添加發酵劑對豬肉脯品質的影響

樊明明,郇延軍,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

添加發酵劑對豬肉脯品質的影響

樊明明,郇延軍*,翁梅芬,鄭佳飛

(江南大學食品學院,江蘇無錫 214122)

分別利用戊糖片球菌,植物乳桿菌,肉糖葡萄球菌單一菌種和復合菌種對原料肉進行發酵,生產發酵型豬肉脯,分析了成品質構、水分活度、肌原纖維小片化指數(MFI)和感官品質等指標的變化。結果表明:與對照組相比,發酵可以明顯改善產品的質構和感官品質。其中經肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復配發酵的產品剪切力可降低39.8%,MFI由對照組42.87提高到84.73。各發酵組的水分活度(Aw)和水分含量無顯著區別,但與對照組相比有顯著下降(p<0.05)。添加肉糖葡萄球菌發酵組和三組復配發酵組豬肉脯感官評分顯著高于對照組(p<0.05)。

發酵劑,質構,肌原纖維小片化指數,感官評定

肉脯是用除去筋腱的豬、牛瘦肉為原料,經切片、調味、腌制、攤篩、烘干、烤制等工藝制成的即食產品,是我國知名的傳統肉制品,具有高蛋白、低脂肪、味道鮮美等特點,深受人們喜愛。傳統工藝條件下,豬肉脯生產經過較長時間的烘干過程和短時間的焙烤過程,使產品質地較硬,也影響了產品的彈性和咀嚼性;另外傳統工藝中,產品風味主要靠美拉德反應形成,導致風味單一[1]。改善豬肉脯質構、豐富其風味是生產人員和研究人員共同關心的課題。嫩度是評價肉制品食用品質的一個重要指標,主要涉及到產品的咀嚼性、硬度和剪切力。研究表明:破壞肌原纖維的完整性,提高肌原纖維小片化程度可以降低剪切力,提高肉制品的嫩度[2]。蛋白酶可以促進蛋白質降解,提高肌原纖維蛋白降解程度。通過由微生物發酵產生的外源蛋白酶的作用提高蛋白質降解程度是一種重要的加工方式[3-4]。Leroy等[5]報道指出,肉經微生物發酵,促進了蛋白質、脂肪、糖類等大分子物質的降解,破壞了肌肉組織的完整性、改善了質構,提高產品的消化吸收率及營養價值,同時利用葡萄球菌和乳酸菌的發酵還能夠促進酯類物質等風味成分的形成[6],改善產品的風味及提高產品的保藏性[7]。我國發酵肉制品很多,但利用發酵工藝改進肉脯的相關研究較少。本研究利用植物乳桿菌、戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌單一菌種和復合菌種進行發酵型豬肉脯的生產。并對主要的品質指標進行分析,以期為發酵型豬肉脯生產的菌種選用和改善產品的質構及風味品質提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

戊糖片球菌(Pedicoccuspentosaceus) 編號GIM1.428,植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)編號GIM1.191,肉糖葡萄球菌(Staphylococcuscarnosus)編號GIMT1.044,購于廣東省微生物菌種保藏中心。新鮮豬前腿肉和雞精、魚露等購于當地超市。紅曲紅、乙基麥芽酚均為市售食品級,其他試劑均為分析純。MRS(Man Rogosa Sharp)培養基,參照GB478912-2003,用于活化培養乳酸菌;營養肉湯培養基,參照GB478912-2003用于肉糖葡萄球菌的活化、傳代及制備發酵劑。

DUG-9123A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；FA-st Lab水分活度儀 法國；TA-XT plus型質構分析儀 英國Stable Micro Systems公司；離心機SIGMA2-16K 德國西格瑪公司；其他為實驗室常規儀器。

1.2 實驗方法

1.2.1 發酵劑的制備 將菌種活化,作為種子液。按5%接種量,37 ℃ 靜置培養到對數生長期。將100 mL增殖培養液離心(4000 r/min 10 min),倒掉上清液,菌體沉淀用5 mL無菌生理鹽水(0.85%)懸浮,即得到需要的液體發酵劑。制備的發酵劑,經過活菌計數后用于生產。

