張鳳寬，易小艷，尤麗新，陳海燕，劉學(xué)軍,*

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130600；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118)

發(fā)酵牛肉香腸生產(chǎn)工藝優(yōu)化

張鳳寬1，易小艷2，尤麗新1，陳海燕1，劉學(xué)軍2,*

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130600；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118)

以干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)和木糖葡萄球菌(Lactobacillus casei)為發(fā)酵牛肉香腸的混合發(fā)酵劑。通過(guò)正交試驗(yàn)，對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：添加干酪乳桿菌和木糖葡萄球菌發(fā)酵劑，并采用緩慢發(fā)酵法，可加工出質(zhì)地口感適中、風(fēng)味柔和、適應(yīng)我國(guó)消費(fèi)習(xí)慣的產(chǎn)品類型；確定最佳發(fā)酵條件為發(fā)酵時(shí)間16h、pH5.0、發(fā)酵溫度30℃、菌種接種量107CFU/g、相對(duì)濕度85%、菌種混合配比(G:M)3:1。

干酪乳桿菌；木糖葡萄球菌；發(fā)酵牛肉香腸；工藝

發(fā)酵香腸是指將絞碎的肉、動(dòng)物脂肪、鹽、糖、發(fā)酵劑和香辛料等混合后灌進(jìn)腸衣，經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵而制成的具有穩(wěn)定的微生物特性和典型的發(fā)酵香味的肉制品[1-2]。發(fā)酵香腸因其水分活度(activity of water，aw)和pH值都較低，從而抑制了香腸內(nèi)病原微生物的增值，使其不僅有較高的食用安全性，而且還延長(zhǎng)了香腸的貯存期[3]。發(fā)酵香腸具有獨(dú)特的風(fēng)味主要來(lái)自于添加到香腸內(nèi)的香辛料，脂肪的自動(dòng)氧化，微生物酶降解脂類、蛋白質(zhì)、碳水化合物形成的風(fēng)味物質(zhì)，其中微生物酶降解生成的產(chǎn)物是形成發(fā)酵香腸風(fēng)味物質(zhì)的最主要途徑[2,4-5]。傳統(tǒng)發(fā)酵香腸通常不添加發(fā)酵劑，完全由肉、香辛料及環(huán)境中的微生物完成發(fā)酵和成熟。在生產(chǎn)過(guò)程中由于原料肉中加入了食鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽及香辛料，使不耐鹽及對(duì)亞硝酸鹽敏感的腐敗菌不能生長(zhǎng)，加上加工過(guò)程中的溫度一般較低，嗜冷性好氧菌開(kāi)始時(shí)緩慢生長(zhǎng)，但隨之因腸餡內(nèi)的氧氣被逐漸消耗掉而受到抑制。而上述條件正好適合乳酸菌的生長(zhǎng)，逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌[6-8]。用自然發(fā)酵方法生產(chǎn)發(fā)酵香腸時(shí)，如果在某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)意外，而使其他細(xì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌，則必然會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量明顯下降或完全腐敗。因此，用自然發(fā)酵方法生產(chǎn)發(fā)酵香腸必然要受到季節(jié)、地區(qū)和氣候等條件的限制，而且生產(chǎn)多憑經(jīng)驗(yàn)、缺乏科學(xué)性。發(fā)酵香腸的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝則是在原料中添加應(yīng)用微生物純培養(yǎng)技術(shù)獲得的乳酸菌，從而保證了乳酸菌在整個(gè)發(fā)酵和成熟過(guò)程中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，再加上合理的工藝條件，使產(chǎn)品的安全和質(zhì)量得到保證。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的發(fā)酵工藝進(jìn)行研究，以牛肉為主要原料，通過(guò)干酪乳桿菌、木糖葡萄球菌發(fā)酵，開(kāi)發(fā)出了發(fā)酵牛肉香腸，改善了香腸的色、香、味，使其更易于消化吸收，并對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而使發(fā)酵牛肉香腸的生產(chǎn)加工更趨于方便合理[9]。

1 材料與方法

1.1 發(fā)酵菌種

干酪乳桿菌(Lactobacillus casei)、木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)由本實(shí)驗(yàn)室分離鑒定所得。

