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        延長(zhǎng)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干保藏期研究

        2020-10-22 00:58:12陳菲菲趙長(zhǎng)青趙陽(yáng)
        中國(guó)調(diào)味品 2020年10期

        陳菲菲,趙長(zhǎng)青,趙陽(yáng)

        (四川輕化工大學(xué) 生物工程學(xué)院,四川 宜賓 644000)

        隨著時(shí)代的發(fā)展,大眾對(duì)休閑類(lèi)食品的需求也逐漸增加,既要協(xié)調(diào)口感和外觀,又要兼顧營(yíng)養(yǎng)和保健性。我國(guó)不僅是世界上肉類(lèi)生產(chǎn)大國(guó)[1],也是肉類(lèi)消費(fèi)大國(guó)。發(fā)酵肉制品采用發(fā)酵劑對(duì)肉進(jìn)行發(fā)酵,使肉中蛋白質(zhì)分解為氨基酸,提高了腸道的消化性[2],發(fā)酵肉制品在自然或人工控制條件下,經(jīng)微生物發(fā)酵或酶的作用,使原料肉發(fā)生一系列生物化學(xué)及物理變化,產(chǎn)生特殊風(fēng)味、色澤和質(zhì)地,且具有較長(zhǎng)保質(zhì)期[3]。發(fā)酵肉制品可謂是新型肉制品的一種,新型肉制品的開(kāi)發(fā)及推廣是目前很多企業(yè)研究的主要方向,它能代替?zhèn)鹘y(tǒng)肉制品給人們提供必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)避免傳統(tǒng)肉制品存在的不足,易被消費(fèi)者重視。我國(guó)發(fā)酵肉制品的研究較晚,仍處于以依賴(lài)自然環(huán)境為主的粗放型生產(chǎn)狀態(tài),產(chǎn)品的附加值低,研究水平滯后,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家[4],豬肉作為最普通的食材,其蛋白質(zhì)含量高,而脂肪、膽固醇含量相對(duì)較低,味道鮮美而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,將豬肉進(jìn)行發(fā)酵制成休閑食品是一大趨勢(shì)。比如將豬肉制成發(fā)酵香腸已有許多研究[5],而火腿也是豬肉比較常見(jiàn)的一種加工方式,現(xiàn)也有相關(guān)報(bào)道[6],現(xiàn)在比較受歡迎的豬肉脯也可見(jiàn)相關(guān)研究[7]。如今將豬肉發(fā)酵制成發(fā)酵豬肉干的嘗試也逐漸成為一種新的休閑肉制品加工方法[8]。

        乳酸菌是人體的益生菌,乳酸片球菌作為乳酸菌的一種,其代謝產(chǎn)生乳酸、醋酸等物質(zhì),降低了肉制品的pH,延長(zhǎng)了其保藏期,也與發(fā)酵食品的風(fēng)味、口感和營(yíng)養(yǎng)等息息相關(guān)[9]。Adisorn等的研究也證明乳酸菌對(duì)病原體和腐敗微生物的生長(zhǎng)具有抑制作用[10]。實(shí)驗(yàn)在前期對(duì)發(fā)酵豬肉干風(fēng)味等方面已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究,為了將發(fā)酵豬肉干向工業(yè)生產(chǎn)方向發(fā)展,還需要對(duì)發(fā)酵豬肉干的保藏期進(jìn)行進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)用乳酸片球菌作為發(fā)酵劑,將豬肉進(jìn)行發(fā)酵制成豬肉干,這也是新型肉制品的一種嘗試。發(fā)酵劑具有增加肉制品風(fēng)味和安全性等優(yōu)勢(shì),在發(fā)酵肉制品工業(yè)化生產(chǎn)方面具有巨大潛力,且對(duì)致病菌、生物胺等潛在安全風(fēng)險(xiǎn)的控制具有重要作用,甚至具備功能性作用[11]。實(shí)驗(yàn)通過(guò)探索不同的發(fā)酵條件(接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間)和烘烤條件(烘烤溫度、烘烤時(shí)間),研究如何延長(zhǎng)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的保藏期,以微生物指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn),確定出保藏期最長(zhǎng)的發(fā)酵豬肉干工藝條件,為推動(dòng)發(fā)酵肉制品的產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

        新鮮豬肉、白砂糖、鹽、菜籽油、醬油、姜、高溫蒸煮袋:市售;葡萄糖、乳糖:分析純,成都市科龍化工試劑廠;牛肉浸膏、蛋白胨、氯化鈉:分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