1.2.2 發酵豬肉脯加工工藝流程及操作要點 原料選擇→預處理→冷凍→切片→發酵、腌制→攤篩→烘干→涂油→烤制→壓平切割→包裝→指標測定。操作要點[4]如下。

原料選擇、預處理:選擇豬后腿肉,去除可見脂肪、結締組織。

冷凍、切片:冷凍主要是便于切片,將肉順著肌肉纖維方向切成2 mm厚的薄片,自然解凍。

發酵、腌制:先發酵后腌制。添加1%葡萄糖作為菌種碳源,發酵在濃度為葡萄糖溶液(用無菌生理鹽水配制濃度為20%)和液體發酵劑混合液中進行。濕度恒定為80%,15 ℃發酵6 h,25 ℃發酵30 h[8-9]。發酵結束后在4 ℃冰箱中腌制2 h。其中肉∶蔗糖∶混合料質量比為100∶26.67∶2.4,混合料中各組分之間配比為白胡椒粉∶復合磷酸鹽∶雞精∶味精∶乙基麥芽酚∶紅曲米=15∶25∶25∶33∶4.3∶1。

攤篩:肉片攤在篩網上,相互之間盡量不留空隙。

烘干:65 ℃烘干0.5 h,55℃烘干3 h,烘干期間每隔半個小時翻一次。

烤制:烤制溫度為22℃,時間為3 min。

對照組按傳統工藝制作,選豬后腿精肉、冷凍、切片、腌制、攤篩、烘干、烤制、冷卻。操作要點同上。

1.2.3 實驗設計 本實驗設計7組,分別添加不同組合的發酵劑進行發酵豬肉脯的制作,具體見表1。

表1 實驗設計

實驗中每組發酵劑接種總量均為3×107cfu/g。植物乳桿菌和戊糖片球菌同屬乳酸菌,本實驗溫度下,二者復配會在較短時間內使肉料的pH降到5.0,較短時間的發酵不利于發酵型豬肉脯風味的形成及其他成分的降解,因此實驗中并未采用二者復配制作發酵型豬肉脯。樣品制作完畢冷卻包裝待指標測定。

1.2.4 相關指標的測定

1.2.4.1 菌落總數和揮發性鹽基氮(TVB-N)的測定 菌落總數參照GB 4789.2-2010食品微生物學檢驗菌落總數測定的方法進行。TVB-N的測定參照GB/T5009.44-2003中揮發性鹽基氮半微量定氮法。

1.2.4.2 豬肉脯pH測定 參考GB/T 9695.5-2008和Yang[10]的方法測定。將樣品用剪刀剪碎,稱取3 g,加入27 mL蒸餾水,均質1 min,隨后用pH計測定pH。每個樣品測三次。測定前對pH計進行校準,25 ℃,校準緩沖液pH4.00、pH6.88。

1.2.4.3 剪切力和全質構的測定 樣品剪切力測定參照李培紅實驗方法[4]。TPA測定參考Pialr Trespalaeios[11]實驗方法并稍作修改,用剪刀將室溫保存的豬肉脯剪成2 cm×1 cm的長方形,TPA實驗選用 P/36R探頭,設置參數:測試模式:壓縮;測試前速度:1 mm/;測試速度:3 mm/s;測試后速度:3 mm/s;壓縮比為 60%;2次激活感應力:15 g。平行測定五次。

