添加发酵剂对猪肉脯品质的影响

樊明明,郇延军,翁梅芬,郑佳飞

(江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

添加发酵剂对猪肉脯品质的影响

樊明明,郇延军*,翁梅芬,郑佳飞

(江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

分别利用戊糖片球菌,植物乳杆菌,肉糖葡萄球菌单一菌种和复合菌种对原料肉进行发酵,生产发酵型猪肉脯,分析了成品质构、水分活度、肌原纤维小片化指数(MFI)和感官品质等指标的变化。结果表明:与对照组相比,发酵可以明显改善产品的质构和感官品质。其中经肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌复配发酵的产品剪切力可降低39.8%,MFI由对照组42.87提高到84.73。各发酵组的水分活度(Aw)和水分含量无显著区别,但与对照组相比有显著下降(p<0.05)。添加肉糖葡萄球菌发酵组和三组复配发酵组猪肉脯感官评分显著高于对照组(p<0.05)。

发酵剂,质构,肌原纤维小片化指数,感官评定

肉脯是用除去筋腱的猪、牛瘦肉为原料,经切片、调味、腌制、摊筛、烘干、烤制等工艺制成的即食产品,是我国知名的传统肉制品,具有高蛋白、低脂肪、味道鲜美等特点,深受人们喜爱。传统工艺条件下,猪肉脯生产经过较长时间的烘干过程和短时间的焙烤过程,使产品质地较硬,也影响了产品的弹性和咀嚼性;另外传统工艺中,产品风味主要靠美拉德反应形成,导致风味单一[1]。改善猪肉脯质构、丰富其风味是生产人员和研究人员共同关心的课题。嫩度是评价肉制品食用品质的一个重要指标,主要涉及到产品的咀嚼性、硬度和剪切力。研究表明:破坏肌原纤维的完整性,提高肌原纤维小片化程度可以降低剪切力,提高肉制品的嫩度[2]。蛋白酶可以促进蛋白质降解,提高肌原纤维蛋白降解程度。通过由微生物发酵产生的外源蛋白酶的作用提高蛋白质降解程度是一种重要的加工方式[3-4]。Leroy等[5]报道指出,肉经微生物发酵,促进了蛋白质、脂肪、糖类等大分子物质的降解,破坏了肌肉组织的完整性、改善了质构,提高产品的消化吸收率及营养价值,同时利用葡萄球菌和乳酸菌的发酵还能够促进酯类物质等风味成分的形成[6],改善产品的风味及提高产品的保藏性[7]。我国发酵肉制品很多,但利用发酵工艺改进肉脯的相关研究较少。本研究利用植物乳杆菌、戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌单一菌种和复合菌种进行发酵型猪肉脯的生产。并对主要的品质指标进行分析,以期为发酵型猪肉脯生产的菌种选用和改善产品的质构及风味品质提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

戊糖片球菌(Pedicoccuspentosaceus) 编号GIM1.428,植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)编号GIM1.191,肉糖葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)编号GIMT1.044,购于广东省微生物菌种保藏中心。新鲜猪前腿肉和鸡精、鱼露等购于当地超市。红曲红、乙基麦芽酚均为市售食品级,其他试剂均为分析纯。MRS(Man Rogosa Sharp)培养基,参照GB478912-2003,用于活化培养乳酸菌;营养肉汤培养基,参照GB478912-2003用于肉糖葡萄球菌的活化、传代及制备发酵剂。

DUG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；FA-st Lab水分活度仪 法国；TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司；离心机SIGMA2-16K 德国西格玛公司；其他为实验室常规仪器。

1.2 实验方法

1.2.1 发酵剂的制备 将菌种活化,作为种子液。按5%接种量,37 ℃ 静置培养到对数生长期。将100 mL增殖培养液离心(4000 r/min 10 min),倒掉上清液,菌体沉淀用5 mL无菌生理盐水(0.85%)悬浮,即得到需要的液体发酵剂。制备的发酵剂,经过活菌计数后用于生产。

