張佳敏,袁 波,王 衛(wèi), ,葉富云,唐 春,翁德暉
(1.成都大學(xué)肉類加工四川省重點實驗室,四川成都 610106;2.成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,四川成都 610106;3.四川高金實業(yè)集團股份有限公司,四川遂寧 629000)
臘腸是中國傳統(tǒng)腌臘肉制品的典型代表之一,其傳統(tǒng)制作工藝是將肥瘦肉絞制后添加調(diào)料,灌入腸衣,經(jīng)風(fēng)干或快速干燥脫水即成[1]。四川臘腸在中國傳統(tǒng)臘腸中獨樹一幟,產(chǎn)品眾多,風(fēng)味各異。其中采用傳統(tǒng)自然風(fēng)干工藝制作的醬香型臘腸,在以內(nèi)源酶為主導(dǎo)的風(fēng)味形成中,也伴隨一定的微生物“淺發(fā)酵”作用進程[2]。對此張佳敏、王衛(wèi)等進行了研究,并以此為依據(jù),優(yōu)化輔料中添加的豆瓣、米醪糟、豆腐乳等四川微生物釀造調(diào)味品[3],富集乳酸菌、微球菌等有益微生物菌群[4?5],創(chuàng)制全天候仿天然風(fēng)干工藝,研發(fā)出一種“淺發(fā)酵香腸”[6?7]。在此產(chǎn)品中,內(nèi)源酶與微生物發(fā)酵酶解共同作用[8]。在其加工中,隨著干燥進程水分活度aw值下降,微生物發(fā)酵得到及時抑制以阻止pH的過度下降,避免產(chǎn)品呈現(xiàn)西式發(fā)酵腸的酸味,此“淺發(fā)酵”狀態(tài)保證了產(chǎn)品獨特的腌臘、醬香和發(fā)酵風(fēng)味[9?10]。
在淺發(fā)酵香腸等醬香類產(chǎn)品中,由于醬料粘接性不足,往往導(dǎo)致產(chǎn)品存在內(nèi)部組織易松散,切片型不佳等問題,且風(fēng)干脫水后的香腸肉質(zhì)易變得干硬。為此,本研究進一步針對淺發(fā)酵香腸的品質(zhì)改良工藝進行研究,以復(fù)合磷酸鹽(CP)、魔芋膠(KGM)、乙酰化雙淀粉己二酸酯(ADA)及玉米淀粉(CST)作為品質(zhì)改良劑,探究對對香腸品質(zhì)進行改良的效果。復(fù)合磷酸鹽和玉米淀粉是香腸加工中常用的品質(zhì)改良劑,但多用于西式香腸,在中式香腸中應(yīng)用較少[11];乙?;p淀粉己二酸酯具有良好的增稠性、穩(wěn)定性和凝固性,與原淀粉相比,其糊化溫度降低,糊的凝沉性弱,具有不易老化,低溫貯存和凍融穩(wěn)定性提高等優(yōu)點[12];魔芋膠的主要成分是葡甘露聚糖,是一種低熱能、高膳食纖維的食品原料[13],具有水溶、增稠、穩(wěn)定、懸浮、凝膠、成膜、粘結(jié)等多種理化特性[14?15],近年來在低脂肉制品及素肉制品開發(fā)中應(yīng)用較多[16]。本研究分析了幾種品質(zhì)改良劑對香腸質(zhì)構(gòu)、理化及微生物等方面特性的影響,并對各指標的檢測結(jié)果進行主成分分析,比較各品質(zhì)改良劑的作用效果,為淺發(fā)酵香腸品質(zhì)提升提供依據(jù)。
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1.2.1 工藝流程及操作要點
1.2.1.1 工藝流程 原料肉→切制→拌料→腌制→灌腸→結(jié)扎→掛晾風(fēng)干→真空包裝
1.2.1.2 操作要點 參照張佳敏等[11]的方法,豬前夾肉與豬背膘按7:3搭配,瘦肉切成4 mm粗的肉絲,肥肉切4 mm??;按照原料肉總質(zhì)量9%的比例加入淺發(fā)酵香腸專用輔料[9],拌勻后于4 ℃下腌制24 h;灌入直徑30 mm的豬小腸腸衣,以15 cm為一段結(jié)扎;整形后掛晾于風(fēng)干發(fā)酵裝置內(nèi),調(diào)節(jié)工藝參數(shù)為溫度9.0 ℃、氣流速度1.0 m/s、濕度64%,在此條件下風(fēng)干至減重30%;采用耐蒸煮透明真空包裝袋包裝后,于10 ℃條件下貯藏發(fā)酵,30 d后進行抽樣檢測。
