受度得到進一步提高。

3 結論

通過對比未添加菌種、添加魯氏酵母菌、添加植物乳桿菌及添加魯氏酵母菌和植物乳桿菌4組發(fā)酵香腸的理化指標、微生物指標及感官評分，探討將魯氏酵母菌加入發(fā)酵香腸中的適用性。研究發(fā)現，添加魯氏酵母菌有助于提高發(fā)酵香腸的顏色，對水分含量的降低有一定的促進作用，同時可加速pH值的下降，從而縮短發(fā)酵香腸的成熟時間；魯氏酵母菌在發(fā)酵香腸中生長狀態(tài)良好，且未對發(fā)酵香腸內原有的乳酸菌產生影響，同時有效控制了香腸內部腐敗菌種的生長；成熟后，魯氏酵母菌產生的風味物質及香氣成分對發(fā)酵香腸有促進作用，能夠更好地讓大眾接受，說明魯氏酵母菌在發(fā)酵香腸生產發(fā)酵過程中有促進作用，可進一步應用于發(fā)酵肉制品中。