混合菌种联合发酵对鱼肉香肠品质的影响

王 帆,迟明旭,,韩德权,李春阳,*

(1. 江苏省农业科学院 农产品加工研究所,江苏南京 210014;2.黑龙江大学 生命科学学院,黑龙江哈尔滨 150080)

混合菌种联合发酵对鱼肉香肠品质的影响

王 帆1,迟明旭1,2,韩德权2,李春阳1,*

(1. 江苏省农业科学院 农产品加工研究所,江苏南京 210014;2.黑龙江大学 生命科学学院,黑龙江哈尔滨 150080)

本文研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌种联合发酵对鱼肉香肠品质的影响。通过微生物测定、化学指标测定、色差分析和TPA质构分析,探讨发酵过程中鱼肉品质的变化规律。实验结果表明:在发酵的24h中,乳酸菌作为优势菌显著增殖,降低了鱼肉香肠的pH,抑制了假单胞菌和肠杆菌的生长;鱼肉香肠的挥发性盐基氮(TVB-N)含量和硫代巴比妥酸(TBA)值在发酵过程中显著降低,氨基态氮(AAN)含量、白度、硬度和弹性显著提高,说明混合菌种联合发酵可以延缓鱼肉香肠的腐败变质和油脂氧化,有助于风味的形成和营养价值的提高,并使得产品的色泽和质地得到改善。

混合菌种,联合发酵,鱼肉香肠,品质

近年来,随着我国淡水鱼养殖业的迅速发展,淡水鱼加工业的滞后逐渐突出。目前我国淡水鱼主要以鲜活销售为主,加工利用比例很小,且多以冷冻或罐藏等传统加工方法为主,产品附加值较低。淡水鱼腥异味重、凝胶性能差和易腐败变质成为生产加工中的瓶颈问题,制约了淡水鱼的加工利用和增值转化,是当前迫切需要解决的问题[1]。

将发酵应用于水产品加工已受到广泛的研究和关注。Aryanta等[2]以乌鱼为原料,利用乳酸菌进行发酵,抑制了腐败菌和致病菌的生长;金晶等[3]利用酵母菌发酵草鱼鱼糜,可有效脱除腥味并提高凝胶性能。但这些研究主要采用单一菌种作为发酵剂,产品的风味比较单调,且菌种连续代谢会导致亚硝酸盐等物质的积累。在前期的工作中,研究开发了一种混合菌种联合发酵鱼肉香肠产品,筛选出具有良好脱腥效果的混合菌种和配比,优化了发酵鱼肉香肠的加工工艺[4-5]。

本文进一步研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌种联合发酵对鱼肉香肠品质的影响,探讨发酵过程中鱼肉微生物、pH、化学成分、挥发性盐基氮(TVB-N)含量、硫代巴比妥酸(TBA)值、氨基态氮(AAN)含量以及色泽、质地等指标的变化规律,为制备感官、营养和保藏性能俱佳的新型淡水鱼精深加工产品提供理论依据,为淡水鱼的增值转化提供了一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乳酸菌1216、葡萄球菌1924、酵母菌0408 由江苏省农业科学院农产品加工研究所保藏。

MRS培养基、MSA培养基、YPD培养基、VRBG培养基 购于杭州百思生物技术有限公司;PCA培养基 购于北京奥博星生物技术有限公司;GSP培养基 购于英国OXIOD公司。

新鲜青鱼 购于南京孝陵卫菜市场;食盐、蔗糖、料酒、玉米淀粉 均为市售;复合磷酸盐 由江苏雨润肉类产业集团有限公司提供。

MG-5838绞肉机 广东东菱电器有限公司;U50手动打卡机 石家庄陆宽机械制造有限公司;TVP-300XP质构仪 瑞典泰沃公司;SC-80C全自动色差仪 北京康光仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 混合菌种发酵剂的制备 发酵菌种采用乳酸菌、葡萄球菌、酵母菌混合菌种,将菌种分别接种于MRS、MSA、YPD培养基中,30～37℃、120r/min振荡培养18～24h进行活化,离心收集菌体,以灭菌生理盐水洗涤2～3次并制备成浓度为107～108cfu/mL的发酵剂,4℃冰箱保存备用。

