发酵鸭肉香肠的发酵工艺优化及抗氧化性.pdf

Science and Technology of Food Industry生 物 工 程2015年第8期发酵鸭肉香肠的发酵工艺优化及抗氧化性王萍萍，潘道东*，孙杨赢，曹锦轩，赵鹏飞（宁波大学海洋学院，浙江宁波 315211）摘要：采用干酪乳杆菌和木糖葡萄球菌作为发酵剂对发酵鸭肉香肠的发酵工艺条件进行优化。通过单因素和正交实验设计，并结合香肠的硬度、弹性、内聚性、粘性和咀嚼性等质构指标分析，确定最佳发酵工艺为：-环状糊精0.8%，发酵温度25，大豆粉添加量2%。在此条件下，发酵鸭肉香肠的感官评分为88.00分，POV值为（0.09690.0075）g/100g，TBA值为（0.10730.0053）mg/1000g，总抗氧能力测定中，FRAP值为（0.26210.0017）mmol/L，DPPH自由基清除率为97.16%0.15%，香肠的抗氧化效果好。关键词：乳酸菌，鸭肉发酵香肠，质构分析，抗氧化活性Fermentation process optimizing and oxidation resistance offermented duck sausageWANG Ping-ping，PAN Dao-dong*，SUN Yang-ying，CAO Jin-xuan，ZHAO Peng-fei（College of Ocean，Ningbo University，Ningbo 315211，China）Abstract：In this study，Lactobacillus and Staphylococcus xylosus were used as starter cultures to optimizefermentation process conditions of fermented duck sausage，by a single factor and orthogonal tests combiningthe hardness，springiness，cohesiveness，gumminess，chewiness of sausage to determine the optimumfermentation process.The results showed that：The best quantity of-cricoid dextrin was 0.8%，bestfermentation temperature was 25，best quantity of soybean meal was 2%.In this condition，the sensoryevaluation of the product was 88.00 point，POV value was（0.0969 0.0075）g/100g，TBA value was（0.10730.0053）mg/1000g，FRAP value was（0.26210.0017）mmol/L.The DPPH radical scavenging rate ofthe sausage was 97.16%0.15%.The antioxidant effect of sausage was good.Key words：lactic acid bacteria；fermented duck sausage；texture analysis；antioxidant activity中图分类号：TS201.1文献标识码：A文 章 编 号：1002-0306（2015）08-0178-05doi：10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.028收稿日期：20140707作者简介：王萍萍（1990-），女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工。*通讯作者：潘道东（1964-），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工、水禽产品综合利用、动物源功能因子。基金项目：国家农业科技成果转化资金项目（2013GB2C200191）；国家水禽体系基金（CARS-43-17）；浙江省重大科技专项（2012C12016-1）。鸭肉是具有丰富营养、高蛋白、低脂肪类食品之一，易消化，能有效抵抗脚气病、神经炎和多种炎症1。发酵香肠是指将绞碎的肉、发酵剂和香辛料等混合后灌进肠衣，经微生物发酵而制成的具有稳定微生物特性的发酵肉制品2-3。在加工过程中，接种的菌种发酵产酸，抑制了病原微生物的生长；菌种产生的蛋白酶、脂肪酶分解肉中的蛋白质和脂肪，赋予香肠独特的色泽和风味4。