复合发酵剂对羊肉发酵香肠亚硝酸盐残留量和品质的影响.pdf

Science and Technology of Food Industry生 物 工 程2015年第8期复合发酵剂对羊肉发酵香肠亚硝酸盐残留量和品质的影响王德宝1，王佩霞2，赵丽华1，靳烨1（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018；2.内蒙古包头市医学院，内蒙古包头 014010）摘要：以羊肉为原料不添加发酵剂、添加市售发酵剂和复合发酵剂（植物乳杆菌与肉葡萄球菌混合发酵剂比为13）采用同种工艺生产三组发酵香肠。研究三组羊肉发酵香肠发酵和干燥成熟过程中的pH、Aw、色差、亚硝酸盐（NIT）含量变化以及成品的质构特性。结果显示：发酵过程中，三组发酵香肠的pH、Aw和e值均下降，混合发酵剂组pH迅速降低为4.7，低于对照组和市售发酵剂组，其NIT含量为0.66mg/kg，低于对照组和市售发酵剂组的0.79、0.8mg/kg；成熟结束时，三组的pH和e值开始上升，混合发酵剂组的Aw下降极显著（p0.01）快于市售发酵剂组和对照组，并且三组各项质构指标除黏聚性外均差异极显著（p0.01），最终对照组、市售发酵剂组、混合发酵剂组发酵香肠的NIT含量分别为1.38、1.46、1.26mg/kg。整体上，混合发酵剂香肠品质优于其他两组。关键词：羊肉，发酵香肠，复合发酵剂，亚硝酸盐Effect of mixed fermentation agent on the nitrite，texture profile andother physicochemical quality of fermented mutton sausageWANG De-bao1，WANG Pei-xia2，ZHAO Li-hua1，JIN Ye1（1.College of food science and engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China；2.Inner Mongolia Baotou City Medical College，Baotou 014010，China）Abstract：By Inoculation with mixed starter and commercially available starter，this experiment aimed at processingthree groups of fermented sausage from sheep meat with the same method.Aw value，pH，color，the content ofnitrite and the texture of products were all measured during fermentation and drying period.The results showedthat：Aw value，pH and e value were decreased gradually at the end of the fermentation.Mixed starter grouppH dropped quickly to 4.7，which was significantly lower than that of others.Its NIT was 0.66mg/kg significantlylower than the 0.79 of control group and the 0.8mg/kg of commercially available starter group.However，the pHand e value of three groups（control group，commercially available starter group，mixed starter group）increasedgradually at the end of drying.Mixed fermenting agent group Aw decreased significantly faster than thecommercially available starter group and the control group（p0.01），and the 3 group each texture indices exceptcohesiveness were significant difference（p0.01），the NIT content of control group，commercially available startergroup，mixed starter group of fermented sausage were 1.38，1.46，1.26mg/kg respectively.On the whole，mixedferment sausage quality was better than the other two groups.Key words：sheep meat；fermented sausage；combined fermentation agent；nitrite中图分类号：TS201.1文献标识码：A文 章 编 号：1002-0306（2015）08-0206-04doi：10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.034收稿日期：20140609作者简介：王德宝（1989-），男，硕士研究生，研究方向：畜产品加工。基金项目：国家自然科学基金（31260378）；国家“十二五”科技支撑项目（2012BAD13B02）。