        1.1.2 儀器與設(shè)備

        數(shù)顯恒溫水浴鍋、生化培養(yǎng)箱 常州普天儀器制造有限公司;電子天平 上海恒平科學(xué)儀器有限公司;超凈工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)安泰空氣技術(shù)有限公司;可見(jiàn)分光光度計(jì) 翱藝儀器(上海)有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海瑯玕實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;數(shù)字酸度計(jì) 成都方舟科技開(kāi)發(fā)有限公司;恒溫培養(yǎng)振蕩箱 上海蘇坤實(shí)業(yè)有限公司;真空包裝機(jī) 溫州奔騰機(jī)械有限公司。

        1.2 實(shí)驗(yàn)部分

        1.2.1 發(fā)酵豬肉干加工工藝流程

        發(fā)酵液的制備→原料肉預(yù)處理→初煮→復(fù)煮→滅菌→接種→發(fā)酵→烘烤→包裝→滅菌→保藏。

        1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

        通過(guò)對(duì)發(fā)酵條件和烘烤條件進(jìn)行優(yōu)化,目的是探索出保藏期較長(zhǎng)的發(fā)酵豬肉干的工藝條件。本實(shí)驗(yàn)以前期研究得到的感官指標(biāo)較好的發(fā)酵豬肉干作為對(duì)照組,其工藝條件為:接種量5%、發(fā)酵時(shí)間48 h、發(fā)酵溫度35 ℃、烘烤溫度95 ℃、烘烤時(shí)間75 min。本實(shí)驗(yàn)中發(fā)酵條件(接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間)和烘烤條件(烘烤時(shí)間、烘烤溫度)優(yōu)化步驟如下。

        1.2.2.1 發(fā)酵條件的優(yōu)化

        改變發(fā)酵條件,包括接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間,從而確定出保藏期最長(zhǎng)的發(fā)酵條件。各個(gè)條件取值為:接種量1%、2.5%、5%、7.5%、10%(V/V);發(fā)酵時(shí)間12,24,36,48,60 h;發(fā)酵溫度20,25,30,35,40 ℃;以考察接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干保藏期的影響。

        1.2.2.2 烘烤條件的優(yōu)化

        改變烘烤條件,包括烘烤時(shí)間和烘烤溫度,從而確定出保藏期最長(zhǎng)的發(fā)酵條件。取不同的烘烤時(shí)間,其取值為70,75,80,85 min,以考察烘烤時(shí)間對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響。

        按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),肉干類(lèi)制品含水率不得超過(guò)20%[12]。為了既能達(dá)到國(guó)家要求,又能使豬肉干具有較好口感,實(shí)驗(yàn)需首先測(cè)得不同溫度(75,85,95,105 ℃)下發(fā)酵豬肉干含水率小于且最接近20%的烘烤時(shí)間。然后改變烘烤溫度(各烘烤溫度下的烘烤時(shí)間為豬肉干含水率小于且最接近20%的烘烤時(shí)間),取值分別為75,85,95,105 ℃, 以考察烘烤溫度對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響。

        1.2.3 發(fā)酵豬肉干微生物指標(biāo)檢測(cè)

        通過(guò)檢測(cè)嗜酸乳桿菌發(fā)酵豬肉干中微生物指標(biāo)(包括菌落總數(shù)、大腸菌群、沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌和志賀氏菌)來(lái)確定其保藏期,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。即本次實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)酵豬肉干的微生物檢測(cè)采取三級(jí)采樣方案,按照三級(jí)采樣方案設(shè)定的指標(biāo)[13],在同一批發(fā)酵豬肉干的5個(gè)樣品中,允許全部樣品中菌落總數(shù)≤104CFU/g、大腸桿菌數(shù)≤10 CFU/g;允許有≤2個(gè)樣品菌落總數(shù)在104~105CFU/g之間,大腸桿菌數(shù)在10~102CFU/g之間,不允許有樣品菌落總數(shù)>105CFU/g、大腸桿菌數(shù)>102CFU/g;任何一個(gè)樣品不得檢出致病菌(沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌)。其中,菌落總數(shù)的檢測(cè)參照GB 4789.2-2016操作;大腸菌群的檢測(cè)參照GB 4789.3-2016操作;沙門(mén)氏菌的檢測(cè)參照GB 4789.4-2016操作;金黃色葡萄球菌的檢測(cè)參照GB 4789.10-2016操作;志賀氏菌的檢測(cè)參照GB 4789.5-2012操作。

        表1 微生物指標(biāo)Table 1 Microbial indexes

        2 結(jié)果與分析

        2.1 發(fā)酵條件對(duì)豬肉干保藏期的影響

        2.1.1 接種量對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響

        表2 不同接種量下豬肉干的微生物檢測(cè)結(jié)果Table 2 Microbial test results of pork jerky with different inoculum size