1.2.2 发酵鱼肉香肠的制备 在前期的工作中,优化了发酵鱼肉香肠产品的加工工艺[4],得到混合菌种发酵剂的配比和发酵鱼肉香肠的工艺参数:新鲜青鱼去骨采肉后匀浆得到青鱼肉糜,添加腌制剂(食盐1.5%、复合磷酸盐0.1%)混合均匀后于4℃腌制24h,然后添加调味料和辅料(蔗糖2%、料酒2%、玉米淀粉8%、水20%)混合均匀,以1%接种量(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)加入制备好的混合菌种发酵剂,发酵剂与鱼肉糜混合均匀后灌入肠衣中结扎成型,置于30℃恒温培养箱中发酵24h,发酵完成后于100℃加热30min杀菌熟化,冷却后贮藏。

1.2.3 发酵鱼肉香肠品质的测定

1.2.3.1 菌相测定 以未经发酵的鱼肉香肠为对照,测定发酵鱼肉香肠的菌相变化。分别在发酵的0、12、24h以无菌操作取样10g,捣碎后加入90mL含有0.1%蛋白胨的灭菌生理盐水中,振荡10min取1mL上清液进行10倍梯度稀释,选择合适的稀释度在选择性培养基上分别进行培养计数,方法参照GB/T 4789.20-2003[6]:菌落总数的测定采用PCA培养基在37℃下培养48h,乳酸菌的测定采用MRS培养基在37℃下培养48h,肠杆菌的测定采用VRBG培养基在37℃下培养24h,假单胞菌的测定采用GSP培养基在26℃下培养72h。

1.2.3.2 化学指标测定 以未经发酵的鱼肉香肠为对照,测定发酵鱼肉香肠的化学指标以评价混合菌种联合发酵对鱼肉香肠产品质量的影响。水分、灰分、蛋白质和脂肪含量的测定方法分别参照GB5009.3-2010直接干燥法[7]、GB5009.4-2010高温灼烧法[8]、GB5009.5-2010凯氏定氮法[9]和GB/T14772-2008索氏抽提法[10]进行,pH的测定参照Wang[11]的方法进行,挥发性盐基氮(TVB-N)含量的测定采用GB/T5009.44-2003[12]微量扩散法,硫代巴比妥酸(TBA)值的测定参照Vasavada[13]的方法进行,氨基态氮(ANN)含量的测定采用甲醛滴定法[14]。

1.2.3.3 色泽和质构测定 以色泽参数白度和质构参数硬度、弹性为指标,测定混合菌种联合发酵对鱼肉香肠色泽和质构的影响。将样品切成表面平整的块,以未经发酵的鱼肉香肠为对照,采用SC-80C全自动色差仪测定发酵鱼肉香肠的L*、a*和b*值,白度的测定参照Benjakul[15]等方法按下式计算:白度=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2。

将样品切成20mm×20mm×20mm高的长方体,以未经发酵的鱼肉香肠为对照,采用TVT-300XP质构仪对发酵鱼肉香肠进行质构测定,方法为质构剖面分析法[16](Texture profile analysis,TPA)。测定参数如下:探头类型P-Cy35s,测试速度120mm/min,探头触发力10g,探头深入样品距离10mm,两次压缩中停顿时间2s,测定时环境温度25℃,测定结果经TVT-300XP分析数据软件得出。

1.3 数据统计分析

采用Origin7.5绘图,SPSS16.0对数据进行统计分析。文中所列实验数据均为3次重复的平均值,采用误差线和One-way ANOVA检验分析不同处理之间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 鱼肉香肠发酵过程中的菌相变化

