不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵豬肉香腸品質(zhì)的影響

楊 滔，張曉東,2，劉紅梅，李 彥，劉 焱,2,

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 湖南長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)中心, 湖南長(zhǎng)沙 410128；3.芷江侗族自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 湖南芷江 419100；4.長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與食品工程學(xué)院, 湖南長(zhǎng)沙 410128）

發(fā)酵香腸制品是指將絞碎的肥瘦肉同香腸輔料及其他香辛料進(jìn)行混合，攪拌均勻后直接灌入腸衣，經(jīng)常溫發(fā)酵后而制成的一種具有發(fā)酵香味的肉制品[1-4]。香腸在自然條件下發(fā)酵生產(chǎn)的周期長(zhǎng)，品質(zhì)不穩(wěn)定，無(wú)法滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求[5-6]。有研究表明，作為天然發(fā)酵劑的乳酸菌可應(yīng)用于發(fā)酵肉制品中，可以縮短香腸成熟時(shí)間、降解糖類(lèi)物質(zhì)，產(chǎn)生乳酸并降低產(chǎn)品的pH，抑制有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期的效果[7-9]。同時(shí)乳酸菌新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的如乳酸等代謝產(chǎn)物可以改善和提高產(chǎn)品風(fēng)味與品質(zhì)[10-12]。

有研究表明，戊糖片球菌可以減少香腸中亞硝酸鹽、胺類(lèi)殘留，更重要的是能降低肉制品中致癌物亞硝胺的含量[13]。發(fā)酵乳桿菌與植物乳桿菌等乳桿菌屬在肉制品加工中已顯示出將高鐵肌紅蛋白（MbFeIII）轉(zhuǎn)化為亞硝基亞鐵肌紅蛋白（MbFeIINO）的能力[14]。Luo等[15]在肉糊中接種發(fā)酵乳桿菌后肉的紅度值（a*）提升。戊糖片球菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌在發(fā)酵肉制品中已有廣泛應(yīng)用，但主要集中于理化特性、工藝優(yōu)化的研究。有關(guān)三種乳酸菌對(duì)發(fā)酵香腸品質(zhì)的影響，特別是風(fēng)味物質(zhì)的影響還鮮有報(bào)道。因此，本研究通過(guò)接種不同的乳酸菌發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵香腸，并與自然發(fā)酵香腸對(duì)比，探究不同發(fā)酵劑對(duì)香腸風(fēng)味和品質(zhì)的影響。旨在為乳酸菌發(fā)酵劑的研發(fā)以及豬肉香腸風(fēng)味的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

戊糖片球菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌 由課題組篩選自意大利薩拉米香腸[16]；豬肉、腸衣、鹽、蔗糖等材料 市購(gòu)。

TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司；GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；FF50/30umFDVB/CAR/PDM固相微萃取器 美國(guó)SUPELCO公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)以接種不同菌株各分為5組：A組接種戊糖片球菌（RY500）；B組接種發(fā)酵乳桿菌（RY75）；C組接種植物乳桿菌（RY25）；D組接種相互之間沒(méi)有拮抗作用的RY500與RY25復(fù)配菌，配比為2:1；E組為自然發(fā)酵組，不接種任何菌株即對(duì)照組。接種量均為107CFU/g。

1.2.2 香腸加工方法 參照吳雪燕[17]香腸加工工藝，并將配方適當(dāng)調(diào)整：肥肉18%，瘦肉82%；其他配料按肉重計(jì)算：鹽 2.5%、蔗糖 2.5%、葡萄糖 0.5%、NaNO20.01%、胡椒粉 0.2%、白酒0.5%，發(fā)酵天數(shù)為26 d。

1.2.3 發(fā)酵香腸產(chǎn)品品質(zhì)分析方法

1.2.3.1 乳酸菌的測(cè)定 參照《GB 4789.35-2010》規(guī)定的方法。

1.2.3.2 質(zhì)構(gòu)分析（TPA） 參照趙光輝[18]的方法，將樣品尺寸調(diào)整為直徑18 mm，高20 mm的圓柱體，采用P/50探頭，測(cè)試前下壓速度：2 mm/s，測(cè)試下壓速度：5 mm/s，測(cè)試后速度：5 mm/s，下壓速度百分比：50%；平行測(cè)量5次。

1.2.3.3 色澤的測(cè)定 采用CR-400比色計(jì)測(cè)量1 cm厚度香腸切片的L*、a*、b*值，旋轉(zhuǎn)0度、90度、180度、270度后各測(cè)1次，重復(fù)測(cè)定3次并取其平均值。