发酵香肠是发酵肉制品的典型代表，是指将绞碎的瘦肉、动物脂肪、盐、发酵剂和香辛料等混合物灌装在肠衣，在自然或人工控制条件下，通过微生物发酵剂产酸使肉的pH下降，经过或不经过干燥使水分活度下降，制成的一类具有特殊风味、色泽和质地，且具有较长保质期的肉质品1-2。发酵香肠因其具有色泽美观、风味独特、质量稳定，货架期长，易于消化吸收和营养保健的优点，深受消费者的喜欢和青睐，在美国、法国、意大利等国家被人们公认为传统的高档发酵食品。发酵过程中，乳酸菌利用原料中的碳水化合物产生乳酸等其他有机酸，使香肠最终pH降到5.3以下，并且Hugas等3研究发现乳酸菌的作用还可以加速水分活度（Aw）206生 物 工 程2015年第8期Vol.36,No.08,2015的下降，结合低pH，从而可抑制腐败菌等有害菌的生长繁殖，进而可提高香肠品质并延长产品的保质期。在成熟的过程中，微生物发酵剂产生的外源酶可促进碳水化合物、蛋白质和脂肪的分解，其产物赋予了发酵肉质品所特有的风味、色泽和滋味等特性，有利于发酵肉制品的成熟和优良品质的形成4。香肠中亚硝酸盐不仅可以起到发色作用，而且还具有抑菌和防腐的作用。亚硝酸盐能消除原料肉的异味，从而可提高产品的质量5。本实验通过设置对照组、混合发酵剂组和市售发酵剂组三组，比较复合发酵剂对发酵香肠理化品质、亚硝酸和质地剖面的影响及其分析研究。1材料与方法1.1材料与仪器羊后腿肉、羊尾肥膘购于内蒙古呼和浩特市；肠衣市售，直径为3032mm的天然猪肠衣；黑胡椒粉、孜然、食盐、蔗糖、葡萄糖、抗坏血酸、硝酸钠、亚硝酸钠均为食品级；混合发酵剂（107cfu/g）植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和肉葡萄球菌（Staphylococcus carnosus）比例为13，内蒙古农业大学肉品微生物实验室提供；干粉发酵剂（植物乳杆菌，107cfu/g）购于本地市场。HD-3A型智能水分活度测量仪；F-11型酸度计香港兴万电子仪器（厦门）有限公司；BS210S型电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司；TCP2全自动测色色差计北京奥依克光电仪器；TA-XT2i型质构仪SMSTA公司；LRH-250-HS型恒温恒湿培养箱天津市福元铭仪器设备有限；722型分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司；绞肉机诸城市华都机械科技有限公司；灌肠机自制。1.2实验方法1.2.1发酵香肠配方羊后腿肉80%、羊尾肥膘20%、蔗糖0.5%、葡萄糖0.5%、食盐2.5%、硝酸钠100mg/kg、亚硝酸钠70mg/kg、黑胡椒粉0.5%、孜然粉0.5%、发酵剂107cfu/g、抗坏血酸0.05%。1.2.2发酵香肠工艺流程原料肉瘦肉绞碎，肥肉切丁加入腌制剂搅拌制馅腌制灌肠排气发酵干燥成熟成品。1.2.3发酵香肠工艺条件发酵香肠的工艺条件如表1所示。本实验共分3组，第一组为对照组（即不添加发酵剂），第二组为植物乳杆菌，第三组为植物乳杆菌和肉葡萄球菌混合发酵剂组（13）。1.2.4样品采集分别于灌肠后（第0d）、发酵结束（第3d）、干燥中期（第6d）、干燥结束即成熟（第9d）等四个工艺点各随机抽取两根香肠（约300g）做理化指标测定。1.2.5理化指标的测定1.2.5.1pH的测定按GB9695.5-88的方法，将样品绞碎后，准确称取10.00g，加入90mL蒸馏水，搅拌振荡30min后用酸度计测定。1.2.5.2Aw的测定用水分活度测量仪测定香肠的水分活度。1.2.5.3色差值的测定用色差计测定香肠剖面的L、a*、b*值，为综合考察发酵香肠的色泽，参照方梦琳6的方法引入影响参数e值作为评判发酵香肠的主要参数，该值表示亮度和偏黄度影响下样品的偏红度值，计算公式如下：e=a*/L+a*/b*式中：e表示色差影响参数；a*表示红度；b*表示黄度；L表示亮度。1.2.5.4质构的测定用质构仪测定发酵香肠的TPA质地，采用直径5mm的平底柱形探头P/5。测试条件如下：测试速率：5mm/s；停留间隔：5s；数据采集速率：400pps；触发值：5g。每项测试重复3次。1.2.5.5亚硝酸盐的测定依据GB 5009.33-2010方法测定7。1.3数据处理运用Excel和SPSS 16.0软件进行方差统计分析。2结果与分析2.1pH的变化由图1可以看出，在发酵过程中，上述三组的pH由5.3迅速降低，而混合发酵剂组pH下降速度明显快于其他两组。发酵结束时，混合发酵剂组pH降到最低为4.7，此时对照组和市售发酵剂组的pH分别为4.92、5.17。在干燥的过程中，对照组pH迅速回升，混合发酵剂组上升相对缓慢，而市售发酵剂组pH却仍在下降。说明市售发酵剂组产酸速度较慢，而混合发酵剂组相比产酸较快，pH下降较快，大大缩短了发酵时间。范文广等8研究表明，碳水化合物经微生物酶降解作用形成的乳酸或异型发酵产生的少量醋酸，能够赋予发酵肉制品特有的酸味，这种风味也是快速发酵香肠的特点。成熟末期时，三组pH均有回升，而混合发酵剂组回升速度较慢，最终pH为4.84，对照组上升速度最快，这可能是由于微生物及肉组织中的图1不同发酵剂对羊肉发酵香肠pH的影响Fig.1The effects of different fermentation agents on changes offermented mutton sausage pH value时间（d）0369127.06.56.05.55.04.54.03.53.0pH对照组市售发酵剂组混合发酵剂组加工阶段温度（）时间（h）相对湿度（%）腌制04121598发酵2425707285干燥1822707275成熟1314707270表1发酵香肠工艺条件Table 1The process conditions of fermented sausage207Science and Technology of Food Industry生 物 工 程2015年第8期组别硬度（N）黏聚性咀嚼性（N）弹性对照组103.000.47C0.930.01A152.091.76A1.600.01A市售发酵剂组107.001.41A0.910.01B121.80.85B1.140.02C混合发酵剂组105.001.25B0.930.02A110.614.31C1.240.02B表2不同发酵剂对羊肉发酵香肠质构影响Table 2The effects of different fermentation agent on the structure of fermented mutton sausage注：同列不同大写字母表示差异极显著（p0.01）。