劉文龍，雷英杰，張孝琴，趙志平，文永平

(成都大學(xué)肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106)

香腸因其獨特的風(fēng)味而廣受消費者的喜愛。我國傳統(tǒng)廣味香腸目前仍以自然風(fēng)干發(fā)酵為主，自然風(fēng)干發(fā)酵的過程中，外界環(huán)境是影響微生物生長的主要因素，外界環(huán)境的多變性造成了香腸的風(fēng)味、口感、食用安全性等都具有不確定性和不可控性。另外，生產(chǎn)周期長、產(chǎn)量低也造成香腸制品的質(zhì)量安全難以得到保障[1-2]。在香腸加工過程中，加入某些特定的發(fā)酵劑菌株進行發(fā)酵，不僅可以抑制有害雜菌的生長，縮短生產(chǎn)周期，而且能夠極大地提高香腸的風(fēng)味、品質(zhì)、安全性[3-4]?，F(xiàn)有研究表明，肉制品發(fā)酵劑主要包含兩種優(yōu)勢菌種：一種是乳酸菌，通過促進pH的快速下降，從而抑制腐敗微生物，降低微生物反應(yīng)引起的不良變化，使產(chǎn)品穩(wěn)定并延長貨架期；另一種是葡萄球菌、微球菌，原理是在發(fā)酵過程中產(chǎn)生脂肪酶和蛋白酶，改善產(chǎn)品的色澤，增強肉制品的風(fēng)味[5]。

近年來，有部分學(xué)者報道了通過添加發(fā)酵劑來提高香腸的品質(zhì)和安全性。陳桂柳等[6]將從泡菜中分離出的植物乳桿菌應(yīng)用到廣式香腸發(fā)酵中，在檢測其理化性質(zhì)和微生物學(xué)特征后發(fā)現(xiàn)，乳桿菌的加入對香腸的pH值影響較大，可以降低其水分活度，對大腸桿菌和霉菌具有抑制效果，并且對亞硝酸鹽表現(xiàn)出良好的降解效果。田甜等[7]將由5種微生物菌株制備成的復(fù)合發(fā)酵劑添加到廣味香腸中進行發(fā)酵，測定了香腸理化性質(zhì)的變化之后得出結(jié)論：發(fā)酵劑的添加能夠降低香腸的pH、水分活度。接種了發(fā)酵劑的香腸，亞硝含量、組胺含量、酸價比均低于自然發(fā)酵組，這說明發(fā)酵劑的添加更利于維持香腸的品質(zhì)，提升其安全性。Xiao等[8]在香腸中添加植物乳桿菌和木糖葡萄球菌混合發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)香腸的游離脂肪酸、游離氨基酸總含量均增加，香腸的pH值和水分活度顯著降低。總的來說，接種處理能提高優(yōu)勢菌的競爭力，抑制有害細菌的生長，有利于促進游離脂肪酸和游離氨基酸的釋放，能夠防止異味和酸敗的形成，改善發(fā)酵香腸的風(fēng)味。

在香腸中添加不同的菌株會對香腸特性產(chǎn)生不同影響，因此如何選擇合適的菌種非常關(guān)鍵[9]?，F(xiàn)有研究多采用乳酸菌和葡萄球菌進行復(fù)合發(fā)酵，而乳酸菌菌株大多為產(chǎn)酸菌，根據(jù)以往實驗結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵劑的添加會對香腸的pH值造成很大影響，會使香腸酸味過重，從而影響口感。葡萄球菌產(chǎn)酸少且產(chǎn)酸速率慢，有些葡萄球菌還能夠產(chǎn)生硝酸鹽還原酶，進而提高蛋白質(zhì)、脂肪分解活性。本實驗選取了德國進口的只含有葡萄球菌的發(fā)酵劑SM-75(含木糖葡萄球菌Staphylococcusxylosus、肉葡萄球菌Staphylococcuscarnosus)，通過對比實驗，研究了發(fā)酵劑的添加對香腸pH、水分活度、水分含量、TBARS值以及風(fēng)味的影響，為推動肉類食品的健康發(fā)展提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與設(shè)備

