王乃富，李春陽(yáng)*，閻 征，蔣 寧，劉文旭

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014)

乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜菌相與品質(zhì)的影響

王乃富，李春陽(yáng)*，閻 征，蔣 寧，劉文旭

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014)

我國(guó)淡水漁業(yè)資源十分豐富，其產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的2/3[1]。在我國(guó)的淡水養(yǎng)殖品種結(jié)構(gòu)中，鳙魚(yú)(Aristichthys nobilis)是養(yǎng)殖規(guī)模最大的品種[2]。大量研究表明，鳙魚(yú)中蛋白質(zhì)含量較高，氨基酸構(gòu)成模式接近人體需要，是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物蛋白資源[3]。但由于受傳統(tǒng)消費(fèi)習(xí)慣的影響，鳙魚(yú)魚(yú)身和魚(yú)尾部分價(jià)格相對(duì)較低，生產(chǎn)效益不高。因此，采用新的加工技術(shù)，提高鳙魚(yú)肉的功能與品質(zhì)，增加產(chǎn)品的附加值，已成為當(dāng)前淡水魚(yú)業(yè)加工亟待解決的問(wèn)題。

將乳酸菌發(fā)酵應(yīng)用于魚(yú)制品加工已受到廣泛的研究和關(guān)注。Aryanta等[4]以烏魚(yú)為原料，利用乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，抑制了腐敗菌及病原菌的生長(zhǎng)。張風(fēng)寬等[5]利用乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)鮐魚(yú)肉香腸，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵能促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，抑制有害菌的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)產(chǎn)品保藏期，并使產(chǎn)品獲得獨(dú)特風(fēng)味。廖貞如[6]以乳酸菌發(fā)酵鯖魚(yú)肉糜，可抑制鯖魚(yú)魚(yú)糜中揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的生成，促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解，并且該發(fā)酵產(chǎn)品具有降血壓、血糖及血膽固醇等功效。但是，這些研究主要采用海水魚(yú)作為原料，對(duì)淡水魚(yú)糜中特別是鳙魚(yú)肉糜中乳酸菌的發(fā)酵特性，發(fā)酵對(duì)魚(yú)肉糜的風(fēng)味、口感、凝膠強(qiáng)度和蛋白質(zhì)的影響等方面則較少報(bào)道。因此，本研究以乳酸菌發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜，探討乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜菌相和品質(zhì)變化的影響，為乳酸菌發(fā)酵鳙魚(yú)肉制品的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選取0.5kg以上新鮮鳙魚(yú)，購(gòu)于南京孝陵衛(wèi)菜市場(chǎng)，去頭尾、內(nèi)臟、鱗后，采肉，勻漿，備用。

1.2 菌種

植物乳桿菌L3(Lactobacillus plantarum L3，簡(jiǎn)稱L3)、植物乳桿菌L8(Lactobacillus plantarum L8，簡(jiǎn)稱L8)、保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus，簡(jiǎn)稱Lb)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus，簡(jiǎn)稱St)和干酪乳桿菌(Lactobacillus casei Lc35，簡(jiǎn)稱Lc35)均由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所功能食品組保藏。

1.3 儀器與設(shè)備

TGL-16C型高速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；S20型pH計(jì) 瑞士Merrler-Toledo公司；TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀美國(guó)FTC公司；T25 basic勻漿機(jī) 德國(guó)KIA公司；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Mini-protein電泳系統(tǒng) 美國(guó)Bio-Rad公司。

1.4 發(fā)酵劑的制備

將已活化乳酸菌菌液以體積分?jǐn)?shù)3%接種量接種于MRS液體培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期末期，4℃、8000×g離心20min，收集菌體。將菌體懸浮于已滅菌的0.85g/100mL生理鹽水中，離心收集沉淀，再懸浮于已滅菌的生理鹽水中，備用。

1.5 乳酸菌發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜的制備

將制備好的鳙魚(yú)肉糜以3mL/100g的接種量接種乳酸菌發(fā)酵劑，攪拌均勻后，置于100mL燒杯中，37℃密閉發(fā)酵至40h，每隔8h取樣，進(jìn)行菌相和品質(zhì)分析。

1.6 指標(biāo)測(cè)定

1.6.1 菌相測(cè)定

菌相測(cè)定參照魯長(zhǎng)豪[7]的方法：細(xì)菌總數(shù)用PCA平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基，30℃培養(yǎng)48h；乳酸菌采用MRS培養(yǎng)基，37℃培養(yǎng)48h；假單胞菌采用PAS瓊脂培養(yǎng)基，30℃培養(yǎng)72h；腸桿菌用EC培養(yǎng)基，37℃培養(yǎng)24h。

