腐生葡萄球菌发酵鸭肉香肠工艺研究

于 海，秦春君，郦 晨，李 想，葛庆丰，汪志君*

(扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

腐生葡萄球菌发酵鸭肉香肠工艺研究

于 海，秦春君，郦 晨，李 想，葛庆丰，汪志君*

(扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127)

研究以腐生葡萄球菌作为发酵菌种发酵鸭肉香肠的工艺条件。以发酵鸭肉香肠的pH值、水分活度、游离氨基酸含量为指标，通过单因素试验和正交试验设计对发酵时间、加盐量、加糖量进行优化，采用SPME/GC/MS技术分析发酵鸭肉香肠中挥发性风味化合物的种类及含量。结果表明：各组发酵鸭肉香肠的水分活度以及pH值没有明显差异，发酵时间9d，糖添加量为2%以及盐添加量为2.5%时，发酵鸭肉香肠的游离氨基酸含量较高，风味较好，适宜保藏，以此作为最佳发酵工艺条件。

腐生葡萄球菌；发酵鸭肉香肠；正交试验

Abstract：In this study,Saprophytic staphylococcuswas employed for the manufacture of traditional fermented duck sausages.Changes in pH, water activity (Aw) and free amino acids (FAA) and development of characteristic flavor of the final products were investigated by single-factor and orthogonal array experiments. The technique used to analyze kind and amount of volatile compounds inSaprophytic staphylococcusfermented duck sausages was solid-phase microwextraction/gas chromatography coupled to mass spectrometry (SPME/GC-MS). The results showed that none of the following factors:fermentation time and sugar or salt amounts had obvious effect on the water activity and pH of fermented duck sausages. Fermented duck sausages with the highest free amino acid content and good flavor and preservation suitability were obtained after 9 days of fermentation with 2% sugar addition and 2.5% salt addition.

Key words：Saprophytic staphylococcus；fermented duck sausages；orthogonal array experiment

腐生葡萄球菌是传统发酵肉制品中普遍存在的一种微生物，针对其在发酵肉制品生产过程中所起的作用，国内外研究人员进行了大量研究。Drosinos等[1]研究发现腐生葡萄球菌在一种希腊发酵香肠的葡萄球菌中占主导地位；Mauriello等[2]发现腐生葡萄球菌在一些意大利发酵香肠中占主导地位；Aymerich等[3]在对西班牙一种低酸发酵香肠的葡萄球菌群分析时发现存在大量的腐生葡萄球菌；李宗军等[4]从侗族传统发酵肉中分离筛选葡萄球菌，发现其优势菌群为腐生葡萄球菌、木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌，并指出腐生葡萄球菌在侗族传统发酵肉的风味形成中起主要作用。Casaburi等[5]对从发酵香肠中分离到的腐生葡萄球菌的蛋白酶活性进行研究，发现其对肌原蛋白的水解活性要比肌浆蛋白的水解活性强，对发酵香肠的风味有一定贡献。

鸭肉水分含量约50%～60%、蛋白质含量18%、脂肪含量约25%～30%[6]，同时含有多种微量元素和B族维生素等。近年来，各地养鸭业迅速崛起，开发发酵鸭肉制品是提高鸭肉产品附加值的有效手段。传统的发酵肉制品多数为自然发酵，产品质量不稳定，且存在安全性问题，利用人工添加微生物发酵剂的方法生产肉制品越来越广泛。本实验以实验室自行筛选的腐生葡萄球菌作为发酵剂制作鸭肉香肠，对鸭肉香肠的品质、风味进行研究，并对一些重要的工艺参数：发酵时间、糖添加量以及盐添加量进行优化。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与菌种

精选鸭脯肉购于扬州市大润发超市。

蛋白胨、牛肉膏为生化纯；甘露醇、NaCl为分析纯；MSA培养基：蛋白胨10g、甘露醇10g、NaCl 25g、牛肉膏1g、蒸馏水1000mL，pH7.4。

腐生葡萄球菌(Saprophytic staphylococcus)由扬州大学食品微生物教研室从如皋火腿中筛选并保存。

1.2 仪器与设备

复合式75μm Car/PDMS萃取头 美国Supelco公司；Trace气相色谱-质谱联用仪(GC-MS) 美国Finnigan公司；755S紫外-可见分光光度计 上海棱光技术有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌种的活化

