王 帆,遲明旭,,韓德權(quán),李春陽(yáng),*

(1. 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;2.黑龍江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150080)

混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸品質(zhì)的影響

王 帆1,遲明旭1,2,韓德權(quán)2,李春陽(yáng)1,*

(1. 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;2.黑龍江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150080)

本文研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸品質(zhì)的影響。通過微生物測(cè)定、化學(xué)指標(biāo)測(cè)定、色差分析和TPA質(zhì)構(gòu)分析,探討發(fā)酵過程中魚肉品質(zhì)的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在發(fā)酵的24h中,乳酸菌作為優(yōu)勢(shì)菌顯著增殖,降低了魚肉香腸的pH,抑制了假單胞菌和腸桿菌的生長(zhǎng);魚肉香腸的揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量和硫代巴比妥酸(TBA)值在發(fā)酵過程中顯著降低,氨基態(tài)氮(AAN)含量、白度、硬度和彈性顯著提高,說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以延緩魚肉香腸的腐敗變質(zhì)和油脂氧化,有助于風(fēng)味的形成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的提高,并使得產(chǎn)品的色澤和質(zhì)地得到改善。

混合菌種,聯(lián)合發(fā)酵,魚肉香腸,品質(zhì)

近年來(lái),隨著我國(guó)淡水魚養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展,淡水魚加工業(yè)的滯后逐漸突出。目前我國(guó)淡水魚主要以鮮活銷售為主,加工利用比例很小,且多以冷凍或罐藏等傳統(tǒng)加工方法為主,產(chǎn)品附加值較低。淡水魚腥異味重、凝膠性能差和易腐敗變質(zhì)成為生產(chǎn)加工中的瓶頸問題,制約了淡水魚的加工利用和增值轉(zhuǎn)化,是當(dāng)前迫切需要解決的問題[1]。

將發(fā)酵應(yīng)用于水產(chǎn)品加工已受到廣泛的研究和關(guān)注。Aryanta等[2]以烏魚為原料,利用乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵,抑制了腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng);金晶等[3]利用酵母菌發(fā)酵草魚魚糜,可有效脫除腥味并提高凝膠性能。但這些研究主要采用單一菌種作為發(fā)酵劑,產(chǎn)品的風(fēng)味比較單調(diào),且菌種連續(xù)代謝會(huì)導(dǎo)致亞硝酸鹽等物質(zhì)的積累。在前期的工作中,研究開發(fā)了一種混合菌種聯(lián)合發(fā)酵魚肉香腸產(chǎn)品,篩選出具有良好脫腥效果的混合菌種和配比,優(yōu)化了發(fā)酵魚肉香腸的加工工藝[4-5]。

本文進(jìn)一步研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸品質(zhì)的影響,探討發(fā)酵過程中魚肉微生物、pH、化學(xué)成分、揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量、硫代巴比妥酸(TBA)值、氨基態(tài)氮(AAN)含量以及色澤、質(zhì)地等指標(biāo)的變化規(guī)律,為制備感官、營(yíng)養(yǎng)和保藏性能俱佳的新型淡水魚精深加工產(chǎn)品提供理論依據(jù),為淡水魚的增值轉(zhuǎn)化提供了一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乳酸菌1216、葡萄球菌1924、酵母菌0408 由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所保藏。

MRS培養(yǎng)基、MSA培養(yǎng)基、YPD培養(yǎng)基、VRBG培養(yǎng)基 購(gòu)于杭州百思生物技術(shù)有限公司;PCA培養(yǎng)基 購(gòu)于北京奧博星生物技術(shù)有限公司;GSP培養(yǎng)基 購(gòu)于英國(guó)OXIOD公司。

新鮮青魚 購(gòu)于南京孝陵衛(wèi)菜市場(chǎng);食鹽、蔗糖、料酒、玉米淀粉 均為市售;復(fù)合磷酸鹽 由江蘇雨潤(rùn)肉類產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司提供。