目前市场上的发酵香肠采用的原料肉主要为猪肉、牛肉，关于发酵鸭肉香肠的工艺研究较少。国内关于发酵香肠的研究主要是吸收国外的研究成果和技术，但是由于产品风味和保藏条件等方面的原因，这类产品尚未被消费者广泛接受5，为了研制出口感好的产品，本实验对产品工艺进行了优化。质构特性在一定的条件下，能很好地体现产品特性并影响消费者的决策；在生产线的质量控制过程中，质构特性参数值为其提供可靠的依据6。生物氧化是生命有机体的重要过程，机体在获得能量的同时，也会产生自由基等活性分子，作用于蛋白质、核酸等生物大分子，引起损伤7。本实验中采用具有抗氧化功能菌株发酵香肠，原料中加入紫薯粉，也增加了产品的抗氧化功能。本文以干酪乳杆菌和木糖葡萄球菌作为发酵剂，通过单因素和正交实验对发酵鸭肉香肠的发酵工艺进行优化，以感官评价为指标，并对发酵香肠进行质构分析和抗氧化活性测定，研究在最佳发酵条件下香肠的特性，以期开发具有抗氧化功能、风味独特的新型发酵鸭肉香肠。178生 物 工 程2015年第8期Vol.36,No.08,2015表2发酵香肠感官评定指标及评分标准Table 2Sensory evaluation indexes and standard of fermented sausage项目级别特征外观（15）A（1215）肠衣干燥且紧贴肉馅，屋粘液及霉点，坚实有弹性B（911）肠衣稍有湿润或发粘，易与肉馅分离，但不易撕裂，表面稍有霉点，但抹后无痕迹，发软，无韧性C（68）肠衣较湿润或发粘，较易与肉馅分离，易撕裂，表面有较多霉点，抹后有痕迹，发软无韧性组织状态（10）A（910）切面坚实B（78）切面齐，有裂痕，周缘部位有软化现象C（46）切面不齐，周缘部位软化严重色泽（20）A（1820）切面肉馅有光泽B（1517）部分肉馅有光泽C（1114）肉馅无光泽气味（25）A（2325）脂肪无酸味，无不良气味有香肠的独特风味B（2022）脂肪有轻微酸味，有时肉馅带酸味C（1619）脂肪有较重酸味，有时肉馅带有较重酸味口味（30）A（2830）咸味适中，无肉腥味B（2527）咸味略浓（或略淡），略有肉腥味，无甜香味C（2124）咸味较浓（或较淡），肉腥味较浓，有异味1材料与方法1.1材料与仪器干酪乳杆菌来自宁波大学畜产品加工实验室；木糖葡萄球菌购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，编号22943；MRS肉汤培养基；CM0002营养肉汁培养基；鸭脯肉、猪背膘均购自宁波市鑫祥冷冻有限公司；食盐、复合磷酸盐、蔗糖、葡萄糖、料酒、味精、白胡椒粉、紫薯粉、亚硝酸盐、五香粉、生姜粉、大豆粉、-环状糊精、肠衣均为市售，优级品。TA.XTplus型物性测试仪英国Stable MicroSystem公司；自动灌肠机嘉信食品机械厂；全波长扫描多功能酶标仪帝肯（上海）贸易有限公司。1.2实验方法1.2.1发酵鸭肉香肠的灌制工艺流程如下：猪背膘切丁、香辛料鸭脯肉斩拌、配料腌制斩拌灌肠发酵终止发酵干燥成熟成品包装。基本配方为：鸭脯肉质量分数80%，猪背膘20%，盐4%，复合磷酸盐0.1%，亚硝酸盐0.01%，蔗糖3.2%，葡萄糖0.8%，料酒3.5%，味精0.4%，白胡椒粉0.4%，紫薯粉1.5%，五香粉0.2%，生姜粉0.15%。主要操作要点：将原料鸭脯肉缓慢解冻，剔除皮、脂肪和筋腱后，用水清洗干净，绞肉机绞碎，将猪背膘切成1cm3大小的肉丁状8，按肥瘦比28的比例混合，加入其他辅料，在4腌制58h；然后按一定比例接种发酵剂，发酵剂浓度1107cfu/mL（相当于1g/kg），接种量为5%7；于适宜温度下发酵14h，终止发酵（15，24h）。发酵剂的活化与添加参考文献9-10：将二次活化的干酪乳杆菌接入MRS肉汤培养基、木糖葡萄球菌接入CM0002营养肉汁培养基中37培养1d，于4、8000r/min条件下冷冻离心5min，然后用无菌生理盐水洗涤2次，离心，收集菌体并用适量无菌生理盐水稀释该菌体，按规定添加量添加。1.2.2单因素实验1.2.2.1-环状糊精添加量对香肠品质的影响原料肉中分别添加00.4%、0.8%、1%、1.2%的-环状糊精，菌种配比为干酪乳杆菌和木糖葡萄球菌（LS）=11，发酵剂浓度为1107cfu/mL，接种量为5%，大豆粉添加10%，在35下发酵14h，终止发酵，进行感官评分，确定最佳-环状糊精添加量。1.2.2.2温度对香肠品质的影响将灌制好的香肠分别置于5、15、25、35、45的条件下发酵，菌种配比为LS=11，发酵剂浓度为1107cfu/mL，接种量为5%，-环状糊精添加量为1%，大豆粉添加10%，发酵14h后，终止发酵，进行感官评分，确定最佳发酵温度。