1.6.2 pH值測(cè)定

取10g樣品在研缽中研細(xì)后加入90mL蒸餾水，浸提20min，過(guò)濾后取濾液用pH計(jì)測(cè)定。

1.6.3 一般成分分析

1.6.4 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

TVB-N的測(cè)定：采用微量擴(kuò)散法[7]。

凝膠強(qiáng)度的測(cè)定：參照邵懿[8]的方法，將發(fā)酵魚(yú)糜切為高度為3.0cm的小段，采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)量凝膠強(qiáng)度。記錄破斷強(qiáng)度和凹陷度，測(cè)定條件為：探頭為直徑5mm的球形探頭，下壓速率為60mm/min。

凝膠強(qiáng)度/(g·cm)＝破斷強(qiáng)度/g×凹陷度/cm

白度的測(cè)定：參照Benjakul等[9]方法，測(cè)定魚(yú)糜凝膠的L*、a*、b*值，白度=100－[(100－L*)2＋a*2＋b*2]1/2，式中：明度L*為黑暗色(0)到明亮色(100)，a*為紅色(60)到綠色(－60)，b*為黃色(60)到藍(lán)色(－60)。

1.6.5 乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜蛋白質(zhì)的影響

氨基酸態(tài)氮(ANN)測(cè)定：采用甲醛滴定法[7]。

水溶性和鹽溶性蛋白的制備[10]：取10g發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜與90mL 4℃預(yù)冷水混合，均質(zhì)機(jī)均質(zhì)2min后，于5000×g離心20min，收集上清液即為水溶性蛋白。上述所得沉淀加入5倍質(zhì)量4℃冷卻的磷酸緩沖液(pH7.2，含0.6mol/L KCl)，于4℃攪拌15min使其溶解后，以5000×g離心20min，收集上清液即為鹽溶性蛋白。

對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，每次AJAX請(qǐng)求為盾構(gòu)機(jī)標(biāo)識(shí)ID和當(dāng)前時(shí)間戳TIMESTAMP，服務(wù)器端接收參數(shù)之后，從Redis數(shù)緩存中查詢出數(shù)據(jù)，并以AJAX請(qǐng)求中常用的JSON數(shù)據(jù)傳輸格式返回?cái)?shù)據(jù)，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頁(yè)面進(jìn)行局部的數(shù)據(jù)更新，從而達(dá)到盾構(gòu)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化的目的。AJAX數(shù)據(jù)請(qǐng)求流程如圖7。

電泳分析：依據(jù)汪家政等[11]方法進(jìn)行，膠體厚度為1.0mm，濃縮膠4%，分離膠10%。采用考馬斯亮藍(lán)染色法，進(jìn)行固定、染色和脫色。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過(guò)程中pH值的變化

圖1 不同乳酸菌對(duì)鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵過(guò)程中pH值變化的影響Fig.1 Change in pH of minced bighead carp during fermentation

如圖1所示，鳙魚(yú)肉糜添加乳酸菌發(fā)酵劑，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，pH值迅速下降，發(fā)酵40h時(shí)，pH值下降至4.07～4.35。而未添加發(fā)酵劑的對(duì)照組pH值則略有下降，發(fā)酵40h時(shí)pH值為5.57。上述結(jié)果表明，乳酸菌可利用鳙魚(yú)肉糜為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，乳酸菌迅速增殖，分解糖后產(chǎn)酸，使得pH值迅速下降，從而有可能抑制鳙魚(yú)肉糜中腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)。

2.2 發(fā)酵過(guò)程中菌相的變化

圖2 不同乳酸菌對(duì)鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵過(guò)程中菌相變化的影響Fig.2 Change in microbflora of minced bighead carp during fermentation

如圖2所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的細(xì)菌總數(shù)均顯著增加，但實(shí)驗(yàn)組增加更為迅速。發(fā)酵36h時(shí)，對(duì)照組細(xì)菌總數(shù)為108CFU/g，而實(shí)驗(yàn)組均達(dá)到109CFU/g以上。與對(duì)照組相比，添加發(fā)酵劑的實(shí)驗(yàn)組乳酸菌數(shù)迅速增加，發(fā)酵24h后，乳酸菌均可達(dá)到109CFU/g，而對(duì)照組僅為107CFU/g。與此同時(shí)，添加乳酸菌發(fā)酵劑可有效抑制鳙魚(yú)肉糜腸桿菌和假單胞菌的增長(zhǎng)，而對(duì)照組兩者卻增加迅速。類似的結(jié)果也見(jiàn)于乳酸菌發(fā)酵豬肉或牛肉香腸中。于長(zhǎng)青等[12]以植物乳桿菌和啤酒酵母發(fā)酵牛肉香腸，發(fā)現(xiàn)添加發(fā)酵劑可顯著增加香腸中的乳酸菌數(shù)，同時(shí)可有效抑制其中腸桿菌的數(shù)量。H u a n g等[13]在中式豬肉香腸中接種106CFU/g的乳酸菌于30℃條件下發(fā)酵24h，發(fā)現(xiàn)香腸中的乳酸菌數(shù)會(huì)迅速地由106CFU/g 增加到108CFU/g，而假單胞菌、革蘭氏陰性菌以及腸桿菌的生長(zhǎng)明顯地受到抑制。