        由表2可知,當(dāng)發(fā)酵豬肉干儲(chǔ)存溫度為30 ℃時(shí),未發(fā)酵的豬肉干在保藏3 d時(shí)長(zhǎng)出了致病菌沙門(mén)氏菌, 在保藏2 d時(shí)微生物指標(biāo)基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),所以未發(fā)酵豬肉干的保藏期為2 d;接種量為1%、5%、7.5%、10%的發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)微生物指標(biāo)不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),都長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,結(jié)束了保藏期。而接種量為2.5%的發(fā)酵豬肉干在10 d時(shí)最高的微生物菌落總數(shù)為1.08×105CFU/g,超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,而且長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,被淘汰,所以保藏期為7 d。相較于未優(yōu)化發(fā)酵豬肉干和未發(fā)酵豬肉干而言,其保藏期有所延長(zhǎng),可能是因?yàn)樵?.5%的接種量下,乳酸片球菌利用碳水化合物,如葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,從而使肉制品降至較低的pH值,在酸性條件下,病原菌和腐敗菌得以抑制[14],從而使乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的保藏期得到了增加。

        2.1.2 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響

        表3 不同發(fā)酵溫度下豬肉干的微生物檢測(cè)結(jié)果Table 3 Microbial test results of pork jerky at different fermentation temperatures

        由表3可知,發(fā)酵溫度為25,30,35,40 ℃的乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)被檢測(cè)出致病菌金黃色葡萄球菌,被淘汰,而發(fā)酵溫度為20 ℃的發(fā)酵豬肉干在保藏10 d時(shí)5個(gè)樣品菌落總數(shù)均在104~105CFU/g之間;大腸菌群數(shù)為4.7×103CFU/g,超過(guò)了大腸桿菌上限值102CFU/g,不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),所以保藏期為7 d。相較于未優(yōu)化發(fā)酵豬肉干和未發(fā)酵豬肉干而言,保藏期有所延長(zhǎng),原因可能是在較低的發(fā)酵溫度下,促進(jìn)乳酸片球菌產(chǎn)片球菌素的酶促反應(yīng),具有殺死病原菌并抑制與其種屬相近的病原微生物的作用[15],此外,此過(guò)程更類(lèi)似于自然發(fā)酵,但產(chǎn)酸速率加快,乙醇產(chǎn)量降低,發(fā)酵產(chǎn)品保質(zhì)期延長(zhǎng)[16],從而延長(zhǎng)了乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的保藏期。

        2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響

        表4 不同發(fā)酵時(shí)間下豬肉干的微生物檢測(cè)結(jié)果Table 4 Microbial test results of pork jerky at different fermentation time

        由表4可知,發(fā)酵時(shí)間為12,36,48,60 h的乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí),經(jīng)過(guò)微生物檢測(cè)都長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,發(fā)酵時(shí)間為36 h的豬肉干還長(zhǎng)出了沙門(mén)氏菌,被淘汰;而發(fā)酵時(shí)間為24 h的發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)微生物數(shù)量未超標(biāo),而且也未檢測(cè)出致病菌,但在保藏10 d時(shí)最高的微生物菌落總數(shù)為1.15×105CFU/g,超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,而且也長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,所以其保藏期為7 d。相較于未優(yōu)化發(fā)酵豬肉干和未發(fā)酵豬肉干而言,其保藏期有所延長(zhǎng),原因可能是在此發(fā)酵時(shí)間下,乳酸片球菌正處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖階段,產(chǎn)生了大量酸類(lèi)物質(zhì),降低了發(fā)酵豬肉干的pH值,延緩了發(fā)酵豬肉干的腐敗時(shí)間。

        2.2 烘烤條件對(duì)豬肉干保藏期的影響

        2.2.1 烘烤時(shí)間對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響

        表5 不同烘烤時(shí)間下豬肉干的微生物檢測(cè)結(jié)果Table 5 Microbial test results of pork jerky at different baking time

        由表5可知,烘烤時(shí)間為70 min的乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)的最高菌落總數(shù)超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,而且長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌;烘烤時(shí)間為75,85 min的乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,以上均不符合肉干的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),被淘汰。而烘烤時(shí)間為80 min的發(fā)酵豬肉干在保藏10 d時(shí)最高的菌落總數(shù)超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),保藏結(jié)束,其保藏期為7 d。相較于未優(yōu)化發(fā)酵豬肉干和未發(fā)酵豬肉干而言,其保藏期有所延長(zhǎng),原因是水分含量和水分活度是描述肉中水分存在的普遍參數(shù)[17],高溫和長(zhǎng)時(shí)間烘烤對(duì)肉的物理性質(zhì)有很大影響[18],水分活度在干燥過(guò)程中顯著降低,主要是因?yàn)樵陂L(zhǎng)期烘干過(guò)程中,肌纖維縱向收縮,導(dǎo)致水分大量損失,并迅速擴(kuò)散到空氣中[19],使水分活度和水分含量下降,較低的水分活度限制了微生物生長(zhǎng)和代謝活動(dòng),阻礙了致病菌的生長(zhǎng),延長(zhǎng)了發(fā)酵豬肉干的保藏期。