1.2.2 品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸產(chǎn)品品質(zhì)的影響研究 按照肉制品中常用品質(zhì)改良劑的種類及用量范圍[17]及GB 2760-2014[18],復(fù)合磷酸鹽和玉米淀粉在香腸中的用量分別為原料肉的0.1%~0.4%和2%~5%,而魔芋膠和乙酰化雙淀粉己二酸酯可在各類食品中按生產(chǎn)需求適量使用。在不影響產(chǎn)品口感的前提下,通過預(yù)實驗,確定實驗中各品質(zhì)改良劑的添加比例分別為:復(fù)合磷酸鹽(CP)0.2%、魔芋膠(KGM)0.2%、乙?;p淀粉己二酸酯(ADA)0.2%及玉米淀粉(CST)2.0%,以不加品質(zhì)改良劑的香腸作為空白對照組(CK),先將各品質(zhì)改良劑與專用輔料混合均勻,再與原料肉進行混合,并按照1.2.1工藝制作淺發(fā)酵香腸,測定產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性、pH、蒸煮損失、微生物含量等特性指標,并與對照組(CK)進行對比。
1.2.3 測定指標
1.2.3.1 質(zhì)構(gòu)特性 取樣參考Kouzounis[19]的方法稍做修改,從各組香腸中段切取2.5 cm長的樣品,進行全質(zhì)構(gòu)分析(TPA),測定樣品的硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)力等,每個樣品重復(fù)試驗3次,取其平均值。測定參數(shù)為:探頭:P/36R—圓柱形探頭;測前速度:2 mm/s;測中速度:1 mm/s;測后速度:5 mm/s;觸發(fā)力:5 g;下壓距離:8 mm。1.2.3.2 蒸煮損失率 取香腸成品稱量其初始重量m1,g,后放入蒸鍋中于煮制20 min至香腸完全熟化,取出冷卻至常溫,擦凈腸體表面殘留的油滴和水分,記錄其終質(zhì)量m2,g,按照式(1)計算蒸煮損失,每組樣品做3次重復(fù)試驗,取平均值。
1.2.3.3 色澤與組織結(jié)構(gòu) 采用切片機將臘腸切成3 mm薄片,在數(shù)碼顯微鏡放大500倍后觀察斷面的組織特性。用聚乙烯薄膜將切面壓平,用CR-400色彩色差計進行色度值的客觀儀器分析其L*、a*和b*。每組樣品做3次重復(fù)試驗,取平均值。
1.2.3.4 pH 按照GB 5009.237-2016[20]規(guī)定的方法對樣品pH進行檢測。在香腸試樣中選取肥瘦不同、表皮和截面作為pH測試點,每個樣品重復(fù)試驗3次,取其平均值。
1.2.3.5 水分活度(aw) 按照GB 5009.238-2016[21]規(guī)定的方法對樣品進行測定。將真空包裝好的香腸樣品取出,剁成泥狀,取少許式樣泥均勻涂抹于水分活度測試儀的圓形測試玻璃器皿中,然后將待測樣器皿放入預(yù)熱標定好的水分活度儀中進行測定。每組樣品做3次重復(fù)試驗,取平均值。
1.2.3.6 微生物 菌落總數(shù)參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》[22],在無菌條件下取25 g剪碎樣品,加入225 mL無菌生理鹽水,置于拍打式均質(zhì)器中均質(zhì)10 min,取1 mL樣液進行10倍稀釋至適當?shù)臐舛?,使用平板計?shù)瓊脂培養(yǎng)基測定。乳酸菌參照GB 4789.35-2016《食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》[23],使用甘露醇培養(yǎng)基測定;微球菌參照Rocío Casquete等[24]的方法測定。每組樣品做3次重復(fù)試驗,取平均值。
理化特性和微生物數(shù)量的檢測結(jié)果使用Microsoft Excel2016進行數(shù)據(jù)處理,并使用SPSS 19.0軟件(IBM公司)進行極值法標準化處理及顯著性分析,然后再進行主成分分析(PCA)。PCA基于相關(guān)性矩陣進行,采用回歸法求得因子得分函數(shù),并以各因子所對應(yīng)的方差貢獻率比例為權(quán)重計算綜合得分。