1.2.3.4 感官評(píng)定 參照杜智慧[19]的方法，以色澤、質(zhì)地、外觀(guān)、氣味及滋味為評(píng)分指標(biāo)，選擇經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)感官培訓(xùn)的志愿者10名成立感官評(píng)定小組，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

1.2.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定 參照段艷[20]的方法，固相微萃?。⊿PME）條件：稱(chēng)取4 g香腸絞碎，然后置于15 mL萃取瓶中，恒溫60 ℃萃取30 min，最后在進(jìn)樣口解析1 min。氣相色譜（GC）條件：色譜柱為T(mén)RACETR-5GC（30 m，0.25 mm×0.25 μm）；載氣：99.999%氦氣；流速0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度為250 ℃，起始柱溫為40 ℃，保持5 min，以5 ℃/min的速度升溫至100 °C，以 10 °C/min的速度升溫至180 °C，最后以15 °C/min的速度升溫至240 ℃，期間保持10 min。質(zhì)譜聯(lián)用（MS）條件：不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：電離方式為EI，電離電壓70 eV，質(zhì)量掃描范圍為33～450 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 2010（MicroCal公司）和SPSS 25.0軟件（IBM公司）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和顯著性分析；采用Origin 2018軟件（MicroCal公司）繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸中乳酸菌數(shù)的影響

有研究表明乳酸菌在香腸發(fā)酵的整個(gè)過(guò)程中起決定性作用，乳酸菌發(fā)酵的產(chǎn)物有利于香腸特殊風(fēng)味的形成[21]。由圖1可知，4組實(shí)驗(yàn)組的乳酸菌數(shù)量始終高于對(duì)照組，5組發(fā)酵香腸的乳酸菌整體變化情況都是先迅速增加后緩慢減少。乳酸菌菌數(shù)的增加與乳酸菌自身的生長(zhǎng)繁殖有關(guān)，而乳酸菌菌數(shù)的減少可能是乳酸菌產(chǎn)物的積累抑制了乳酸菌的繁殖，或者是隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸菌活性降低，使其數(shù)量減少[22]。因此，添加乳酸菌發(fā)酵劑的香腸中乳酸菌數(shù)量更多，風(fēng)味可能更加豐富。

圖1 不同發(fā)酵劑發(fā)酵的香腸中乳酸菌數(shù)的變化Fig.1 Changes of lactic acid bacteria in sausages fermented by different starters

2.2 發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸質(zhì)構(gòu)（TPA）的影響

圖2 顯示，不同實(shí)驗(yàn)組之間硬度無(wú)顯著差異（P＞0.05），且硬度均極顯著高于對(duì)照組（P＜0.01），這與圖1乳酸菌數(shù)量的差異性一致，更多的乳酸菌導(dǎo)致pH的下降，而發(fā)酵香腸的硬度和pH具有較強(qiáng)相關(guān)性[23]。對(duì)照組不論是咀嚼性，還是彈性值都極顯著低于實(shí)驗(yàn)組（P＜0.01），可能是在添加乳酸菌后，導(dǎo)致香腸Aw快速降低，pH降低，游離氨基酸含量升高，蛋白質(zhì)的變性和凝固程度升高，香腸的持水性變低，使得香腸的結(jié)構(gòu)更加緊密，更加結(jié)實(shí)具有彈性[24-26]。

圖2 不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of different starter on texture of fermented sausage

2.3 發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸色澤的影響

從表2可知，對(duì)照組的L*值（亮度值）、a*值（紅度值）、b*值（黃度值）都極顯著低于各實(shí)驗(yàn)組（P＜0.01），4組實(shí)驗(yàn)組的L*值差異不大，但D組的a*值和b*值都高于其它三組實(shí)驗(yàn)組。有研究表明，評(píng)價(jià)香腸的色澤時(shí)，一般用a*/b*的大小來(lái)判斷，a*/b*越大，產(chǎn)品紅色越鮮艷[19,27-28]。從上述表中可以看出，對(duì)照組的a*/b*最小，D組的a*/b*最大，與下文感官評(píng)價(jià)色澤組別中的對(duì)照組評(píng)分最低，D組評(píng)分最高結(jié)果一致。說(shuō)明不同發(fā)酵劑對(duì)香腸的發(fā)色有不同程度的影響，且混合發(fā)酵劑的發(fā)色效果比單一發(fā)酵劑的效果更好。

表2 不同發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵香腸色澤的影響Table 2 Effect of different starters on color of fermented sausage