1.2.2.3大豆粉添加量对香肠品质的影响原料肉中分别添加0%、2%、4%、6%、8%的大豆粉，菌种配比为LS=11，发酵剂浓度为1107cfu/mL，接种量为5%，-环状糊精添加量为1%，在35下发酵14h，终止发酵，进行感官评分，确定最佳大豆粉添加量。1.2.3正交实验在单因素实验的基础上进行三因素三水平正交实验，确定最佳的香肠发酵工艺。因素水平表见表1。1.2.4指标测定1.2.4.1感官评价参考文献11，主要改进如下：评定小组由10名专家型成员组成，在室温条件下，分别从外观、色泽、组织状态、气味和口味等五个方面水平因素A-环状糊精（%）B 发酵温度（）C 大豆粉添加量（%）10.81502125231.2354表1L9（33）因素水平表Table 1Factors and level of experiments179Science and Technology of Food Industry生 物 工 程2015年第8期图1-环状糊精对香肠品质的影响Fig.1Effect of-cricoid dextrin on sausage quality注：不同字母表示差异显著（p0.05）；图2、图3同。00.40.81.01.2-环状糊精（%）感官评定值100806040200aababcbcc图2发酵温度对香肠品质的影响Fig.2Effect of fermentation temperature on sausage quality515253545温度（）感官评定值100806040200aababbb对发酵香肠进行感官评定并打分，重复三次。感官评定指标及评分标准见表2。1.2.4.2发酵香肠质构的测定参考文献12-14，主要改进如下：取发酵香肠切成10mm厚光滑、平整的圆片，放在TA.XTplus型物性分析仪载样台的中央做质构剖面分析（Texture Profile Analysis，简称 TPA分析）。基本参数是：测试前速度：2.0mm/s，测试速度：1.0mm/s，测试后速度：1.0mm/s，压缩比：50%，两次下压间隔时间：5s，负载类型：auto 50g，探头类型：P5，数据采集速率：200pps，测定温度：2025。每个样品重复测定3次，取平均值。1.2.4.3过氧化值（POV值）的测定参考文献7。1.2.4.4硫代巴比妥酸值（TBA值）的测定参考文献4，主要改进如下：取10g肉样研细，加50mL 7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTANa2），振摇30min，双层滤纸过滤两次。取5mL上清液，加入5mL 0.02mol/L硫代巴比妥酸溶液，沸水浴中保温40min，取出冷却1h后，以4000r/min离心5min，上清液中加入5mL三氯甲烷摇匀，静置分层后，取上清液分别在532nm和600nm处测定，记录吸光值并用以下公式计算：TBA值（mg/1000g）=（A532-A600）/155（1/10）72.6100，与TBA反应的物质的量以每kg肉中丙二醛的mg数来表示。1.2.4.5总抗氧化能力值（FRAP值）的测定参考文献15-17，主要改进如下：取10g样品粉碎，加入50%乙醇水溶液300mL，60水浴条件下保温16h，抽滤收集滤液，得样品溶液，并测定FRAP值。FRAP值是在香肠样品浓度为0.01mg/mL时进行测定，以FeSO4当量浓度mmol/L表示。1.2.4.6DPPH自由基清除率的测定参考文献7，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）常在食品加工中用作抗氧化剂，BHT（0.01mg/mL）对DPPH自由基清除率为93.18%0.23%，实验中以BHT作为阳性对照组，可以对比出发酵鸭肉香肠产品的抗氧化性。1.2.5数据处理与统计分析每个处理重复3次，数据以平均值标准差表示。采用Excle软件作图，SAS软件（Version 8）进行显著性分析。2结果与分析2.1单因素实验2.1.1-环状糊精添加量对香肠品质的影响对发酵鸭肉香肠进行5组-环状糊精添加量实验，结果如图1所示。由图1可知，随着-环状糊精添加量的不断增加，感官评分值也显著升高，当-环状糊精添加量为1%时，感官评分值最高，故选取1%为最佳添加量。添加量过小，不能达到去腥的目的，添加量过大，环糊精会形成阻碍层，香肠中的水分不易挥发，导致肠体内部水分较高，肠内肉质疏松难以成型，肠体颜色暗淡，亦不利于香肠的贮藏18。2.1.2发酵温度对香肠品质的影响对发酵鸭肉香肠进行5组发酵温度实验（图2）表明，25香肠的感官评分明显高于其他组，故选取25作为最佳发酵温度。温度影响微生物生长以及新陈代谢活性，因此对发酵香肠的pH变化有较大影响。发酵温度低，pH降低缓慢，发酵时间长，对菌种的活性也有一定的影响；发酵温度高，pH下降快，发酵过度，造成口感偏酸；同时，香肠极易被其他杂菌污染，而且油脂也极易酸败，影响香肠品质。