1.2 方法

1.2.1 發(fā)酵牛肉香腸配料

原料肉：鮮牛肉90%、豬背膘10%。

輔助調(diào)料(按原料肉質(zhì)量計(jì)算)：混合鹽[精鹽2.0%、硝酸鈉0.05%、亞硝酸鈉0.015%、復(fù)合磷酸鹽(三聚磷酸鈉-焦磷酸鈉-六偏磷酸鈉＝2:2:1)0.3%]，葡萄糖0.8%，蔗糖1.2%，乳糖0.4%，味精0.1%，淀粉11.25%，大豆蛋白11.25%，卡拉膠0.4%，白胡椒粉0.3%，VC粉0.08%，豆蔻粉0.1%，大蒜粉0.1%。

1.2.2 加工工藝流程

1.2.3 工藝要點(diǎn)

1.2.3.1 鮮牛肉選擇

選擇牛的臀腿部肌肉，該部位肌肉質(zhì)地細(xì)嫩、結(jié)締組織少，易于切割和發(fā)色；肥肉選用豬的背膘，質(zhì)地致密硬度好、便于切割成型、熔點(diǎn)高，烘烤時(shí)不易走油。

1.2.3.2 原料肉修整與切塊

剔除肉表面筋膜、大的筋腱、血管及損傷部位，切成長(zhǎng)、寬、高均為4～5cm的肉塊后用涼水漂洗2次，冷涼后腌制；背膘切成長(zhǎng)、寬、高均為0.5～1cm的肥丁，并用溫水漂洗除去雜質(zhì)和油膩。

1.2.3.3 腌制

將精鹽、硝酸鈉、亞硝酸鈉、復(fù)合磷酸鹽混合后加入切好的牛肉塊中，攪拌均勻后置于0℃條件下腌制24h。

1.2.3.4 絞肉

將腌制好的牛肉塊和肥肉丁同時(shí)放入絞肉機(jī)中，采用10mm和5mm孔徑的篩板各絞肉一次。在絞制過(guò)程中，要保持肉溫始終不高于8℃。

1.2.3.5 攪料

按配方要求將各種調(diào)味料、輔料、發(fā)酵劑和適量的冰水與絞好的肉餡置于攪拌機(jī)中，攪拌均勻。

1.2.3.6 灌腸

將攪拌后的肉餡置于灌腸機(jī)內(nèi)灌制在天然腸衣中。灌制時(shí)，肉餡要松緊適度，防止灌得過(guò)飽而脹破腸衣，同時(shí)用針尖排掉腸內(nèi)空氣。

1.2.3.7 發(fā)酵

用溫水漂洗腸體，去除腸體表面污物和雜質(zhì)。然后將處理好的腸體掛放在恒溫恒濕發(fā)酵箱中，在30℃條件下發(fā)酵16～18h，當(dāng)pH值達(dá)到5.0～5.2時(shí)終止發(fā)酵。

1.2.3.8 烘烤

主要是除去腸體內(nèi)多余的水分，促進(jìn)產(chǎn)品成熟；使發(fā)酵劑失活，終止發(fā)酵劑的作用。烘烤時(shí)先采用45℃，30min使香腸中心溫度達(dá)40℃，使發(fā)酵劑失活，防止香腸后續(xù)發(fā)酵。然后在70℃條件下烘烤2h即為成品。

1.2.3.9 包裝貯藏

烘烤熟制的成品冷卻后，采用真空包裝，有利于保持香腸的色澤、防止脂肪氧化。在0～5℃條件下貯藏。

1.2.4 發(fā)酵牛肉香腸工藝優(yōu)化

按照發(fā)酵香腸生產(chǎn)工藝要求，分別接入發(fā)酵劑(干酪乳桿菌-木糖葡萄球菌)，研究接種量、菌種配比、發(fā)酵溫度、相對(duì)濕度、發(fā)酵時(shí)間5因素對(duì)發(fā)酵牛肉香腸工藝的影響。

1.2.4.1 最適發(fā)酵時(shí)間和pH值的確定[9]

發(fā)酵劑為干酪乳桿菌:木糖葡萄球菌＝3:1(細(xì)胞數(shù))接種量為107CFU/g，相對(duì)濕度90%，發(fā)酵溫度30℃，分別為發(fā)酵時(shí)間為8、12、16、20、24h進(jìn)行發(fā)酵，在每個(gè)時(shí)間段測(cè)定其pH值以確定合適的發(fā)酵時(shí)間和適合人口味的pH值。

1.2.4.2 不同接種量對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的影響[4,7-8]

