发酵剂种类对羊肉香肠理化性质的影响

刘浩，戴意强，吴叶，陈尚龙，2，刘辉，2*

(1.徐州工程学院 食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221018；2.徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏 徐州 221018)

发酵香肠指将糖、盐、香辛料、发酵剂、碎肉和丁状脂肪等混匀灌入肠衣后，经微生物或酶作用加工而成的一类肉制品[1]。乳酸菌不仅可以改善肉制品的风味、降低膻味[2,3]，还可以提高肉品的营养价值和安全性[4,5]。向发酵香肠中添加脂肪酶和蛋白酶，可以有效提高脂肪和蛋白的降解转化速率，而脂肪酶的添加还可以缩短干燥成熟时间[6-8]。我国肉制品发酵历史悠久，但目前多属自然发酵，发酵周期长，受气候制约，产品质量不稳定且生产成本较高。在发达国家，发酵肉制品的产量已经占到肉制品总量的10%以上，而我国羊肉产量居世界领先，但有关羊肉制品的开发不充分[9,10]，因此在国内开发发酵羊肉制品具有巨大的市场潜力。

本实验选择植物乳杆菌、蛋白酶和脂肪酶中的部分或全部组成发酵剂，研究发酵剂种类对羊肉香肠理化性质的影响。通过分析羊肉香肠的pH值、水分含量、色差和TBA值对香肠品质的影响，为发酵羊肉的生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 主要原辅料

原料：羊后腿瘦肉、猪脂肪；优质天然肠衣。

辅料：生姜粉、大蒜粉、味精、白胡椒、蔗糖、白酒、氯化钠。

发酵剂：M-7植物乳杆菌(徐州工程学院微生物实验室提供)；风味蛋白酶和脂肪酶(河南麦胜偌食品配料有限公司)。

1.1.2 主要试剂

三氯乙酸(AR)、硫代巴比妥酸(AR)、氯仿(AR)；购自国药集团化学试剂有限公司；EDTA(AR)：购自天津市福晨化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

DHS-16A水分测定仪 邦西仪器科技(上海)有限公司；ESCO AC2无菌操作台 五洲东方科技发展(北京)有限公司；Julabo TW8恒温水浴锅 上海群基实验仪器技术有限公司；pH-3C精密pH计 上海雷磁仪器厂；WS70色差仪 威福光电科技有限公司；FA-2004B电子天平(精度0.1 mg) 上海越平科学仪器公司。

1.3 实验内容与方法

1.3.1 发酵羊肉香肠的工艺流程

原料肉处理→腌制→绞肉→加入发酵剂、调味料等→灌肠→发酵→成熟→干燥→贮藏[11]。

1.3.2 发酵各阶段工艺参数

发酵各阶段工艺参数见表1。

表1 发酵各阶段工艺参数

1.3.3 实验设计

研究发酵剂种类对羊肉香肠pH、水分含量、色差以及TBA的影响。共分为5组：第1组是未添加植物乳杆菌和外源酶的对照组；第2组是添加植物乳杆菌组；第3组是添加植物乳杆菌和蛋白酶组；第4组是添加植物乳杆菌和脂肪酶组；第5组是添加植物乳杆菌、蛋白酶和脂肪酶组。分别在发酵前(0天)、发酵结束(1.5天)、成熟结束(3.5天)、干燥结束(4天)和储藏3天的工艺节点取3根香肠，测定各项理化指标。

1.3.4 理化分析

1.3.4.1 香肠pH值

校准pH计后，用小刀在发酵羊肉香肠上打一小孔直接测定，待读数稳定后直接读数，同一点重复测定3次，必要时可以在试样的不同点重复测定[12]。

1.3.4.2 香肠水分含量

使用100 g外校砝码校准，设定水分测定仪的干燥温度为105 ℃，结束方式为自动(每时间单位重量丧失1 mg认为干燥完全并自动终止)。测定结束后，直接读取羊肉香肠的水分含量。

1.3.4.3 香肠的色差

使用D65，10°标准光源，白板校正。选取样品，将反射区完全覆盖，利用色差仪测定L,a*,b*值，计算e值，得到肉制品色泽综合值[13]，公式为：

式中：e为发酵香肠色泽综合值；a*为偏红度，其值越大则样品越偏红；L为明亮度，L值越大，表示样品亮度越大，越接近白色，L值越小，表示样品亮度越小，越接近黑色；b*为偏黄度，其值越大则样品越偏黄。

1.3.4.4 香肠的TBA值

采用四分法，准确称取10 g肉研细，加入50 mL含0.1%，EDTA的7.5%三氯乙酸，振摇30 min，双层滤纸过滤。取5 mL上清液，并加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，90 ℃水浴中保温40 min，取出冷却，静置，取上清液并加入5 mL氯仿摇匀，静置分层后取上清液，分别测定是在532 nm和600 nm处的吸光值，并利用下式计算TBA值[14]：

2 结果与分析

2.1 5组羊肉香肠pH值的变化

利用植物乳杆菌发酵羊肉香肠，其乳酸的生成量受温度、菌群的组成以及氧分压等多种因素的影响。随着乳酸的不断生成，香肠的pH也随之下降，其最终pH主要由乳酸的量、香肠中醋酸盐、肉中脂肪酸浓度和蛋白质的缓冲能力等决定。