不同品質(zhì)改良劑的淺發(fā)酵香腸質(zhì)構(gòu)特性指標TPA分析結(jié)果如表1所示,由表1可見,添加品質(zhì)改良劑對香腸的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性影響不顯著(P>0.05),但對香腸的硬度和咀嚼性具有顯著的影響(P<0.01)。對于生香腸,各試驗組的硬度和咀嚼性大小順序一致,均為CK>CST>ADA>CP>KGM;熟香腸的硬度和咀嚼性大小順序也一致,依次為CK>CP>CST>ADA>KGM。結(jié)果顯示,與對照組香腸比較,添加了質(zhì)構(gòu)改良劑的香腸在生、熟兩種狀態(tài)下的硬度和咀嚼性都顯著降低,說明添加品質(zhì)改良劑均能夠有效改善香腸質(zhì)地。其中,CST組和ADA組的香腸在煮熟后的作用效果優(yōu)于CP組,這是由于淀粉在濕潤狀態(tài)下,經(jīng)加熱發(fā)生糊化作用,與肉類變性后的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)中的水分緊密結(jié)合,淀粉粒糊化后變得柔軟有彈性,起到了黏著和保水的雙重作用[17],從而改善硬度和咀嚼性;而KGM組在生、熟兩種狀態(tài)下硬度和咀嚼性均為最低,說明添加魔芋膠可有效降低香腸的硬度,改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。
表 1 品質(zhì)改良劑對香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of quality improvers on the texture characteristics of sausages
蒸煮損失率可反映香腸在蒸煮熟化時的保水性,添加品質(zhì)改良劑對香腸蒸煮損失的影響如圖1所示,由圖可見,未經(jīng)貯藏發(fā)酵的香腸的蒸煮損失率由大到小依次為CK>KGM>ADA>CP>CST,玉米淀粉對于改善香腸保水性的作用效果最好,其次是復(fù)合磷酸鹽和乙?;p淀粉己二酸酯,這是由于玉米淀粉具有糊化性能,在煮制后淀粉糊起到了良好的保水作用;貯藏30 d貯藏發(fā)酵后,香腸的蒸煮損失率均增大,且各組之間差異顯著(P<0.01),依次為CK>KGM>CST>ADA>CP,玉米淀粉的保水作用顯著減弱,而復(fù)合磷酸鹽的保水作用最佳。這一方面是由于香腸中的鹽分與玉米淀粉作用,抑制了淀粉顆粒的膨脹,降低了淀粉的溶解度、膨脹度,從而使糊化溫度升高,增加了糊化時所需的能量[25];另一方面,在貯藏過程中,玉米淀粉與香腸中的脂肪結(jié)合形成復(fù)合物,從而降低了玉米淀粉的保水性[26]。復(fù)合磷酸鹽的性質(zhì)在貯藏過程中較其他幾種添加劑穩(wěn)定,因此保水效果變化較小。幾種添加劑中,魔芋膠的保水效果最低。
圖 1 不同品質(zhì)改良劑對香腸蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of different quality improvers on sausage cooking loss rate
添加不同品質(zhì)改良劑的淺發(fā)酵香腸色澤的影響如表2所示。由表2可見,除生香腸的b*值差異不顯著外(P>0.05),其余各試驗結(jié)果均具有極顯著的差異(P<0.01)。L*、a*、b*值分別代表香腸的明度、紅度及黃度。L*值越大顏色越鮮亮,a*值越大紅色越深,b*值越大則顏色偏黃,反之偏綠[27]。由L*值的測定結(jié)果可見,在生、熟兩種狀態(tài)下,CP組與CK組差別均不顯著,而KMG、ADA及CST組的L*值均比對照組有所提升,作用效果依次為KMG>ADA>CST,其中魔芋膠與乙酰化雙淀粉己二酸酯對熟香腸的亮度提升顯著。由a*值的測定結(jié)果可見,與對照組相比,添加復(fù)合磷酸鹽的CP組香腸在生、熟兩種狀態(tài)的a*值均有所降低,但影響不顯著;KMG與ADA對香腸a*值具有顯著的提升作用(P<0.01),而CST組雖對生香腸的紅度有一定的改善,但在香腸煮熟后效果不顯著。由b*值的變化趨勢可見,除ADA組在熟化后黃度有所提升外,其余各組差異均不顯著。各組香腸在生、熟兩種狀態(tài)下的切面效果如圖2所示,由圖2直觀可見KGM組和ADA組香腸更加明亮紅潤,與檢測結(jié)果相符,且香腸內(nèi)部組織緊密,具有較好的感官品質(zhì),這是由于魔芋膠具有良好的成膜性、粘結(jié)性及阻隔性[28],而乙?;p淀粉己二酸酯能以鑲嵌的形式填充在蛋白質(zhì)變性形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙中,增加組織的致密性[29]。試驗結(jié)果表明,添加魔芋膠和乙?;p淀粉己二酸酯對香腸的色澤具有良好的改善作用。