1.2.2 发酵猪肉脯加工工艺流程及操作要点 原料选择→预处理→冷冻→切片→发酵、腌制→摊筛→烘干→涂油→烤制→压平切割→包装→指标测定。操作要点[4]如下。

原料选择、预处理:选择猪后腿肉,去除可见脂肪、结缔组织。

冷冻、切片:冷冻主要是便于切片,将肉顺着肌肉纤维方向切成2 mm厚的薄片,自然解冻。

发酵、腌制:先发酵后腌制。添加1%葡萄糖作为菌种碳源,发酵在浓度为葡萄糖溶液(用无菌生理盐水配制浓度为20%)和液体发酵剂混合液中进行。湿度恒定为80%,15 ℃发酵6 h,25 ℃发酵30 h[8-9]。发酵结束后在4 ℃冰箱中腌制2 h。其中肉∶蔗糖∶混合料质量比为100∶26.67∶2.4,混合料中各组分之间配比为白胡椒粉∶复合磷酸盐∶鸡精∶味精∶乙基麦芽酚∶红曲米=15∶25∶25∶33∶4.3∶1。

摊筛:肉片摊在筛网上,相互之间尽量不留空隙。

烘干:65 ℃烘干0.5 h,55℃烘干3 h,烘干期间每隔半个小时翻一次。

烤制:烤制温度为22℃,时间为3 min。

对照组按传统工艺制作,选猪后腿精肉、冷冻、切片、腌制、摊筛、烘干、烤制、冷却。操作要点同上。

1.2.3 实验设计 本实验设计7组,分别添加不同组合的发酵剂进行发酵猪肉脯的制作,具体见表1。

表1 实验设计

实验中每组发酵剂接种总量均为3×107cfu/g。植物乳杆菌和戊糖片球菌同属乳酸菌,本实验温度下,二者复配会在较短时间内使肉料的pH降到5.0,较短时间的发酵不利于发酵型猪肉脯风味的形成及其他成分的降解,因此实验中并未采用二者复配制作发酵型猪肉脯。样品制作完毕冷却包装待指标测定。

1.2.4 相关指标的测定

1.2.4.1 菌落总数和挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 菌落总数参照GB 4789.2-2010食品微生物学检验菌落总数测定的方法进行。TVB-N的测定参照GB/T5009.44-2003中挥发性盐基氮半微量定氮法。

1.2.4.2 猪肉脯pH测定 参考GB/T 9695.5-2008和Yang[10]的方法测定。将样品用剪刀剪碎,称取3 g,加入27 mL蒸馏水,均质1 min,随后用pH计测定pH。每个样品测三次。测定前对pH计进行校准,25 ℃,校准缓冲液pH4.00、pH6.88。

1.2.4.3 剪切力和全质构的测定 样品剪切力测定参照李培红实验方法[4]。TPA测定参考Pialr Trespalaeios[11]实验方法并稍作修改,用剪刀将室温保存的猪肉脯剪成2 cm×1 cm的长方形,TPA实验选用 P/36R探头,设置参数:测试模式:压缩;测试前速度:1 mm/;测试速度:3 mm/s;测试后速度:3 mm/s;压缩比为 60%;2次激活感应力:15 g。平行测定五次。

1.2.4.4 肌原纤维小片化指数(MFI)的测定 参考Karumendu等[12]的方法略加修改进行测定。取2 g剪切好的猪肉脯(除去肉眼可见的脂肪和结缔组织),在20 mL 2 ℃的MFI缓冲溶液中(缓冲溶液含100 mmol/L KC1,1 mmol/L EDTA(二钠盐),25 mmol/L磷酸钾(7 mmol/L的KH2PO4与18 mmol/L的K2HPO4,使缓冲液在4～5 ℃条件下pH为7.0),1 mmol/L NaN3),用组织捣碎机捣碎搅匀,匀浆液在4000 r/min离心15 min,将上清液缓慢倒出,沉淀继续在10 mL缓冲液中,搅拌制成悬液,4000 r/min离心15 min。慢慢倒出上层清液。沉淀在5 mL的缓冲溶液制成悬液通过400 μm2的尼龙纱布以除去结蹄组织及碎片,再用5 mL的缓冲溶液帮助肌原纤维通过筛孔。纤维悬液的蛋白质浓度根据双缩脲法测定。然后用MFI缓冲溶液调整悬浮液蛋白浓度为(0.5±0.05)mg/mL,在540 nm测吸光度,将所得结果乘以200后便得到猪肉脯的MFI值。

