浓缩型冻干发酵剂在鸭肉发酵香肠中的应用

吴满刚,王小兰,陈洋洋,庄 涛,葛庆丰,于 海,汪志君*

(扬州大学食品科学与工程学院,江苏 扬州 225127)

 

摘 要:将浓缩型冻干发酵剂应用于鸭肉发酵香肠中,对比液体发酵剂和自然发酵对香肠发酵过程中的影响。结果表明:接种冻干发酵剂的香肠48h内pH值降到5.3以下,能够快速发酵产酸达到发酵香肠安全控制范围,且水分含量呈下降趋势,发酵末期降到30%左右;对各处理组鸭肉香肠的质构进行分析比较,接种冻干发酵剂处理组(S2处理组)以及液体发酵剂(L2处理组)的香肠硬度、弹性和咀嚼性均显著(P<0.05)高于自然发酵(对照组);此外,香肠发酵过程中酸价呈上升趋势,过氧化值先上升后下降,各处理组差异不显著(P>0.05),推断内源性脂酶比微生物发酵剂产生的脂酶发挥更大作用;各类型脂肪酸占总游离脂肪酸的比例大小顺序为:饱和脂肪酸>单不饱和脂肪酸>多不饱和脂肪酸,接种发酵剂的处理组游离脂肪酸总量显著高于对照组(P<0.05),表明发酵剂的添加对游离脂肪酸的释放起到一定促进作用,在一定程度上丰富了香肠风味的前体物质。

关键词:冻干发酵剂;鸭肉香肠;脂肪酸;风味

 

Application of Concentrated Freeze-Dried Starter in Fermented Duck Sausage

 

WU Man-gang, WANG Xiao-lan, CHEN Yang-yang, ZHUANG Tao, GE Qing-feng, YU Hai, WANG Zhi-jun*

(College of Food Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

 

Abstract: A concentrated freeze-dried starter was used in fermented duck sausage and the effects of liquid starter and natural fermentation applied in the sausage fermentation process were compared. The results showed that the pH value of sausage inoculated with the freeze-dried starter decreased to 5.3 at 48 h, suggesting that the fermentation process can produce much more acids, allowing to rapidly reach the pH range within which the safety of the fermented sausage can be easily controlled. Meanwhile, the water content showed a decreasing trend and was reduced to 30% at the end of fermentation. Texture properties of duck sausages with different treatments were analyzed. The hardness, springiness and chewiness of duck sausages inoculated with freeze-dried starter or liquid starter were individually much higher than those of the natural fermentation (control check, CK). During the fermentation process, acid value (AV) showed an increasing tendency. Peroxide value (POV) increased first and then decreased, and the treatment groups differed in POV but the difference was not significant. This suggests that the effect of endogenous lipase is much greater than that of lipase from microbial starters. Various types of fatty acids from all the treatments showed the decreasing order: saturated > monounsaturated > polyunsaturated, and the total free fatty acid (FFA) content of duck sausages inoculated with freeze-dried starter was significantly higher than that of control group. These results indicate that inoculated starters can increase the release of FFAs, promoting more flavor precursors to a certain extent.

Key words: freeze-dried starter; duck sausage; fatty acids; flavor

中图分类号:TS251.1 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)01-0134-07

doi:10.7506/spkx1002-6630-201401026

高效浓缩型冻干发酵剂是指菌种经液体增殖培养、浓缩分离,添加保护剂,进行干燥制成的菌粉发酵剂,也称直投式发酵剂[1]。制备发酵剂目前常用的干燥工艺有:真空低温干燥法、喷雾干燥法和真空冷冻干燥法(简称:冻干法),其中,真空低温干燥和喷雾干燥在干燥过程中对菌体的损伤比较严重,导致发酵剂的活菌含量相对偏低;而冻干法制备的浓缩型发酵剂,不仅活菌含量高、发酵活力强,而且机械化程度高,便于保藏和运输[2]。

