混合菌種聯合發酵對魚肉香腸品質的影響

王 帆,遲明旭,,韓德權,李春陽,*

(1. 江蘇省農業科學院 農產品加工研究所,江蘇南京 210014;2.黑龍江大學 生命科學學院,黑龍江哈爾濱 150080)

混合菌種聯合發酵對魚肉香腸品質的影響

王 帆1,遲明旭1,2,韓德權2,李春陽1,*

(1. 江蘇省農業科學院 農產品加工研究所,江蘇南京 210014;2.黑龍江大學 生命科學學院,黑龍江哈爾濱 150080)

本文研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌種聯合發酵對魚肉香腸品質的影響。通過微生物測定、化學指標測定、色差分析和TPA質構分析,探討發酵過程中魚肉品質的變化規律。實驗結果表明:在發酵的24h中,乳酸菌作為優勢菌顯著增殖,降低了魚肉香腸的pH,抑制了假單胞菌和腸桿菌的生長;魚肉香腸的揮發性鹽基氮(TVB-N)含量和硫代巴比妥酸(TBA)值在發酵過程中顯著降低,氨基態氮(AAN)含量、白度、硬度和彈性顯著提高,說明混合菌種聯合發酵可以延緩魚肉香腸的腐敗變質和油脂氧化,有助于風味的形成和營養價值的提高,并使得產品的色澤和質地得到改善。

混合菌種,聯合發酵,魚肉香腸,品質

近年來,隨著我國淡水魚養殖業的迅速發展,淡水魚加工業的滯后逐漸突出。目前我國淡水魚主要以鮮活銷售為主,加工利用比例很小,且多以冷凍或罐藏等傳統加工方法為主,產品附加值較低。淡水魚腥異味重、凝膠性能差和易腐敗變質成為生產加工中的瓶頸問題,制約了淡水魚的加工利用和增值轉化,是當前迫切需要解決的問題[1]。

將發酵應用于水產品加工已受到廣泛的研究和關注。Aryanta等[2]以烏魚為原料,利用乳酸菌進行發酵,抑制了腐敗菌和致病菌的生長;金晶等[3]利用酵母菌發酵草魚魚糜,可有效脫除腥味并提高凝膠性能。但這些研究主要采用單一菌種作為發酵劑,產品的風味比較單調,且菌種連續代謝會導致亞硝酸鹽等物質的積累。在前期的工作中,研究開發了一種混合菌種聯合發酵魚肉香腸產品,篩選出具有良好脫腥效果的混合菌種和配比,優化了發酵魚肉香腸的加工工藝[4-5]。

本文進一步研究乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌混合菌種聯合發酵對魚肉香腸品質的影響,探討發酵過程中魚肉微生物、pH、化學成分、揮發性鹽基氮(TVB-N)含量、硫代巴比妥酸(TBA)值、氨基態氮(AAN)含量以及色澤、質地等指標的變化規律,為制備感官、營養和保藏性能俱佳的新型淡水魚精深加工產品提供理論依據,為淡水魚的增值轉化提供了一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乳酸菌1216、葡萄球菌1924、酵母菌0408 由江蘇省農業科學院農產品加工研究所保藏。

MRS培養基、MSA培養基、YPD培養基、VRBG培養基 購于杭州百思生物技術有限公司;PCA培養基 購于北京奧博星生物技術有限公司;GSP培養基 購于英國OXIOD公司。

新鮮青魚 購于南京孝陵衛菜市場;食鹽、蔗糖、料酒、玉米淀粉 均為市售;復合磷酸鹽 由江蘇雨潤肉類產業集團有限公司提供。

MG-5838絞肉機 廣東東菱電器有限公司;U50手動打卡機 石家莊陸寬機械制造有限公司;TVP-300XP質構儀 瑞典泰沃公司;SC-80C全自動色差儀 北京康光儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 混合菌種發酵劑的制備 發酵菌種采用乳酸菌、葡萄球菌、酵母菌混合菌種,將菌種分別接種于MRS、MSA、YPD培養基中,30～37℃、120r/min振蕩培養18～24h進行活化,離心收集菌體,以滅菌生理鹽水洗滌2～3次并制備成濃度為107～108cfu/mL的發酵劑,4℃冰箱保存備用。