2.3 鳙魚(yú)肉糜中一般成分的變化

表1 鳙魚(yú)肉糜一般成分的變化Table 1 Effect of fermentation with different lactic acid bacteria on proximate composition of minced bighead carp

表1顯示、乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的含量影響不大，這與胡永金等[14]以乳酸菌發(fā)酵鰱魚(yú)肉漿的結(jié)果是一致的。

2.4 乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜品質(zhì)的影響

2.4.1 TVB-N值的變化

圖3 不同乳酸菌對(duì)鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵過(guò)程中TVB-N值變化的影響Fig.3 Change in TVB-N of minced bighead carp during fermentation

TVB-N是指動(dòng)物性食品在腐敗過(guò)程中，由于細(xì)菌和酶的作用，蛋白質(zhì)分解而形成的氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)。此類物質(zhì)具有揮發(fā)性，與動(dòng)物性食品腐敗程度之間有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是衡量肉類腐敗變質(zhì)的重要指標(biāo)[15]。發(fā)酵過(guò)程中TVB-N值的變化見(jiàn)圖3，實(shí)驗(yàn)組的TVB-N值遠(yuǎn)低于對(duì)照組的水平。說(shuō)明由于乳酸菌的迅速增殖，鳙魚(yú)肉糜的pH值降低，抑制了腸桿菌和假單胞菌等腐敗菌的生長(zhǎng)，而它們能利用游離氨基酸等含氮化合物產(chǎn)生揮發(fā)性含氮成分，從而降低了產(chǎn)品的TVB-N值。

圖4 不同乳酸菌對(duì)鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵過(guò)程中凝膠強(qiáng)度(a)和白度(b)變化的影響Fig.4 Changes in gel strength and whiteness of minced bighead carp during fermentation

2.4.2 凝膠強(qiáng)度和白度的變化魚(yú)糜制品凝膠性的強(qiáng)弱是衡量其質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)最重要的指標(biāo)。圖4所示為乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜凝膠強(qiáng)度的影響，接種乳酸菌發(fā)酵劑可增強(qiáng)鳙魚(yú)肉糜的凝膠強(qiáng)度，發(fā)酵24h后，其凝膠強(qiáng)度為374.1～482.8g·cm，而對(duì)照組僅為115.8g·cm。類似的結(jié)果見(jiàn)于乳酸菌發(fā)酵吳郭魚(yú)肉中[10]。不同加工條件或加工方式凝膠的形成機(jī)制有所不同，其中pH值是影響凝膠形成的一個(gè)重要因素。Riebroy等[16]和Fretheim等[17]報(bào)道魚(yú)肉香腸的逐漸酸化是其形成優(yōu)良凝膠的主要原因。發(fā)酵過(guò)程中，乳酸菌分解糖等碳水化合物獲得自身生長(zhǎng)繁殖的碳源，并經(jīng)過(guò)EMP酵解途徑將碳水化合物降解為乳酸等產(chǎn)物，乳酸的產(chǎn)生會(huì)造成魚(yú)肉糜蛋白質(zhì)的pH值接近等電點(diǎn)，降低了蛋白質(zhì)保水性，水分減少，水作為蛋白質(zhì)隔離物的作用下降，蛋白質(zhì)絮凝和肉顆?；ハ嘟咏辜忓N型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列變化，分子之間相互作用，產(chǎn)生新的連接，最終形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)。此外，詹淑云[18]報(bào)道乳酸菌所產(chǎn)胞外黏性物質(zhì)亦可加強(qiáng)魚(yú)肉香腸的凝膠強(qiáng)度。與凝膠強(qiáng)度的增強(qiáng)相類似，乳酸菌發(fā)酵亦可增加鳙魚(yú)肉糜的白度。Yin等[19]推測(cè)魚(yú)肉白度的增加是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)被乳酸菌蛋白酶水解，且因乳酸菌代謝生成乳酸等有機(jī)酸造成pH值下降，誘發(fā)魚(yú)肉蛋白質(zhì)膠凝所致。

2.5 乳酸菌發(fā)酵對(duì)鳙魚(yú)肉糜蛋白質(zhì)的影響

2.5.1 氨基酸態(tài)氮(AAN)含量變化

圖5 不同乳酸菌對(duì)鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵過(guò)程中AAN含量變化的影響Fig.5 Change in AAN in minced bighead carp during fermentation