圖 2 品質(zhì)改良劑對香腸色澤的影響Fig.2 Effect of quality improvers on sausage color
表 2 品質(zhì)改良劑對香腸色澤的影響Table 2 Effect of quality improvers on sausage color
添加品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸pH的影響如圖3所示,由圖3可見,添加了品質(zhì)改良劑后,CP、KGM組與對照組之間的差異不顯著(P>0.05),pH在5.80~5.82之間;而ADA組和CST組在貯藏初期0 d時pH顯著高于其他試驗組(P<0.01),分別為5.93±0.04和5.94±0.08;經(jīng)30 d的貯藏期后,各組香腸的pH均降低,這與王衛(wèi)[9]等人的研究結(jié)果相符,主要是由于微生物的發(fā)酵作用,生成乳酸等產(chǎn)物使香腸的pH降至5.60~5.70左右[30]。結(jié)果顯示,除ADA組的pH較高,為5.68±0.02,其余各組香腸的pH差異均不顯著(P>0.05),在5.60~5.63之間??傮w來看,添加品質(zhì)改良劑對貯藏后期香腸的pH影響不顯著。
圖 3 品質(zhì)改良劑對香腸pH的影響Fig.3 Effect of quality improvers on the pH of sausages
圖 4 品質(zhì)改良劑對香腸aw的影響Fig.4 Effect of quality improvers on aw of sausages
添加品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸水分活度aw的影響如圖4所示,由圖4可見,貯藏0 d時的aw值大小依次為KGM>ADA>CST>CP>CK,與對照組相比,添加品質(zhì)改良劑后產(chǎn)品的aw均升高,這是由于添加的品質(zhì)改良劑均具有增加香腸保水性的作用,因此使產(chǎn)品aw上升,其中KGM、ADA和CST組aw顯著升高(P<0.01)。貯藏30 d后各組樣品的aw均有所降低,依次為CST>KGM>ADA>CP>CK。結(jié)果顯示,空白對照組和添加復(fù)合磷酸鹽組的aw均較低,而添加魔芋膠、乙?;p淀粉己二酸酯及玉米淀粉的實驗組aw較高。
添加品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸微生物特性的影響如表3所示。根據(jù)康峻等[10]的研究顯示,乳酸菌和微球菌是淺發(fā)酵香腸中的主要微生物菌群,且其數(shù)量在加工和貯藏過程中呈穩(wěn)定上升趨勢。由表3可見,各組乳酸菌數(shù)量在4.54~4.98 lg CFU/g之間,添加品質(zhì)改良劑的實驗組均較CK組低,KGM組與CK組的差異達到顯著水平(P<0.05);微球菌含量在3.16~4.22 lg CFU/g之間,且CP組和CST組顯著高于其他實驗組(P<0.05),分別為(4.04±0.24)和(4.22±0.22)lg CFU/g,KGM組最低,為(3.16±0.34)lg CFU/g,即添加復(fù)合磷酸鹽和玉米淀粉的樣品組微球菌含量較豐富,而添加魔芋膠的樣品組含量最低;菌落總數(shù)的檢測結(jié)果在3.56~4.25 lg CFU/g之間,CST組顯著高于其他各組(P<0.05),為(4.25±0.23)lg CFU/g,而KGM組最低,為(3.56±0.22)lg CFU/g。實驗結(jié)果顯示,添加魔芋膠的樣品組在微生物含量上均較低,而添加玉米淀粉的樣品組微生物含量較高,這可能是由于玉米淀粉本身即易成為微生物生長利用的底物,可促進微生物增殖。而魔芋膠是由是由D-葡萄糖和D-甘露聚糖連接而成的雜多糖[20],吸水后形成高粘度的凝膠膜[31]可阻隔氧氣,具有抑制嗜氧性微生物的繁殖,延長肉品保鮮期的作用[32]。
為進一步分析品質(zhì)改良劑與產(chǎn)品特性指標間的關(guān)系,對品質(zhì)改良劑影響顯著的指標進行PCA多元變量統(tǒng)計分析,具體包括:生香腸硬度(Hr)、生香腸咀嚼性(CHr)、熟香腸硬度(Hc)、熟香腸咀嚼性(CHc)、蒸煮損失(CL)、生香腸色澤(Lr、ar、br)、熟香腸色澤(Lc、ac、bc)、pH、水分活度(aw)、乳酸菌含量(lactobacillus)、微球菌含量(micrococcus)、菌落總數(shù)(total)。