由于国外的技术垄断,冻干发酵剂大都从丹麦、法国、瑞典等国进口,所以冻干粉末发酵剂的国产化越来越受到重视[3]。近年来国内学者主要侧重研究冻干发酵剂在酸奶制品[4]中的应用,而在肉制品中的应用研究较少。本研究以实验室筛选的植物乳杆菌为目标菌株,并按照前期优化的工艺进行增殖培养、离心收集、真空冷冻干燥制备冻干发酵剂。分别将冻干发酵剂和液体发酵剂接种到鸭肉香肠中,以自然发酵香肠为对照组,探讨鸭肉香肠发酵过程中pH值、水分含量、酸价、过氧化值(peroxide value,POV)、游离脂肪酸等指标的变化和差异,研究在整个香肠发酵过程中,冻干发酵剂与液体发酵剂的相关特性和作用对比,为我国冻干发酵剂在肉制品中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料、菌种与试剂

鸭脯肉 江苏扬州石塔农贸市场。

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)L2 本实验室筛选。

增殖培养基[5]:蛋白胨10.0g、牛肉膏10.0g、酵母提取物5.0g、K2HPO4 2.0g、柠檬酸铵2.0g、乙酸钠5.0g、葡萄糖20.0g、吐温-80 1.0mL、MgSO47H2O 0.58g、MnSO4 0.25g,定容至1L,调pH6.2~6.4,115℃灭菌20min。待培养基冷却后,按质量分数加入过滤除菌的胡萝卜汁(8%)、香菇汁(8%)、番茄汁(10%)、CaCO3(0.5%)。

三氯甲烷、甲醇、丙酮、A-26树脂、碘化钾、异辛烷、乙酸、环己烷、三氯乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、硫代巴比妥酸(TBA),以上试剂均为分析纯。脂肪酸内标为C150色谱级。

1.2 仪器与设备

HD-3A型智能水分活度测量仪 无锡华科仪器仪表有限公司;ZHJH-21093型超净工作台 上海智城分析仪器公司;SPX-250B-Z型生化培养箱 上海博迅实业有限公司;RE-52AA型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;FlveEosy型pH计 美国Mettler Toledo公司;复合式75mm Car/PDMS萃取头 美国Supelco公司;HITACH2 L-8500A型氨基酸自动分析仪 日本日立公司;Trace DSQⅡ型气相色谱质谱联用仪 美国Thermo Fisher电子公司;755s型紫外-可见分光光度计 上海棱光技术有限公司;GC-14B型气相色谱仪 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 菌种的活化

将植物乳杆菌活化2次,以3%接种量将活化液接入装有100mL MRS液体培养基的250mL三角瓶中,35℃摇床培养24h备用。

1.3.2 冻干菌粉制备流程

将增殖培养液4000r/min离心10min收获菌体,用生理盐水洗涤,重复两次,加入原菌液体积1/10的复合保护剂(浓缩倍数按实际需要而定),混合均匀,以2mL分装量分装于冻干瓶中,预冻,真空冷冻干燥36h,得浓缩型冻干菌粉,4℃保藏。精确称取1g冻干菌粉,溶于10mL无菌生理盐水中,取1mL进行稀释平板计数,从而换算出1g冻干菌粉的含菌量。

1.3.3 鸭肉香肠制作工艺流程

发酵剂的制备:将保藏菌株活化2次,以3%接种量接于营养肉汤培养基中,对增菌液进行活菌计数,以供接种之用。

香肠制备流程:原料肉预处理→绞碎→拌馅腌制→拌料接种→灌肠→高温脱水→发酵→干燥成熟→真空包装。发酵条件:温度20℃,相对湿度90%~95%。

经活菌计数得,液体发酵剂活菌数实测为4.23×109CFU/mL,浓缩型冻干发酵剂活菌数为5.36×1011CFU/g,为保证两个处理组香肠最初含菌量相同,则液体发酵剂接菌量约为100mL/kg,浓缩型冻干发酵剂接菌量约为1g/kg,冻干发酵剂先用无菌水溶解、混匀后加入肠馅中。

1.3.4 理化指标的测定

1.3.4.1 水分活度

称取2g肉样,绞碎,采用水分活度测量仪测定水分活度(aw)。

1.3.4.2 pH值

称取5g肉样绞碎,加入50mL蒸馏水,4℃混合反应30min后,过滤取上清液,用精密pH计测定pH值。

1.3.4.3 水分含量

参考GB/T5009.3—2003《食品中水分的测定》[6]对水分含量进行测定。

1.3.4.4 质构特性

用切片刀将样品切成1cm3的立方体,“T”型金属压头连在质构仪上,压头直径40mm,压缩比50%,测定速率:50mm/min,两次循环[7],测定项目:硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性[8]。