2.4 感官評(píng)定結(jié)果

從圖3可知，添加四種不同的發(fā)酵劑均能極顯著提高香腸的各項(xiàng)感官評(píng)分（P＜0.01）。D組在色澤、外觀(guān)、香味、滋味的評(píng)分顯著高于其它各組（P＜0.05）；B組的色澤、香味方面評(píng)分要低于其他各組（P＜0.05）；A組和C組在各項(xiàng)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)上均無(wú)顯著差異（P＞0.05），有研究發(fā)現(xiàn)，添加戊糖片球菌或植物乳桿菌發(fā)酵劑的紅腸中乳酸菌數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、彈性均無(wú)顯著差異（P＞0.05）[24]；各實(shí)驗(yàn)組在質(zhì)地方面差別不大（P＞0.05），這與TPA中所測(cè)硬度指標(biāo)結(jié)果一致。有研究表明，添加乳酸菌發(fā)酵劑與否，發(fā)酵香腸中乳酸菌都是優(yōu)勢(shì)菌種。自然發(fā)酵香腸主要依靠乳酸菌與雜菌的競(jìng)爭(zhēng)，與接種發(fā)酵香腸相比，其產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定[29]。對(duì)照組評(píng)分較低的原因可能是香腸產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定所致。

圖3 不同發(fā)酵劑發(fā)酵香腸的感官評(píng)定Fig.3 Sensory evaluation of fermented sausages with different starters

2.5 不同發(fā)酵組香腸的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

如表3所示，在發(fā)酵香腸中檢出酸類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、碳?xì)浠衔镱?lèi)及其他類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)。結(jié)合表4可知，酸類(lèi)、酯類(lèi)和醛類(lèi)化合物為香腸中的主要風(fēng)味物質(zhì)。自然發(fā)酵組中的酸類(lèi)、酯類(lèi)和醛類(lèi)分別為30.24%、33.92%、21.96%，添加不同發(fā)酵劑后，實(shí)驗(yàn)組中的風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)百分含量均有不同變化：C組、D組酸類(lèi)化合物相對(duì)百分含量分別達(dá)到了68.15%、35.79%，這與植物乳桿菌在發(fā)酵過(guò)程中有較高的活菌數(shù)及能大量產(chǎn)酸的特性有關(guān)；A組、B組和D組酯類(lèi)化合物相對(duì)百分含量分別達(dá)到了55.56%、67.57%、49.51%。A組、B組和D組風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)較對(duì)照組有所增加，主要表現(xiàn)為酯類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)的大量增加。C組風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)有所減少，但其感官評(píng)分仍高于對(duì)照組，可能是由于C組酸類(lèi)化合物相對(duì)百分含量達(dá)到68.15%， 9-十八碳烯酸的大量增加改善了香腸風(fēng)味。

表3 發(fā)酵香腸中各類(lèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)百分含量Table 3 Relative percentage of various volatile flavor substances in fermented sausages

表4 不同發(fā)酵劑條件下香腸中風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)及相對(duì)含量Table 4 Types and relative contents of flavor compounds in sausage with different starter cultures

續(xù)表 3

續(xù)表 3

酸類(lèi)物質(zhì)閾值普遍較高，其對(duì)香腸風(fēng)味貢獻(xiàn)不大，但酸類(lèi)物質(zhì)可以促進(jìn)香腸形成獨(dú)特的感官風(fēng)味特點(diǎn)。香腸中檢測(cè)出的酸類(lèi)物質(zhì)主要包括有：己酸、辛酸、癸酸、十四酸、十六酸、9-十八碳烯酸、正戊酸。四組香腸中辛酸含量都很高，辛酸會(huì)進(jìn)一步與乙醇反應(yīng)生成辛酸乙酯，在四組香腸中檢測(cè)出的辛酸乙酯含量都較高。在C、D組中檢測(cè)到了大量9-十八碳烯酸，有研究表明植物乳桿菌具有將亞油酸通過(guò)酶轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸的重要能力,共軛亞油酸具有抗癌、預(yù)防動(dòng)脈硬化、增強(qiáng)提高機(jī)體自身免疫力的重要作用[30]。