Testo 205肉類專用pH計 德圖儀器國際貿(mào)易公司；HD-3A型智能水分活度測量儀 無錫華科公司；TGL-20M高速臺式冷凍離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；THZ-92A振蕩搖床 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ZFD-A5140鼓風(fēng)干燥箱 上海智城公司；BFJX-500發(fā)酵(烘)箱 浙江嘉興艾博公司；JA2003N電子天平 上海佑科儀器儀表有限公司；CR-400色彩色差計 日本柯尼卡美能達公司；EPED-EZ-10TJ超純水制備儀 南京易普易達科技發(fā)展有限公司；UV-1100型分光光度儀 上海美譜達儀器有限公司；HP-6890/5973型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫科技有限公司。

1.2 復(fù)合發(fā)酵劑

SM-75發(fā)酵劑：木糖葡萄球菌(Staphylococcusxylosus)、肉葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)，由德國CHR HANSEN公司提供。添加量為每200 kg原料中添加25 g發(fā)酵劑。

1.3 產(chǎn)品配方及工藝

1.3.1 配方

稱取5 kg精選豬肉，其中豬瘦肉75%，豬肥肉25%，按肉料質(zhì)量比例添加食鹽2.5%、蔗糖0.3%、葡萄糖0.5%、異抗壞血酸鈉0.05%，NaNO20.01%、水5%、復(fù)合發(fā)酵劑0.625 g、不添加其他香辛料。

1.3.2 工藝

原料肉(肥瘦比1∶3)→切塊修整→加料腌制(12 h)→混勻絞碎→灌腸→發(fā)酵→成熟。

香腸制備好后，放入恒溫恒濕箱中進行發(fā)酵(3 d)，溫度維持在6～10 ℃，相對濕度維持在75%～80%，風(fēng)速0.8～1.2 m/s，同時以不添加發(fā)酵劑的香腸作為對照組，條件與發(fā)酵組一致，發(fā)酵完成后，控制溫度在16～18 ℃，相對濕度在70%～75%直到香腸成熟。由于發(fā)酵劑中優(yōu)勢菌株在香腸中生長繁殖速度快，因此在發(fā)酵第0，2，4，6，8，10天對香腸采樣，進行指標(biāo)測定。

1.4 實驗方法

1.4.1 pH值的測定

使用德國生產(chǎn)的Testo 205肉類專用pH計進行測定，將穿刺電極插入一節(jié)香腸的上端、中端、下端3個不同部位并重復(fù)測定3次，取平均值。

1.4.2 色澤的測定

使用切片機將香腸切成1 cm左右薄片，將薄片壓平、緊實后用CR-400色彩色差計進行色度值的測定，重復(fù)測定3次，并分析其L*、a*和b*值。

1.4.3 Aw值的測定

將香腸切碎混勻，取適量鋪滿樣品盒后使用水分活度儀測定Aw值，每組重復(fù)測定3次。

1.4.4 水分含量的測定

香腸水分含量的測定參考GB 5009.3-2016的方法，采用該標(biāo)準(zhǔn)中的直接干燥法測定。

1.4.5 香腸中TBARS值的測定

香腸中TBARS值的測定參考GB 5009.181-2016《食品中丙二醛的測定》。

1.4.6 揮發(fā)性風(fēng)味化合物的測定

參考曹辰辰等[10]的方法并略作修改，采用固相微萃取法進行樣品處理。取5 g粉碎均勻的樣品，放入15 mL頂空瓶中密封，采用動態(tài)頂空制樣。

固相微萃取條件：固相微萃取頭CAR/PDMS 75 μm(美國Supelco公司)，萃取溫度60 ℃，吸附時間30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

儀器條件：色譜柱為HP-INNOWAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，高純氦氣為載氣，流速1 mL/min。進樣口溫度250 ℃，分流比2∶1。升溫程序為起始溫度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min的速率升至90 ℃，不保持，再以10 ℃/min的速率升至230 ℃，保持6 min。離子源EI，電離能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，質(zhì)量掃描范圍30～550 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵劑對香腸pH值的影響

自然組和發(fā)酵組香腸的pH值隨時間的變化見圖1，兩組數(shù)據(jù)總體趨勢均為先下降再上升，然后下降并趨于平緩。

圖1 自然組香腸和發(fā)酵組香腸pH值的變化

由圖1可知，自然組香腸起初pH值略低于發(fā)酵組香腸的pH值5.81左右，從第2天起，兩組香腸的pH值開始呈現(xiàn)下降趨勢，在第4天達到最低點5.75左右。造成pH值下降可能是香腸中脂肪、蛋白質(zhì)等開始被微生物分解，在解過程中產(chǎn)生的有機酸導(dǎo)致的。從第5～6 d，pH有上升趨勢，這可能是氨基酸水解產(chǎn)生的氨類物質(zhì)的中和作用導(dǎo)致的[11]。之后香腸的pH變化不大，在第10天左右維持在5.75以內(nèi)，因為本實驗的發(fā)酵劑成分主要是兩種葡萄球菌，是不產(chǎn)酸的，因此在發(fā)酵過程中不會使香腸的pH大幅下降，從而保證香腸的風(fēng)味不受影響。