1.3.4.5 酸价

称取绞碎的肉样3g,置于250mL锥形瓶中,加入50mL中性乙醚-乙醇(21,V/V),振荡使其溶解,也可置于热水中,温热促其溶解,冷至室温,加入酚酞指示剂2~3滴,以0.05mol/L KOH滴定至初现微红色,30s不褪色为终点。按油脂酸价的测定方法进行滴定并计算样品中的酸价[9]。

1.3.4.6 POV

参考GB/T5009.37—1996《食用植物油残留溶剂测定》[10]测定POV值。

1.3.5 脂肪的提取

参考Vestegaard等[11]的测定方法,称取充分破碎的肉样10g于锥形瓶中,加入150mL的CM液(三氯甲烷-甲醇(21,V/V)),培养箱中振荡抽提3h(15℃,120r/min),过滤,滤液中加入1% NaCl溶液适量(约为滤液体积的1/2),等静止分层后取下层氯仿液在40℃水浴下用旋转蒸发仪浓缩,然后用氮气吹干。

1.3.6 树脂的处理

称取A-26树脂10g于锥形瓶中,加入100~200mL浓度为0.5mol/L的NaOH溶液,振荡30min,倾去NaOH溶液,用去CO2水洗3次,每次振荡20min,弃去洗液,再用40mL甲醇分3次洗涤,每次振荡20min,重复1次,最后保存于甲醇中[12]。

1.3.7 游离脂肪酸的分离与测定

参考傅樱花等[13]的方法并加以改进。甲酯化试剂:1mL三氟化硼-甲醇溶液,1mL苯,1mL甲醇。取脂质50~100mg,加入15mL丙酮-甲醇溶液(21,V/V),再加入100~200mg A-26。0.2~0.5mL C15内标,振荡30min,静止后弃去溶剂,再用丙酮-甲醇溶液15mL分4次洗涤树脂,然后将树脂洗入带塞试管中,倾去丙酮-甲醇溶液,用氮气吹干树脂,加入3mL甲酯化试剂,加塞,沸水浴煮沸45min,取出冷却后开盖,加入2mL正己烷,1mL的蒸馏水,振荡,分层,取1μL正己烷进行气相色谱检测。

气谱条件:毛细管柱为SupelcowaxTM10(30
0.25mm,0.25μm),涂层为聚乙二醇。进样口温度250℃;检测器温度260℃;载气:氮气;载气流速:1.2mL/min;分流流速22mL/min;分流比:201;尾吹气:氢气,32mL/min;空气430mL/min;柱升温程序:初温80℃,以20℃/min升到210℃,再以3℃/min升到225℃,保持12min。

游离脂肪酸的定量方法:采用内标法进行定量,内标物为C15,峰面积采用归一化法。饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)包括C120、C140、C160、C180,单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)包括C161、C181、C201,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)包括C182、C202、C204。

1.3.8 风味化合物的分离和鉴定

1.3.8.1 风味化合物的分离

分别取实验组和对照组发酵末期的肉样,密封后于-20℃保藏备用。测试前取20g鸭肉香肠,室温下迅速剪成边长为1~2mm的肉粒后立即装于顶空萃取瓶中密封,备用。

萃取头第一次使用时在气相色谱进样口老化2h,老化温度为250℃,载气体积流量为0.8mL/min,分流比为501。将复合式75mm Car/PDMS萃取头插入密封的萃取瓶,推出萃取头,使纤维头探伸至样品上部,在60℃条件下萃取60min[14],然后将萃取头插入气相色谱进样口于250℃条件下解吸2min,抽回纤维头后拔出萃取头,同时启动仪器采集数据。

1.3.8.2 风味化合物的鉴定

采用气-质联用仪(GC-MS)进行风味物质鉴定。

气相色谱条件:毛细管色谱柱为DB-5MS
(60m×0.32mm,1μm);载气为He,不分流,恒流12mL/min;进样口温度250℃,解析2min;程序升温:起始温度40℃保持1min,以50℃/min升至130℃,80℃/min升至200℃,12℃/min升至250℃,保持7min,GC与MS接口温度为250℃[15]。