2.1.3大豆粉添加量对香肠品质的影响对发酵鸭肉香肠进行5组大豆粉添加量实验，结果见图3。大豆粉添加量在2%时的感官评定值最高，故选取2%作为最佳添加量，大豆蛋白具有良好的黏结性、保水性、乳化性等特点，将大豆蛋白添加到肉制品中，可保持肉汁，促进脂肪、水的吸收，在香肠加工中还起着定型和增加香肠肉质感的作用。用适量大豆粉代替原料肉，不仅可以节省原料，而且可以改善香肠的口感，但若添加过多会导致口感发渣，弹性变差。2.2正交实验的感官评价结果在单因素实验的基础上，做L9（33）正交实验，以感图3大豆粉添加量对香肠品质的影响Fig.3Effect of quantity of soybean meal on sausage quality02468大豆粉添加量（%）感官评定值908580757065aababbb180生 物 工 程2015年第8期Vol.36,No.08,2015表4正交实验条件下发酵香肠的质构特性Table 4Quality and structure characteristics of fermented sausage under the condition of the orthogonal experiment组号硬度（g）弹性内聚性粘性咀嚼性（g）1537.4761.57b0.840.01bc0.510.02ab284.8944.68bc233.2932.49abc2473.1811.58bc0.870.08abc0.540.06a254.7632.76c235.5644.72abc3527.3418.40b0.800.04c0.480.05ab246.0516.92c205.1730.32bc4711.8210.48a0.810.001c0.460.03ab324.5627.38ab261.6622.84ab5695.5376.60a0.790.03c0.540.05a383.1473.82a299.4069.63a6561.7295.41b0.790.02c0.450.12ab222.9225.88cd184.2123.28cd7278.7752.29d0.930.04a0.410.02b114.2320.43e98.749.39e8497.7948.62b0.900.06ab0.550.08a269.1215.14bc249.1430.62abc9391.241.67c0.810.06c0.430.07ab168.5325.43de133.8925.52de注：表中数据为均值标准差；同列数据标记不同上标字母者表示差异显著（p0.05）；表5同。测定结果POV（g/100g）TBA（mg/1000g）FRAP（mmol/L）DPPH 清除率添加菌种0.09690.0075a0.10730.0053a0.26210.0017a97.16%0.15%a未添加菌种0.15760.038b0.16520.0017b0.24460.0074b41.68%0.18%b表5发酵香肠的抗氧化性指标Table 5Antioxidant indexes of fermented sausage官评定值作为考察指标，选择最佳发酵组合，实验结果见表3。以感官评分作为响应值，影响因素依次为发酵温度大豆粉添加量-环状糊精，最优工艺为A1B2C2，即-环状糊精0.8%，发酵温度25，大豆粉添加量2%。2.3正交实验的质构分析结果由表4可知，第4组的硬度最大，感官评定时的得分也是最低；第2、6、8组的硬度适中，感官评分较其他组也明显要高；第2、8组的弹性较好，感官评定的得分也较高；第4、5组的弹性最差，感官评定时的得分也最低。第2、8组的内聚性较其他组高，感官评分相对也高，第5组香肠的内聚性也相对较高，但是综合其他因素，感官评分较低。第4、7、9组香肠的内聚性较低，感官评分也较低。第4、5组香肠的粘性最高，感官评分最低，第2、6、8组粘性和咀嚼性适中，感官评分较高。综合物性分析仪的结果，可以得出第2、6、8组的香肠较其他组品质好，其中第2组最好，这和感官评价的结果一致。2.4正交实验的抗氧化性测定结果表征香肠抗氧化性的指标测定中，添加和未添加菌种的香肠POV值、TBA值、FRAP值和DPPH自由基清除率结果见表5。图4中为测定POV值所绘标准曲线，图5中为FRAP法测定总抗氧化能力时所作的硫酸亚铁标准曲线。在最佳发酵条件下对制得的香肠进行抗氧化指标测定，测定结果如表5中所示。POV值是衡量脂质氧化程度的指标，指每100g样品中过氧化物从氢碘酸中析出的碘的克数。按照GB 2730-2005的规定，POV值0.5g/100g时样品新鲜。TBA值是衡量脂肪氧化程度的指标，指每1000g样品中所含丙二醛的毫克数。