MG-5838絞肉機(jī) 廣東東菱電器有限公司;U50手動(dòng)打卡機(jī) 石家莊陸寬機(jī)械制造有限公司;TVP-300XP質(zhì)構(gòu)儀 瑞典泰沃公司;SC-80C全自動(dòng)色差儀 北京康光儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合菌種發(fā)酵劑的制備 發(fā)酵菌種采用乳酸菌、葡萄球菌、酵母菌混合菌種,將菌種分別接種于MRS、MSA、YPD培養(yǎng)基中,30～37℃、120r/min振蕩培養(yǎng)18～24h進(jìn)行活化,離心收集菌體,以滅菌生理鹽水洗滌2～3次并制備成濃度為107～108cfu/mL的發(fā)酵劑,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 發(fā)酵魚肉香腸的制備 在前期的工作中,優(yōu)化了發(fā)酵魚肉香腸產(chǎn)品的加工工藝[4],得到混合菌種發(fā)酵劑的配比和發(fā)酵魚肉香腸的工藝參數(shù):新鮮青魚去骨采肉后勻漿得到青魚肉糜,添加腌制劑(食鹽1.5%、復(fù)合磷酸鹽0.1%)混合均勻后于4℃腌制24h,然后添加調(diào)味料和輔料(蔗糖2%、料酒2%、玉米淀粉8%、水20%)混合均勻,以1%接種量(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)加入制備好的混合菌種發(fā)酵劑,發(fā)酵劑與魚肉糜混合均勻后灌入腸衣中結(jié)扎成型,置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵24h,發(fā)酵完成后于100℃加熱30min殺菌熟化,冷卻后貯藏。

1.2.3 發(fā)酵魚肉香腸品質(zhì)的測(cè)定

1.2.3.1 菌相測(cè)定 以未經(jīng)發(fā)酵的魚肉香腸為對(duì)照,測(cè)定發(fā)酵魚肉香腸的菌相變化。分別在發(fā)酵的0、12、24h以無(wú)菌操作取樣10g,搗碎后加入90mL含有0.1%蛋白胨的滅菌生理鹽水中,振蕩10min取1mL上清液進(jìn)行10倍梯度稀釋,選擇合適的稀釋度在選擇性培養(yǎng)基上分別進(jìn)行培養(yǎng)計(jì)數(shù),方法參照GB/T 4789.20-2003[6]:菌落總數(shù)的測(cè)定采用PCA培養(yǎng)基在37℃下培養(yǎng)48h,乳酸菌的測(cè)定采用MRS培養(yǎng)基在37℃下培養(yǎng)48h,腸桿菌的測(cè)定采用VRBG培養(yǎng)基在37℃下培養(yǎng)24h,假單胞菌的測(cè)定采用GSP培養(yǎng)基在26℃下培養(yǎng)72h。

1.2.3.2 化學(xué)指標(biāo)測(cè)定 以未經(jīng)發(fā)酵的魚肉香腸為對(duì)照,測(cè)定發(fā)酵魚肉香腸的化學(xué)指標(biāo)以評(píng)價(jià)混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸產(chǎn)品質(zhì)量的影響。水分、灰分、蛋白質(zhì)和脂肪含量的測(cè)定方法分別參照GB5009.3-2010直接干燥法[7]、GB5009.4-2010高溫灼燒法[8]、GB5009.5-2010凱氏定氮法[9]和GB/T14772-2008索氏抽提法[10]進(jìn)行,pH的測(cè)定參照Wang[11]的方法進(jìn)行,揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量的測(cè)定采用GB/T5009.44-2003[12]微量擴(kuò)散法,硫代巴比妥酸(TBA)值的測(cè)定參照Vasavada[13]的方法進(jìn)行,氨基態(tài)氮(ANN)含量的測(cè)定采用甲醛滴定法[14]。

1.2.3.3 色澤和質(zhì)構(gòu)測(cè)定 以色澤參數(shù)白度和質(zhì)構(gòu)參數(shù)硬度、彈性為指標(biāo),測(cè)定混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸色澤和質(zhì)構(gòu)的影響。將樣品切成表面平整的塊,以未經(jīng)發(fā)酵的魚肉香腸為對(duì)照,采用SC-80C全自動(dòng)色差儀測(cè)定發(fā)酵魚肉香腸的L*、a*和b*值,白度的測(cè)定參照Benjakul[15]等方法按下式計(jì)算:白度=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2。

將樣品切成20mm×20mm×20mm高的長(zhǎng)方體,以未經(jīng)發(fā)酵的魚肉香腸為對(duì)照,采用TVT-300XP質(zhì)構(gòu)儀對(duì)發(fā)酵魚肉香腸進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定,方法為質(zhì)構(gòu)剖面分析法[16](Texture profile analysis,TPA)。測(cè)定參數(shù)如下:探頭類型P-Cy35s,測(cè)試速度120mm/min,探頭觸發(fā)力10g,探頭深入樣品距離10mm,兩次壓縮中停頓時(shí)間2s,測(cè)定時(shí)環(huán)境溫度25℃,測(cè)定結(jié)果經(jīng)TVT-300XP分析數(shù)據(jù)軟件得出。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Origin7.5繪圖,SPSS16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。文中所列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值,采用誤差線和One-way ANOVA檢驗(yàn)分析不同處理之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚肉香腸發(fā)酵過程中的菌相變化

