乳酸菌发酵对风干香肠物理化学性质的影响.pdf

食品与发酵工业FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES 1702010 Vol 36 No 10 Total 274 乳酸菌发酵对风干香肠物理化学性质的影响 赵俊仁1 2 孔保华1 1 东北农业大学食品学院 黑龙江 哈尔滨 150030 2 黄冈师范学院生命科学与工程学院 湖北 黄冈 438000 摘要应用戊糖片球菌 Pediococcus pentosaceus 乳酸乳球菌乳酸亚种 Lactococcus lactis sub lactis 短乳杆菌 Lactobacillu brevis 和弯曲乳杆菌 Lactobacillus curvatus 4 株乳酸菌生产发酵风干肠 结果表明 弯曲乳杆菌在 发酵风干肠中生长最旺盛 产品 pH 值 水分含量和水分活度下降最快 发酵第 5 天 pH 值降至 3 7 这些理化性 质的变化有利于产品良好质构的形成 关键词乳酸菌 发酵 风干肠 理化性质 第一作者 博士 讲师 孔保华教授为通讯作者 东北农业大学创新团队发展计划资助 CXZ011 01 国家公益 性行业 农业 科研专项经费项目 200903012 02 黄冈师范 学院博士基金项目 08cd002 收稿日期 2010 06 21 改回日期 2010 08 25 乳酸菌是最早从发酵肉制品中分离出来的微生 物 也是自然发酵过程中最易生长的微生物 原料肉 在接种乳酸菌后 发酵过程中产生乳酸 使肉品 pH 值降至 pH 值 4 8 5 2 1 食品安全性大大提高 而 且克服了自然发酵过程时间长 难于控制的缺点 乳 酸菌制剂中含有大量乳蛋白 菌体蛋白和多种营养 素 使产品的营养保健作用大为增强 2 如今人们 已经认识到了乳酸菌等微生物在发酵肉制品中呈色 呈味及增加保存性的重要作用 因此在欧美等国 发 酵剂在肉类工业中的应用已受到广泛关注 Eric 等 人用清酒乳杆菌生产发酵香肠 发现乳酸菌会迅速增 殖成为优势菌 并在 40h 内使 pH 值降低至 pH5 以 下 3 Andreja 等人用清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌生 产干发酵香肠 发现游离脂肪酸的含量显著增加 尤 其是油酸和亚油酸 这有助于产品营养性和风味的提 高 4 本研究应用从发酵肉制品中分离获得的 4 株乳 酸菌进行发酵风干肠的生产 并对其理化指标进行分 析 以期得到适合发酵风干肠生产的优良菌株 今后 可将此菌株与其他微生物复配成复合发酵剂生产发酵 肉制品 以弥补单菌株作为发酵剂的不足 从而达到缩 短生产周期 稳定生产 提高产品风味和营养的目的 1材料与方法 1 1材料与仪器 1 1 1风干肠制作 将原料肉 瘦肉与肥肉质量比为 9 1 中加入食 盐和亚硝酸盐后腌制 24h 瘦肉绞碎 肥肉切丁 加入 调味料拌馅 添加发酵剂 灌肠 风干 温度为 15 25 相对湿度为 70 80 1 1 2试验原料 原料肉为猪臀肉 里脊肉及背脂 4 保存 购 于北大荒肉业 肠衣为猪小肠衣 白砂糖 食盐 姜 淀 粉 调味料等均由市场购得 其他原料包括亚硝酸钠 MRS Man Rogosa Sharpe 培养基等 1 1 3仪器设备 WSC S 测色色差计 上海物理光学仪器厂 AquaLab 水分活度仪 Decagon Devices Inc TA XT plus 物性仪 英国 stevens 公司 DH5000A 电热恒温培 养箱 连云港医疗器械设备厂 202 型电热恒温干燥 箱 天津市泰斯特仪器有限公司 pHS 25 型 pH 计 上海精科雷磁仪器厂等 1 1 4菌种来源 戊糖片球菌 Pediococcus pentosaceus 乳酸乳球 菌乳酸亚种 Lactococcus lactis sub lactis 短乳杆菌 Lactobacillu brevis 弯曲乳杆菌 Lactobacillus curva tus 均为东北农业大学畜产品加工实验室分离获 得 前期工作是首先从自然发酵风干肠中分离纯化 出多株乳酸菌 通过一系列的鉴定试验以及菌株发酵 性能的测定 最终得到 4 株性能优良的乳酸菌 对照 组为不添加乳酸菌的自然发酵风干肠 1 2试验方法 1 2 1乳酸菌菌数测定 按发酵时间 0 5 d 每天取样 