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的菌相变化测定结果如表1所示。结果显示,发酵鱼肉香肠中的乳酸菌在发酵的24h中显著增殖(p<0.05)成为鱼肉香肠中的优势菌,其数量明显高于对照组(p<0.05),说明混合发酵剂中的乳酸菌可以充分利用鱼肉为基质进行发酵。假单胞菌在对照组的鱼肉香肠中显著增殖(p<0.05)成为优势菌,而在发酵鱼肉香肠中,虽然0～12h有显著增殖(p<0.05),但是12～24h其数量没有明显变化(p>0.05)且明显低于对照组(p<0.05),说明混合菌种联合发酵可以抑制鱼肉香肠中腐败菌的生长。与对照组相比,发酵鱼肉香肠中的肠杆菌数量在发酵过程中没有明显变化(p>0.05)且明显低于对照组(p<0.05),说明混合菌种联合发酵亦可以抑制鱼肉香肠中致病菌的生长。作为发酵鱼肉香肠中的优势菌,乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸和细菌素是抑制腐败菌和致病菌生长的主要因素[17]。

表1 鱼肉香肠发酵过程中的菌相变化

注:表中的数据为三次实验的平均值±标准偏差,同行含有a,b,c不同字母表示差异显著(p<0.05),同列对照与处理之间含有A,B不同字母表示差异显著(p<0.05)。

2.2 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠化学指标的影响

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的化学成分测定结果如表2所示。结果显示,与未添加发酵剂的鱼肉香肠相比,发酵鱼肉香肠的水分、灰分、蛋白质和脂肪含量没有显著变化(p>0.05),此结果与Yin[18]等采用乳酸菌和片球菌对鲭鱼鱼糜发酵结果一致,混合菌种联合发酵对鱼肉香肠水分、灰分、蛋白质和脂肪含量的影响不大。

表2 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠化学成分的影响

注:表中的数据为三次实验的平均值±标准偏差,同行含有a,b不同字母表示差异显著(p<0.05)。

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的pH测定结果图1所示。结果显示,发酵鱼肉香肠的pH在发酵的24h中从6.73显著降低到了4.91(p<0.01),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的pH在发酵24h时呈极显著性差异(p<0.01),说明乳酸菌迅速增殖分解糖后产酸使得鱼肉香肠的pH明显下降。未添加发酵剂的鱼肉香肠的pH先降低后升高可能是鱼肉中土著微生物作用的结果。

图1 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠pH的影响Fig.1 Effect of fermentation by mixed starter cultures on pH value of fish sausage

TVB-N含量和TBA值分别是衡量肉类腐败变质和油脂氧化的重要指标之一[19]。未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的TVB-N含量和TBA值测定结果分别如图2和图3所示。结果显示,未添加发酵剂的鱼肉香肠的TVB-N含量在发酵过程中从1.58mg/100g显著升高到了12.36mg/100g(p<0.01),而发酵鱼肉香肠的TVB-N含量仅从1.51mg/100g升高到了2.36mg/100g(p<0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的TVB-N含量在发酵24h时呈极显著性差异(p<0.01),说明混合菌种联合发酵可以明显降低鱼肉香肠的TVB-N含量;未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的TBA值在发酵过程中均有升高(p<0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的TBA值在发酵24h时呈显著性差异(p<0.05),说明混合菌种联合发酵亦可以明显降低鱼肉香肠的TBA值。发酵鱼肉香肠的TVB-N含量和TBA值降低,表明发酵菌种的迅速增殖抑制了鱼肉中腐败菌的生长,使得鱼肉香肠的腐败变质和油脂氧化得到延缓,保藏性能提高,其中乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸和细菌素是抑制腐败菌生长的主要因素[17]。

图2 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠TVB-N含量的影响Fig.2 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TVB-N content of fish sausage

图3 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠TBA值的影响Fig.3 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TBA value of fish sausage

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的AAN含量测定结果如图4所示。结果显示,未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的AAN含量在发酵过程中均有升高(p<0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的AAN含量在发酵24h时呈显著性差异(p<0.05),说明混合菌种联合发酵可以明显提高鱼肉香肠的AAN含量,其中主要原因是葡萄球菌在发酵过程中产生的蛋白酶将鱼肉中的蛋白质分解成氨基酸等小分子物质,有助于鱼肉香肠风味的形成和营养价值的提高[20]。介于未添加发酵剂的鱼肉香肠的TVB-N含量在发酵过程中升高(图2),表明香肠中的腐败菌生长使得鱼肉蛋白质分解,从而导致未添加发酵剂的鱼肉香肠的AAN含量升高[21]。

