多羟基醇对发酵香肠加工过程中理化性质及感官品质的影响

史春娟，郇延军，李凌峰（江南大学食品学院，江苏无锡214122）

多羟基醇对发酵香肠加工过程中理化性质及感官品质的影响

史春娟，郇延军*，李凌峰
（江南大学食品学院，江苏无锡214122）

研究了不同山梨糖醇添加量下，发酵香肠加工过程中主要理化性质及感官品质的变化情况。结果表明山梨糖醇添加量≤8%时，发酵剂产酸能力与对照组无显著差别，而添加量≥10%时，发酵剂产酸能力受到一定程度的抑制；发酵香肠加工过程中，水分活度逐渐降低，山梨糖醇的加入可以增大发酵香肠水分活度的降低幅度；当保持最终产品水分活度为0.85时，添加山梨糖醇组的发酵香肠水分含量均显著高于对照组（p＜0.05）。加工过程中发酵香肠非蛋白氮含量、蛋白降解指数和氨基态氮含量逐渐升高；与对照组相比，山梨糖醇添加量≥4%时蛋白降解程度显著降低（p＜0.05）。相关性分析表明发酵和烘烤过程中，山梨糖醇添加量分别与PI值和Aw呈极显著负相关，与pH呈极显著正相关（p＜0.05）。而感官分析表明不同添加量下产品的滋味和香味并无显著差别，山梨糖醇添加量≥4%时可以改善产品的口感，山梨糖醇添加量4%～8%时产品总体可接受性较高。

发酵香肠，山梨糖醇，理化性质，品质

发酵香肠是指将绞碎的肉（通常指猪肉或牛肉）、动物脂肪、盐、糖、发酵剂和香辛料等混合后灌进肠衣，经过微生物发酵而制成的具有稳定的微生物特性和典型的发酵香味的肉制品[1]，以其独特的风味、耐贮藏性受到世界各国人们的喜爱。为了获得良好的保藏性，传统加工工艺进行较大程度的干燥去除水分，降低水分活度，因此产品水分含量小，质地偏硬。国内外已有相关文献证明，多羟基类物质如山梨糖醇不仅能够改善肉制品的质构，还能起到降低水分活度，提高产品保藏性的作用，如郇延军等[2-3]的研究表明山梨糖醇可以提高水分含量，降低香肠制品的水分活度；Chen[4]、刘靖[5]、李培红[6-7]、Iseya[8]、Kubo等[9]的研究表明多羟基醇可以有效改善猪肉脯和鱿鱼干制品的质构，降低产品水分活度，改善其保藏性。

然而，由于多羟基醇的加入导致产品水分分布和水分活度发生变化，可能会影响微生物和酶的活性，从而影响蛋白、脂肪降解及最终风味的形成。前人关于糖类-蛋白质系统的研究表明，由于糖类（如蔗糖、山梨糖醇）影响糖/水系统中水分的表面张力，故蛋白和糖类组分之间存在着相互作用，这部分的研究主要集中于糖类在冷藏过程中作为稳定剂和抗冻剂，保护肌原纤维蛋白降低其冷冻变性程度及促进蛋白功能性的保持[10-12]方面，而在相对复杂的载体如发酵香肠中，多羟基醇对产品理化性质如蛋白降解情况的影响还未见报道。本文研究了不同多羟基醇（以山梨糖醇为例）添加量下，发酵香肠加工过程中水分含量、水分活度、pH及蛋白降解情况的变化趋势，对山梨糖醇添加量与发酵香肠理化性质进行了相关性分析，讨论了山梨糖醇对发酵香肠理化性质的影响，并对最终产品进行感官评定，得出了较适合的添加量范围，为其在肉制品中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus） 购于广东省微生物菌种保藏中心（GIMCC）；猪肉、食盐、白砂糖等辅料 购于超市，食品级；山梨糖醇 迈潮（上海）进出口贸易有限公司，食品级；盐酸、氢氧化钠、三氯乙酸、甲醛等 国药集团化学试剂有限公司，分析纯；MRS培养基 10g牛肉膏，5g酵母浸膏，10g蛋白胨，20g葡萄糖，1g吐温80，2g磷酸氢二钾，5g柠檬酸钠，2g醋酸三铵，0.2g硫酸镁，0.05g硫酸锰，1000mL蒸馏水，调节pH至6.5，121℃灭菌15min。

PHS-3C型精密pH计 上海精密科学仪器有限公司；Fast lab型水分活度分析仪 法国GBX公司；UV-2600型紫外-可见光分光光度计 天美（上海）仪器有限公司；SPX型智能生化培养箱 南京实验仪器厂；SW-CJ-2D型双人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司；发酵室 杭州艾博科技工程有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 微生物生理生化特性测定