图1 发酵羊肉香肠pH的变化

由图1可知，未添加发酵剂的羊肉香肠和添加发酵剂的羊肉香肠的pH都呈现下降趋势，植物乳杆菌对发酵羊肉香肠的pH影响最大。在发酵第3.5天时，pH值下降到最低点，说明此时乳酸作为代谢产物的积累量达到最大。从发酵第0天到发酵第1.5天，添加发酵剂的羊肉香肠的pH下降最快，这主要是因为植物乳杆菌利用的营养物质充分且该菌株的活力大，生长受到的抑制小；未添加发酵剂的羊肉香肠的pH一直处于下降趋势且下降较为缓慢；添加发酵剂的羊肉香肠在发酵的后期pH值略微上升，这可能是由于菌体发生自溶以致肠馅中碳氮比下降导致的[15,16]。添加植物乳杆菌、蛋白酶和脂肪酶的羊肉香肠的pH相较于其他种类的发酵剂更低，并且pH水平维持在4.8～5.2之间。

2.2 5组羊肉香肠水分含量的变化

水分含量可以对发酵香肠的质构特性产生影响，特别是表现在香肠的弹性、硬度和多汁性方面，因此在香肠制作过程中水分含量必须处于适宜的水平，这对香肠的品质稳定具有重要的作用。一般来说，水分含量高则香肠质地软、硬度低；水分含量低则香肠质地硬、硬度高，这主要是受水分的交叉的连接相互作用力影响。因此水分含量是制作发酵羊肉香肠的重要考虑因素。

图2 发酵羊肉香肠水分含量的变化

由图2可知，随着天数的增加，未添加发酵剂的羊肉香肠和添加发酵剂的羊肉香肠的水分含量都呈现下降趋势，且在各阶段水分含量相近，这表明香肠含水量与所处环境有关。发酵羊肉香肠在3.5～4天时，水分下降速率最快，这主要是因为发酵羊肉香肠处于高温低湿的环境中。在发酵前期，植物乳杆菌发酵作用速率较快，易造成水分的损失。随着发酵时间的不断增加，香肠中的蛋白质与菌种产生的代谢产物形成凝胶体系，在一定程度上减少了水分的损失；发酵香肠在4～7天，水分下降速率较慢，这主要是由于储存环境的温度低，水分散失缓慢。图2表明植物乳杆菌和酶制剂对羊肉香肠的水分含量影响较小。

2.3 5组羊肉香肠色泽的变化

色泽是食品感官评定的重要方面，是评价发酵香肠质量的重要指标，香肠的色泽主要受原料肉、漂洗方式、添加剂和如烟熏等后期处理方式因素的影响[17]。国内外研究发现，发酵香肠的色泽还与微生物种类有着密切的关系，葡萄球菌和微球菌等微生物通过过氧化氢酶和硝酸盐还原酶的活性作用而影响发酵香肠的色泽[18]。

图3 发酵羊肉香肠色泽的变化

由图3可知，随着天数的增加，未添加发酵剂的羊肉香肠和添加发酵剂的羊肉香肠色泽综合值都呈现先上升再下降的趋势，当发酵羊肉香肠处于第4天时，色泽综合值达到最大，这是因为香肠在发酵时pH值降低，肌红蛋白被氧化，血红素分解，羊肉香肠变红。随着发酵羊肉香肠储藏时间的增加，其色泽综合值下降，这是因为亚硝酸盐被氧化，其作为发色剂的效果下降。图3表明选取的发酵剂种类对羊肉香肠的色泽综合值影响较小。

2.4 5组羊肉香肠TBA值的变化

脂类氧化主要包括脂质的酶促氧化、自动氧化以及脂质氧化与蛋白质氧化的相互作用，脂类氧化导致肉类的氧化酸败，是评价肉制品品质优劣的重要指标之一。TBA值越大，则表明脂肪氧化的程度越高，肉制品酸败越严重；TBA值越小，则表明脂肪氧化的程度越低，肉制品酸败情况较轻[19]。

图4 发酵羊肉香肠TBA值的变化

由图4可知，未添加发酵剂的羊肉香肠和添加发酵剂的羊肉香肠的TBA值都呈现上升趋势，未添加发酵剂的羊肉香肠的TBA值最大，且上升速度快，添加发酵剂的羊肉香肠的TBA值上升速度相比则较为缓慢，这主要是因为植物乳杆菌产酸作用可以使H2O2还原成O2和H2O，可以防止脂肪氧化。添加植物乳杆菌、风味蛋白酶和脂肪酶的发酵羊肉香肠的TBA值一直处于较低水平，这可能是因为在发酵过程中存在氧化还原酶。由图4可知，添加发酵剂的羊肉香肠优于未添加发酵剂的羊肉香肠，添加植物乳杆菌、蛋白酶和脂肪酶的羊肉香肠在防腐败程度上更优。

3 结论

从发酵羊肉香肠的pH值、水分含量、香肠色泽和TBA值来讨论发酵剂的种类对香肠理化性质的影响。从pH值来看，含植物乳杆菌的发酵剂对羊肉香肠的pH值影响最大，与未添加发酵剂的羊肉香肠的pH差值较大；从水分含量和色泽来看，是否添加发酵剂或者添加发酵剂种类不同对发酵羊肉香肠的水分含量和色泽综合值影响较小；从TBA值来看，添加植物乳杆菌、风味蛋白酶和脂肪酶的羊肉香肠要优于其他羊肉香肠，发酵剂种类对羊肉香肠的氧化程度影响显著。