四川傳統(tǒng)臘腸區(qū)域特性比較及其“淺發(fā)酵”特征分析

張佳敏,王 衛(wèi),白 婷,吉莉莉,汪正熙,袁 波

(成都大學(xué)肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610106)

四川位于亞熱帶范圍,受復(fù)雜的地形和不同季風(fēng)環(huán)流的交替影響,氣候類型復(fù)雜多樣[1-2]。多樣的氣候類型造就了川內(nèi)豐富的動(dòng)植物種質(zhì)資源,為四川特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工提供了有利的條件[3]。獨(dú)特的氣候條件孕育了四川獨(dú)有的微生物發(fā)酵釀造產(chǎn)品,如川酒,香腸、臘肉、板鴨、纏絲兔等腌臘肉,以及郫縣豆瓣、腐乳、醪糟等調(diào)味品,名不虛傳的“好酒出四川,調(diào)味在川渝,臘肉香成都”[4-5]。臘腸是四川傳統(tǒng)肉制品的典型代表之一,其加工方法包括傳統(tǒng)的自然風(fēng)干和工業(yè)化的烘烤干燥。自然風(fēng)干產(chǎn)品僅限在冬季經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間制作而成,烘烤干燥是在60～70 ℃下快速脫水,加工周期2～3 d[6-7]。四川臘腸風(fēng)味獨(dú)特,暢銷全國(guó)各地,僅僅作為“年貨”的加工量就可在數(shù)百萬噸以上。尤其是傳統(tǒng)風(fēng)干臘腸的制作,常在冬季立冬以后[8],氣溫5～15 ℃,相對(duì)濕度65%～75%之間,最適合臘腸以及臘肉、板鴨、纏絲兔等具有濃郁風(fēng)味的腌臘制品的加工[9]。

四川傳統(tǒng)臘腸根據(jù)味型可分為麻辣、五香和醬香味,醬香味調(diào)料以豆瓣、米醪糟、豆腐乳等微生物釀造的調(diào)味品為主[10]。四川消費(fèi)者對(duì)醬香味臘腸情有獨(dú)鐘,其風(fēng)味與其他類型的臘腸明顯不同,除了腌臘風(fēng)味外,還帶有獨(dú)特的醬香發(fā)酵風(fēng)味和品質(zhì)特性,得益于添加的發(fā)酵調(diào)味品,以及可能存在的料中所含的乳酸菌、葡萄球菌、微球菌、酵母和霉菌等有益微生物,在較長(zhǎng)的風(fēng)干過程中伴隨了一定的“淺發(fā)酵”過程[10-11]。目前,對(duì)傳統(tǒng)臘腸的研究主要集中在臘腸風(fēng)干特性以及利用微生物發(fā)酵加工臘腸方面[12-13],而針對(duì)四川地區(qū)特有的醬香型臘腸的加工及產(chǎn)品特性,尤其是其獨(dú)特的理化、微生物等特性及其形成機(jī)制等的研究尚未見報(bào)道。

本研究針對(duì)四川不同地區(qū)制作的傳統(tǒng)風(fēng)干醬香型臘腸,進(jìn)行產(chǎn)品理化及微生物指標(biāo)的測(cè)定,并與烘烤干燥臘腸和西式發(fā)酵香腸進(jìn)行比較;進(jìn)一步通過主成分分析(PCA)和聚類分析(HCA),研究其在理化性質(zhì)、微生物特性等方面差異性關(guān)鍵因子與分類,以探究四川傳統(tǒng)風(fēng)干醬香型臘腸有別于傳統(tǒng)臘腸與西式發(fā)酵腸的獨(dú)有特征。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

MRS乳酸菌瓊脂培養(yǎng)基、PCA平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基、虎紅培養(yǎng)基、PDA馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、高鹽甘露醇瓊脂培養(yǎng)基 杭州百思生物技術(shù)有限公司;其他分析純、色譜純?cè)噭?成都科龍化工試劑廠。