酶的作用，使发酵香肠中产生了一些碱性的含氮物质9，而致使pH迅速回升。在对产品进行感官评价时，pH在4.85.1的发酵香肠有较高的接受性10。2.2水分活度的变化不同发酵剂对羊肉发酵香肠Aw的影响结果如图2所示。由图2可以看出，随着腌制的结束发酵的开始，三组的Aw值急剧下降。发酵结束时，三组的Aw值均下降到0.9左右，差异不显著。在干燥的过程中，混合发酵剂组Aw值迅速下降，下降速度明显快于其他两组，其水分活度值为0.753，市售发酵组Aw值为0.81，对照组Aw值为0.77，混合发酵剂组Aw低于其他两组。在成熟期间，混合发酵剂组仍然保持相对快速的下降速度。大部分腐败菌在Aw值为0.9以下时就不能生长11。Aw值是栅栏技术中的关键因子，在贮藏过程中继续下降，可以保证微生物的稳定性12。此外，低的水分活度不但可抑制微生物的生长而且还可减少氨基酸的形成，最终降低生物胺的含量13。从而可减少发酵香肠中有毒物质亚硝胺类产生，因而可提高肉制品的食用安全性和稳定性。2.3色差的变化在肉品感官评价中主要以肉色的红度为评价指标。用色差值对对照组、市售发酵剂组和混合发酵剂组三组发酵香肠分别进行色差测定，并计算e值，结果见图3。图3表明，从腌制到发酵结束，三组e值均呈上升趋势，最后对照组e值达到最大，与混合发酵剂组和市售发酵剂组存在显著差异（p0.05）。在干燥的过程中，e值呈下降趋势。这是因为干燥过程中pH有回升的趋势，根据杜鹃等14的研究可知，相对较高的亚硝酸含量会促进呈红色的亚硝酸肌红蛋白和亚硝酸血红蛋白的合成，此时pH升高，H+离子的减少使亚硝酸相对含量降低，因此发酵香肠的e值会下降。2.4质构的变化从表2可以看出，三组各项质构指标除黏聚性外均差异极显著（p0.01）。市售发酵剂组黏聚性值为0.91，极显著低于（p0.01）对照组和混合发酵剂组。市售发酵剂组和混合发酵剂组硬度值分别为107、105N，均显著高于（p0.01）对照组的硬度值103。整体上，混合发酵剂组香肠硬度较大，咀嚼性和弹性适中。2.5亚硝酸盐（NIT）的变化由图4中曲线的变化可知，从灌肠到第3d发酵结束，亚硝酸盐含量逐渐降低，混合发酵组的亚硝酸盐含量为0.66mg/kg，低于对照组和市售发酵剂组的亚硝酸盐含量（分别为0.79、0.8mg/kg），这与许伟15研究结果微生物对NIT有一定的降解作用相一致。在干燥的过程中三组亚硝酸盐含量稍有上升；干燥结束时，对照组、市售发酵剂组和混合发酵剂组的NIT含量分别为1.38、1.46、1.26mg/kg，远低于亚硝酸盐在肉制品中的最终残留量不得超过30mg/kg的标准16。图2不同发酵剂对羊肉发酵香肠Aw的影响Fig.2The effects of different fermentation agents onfermented mutton sausage Aw value时间（d）0369121.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10Aw对照组市售发酵剂组混合发酵剂组图3不同发酵剂对羊肉发酵香肠色差的影响Fig.3The effects of different fermented agents onfermented mutton sausage color时间（d）03691272-3e值对照组市售发酵剂组混合发酵剂组图4不同发酵剂对羊肉发酵香肠中亚硝酸盐含量变化的影响Fig.4The effects of different fermentation agents on the changeof nitrite content in fermented mutton suasage时间（d）0369122.01.51.00.50亚硝酸盐含量（mg/kg）对照组市售发酵剂组混合发酵剂组208生 物 工 程2015年第8期Vol.36,No.08,2015值为1668.76U/g。3.2通过正交实验，最后得到了固态发酵条件的最佳工艺参数：破碎度为四瓣，90烘炒5min，魔芋精粉添加量为3%，接种量为8%，37下发酵24h。在此条件，发酵得到的酶活值为3582.4883.13U/g。参考文献1 张晓敏，徐宝才.纳豆一种值得开发的功能性食品J.中国食品添加剂，2007，2：187-192.2 史延茂，田智斌，张聪莎，等.传统发酵大豆制品功能成分的研究进展J.中国调味品，2012，37（12）：13-20.3 Xie Q L，Guo Y，Lin J.Research on the method of nattokinaseactivity detectionJ.Guangdong Med.J，2000，10（6）：8-10.4 高瑞萍，刘辉，刘嘉，等.纳豆的研究进展J.食品与发酵科技，2011，47（1）：23-26.5 代增英，冯建岭，李迎秋，等.纳豆及纳豆激酶的研究进展J.山东食品发酵，2013，1：46-50.6 李淑英，赵仲麟，聂莹，等.纳豆激酶研究进展J.中国农业科技导报，2013，4：139-143.7 Sumi H，Hamada H，Tsushima 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