1.2.2 發酵魚肉香腸的制備 在前期的工作中,優化了發酵魚肉香腸產品的加工工藝[4],得到混合菌種發酵劑的配比和發酵魚肉香腸的工藝參數:新鮮青魚去骨采肉后勻漿得到青魚肉糜,添加腌制劑(食鹽1.5%、復合磷酸鹽0.1%)混合均勻后于4℃腌制24h,然后添加調味料和輔料(蔗糖2%、料酒2%、玉米淀粉8%、水20%)混合均勻,以1%接種量(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)加入制備好的混合菌種發酵劑,發酵劑與魚肉糜混合均勻后灌入腸衣中結扎成型,置于30℃恒溫培養箱中發酵24h,發酵完成后于100℃加熱30min殺菌熟化,冷卻后貯藏。

1.2.3 發酵魚肉香腸品質的測定

1.2.3.1 菌相測定 以未經發酵的魚肉香腸為對照,測定發酵魚肉香腸的菌相變化。分別在發酵的0、12、24h以無菌操作取樣10g,搗碎后加入90mL含有0.1%蛋白胨的滅菌生理鹽水中,振蕩10min取1mL上清液進行10倍梯度稀釋,選擇合適的稀釋度在選擇性培養基上分別進行培養計數,方法參照GB/T 4789.20-2003[6]:菌落總數的測定采用PCA培養基在37℃下培養48h,乳酸菌的測定采用MRS培養基在37℃下培養48h,腸桿菌的測定采用VRBG培養基在37℃下培養24h,假單胞菌的測定采用GSP培養基在26℃下培養72h。

1.2.3.2 化學指標測定 以未經發酵的魚肉香腸為對照,測定發酵魚肉香腸的化學指標以評價混合菌種聯合發酵對魚肉香腸產品質量的影響。水分、灰分、蛋白質和脂肪含量的測定方法分別參照GB5009.3-2010直接干燥法[7]、GB5009.4-2010高溫灼燒法[8]、GB5009.5-2010凱氏定氮法[9]和GB/T14772-2008索氏抽提法[10]進行,pH的測定參照Wang[11]的方法進行,揮發性鹽基氮(TVB-N)含量的測定采用GB/T5009.44-2003[12]微量擴散法,硫代巴比妥酸(TBA)值的測定參照Vasavada[13]的方法進行,氨基態氮(ANN)含量的測定采用甲醛滴定法[14]。

1.2.3.3 色澤和質構測定 以色澤參數白度和質構參數硬度、彈性為指標,測定混合菌種聯合發酵對魚肉香腸色澤和質構的影響。將樣品切成表面平整的塊,以未經發酵的魚肉香腸為對照,采用SC-80C全自動色差儀測定發酵魚肉香腸的L*、a*和b*值,白度的測定參照Benjakul[15]等方法按下式計算:白度=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2。

將樣品切成20mm×20mm×20mm高的長方體,以未經發酵的魚肉香腸為對照,采用TVT-300XP質構儀對發酵魚肉香腸進行質構測定,方法為質構剖面分析法[16](Texture profile analysis,TPA)。測定參數如下:探頭類型P-Cy35s,測試速度120mm/min,探頭觸發力10g,探頭深入樣品距離10mm,兩次壓縮中停頓時間2s,測定時環境溫度25℃,測定結果經TVT-300XP分析數據軟件得出。

1.3 數據統計分析

采用Origin7.5繪圖,SPSS16.0對數據進行統計分析。文中所列實驗數據均為3次重復的平均值,采用誤差線和One-way ANOVA檢驗分析不同處理之間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 魚肉香腸發酵過程中的菌相變化

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的菌相變化測定結果如表1所示。結果顯示,發酵魚肉香腸中的乳酸菌在發酵的24h中顯著增殖(p<0.05)成為魚肉香腸中的優勢菌,其數量明顯高于對照組(p<0.05),說明混合發酵劑中的乳酸菌可以充分利用魚肉為基質進行發酵。假單胞菌在對照組的魚肉香腸中顯著增殖(p<0.05)成為優勢菌,而在發酵魚肉香腸中,雖然0～12h有顯著增殖(p<0.05),但是12～24h其數量沒有明顯變化(p>0.05)且明顯低于對照組(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵可以抑制魚肉香腸中腐敗菌的生長。與對照組相比,發酵魚肉香腸中的腸桿菌數量在發酵過程中沒有明顯變化(p>0.05)且明顯低于對照組(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵亦可以抑制魚肉香腸中致病菌的生長。作為發酵魚肉香腸中的優勢菌,乳酸菌在發酵過程中產生的乳酸和細菌素是抑制腐敗菌和致病菌生長的主要因素[17]。