2.2 發(fā)酵劑對香腸色澤的影響

香腸的色澤變化見表1，自然組與發(fā)酵組香腸的L*值都在0～8 d呈下降趨勢，這主要是由于發(fā)酵過程中，香腸中水分的快速損失導(dǎo)致香腸的色澤變深，使L*值下降。自然組的紅度值a*值先下降再上升，而發(fā)酵組先上升再下降，從第4天開始發(fā)酵組的紅度值高于自然組，發(fā)酵組的黃度值b*變化相較于自然組更趨于穩(wěn)定。發(fā)酵第10天，兩組香腸的亮度值L*存在顯著性差異(P<0.05)。發(fā)酵組的紅度值a*顯著高于自然組(P<0.05)。造成發(fā)酵組紅度值更高的原因可能是發(fā)酵劑中的葡萄球菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了硝酸還原酶，將亞硝酸鹽還原成NO后，與香腸中的肌紅蛋白結(jié)合形成了亞硝基肌紅蛋白，也可能是高鐵肌紅蛋白被直接轉(zhuǎn)化成了紅色的肌紅蛋白衍生物[12]。所以隨著發(fā)酵時間延長，發(fā)酵組香腸的紅度值高于自然組，這說明該發(fā)酵劑對香腸色澤有一定的促進作用。

表1 自然組香腸和發(fā)酵組香腸色澤變化

2.3 發(fā)酵劑對香腸Aw的影響

兩組香腸水分活度隨著時間的變化曲線見圖2，最初兩組香腸的Aw值均在0.91以上，由于冷藏風(fēng)干原因，香腸中水分流失速度較快，因此水分活度隨時間的延長持續(xù)下降。前4 d內(nèi)下降趨勢極為明顯，第4～10 天Aw值下降趨勢開始變得平緩，第4天時發(fā)酵組香腸的Aw值為0.774，低于自然組的0.78，并在隨后發(fā)酵時間里始終低于自然組。由于Aw值低于0.9時，香腸中大部分有害微生物的生長繁殖受到抑制，因此兩組香腸在冷藏風(fēng)干條件下都處于安全值下。接種發(fā)酵劑的香腸在蛋白質(zhì)降解過程中，香腸的持水性下降，導(dǎo)致凝膠保水性降低，使得香腸中的水分更容易丟失，所以發(fā)酵組香腸的水分活度低于自然組[13]。更低的水分活度能夠抑制有害微生物的生長，更有利于香腸的保藏，因此發(fā)酵劑的添加有助于提升香腸的安全性。

圖2 自然組香腸和發(fā)酵組香腸Aw的變化

2.4 TBARS含量的測定

TBARS是評價脂肪氧化程度的重要指標(biāo)，它主要反映了脂肪二級氧化產(chǎn)物丙二醛的含量，其值越高說明脂肪氧化程度越深，丙二醛含量過高會產(chǎn)生哈喇味，從而嚴(yán)重影響香腸的風(fēng)味和口感[14]。

由圖3可知，自然組香腸和發(fā)酵組香腸中TBARS含量隨著時間增加而顯著上升(P<0.05)，說明香腸在發(fā)酵過程中脂肪氧化程度逐漸加深。但是發(fā)酵組上升趨勢遠低于自然組，從第2天起，發(fā)酵組的TBARS值開始顯著低于(P<0.05)自然組，在第10天時發(fā)酵組的TBARS值為0.121 mg MAD/kg，而自然組的TBARS值達到了0.272 mg MAD/kg，這說明發(fā)酵劑的添加能明顯降低香腸中脂肪氧化速度。因為發(fā)酵劑中含有木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌，能夠在發(fā)酵過程中產(chǎn)生超氧化物歧化酶及過氧化氫酶，分解香腸成熟過程中產(chǎn)生的過氧化物，從而抑制了脂肪氧化，這與Claudio等的研究結(jié)論一致[15]。

