兩種發酵劑對發酵牛肉火腿加工品質的影響

薛冰

摘 要：目的：通過控制變量法對比自制發酵劑與商業發酵劑對火腿品質及感官評定的影響。方法：利用自制發酵劑（植物乳桿菌接種量為7（lg （CFU/g））、地衣芽孢桿菌接種量為5 （lg （CFU/g））和商業發酵劑（清酒乳桿菌接種量為7 （lg （CFU/g））、肉糖葡萄球菌接種量為6（lg （CFU/g））），以牛里脊為原料，分成4 組：TZ25組（25℃發酵，自制發酵劑組）、TS25組（25 ℃發酵，商業發酵劑組）、TZ15組（15 ℃發酵，自制發酵劑組）、TS15組（15 ℃發酵，商業發酵劑組）制作牛肉發酵火腿。結果：在相同的干制條件下，TZ25組的水分含量和水分活度顯著低于TS25、TZ15和TS15組；且TZ25組獲得較理想的pH值和感官評分；但TS15組與TS25組具有較好的色澤；TZ25組和TS25組的TBARs值顯著低于TZ15組和TS15組。結論：在25 ℃用自制發酵劑制作發酵火腿是可行的，且與商業發酵劑組相比可以縮短發酵和干制時間，改善風味和嫩度。

關鍵詞：發酵劑；發酵牛肉火腿；品質特性

Abstract： The purpose of this study was to compare the effects of commercial and laboratory-made meat starter cultures on the quality and sensory characteristics of fermented beef ham. The laboratory-made starter culture was formulated with

7 （lg （CFU/g）） of Lactobacillus plantarum and 5 （lg （CFU/g）） of Bacillus licheniformis， and the commercial one consisted of 7 （lg （CFU/g）） of Lactobacillus sake and 6 （lg （CFU/g）） of Staphylococcus carnosus. In this experiment， beef tenderloin was used as the raw material. Four experimental groups were set up： TZ25 （fermentation with the laboratory-made starter culture at

25 ℃）； TS25 （fermentation with the commercial starter culture at 25 ℃）； TZ15 （fermentation with the laboratory-made starter culture at 15 ℃）； TS15 （fermentation with the commercial starter culture at 15 ℃）. The results indicated that the moisture content and water activity of TZ25 were significantly lower than those of TS25， TZ15 and TS15， and the pH and sensory evaluation scores of TZ25 were better than those of other groups. But the color of TS15 and TS25 was better， and the TBARs values of TZ25 and TS25 were significantly lower than those of TZ15 and TS15 under the same drying conditions. It is feasible to produce fermented ham with the laboratory-made starter culture at 25 ℃， with shortened fermentation and drying time and improved flavor and tenderness.

Key words： starter culture； fermented beef ham； quality characteristics

中圖分類號：TS251.1 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2014）10-0001-05

發酵火腿作為傳統的肉制品有著悠久的歷史，因其具有獨特的風味，良好的耐貯性以及功能特性受到世界各地人民的喜愛。但以往的發酵工藝多屬于傳統式自然發酵[1]，其發酵過程是由生肉和環境中的天然微生物自發進行的。因此，不受控制的發酵可能產生火腿品質不穩定或劣質產品，甚至可能產生消費安全隱患[2]。正是由于自然發酵過程存在著不可靠性和不可控性，現在越來越傾向于通過微生物純培養的方式來制備優質發酵劑，以直投式發酵來實現對發酵過程的有效控制，以保證產品的安全性和產品質量的穩定性[3-4]。采用直投式發酵劑可以有效控制發酵過程，抑制病原微生物的生長、防止氧化變色、改善組織與風味[5-9]。目前世界上許多國家如意大利、美國、西班牙已進行了發酵肉制品的人工發酵工業化生產，并已經形成相當的規模[10]。但我國對直投式發酵劑的研究起步較晚，應用于發酵肉制品的系統研究及工業化生產剛剛起步，規模小還沒有進行發酵工業化生產[11]。而且，對肉制品發酵劑的研究大多局限于香腸發酵劑的研究，對牛肉火腿發酵劑的研究很少。