将斜面保藏的菌种经MSA培养基二次活化后接入肉汤培养基中，置于摇床中37℃培养24h，待用。

1.3.2 发酵鸭肉香肠的制作工艺流程

原料鸭肉处理→斩拌→配料→接入发酵剂→灌肠→结扎→烘制(50℃，6h)→发酵(30℃)→成品

1.3.3 工艺参数优化

发酵时间的选择：发酵时间为1、3、5、7、9d，糖添加质量分数6%，盐添加质量分数2%，按1.3.2节流程进行烘制与发酵。

糖添加量的选择：选取糖添加量分别2%、4%、6%、8%和10%，盐添加量为2%，发酵天数为5d。按1.3.2节流程进行烘制与发酵。

盐添加量的选择：分别添加1%、1.5%、2%、2.5%和3%的盐，糖添加量6%，发酵天数为5d。按1.3.2节流程进行烘制与发酵。

1.3.4 发酵鸭肉香肠理化指标的测定

水分活度的测定：取样品2.0g，切碎，用水分活度测定仪进行测定；pH值的测定：取样品5.0g，搅碎，加50mL蒸馏水，置于250mL三角瓶中放入4℃冰箱20min，摇匀过滤后取上清液用pH计测定；游离氨基酸含量的测定：茚三酮比色法[7]；挥发性化合物的测定：参照文献[8]进行。

2 结果与分析

2.1 发酵时间对鸭肉发酵香肠品质的影响

在接入腐生葡萄球菌后，不同发酵时间对发酵鸭肉香肠的水分活度、pH值、游离氨基酸含量的影响如表1所示。

表1 不同发酵时间对发酵鸭肉香肠品质的影响(±s)Table 1 Effect of fermentation time on the quality of fermented duck sausages (±s)

表1 不同发酵时间对发酵鸭肉香肠品质的影响(±s)Table 1 Effect of fermentation time on the quality of fermented duck sausages (±s)

发酵时间/d 1 3 5 7 9水分活度 0.908±0.110.911±0.130.898±0.160.894±0.170.885±0.14 pH 5.59±0.35 5.33±0.25 5.26±0.27 5.24±0.24 5.25±0.30游离氨基酸含量/% 1.55±0.08 1.56±0.07 1.62±0.03 1.82±0.05 1.81±0.04

从表1可知，当发酵时间为5d时，水分活度降至0.9以下，pH值降至5.3以下，随着发酵时间的延长趋于稳定。此时发酵香肠产品具有较高的安全性、耐贮藏性，原因是由于水分活度、pH值均是发酵香肠安全生产的重要栅栏因子，对于抑制腐败菌、致病食源微生物的生长繁殖起到了重要作用。

蛋白质是鸭肉发酵香肠的主要成分，蛋白质降解的产物游离氨基酸是挥发性化合物的前体物质，对挥发性化合物的产生具有直接作用，从表1可知，在发酵前期，鸭肉香肠中游离氨基酸含量变化不明显，随着发酵时间的延长，发酵鸭肉香肠中游离氨基酸含量逐渐提高，并在发酵7d达到最大值1.82%，这与刘战丽[9]的研究结果是一致的。因此选定发酵天数为5、7、9d进行正交试验。

2.2 盐添加量对鸭肉发酵香肠品质的影响

表2 不同盐添加量对发酵鸭肉香肠品质特性的影响(±s)Table 2 Effect of salt addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

表2 不同盐添加量对发酵鸭肉香肠品质特性的影响(±s)Table 2 Effect of salt addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

盐添加量/% 1 1.5 2 2.5 3水分活度 0.937±0.100.930±0.120.934±0.110.934±0.130.915±0.10 pH 5.23±0.23 5.19±0.26 5.24±0.22 5.33±0.275.22±0.25游离氨基酸含量/%1.85±0.07 1.77±0.06 1.86±0.07 1.68±0.081.76±0.10

从表2可知，盐添加量对鸭肉发酵香肠水分活度、pH值影响不明显，而游离氨基酸含量在盐添加量为2%时达到最大，为1.86%。添加适量的食盐可抑制部分腐败菌的生长和改善发酵香肠的风味，有助于肌球蛋白的提取，提高肉蛋白结合力，延长制品的保存期。故选择盐添加量为1.5%、2%、2.5%进行正交试验。

2.3 糖添加量对鸭肉发酵香肠品质的影响

从表3可知，随着糖添加量的增大，发酵鸭肉香肠的pH值和水分活度变化不明显，而对于游离氨基酸含量，当糖添加量为4%时，发酵鸭肉香肠中游离氨基酸含量最高为2.07%，故选定糖添加量为2%、4%、6%进行正交试验。

表3 不同糖添加量对发酵鸭肉香肠品质特性的影响(±s)Table 3 Effect of sugar addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

表3 不同糖添加量对发酵鸭肉香肠品质特性的影响(±s)Table 3 Effect of sugar addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

糖添加量/% 2 4 6 8 10水分活度 0.930±0.110.930±0.100.924±0.120.927±0.110.921±0.13 pH 5.32±0.215.29±0.24 4.96±0.21 5.05±0.20 4.92±0.19游离氨基酸含量/%1.86±0.06 2.07±0.08 1.88±0.05 2.05±0.07 1.69±0.09

2.4 鸭肉香肠发酵工艺参数的优化

表4 发酵鸭肉香肠中酯类物质及游离氨基酸含量正交试验结果Table 4 Orthogonal array layout and experimental results