圖3 自然組香腸和發(fā)酵組香腸TBARS值的比較

2.5 發(fā)酵劑對香腸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

自然組與發(fā)酵組香腸中揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量見表2，自然組香腸中檢測出39種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)酵組香腸檢測出43種，其中自然組香腸揮發(fā)性化合物種類最多的分別是烯烴類12種，醇類10種，醛類9種，而發(fā)酵組包含烯烴類10種，醇類8種，醛類11種。另外自然組還檢出了酚類2種，酯類3種，其他類物質(zhì)3種；發(fā)酵組檢出酚類2種，酯類3種，其他類物質(zhì)5種，并新檢出自然組中沒有的酸類2種，酮類2種。

表2 香腸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量

續(xù) 表

雖然發(fā)酵組香腸與自然組香腸在風(fēng)味物質(zhì)種類上沒有太大區(qū)別，但是發(fā)酵組醛類相對含量為21.54%，遠高于自然組的10.54%，其中含量最高的是正己醛和壬醛，均是發(fā)酵組相對含量更高，正己醛具有蘋果香氣，對香腸風(fēng)味具有很大貢獻，且酮類、酯類物質(zhì)的相對含量也是發(fā)酵組更高[16]。

據(jù)資料顯示，醛類、酮類、酯類這3種物質(zhì)是發(fā)酵香腸風(fēng)味的重要組成部分，它們主要來自香腸中不飽和脂肪酸、游離脂肪酸的氧化以及氨基酸的降解[17]。酸類物質(zhì)在發(fā)酵肉制品中對生成酯類物質(zhì)有貢獻作用，而發(fā)酵組香腸不僅醛類、酮類風(fēng)味物質(zhì)含量更高，還檢測出了自然組沒有的2種酸類物質(zhì)，因此可以得出發(fā)酵組香腸在風(fēng)味物質(zhì)方面優(yōu)于自然組。

烯烴類由于閾值較高，因此對香腸風(fēng)味影響較小，這部分風(fēng)味物質(zhì)大多來源于脂肪氧化產(chǎn)物[18]。醇類物質(zhì)的產(chǎn)生一部分來源于微生物對糖類的代謝，一部分來自脂肪的氧化。大多醇類風(fēng)味物質(zhì)的閾值較高，并且對風(fēng)味的影響并不明顯[19]。但是1-辛烯-3-醇在醇類風(fēng)味物質(zhì)中的閾值相對較低，具有蘑菇香氣，有一定代表性[20]。該物質(zhì)在自然組和發(fā)酵組均有檢出，相對含量分別為3.64%、3.57%，差別不大。綜合以上分析結(jié)果可以得出，發(fā)酵劑的添加對香腸風(fēng)味物質(zhì)的形成起到了促進作用。

3 結(jié)論

本研究討論了德國進口的發(fā)酵劑(含木糖葡萄球菌Staphylococcusxylosus、肉葡萄球菌Staphylococcuscarnosus)對廣味香腸理化特性和風(fēng)味的影響。在與自然發(fā)酵組的對比實驗中，測定了pH值、水分活度、色差分、TABRS值和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量。結(jié)果表明：10 d發(fā)酵時間內(nèi)，該發(fā)酵劑不會對香腸的pH有太大影響，但是能降低香腸的水分活度，這有利于提升香腸的安全性，便于保藏。色澤方面，隨著發(fā)酵時間延長，0～8 d，兩組香腸的亮度值L*逐漸下降，自然組的紅度值a*先下降再上升，而發(fā)酵組先上升再下降，發(fā)酵組香腸的紅度值高于自然組，說明發(fā)酵劑對香腸的色澤有一定改善作用。發(fā)酵組香腸的TBARS值在實驗過程中始終顯著(P<0.05)低于自然組，證明發(fā)酵劑的添加有效減緩了脂肪氧化，減少了脂肪過度氧化產(chǎn)生哈喇味對香腸風(fēng)味帶來的影響。通過揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量檢測，得出發(fā)酵劑的添加對醛類、酮類和酯類這3種主要風(fēng)味物質(zhì)含量具有明顯提升作用，促進了香腸風(fēng)味的形成。整體來說，發(fā)酵劑對提升香腸安全性、提高香腸風(fēng)味和口感具有良好效果，能降低食品風(fēng)險，擴大產(chǎn)量，推動肉制品健康發(fā)展。