肉制品常用的發酵劑主要包括乳桿菌、葡萄球菌等。其中乳桿菌主要有清酒乳桿菌、彎曲乳桿菌、植物乳桿菌等，可以使發酵肉中的碳水化合物生成乳酸，從而降低發酵肉制品的pH值，抑制腐敗微生物的生長、促進發色、降低亞硝酸鹽的含量。常用的葡萄球菌主要有肉糖葡萄球菌和木糖葡萄球菌，能還原硝酸鹽并具有分解蛋白質、脂肪及H2O2的能力，促進發酵肉制品獲得良好的風味和色澤，但因為產酸少，一般與乳酸菌混合使用[12]。Comi等[13]研究發現，肉糖葡萄球菌這類凝固酶陰性球菌在肉品發酵期可達到106～108 CFU/g。

本課題在前期從發酵食品中已篩選出兩株具有降血壓功能且可用作肉制品發酵劑的微生物，即植物乳桿菌和地衣芽孢桿菌，其中地衣芽孢桿菌對金黃色葡萄球菌具有很強的抑菌效果，且具有很強的蛋白酶活性[14]。地衣芽孢桿菌存在于醬香型白酒、豆醬、豆豉等天然發酵食品中，對食品的風味形成具有重要作用，同時對乳酸菌的生長也有促進或共生作用[15-19]。目前地衣芽孢桿菌在發酵火腿中未見報道，但早已應用于醫藥開發、飼料加工等方面[20-21]。

因此，本實驗利用兩種混合發酵劑制作發酵牛肉火腿，通過控制變量法來對比兩種混合發酵劑對牛肉火腿品質的影響，旨在為發酵牛肉火腿加工選擇較理想的具有降壓作用的發酵劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛里脊購于當地超市。

蔗糖、抗壞血酸、磷酸鹽、硝酸鈉、葡萄糖、食鹽、味素、香辛料等購于當地食品添加劑商店。

商業發酵劑：清酒乳桿菌（Lactobacillus sakei subsp. sakei，Ls）、肉糖葡萄球菌（Staphylococcus caunosus，Sc）均購買于廣東省微生物菌種保藏中心，菌種編號分別為GIM 1.294和GIMT 1.044。此兩種菌均能耐受6%NaCl及100 mg/kg的亞硝酸鹽。

自制發酵劑：植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）由本實驗室提供。在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心登記編號分別為CGMCC6575和CGMCC6574。植物乳桿菌和地衣芽孢桿菌的特性是均能耐受6% NaCl及100 mg/kg的亞硝酸鹽。

1.2 儀器與設備

HWS-250恒溫恒濕培養箱 上海森信實驗儀器；CR-410色差儀 日本Konicaminolta公司；Seven Multi pH計 瑞士Mettler-Toledo公司；CAV214C分析天平 美國

Ohaus公司；LD2X-50KBS高壓滅菌鍋 上海申安醫療器械廠；Specord210 plus分光光度儀 德國耶拿分析儀器股份公司；GRJ50滾揉按摩機 沈陽玉祥機械設備有限公司；DGG-9030A干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；BYXX-50煙熏箱 艾博生物醫藥（杭州）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 發酵劑制備

將購得的商業發酵劑菌種凍干粉：清酒乳桿菌、肉糖葡萄球菌和自備發酵菌種植物乳桿菌、地衣芽孢桿菌均按照章德法[22]的培養方法處理得到需要的液體發酵劑。以上發酵劑采用平板計數法對液體發酵劑進行活菌計數（清酒乳桿菌8.5 × 109 CFU/mL、肉糖葡萄球菌4.7 × 109 CFU/mL、植物乳桿菌1.13×109 CFU/mL、地衣芽孢桿菌2.3×108 CFU/mL）。

1.3.2 火腿腌制液制備

按食鹽11.500%、葡萄糖7.760%、亞硝酸鈉0.015%、異抗壞血酸鈉0.041%、水80.684%來配制腌制液。然后以肉質量的15%注射腌制液，注入后肉塊中達到食鹽2.000%、葡萄糖1.000%、亞硝酸鈉0.015%、異抗壞血酸鈉0.055%。腌制液每批次加工現配現用。

