发酵干香肠关键生产工艺及包装技术研究

2023-11-22李国柱贾靖李明珠

中国调味品 2023年11期

李国柱,贾靖,李明珠

(1.漯河食品职业学院,河南漯河 462000;2.郑州工业应用技术学院,河南新郑 451100)

干香肠是世界上最古老和原始的肉类加工方式,随着肉类产品深加工技术的发展和食品冷藏工艺的出现[1-2],发酵香肠的方式已经从传统的自然发酵转变为微生物定向发酵[3]。发酵香肠具有广阔的消费市场[4],成为德国、西班牙、意大利等国家肉类工业中最活跃的产品之一[5],每年消费量超过70万吨,并且仍呈上升趋势[6]。受地区风俗习惯的影响,不同地区干香肠的加工工艺不同,使得其风味特征也存在差异[7-8]。

干香肠发酵剂一直是国内外研究的重点,很多研究人员都为此作出了巨大贡献[9-11]。相关研究结果表明[12-13],干香肠发酵过程中所使用的发酵剂由小球菌、乳酸菌和葡萄球菌混合而成,对干香肠产品品质起着决定性作用[14],小球菌和葡萄球菌可以分解蛋白质和脂肪,从而形成一些特殊的芳香物质,并且对发酵干香肠有一定的增色效果[15]。

干香肠中的pH值、水分含量、水分活度和脂肪氧化程度等均会对其品质产生至关重要的影响;不同的包装材料对干香肠中pH值和水分含量的影响程度存在差异[16-17]。本研究基于此,对加工过程中干香肠的各种理化因子进行测定和分析;同时研究6种不同的包装方式对干香肠中pH值和水分含量的影响,旨在为发酵干香肠产业发展奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

材料:猪肉、葡萄糖、蔗糖、亚硝酸钠、食盐、黑胡椒粒和猪肠衣;试剂:乙醇、氢氧化钾、饱和碘化钾、淀粉指示剂、显色剂、亚硝酸钠标准溶液和对氨基苯磺酸溶液。

1.2 试验仪器

控温发酵室、制冰机、灌肠机、搅拌机、破碎机、超净工作台、电子天平、均质器和紫外分光光度计。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵干香肠生产工艺确定

对腌制时间为0,4,8,12 h的干香肠的颜色和组织状态进行感官评价,最后获得最佳的干香肠腌制时间。

1.3.2 发酵干香肠关键工艺研究

发酵组和对照组使用相同的原料和生产工艺,以添加发酵菌种的干香肠作为发酵组,不添加发酵剂的干香肠产品作为对照组,测定发酵组和对照组干香肠的pH值、水分活度、水分含量和过氧化值,并将两种加工方式获得的理化性质进行对比。

1.3.3 包装材料性能指标研究

对6种包装材料的透湿性、安全性、透光性、耐油性和透氧性等指标进行测定和比较。

1.3.4 包装材料对发酵干香肠储藏期间质量的影响

用6种包装材料在普通包装方式条件下,测定储藏时间为20,40,60,80 d时干香肠的pH值和水分含量,分析各种包装材料对干香肠各项理化指标的影响。

2 结果和讨论

2.1 发酵干香肠生产工艺

2.1.1 腌制时间的确定

腌制时间对发酵干香肠产品的颜色和组织状态有着显著影响,经过腌制的干香肠,肉馅中的血红蛋白被氧化[18],发酵过程中,乳酸使得干香肠的颜色更加诱人[19];另外,干香肠在腌制过程中,盐溶性蛋白不断溶出,肉馅的组织状态更加致密。

由表1可知,随着腌制时间的增加,发酵干香肠的颜色和组织状态感官评分先升高后降低。当腌制时间为8 h时,干香肠的颜色和组织状态感官评分最高,无论腌制时间大于还是小于8 h,感官评分均呈现下降趋势。所以,选择最佳的腌制时间8 h对干香肠进行腌制。

2.1.2 发酵干香肠生产过程中理化指标的变化

2.1.2.1 发酵干香肠发酵过程中pH值的变化趋势

由图1可知,随着干香肠发酵时间的增加,pH值持续下降,当发酵时间为0～3 d时,发酵干香肠的pH值下降速度最快;随后,随着发酵时间的继续增加,发酵干香肠的pH值缓慢且持续下降。发酵组中干香肠pH值的下降速度快于对照组,这可能是发酵组中干香肠的真菌群落更加丰富导致的。

图1 发酵过程中干香肠pH值的变化趋势Fig.1 Change trend of pH values of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.2 发酵干香肠发酵过程中水分含量的变化趋势

由图2可知,随着发酵时间的增加,干香肠的水分含量不断降低。当发酵时间为0～3 d时,对照组和发酵组干香肠的水分含量由54%快速下降至34%;当发酵时间大于3 d时,干香肠的水分含量呈缓慢下降趋势,可能是发酵后期环境中水分含量过大所导致。当发酵时间为20 d时,发酵组和对照组干香肠中的水分含量保持一致,均在25%左右。