SCIENTZ-09拍打式無菌均質(zhì)器 寧波新芝生物科技股份有限公司;恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;ZHJH-C1209超凈工作臺(tái) 上海智城分析儀器制造有限公司;HD-3A水分活度儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;PHS-3C-01 pH計(jì) 上海三信儀表廠;HC-2518臺(tái)式冷凍高速離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;華科HS-3A水分活度儀 上海華科儀器制造有限公司;Testo205pH計(jì) 德圖儀器國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司;雷磁ZDJ-4B自動(dòng)電位滴定儀 上海儀電有限公司。

1.2 不同地區(qū)臘腸采集及分析

傳統(tǒng)四川臘腸制作一般在立冬之后(即11月～12月之間)進(jìn)行,自然風(fēng)干氣候條件為:日平均最高溫度13.05 ℃,日平均最低溫度7.25 ℃,最大溫差11.50 ℃,最小溫差2.5 ℃,平均晝夜溫差5.8 ℃。風(fēng)力0.3～3.3 m/s,平均空氣濕度64%～80%。

樣本采集以四川地區(qū)成都平原為中心,分別采集在東、南、西、北、中五個(gè)方位家庭在同一時(shí)段、相同風(fēng)干時(shí)間制作的自然風(fēng)干醬香型臘腸;烘烤干燥臘腸及西式發(fā)酵腸在成都伍田食品有限公司采集,這些產(chǎn)品均按照工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)配方和工藝加工。

每類各取樣3組,樣品編號(hào)見表1。測(cè)定樣品各項(xiàng)理化及微生物指標(biāo),每項(xiàng)指標(biāo)平行測(cè)定3次,取平均值。隨后對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行主成分分析(PCA)和聚類分析(HCA)[14],根據(jù)分析結(jié)果,對(duì)綜合評(píng)價(jià)最佳的產(chǎn)品所在地區(qū)的氣候溫度、濕度、風(fēng)速等氣候條件進(jìn)行分析,篩選得到醬香臘腸較佳的溫、濕度等風(fēng)干氣候條件。

表1 產(chǎn)品信息及編號(hào)Table 1 Product information and serial number

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 理化指標(biāo)檢測(cè)

1.3.1.1 pH 按照GB 5009.237-2016[15]規(guī)定的方法對(duì)樣品pH進(jìn)行檢測(cè)。在香腸試樣中選取肥瘦不同、表皮和截面作為pH測(cè)試點(diǎn),每個(gè)樣品平行測(cè)定3次,取其平均值。

1.3.1.2 水分活度(aw) 按照 GB 5009.238-2016[16]規(guī)定的方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1.3 水分含量 按照GB/T 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法[17]測(cè)定。

1.3.1.4 亞硝酸鹽(Nitrite) 按照GB 5009.33-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中鹽酸萘乙二胺法[18]測(cè)定亞硝酸鈉殘留量。

1.3.1.5 氯化鈉(NaCl) 按照GB/T 5009.44-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定[19]對(duì)氯化鈉含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1.6 酸價(jià)(AV) 按照GB 5009.229-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的規(guī)定[20]對(duì)酸價(jià)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1.7 過氧化值(peroxide value,POV) 樣品處理方法同酸價(jià)的方法。參照GB/T 5009.227-2016的方法[21]對(duì)過氧化值進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1.8 硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid value,TBA) 參考白婷等[22]的試驗(yàn)檢測(cè)方法,采用532、600 nm比色分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 微生物指標(biāo)檢測(cè)

1.3.2.1 菌落總數(shù) 參照GB 4789.2-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》方法[23],在無菌條件下取25 g剪碎樣品,加入225 mL無菌生理鹽水,置于拍打式均質(zhì)器中均質(zhì)10 min,取1 mL樣液進(jìn)行10倍稀釋至適當(dāng)?shù)臐舛?使用平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基測(cè)定。