1.2.1.1 生长曲线测定 将植物乳杆菌和戊糖片球菌在MRS培养基中培养活化后，转接于空白新鲜液体培养基中，37℃培养24h，用分光光度计在可见光600nm处，每隔2h测定其OD600值，以空白培养基作为对照。

1.2.1.2 菌株耐山梨糖醇能力的测定 在含0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%（质量体积分数）山梨糖醇的100mL新鲜营养肉汁培养基中，分别接种1mL培养至对数期的菌悬液，37℃培养24h后测定其OD600值及pH，以空白液体培养基作对照。

1.2.2 发酵香肠的制作 产品配方：猪瘦肉70g，猪背脂30g，食盐2g，白砂糖1g，葡萄糖1g，味精0.5g，胡椒粉0.1g，姜粉0.1g，异抗坏血酸钠0.1g，亚硝酸钠0.015g，山梨糖醇（0、2、4、6、8、10、12g），冰水10g，辅料比例以总肉重（猪瘦肉和猪背脂）为基准。

工艺流程：原料肉清洗→修整、切块→肥瘦肉分开，绞碎→加入辅料，4℃腌制24h→添加发酵剂，灌肠→（30±2）℃发酵48h→（55±2）℃烘烤至水分活度约0.85。

发酵剂：植物乳杆菌∶戊糖片球菌=1∶1，接种量107cfu/g。

取样：分别取原料（肉馅）、腌制后、发酵12、24、36、48h，烘烤结束7个工艺点的样品，测定其主要理化指标和蛋白降解指标，并对最终产品进行感官评定。

1.2.3 发酵香肠主要理化指标的测定 水分含量测定：参照GB/T 5009.3-2010[13]进行；

遭遇校园欺凌后的应对方面，受访851名学生中，有71.3%的学生选择向家长老师求助；11.6%的学生害怕被报复而选择默默承受；10.6%的学生选择暂时忍受，日后找机会报复；只有4.3%的学生选择立即找别人帮忙，报复回来；此外，还有2.1%的学生觉得没面子、不想让别人知道而独自忍受。

水分活度（Aw）测定：参照GB/T 23490-2009[14]的方法，采用水分活度分析仪进行测定。

pH测定：参照Kuo等的方法[15]。

1.2.4 发酵香肠蛋白降解指标的测定 总氮（TN）测定：参照GB/T 5009.5-2010[16]的方法进行；非蛋白氮（NPN）测定：参照Careri等[17]的方法；蛋白降解指数（PI，%）=非蛋白氮含量/总氮含量×100；氨基态氮（AN）测定：采用甲醛滴定法[18]。

1.2.5 山梨糖醇对发酵香肠感官品质的影响 感官评定方法邀请10位经过培训的人员对产品进行感官评分，其中男生5名，女生5名，年龄在23～27岁之间，感官评定者均为食品专业硕士生，具有食品研究专业知识和统计学知识。感官评价标准见表1[19]，将评分结果取平均值，进行分析。

1.2.6 数据分析 每个样品实验重复三次，取平均值。相关数据采用SPSS 17.0进行方差分析（ANOVA），并通过Duncan法进行数据的显著性检验，当p＜0.05为显著，用Origin 8.5作图。相关性分析通过SPSS 16.0进行。

表1 感官评价标准表Table 1 Standard of sensory evaluation for fermented sausages

2 结果与讨论

2.1 菌株生长曲线

由图1看出，植物乳杆菌和戊糖片球菌均在培养4h后进入对数生长期，培养18h后进入稳定期，发酵剂接种应在培养4～18h内进行。

图1 菌株生长曲线Fig.1 Growth curves of L.plantarum and P.pentosaceus

已有研究表明山梨糖醇可以有效降低产品的水分活度，考虑其可能会影响发酵剂的活性，故对菌株耐山梨糖醇性进行测定。由表2可知，0%～8%添加量范围内，植物乳杆菌和戊糖片球菌的菌液OD600值无显著差别，而山梨糖醇添加量≥10%时，OD600值显著下降（p＜0.05）；所有山梨糖醇添加量下，菌液的pH均无显著差别。因而，可尝试将山梨糖醇用于发酵香肠，但需进一步考察其在发酵香肠中的作用效果，验证其可行性。

表2 不同山梨糖醇浓度下菌株的OD600值和pHTable 2 The OD600value and pH of the starter cultures with different sorbitol levels