發(fā)酵劑為干酪乳桿菌:木糖葡萄球菌＝3:1，發(fā)酵溫度30℃，相對(duì)濕度90%，采用5組接種量104、105、106、107、108CFU/g進(jìn)行發(fā)酵，每2h測(cè)定pH值以確定合適的接種量。

1.2.4.3 不同菌種配比對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的影響

發(fā)酵劑接種量107CFU/g，發(fā)酵溫度30℃，相對(duì)濕度90%，選擇菌種(干酪乳桿菌-木糖葡萄球菌)比例為3:1、2:1、1:1、1:2、1:3及空白組做試驗(yàn)進(jìn)行發(fā)酵，每2h測(cè)定pH值以確定合適的菌種配比。

1.2.4.4 不同發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的影響

發(fā)酵劑為干酪乳桿菌-木糖葡萄球菌(3:1)，接種量107CFU/g，相對(duì)濕度90%，采用溫度20、25、30、35、40℃進(jìn)行發(fā)酵，每2h測(cè)定pH值以確定合適的發(fā)酵溫度。

表1 發(fā)酵牛肉香腸感官評(píng)價(jià)標(biāo)分評(píng)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of fermented beef sausages

表2 不同發(fā)酵時(shí)間的產(chǎn)品品質(zhì)Table 2 Effect of fermentation time on quality characteristics of fermented beef sausages

1.2.4.5 不同相對(duì)濕度對(duì)發(fā)酵牛肉香腸的影響[7,9-11]

發(fā)酵劑為干酪乳桿菌-木糖葡萄球菌(3:1)，接種量107CFU/g，發(fā)酵溫度30℃，采用4組濕度80%、85%、90%、95%進(jìn)行發(fā)酵，每2h測(cè)定pH值以確定合適的發(fā)酵濕度。

1.2.4.6 發(fā)酵牛肉香腸工藝正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇接種量、相對(duì)濕度、菌種配比、發(fā)酵溫度4個(gè)因素，采用L9(43)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，測(cè)定其pH值以確定發(fā)酵牛肉香腸最佳發(fā)酵工藝條件。

1.2.4.7 感官評(píng)定

將待檢香腸切成lcm薄片，挑選10名評(píng)定者在飯后2～3h[6]對(duì)不同試驗(yàn)組的香腸的外觀、組織狀態(tài)、色澤、氣味和口感進(jìn)行感官評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。最后根據(jù)分?jǐn)?shù)高低對(duì)各組香腸進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)。特級(jí)產(chǎn)品90分及以上，一級(jí)產(chǎn)品為76～85分，二級(jí)產(chǎn)品為60～75分，不合格產(chǎn)品為60分以下。

1.2.4.8 pH值測(cè)定

稱取20g香腸樣品，用研缽研碎，加入180mL中性蒸餾水于三角瓶中，間隙振蕩30min后過(guò)濾，濾液用精密pH計(jì)測(cè)定pH值[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)pH值的影響[7,10,13]

在每個(gè)時(shí)間段測(cè)定其pH值以及不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵牛肉香腸品質(zhì)的影響的結(jié)果如圖1、表2所示。

由圖1可知，香腸添入發(fā)酵劑后，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，其pH值開(kāi)始下降，12～16h速率下降劇烈，16h后pH值下降速率趨于平緩，此時(shí)pH5.05，20h和24h的pH值基本無(wú)變化，此時(shí)其值為4.95左右。這說(shuō)明發(fā)酵16h后發(fā)酵劑進(jìn)入了穩(wěn)定期，pH值基本保持不變。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間的pH值變化Fig.1 Effect of fermentation time on pH value of fermented beef sausages

從表2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)品的酸味不斷增加，綜合感官質(zhì)量也在不斷發(fā)生變化；在發(fā)酵時(shí)間達(dá)16h時(shí)，產(chǎn)品的品質(zhì)最好，當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間到24h時(shí)，則產(chǎn)品偏酸，綜合評(píng)分較差。

綜合以上所得，發(fā)酵到16h時(shí)產(chǎn)品無(wú)論從pH值考慮還是品質(zhì)考慮其效果都是最好的。因此，選擇最適的發(fā)酵時(shí)間為16h，且其pH值定位在4.95～5.10時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)最好。