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的菌相變化測(cè)定結(jié)果如表1所示。結(jié)果顯示,發(fā)酵魚肉香腸中的乳酸菌在發(fā)酵的24h中顯著增殖(p<0.05)成為魚肉香腸中的優(yōu)勢(shì)菌,其數(shù)量明顯高于對(duì)照組(p<0.05),說(shuō)明混合發(fā)酵劑中的乳酸菌可以充分利用魚肉為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵。假單胞菌在對(duì)照組的魚肉香腸中顯著增殖(p<0.05)成為優(yōu)勢(shì)菌,而在發(fā)酵魚肉香腸中,雖然0～12h有顯著增殖(p<0.05),但是12～24h其數(shù)量沒有明顯變化(p>0.05)且明顯低于對(duì)照組(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以抑制魚肉香腸中腐敗菌的生長(zhǎng)。與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸中的腸桿菌數(shù)量在發(fā)酵過程中沒有明顯變化(p>0.05)且明顯低于對(duì)照組(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵亦可以抑制魚肉香腸中致病菌的生長(zhǎng)。作為發(fā)酵魚肉香腸中的優(yōu)勢(shì)菌,乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸和細(xì)菌素是抑制腐敗菌和致病菌生長(zhǎng)的主要因素[17]。

表1 魚肉香腸發(fā)酵過程中的菌相變化

注:表中的數(shù)據(jù)為三次實(shí)驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差,同行含有a,b,c不同字母表示差異顯著(p<0.05),同列對(duì)照與處理之間含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

2.2 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸化學(xué)指標(biāo)的影響

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的化學(xué)成分測(cè)定結(jié)果如表2所示。結(jié)果顯示,與未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸相比,發(fā)酵魚肉香腸的水分、灰分、蛋白質(zhì)和脂肪含量沒有顯著變化(p>0.05),此結(jié)果與Yin[18]等采用乳酸菌和片球菌對(duì)鯖魚魚糜發(fā)酵結(jié)果一致,混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸水分、灰分、蛋白質(zhì)和脂肪含量的影響不大。

表2 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸化學(xué)成分的影響

注:表中的數(shù)據(jù)為三次實(shí)驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差,同行含有a,b不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的pH測(cè)定結(jié)果圖1所示。結(jié)果顯示,發(fā)酵魚肉香腸的pH在發(fā)酵的24h中從6.73顯著降低到了4.91(p<0.01),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的pH在發(fā)酵24h時(shí)呈極顯著性差異(p<0.01),說(shuō)明乳酸菌迅速增殖分解糖后產(chǎn)酸使得魚肉香腸的pH明顯下降。未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸的pH先降低后升高可能是魚肉中土著微生物作用的結(jié)果。

圖1 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸pH的影響Fig.1 Effect of fermentation by mixed starter cultures on pH value of fish sausage

TVB-N含量和TBA值分別是衡量肉類腐敗變質(zhì)和油脂氧化的重要指標(biāo)之一[19]。未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的TVB-N含量和TBA值測(cè)定結(jié)果分別如圖2和圖3所示。結(jié)果顯示,未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸的TVB-N含量在發(fā)酵過程中從1.58mg/100g顯著升高到了12.36mg/100g(p<0.01),而發(fā)酵魚肉香腸的TVB-N含量?jī)H從1.51mg/100g升高到了2.36mg/100g(p<0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的TVB-N含量在發(fā)酵24h時(shí)呈極顯著性差異(p<0.01),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以明顯降低魚肉香腸的TVB-N含量;未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的TBA值在發(fā)酵過程中均有升高(p<0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的TBA值在發(fā)酵24h時(shí)呈顯著性差異(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵亦可以明顯降低魚肉香腸的TBA值。發(fā)酵魚肉香腸的TVB-N含量和TBA值降低,表明發(fā)酵菌種的迅速增殖抑制了魚肉中腐敗菌的生長(zhǎng),使得魚肉香腸的腐敗變質(zhì)和油脂氧化得到延緩,保藏性能提高,其中乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸和細(xì)菌素是抑制腐敗菌生長(zhǎng)的主要因素[17]。

圖2 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸TVB-N含量的影響Fig.2 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TVB-N content of fish sausage

圖3 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸TBA值的影響Fig.3 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TBA value of fish sausage

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的AAN含量測(cè)定結(jié)果如圖4所示。結(jié)果顯示,未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的AAN含量在發(fā)酵過程中均有升高(p<0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的AAN含量在發(fā)酵24h時(shí)呈顯著性差異(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以明顯提高魚肉香腸的AAN含量,其中主要原因是葡萄球菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶將魚肉中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸等小分子物質(zhì),有助于魚肉香腸風(fēng)味的形成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的提高[20]。介于未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸的TVB-N含量在發(fā)酵過程中升高(圖2),表明香腸中的腐敗菌生長(zhǎng)使得魚肉蛋白質(zhì)分解,從而導(dǎo)致未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸的AAN含量升高[21]。

