于 海，秦春君，酈 晨，李 想，葛慶豐，汪志君*

(揚州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127)

腐生葡萄球菌發(fā)酵鴨肉香腸工藝研究

于 海，秦春君，酈 晨，李 想，葛慶豐，汪志君*

(揚州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127)

研究以腐生葡萄球菌作為發(fā)酵菌種發(fā)酵鴨肉香腸的工藝條件。以發(fā)酵鴨肉香腸的pH值、水分活度、游離氨基酸含量為指標(biāo)，通過單因素試驗和正交試驗設(shè)計對發(fā)酵時間、加鹽量、加糖量進行優(yōu)化，采用SPME/GC/MS技術(shù)分析發(fā)酵鴨肉香腸中揮發(fā)性風(fēng)味化合物的種類及含量。結(jié)果表明：各組發(fā)酵鴨肉香腸的水分活度以及pH值沒有明顯差異，發(fā)酵時間9d，糖添加量為2%以及鹽添加量為2.5%時，發(fā)酵鴨肉香腸的游離氨基酸含量較高，風(fēng)味較好，適宜保藏，以此作為最佳發(fā)酵工藝條件。

腐生葡萄球菌；發(fā)酵鴨肉香腸；正交試驗

Abstract：In this study,Saprophytic staphylococcuswas employed for the manufacture of traditional fermented duck sausages.Changes in pH, water activity (Aw) and free amino acids (FAA) and development of characteristic flavor of the final products were investigated by single-factor and orthogonal array experiments. The technique used to analyze kind and amount of volatile compounds inSaprophytic staphylococcusfermented duck sausages was solid-phase microwextraction/gas chromatography coupled to mass spectrometry (SPME/GC-MS). The results showed that none of the following factors:fermentation time and sugar or salt amounts had obvious effect on the water activity and pH of fermented duck sausages. Fermented duck sausages with the highest free amino acid content and good flavor and preservation suitability were obtained after 9 days of fermentation with 2% sugar addition and 2.5% salt addition.

Key words：Saprophytic staphylococcus；fermented duck sausages；orthogonal array experiment

腐生葡萄球菌是傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品中普遍存在的一種微生物，針對其在發(fā)酵肉制品生產(chǎn)過程中所起的作用，國內(nèi)外研究人員進行了大量研究。Drosinos等[1]研究發(fā)現(xiàn)腐生葡萄球菌在一種希臘發(fā)酵香腸的葡萄球菌中占主導(dǎo)地位；Mauriello等[2]發(fā)現(xiàn)腐生葡萄球菌在一些意大利發(fā)酵香腸中占主導(dǎo)地位；Aymerich等[3]在對西班牙一種低酸發(fā)酵香腸的葡萄球菌群分析時發(fā)現(xiàn)存在大量的腐生葡萄球菌；李宗軍等[4]從侗族傳統(tǒng)發(fā)酵肉中分離篩選葡萄球菌，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢菌群為腐生葡萄球菌、木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌，并指出腐生葡萄球菌在侗族傳統(tǒng)發(fā)酵肉的風(fēng)味形成中起主要作用。Casaburi等[5]對從發(fā)酵香腸中分離到的腐生葡萄球菌的蛋白酶活性進行研究，發(fā)現(xiàn)其對肌原蛋白的水解活性要比肌漿蛋白的水解活性強，對發(fā)酵香腸的風(fēng)味有一定貢獻。

鴨肉水分含量約50%～60%、蛋白質(zhì)含量18%、脂肪含量約25%～30%[6]，同時含有多種微量元素和B族維生素等。近年來，各地養(yǎng)鴨業(yè)迅速崛起，開發(fā)發(fā)酵鴨肉制品是提高鴨肉產(chǎn)品附加值的有效手段。傳統(tǒng)的發(fā)酵肉制品多數(shù)為自然發(fā)酵，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，且存在安全性問題，利用人工添加微生物發(fā)酵劑的方法生產(chǎn)肉制品越來越廣泛。本實驗以實驗室自行篩選的腐生葡萄球菌作為發(fā)酵劑制作鴨肉香腸，對鴨肉香腸的品質(zhì)、風(fēng)味進行研究，并對一些重要的工藝參數(shù)：發(fā)酵時間、糖添加量以及鹽添加量進行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與菌種