质谱条件:离子源为EI源,温度为200℃,接口温度为250℃,检测器电压350V,发射电流150mA,扫描范围33~500amu。

定性:化合物经计算机检索,与NIST library相匹配,相似指数800以上为确认化合物(最大值为1000)。

定量:相对百分含量按峰面积归一化计算。

1.3.9 数据处理

使用Excel 2007和SPSS 17.0对数据进行分析和处理。

2 结果与分析

2.1 鸭肉香肠发酵过程中pH值的变化

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图 1 鸭肉香肠发酵过程中pH值的变化

Fig.1 Time-dependent changes in pH value during the process of fermented duck sausage

由图1可知,香肠发酵和成熟过程中,各处理组pH值下降主要发生在48h内。发酵2d,S2处理组和L2处理组的pH值均极显著低于对照组(P<0.01),这是由于乳酸菌大量增殖,分解肠馅中的碳水化合物,产生大量乳酸和少量醋酸,使pH值降低[16],48h以内pH值降到5.3以下是发酵香肠安全控制的关键因素[17-18]。另外,低pH值还可促使亚硝酸盐分解,减少亚硝酸胺的生成[19]。发酵期第2天,S2处理组的pH值显著低于L2处理组(P<0.05),这说明冻干菌粉发酵产酸能力较强,保持了乳酸菌(植物乳杆菌)的发酵产酸活性。后期由于乳酸发酵可能会使pH值降低,或者蛋白降解产生胺类物质又会使pH值升高,最后香肠干燥成熟时(29d),S2处理组和L2处理组pH值差异不显著(P>0.05)。

2.2 鸭肉香肠发酵过程中水分含量的变化

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图 2 鸭肉香肠发酵过程中水分含量的变化

Fig.2 Time-dependent changes in moisture content during the process of fermented duck sausage

由图2可知,香肠发酵和成熟过程中,对照组、S2处理组和L2处理组水分含量均呈下降趋势,从最初的55%左右降到30%左右。LSD多重比较分析可得,香肠发酵前期(0~13d),三者的水分含量无显著性差异(P>0.05),香肠干燥后期(17~21d),S2处理组和L2处理组的水分含量显著低于对照组(P<0.05),说明添加冻干发酵剂和液体发酵剂均能加速香肠的干燥脱水,但二者作用效果差异不显著。

2.3 鸭肉香肠发酵过程中水分活度的变化

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图 3 鸭肉香肠生产过程中水分活度变化

Fig.3 Time-dependent changes in water activity during the process of fermented duck sausage

由图3可知,各处理组水分活度最初均在0.915左右,在发酵和成熟期间,随着香肠水分含量的降低,对照组、L2处理组和S2处理组的水分活度均呈逐渐下降趋势,发酵的前10d下降较缓慢,13d之后下降较快,且L2处理组和S2处理组aw值始终略低于对照组,原因可能是接种植物乳杆菌的香肠在发酵和成熟期间pH值始终低于对照组,从而导致香肠的持水力降低,水分活度是香肠安全性保障的主要指标,水分活度的下降速度对产品安全性和保藏性具有重要贡献作用。

2.4 鸭肉香肠最终产品的质构分析结果

香肠在发酵和成熟过程中,随着pH值和水分含量的变化,其力学特性指标(硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性)也发生相应变化。由表1可知,在香肠发酵成熟末期,除咀嚼性外,L2处理组和S2处理组的指标之间差异均不显著(P>0.05),L2处理组和S2处理组的香肠硬度、弹性和咀嚼性均显著(P<0.05)高于对照组,有可能是由于乳酸菌的发酵作用,导致pH值的降低,低pH值使香肠蛋白质变性,蛋白质的变性和凝固降低了香肠的持水力,从而使香肠的结构更致密。

表 1 不同发酵剂发酵香肠质构分析结果

Table 1 TPA parameters of fermented sausage from different starters

处理

硬度/N

弹性/mm

咀嚼性/J

胶黏性/N

对照组

8.41±1.34b

6.09±0.09b

20.73±4.23c

3.41±0.71a

L2处理组

18.14±2.83a

8.47±0.45a

47.42±4.52b

6.22±1.69a

S2处理组

22.00±0.28a

8.29±0.13a

62.26±0.06a

7.53±0.14a

 