1.3.3 發酵火腿制作

將原料肉清水沖洗、瀝水，剔去所有可見的筋膜和脂肪后分4 個組（同時測pH值）。分別將按肉質量15%配制好的腌制液與發酵劑混合均勻后，商業發酵劑組注入兩組肉塊中（TS25、TS15組），自制發酵劑組注入另外兩組肉塊中（TZ25、TZ15組）。注入后商業發酵劑添加量為清酒乳桿菌7（lg（CFU/g））、肉糖葡萄球菌6（lg（CFU/g）），自制發酵劑添加量為植物乳桿菌

7（lg（CFU/g））、地衣芽孢桿菌5（lg（CFU/g））。然后，商業發酵劑組和自制發酵劑組分別滾揉1 h。然后將肉塊放到恒溫恒濕發酵箱中發酵，TZ25、TS25組發酵溫度為25 ℃，TZ15、TS15組發酵溫度為15 ℃，相對濕度85%～90%，發酵48 h后，溫濕度調至3～5℃、相對濕度60%～80%的條件下進行干制，每隔24 h對肉塊進行一次稱質量，并計算水分含量，干燥時間為7 d。干制后的火腿吊掛在煙熏箱中25 ℃煙熏3 h。然后在2 ℃的冷藏室中冷藏24 h，切片后真空包裝。

由圖1可知，TZ25組和TZ15組接種到牛肉火腿中，發酵到第7天，pH值由5.69分別持續下降到4.54和4.76；TS25組接種后第1天pH值由5.68下降到5.43，隨后進入干燥階段，但到第3天時，pH值沒有明顯變化，到第5天pH值迅速下降到4.60后趨于平穩；TS15組接種后，第3天時pH值（5.70）幾乎沒有變化，從第3天開始pH值迅速降低，到第7天降到4.70。以上測定結果表明商業發酵劑在25 ℃發酵后進入干燥階段初期有明顯的遲滯期，在15 ℃發酵時進入到干燥階段第3天為止發酵劑不能充分發酵，這一結果暗示商業發酵劑在發酵火腿加工過程中不利于迅速形成優勢菌，對其他雜菌可能留有生長繁殖的機會。自制發酵劑在15 ℃和25 ℃都能迅速降低pH值，但25 ℃條件下發酵pH值下降速度比15 ℃發酵更快。澳大利亞干、半干色拉米香腸制造標準規定，發酵溫度不得超過25 ℃，且在48 h內產品pH值必須達到5.2[31]。但是在本實驗中發酵48 h時pH值未能達到5.2以下，這可能是由于加工產品種類和采用的工藝不同所產生的差異。色拉米腸加工是肉塊切丁或絞碎后與發酵劑和其他香辛料混合后發酵，而本實驗牛肉火腿加工采用的工藝是大塊肉中注射發酵劑后發酵。

2.2 發酵過程中牛肉火腿出品率、水分含量、水分活度及色澤變化

由表1可知，TS15組出品率為49.4%，為4 組中最高，TZ25組出品率為41.7%，為4 組中最低，TZ15組和TS25組之間沒有差異。這一結果與水分含量測定結果相符合，水分含量順序為TS15組>TZ15組、TS25組>TZ25組。在相同溫度條件下，商業發酵劑組要比自制發酵劑組的出品率高；在相同發酵劑處理下，15 ℃處理組要比25 ℃的出品率高。這可能與樣品的pH值降低速度有關。肉的pH值越接近肌肉蛋白質的等電點，肉的保水性越低[32-33]。因此，pH值越早接近肌肉蛋白質的等電點，意味著在同樣干燥時間內越有利于失去水分。由此可認為添加自制發酵劑，并在25 ℃發酵更有利于半干或干燥發酵火腿加工。