TBA值在0.51.0时样品有异味，不新鲜。本实验中测定了发酵香肠的POV值、TBA值，均未超过国家标准，从表5中可以看出，添加菌种的香肠的抗氧化性明显优于未添加菌种的香肠，对实验结果进行统计学分析，实验结果存在显著性差异。赵文恩15利用FRAP法测定大枣枣皮红色素的总抗氧化能力，并明确了枣皮红色素抗氧化活性与枣皮红色素含量之间的相关性，表明大枣枣皮红色素是一种优良的抗氧化剂。本实验中测定的发酵香肠的FRAP值高于枣皮红色素（0.01mg/mL枣皮红色素的FRAP值约为0.1mmol/L），抗氧化效果好。3结论在单因素实验的基础上，通过正交实验优化发酵香肠的工艺。正交实验结果是：-环状糊精添加量0.8%，发酵温度25，大豆粉添加量2%。在此条件实验号ABC感官评分111182.75212288.00313384.13421282.85522382.38623186.13731382.63832186.00933284.78K1254.88248.22254.88K2251.37256.38255.63K3253.41255.03249.15k184.9682.7484.96k283.7985.4685.21k384.4785.0183.05R1.172.722.16表3L9（33）正交实验设计及结果分析表Table 3L9（33）Orthogonal test design and results181Science and Technology of Food Industry生 物 工 程2015年第8期9 罗晓伟.油茶蒲醇提物抑制5-还原酶及对前列腺疾病的作用D.杭州：浙江大学，2011.10 Yang J，Paulino R，Janke-Stedronsky S，et al.Free radicalscavengingactivityandtotalphenolsofnoni（Morindacitrifolia L.）juice and powder in processing and storageJ.FoodChemistry，2007，24（102）：302-308.11 Barreira JCM，Ferreira 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curve of Iodine-starch colorimetric00.020.040.060.080.10碘含量（mmol）吸光值（A）0.300.250.200.150.100.050y=2.2801x+0.0500R2=0.9911图5硫酸亚铁标准曲线Fig.5Standard curve of FeSO400.20.40.60.81.0硫酸亚铁浓度（mmol/L）吸光值（A）0.70.60.50.40.30.20.10y=0.7415x+0.0021R2=0.9994下，发酵鸭肉香肠的感官评分为88.00分，质构分析结果表明在可接受范围内。经测定，添加菌种香肠的POV值为（0.09690.0075）g/100g，TBA值为（0.10730.0053）mg/1000g，总抗氧能力测定中FRAP值为（0.26210.0017）mmol/L，对DPPH自由基的清除率为97.16%0.15%，产品抗氧化效果好。参考文献1 Baezae.Recent research results and duck meat on trends indomestic ducksJ.China Poultry，2007，29（10）：52-53.2 夏文水.肉制品加工原理和技术M.北京：化学工业出版社，2003.3 Garcia M L，Domingue R，Casas C，et al.Utilization of cerealand fruit fibres in low fat dry fermented sausagesJ.MeatScience，2002，60：227-2364 Mielche M B，Aaby K.Quality of commiuted sausage formulatedfrom mechanically deboned poultry meatJ.Meat Science，2002，61：73-84.5 韦利军，郭海，车芙蓉.发酵香肠及其生产工艺的研究进展J.沈阳农业大学学报，2001，32（5）：394-398.6 贺丽霞，王敏，黄忠民.质构仪在我国食品品质评价中的应用综述J.食品工业科技，2011（9）：446-449.7 王淑慧，潘道东，刘春利，等.发酵鸭肉香肠的加工技术研究J.中国食品学报，2013，13（2）：19-26.8 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