經(jīng)過因子旋轉(zhuǎn)后,根據(jù)特征值大于1、累計貢獻率大于85%為標準共提取到3個主成分,包含38.773%的主成分1,36.799%的主成分2和18.808%的主成分3,累積方差貢獻率為94.38%,其中,主成分1和主成分2的累計貢獻率達到75.572%。由圖5(A)可見,添加不同品質(zhì)改良劑的香腸樣品區(qū)分明顯。由旋轉(zhuǎn)后的因子載荷圖5(B、C)可知,主成分1在LAB、Hr、CHr和aw上的因子載荷>0.8,主成分2在bc、pH、ac和ar上的因子載荷>0.8,主成分3在CL和br上的因子載荷>0.8。載荷系數(shù)達到0.8以上代表變量與主成分之間相關(guān)性較高[33]。主成分1主要代表了香腸乳酸菌含量、質(zhì)構(gòu)和水分活度方面特性,主成分2主要代表了熟香腸的色澤、生香腸的紅度和pH特性,色澤與pH之間具有正相關(guān)關(guān)系,而主成分3反映了蒸煮損失和生香腸的黃度。主成分1和主成分3所代表的特性數(shù)值越大,香腸品質(zhì)越不佳,因此香腸綜合得分Z的計算為:
表 3 品質(zhì)改良劑對香腸微生物特性的影響Table 3 Effect of quality improvers on the microbial characteristics of sausages
圖 5 基于PCA解析不同品質(zhì)改良劑的淺發(fā)酵香腸產(chǎn)品特性Fig.5 PCA analysis of the properties of shallow fermented sausage products with different quality improvers
通過計算得到各實驗組香腸得分為:ZCK=?0.98、ZCP=0.00、ZKGM=0.34、ZADA=0.61、ZCST=0.03,由結(jié)果可見各品質(zhì)改良劑綜合評分排序為:ADA>KGM>CST>CP>CK,乙酰化雙淀粉己二酸酯和魔芋膠對改善香腸品質(zhì)具有較好效果。
研究添加復(fù)合磷酸鹽(CP)、魔芋膠(KGM)、乙酰化雙淀粉己二酸酯(ADA)及玉米淀粉(CST)等作為品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸產(chǎn)品特性的影響,結(jié)果表明,在產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性方面,CP、CST、ADA及KGM均能顯著的降低產(chǎn)品硬度和咀嚼性(P<0.01),可改善香腸口感,其中KGM的作用最為明顯,其次是ADA和CP;玉米淀粉在貯藏初期作用效果較好,但其性質(zhì)不穩(wěn)定,經(jīng)30 d的貯藏期后,作用大大降低;在色澤方面,KGM和ADA具有顯著的改善作用(P<0.01);在pH方面,香腸在經(jīng)過貯藏后,pH均降低,但整體受品質(zhì)改良劑的影響不明顯。添加的品質(zhì)改良劑顯現(xiàn)出對使香腸水分活度aw的升高作用,而aw又與香腸的可貯性有關(guān),其中KGM、ADA和CST對aw的影響顯著(P<0.01),可能會影響產(chǎn)品的貯藏期。在香腸的微生物特性方面,CP和ADA對微生物數(shù)量影響不大,CST具有促進微生物增值的作用,特別是微球菌的量增加顯著,而KGM能抑制微生物繁殖。
主成分分析(PCA)結(jié)果顯示,由主成分1所表征的乳酸菌含量、硬度和咀嚼性之間有顯著的正相關(guān)關(guān)系,與aw之間呈顯著的負相關(guān);主成分2主要表征了香腸色澤和pH方面的特性,二者具有正相關(guān)關(guān)系。通過綜合評分確定各品質(zhì)改良劑綜合排序為:ADA>KGM>CST>CP>CK,乙?;p淀粉己二酸酯和魔芋膠對改善香腸品質(zhì)具有較好效果。本研究結(jié)果添加品質(zhì)改良劑對淺發(fā)酵香腸產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、色澤、保水性等具有顯著的改善作用,但單獨使用某一種質(zhì)改劑難以實現(xiàn)各指標的全面提升,對其互作效應(yīng)及其復(fù)配工藝和效果有待進一步研究。