1.3.2.2 乳酸菌 參照GB 4789.35-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》[24],使用甘露醇培養(yǎng)基測(cè)定;微球菌參照Casquete等[25]的方法測(cè)定。

1.3.2.3 霉菌和酵母菌 各取100 μL稀釋液,分別加入虎紅培養(yǎng)基和PDA培養(yǎng)基中,28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5 d,對(duì)霉菌和酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù),計(jì)算出樣品中各種微生物的數(shù)量。

1.4 多元統(tǒng)計(jì)分析

理化特性和微生物數(shù)量的檢測(cè)結(jié)果使用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并使用SPSS 19.0軟件(IBM公司)進(jìn)行極值法標(biāo)準(zhǔn)化處理及顯著性分析,然后再進(jìn)行主成分分析(PCA)和聚類分析(HCA)。PCA基于相關(guān)性矩陣進(jìn)行,采用回歸法求得因子得分函數(shù),并以各因子所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率比例為權(quán)重計(jì)算綜合得分。HCA采用層次聚類法中的組間聯(lián)接法,按照歐幾里得平方距離大小對(duì)樣本進(jìn)行分類,并得到各類香腸聚類譜系圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化特性分析

自然風(fēng)干臘腸、工業(yè)化烘烤臘腸以及西式發(fā)酵腸的理化特性指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表2,自然風(fēng)干臘腸的水分含量為20.58%～35.70%,水分活度aw為0.68～0.85,pH為5.84～6.01,NaCl含量為2.80%～3.52%。與工業(yè)化烘烤干燥臘腸以及西式發(fā)酵腸比較,自然風(fēng)干臘腸在水分含量、aw、POV、AV特性指標(biāo)上均一定差異,且這些差異在四川不同地區(qū)產(chǎn)品之間也存在,而四川不同地區(qū)產(chǎn)品間NaCl含量差異不顯著(P>0.05)。自然風(fēng)干臘腸的POV、AV及TBA值分別在0.55～0.66、2.28～3.71及0.23～0.74 mg/kg之間,烘烤干燥的臘腸在氧化性指標(biāo)POV和AV上均較高,分別為(0.76±0.02)和(4.48±0.22) mg/kg,這是由于熱烘烤作用加速了脂質(zhì)的氧化,積累了較多的氧化中間產(chǎn)物[26]。

表2 各類香腸產(chǎn)品主要理化特性Table 2 Main physical and chemical properties of various sausage products

亞硝酸鈉殘留檢測(cè)結(jié)果,所有產(chǎn)品亞硝酸鈉殘留量都符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限定的低于30 mg/kg范圍,自然風(fēng)干臘腸為2.21～2.71 mg/kg,烘烤干燥臘腸為(10.37±1.14) mg/kg,西式發(fā)酵腸為(9.51±1.06) mg/kg。由表2可見,自然風(fēng)干的香腸亞硝酸鈉殘留量極顯著低于烘烤干燥臘腸、西式發(fā)酵腸(P<0.01),不同地區(qū)風(fēng)干臘腸之間差異不顯著(P>0.05)。工業(yè)化烘烤干燥以及西式發(fā)酵香腸加工均要添加亞硝酸鈉,并以異維C鈉等作為發(fā)色助劑[27-28]。而傳統(tǒng)醬香型臘腸大多不添加亞硝酸鈉等發(fā)色劑,輔料中的豆瓣醬等富含的辣椒紅色素等具有較好的上色作用,因此大多傳統(tǒng)風(fēng)干的臘腸硝鹽殘留很低甚至難以檢出。這滿足了消費(fèi)者對(duì)無硝肉制品以及綠色有機(jī)和清潔標(biāo)簽腌臘肉制品的需求[29]。