1.2.4.5 水分含量和水分活度的测定 样品中水分含量的测定参照GB/T 9695.15-2008。水分活度测定前将样品在室温下用料理机打碎,各组样品打碎时间保持一致,每组测定三个平行。

1.2.4.6 感官测定 邀请20位经过培训的食品专业硕士生其中男生10名,女生10名,严格按照评定标准对发酵产品进行感官评分,结果取平均值。评分采用九点标度法:满分9分。9:极好;8:良好;7:好;6:次好;5:一般;4:一般以下;3:差;2:很差;1:极差,对每一项进行评分,然后按照每一项所占权重进行加和,最后换算成9分制进行数据分析。

表2 感官评定标准表

1.2.5 数据分析 实验结果用SPSS 19统计软件对数据进行统计分析,利用Origin 8.5作图。

2 结果与分析

2.1 添加不同发酵剂对猪肉脯菌落总数和TVB-N的影响

由图1可知,单加肉糖葡萄球菌组菌落总数和TVB-N显著高于对照组和其他发酵组。肉糖葡萄球菌不产酸,无法抑制杂菌生长,因此肉糖葡萄球菌应该和乳酸菌复配作为发酵剂制作发酵肉制品。戊糖片球菌和植物乳杆菌都是乳酸菌,Talon[13]研究表明乳酸菌在发酵过程中通过降低pH可抑制杂菌和致病菌的生长,阻止杂菌利用游离氨基酸等含氮化合物产生挥发性含氮成分。此外,乳酸菌产酸作用可使肉中酸碱中和,使挥发性盐基总氮含量增加缓慢[14]。虽然除T-2组外的其他发酵组的TVB-N量均显著高于对照组(p<0.05),但是根据Xiong[15]文献猪肉中TVB-N含量小于5 mg/100 g都在可食范围。

图1 不同发酵剂对猪肉脯菌落总数和TVB-N的影响Fig.1 The total number of bacterial colony andTVB-N change of pork jerky produced by fermented 注:a～f柱形图上含有不相同字母为差异显著(p<0.05),图3同。

2.2 不同发酵剂对发酵过程中pH变化的影响

如图2所示,除肉糖葡萄球菌组外,其他各组猪肉脯的pH在12～30 h时间段内下降迅速,之后缓慢下降。pH在发酵前期基本不变的原因可能是发酵剂中微生物要适应新的生长环境;发酵中期适应环境之后微生物快速繁殖,植物乳杆菌和戊糖片球菌将碳水化合物分解成乳酸降低肉的pH;发酵后期pH变化缓慢是由于代谢产物的积累使微生物的生长受到抑制。这与杨华等[16]在25～28 ℃鲶鱼发酵香肠的pH变化的趋势一致。单一菌种发酵T-3组较T-2组pH下降较快,是因为在接种量相同的情况下植物乳杆菌产酸速度较戊糖片球菌快;每组菌种添加量总量相同,两种乳酸菌可利用碳源的量越少,pH下降越慢,因此单加戊糖片球菌组和单加植物乳杆菌组较其他组的pH下降较快;三种菌复配发酵组较两种菌复配的发酵组pH下降较快,是因为两种乳酸菌共同作用降低pH;T-1组肉糖葡萄球菌单一作为发酵剂制作猪肉脯时,pH基本不变,发酵过程中无法抑制其他杂菌的生长(图1),产品的稳定性得不到保障。

图2 发酵过程中pH的变化Fig.2 The pH change of pork jerky produced by fermented

2.3 不同发酵剂对猪肉脯剪切力和MFI的影响

剪切力是衡量肉制品嫩度的一个重要指标,MFI表示肌原纤维的降解程度,蛋白质降解程度越大,MFI值越大,剪切力越小,肉的嫩度越大。由图3可知,同对照组比较,T-1组、T-2组、T-5组、T-6组剪切力分别降低了26.4%、21.35%、39.8%、31.9%,MFI由对照组的42.87分别增大到76.3、72.01、84.73、78.96,其中复配发酵组较单一菌种组样品剪切力降低程度更大、MFI值更高。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌能够产生蛋白酶提高肉制品生产过程中蛋白质的降解程度,提高MFI值,剪切力变小[6]。图3b T-5和T-6复配组的MFI均大于单加肉糖葡萄球菌组,是因为pH降低利于肌原纤维蛋白的降解,并且一定范围内pH越低肌原纤维降解程度越大[17]。因此用戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌复配,或者三种菌复配制作发酵型猪肉脯可提高制品嫩度。