表1 魚肉香腸發酵過程中的菌相變化

注:表中的數據為三次實驗的平均值±標準偏差,同行含有a,b,c不同字母表示差異顯著(p<0.05),同列對照與處理之間含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

2.2 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸化學指標的影響

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的化學成分測定結果如表2所示。結果顯示,與未添加發酵劑的魚肉香腸相比,發酵魚肉香腸的水分、灰分、蛋白質和脂肪含量沒有顯著變化(p>0.05),此結果與Yin[18]等采用乳酸菌和片球菌對鯖魚魚糜發酵結果一致,混合菌種聯合發酵對魚肉香腸水分、灰分、蛋白質和脂肪含量的影響不大。

表2 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸化學成分的影響

注:表中的數據為三次實驗的平均值±標準偏差,同行含有a,b不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的pH測定結果圖1所示。結果顯示,發酵魚肉香腸的pH在發酵的24h中從6.73顯著降低到了4.91(p<0.01),與對照組相比,發酵魚肉香腸的pH在發酵24h時呈極顯著性差異(p<0.01),說明乳酸菌迅速增殖分解糖后產酸使得魚肉香腸的pH明顯下降。未添加發酵劑的魚肉香腸的pH先降低后升高可能是魚肉中土著微生物作用的結果。

圖1 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸pH的影響Fig.1 Effect of fermentation by mixed starter cultures on pH value of fish sausage

TVB-N含量和TBA值分別是衡量肉類腐敗變質和油脂氧化的重要指標之一[19]。未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的TVB-N含量和TBA值測定結果分別如圖2和圖3所示。結果顯示,未添加發酵劑的魚肉香腸的TVB-N含量在發酵過程中從1.58mg/100g顯著升高到了12.36mg/100g(p<0.01),而發酵魚肉香腸的TVB-N含量僅從1.51mg/100g升高到了2.36mg/100g(p<0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的TVB-N含量在發酵24h時呈極顯著性差異(p<0.01),說明混合菌種聯合發酵可以明顯降低魚肉香腸的TVB-N含量;未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的TBA值在發酵過程中均有升高(p<0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的TBA值在發酵24h時呈顯著性差異(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵亦可以明顯降低魚肉香腸的TBA值。發酵魚肉香腸的TVB-N含量和TBA值降低,表明發酵菌種的迅速增殖抑制了魚肉中腐敗菌的生長,使得魚肉香腸的腐敗變質和油脂氧化得到延緩,保藏性能提高,其中乳酸菌在發酵過程中產生的乳酸和細菌素是抑制腐敗菌生長的主要因素[17]。

圖2 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸TVB-N含量的影響Fig.2 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TVB-N content of fish sausage

圖3 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸TBA值的影響Fig.3 Effect of fermentation by mixed starter cultures on TBA value of fish sausage

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的AAN含量測定結果如圖4所示。結果顯示,未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的AAN含量在發酵過程中均有升高(p<0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的AAN含量在發酵24h時呈顯著性差異(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵可以明顯提高魚肉香腸的AAN含量,其中主要原因是葡萄球菌在發酵過程中產生的蛋白酶將魚肉中的蛋白質分解成氨基酸等小分子物質,有助于魚肉香腸風味的形成和營養價值的提高[20]。介于未添加發酵劑的魚肉香腸的TVB-N含量在發酵過程中升高(圖2),表明香腸中的腐敗菌生長使得魚肉蛋白質分解,從而導致未添加發酵劑的魚肉香腸的AAN含量升高[21]。

圖4 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸AAN含量的影響Fig.4 Effect of fermentation by mixed starter cultures on AAN content of fish sausage

2.3 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸色澤和質構的影響

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的白度測定結果如圖5所示。結果顯示,未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的白度在發酵過程中均有提高(p<0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的白度在發酵24h時呈顯著性差異(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵可以明顯提高魚肉香腸的白度,使魚肉香腸的色澤更加白皙明亮。