表3 山梨糖醇对发酵香肠pH的影响Table 3 The effect of sorbitol on pH value of fermented sausages during processing

2.3 山梨糖醇对发酵香肠加工过程中主要理化性质的影响

由表3可以看出，腌制结束后，各组发酵香肠的pH均无显著差别。发酵12h时，对照组和山梨糖醇添加量2%组仍无显著差别，而山梨糖醇添加量≥4%组的pH显著高于上述两组（p＜0.05）。发酵24h开始，山梨糖醇添加量≤8%时，各组pH无显著差别，而添加量≥10%时，发酵香肠的pH显著高于其他组（p＜0.05）。这说明随着发酵过程的进行，山梨糖醇添加量超过一定量后（≥10%），发酵剂的产酸能力会受到影响。

表4和表5为山梨糖醇添加量对发酵香肠水分含量和水分活度的影响。原料肉馅的水分含量为58.08%，水分活度0.973。从表4中可以看出，发酵过程中，发酵香肠的水分活度逐渐下降，而添加山梨糖醇能够增大其降低幅度；在发酵前期（12、24h），山梨糖醇添加量达到6%时，发酵香肠的水分活度与对照组相比显著降低（p＜0.05），而在发酵后期（36、48h），所有山梨糖醇添加量下发酵香肠的水分活度均显著低于对照组（p＜0.05）。这与闫晓蕾，郇延军[2-3]、钟玉虎[20]、Wang等[21]的研究结果类似。本实验选择0.85作为产品最终水分活度，这是因为肉毒杆菌在Aw低于0.95时就不能生长，而当Aw接近0.90就能使绝大多数细菌失去生长能力，在可产生毒素的细菌中，对Aw耐受性最强的是金黄色葡萄球菌，它在无氧条件下，所需的最低的Aw为0.90，有氧时为0.86左右。通过实验确定了产品最终水分活度达到0.85所需的烘烤时间，山梨糖醇添加量为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%时所需的烘烤时间分别约为24、20、16、12、10、6、4h，由此可见，在保持产品最终水分活度相同时，添加山梨糖醇可以有效缩短产品的加工时间，这对产品的工业化生产、降低生产成本都是有利的。表5显示了不同山梨糖醇添加量下，发酵香肠水分含量的变化情况。发酵过程中，随着山梨糖醇添加量的增大，发酵香肠的水分含量有降低的趋势，这与闫晓蕾[3]、Chen[4]、郭虹等[22]的研究结果也是一致的，主要是由于山梨糖醇的加入导致固形物含量升高，导致测得的水分含量偏低；而烘烤至产品达到相同水分活度时，添加山梨糖醇组的水分含量均大于对照组（p＜0.05），表明山梨糖醇能够结合更多的水分，这与郇延军[2]、刘军波等[7]的研究结果相似。

2.4 山梨糖醇对发酵香肠加工过程中蛋白降解情况的影响

表4 不同山梨糖醇添加量下发酵香肠水分活度的变化情况Table 4 Changes of Awin fermented sausages with different sorbitol levels during processing

表5 不同山梨糖醇添加量下发酵香肠水分含量的变化情况Table 5 Changes of moisture content in fermented sausages with different sorbitol levels during processing

表6 山梨糖醇对发酵香肠加工过程中非蛋白氮含量的影响Table 6 The effect of sorbitol on NPN content of fermented sausages during processing

2.4.1 山梨糖醇对发酵香肠非蛋白氮、氨基态氮含量及PI值的影响 表6～表8分别表示山梨糖醇对发酵香肠NPN含量、PI值及AN含量的影响。NPN是由多肽、小肽、氨基酸等一些小分子含氮物质组成的，Visessangua等[23]的研究表明发酵香肠成熟过程中的蛋白降解主要反映在NPN含量的提高。本文结果表明，发酵过程中NPN含量和PI值升高，说明发酵过程中蛋白发生了一定程度的降解。发酵36～48h，一些组的NPN含量增幅变小，另一些组的NPN含量则略有下降，这可能是由于发酵后期NPN参与了风味物质的形成，这与Hughes[24]的研究结果一致，而烘烤后仍有一定程度的上升，可能是由于55℃下酶活并未丧失，而蛋白变性程度提高使得降解相对更容易，这与Wardlaw等[25]的研究结果一致。由表格可以看出，腌制结束后各组之间的NPN含量、PI值及AN含量均无显著差别。在发酵和烘烤过程中，山梨糖醇添加量为2%时，发酵香肠的NPN含量和PI值与对照组无显著差别，而添加量≥6%时，二者均显著低于对照组（p＜0.05），对于添加量4%组，这种显著差别在发酵36h才表现出来，这表明添加量≥4%时，山梨糖醇能够不同程度地抑制NPN的生成，一定范围内（4%～8%）抑制作用随着添加量的增大而增大，添加量≥8%以后无显著差别。烘烤结束时，对照组PI值达到19.80%，而添加量8%组仅为15.75%，添加量≥8%时PI值无显著差别。表8中山梨糖醇对AN的影响情况与NPN相似，烘烤结束时，山梨糖醇添加量2%组与对照组无显著差别，添加量4%～12%组则显著低于对照组（p＜0.05）。