水分活度是指食品中水分存在的狀態，可以表示食品中可被微生物利用的水分。干燥等因素導致水分活度下降，降低微生物可利用的水分含量，提高食品的可貯藏性。在本實驗中，TS15組水分活度為0.88，最高；TZ25組水分活度為0.82，最低；TZ15組和TS25組之間沒有差異。這一結果表明，添加自制發酵劑并在25 ℃發酵的TZ25組對抑制細菌和霉菌的生長非常有利，更適合作為加工半干或干燥發酵火腿的發酵劑。

色澤是肉及肉制品的重要品質指標，對引起其制品的購買欲望起重要作用。在本實驗中，各處理組經過發酵48 h和干燥7 d后，在25 ℃發酵的自制發酵劑組（TZ25組）的L*值（56.29）、a*值（21.77）和b*值（8.13）均顯著高于商業發酵劑組（TS25組）的L*值（43.42）、a*值（19.68）和b*值（6.63）。Lee等[34]報道，發酵肉類中乳酸菌能夠生產乳酸降低pH值，使產品改善風味、顏色和質地做出貢獻。然而，在15 ℃發酵的自制發酵劑組（TZ15組）的L*值（35.02）、a*值（14.77）和b*值（5.25）均顯著低于商業發酵劑組（TS15組）的L*值（45.69）、a*值（20.69）和b*值（8.39）。這一結果提示，乳酸菌對色澤的貢獻可能還與發酵溫度有關，需要進一步研究。

TBARs值是檢測肉脂肪氧化的重要指標，TBARs值越高，說明肉樣的脂肪氧化程度越高。由表2可知，隨著貯藏時間的延長，各組的TBARs值越來越高，說明脂肪的分解和氧化還在進行，這可能與殘存的脂肪分解菌和蛋白質分解菌的活動有關[35]。在貯藏40 d時，15 ℃發酵的商業菌發酵組（TS15組）和自制菌發酵組（TZ15組）的TBARs值分別為1.96 mg/100 g和1.94 mg/100 g，兩者之間無顯著差異。但25 ℃發酵的商業菌發酵組（TS25組）和自制菌發酵組（TZ25組）的TBARs值分別為1.88 mg/100 g和1.77 mg/100 g，TS25組的TBARs值顯著高于TZ25組。這一結果顯示自制發酵劑的抗氧化效果大于商業發酵劑。同時，15 ℃發酵組的TBARs值顯著高于25 ℃發酵組。這一結果說明25 ℃條件下發酵的牛肉火腿在貯藏過程中的脂肪氧化穩定性比在15 ℃條件下發酵高。這可能是TZ25組發酵初期所添加的菌劑迅速形成優勢菌相，抑制其他雜菌繁殖所致。這一結果暗示自制發酵劑的抑菌能力可能比商業發酵劑強。

由表3可知，4 組發酵火腿成品咀嚼性無顯著差異（P>0.05）。但TZ25組風味和嫩度得分分別為8.00和8.50，顯著高于TS25、TZ15、TS15組（P<0.05）。有研究表明葡萄球菌的產酸能力很弱，但對發酵肉制品的色澤和風味起重要作用[36]，在發酵香腸中葡萄球菌比乳酸菌對改善感官性質（風味、質地、顏色）發揮更重要的作用[33]。但是在本實驗中為了改善發酵肉制品風味而添加的常用肉類發酵劑——肉糖葡萄球菌的商業發酵劑組的風味得分比沒有添加肉糖葡萄球菌的自制發酵劑組低。這一結果暗示有些乳酸菌對發酵牛肉火腿風味的作用可能比葡萄球菌更大。另外，TZ25組和TZ15組的色澤得分顯著低于TS25組，這與利用色差儀測定結果TZ25組的L*值、a*值和b*值均顯著高于TS25組不相符。這可能是由于人的嗜好有關，說明儀器測定結果有時候不能代替人的主觀喜好程度。

3 結 論

本實驗利用牛里脊，添加自制發酵劑與商業發酵劑，在25 ℃和15 ℃條件下發酵48 h后干燥7 d，并在2 ℃貯藏40 d，進行理化分析和感官評定結果，TZ25組水分含量和pH值顯著低于TS25、TS15和TZ15組，同時產品水分活度顯著低于其他組。而且TZ25組獲得顯著高的風味和嫩度感官評分，但TS15組與TS25組具有較好的色澤。TZ25組和TS25組的TBARs值顯著低于TS15組和TS15組。實驗結果表明在25 ℃用自制發酵劑制作發酵火腿是可行的，而且與商業發酵劑相比可以縮短發酵干制時間，改善風味和嫩度。

參考文獻：

[1] 于立梅， 劉學軍， 白衛東， 等. 發酵里脊火腿微生物特性和理化特性研究[J]. 食品科學， 2009， 30（5）： 8-13.