精選鴨脯肉購于揚州市大潤發(fā)超市。

蛋白胨、牛肉膏為生化純；甘露醇、NaCl為分析純；MSA培養(yǎng)基：蛋白胨10g、甘露醇10g、NaCl 25g、牛肉膏1g、蒸餾水1000mL，pH7.4。

腐生葡萄球菌(Saprophytic staphylococcus)由揚州大學(xué)食品微生物教研室從如皋火腿中篩選并保存。

1.2 儀器與設(shè)備

復(fù)合式75μm Car/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；Trace氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 美國Finnigan公司；755S紫外-可見分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌種的活化

將斜面保藏的菌種經(jīng)MSA培養(yǎng)基二次活化后接入肉湯培養(yǎng)基中，置于搖床中37℃培養(yǎng)24h，待用。

1.3.2 發(fā)酵鴨肉香腸的制作工藝流程

原料鴨肉處理→斬拌→配料→接入發(fā)酵劑→灌腸→結(jié)扎→烘制(50℃，6h)→發(fā)酵(30℃)→成品

1.3.3 工藝參數(shù)優(yōu)化

發(fā)酵時間的選擇：發(fā)酵時間為1、3、5、7、9d，糖添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%，鹽添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，按1.3.2節(jié)流程進行烘制與發(fā)酵。

糖添加量的選擇：選取糖添加量分別2%、4%、6%、8%和10%，鹽添加量為2%，發(fā)酵天數(shù)為5d。按1.3.2節(jié)流程進行烘制與發(fā)酵。

鹽添加量的選擇：分別添加1%、1.5%、2%、2.5%和3%的鹽，糖添加量6%，發(fā)酵天數(shù)為5d。按1.3.2節(jié)流程進行烘制與發(fā)酵。

1.3.4 發(fā)酵鴨肉香腸理化指標(biāo)的測定

水分活度的測定：取樣品2.0g，切碎，用水分活度測定儀進行測定；pH值的測定：取樣品5.0g，攪碎，加50mL蒸餾水，置于250mL三角瓶中放入4℃冰箱20min，搖勻過濾后取上清液用pH計測定；游離氨基酸含量的測定：茚三酮比色法[7]；揮發(fā)性化合物的測定：參照文獻[8]進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時間對鴨肉發(fā)酵香腸品質(zhì)的影響

在接入腐生葡萄球菌后，不同發(fā)酵時間對發(fā)酵鴨肉香腸的水分活度、pH值、游離氨基酸含量的影響如表1所示。

表1 不同發(fā)酵時間對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)的影響(±s)Table 1 Effect of fermentation time on the quality of fermented duck sausages (±s)

表1 不同發(fā)酵時間對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)的影響(±s)Table 1 Effect of fermentation time on the quality of fermented duck sausages (±s)

發(fā)酵時間/d 1 3 5 7 9水分活度 0.908±0.110.911±0.130.898±0.160.894±0.170.885±0.14 pH 5.59±0.35 5.33±0.25 5.26±0.27 5.24±0.24 5.25±0.30游離氨基酸含量/% 1.55±0.08 1.56±0.07 1.62±0.03 1.82±0.05 1.81±0.04

從表1可知，當(dāng)發(fā)酵時間為5d時，水分活度降至0.9以下，pH值降至5.3以下，隨著發(fā)酵時間的延長趨于穩(wěn)定。此時發(fā)酵香腸產(chǎn)品具有較高的安全性、耐貯藏性，原因是由于水分活度、pH值均是發(fā)酵香腸安全生產(chǎn)的重要柵欄因子，對于抑制腐敗菌、致病食源微生物的生長繁殖起到了重要作用。

蛋白質(zhì)是鴨肉發(fā)酵香腸的主要成分，蛋白質(zhì)降解的產(chǎn)物游離氨基酸是揮發(fā)性化合物的前體物質(zhì)，對揮發(fā)性化合物的產(chǎn)生具有直接作用，從表1可知，在發(fā)酵前期，鴨肉香腸中游離氨基酸含量變化不明顯，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵鴨肉香腸中游離氨基酸含量逐漸提高，并在發(fā)酵7d達到最大值1.82%，這與劉戰(zhàn)麗[9]的研究結(jié)果是一致的。因此選定發(fā)酵天數(shù)為5、7、9d進行正交試驗。