1.2.4.4 肌原纖維小片化指數(MFI)的測定 參考Karumendu等[12]的方法略加修改進行測定。取2 g剪切好的豬肉脯(除去肉眼可見的脂肪和結締組織),在20 mL 2 ℃的MFI緩沖溶液中(緩沖溶液含100 mmol/L KC1,1 mmol/L EDTA(二鈉鹽),25 mmol/L磷酸鉀(7 mmol/L的KH2PO4與18 mmol/L的K2HPO4,使緩沖液在4～5 ℃條件下pH為7.0),1 mmol/L NaN3),用組織搗碎機搗碎攪勻,勻漿液在4000 r/min離心15 min,將上清液緩慢倒出,沉淀繼續在10 mL緩沖液中,攪拌制成懸液,4000 r/min離心15 min。慢慢倒出上層清液。沉淀在5 mL的緩沖溶液制成懸液通過400 μm2的尼龍紗布以除去結蹄組織及碎片,再用5 mL的緩沖溶液幫助肌原纖維通過篩孔。纖維懸液的蛋白質濃度根據雙縮脲法測定。然后用MFI緩沖溶液調整懸浮液蛋白濃度為(0.5±0.05)mg/mL,在540 nm測吸光度,將所得結果乘以200后便得到豬肉脯的MFI值。

1.2.4.5 水分含量和水分活度的測定 樣品中水分含量的測定參照GB/T 9695.15-2008。水分活度測定前將樣品在室溫下用料理機打碎,各組樣品打碎時間保持一致,每組測定三個平行。

1.2.4.6 感官測定 邀請20位經過培訓的食品專業碩士生其中男生10名,女生10名,嚴格按照評定標準對發酵產品進行感官評分,結果取平均值。評分采用九點標度法:滿分9分。9:極好;8:良好;7:好;6:次好;5:一般;4:一般以下;3:差;2:很差;1:極差,對每一項進行評分,然后按照每一項所占權重進行加和,最后換算成9分制進行數據分析。

表2 感官評定標準表

1.2.5 數據分析 實驗結果用SPSS 19統計軟件對數據進行統計分析,利用Origin 8.5作圖。

2 結果與分析

2.1 添加不同發酵劑對豬肉脯菌落總數和TVB-N的影響

由圖1可知,單加肉糖葡萄球菌組菌落總數和TVB-N顯著高于對照組和其他發酵組。肉糖葡萄球菌不產酸,無法抑制雜菌生長,因此肉糖葡萄球菌應該和乳酸菌復配作為發酵劑制作發酵肉制品。戊糖片球菌和植物乳桿菌都是乳酸菌,Talon[13]研究表明乳酸菌在發酵過程中通過降低pH可抑制雜菌和致病菌的生長,阻止雜菌利用游離氨基酸等含氮化合物產生揮發性含氮成分。此外,乳酸菌產酸作用可使肉中酸堿中和,使揮發性鹽基總氮含量增加緩慢[14]。雖然除T-2組外的其他發酵組的TVB-N量均顯著高于對照組(p<0.05),但是根據Xiong[15]文獻豬肉中TVB-N含量小于5 mg/100 g都在可食范圍。

圖1 不同發酵劑對豬肉脯菌落總數和TVB-N的影響Fig.1 The total number of bacterial colony andTVB-N change of pork jerky produced by fermented 注:a～f柱形圖上含有不相同字母為差異顯著(p<0.05),圖3同。

2.2 不同發酵劑對發酵過程中pH變化的影響

如圖2所示,除肉糖葡萄球菌組外,其他各組豬肉脯的pH在12～30 h時間段內下降迅速,之后緩慢下降。pH在發酵前期基本不變的原因可能是發酵劑中微生物要適應新的生長環境;發酵中期適應環境之后微生物快速繁殖,植物乳桿菌和戊糖片球菌將碳水化合物分解成乳酸降低肉的pH;發酵后期pH變化緩慢是由于代謝產物的積累使微生物的生長受到抑制。這與楊華等[16]在25～28 ℃鯰魚發酵香腸的pH變化的趨勢一致。單一菌種發酵T-3組較T-2組pH下降較快,是因為在接種量相同的情況下植物乳桿菌產酸速度較戊糖片球菌快;每組菌種添加量總量相同,兩種乳酸菌可利用碳源的量越少,pH下降越慢,因此單加戊糖片球菌組和單加植物乳桿菌組較其他組的pH下降較快;三種菌復配發酵組較兩種菌復配的發酵組pH下降較快,是因為兩種乳酸菌共同作用降低pH;T-1組肉糖葡萄球菌單一作為發酵劑制作豬肉脯時,pH基本不變,發酵過程中無法抑制其他雜菌的生長(圖1),產品的穩定性得不到保障。