每份样品 5 0 g 样品无菌剥去肠衣后剪碎研磨 加入45 mL 生理盐水 中 4 下平衡 20 min 采用 MRS 固体培养基进行平 肉类研究 2010 年第36 卷第10 期 总第274 期 171 板涂布 按发酵时间 适当选取 2 3 个稀释度进行涂 布 在 35 下培养 48 h 测定乳酸菌菌数 1 2 2风干肠 pH 值的测定 取样品 10 0 g 剥去肠衣 剪碎放入250 mL 的锥 形瓶中 加入 90 mL 蒸馏水 浸泡 15 min 并随时摇 动 过滤后取滤液测定 pH 值 1 2 3风干肠水分含量的测定 恒温干燥法 按 GB T 5009 3 2003 执行 1 2 4风干肠水分活度 AW 的测定 样品制备 将样品放至室温后切碎 铺满样品盒 底面 注意装样量不要超过样品盒高度的一半 制好 的样品采用 AquaLab 水分活度仪测定 1 2 5风干肠色差的测定 剥去肠衣 切成碎块 注意大小应尽量均匀 以便 尽可能地减少误差 将其放入样品盒中 并将测试头 放在样品盒上进行测定 使用 O D 测试头 可测定 物体本身的颜色 光泽及各样品之间的色度差值 L 值表示样品的亮度 a 值表示样品的红色度 1 2 6风干肠质构的测定 使用 TA XT 物性测试仪 采用质构剖面分析方 法 Texture Profile Analysis TPA 测定 并应用 Texture Expert V 1 0 软件 样品处理 将样品切成大约 50 mm 长的小段 每个样品做 3 次测定 结果取平均值 测定参数 测定模式 TPA 探头 HDP BS 探头及配 套台面 测前速度 2 0 mm s 测试速度 2 0 mm s 测 后速度10 0 mm s 时间间隔5 s 负载类型 Auto 20 g 主要测定的指标为 弹性 粘着性 胶黏性 咀嚼性 和恢复性 1 3统计分析 所得数据为 3 次测定值的平均值 使用 Sigma plot 9 0 画图软件 作图 使用 Statistix8 1 分析软 件 St Paul MN 进行统计分析 并进行多重比较 P 0 05 2结果与讨论 2 1发酵风干肠中乳酸菌菌数变化 由图 1 可见 各组发酵风干肠中乳酸菌菌数显著 高于 P 0 05 对照组 说明添加的各株乳酸菌能在 发酵风干肠内部良好生长 对照组在发酵第 1 天时 各种微生物处于竞相生长时期 因此乳酸菌需要一段 时间的增殖才能成为优势菌群 而发酵风干肠中的乳 酸菌迅速启动发酵过程 这有助于 pH 值的快速降 低 0 2 d 添加的乳酸菌还处于对数生长期 第 3 天 乳酸菌进入生长稳定期 第 5 天各试验组的乳酸菌菌 数均达到 109左右 试验组之间差异不显著 P 0 1 其中乳酸乳球菌乳酸亚种和弯曲乳杆菌的最 终乳酸菌菌数最高 图 1发酵风干肠中乳酸菌菌数的变化 2 2发酵风干肠 pH 值的变化 各组风干肠的初始 pH 值均为 5 99 如图 2 随 发酵过程的进行 各组之间存在显著差异 P 0 05 对照组在发酵第 1 天乳酸菌处于竞争阶段 因此还没有大量产酸 而肉中的蛋白酶降解肌肉蛋白 产生非蛋白态氮导致 pH 值略微回升 5 第 3 天 pH 值才逐渐下降 第5 天 pH 值为 pH5 55 各个试验组 乳酸菌从开始即为优势菌群 大量产酸 风干肠中非 蛋白氮等弱碱性物质不足以影响肠内 pH 值的变化 因此 pH 值快速降低 pH 值的快速降低对金黄色葡 萄球菌 S aureus 等有害菌具有明显的抑制作用 6 这对生产安全性有利 同时 pH 降至 pH4 左右即可 完成发酵过程 因此添加乳酸菌可以缩短生产周期 其中 弯曲乳杆菌的 pH 值下降幅度最大 最迅速 图 2发酵风干肠中 pH 值的变化 2 3发酵风干肠水分含量和水分活度 AW 的变化 风干肠的发酵过程通常伴随着水分含量和 AW 的降低 低水分活度是发酵肉制品货架期长和食用 安全性高的一个重要保障 由图 3 可见 各试验组的 水分含量和 AW均显著低于 P 0 05 对照组 这可 能与 pH 值的变化有关 试验组中的乳酸菌产酸导 食品与发酵工业FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES 1722010 Vol 36 No 10 Total 274 致蛋白质发生凝胶化而使持水力下降 7 持水能力 下降使风干肠中结合水转化为自由水 