圖5 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸白度的影響Fig.5 Effect of fermentation by mixed starter cultures on whiteness of fish sausage

未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的質構指標硬度和彈性測定結果分別如圖6和圖7所示。結果顯示,未添加發酵劑的魚肉香腸和發酵魚肉香腸的硬度在發酵過程中均有提高(p<0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的硬度在發酵24h時呈顯著性差異(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵可以明顯提高魚肉香腸的硬度;發酵魚肉香腸的彈性在發酵過程中也有顯著提高(p<0.05),而未添加發酵劑的魚肉香腸的彈性變化不大(p>0.05),與對照組相比,發酵魚肉香腸的彈性在發酵24h時呈顯著性差異(p<0.05),說明混合菌種聯合發酵亦可以明顯提高魚肉香腸的彈性。與未添加發酵劑的魚肉香腸相比,發酵魚肉香腸的硬度和彈性在發酵24h時分別提高了34.3%和44.4%,發酵魚肉香腸的質地得到了明顯的改善。

圖6 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸硬度的影響Fig.6 Effect of fermentation by mixed starter cultures on hardness of fish sausage注:圖中的數據為三次實驗的平均值,同一時間點含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

圖7 混合菌種聯合發酵對魚肉香腸彈性的影響Fig.7 Effect of fermentation by mixed starter cultures on springiness of fish sausage注:圖中的數據為三次實驗的平均值,同一時間點含有A,B不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

3 結論

混合發酵劑(乳酸菌1216∶葡萄球菌1924∶酵母菌0408=1∶4∶4)可以充分利用魚肉為基質進行發酵,在發酵的24h中,乳酸菌作為優勢菌迅速增殖,產生乳酸和細菌素抑制魚肉香腸中腐敗菌和致病菌的生長,顯著降低了魚肉的pH、TVB-N含量和TBA值,延緩了魚肉香腸的腐敗變質和油脂氧化,使得產品的保藏性能得到提高。葡萄球菌在發酵過程中產生的蛋白酶將魚肉中的蛋白質分解成氨基酸等小分子物質,顯著提高了魚肉的AAN含量,有助于魚肉香腸風味的形成和營養價值的提高。混合菌種聯合發酵可以明顯提高魚肉香腸的白度、硬度和彈性,改善了魚肉香腸的色澤和質地。混合菌種聯合發酵對魚肉香腸水分、灰分、蛋白質和脂肪含量的影響不大。

[1]張俊杰,曾慶孝. 我國淡水魚魚糜的研究情況[J]. 食品與發酵工業,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,周堅,李永麗. 發酵法在淡水魚魚糜脫腥中的應用研究[J]. 武漢工業學院學報,2007,26(4):8-12.

[4]王帆,李春陽,閆征,等. 混合菌種制備發酵魚肉香腸的研究[J]. 中國調味品,2013,38(1):75-79.

[5]遲明旭,王帆,韓德權,等. 發酵魚肉香腸揮發性風味物質的研究[J]. 中國調味品,2013,38(12):36-41.

[6]GB/T 4789.20-2003,水產食品檢驗[S]. 北京:中國標準出版社出版,2003.

[7]GB5009.3-2010,食品中水分的測定[S]. 北京:中國標準出版社出版,2010.

[8]GB5009.4-2010,食品中灰分的測定[S]. 北京:中國標準出版社出版,2010.

[9]GB5009.5-2010,食品中蛋白質的測定[S]. 北京:中國標準出版社出版,2010.

[10]GB/T14772-2008,食品中粗脂肪的測定[S]. 北京:中國標準出版社出版,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,肉與肉制品衛生標準的分析方法[S]. 北京:中國標準出版社出版,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]魯長豪. 食品理化檢驗學[M]. 北京:人民衛生出版社,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]孫彩鈴,田紀春,張永祥. TPA質構分析模式在食品研究中的應用[J]. 實驗科學與技術,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]江漢湖. 食品微生物學[M]. 北京:中國農業出版社,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,碩士,助理研究員,研究方向:食品微生物。

*通訊作者:李春陽(1966-),男,博士,研究員,研究方向:活性物質與功能食品。

江蘇省水產三新工程項目(Y2013-49)。

TS254.1

A

1002-0306(2015)07-0182-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.030