发酵香肠在成熟过程中发生着复杂的化学变化，其中蛋白质在酶的作用下被水解为小分子肽和游离氨基酸，这些小分子的肽和游离氨基酸不仅影响发酵香肠的风味，同时也是发酵香肠中挥发性风味物质的重要前体物质。因此，发酵香肠在成熟过程中游离氨基酸的变化将直接影响到发酵香肠的风味[10-12]。在确定了发酵时间、糖添加量及盐添加量后，进行正交试验，测定的发酵鸭肉香肠中氨基酸含量及酯类物质含量结果如表4所示。根据游离氨基酸含量确定发酵鸭肉香肠的最佳工艺参数为：发酵时间7d、糖添加量2%、盐添加量2%。

2.5 发酵鸭肉香肠中挥发性风味成分研究

由于仅考虑氨基酸含量，不能全面反映发酵鸭肉香肠的品质特性，故对正交试验各处理组的挥发性成分进行测定，各组发酵鸭肉香肠中各类挥发性成分的含量如图1所示。

图1 正交试验不同处理组的发酵鸭肉香肠中挥发性化合物含量Fig.1 Kind and amount of volatile compounds in fermented duck sausages obtained using 9 condition combinations from the orthogonal array design

从图1可知，醛类含量最高的是第2组发酵鸭肉香肠，为14.98%，醛类物质含量依次降低的是第3组发酵鸭肉香肠和第4组发酵鸭肉香肠，含量分别为11.51%和11.5%，通过分析，发酵鸭肉香肠中的醛类主要为戊二醛和苯甲醛；酮类含量最高的是第2组发酵鸭肉香肠，为0.85%。其次是第7组发酵鸭肉香肠，含量为0.66%，而其他7组含量较少或不含酮类物质；醇类含量最高的是第3组发酵鸭肉香肠，为50.9%，其次是第1组发酵鸭肉香肠为45.86%，通过分析，发酵鸭肉香肠中的醇类物质主要为油醇、十一醇、十四醇；酸类含量最高的是第1组发酵鸭肉香肠，为9.18%，其次为第2组发酵鸭肉香肠，为8.21%，通过分析酸类物质主要为十一烯酸、二(2-乙基己基)邻苯二甲酸；酯类含量最高的是第3组发酵鸭肉香肠，为7.09%，其次是第7组发酵鸭肉香肠，为6.13%，通过分析酯类物质主要为十八烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸甲基酯和棕榈酸异丙酯，酯类是发酵香肠典型风味所必需的，它们多带有芳香味，Mateo等[13]研究表明一些酯类物质如丙酸乙酯、醋酸丙酯、丁酸乙酯来自碳水化合物的代谢发酵过程；烷烃类含量最高的是第5组发酵鸭肉香肠，为67.58%，其次是第9组发酵鸭肉香肠，为57.31%，通过分析，烷烃类物质主要是十七烷、十六烷、十四烷、角鲨烷、癸烷以及环氧丙烷；除此之外，发酵鸭肉香肠中含氮化合物以及芳香族化合物含量也不少。葡萄球菌、酵母和霉菌分解肉中的脂肪和蛋白质，产生许多小分子的芳香烃类物质，这些烃是发酵香肠香气风味的主要来源[14]。

3 结 论

以腐生葡萄球菌为发酵剂进行鸭肉香肠发酵时，在发酵时间为7d，糖添加量以及盐添加量均为2%的工艺条件下，所制得的鸭肉发酵香肠中游离氨基酸含量最高，为2.77%，说明鸭肉香肠中的蛋白质在腐生葡萄球菌的作用下降解较为充分；挥发性化合物中的酯类物质是发酵香肠典型风味所必需的，并带有芳香味，以本实验室保藏的腐生葡萄球菌在发酵时间为5d，糖添加量为6%，盐添加量为2.5%的条件下发酵鸭肉香肠，最终产品中酯类物质含量最高，为7.09%。综上所述，既考虑发酵鸭肉香肠中游离氨基酸含量较高，又考虑发酵鸭肉的风味特性，从而确定发酵时间为9d，糖添加量为2%以及盐添加量为2.5%制作鸭肉发酵香肠，它的游离氨基酸含量较高，为2.15%，酯类物质含量也较高，为6.13%，风味较好，故此条件为鸭肉香肠的最佳发酵工艺条件。

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Processing ofSaprophytic staphylococcusFermented Duck Sausages

YU Hai，QIN Chun-jun，LI Chen，LI Xiang，GE Qing-feng，WANG Zhi-jun*
(School of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

TQ920.6

A

1002-6630(2010)17-0277-04

2010-06-13

科技部“科技人员服务企业行动”项目(2009GJC10014)；江苏省科技支撑计划项目(BE2009367)；江苏省自然科学基金项目(BK2008212)；扬州大学科技培育基金项目(2009CXJ052)；扬州大学“新世纪人才工程”项目

于海(1973—)，男，副教授，博士，研究方向为肉制品加工。E-mail：yuhai@yzu.edu.cn

*通信作者：汪志君(1949—)，男，教授，博士，研究方向为食品加工。E-mail：zjwang@yzu.edu.cn