注:同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

 

2.5 鸭肉香肠发酵过程中酸价的变化

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图 4 鸭肉香肠发酵过程中酸价的变化

Fig.4 Time-dependent changes in acid value during the process of fermented duck sausage

发酵香肠在成熟过程中脂肪会在脂酶的作用下发生水解,生成游离脂肪酸和低一级的甘油脂,从而造成酸价的变化,脂酶主要有两个来源,内源脂酶和微生物脂酶[20]。由图4可知,对照组、L2处理组和S2处理组的酸价均呈逐渐上升趋势,1~5d之间酸价上升速率较快,后期干燥期(13~21d)酸价上升较慢,这是因为发酵期的温度和pH值都较高,脂酶的活性较强,而成熟期的pH值较低,脂酶的活性受到一定抑制,所以酸价的上升主要在香肠发酵阶段。由LSD多重分析可知,香肠发酵成熟过程中,L2处理组、S2处理组与对照组酸价差异不显著(P>0.05),这说明在脂肪氧化过程中,内源性脂酶可能比发酵剂产生的脂酶发挥的作用更大,内源脂酶是影响脂质分解的关键因素。

2.6 鸭肉香肠发酵过程中POV值的变化

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图 5 鸭肉香肠发酵过程中POV值的变化

Fig.5 Time-dependent changes in POV value during the process of fermented duck sausage

由图5可知,在香肠发酵和成熟期间,3个处理组的POV值变化趋势基本一致,先上升后下降,达到最低后又缓慢上升。这种变化趋势可能是由工艺参数的改变造成的,脂酶的活性与香肠的温度和pH值有关,香肠发酵前期,温度较高,脂肪氧化速率快,在成熟期间温度降低,脂肪氧化速率也有所减慢,过氧化物形成的速率小于过氧化物进一步氧化的速率,导致POV值下降。之后温度变化幅度不大,随着时间的延长,过氧化物逐渐积累导致过氧化物值升高。由LSD多重分析可知,不同处理条件对香肠POV值无显著性影响(P>0.05),这与酸价的测定结果一致。第2天时POV值最大,L2处理组POV值显著低于对照组(P<0.05),S2处理组POV值与对照组差异不显著(P>0.05);第17天时POV值最小,S2处理组POV值显著高于对照组(P<0.05),L2处理组POV值与对照组差异不显著(P>0.05)。

2.7 鸭肉香肠发酵成熟后脂肪酸的含量

在发酵肉制品生产过程中,脂质物质经历了水解、氧化以及一级氧化产物与其他成分进一步的相互作用等变化过程。相对于未水解的甘油酯和磷脂,水解形成游离脂肪酸使脂质更易发生氧化作用,从而导致大量风味物质的形成[21]。所以研究各种游离脂肪酸变化情况是研究风味形成机制的基础。不同处理组产品中游离脂肪酸的含量见表2。

表 2 不同处理发酵香肠脂肪酸的含量

Table 2 Contents of free fatty acids in different samples

mg/100g

脂肪酸

对照组

L2处理组

S2处理组

C140 (肉豆蔻酸)

 

30.13±0.55b

34.67±0.71a

C160(棕榈酸)

201.18±11.21c

327.23±14.05a

245.26±9.84b

C161(棕榈油酸)

17.93±0.41b

24.79±0.54a

25.03±0.49a

C170(十七烷酸)

8.77±0.33a

4.77±0.52c

6.17±0.46b

C180(硬脂酸)

75.90±1.03b

84.48±1.25a

66.73±1.18c

C181(油酸)

244.66±14.01a

246.38±12.95a

252.42±12.88a

C182(亚油酸)

76.09±0.97b

80.66±1.02a

80.28±0.89a

C204(花生四烯酸)

22.69±0.37a

20.02±0.42b

20.53±0.47b

ΣSFA

285.85±13.26c

446.61±15.52a

352.83±10.88b

ΣMUFA

262.59±11.39b

271.17±12.41a

277.45±16.03a

ΣPUFA

98.78±5.04a

100.68±7.16a

100.81±8.84a

ΣFFA(游离脂肪酸)

647.22±17.12c

818.46±13.81a

731.09±12.75b

 