蛋白质降解是发酵香肠成熟过程中最重要的生化反应之一，对产品质构和风味的形成非常重要。因此，本文就山梨糖醇对蛋白降解情况的影响进行了初步探索性研究。研究结果表明，山梨糖醇对发酵香肠的蛋白降解有一定的抑制作用。蛋白质降解是蛋白质在内源蛋白酶如组织蛋白酶，钙激蛋白酶和微生物源蛋白酶、肽酶、氨肽酶的作用下逐步分解的过程，酶的活性很大程度上影响着蛋白降解程度，而酶的活性受到多种因素如Aw、pH、盐含量的影响。结合理化指标分析，可能是山梨糖醇的加入降低了水分活度，增强了体系的渗透压，对体系中的酶类产生了抑制作用。有大量报道证实了高盐含量对肉中蛋白酶的抑制作用，如Roseiro等[26]研究表明盐含量9%、 6%时干腌肉制品中NPN含量显著小于3%组（p＜0.05），但关于多元糖醇对蛋白降解的影响尚未见报道。

Qiu等[27]研究了不同蔗糖添加量下广式香肠的蛋白组成变化，结果表明高蔗糖含量可以抑制广式香肠中水溶性蛋白的降解作用，他认为高糖含量导致的低水分活度和高渗透压抑制了肌内蛋白酶的活性。同时，有许多学者提出，糖可以保护蛋白，降低其变性程度，而蛋白变性后更容易被水解，因此糖的加入可以间接降低蛋白降解程度。另外，有学者提出下面的假设：糖醇是一种含有很多个羟基的化合物，很容易通过氢键和氨基反应，一方面糖类本身可以使蛋白质稳定，另一方面糖类可以填充蛋白分子之间的空隙，当糖浓度增加时占据酶的键位，减弱蛋白的降解程度[28]。总的来说，本研究中，不同山梨糖醇添加量下蛋白降解情况的显著差别可能有以下原因：a.物理特性，如Aw和渗透压的差别，导致酶活力不同；b.山梨糖醇对蛋白质的稳定作用；c.山梨糖醇抑制了占据了酶的作用位点。

表7 山梨糖醇对发酵香肠加工过程中PI值的影响Table 7 The effect of sorbitol on PI value of fermented sausages during processing

表8 山梨糖醇对发酵香肠加工过程中氨基态氮含量的影响Table 8 The effect of sorbitol on amino nitrogen content of fermented sausages during processing

表9 山梨糖醇添加量与发酵香肠Aw，pH和PI的相关性分析Table 9 Correlation coefficient of sorbitol level an d Aw，pH and PI of fermented sausages

2.4.2 山梨糖醇添加量与发酵香肠理化性质的相关性分析 表9给出了山梨糖醇添加量与发酵香肠Aw，pH和PI值的相关系数，从表9中可以看出，腌制结束时，各指标与山梨糖醇添加量相关性系数非常小，说明腌制过程中山梨糖醇对各指标无显著影响。发酵12h开始，山梨糖醇添加量与pH呈显著正相关，与Aw和PI值呈显著负相关（p＜0.05）。与发酵12h相比，发酵48h时山梨糖醇添加量与Aw和PI值的相关性系数变小，即相关性增强。这一结果进一步验证了前文的推测，即山梨糖醇的加入降低了体系中的水分活度，可能导致了酶活力的降低，最终影响了蛋白质的降解。而蛋白质降解一定程度上影响着产品的风味，所以我们通过进一步感官评定来考察山梨糖醇对发酵香肠品质的影响。