[2] ESSID I， BEN ISMAIL H， BEL HADJ AHMED S， et al. Characterization and technological properties of Staphylococcus xylosus strains isolated from a Tunisian traditional salted meat[J]. Meat Science， 2007， 77（2）： 204-212.

[3] SPYROPOULOU K E， CHORIANOPOULUS N G， SKANDAMIS P N， et al. Survival of Escherichia coli O175：H7 during the fermentation of Spanish-style green table olives （conservolea variety） supplemented with different carbon sources[J]. International Journal of Food Microbiology， 2001， 66： 3-11.

[4] JIM?NEZ-COLMENERO F， VENTANAS J， TOLDR? F. Nutritional composition of dry-cured ham and its role in a healthy diet[J]. Meat Science， 2010， 84（4）： 585-593.

[5] CALICIOGLU M， SOFOS J N， SAMELIS J， et al. Destruction of acid- and non-adapted Listeria monocytogenes during drying and storage of beef jerky[J]. Food Microbiology， 2002， 19（6）： 545-559.

[6] CAPITA R， LLORENTE-MARIG?MEZ S， PRIETO M， et al. Microbiological profiles， pH， and titratable acidity of chorizo and salchichón （two Spanish dry fermented sausages） manufactured with ostrich， deer， or porkmeat[J]. Journal of Food Protection， 2006， 69（5）： 1183-1189.

[7] FERN?NDEZ J， SENDRA E， SAYAS E， et al. Physico-chemical and microbiological profiles of “Salchichón” （Spanish dry-fermented sausage） enriched with orange fibre[J]. Meat Science， 2008， 80（2）： 410-417.

[8] LEROY F， VERLUYTEN J， de VUYST L. Functional meat starter cultures for improved sausage fermentation[J]. International Journal of Food Microbiology， 2006， 106（3）： 270-285.

[9] BEDIA M， M?NDEZ L， BA??N S. Evaluation of different starter cultures （Staphylococci plus Lactic Acid Bacteria） in semi-ripened Salami stuffed in swine gut[J]. Meat Science， 2011， 87（4）： 381-386.

[10] 姜松， 劉貫勇， 劉璽. 發酵西式火腿工藝和理化特性研究[J]. 食品研究與開發， 2006（3）： 48-49.

[11] 張春暉. 肉制品發酵微生物資源利用研究[C]//第四屆中國肉類科技大會論文集. 北京， 2003： 60-61.

[12] 張雪梅， 楊勇. 發酵肉制品中常用微生物發酵劑[J]. 肉類研究， 2009， 23（8）： 37-41.

[13] COMI G， URSO R， LACUMIN L， et al. Characterisation of naturally fermented sausages produced in the North East of Italy[J]. Meat Science， 2005， 69（3）： 381-392.

[14] 王欣， 俞龍浩， 陳洪生， 等. 具有血管緊張素轉化酶抑制活性的益生菌篩選鑒定及其發酵特性的研究[J]. 食品安全質量檢測學報， 2013， 4（1）： 289-297.

[15] 凌杰， 吳群， 徐巖， 等. 醬香型白酒發酵中地衣芽孢桿菌與釀酒酵母的相互作用[J]. 微生物學通報， 2013， 40（11）： 2014-2021.

[16] 高秀芝， 王小芬， 李獻梅， 等. 傳統發酵豆醬發酵過程中養分動態及細菌多樣性[J]. 微生物學通報， 2008， 35（5）： 748-753.

[17] 袁貴英， 石明生， 姬長新， 等. 河南臭豆豉發酵微生物的分離鑒定[J]. 江蘇調味副食品， 2007， 24（2）： 28-36.