圖4 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸AAN含量的影響Fig.4 Effect of fermentation by mixed starter cultures on AAN content of fish sausage

2.3 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸色澤和質(zhì)構(gòu)的影響

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的白度測(cè)定結(jié)果如圖5所示。結(jié)果顯示,未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的白度在發(fā)酵過程中均有提高(p<0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的白度在發(fā)酵24h時(shí)呈顯著性差異(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以明顯提高魚肉香腸的白度,使魚肉香腸的色澤更加白皙明亮。

圖5 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸白度的影響Fig.5 Effect of fermentation by mixed starter cultures on whiteness of fish sausage

未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)硬度和彈性測(cè)定結(jié)果分別如圖6和圖7所示。結(jié)果顯示,未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸和發(fā)酵魚肉香腸的硬度在發(fā)酵過程中均有提高(p<0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的硬度在發(fā)酵24h時(shí)呈顯著性差異(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵可以明顯提高魚肉香腸的硬度;發(fā)酵魚肉香腸的彈性在發(fā)酵過程中也有顯著提高(p<0.05),而未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸的彈性變化不大(p>0.05),與對(duì)照組相比,發(fā)酵魚肉香腸的彈性在發(fā)酵24h時(shí)呈顯著性差異(p<0.05),說(shuō)明混合菌種聯(lián)合發(fā)酵亦可以明顯提高魚肉香腸的彈性。與未添加發(fā)酵劑的魚肉香腸相比,發(fā)酵魚肉香腸的硬度和彈性在發(fā)酵24h時(shí)分別提高了34.3%和44.4%,發(fā)酵魚肉香腸的質(zhì)地得到了明顯的改善。

圖6 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸硬度的影響Fig.6 Effect of fermentation by mixed starter cultures on hardness of fish sausage注:圖中的數(shù)據(jù)為三次實(shí)驗(yàn)的平均值,同一時(shí)間點(diǎn)含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

圖7 混合菌種聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸彈性的影響Fig.7 Effect of fermentation by mixed starter cultures on springiness of fish sausage注:圖中的數(shù)據(jù)為三次實(shí)驗(yàn)的平均值,同一時(shí)間點(diǎn)含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

3 結(jié)論

混合發(fā)酵劑(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)可以充分利用魚肉為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵,在發(fā)酵的24h中,乳酸菌作為優(yōu)勢(shì)菌迅速增殖,產(chǎn)生乳酸和細(xì)菌素抑制魚肉香腸中腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng),顯著降低了魚肉的pH、TVB-N含量和TBA值,延緩了魚肉香腸的腐敗變質(zhì)和油脂氧化,使得產(chǎn)品的保藏性能得到提高。葡萄球菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的蛋白酶將魚肉中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸等小分子物質(zhì),顯著提高了魚肉的AAN含量,有助于魚肉香腸風(fēng)味的形成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的提高?；旌暇N聯(lián)合發(fā)酵可以明顯提高魚肉香腸的白度、硬度和彈性,改善了魚肉香腸的色澤和質(zhì)地?；旌暇N聯(lián)合發(fā)酵對(duì)魚肉香腸水分、灰分、蛋白質(zhì)和脂肪含量的影響不大。

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Characteristics of fermented fish sausage inoculated with mixed starter cultures

WANG Fan1,CHI Ming-xu1,2,HAN De-quan2,LI Chun-yang1,*

(1. Institute of Food Science and Technology,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;2. College of Life Science,Heilongjiang University,Harbin 150080,China)

Characteristics of fermented fish sausage was studied inoculated with mixed starter cultures of Lactobacillus,Staphylococcus and yeast. The experiments were performed by analyzing of microorganisms,chemical compounds,appearance and texture. During the 24h of fermentation,Lactobacillus became the dominant species and resulted in a rapid decrease of pH,which significantly inhibited the growth ofPseudomonasandEnterobacteriaceae. The TVB-N content and TBA value of fermented fish sausage decreased. Moreover,the AAN content,whiteness,hardness and springiness were higher than that of control. Results indicated that fermentation with mixed starter cultures contributed to spoilage and oil oxidation delay,flavor development,nutrition value improvement,better appearance and taste of fish sausage.

mixed starter cultures;associated fermentation;fish sausage;characteristics

2014-07-08

王帆(1983-),女,碩士,助理研究員,研究方向:食品微生物。

*通訊作者:李春陽(yáng)(1966-),男,博士,研究員,研究方向:活性物質(zhì)與功能食品。

江蘇省水產(chǎn)三新工程項(xiàng)目(Y2013-49)。

TS254.1

A

1002-0306(2015)07-0182-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.030