注:同行字母不同表示差异显著(P<0.05)。

 

由表2可知,对照组游离脂肪酸的总量为647.22mg/100g,L2处理组游离脂肪酸的总量为818.46mg/100g,S2处理组游离脂肪酸的总量为731.09mg/100g,显示添加发酵剂的实验组游离脂肪酸总量显著性增加(P<0.05),初步说明微生物发酵剂促进了香肠中游离脂肪酸的释放。从脂肪酸的组成来看,鸭肉发酵香肠中饱和游离脂肪酸有C140、C160、C180和C170,单不饱和脂肪酸有C161和C181,多不饱和脂肪酸有C182和C204。由统计分析得出,L2处理组、S2处理组的C181与对照组无显著性差异(P>0.05),其余游离脂肪酸经不同处理组处理均存在显著性差异(P<0.05);比较L2处理组和S2处理组可知,两者所含C161、C181、C182和C204等不饱和脂肪酸含量均无显著性差异(P>0.05),而两者所含C140、C160、C170和C180等饱和脂肪酸含量存在显著性差异(P<0.05)。对照组、L2处理组和S2处理组游离脂肪酸的组成相同,说明微生物发酵剂的添加没有改变发酵香肠在成熟过程中脂肪的降解方式[22]。

表2还显示了不同处理组中不同类型的游离脂肪酸的含量,鸭肉发酵香肠产品各类型脂肪酸占总游离脂肪酸的比例为:SFA>MUFA>PUFA,即鸭肉香肠发酵成熟后,总游离脂肪酸中含量最丰富的是SFA,其次是MUFA,PUFA含量最少。香肠发酵成熟过程中,其长链脂肪酸的水平保持在一个动态平衡状态,即由脂肪水解产生的长链脂肪酸的量和长链脂肪酸降解为低级化合物的量处于一个动态平衡中[23],L2处理组和S2处理组的SFA含量显著高于对照组(P<0.05);L2处理组和S2处理组的MUFA含量无显著性差异(P>0.05);3个处理组的PUFA含量均无显著性差异(P>0.05),且在总游离脂肪酸中相对含量最低,原因是多不饱和脂肪酸进一步的氧化程度较高,氧化易生成醛、酮等羰基风味化合物。

2.8 香肠成熟过程中挥发性风味物质分析

表 3 鸭肉香肠中挥发性风味物质的相对含量

Table 3 Relative contents of volatile flavor compounds in fermented duck sausages

序号

中文名称

英文名称

相对含量/%

对照组

L2处理组

S2处理组

 

Aldehydes

41.91

45.16

44.48

1

乙醛

Hexanal

20.06

20.12

22.11

2

壬醛

Nonanal

7.45

11.22

9.85

3

辛醛

Octanal

3.45

3.12

2.45

4

2-辛烯醛

2-Octenal

3.52

3.34

3.68

5

庚烯醛

Heptenal

2.30

5.43

2.33

6

2-癸烯醛

2-Decenal

1.94

1.01

1.43

7

2-庚烯醛

2-Heptenal

2.07

0.66

2.01

8

2-壬烯醛

2-Nonenal

0.72

0.26

0.62

9

2-十一碳烯醛

2-Undecenal

0.20

n.d

n.d

10

2-溴十八醛

Octadecanal,2-bromo-

0.20

n.d

n.d

 

Hydrocarbons

7.61

1.86

2.10

11

氧杂环丙烷

Oxirane

3.08

n.d

n.d

12

雪松烯

Cedrene

0.91

n.d

n.d

13

辛烷

Octane

0.83

0.98

0.25

14

4,6,9-十九碳三烯

4,6,9-Nonadecatriene

0.67

0.35

n.d

15

2,6-二甲基-1醇-2,7-辛二烯

2,6-Octadien-1-ol,2,7-dimethyl

0.45

n.d

n.d

16

1,2-二苯基-1-异氰基乙烷

1,2-Diphenyl-1-isocyanoethane

0.37

n.d

n.d

17

4-氯辛烷

Octane,4-chloro

0.36

n.d

n.d

18

6-甲基十八烷

Octadecane,6-methyl-

0.94

0.23

0.32

19

可巴烯

Copaene

n.d

0.30

0.80

20

2,6,10-甲基十四烷

Tetradecane,2,6,10-trimethyl

n.d

n.d

0.28

21

2,6,7-甲基癸烷

Decane,2,6,7-trimethyl

n.d

n.d

0.20

22

2-溴十八烷

Octadecanal,2-bromo

n.d

n.d

0.25

 