乳酸菌發(fā)酵肉制品在成熟期間，蛋白質(zhì)發(fā)生降解生產(chǎn)多肽、游離氨基酸等物質(zhì)，從而使肉制品中AAN含量提高，氨態(tài)氮與寡肽等成分協(xié)同作用，能有效地促進(jìn)發(fā)酵肉制品風(fēng)味的形成。如圖5所示，發(fā)酵40h時(shí)與對(duì)照組相比，添加發(fā)酵劑組的AAN含量都有不同程度的增加，表明發(fā)酵劑的添加更有利于鳙魚(yú)肉糜中蛋白質(zhì)降解為肽或氨基酸，從而有助于產(chǎn)品最終風(fēng)味的形成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的改善。

2.5.2 SDS-PAGE分析

鳙魚(yú)肉糜發(fā)酵40h后，分別提取其水溶性和鹽溶性蛋白，進(jìn)行SDS-PAGE電泳，結(jié)果如圖6所示。

圖6 不同乳酸菌發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜中水溶性蛋白(a)和鹽溶性蛋白(b)的SDS-PAGE電泳圖Fig.6 SDS-PAGE profile of water-soluble protein and salt soluble protein in minced bighead carp

圖6表明，水溶性蛋白或鹽溶性蛋白在未發(fā)酵時(shí)均存在高分子蛋白質(zhì)，發(fā)酵40h后，水溶性和鹽溶性蛋白均存在不同程度的降解。與對(duì)照組相比，添加發(fā)酵劑的實(shí)驗(yàn)組蛋白降解更為明顯。李平蘭等[20]研究表明，發(fā)酵香腸中蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)主要由肉中本身的蛋白酶催化，這些酶包括鈣激活酶和組織蛋白酶。盡管微生物酶具有一定水解蛋白質(zhì)的能力，但相對(duì)于肉組織酶來(lái)說(shuō)，微生物酶的活性要小得多。Kato等[21]指出乳酸菌蛋白分解活性非常差，發(fā)酵香腸成熟期間蛋白質(zhì)分解主要源自肉品本身的蛋白酶，添加乳酸菌之所以促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解，可能是因?yàn)槿樗峋奶砑樱档土思∪鈖H值，從而提高肉中酸性蛋白酶的活性所致。

3 結(jié) 論

以乳酸菌發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜，乳酸菌在鳙魚(yú)肉糜中可得到迅速增殖，顯著降低鳙魚(yú)肉糜的pH值，抑制其中假單胞菌、腸桿菌等腐敗菌的生長(zhǎng)，抑制TVB-N的生產(chǎn)量，增加AAN的含量，同時(shí)還可增強(qiáng)鳙魚(yú)肉糜的凝膠強(qiáng)度和白度。SDS-PAGE凝膠電泳顯示，鳙魚(yú)肉糜水溶性和鹽溶性蛋白均存在不同程度的降解。綜上所述，乳酸菌發(fā)酵是改善鳙魚(yú)肉糜品質(zhì)的一種有效方式。

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摘 要：以不同乳酸菌菌株發(fā)酵鳙魚(yú)肉糜，對(duì)其發(fā)酵過(guò)程中菌相和品質(zhì)變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：乳酸菌發(fā)酵可顯著降低鳙魚(yú)肉糜的pH值，抑制腐敗菌的生長(zhǎng)，降低揮發(fā)性鹽基氮的生成量，同時(shí)還可增強(qiáng)鳙魚(yú)肉糜的凝膠強(qiáng)度和白度。SDS-PAGE分析表明，乳酸菌發(fā)酵可促進(jìn)鳙魚(yú)肉糜蛋白質(zhì)的降解。
關(guān)鍵詞：鳙魚(yú)肉糜；乳酸菌；發(fā)酵；微生物；品質(zhì)

Effect of Lactic Acid Fermentation on Microflora and Physico-chemical Properties of Minced Bighead Carp

WANG Nai-fu，LI Chun-yang*，YAN Zheng，JIANG Ning，LIU Wen-xu
(Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Minced bighead carp was fermented by different strains of lactic acid bacteria and the changes in its microflora and physico-chemical properties during fermentation were analyzed. The results showed that lactic acid fermentation could notably decrease the pH of minced bighead carp and inhibit the growth of other microorganisms such as spoilage bacteria. Meanwhile, the content of TVB-N in minced bighead carp was reduced and its gel strength and whiteness were enhanced. SDS-PAGE studies indicated that lactic acid fermentation could propel the decomposition of protein in the minced bighead carp.

minced bighead carp；lactic acid bacteria；fermentation；microflora；properties

TS254.5

A

1002-6630(2011)07-0092-05

2010-07-14

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目(cx(08)143)

王乃富(1977—)，男，副研究員，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：naifuwang@163.com

*通信作者：李春陽(yáng)(1966—)，男，副研究員，博士，研究方向?yàn)楣δ苁称?。E-mail：lichunyang968@126.com