图4 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠AAN含量的影响Fig.4 Effect of fermentation by mixed starter cultures on AAN content of fish sausage

2.3 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠色泽和质构的影响

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的白度测定结果如图5所示。结果显示,未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的白度在发酵过程中均有提高(p<0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的白度在发酵24h时呈显著性差异(p<0.05),说明混合菌种联合发酵可以明显提高鱼肉香肠的白度,使鱼肉香肠的色泽更加白皙明亮。

图5 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠白度的影响Fig.5 Effect of fermentation by mixed starter cultures on whiteness of fish sausage

未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的质构指标硬度和弹性测定结果分别如图6和图7所示。结果显示,未添加发酵剂的鱼肉香肠和发酵鱼肉香肠的硬度在发酵过程中均有提高(p<0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的硬度在发酵24h时呈显著性差异(p<0.05),说明混合菌种联合发酵可以明显提高鱼肉香肠的硬度;发酵鱼肉香肠的弹性在发酵过程中也有显著提高(p<0.05),而未添加发酵剂的鱼肉香肠的弹性变化不大(p>0.05),与对照组相比,发酵鱼肉香肠的弹性在发酵24h时呈显著性差异(p<0.05),说明混合菌种联合发酵亦可以明显提高鱼肉香肠的弹性。与未添加发酵剂的鱼肉香肠相比,发酵鱼肉香肠的硬度和弹性在发酵24h时分别提高了34.3%和44.4%,发酵鱼肉香肠的质地得到了明显的改善。

图6 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠硬度的影响Fig.6 Effect of fermentation by mixed starter cultures on hardness of fish sausage注:图中的数据为三次实验的平均值,同一时间点含有A,B不同字母表示差异显著(p<0.05)。

图7 混合菌种联合发酵对鱼肉香肠弹性的影响Fig.7 Effect of fermentation by mixed starter cultures on springiness of fish sausage注:图中的数据为三次实验的平均值,同一时间点含有A,B不同字母表示差异显著(p<0.05)。

3 结论

混合发酵剂(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)可以充分利用鱼肉为基质进行发酵,在发酵的24h中,乳酸菌作为优势菌迅速增殖,产生乳酸和细菌素抑制鱼肉香肠中腐败菌和致病菌的生长,显著降低了鱼肉的pH、TVB-N含量和TBA值,延缓了鱼肉香肠的腐败变质和油脂氧化,使得产品的保藏性能得到提高。葡萄球菌在发酵过程中产生的蛋白酶将鱼肉中的蛋白质分解成氨基酸等小分子物质,显著提高了鱼肉的AAN含量,有助于鱼肉香肠风味的形成和营养价值的提高。混合菌种联合发酵可以明显提高鱼肉香肠的白度、硬度和弹性,改善了鱼肉香肠的色泽和质地。混合菌种联合发酵对鱼肉香肠水分、灰分、蛋白质和脂肪含量的影响不大。

[1]张俊杰,曾庆孝. 我国淡水鱼鱼糜的研究情况[J]. 食品与发酵工业,2002,28(9):57-63.

[2]Aryanta W,Fleet H,Buckle A. The occurrence and growth of microorganisms during the fermentation of fish sausage[J]. International Journal of Food Microbiology,1991,13:143-155.

[3]金晶,周坚,李永丽. 发酵法在淡水鱼鱼糜脱腥中的应用研究[J]. 武汉工业学院学报,2007,26(4):8-12.

[4]王帆,李春阳,闫征,等. 混合菌种制备发酵鱼肉香肠的研究[J]. 中国调味品,2013,38(1):75-79.