Acids

0.22

n.d

2.27

23

3-羟基十二酸

Dodecanoic acid.3-hydroxy

0.22

n.d

n.d

24

8-氯辛酸

8-Chlorocapic acid

n.d

n.d

0.42

25

己酸

Hexanoic acid

n.d

n.d

1.85

 

Esters

2.84

4.27

4.96

26

3-苯基己酸乙酯

Hexanoic acid,2-phenylethylester

1.85

4.27

2.00

27

辛酸乙酯

Octanoic acid ,ethyl ester

0.53

n.d

0.66

28

2-苯基己酸乙酯

Hexanoic acid,2-phenylethylester

0.25

n.d

0.36

29

壬酸乙酯

Nonanoic acid.ethylester

0.21

n.d

n.d

30

己酸乙酯

Hexanoic acid, ethylester

n.d

n.d

1.94

 

Ketones

0.60

2.35

n.d

31

2-壬酮

2-Nonanone

0.60

0.89

n.d

32

5-甲基-2-己酮

2-Hexanone,5-methyl

n.d

3.81

n.d

 

Alcohols

5.08

3.94

6.11

33

3-乙炔-2,5-二醇

3-Hexyne-2,5-diol

2.27

2.33

3.02

34

6-羟甲基-2,3-二甲基苯基甲醇

(6-Hydroxymethyl-2,3-dimethylphenyl)methanol

1.42

n.d

1.35

35

9-氧杂二环(6.1.0)壬醛- 2-醇

9-Oxabicyclo(6.1.0)nonan-4-ol

0.56

1.15

0.89

36

3-甲基-1,6-二烯-3-庚醇

3-Methyl-hepta-1,6-dien-3-ol

0.39

n.d

0.33

37

2-十烯-1-醇

2-Decyn-1-ol

0.24

n.d

n.d

38

镰叶芹醇

Falcarinol

0.20

n.d

n.d

39

3-甲基-七氯-1,6-二庚烯-3-醇

3-Methyl-hepta-1,6-dien-3-ol

n.d

0.46

n.d

40

2-十三炔-1-醇

2-Pentadecny-1-ol

n.d

n.d

0.52

 

Ethers

n.d

n.d

7.78

41

对烯丙基苯甲醚

Anisole.p-allyl

n.d

n.d

7.87

 

芳烃类

Arenes

10.32

7.43

n.d

42

2-烯丙基-4-甲基苯酚

2-Allyl-4-methylphenol

10.32

7.43

n.d

 

其他

Others

0.23

n.d

0.23

43

VD3

Vitamin D3

0.23

n.d

0.23

 

注:n.d表示未检测出。

 

由表3可知,鸭肉香肠发酵29d相对含量在0.2%以上的风味物质共检出43种,其中醛类10种,烃类12种,酸类3种,酯类5种,酮类2种,醇类8种,醚类1种。对照组共检测到32种挥发性风味物质,其中醛类10种,烃类8种,酸类1种,酯类4种,酮类1种,醇类6种。L2处理组共检测到20种挥发性风味物质,其中醛类8种,烃类4种,醇类3种,酯类1种,酮类2种。S2处理组共检测到26种挥发性风味物质,其中醛类8种,烃类6种,酸类2种,醇类5种,酯类3种。

鸭肉香肠发酵29d各处理组挥发性风味物质相对含量比较丰富的是醛类、其次是烃类,再其次是醇和酯。L2处理组和S2处理组醛类物质都检出8种,2-十一碳烯醛和2-溴十八醛均未检出(对照组有检出),推测可能与接种的发酵剂有关,具体机理有待进一步深入研究,但是醛类总相对含量仍高于对照组,其中乙醛是风味主要贡献物质,占醛类总量的20.12%和22.11%。L2处理组和S2处理组酯类物质含量丰富,分别为4.27%和4.96%。对照组烃类物质含量较高,是主要风味成分之一,相对含量为7.61%。