2.2 接種量的選擇

由圖2可看出，接種量不同，發(fā)酵產(chǎn)酸速度明顯接種量越大，產(chǎn)酸速度越快。接種量為104CFU/g時(shí)，開(kāi)始發(fā)酵時(shí)pH值基本無(wú)變化，直至18h才開(kāi)始有所下降，此時(shí)發(fā)酵劑才開(kāi)始成為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵，24h后pH值高達(dá)5.88；接種量為105CFU/g時(shí)，開(kāi)始發(fā)酵時(shí)pH值基本無(wú)變化，直至14h才開(kāi)始有所下降，此時(shí)發(fā)酵劑才開(kāi)始成為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵，24h后pH值高達(dá)5.68；接種量為106CFU/g時(shí)，開(kāi)始發(fā)酵時(shí)pH值略微有所下降，12h后下降迅速，此時(shí)發(fā)酵劑開(kāi)始成為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵，24h后pH值達(dá)5.44，且發(fā)酵還未結(jié)束，pH值還在下降；接種量為107CFU/g時(shí)，開(kāi)始發(fā)酵時(shí)pH值有所下降，發(fā)酵12h后pH值下降迅速，此時(shí)發(fā)酵劑開(kāi)始成為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵，16h后pH值下降平緩，發(fā)酵24h后pH值達(dá)4.90；接種量為108CFU/g時(shí)，開(kāi)始發(fā)酵后pH值就一直急劇下降，發(fā)酵劑立即成為優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵24h后pH值低至4.27；為了選擇一個(gè)開(kāi)始發(fā)酵的時(shí)間較早出現(xiàn)且后期pH值穩(wěn)定的接種量，由此可選擇接種量為107CFU/g較合適。

圖2 不同接種量的pH值變化Fig.2 Effect of inoculation amount on pH value of fermented beef sausages

2.3 菌種配比的選擇

圖3 不同菌種配比的pH值變化Fig.3 Effect of Lactobacillus casei-to-Staphylococcus xylosus ratio on pH of fermented beef sausages

由圖3可以看出，干酪乳桿菌與木糖葡萄球菌比例不同，pH值的變化明顯。比例為1:1時(shí)，香腸接入菌種14h后，pH值急劇下降，18h后發(fā)酵基本結(jié)束，pH值下降平緩；比例為1:2時(shí)，香腸接入菌種14h后，pH值急劇下降，22h后發(fā)酵才基本結(jié)束；比例為1:3時(shí)，香腸接入菌種8h后pH值急劇下降，直至24h，pH值還在繼續(xù)下降；比例為2:1時(shí)，香腸接入菌種14h后pH值急劇下降，22h后發(fā)酵才基本結(jié)束；比例為3:1時(shí)，香腸接入菌種10h后發(fā)酵產(chǎn)酸速率加快，16h后發(fā)酵基本結(jié)束，pH值下降平緩；為了選擇一個(gè)發(fā)酵時(shí)間較早，pH值下降較明顯且后期速度較平穩(wěn)的菌種比，由此可選擇菌種比例為3:1較合適。

2.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵牛肉香腸pH值的影響

圖4 不同發(fā)酵溫度的pH值變化Fig.4 Effect of fermentation temperature on pH value of fermented beef sausages

由圖4可以看出，發(fā)酵溫度不同，pH值的變化有很大的差異。溫度為20℃時(shí)，香腸接入菌種后pH值基本無(wú)變化直至18h后，pH值才開(kāi)始急劇下降，24h后發(fā)酵未結(jié)束，此時(shí)pH值高為5.62，產(chǎn)品發(fā)酵風(fēng)味淡、口味差；溫度25℃時(shí)，香腸接入菌種后pH值基本無(wú)變化直至15h后，pH值才開(kāi)始急劇下降，24h后發(fā)酵未結(jié)束，此時(shí)pH值為5.12，產(chǎn)品發(fā)酵香味較好；溫度為30℃時(shí)，香腸接入菌種后pH值開(kāi)始緩慢下降，12h后pH值下降劇烈，18h后發(fā)酵基本結(jié)束，pH值基本不變化了，24h后為4.91，產(chǎn)品發(fā)酵風(fēng)味濃郁、口味好；溫度35℃時(shí)，香腸接入菌種后pH值開(kāi)始緩慢下降，12h后pH值下降劇烈，18h后發(fā)酵也基本結(jié)束，24h后的pH值降為4.78，產(chǎn)品酸味較重、口味較差；溫度為40℃時(shí)，香腸接入菌種后pH值一直平緩下降直至24h后還在緩慢下降，可能由于發(fā)酵溫度過(guò)高導(dǎo)致菌種的生長(zhǎng)緩慢，24h后的pH值高為5.51，說(shuō)明發(fā)酵未結(jié)束，產(chǎn)品發(fā)酵風(fēng)味差、口味差。綜合以上考慮，選擇發(fā)酵溫度為30℃較合適。