[5]迟明旭,王帆,韩德权,等. 发酵鱼肉香肠挥发性风味物质的研究[J]. 中国调味品,2013,38(12):36-41.

[6]GB/T 4789.20-2003,水产食品检验[S]. 北京:中国标准出版社出版,2003.

[7]GB5009.3-2010,食品中水分的测定[S]. 北京:中国标准出版社出版,2010.

[8]GB5009.4-2010,食品中灰分的测定[S]. 北京:中国标准出版社出版,2010.

[9]GB5009.5-2010,食品中蛋白质的测定[S]. 北京:中国标准出版社出版,2010.

[10]GB/T14772-2008,食品中粗脂肪的测定[S]. 北京:中国标准出版社出版,2008.

[11]Wang F. Effects of three preservation agents on the shelf life of vaccum packaged Chinese-style sausage stored at 20℃[J]. Meat Science,2000,56:67-71.

[12]GB/T5009.44-2003,肉与肉制品卫生标准的分析方法[S]. 北京:中国标准出版社出版,2003.

[13]Vasavada M,Carpenter C,Cornforth D. Sodium levulinate and sodium lactate effects on microbial growth and stability of fresh pork and turkey sausages[J]. Journal of Muscle Foods,2003,14:119-129.

[14]鲁长豪. 食品理化检验学[M]. 北京:人民卫生出版社,1995.

[15]Benjakul S,Visessanguan W,Tueksuban J. Changes in physic-chemical properties and gel-forming ability of lizardfish(Saurida tumbil)during post-mortem storage in ice[J]. Food Chemistry,2003,80:535-544.

[16]孙彩铃,田纪春,张永祥. TPA质构分析模式在食品研究中的应用[J]. 实验科学与技术,2007,5(2):1-4.

[17]Yin L,Jiang S. Pediococcus pentosaceus L and S utilizationin fermentation and storage of mackerel sausage[J]. Journal of Food Science,2001,66:742-746.

[18]Yin L,Pan C,Jiang S. Effect of lactic acid bacterial fermentation on the characteristics of minced mackerel[J]. Journal of Food Science,2002,67:786-792.

[19]江汉湖. 食品微生物学[M]. 北京:中国农业出版社,2002.

[20]Hu Y,Xia W,Ge C. Effect of mixed starter cultures fermentation on the characteristics of silver carp sausages[J]. World Journal of Microbiology and Biotechnology,2007,23:1021-1031.

[21]Koutsoumanis K,Lampropoulou K,Nychas G. Biogenic amines and sensory changes associated with the microbial flora of Mediterranean gilt-head sea bream(Sparus aurata)stored aerobically at 0,8,and 15℃[J]. Journal of Food Production,1999,62:398-402.

Characteristics of fermented fish sausage inoculated with mixed starter cultures

WANG Fan1,CHI Ming-xu1,2,HAN De-quan2,LI Chun-yang1,*

(1. Institute of Food Science and Technology,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;2. College of Life Science,Heilongjiang University,Harbin 150080,China)

Characteristics of fermented fish sausage was studied inoculated with mixed starter cultures of Lactobacillus,Staphylococcus and yeast. The experiments were performed by analyzing of microorganisms,chemical compounds,appearance and texture. During the 24h of fermentation,Lactobacillus became the dominant species and resulted in a rapid decrease of pH,which significantly inhibited the growth ofPseudomonasandEnterobacteriaceae. The TVB-N content and TBA value of fermented fish sausage decreased. Moreover,the AAN content,whiteness,hardness and springiness were higher than that of control. Results indicated that fermentation with mixed starter cultures contributed to spoilage and oil oxidation delay,flavor development,nutrition value improvement,better appearance and taste of fish sausage.

mixed starter cultures;associated fermentation;fish sausage;characteristics

2014-07-08

王帆(1983-),女,硕士,助理研究员,研究方向:食品微生物。

*通讯作者:李春阳(1966-),男,博士,研究员,研究方向:活性物质与功能食品。

江苏省水产三新工程项目(Y2013-49)。

TS254.1

A

1002-0306(2015)07-0182-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.030