圖2 發酵過程中pH的變化Fig.2 The pH change of pork jerky produced by fermented

2.3 不同發酵劑對豬肉脯剪切力和MFI的影響

剪切力是衡量肉制品嫩度的一個重要指標,MFI表示肌原纖維的降解程度,蛋白質降解程度越大,MFI值越大,剪切力越小,肉的嫩度越大。由圖3可知,同對照組比較,T-1組、T-2組、T-5組、T-6組剪切力分別降低了26.4%、21.35%、39.8%、31.9%,MFI由對照組的42.87分別增大到76.3、72.01、84.73、78.96,其中復配發酵組較單一菌種組樣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夠產生蛋白酶提高肉制品生產過程中蛋白質的降解程度,提高MFI值,剪切力變小[6]。圖3b T-5和T-6復配組的MFI均大于單加肉糖葡萄球菌組,是因為pH降低利于肌原纖維蛋白的降解,并且一定范圍內pH越低肌原纖維降解程度越大[17]。因此用戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌復配,或者三種菌復配制作發酵型豬肉脯可提高制品嫩度。

表3 不同發酵劑對豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

圖3 不同發酵劑發酵豬肉剪切力和MFI的影響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為差異顯著(p<0.05),表4同。

2.4 不同發酵劑對豬肉脯硬度和咀嚼性的影響

硬度表示物體變形所需要的力,反映食品堅硬程度;咀嚼性是指把固態食品咀嚼成能夠吞咽狀態所需要的能量,是食品的重要品質特性,咀嚼性越小,食品越容易吞咽。由表3可知,同對照組相比,發酵型豬肉脯的咀嚼性、硬度顯著降低(p<0.05),各組間彈性和凝聚性差別不大。其中戊糖片球菌和肉糖葡萄球菌(T-5)復配制作發酵型豬肉脯硬度最低,咀嚼性最低,最易咀嚼和吞咽。在發酵過程中肉糖葡萄球菌產生蛋白酶促進蛋白質降解[18],肌肉間連接蛋白質得到降解,肌肉完整性得到破壞,肌肉間相互作用力減小,剪切力降低,豬肉脯易咀嚼[10]。

2.5 不同發酵劑對豬肉脯水分含量、Aw和感官評價的影響

發酵型豬肉脯的Aw和水分含量顯著低于對照組,發酵組間無顯著性差異(p<0.05)。其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復合發酵組(T-5)Aw降低了22.9%,發酵過程中蛋白質降解,結構松散,肉的持水性降低,水分更容易散失[16]。T-1、T-4、T-5、T-6四組肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌產生蛋白酶和脂肪酶,促進蛋白質和脂肪降解生成氨基酸和游離脂肪酸等小分子風味物質,使發酵型豬肉脯持特有的風味,且較易咀嚼,因此更受感官評定員喜愛[5],感官評評分顯著提高(p<0.05)。植物乳桿菌組、戊糖片球菌組較對照組得分比較低,是因為兩組豬肉脯pH分別為4.47、4.58,有一種令人不愉悅的味道。因此兩種乳酸菌不適合單獨作為發酵劑制作發酵型豬肉脯。

表4 不同處理的豬肉脯水分和感官評定結果

3 結論

戊糖片球菌產酸降低原料肉pH抑制雜菌的生長,同時與肉糖葡萄球菌共同作用促進蛋白質降解和風味物質的形成,兩種菌復配發酵后豬肉脯的剪切力、硬度和咀嚼性顯著性降低,改善了豬肉脯質構;其中肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復合發酵感官評分最高,故也改善了豬肉脯的感官特性;另外發酵顯著降低了豬肉脯的Aw和水分含量(p<0.05),提高豬肉脯的保藏性。肉糖葡萄球菌和戊糖片球菌復配可以作為發酵劑生產發酵型豬肉脯。

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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，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學與工程，E-mail：fanmm0601@163.com。

*通訊作者:郇延軍(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