[18] 全艷玲. 地衣芽孢桿菌對有害菌的拮抗作用[J]. 食品科學， 2002， 23（8）： 67-69.

[19] 吳旖， 吳小禾. 發酵肉制品中微生物的分離及肉制品發酵劑的研究進展[J]. 廣東化工， 2012， 39（18）： 83-85.

[20] 陳曉颯， 胡文輝. 地衣芽孢桿菌活菌膠囊治療嬰幼兒感染繼發腹瀉的效果及安全性分析[J]. 中國醫藥導報， 2014， 11（5）： 70-74.

[21] 李福彬， 陳寶江， 梁陳沖， 等. 地衣芽孢桿菌對蛋雞生產性能、蛋品質及血清相關指標的影響[J]. 中國飼料， 2010（13）： 5-8.

[22] 章德法. 發酵香腸超濃縮高活性發酵劑的研制及應用[D]. 南京： 南京農業大學， 2008.

[23] YANG H S， HWANG Y H， JOO S T， et al. The physicochemical and microbiological characteristics of pork jerky in comparison to beef jerky[J]. Meat Science， 2009， 82（3）： 289-294.

[24] 衛生部食品衛生監督檢驗所. GB/T 5009.3—2010 食品中水分的測定[S]. 北京： 中國標準出版社， 2010.

[25] SINNHUBER R O， YU T C. The 2-thiobarbituric acid reaction， an objective measure of the oxidative determination occurring in fats and oils[J]. Journal of Japanese Society Fish Science， 1977， 26（5）： 259-267.

[26] CHOI J H， JEONG J Y， HAN D J， et al. Effects of pork/beef levels and various casings on quality properties of semi-dried jerky[J]. Meat Science， 2008， 80（2）： 278-286.

[27] CODY R P， SMITH J K， CODY R P. Applied statistics and the SAS programming language[M]. New York： North-Holland， 1991.

[28] FONTANA C， COCCONCELLI P S， VIGNOLO G. Monitoring the bacterial population dynamics during fermentation of artisanal Argentinean sausages[J]. International Journal of Food Microbiology， 2005， 103（2）： 131-142.

[29] FRECE J， KOS B， BEGANOVIC J， et al. in vivo testing of functional properties of three selected probiotic strains[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology， 2005， 21（8）： 1401-1408.

[30] FRECE J， KOS B， SVETEC I K， et al. Synbiotic effect of Lactobacillus helveticus M92 and prebiotics on the intestinal microflora and immune system of mice[J]. The Journal of Dairy Research， 2009， 76（1）： 98-104.

[31] COVENTRY J， HICKEY M W. Growth characteristics of meat starter cultures[J]. Meat Science， 1991， 30（1）： 41-48.

[32] MIRALLES M C， FLORES J， PEREZ-MARTINEZ G. Biochemical tests for the selection of Staphylococcus strains as potential meat starter cultures[J]. Food Microbiology， 1996， 13（3）： 227-236.

[33] BABIC I， MARKOV K， KOVACEVIC D， et al. Identification and characterization of potential autochthonous starter cultures from a Croatian “brand” product “Slavonski kulen”[J]. Meat Science， 2011， 88（3）： 517-524.

[34] LEE J Y， KIM C J， KUNZ B. Identification of lactic acid bacteria isolated from kimchi and studies on their suitability for application as starter culture in the production of fermented sausages[J]. Meat Science， 2006， 72（3）： 437-445.

[35] MART?N-S?NCHEZ A M， CHAVES-L?PEZ C， SENDRA E， et al. Lipolysis， proteolysis and sensory characteristics of a Spanish fermented dry-cured meat product （salchichón） with oregano essential oil used as surface mold inhibitor[J]. Meat Science， 2011， 89（1）： 35-44.

[36] SIMONOVA M， STROMPFOVA V， MARCINAKOVA M， et al. Characterization of Staphylococcus xylosus and Staphylococcus carnosus isolated from Slovak meat products[J]. Meat Science， 2006， 73（4）： 559-564.