图2 发酵过程中干香肠水分含量的变化趋势Fig.2 Change trend of water content of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.3 发酵干香肠发酵过程中水分活度的变化趋势

由图3可知,发酵组和对照组干香肠的水分活度变化趋势一致,随着发酵时间的增加,发酵组和对照组的水分活度均呈现缓慢降低的趋势。发酵组的水分活度下降速度明显低于对照组,对于低酸类发酵食品,水分活度是干香肠安全性保障的重要指标,水分活度下降的速度对产品的安全和储藏有着重要意义。

图3 发酵过程中发酵干香肠水分活度的变化趋势Fig.3 Change trend of water activity of fermented dry sausages during fermentation

2.1.2.4 发酵干香肠发酵过程中过氧化值的变化趋势

由表2可知,随着发酵时间的增加,对照组和发酵组干香肠的过氧化值在发酵6 d时达最低值,随后呈现缓慢上升趋势,但在整体18 d的发酵期内,两组的过氧化值呈现整体下降趋势,且发酵组和对照组干香肠的过氧化值差异不明显。

2.1.3 发酵干香肠生产过程中微生物特性的变化

由图4可知,当发酵时间为0～3 d时,干香肠的乳酸菌数量快速增加,达到108.5CFU/g,此时达到最高点,由于干香肠发酵初期有足够的营养和生存空间,适合乳酸菌的生长和繁殖,乳酸菌迅速繁殖成为优势菌,并一直稳定在107.8～107.9CFU/g。这是由于乳酸菌在干香肠中不断发酵产酸,另外,干香肠中的水分活度和水分含量持续下降都影响了乳酸菌的生长和繁殖。

图4 干香肠发酵过程中细菌生长趋势Fig.4 Bacterial growth trend of fermented dry sausages during fermentation

在发酵初期0～3 d时,干香肠中的小球菌含量呈现下降趋势,这是由于在发酵初期小球菌需要一个适应环境的阶段。随着发酵时间的增加,小球菌数先升高后降低。当发酵时间为3～6 d时,小球菌在干香肠中的生长环境得到了一定程度的适应,繁殖速度有所增加;当发酵时间大于6 d时,小球菌总数也不断下降,可能是发酵干香肠的pH 值持续下降所导致。

2.2 发酵干香肠包装技术的研究

2.2.1 包装材料性能

根据包装材料的特性,选择6种安全性能较好、成本相对较低的适合于肉制品包装的塑料膜,塑料薄膜的性能见表3。

表3 6种不同包装材料性能Table 3 Performance of six different packaging materials

2.2.2 包装材料对发酵干香肠质量的影响

2.2.2.1 不同包装材料对发酵干香肠pH值的影响

由图5可知,不同包装材料对干香肠的pH值影响不同,当储藏时间为0～20 d时,6种包装材料的干香肠中pH值均呈现增长趋势,且在贮藏时间为20 d时,6种包装材料A(PE/PA)、B(PE/OPP)、C(MB2型)、D(EVOH复合膜)、E(PE/OPP/PETAL)、F(PE/PA/PET)中干香肠的pH值分别为5.3,5.35,5.2,5.25,5.25,5.4。当储藏时间为20～40 d时,包装材料B和C中干香肠的pH值持续升高;包装材料D和E中干香肠的pH值也升高,但是升高的速度较缓慢,包装材料A和F中干香肠的pH值呈现下降趋势。当贮藏时间为40～60 d时,包装材料B、C、E和F中干香肠的pH值均呈现下降趋势,包装材料A和D中干香肠的pH值则维持稳定,基本保持不变;当贮藏时间为60～80 d时,6种包装材料的干香肠中pH值均呈现上升趋势,并且从高到低的次序是B>F>A>E>C=D。

2.2.2.2 不同包装材料对发酵干香肠水分含量的影响

由图6可知,当储藏时间为0～20 d时,除了包装材料B(PE/OPP)之外,其他5种包装方式的干香肠中水分含量均呈现下降趋势;当储藏时间为20～40 d时,B、C和E 3种包装材料的干香肠中水分含量呈现下降趋势;而A、D和F 3种包装材料的干香肠中水分含量稍有上升。当储藏时间为40～60 d时,D包装材料的干香肠中水分含量明显下降,A包装材料的干香肠中水分含量降低幅度较小;E包装材料的干香肠中水分含量呈现明显上升趋势,包装材料B、C和F的干香肠中水分含量稍有上升。当储藏时间为60～80 d时,A、D、E和F 4种包装材料的干香肠中水分含量快速下降,而包装材料B和C的干香肠中水分含量基本保持不变。