3 结论与讨论

高效浓缩型冻干发酵剂不需要经过菌种活化直接可以应用于生产,使用方便,接种量小,活菌含量高,实验中所使用的浓缩型冻干发酵剂活菌浓度为1011CFU/g,这是对发酵液进行浓缩10倍收集菌体,实际应用中,可根据具体情况选择浓缩倍数。

香肠发酵过程中的pH值、水分含量以及水分活度是反映冻干发酵剂能否起到发酵作用的重要指标,研究表明,接种冻干发酵剂的香肠48h以内快速发酵产酸达到发酵香肠安全控制范围;香肠干燥成熟时处理组的水分含量呈下降趋势,最终降到30%左右,低水分含量也起到抑菌防腐的作用。本实验中除了对比浓缩型冻干发酵剂与液体发酵剂、自然发酵的发酵特性之外,还将各处理组香肠的质构进行分析比较,L2处理组、S2处理组的硬度、弹性和咀嚼性均显著(P<0.05)高于对照组,表明冻干发酵剂处理对鸭肉香肠的质构品质有较强的影响与促进作用。

此外,本实验还探讨了发酵剂对香肠中脂肪氧化和分解过程的作用,微生物酶和肉自身脂酶共同作用参与脂肪的降解过程,对香肠中脂肪酸的释放产生了一定的影响,大量的脂肪酸释放出来,进一步转化形成了甲基酮和醛,为肉制品提供了独特的风味[24]。目前研究证明,微生物脂酶和内源脂酶是影响脂肪分解的主要因素,Naes等[25]研究了一种来自植物乳杆菌的脂酶,他们发现这种酶能使脂肪酸的组成发生重要的变化,使十八碳的脂肪酸发生了较高程度的断裂。蔡华珍等[26]研究广式香肠在烘烤过程中游离脂肪酸的变化时指出脂肪酸的释放速率为:亚油酸>油酸>棕榈油酸>硬脂酸>棕榈酸,但具体的脂肪酸断裂与释放机制仍需进一步研究。

过氧化物是脂质氧化过程的中间产物,通过测定脂肪中过氧化物的量,可以评价脂肪的氧化程度,研究表明肉样中的不饱和脂肪酸直接加氢形成过氧化物,而饱和脂肪酸通过β-氧化生成酮、酸。本实验通过测定接种发酵剂的发酵香肠的酸价和POV值发现,脂肪发生剧烈降解,产生大量游离脂肪酸,但S2处理组、L2处理组和对照组之间差异不显著(P>0.05),说明植物乳杆菌对脂类物质分解能力不强,初步得出内源脂酶是导致脂质分解的关键因素,这与Talon等[27]的研究结果一致。

鸭肉香肠发酵成熟后,各类型脂肪酸占总游离脂肪酸的比重为:饱和脂肪酸>单不饱和脂肪酸>多不饱和脂肪酸,接种发酵剂的L2处理组和S2处理组FFA总量显著高于对照组(P<0.05)。其中棕榈酸(C160)和油酸(C181)含量显著高于其他脂肪酸(P<0.05),十七烷酸(C170)含量最低(P<0.05),且肉豆蔻酸(C140)只在L2处理组和S2处理组中检出,说明发酵剂的添加对游离脂肪酸的释放起到一定促进作用,在一定程度上丰富了香肠风味的前提物质。

最后,通过香肠成熟过程中挥发性风味物质分析,冻干发酵剂处理组共检测到26种挥发性风味物质,其中醛类8种,烃类6种,酸类2种,醇类5种,酯类3种,能够提供良好的风味,与液体发酵剂和自然发酵均有显著区别,为冻干发酵剂在肉制品中的实际生产应用提供了一定的研究基础。

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收稿日期:2013-08-13

基金项目:国家自然科学基金面上项目(31371792);江苏省高校自然科学研究项目(12KJD550006);

江苏省科技计划项目(BE2013390);南通市科技计划项目(HL2013007);扬州市科技攻关专项(2012069;yz2012070)

作者简介:吴满刚(1977—),男,讲师,博士,研究方向为肉制品加工。E-mail:mgwu@yzu.edu.cn

*通信作者:汪志君(1949—),男,教授,博士,研究方向为肉制品加工。E-mail:zjwang@yzu.edu.cn