表3 不同发酵剂对猪肉脯硬度和咀嚼性的影响

图3 不同发酵剂发酵猪肉剪切力和MFI的影响Fig.3 Shearing force and MFI ofpork jerky fermented by different starter cultures

注:
注:a～f同列含有不相同字母为差异显著(p<0.05),表4同。

2.4 不同发酵剂对猪肉脯硬度和咀嚼性的影响

硬度表示物体变形所需要的力,反映食品坚硬程度;咀嚼性是指把固态食品咀嚼成能够吞咽状态所需要的能量,是食品的重要品质特性,咀嚼性越小,食品越容易吞咽。由表3可知,同对照组相比,发酵型猪肉脯的咀嚼性、硬度显著降低(p<0.05),各组间弹性和凝聚性差别不大。其中戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌(T-5)复配制作发酵型猪肉脯硬度最低,咀嚼性最低,最易咀嚼和吞咽。在发酵过程中肉糖葡萄球菌产生蛋白酶促进蛋白质降解[18],肌肉间连接蛋白质得到降解,肌肉完整性得到破坏,肌肉间相互作用力减小,剪切力降低,猪肉脯易咀嚼[10]。

2.5 不同发酵剂对猪肉脯水分含量、Aw和感官评价的影响

发酵型猪肉脯的Aw和水分含量显著低于对照组,发酵组间无显著性差异(p<0.05)。其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌复合发酵组(T-5)Aw降低了22.9%,发酵过程中蛋白质降解,结构松散,肉的持水性降低,水分更容易散失[16]。T-1、T-4、T-5、T-6四组肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌产生蛋白酶和脂肪酶,促进蛋白质和脂肪降解生成氨基酸和游离脂肪酸等小分子风味物质,使发酵型猪肉脯持特有的风味,且较易咀嚼,因此更受感官评定员喜爱[5],感官评评分显著提高(p<0.05)。植物乳杆菌组、戊糖片球菌组较对照组得分比较低,是因为两组猪肉脯pH分别为4.47、4.58,有一种令人不愉悦的味道。因此两种乳酸菌不适合单独作为发酵剂制作发酵型猪肉脯。

表4 不同处理的猪肉脯水分和感官评定结果

3 结论

戊糖片球菌产酸降低原料肉pH抑制杂菌的生长,同时与肉糖葡萄球菌共同作用促进蛋白质降解和风味物质的形成,两种菌复配发酵后猪肉脯的剪切力、硬度和咀嚼性显著性降低,改善了猪肉脯质构;其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌复合发酵感官评分最高,故也改善了猪肉脯的感官特性;另外发酵显著降低了猪肉脯的Aw和水分含量(p<0.05),提高猪肉脯的保藏性。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌复配可以作为发酵剂生产发酵型猪肉脯。

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Effect of different starter cultures on quality of pork jerky

FAN Ming-ming,HUAN Yan-jun*,WENG Mei-fen,ZHENG Jia-fei

(School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

UsingPediococcuspentosaceus,Lactobacillusplantarum,Staphylococcusonly or the combinations as starter cultures to make pork jerky,the production of fermented pork jerky were analyzed,including the change of product texture,water activity,myofibrillar fragmentation index(MFI)and sensory quality and other indicators. The results showed that:compared with the control group,fermentation could significantly improve the texture and sensory quality of the product. Shearing force of the product which was fermented byStaphylococcusand P.pentosaceuswas reduced by 39.8%,MFI was increased from 42.87 to 84.73. Water activity(Aw)and moisture content of each fermentation group had no significant difference.But compared with the control group,the Aw and moisture content of each fermentation group decreased significantly(p<0.05).The sensory scores of the jerky fermented byStaphylococcusonly and the groups of complex fermentation was significantly higher(p<0.05).

starter cultures;texture;myofibril fragmentation index;sensory evaluation

2014-10-23

樊明明(1988-)，女，在读硕士研究生，研究方向：食品科学与工程，E-mail：fanmm0601@163.com。

*通讯作者:郇延军(1963-)，男，博士，副教授，研究方向：食品工程，E-mail：huanyanjun@jiangnan.edu.cn。

TS251.5

A

1002-0306(2015)15-0122-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.018