圖5 不同相對(duì)濕度的pH值變化Fig.5 Effect of relative humidity on pH value of fermented beef sausages

2.5 相對(duì)濕度的選擇由圖5可知，隨著相對(duì)濕度的增加，pH值下降速率加快。在95%相對(duì)濕度條件下，發(fā)酵8h后發(fā)酵劑進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，pH值迅速下降，24h后pH值下降為

4.49；在90%相對(duì)濕度條件下，發(fā)酵8h后發(fā)酵劑進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，pH值迅速下降，發(fā)酵16h后pH值趨于平穩(wěn)，24h后pH值下降為5.03；在85%相對(duì)濕度條件下，pH值下降較快，24h后pH值達(dá)到5.15，且還有下降的趨勢(shì)；在80%相對(duì)濕度條件下，16h后發(fā)酵劑才開(kāi)始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，發(fā)酵24h時(shí)，pH值仍高達(dá)5.51。為了選擇發(fā)酵速度較早、pH值后期得以控制，由此選擇相對(duì)濕度90%較合適。

2.6 發(fā)酵牛肉香腸工藝正交試驗(yàn)[14-15]

表3 發(fā)酵牛肉香腸工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Orthogonal array design and corresponding experimental results

由表3可知，各因素對(duì)香腸pH值的影響順序依次為B＞C＞D＞A，即發(fā)酵溫度＞相對(duì)濕度＞菌種配比＞接種量。根據(jù)表中各因素的R值大小及感官評(píng)分可以確定各因素的較優(yōu)水平組合是A2B2C2D3，即接種量為107CFU/g、發(fā)酵溫度為30℃、相對(duì)濕度為85%、菌種配比為3:1。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)使用干酪乳桿菌和木糖葡萄球菌作為發(fā)酵牛肉香腸的混合發(fā)酵劑，確定出的最佳發(fā)酵條件為發(fā)酵時(shí)間16h，pH5.0、發(fā)酵溫度30℃、菌種接種量107CFU/g，相對(duì)濕度90%、菌種混合配比為(G:M)3:1。此發(fā)酵條件做出來(lái)的發(fā)酵牛肉香腸腸體堅(jiān)實(shí)有彈性、切片性好、肉餡緊貼腸衣、肉質(zhì)細(xì)嫩、具有濃郁的發(fā)酵香味、后味飽滿。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、安全性，應(yīng)嚴(yán)格控制發(fā)酵室和混合原料的的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

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Optimizing Fermentation Process Parameters of Fermented Beef Sausages

ZHANG Feng-kuan1，YI Xiao-yan2，YOU Li-xin1，CHEN Hai-yan1，LIU Xue-jun2,*
(1. Development College of Jilin Agricultural University, Changchun 130600, China；
2. College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

Lactobacillus caseiandStaphylococcus xylosuswere used as the mixed fermentation starter for fermented beef sausages. The optimal fermentation process parameters of fermented beef sausages were determined by orthogonal array design method to be: fermentation time of 16 h, pH 5.0, fermentation temperature of 30 ℃, mixed fermentation starter amount of 107CFU/g with aLactobacillus casei-to-Staphylococcus xylosusratio of 3:1 and relative humidity of 90%. In addition, the addition of mixed fermentation starter in a slow fermentation method could produce fermented beef sausages with excellent texture and taste as well as soft flavor, which is suitable for Chinese consumption habits.

Lactobacillus casei；Staphylococcus xylosus；fermented beef sausage；process

TS251.65

A

1002-6630(2011)16-0182-05

2010-09-13

吉林省科學(xué)技術(shù)廳資助項(xiàng)目(20050202-2)

張鳳寬(1944—)，男，教授，研究方向?yàn)閯?dòng)物性食品科學(xué)。E-mail：zhangfk2003@yahoo.com.cn

*通信作者：劉學(xué)軍(1963—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)閯?dòng)物性食品檢測(cè)。E-mail：liuxj@163.com