2.2 微生物特性分析

所測(cè)定的三類產(chǎn)品微生物特性指標(biāo)如表3,菌群特征表現(xiàn)為:自然風(fēng)干臘腸菌落總數(shù)為5.23～6.95 lg CFU/g,微球菌為4.10～6.31 lg CFU/g,酵母菌為3.55～5.90 lg CFU/g,霉菌為3.43～5.86 lg CFU/g,乳酸菌為4.56～6.92 lg CFU/g;烘烤干燥臘腸菌落總數(shù)為(1.58±0.28) lg CFU/g,微球菌為(1.88±0.07) lg CFU/g,乳酸菌為(1.51±0.13) lg CFU/g,酵母菌和霉菌未檢出;西式發(fā)酵腸菌落總數(shù)為(7.97±0.09) lg CFU/g,微球菌為(8.97±0.32) lg CFU/g,酵母菌為(0.22±0.06) lg CFU/g,霉菌為(1.35±0.17) lg CFU/g,乳酸菌為7.63±1.07 lg CFU/g。烘烤干燥的臘腸在較高溫下快速干燥,水分含量和aw值的迅速下降有效抑制了微生物的生長(zhǎng),因此微生物的發(fā)酵作用基本上不存在[30]。西式發(fā)酵腸添加有乳酸菌為主體的微生物發(fā)酵劑,經(jīng)過外源微生物的發(fā)酵干燥而成,產(chǎn)品乳酸菌含量較高,pH較低,帶濃郁的酸香味[31-32]。結(jié)果表明無論是四川自然風(fēng)干臘腸、工業(yè)化烘烤香腸以及西式發(fā)酵腸,還是不同地區(qū)的四川自然風(fēng)干臘腸,微生物菌群均存在明顯差異。

表3 各類香腸產(chǎn)品微生物特性Table 3 Microbial characteristics of various sausage products

2.3 PCA多元變量分析

為進(jìn)一步分析不同香腸產(chǎn)品特性的差異,對(duì)所測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行了PCA多元變量統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)過因子旋轉(zhuǎn)后,共提取到3個(gè)主成分,包含35.878%的主成分1、25.938%的主成分2和23.888%的主成分3,累積方差貢獻(xiàn)率為85.704%,特征變量61.816%的累積差異被主成分1和主成分2描述,結(jié)果見圖1(A)。三類香腸樣品得到明顯的區(qū)分,其中烘烤干燥臘腸和西式發(fā)酵香腸與四川不同方位的自然風(fēng)干醬香型臘腸差異較大,結(jié)合表2和表3分析可知,工業(yè)化烘烤干燥臘腸和西式發(fā)酵腸主要在氧化特性指標(biāo)和微生物數(shù)量上與自然風(fēng)干臘腸差異大,工業(yè)化烘烤干燥的臘腸氧化程度較高,而西式發(fā)酵腸由于加工過程加入了發(fā)酵劑,微生物總量較高,使得其與自然風(fēng)干的臘腸之間可明顯區(qū)分。同時(shí)采用HCA分析模型,得到圖2,在距離為10時(shí),可將西式發(fā)酵腸和烘烤干燥臘腸分別單獨(dú)歸為一類,四川地區(qū)的風(fēng)干臘腸合并歸為一類。

圖2 幾種香腸的HCA分析Fig.2 HCA analysis of several kinds of sausage

由旋轉(zhuǎn)后的因子載荷圖1(B)和圖1(C)可知,主成分1在pH、POV、菌落總數(shù)、微球菌和乳酸菌上的因子載荷>0.8,主成分2在亞硝酸鹽、酵母菌和霉菌上的因子載荷>0.8,主成分3在aw和TBA上的因子載荷>0.8。載荷系數(shù)達(dá)到0.8以上代表變量與主成分之間相關(guān)性較高[33]。微生物含量上載荷高的主成分包括主成分1和主成分2,代表了香腸的微生物豐富程度,而主成分3反映了香腸的保藏性,aw和TBA含量越高,越不利于香腸保存,因此香腸綜合得分計(jì)算為:

圖1 基于PCA分析的不同類型香腸特性分析Fig.1 Based on PCA analysis of the properties of different types of sausage products注:A:PCA得分圖;B、C:主成分載荷矩陣圖。

綜合得分=0.35878/0.85704FAC 1+0.25938/0.85704FAC 2-0.23888/0.85704FAC 3

各類香腸綜合得分如圖3所示,可見成都平原地區(qū)和川北地區(qū)的自然風(fēng)干醬香臘腸,以及西式發(fā)酵腸得分較高,而工業(yè)化烘烤干燥的臘腸得分最低,自然風(fēng)干臘腸與西式發(fā)酵香腸均具有微生物的發(fā)酵作用[34-35],結(jié)合表3分析可知,風(fēng)干臘腸中的微球菌、酵母菌和霉菌都較豐富,而西式發(fā)酵腸中主要以乳酸菌和微球菌為主,酵母菌和霉菌含量很少。烘烤干燥的臘腸微生物含量均較少,霉菌和酵母菌未檢出。

圖3 幾種香腸的綜合得分Fig.3 Composite scores for several types of sausage

3 結(jié)論

四川不同地區(qū)醬香型自然風(fēng)干臘腸與工業(yè)化烘烤干燥臘腸以及西式發(fā)酵腸比較,在水分含量、aw、POV、AV、TBA、亞硝酸鈉殘留等指標(biāo)上均呈現(xiàn)一定差異,且這些差異在四川不同地區(qū)產(chǎn)品之間也存在。工業(yè)化烘烤臘腸以及以及西式發(fā)酵香腸產(chǎn)品中亞硝酸鈉殘留量分別為(10.37±1.14)和(9.51±1.06) mg/kg,而傳統(tǒng)醬香型臘腸殘留卻很低甚至難以檢出。三類臘腸的微生物種類及數(shù)量也明顯不同。烘烤干燥的臘腸因是在較高溫下快速干燥脫水,水分含量和aw值的迅速下降有效抑制了微生物的生長(zhǎng),因此產(chǎn)品中檢出的微生物極少。西式發(fā)酵腸添加有乳酸菌為主體的微生物發(fā)酵劑,產(chǎn)品乳酸菌含量較高,產(chǎn)品pH較低。四川自然風(fēng)干的傳統(tǒng)醬香臘腸中微生物的種類及數(shù)量呈現(xiàn)出豐富多樣性,盡管菌落總數(shù)、微球菌和乳酸菌數(shù)量上比西式發(fā)酵腸低,但酵母菌和霉菌確含量則較高。

主成分分析(PCA)結(jié)果顯示,霉菌和酵母菌的數(shù)量與亞硝酸鈉含量之間呈明顯的負(fù)相關(guān),菌落總數(shù)、乳酸菌和微球菌數(shù)量與POV、pH、AV也呈負(fù)相關(guān),而霉菌和酵母菌在四川醬香型臘腸中含量尤為豐富。聚類分析(HCA)結(jié)果顯示,各類香腸在理化和微生物特性方面得到明顯區(qū)分,綜合評(píng)分川中成都平原地區(qū)和川北地區(qū)的臘腸整體得分較高,西式發(fā)酵香腸也較佳,烘烤干燥臘腸次之。研究結(jié)果表明,四川自然風(fēng)干醬香型臘腸呈現(xiàn)與其他臘腸明顯不同的特性,原因很可能源于輔料中添加的微生物發(fā)酵釀造調(diào)味料,以及伴隨自然風(fēng)干進(jìn)程調(diào)味料中豐富的微生物的繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)揮的“淺發(fā)酵”作用所致,其產(chǎn)品特性也呈現(xiàn)有別于傳統(tǒng)中式臘腸和西式發(fā)酵腸的特征,對(duì)此有待進(jìn)一步深入探究。