        2.2.2 含水率的測(cè)定

        為了對(duì)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的烘烤溫度進(jìn)行優(yōu)化,需要找到不同烘烤溫度下含水率小于且最接近20%(按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),肉干含水率不超過(guò)20%)的烘烤時(shí)間,這樣既能達(dá)到國(guó)家要求,又能使豬肉干具有較好的口感,不同烘烤條件下的發(fā)酵豬肉干含水率見(jiàn)表6。

        表6 不同烘烤條件下發(fā)酵豬肉干的含水率Table 6 Moisture content of pork jerky under different baking conditions

        由表6可知,當(dāng)烘烤溫度為75 ℃時(shí),含水率小于且最接近20%(按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),肉干含水率不超過(guò)20%)的烘烤時(shí)間為125 min,此時(shí)含水率為18.86%。當(dāng)烘烤溫度為85 ℃時(shí),含水率小于且最接近20%的烘烤時(shí)間為100 min,此時(shí)含水率為19.35%。當(dāng)烘烤溫度為95 ℃時(shí),含水率小于且最接近20%的烘烤時(shí)間為75 min,此時(shí)含水率為18.20%。當(dāng)烘烤溫度為105 ℃時(shí),含水率小于且最接近20%的烘烤時(shí)間為65 min,此時(shí)含水率為19.78%。

        2.2.3 烘烤溫度對(duì)發(fā)酵豬肉干保藏期的影響

        表7 不同烘烤溫度下豬肉干的微生物檢測(cè)結(jié)果Table 7 Microbial test results of pork jerky at different baking temperatures

        續(xù) 表

        經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)在符合國(guó)標(biāo)中肉干含水率的情況下,不同的烘烤溫度對(duì)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干保藏期有不同影響。由表7可知,烘烤溫度為75 ℃的發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)有5個(gè)樣品菌落總數(shù)在104~105CFU/g之間;烘烤溫度為95 ℃的發(fā)酵豬肉干保藏7 d時(shí)長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌;烘烤溫度為105 ℃的發(fā)酵豬肉干在保藏7 d時(shí)最高的菌落總數(shù)超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,以上均不符合保藏要求,結(jié)束保藏。而烘烤溫度為85 ℃的豬肉干在保藏10 d時(shí)最高的菌落總數(shù)超過(guò)了微生物上限值105CFU/g,而且長(zhǎng)出了致病菌金黃色葡萄球菌,所以其保藏期為7 d。相較于未優(yōu)化發(fā)酵豬肉干和未發(fā)酵豬肉干而言,其保藏期有所延長(zhǎng),原因是烘烤溫度和時(shí)間對(duì)肉的物理變化和食用品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生很大影響[20],可能在85 ℃時(shí)有利于蛋白質(zhì)變性、肉纖維收縮、結(jié)締組織收縮和增容,降低了發(fā)酵豬肉干的水分活度,從而延長(zhǎng)了乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的保藏期。

        由表5~表7可知,經(jīng)過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后,烘烤溫度為95 ℃、烘烤時(shí)間為80 min的發(fā)酵豬肉干貨架期與烘烤溫度為85 ℃、烘烤時(shí)間為100 min的發(fā)酵豬肉干貨架期一致,但綜合含水率來(lái)看,烘烤溫度為85 ℃、烘烤時(shí)間為100 min的發(fā)酵豬肉干口感更好,所以對(duì)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干來(lái)說(shuō),此工藝條件更優(yōu)。

        3 結(jié)論

        本實(shí)驗(yàn)通過(guò)微生物發(fā)酵的方法將豬肉用乳酸片球菌進(jìn)行發(fā)酵,進(jìn)而制成發(fā)酵豬肉干,這是一次新的嘗試。微生物發(fā)酵能夠明顯地改善肉制品的質(zhì)地和風(fēng)味,乳酸菌可以調(diào)節(jié)人類(lèi)腸道的菌群,還能提高人體免疫力。實(shí)驗(yàn)通過(guò)改進(jìn)豬肉干的發(fā)酵條件和烘烤條件工藝參數(shù),探索能夠延長(zhǎng)乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干保藏期的最優(yōu)條件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)30 ℃的保藏和定期的微生物檢測(cè),在接種量2.5%、發(fā)酵溫度20 ℃、發(fā)酵時(shí)間24 h、烘烤時(shí)間100 min、烘烤溫度85 ℃的工藝條件下,乳酸片球菌發(fā)酵豬肉干的保藏期得到了延長(zhǎng)。

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