这加速了肠体 表面水分向环境中扩散的速度 水分损失严重 8 因 此水分含量和 AW快速下降 对照组中的 pH 值下降 速度慢 肉基质本身又含有较多的游离水 对风干肠 表面向外扩散的游离水起到补充作用 9 因此水分 含量和 AW缓慢降低 结合图 2 可知 弯曲乳杆菌的 产酸能力最强 pH 值下降最快 相应水分含量和 AW 下降的也最快 这样可有效抑制腐败菌和病原菌 对 发酵风干肠生产有利 图 3发酵风干肠中水分含量和水分活度 A W 的变化 2 4发酵风干肠亮度值 L 值 和红度值 a 值 的 变化 色泽是评价发酵肉制品质量的重要感官指标 一 般通过测定亮度值 L 值 和红度值 a 值 来评定 发酵肉制品的色泽 发酵香肠红色的形成分为 3 个 阶段 第 1 阶段 NO3 通过硝酸盐还原菌的作用 在 高 pH 值条件下降解为 NO2 第 2 阶段 在低 pH 值 及还原性物质存在的条件下 NO2 分解为 NO 第 3 阶段 一氧化氮肌红蛋白 MbNO 形成 乳酸菌对还 原性细菌 如葡萄球菌 起到抑制作用 10 影响发酵 制品色泽形成的前两个阶段 最终不利于产品红色的 形成 如图 4 所示 乳酸菌发酵风干肠的 L 值和 a 值均低于对照组 其中 弯曲乳杆菌的产酸效果最 好 其生产的发酵风干肠 L 值和 a 值却是最低 因 此 单一乳酸菌发酵剂虽然有快速降低 pH 值等优 点 但对色泽却有不良影响 图 4发酵风干肠 L 值和 a 值的变化 2 5发酵风干肠质构的变化 风干肠在发酵过程中 随理化性质及微生物变化 的同时 其物性学特征也在发生变化 由表 1 可见 各试验组的黏着性显著高于 P 0 05 对照组 这主 要是由于发酵过程中 pH 值的降低导致肌肉蛋白质 的保水性下降 肠体失水严重 因而引起产品黏着性 下降 试验组的胶黏性和咀嚼性均高于对照组 但差 异不显著 其中弯曲乳杆菌的胶黏性和咀嚼性显著高 于 P 0 05 对照组 这可能与弯曲乳杆菌的 pH 值 下降最快速有直接的关系 风干肠的失水率越高 内 部的肠馅结构结合越致密 同时因伴随着产品重量减 轻及肠体直径减小 在物性学上的表现即为胶黏性和 咀嚼性的升高 以及弹性的降低 产品的质构测定结 果是对感官品质直接而客观的验证 由试验结果可 知 弯曲乳杆菌的各项物性学特征优良 这有利发酵 风干肠感官品质的形成 肉类研究 2010 年第36 卷第10 期 总第274 期 173 表 1发酵风干肠质构的变化 处理组弹性 mm粘着性胶黏性 g咀嚼性 g mm 1 恢复性 N0 889a 0 020 819a 0 017462a 2346 320a 900 333a 0 01 L10 882a 0 020 594b 0 028639a 3167 439a 3640 258a 0 02 L20 865a 0 010 581b 0 028369a 2047 233a 2250 233a 0 02 L40 867a 0 020 584b 0 047548a 2427 053a 5060 262a 0 02 L50 838a 0 010 643b 0 0312726b 87411 542b 7340 273a 0 03 注 a b 字母相同则表示差异不显著 不同则表示差异显著 P 0 05 3结论 应用乳酸菌发酵剂生产的发酵风干肠可快速启 动发酵过程 促进发酵风干肠的成熟 其中 弯曲乳 杆菌 Lactobacillus curvatus 生产的发酵风干肠各项 理化指标均优于其他试验组 有较好的感官质量及较 高的生物安全性 但由于其对产品的色泽会产生不 良影响 若将其应用在发酵肉制品中需考虑添加对色 泽有利的葡萄球菌作为补充 制成复合发酵剂进行生 产 这样可以弥补单一菌种作为产品发酵剂的不足 参考文献 1 Salim A Eric D Monique Z et al Characterization and selection of Lactobacillus sakei strains isolated from tradi tional dry sausage for their potential use as starter cultures J Food Microbiology 2005 22 6 529 538 2 Frederic L Luc D V Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry J Trends in Food Science and Technology 2004 15 1 67 78 3 Eric H Christian H Improvement of raw sausage fermen tation by stress conditioning of the starter organism Lacto bacillus sakei J Current Microbiology 2008 57 490 496 4 Andreja D Z Mirjana H Influence of starter cultures on the free fatty acids during ripening in Tea sausages J European Food Research and Technology 2007 224 511 517 5 Pennacchia C Vaughan E E Villani F Potential probiotic Lactobacillus strains from fermented sausages further in vestigations on their probiotic properties J Meat Sci ence 2006 73 1 90 101 6 Kaban G Kaya M Effect of starter culture on growth of Staphylococcus aureus in Sucuk J Food Control 2006 17 10 797 801 7 Visessanguan W Benjakul S Riebroy S et al Changes in lipid composition and fatty acid profile of nham a thai fermented pork sausage during fermentation J Food Chemistry 2006 94 4 580 588 8 Hu Y Xia W Ge C Effect of mixed starter cultures fer mentation on the characteristics of silver carp sausages J World Journal of Microbiology Biotechnology 2007 23 1 021 1 031 9 Capita R Sandra L M Prieto M et al Microbiological profiles pH andtitratableacidityofchorizoand salchich n two spanish dry fermented sausages manufac tured with ostrich deer or pork meat J Journal of Food Protection 2006 69 5 1 183 1 189 10 Sayd T Morel M Chmbon C et al Proteome analysis of the sarcoplasmic fraction of pig semimembranosus muscle implications on meat color development J Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006 54 7 2 732 2 732 Influence of Lactic Acid Bacteria on the Physicochemical Properties of the Chinese style Dry Fermented Sausages Zhao Jun ren1 2 Kong Bao hua1 1 College of Food Science Northeast Agricultural University Haerbin 150030 China 2 College of Life Science and Engineering Huanggang Normal