酯類(lèi)物質(zhì)多由酸類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)酯化反應(yīng)生成，對(duì)發(fā)酵香腸的風(fēng)味有特殊的貢獻(xiàn)[31]。A、B、D組酯類(lèi)化合物相對(duì)含量百分比及種類(lèi)含量較對(duì)照組有所提高。正己酸乙酯、辛酸乙酯、9-十八碳烯酸乙酯、癸酸乙酯、十八烷酸甲酯等為香腸中主要檢出的幾種酯類(lèi)物質(zhì)。酯類(lèi)物質(zhì)的嗅感特征與其前體物質(zhì)的碳鏈長(zhǎng)短有關(guān)，C10及以下短鏈酯類(lèi)物質(zhì)通常會(huì)直接賦予產(chǎn)品水果甜香味，而C10以上長(zhǎng)鏈的脂類(lèi)物質(zhì)則表現(xiàn)出淡淡的油脂味[32-33]。正己酸乙酯和辛酸乙酯在實(shí)驗(yàn)組所檢出的含量較高，香腸主要由這兩種帶有菠蘿甜香的物質(zhì)貢獻(xiàn)風(fēng)味[34]。在A(yíng)組、B組和D組檢出大量的癸酸乙酯，癸酸乙酯賦予香腸淡甜香味，對(duì)促進(jìn)發(fā)酵香腸特殊風(fēng)味的形成具有重要的貢獻(xiàn)[35]。

醛類(lèi)物質(zhì)風(fēng)味閾值較低，對(duì)香腸風(fēng)味影響較大。它不僅可以直接有效影響香腸的整體風(fēng)味，還可以直接作為合成香腸中其他芳香族化合物的前體物質(zhì)[36]。己醛、壬醛、癸醛、十二醛、十三醛、苯乙醛、2,4-癸二烯醛、3,5-二叔丁基-4-羥基甲醛等為香腸中主要檢出的醛類(lèi)物質(zhì)。在A(yíng)、B、D三組樣品中通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)己醛的相對(duì)含量較高，己醛通常是所有肉類(lèi)制品中含量最豐富的脂質(zhì)氧化產(chǎn)物，己醛被描述為青草香味，能明顯改善香腸的風(fēng)味，同時(shí)己醛也可以作為氧化水平的指標(biāo)[37-39]。壬醛具有烤焦香味，由油酸氧化產(chǎn)生[40]。癸醛被描述為干草味。僅在對(duì)照組檢出的2-十一烯醛相對(duì)含量較多，此物質(zhì)具有醛氣味[41]，可能是導(dǎo)致對(duì)照組感官評(píng)分較低的原因之一，短鏈醛類(lèi)物質(zhì)有刺激性的風(fēng)味特征，而揮發(fā)性較低的大分子量醛類(lèi)對(duì)香腸風(fēng)味的貢獻(xiàn)不大[42]。

酮類(lèi)物質(zhì)通常通過(guò)美拉德反應(yīng)生成，也能通過(guò)脂肪的氧化分解生成[43]；醇類(lèi)物質(zhì)通常和酚類(lèi)物質(zhì)是香腸中重要的揮發(fā)性物質(zhì)；烷烴類(lèi)物質(zhì)、醚類(lèi)物質(zhì)對(duì)香腸的風(fēng)味也有一定的影響，但其感官閾值較高，故不列入討論。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)接種戊糖片球菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌及戊糖片球菌與植物乳桿菌復(fù)配菌，探究不同發(fā)酵劑對(duì)香腸品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：無(wú)論是添加單一發(fā)酵劑還是混合發(fā)酵劑均可以顯著提高香腸質(zhì)構(gòu)、色澤及感官品質(zhì)。采用SPME-GC-MS技術(shù)分析表明：不論添加乳酸菌發(fā)酵劑與否，酸類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)化合物均為香腸中的主要風(fēng)味物質(zhì)。發(fā)酵劑的添加提高了香腸中的特征風(fēng)味物質(zhì)如己醛、正己酸乙酯、正辛酸乙酯、十六酸甲酯的含量。結(jié)合感官評(píng)價(jià)，添加2:1的戊糖片球菌與植物乳桿菌復(fù)配菌的香腸品質(zhì)最好。

添加單一戊糖片球菌、發(fā)酵乳桿菌及混合發(fā)酵劑的香腸風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)較對(duì)照組有所增加，酯類(lèi)化合物相對(duì)百分含量增加。但添加單一植物乳桿菌的香腸不同于其他實(shí)驗(yàn)組，其風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)有所減少，酸類(lèi)化合物相對(duì)百分含量增加，且感官評(píng)分仍然較高。酸類(lèi)化合物的大量增加與植物乳桿菌能大量產(chǎn)酸的特性有關(guān)，而風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)減少以及大量酸類(lèi)化合物導(dǎo)致感官評(píng)分較高的原因有待進(jìn)一步研究。