2.5 山梨糖醇对发酵香肠感官品质的影响

食品的感官品质是消费者是否会购买的决定因素，本实验从外观、色泽、口感、滋味、香味及总体可接受度对发酵香肠的感官品质进行了评价，结果如图2所示。所有山梨糖醇添加量下，产品的滋味和香味评分均在6.2～6.5之间，这说明虽然山梨糖醇的加入降低了产品的蛋白降解程度，但添加山梨糖醇组的蛋白降解程度仍在可接受范围之内，并未对产品的滋味和香味产生影响。而就色泽、口感及总体可接受性而言，2%添加量的产品与对照组无差别，而添加量≥4%的产品得分均高于对照组。其中色泽方面，与添加量≥4%组比较，对照组与2%添加量香肠脂肪偏黄，可能是由于烘烤时间较长，脂肪氧化作用较强引起的。口感方面，对照组评分仅为4.2，添加量4%～8%时，产品的口感最佳，得分在6.5～6.7之间，一方面，由表5可知，添加山梨糖醇组的水分含量显著高于对照组，表明山梨糖醇可以与体系中的水分结合，使得产品的硬度降低，相较于对照组来说更易咀嚼，口感更佳，这与闫晓蕾等[2]的研究结果相似。另一方面，根据Kouji等[29]的研究，向鸡肉和鱼肉中添加山梨糖醇可以对肌原纤维蛋白的热变性起到一定的保护作用，能够确保其凝胶强度，而蛋白凝胶决定了凝胶型肉制品如发酵香肠的凝胶类型和质构特征，故本文中山梨糖醇的加入可能对发酵香肠的凝胶结构和质构特征产生了积极影响，并且山梨糖醇具有一定的甜味，可以平衡氯化钠带来的苦味，进一步增强了产品的口感。总体可接受性表示产品被消费者认可的程度，感官分析表明山梨糖醇添加量4%～8%时，总体可接受性较高，得分在6.7～6.8之间，对照组仅为4.3分。总体结果表明，山梨糖醇的加入虽然一定程度上降低了蛋白降解程度，但对产品的感官品质没有不良影响，可以通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）进一步研究它对风味的影响。

图2 山梨糖醇对发酵香肠感官品质的影响Fig.2 The effect of sorbitol on the sensory quality of fermented sausages

3 结论

3.1 山梨糖醇添加量≤8%时，发酵剂生长情况和产酸能力与对照组无显著差别，而添加量≥10%时，发酵剂生长和产酸能力受到一定程度的抑制；发酵过程中，山梨糖醇的加入可以增大发酵香肠水分活度的降低幅度。当保持最终产品水分活度为0.85时，添加山梨糖醇组的水分含量均显著高于对照组（p＜0.05）。

3.2 添加量≥4%时，山梨糖醇能够显著降低发酵香肠的蛋白降解程度（p＜0.05），相关性分析表明发酵和烘烤过程中，山梨糖醇添加量分别与PI值和Aw呈极显著负相关（p＜0.05），与pH呈极显著正相关（p＜0.05）。而进一步的感官分析表明添加山梨糖醇组的产品滋味和香味与对照组均无显著差别，山梨糖醇添加量≥4%时可以改善产品的口感，添加量4%～8%时产品总体可接受性较高（p＜0.05）。

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Effect of sorbitol on physicochemical characteristics and quality of fermented sausages during processing

SHI Chun-juan，HUAN Yan-jun*，LI Ling-feng
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

Changes of several main physicochemical characteristics and sensory quality of fermented sausages with different sorbitol levels were evaluated during processing.With sorbitol level 8%or more than 8%，the acid production capacity of starter cultures had no significant difference with the control group，but when sorbitol level was 10%or was more than 10%，the capacity was inhibited in some degree.Awof fermented sausages decreased continually，while the addition of sorbitol could lead to a reduction increase of Awduring fermentation. When the final Awof all the samples was 0.85，the moisture content of sausages with sorbitol was significantly higher than the control group（p＜0.05）.The increases in non-protein nitrogen content，PI（Proteolysis Index）value and amino nitrogen content of fermented sausages during processing were observed.When sorbitol level was 4%or was more than 4%，the degree of protein degradation decreased significantly compared with the control group（p＜0.05）.Correlation analysis showed that there was significant negative correlation between sorbitol level and Aw，PI value，significant positive correlation between sorbitol level and pH value，respectively. Sensory analysis indicated that there was no significant difference between the aroma and flavor score of products with different sorbitol levels，the taste score improved when sorbitol level was or was≥4%，products with 4%～8%sorbitol levels had higher overall acceptability.

fermented sausages；sorbitol；physicochemical characteristics；quality

TS202.3

A

1002-0306（2014）12-0330-07

10.13386/j.issn1002-0306.2014.12.064

2013－10－28 *通讯联系人

史春娟（1988-），女，在读硕士研究生，研究方向：肉品科学与品质控制。