2.2 鹽添加量對鴨肉發(fā)酵香腸品質(zhì)的影響

表2 不同鹽添加量對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)特性的影響(±s)Table 2 Effect of salt addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

表2 不同鹽添加量對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)特性的影響(±s)Table 2 Effect of salt addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

鹽添加量/% 1 1.5 2 2.5 3水分活度 0.937±0.100.930±0.120.934±0.110.934±0.130.915±0.10 pH 5.23±0.23 5.19±0.26 5.24±0.22 5.33±0.275.22±0.25游離氨基酸含量/%1.85±0.07 1.77±0.06 1.86±0.07 1.68±0.081.76±0.10

從表2可知，鹽添加量對鴨肉發(fā)酵香腸水分活度、pH值影響不明顯，而游離氨基酸含量在鹽添加量為2%時達到最大，為1.86%。添加適量的食鹽可抑制部分腐敗菌的生長和改善發(fā)酵香腸的風(fēng)味，有助于肌球蛋白的提取，提高肉蛋白結(jié)合力，延長制品的保存期。故選擇鹽添加量為1.5%、2%、2.5%進行正交試驗。

2.3 糖添加量對鴨肉發(fā)酵香腸品質(zhì)的影響

從表3可知，隨著糖添加量的增大，發(fā)酵鴨肉香腸的pH值和水分活度變化不明顯，而對于游離氨基酸含量，當(dāng)糖添加量為4%時，發(fā)酵鴨肉香腸中游離氨基酸含量最高為2.07%，故選定糖添加量為2%、4%、6%進行正交試驗。

表3 不同糖添加量對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)特性的影響(±s)Table 3 Effect of sugar addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

表3 不同糖添加量對發(fā)酵鴨肉香腸品質(zhì)特性的影響(±s)Table 3 Effect of sugar addition on the quality of fermented duck sausages (±s)

糖添加量/% 2 4 6 8 10水分活度 0.930±0.110.930±0.100.924±0.120.927±0.110.921±0.13 pH 5.32±0.215.29±0.24 4.96±0.21 5.05±0.20 4.92±0.19游離氨基酸含量/%1.86±0.06 2.07±0.08 1.88±0.05 2.05±0.07 1.69±0.09

2.4 鴨肉香腸發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化

表4 發(fā)酵鴨肉香腸中酯類物質(zhì)及游離氨基酸含量正交試驗結(jié)果Table 4 Orthogonal array layout and experimental results

發(fā)酵香腸在成熟過程中發(fā)生著復(fù)雜的化學(xué)變化，其中蛋白質(zhì)在酶的作用下被水解為小分子肽和游離氨基酸，這些小分子的肽和游離氨基酸不僅影響發(fā)酵香腸的風(fēng)味，同時也是發(fā)酵香腸中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的重要前體物質(zhì)。因此，發(fā)酵香腸在成熟過程中游離氨基酸的變化將直接影響到發(fā)酵香腸的風(fēng)味[10-12]。在確定了發(fā)酵時間、糖添加量及鹽添加量后，進行正交試驗，測定的發(fā)酵鴨肉香腸中氨基酸含量及酯類物質(zhì)含量結(jié)果如表4所示。根據(jù)游離氨基酸含量確定發(fā)酵鴨肉香腸的最佳工藝參數(shù)為：發(fā)酵時間7d、糖添加量2%、鹽添加量2%。

2.5 發(fā)酵鴨肉香腸中揮發(fā)性風(fēng)味成分研究

由于僅考慮氨基酸含量，不能全面反映發(fā)酵鴨肉香腸的品質(zhì)特性，故對正交試驗各處理組的揮發(fā)性成分進行測定，各組發(fā)酵鴨肉香腸中各類揮發(fā)性成分的含量如圖1所示。

圖1 正交試驗不同處理組的發(fā)酵鴨肉香腸中揮發(fā)性化合物含量Fig.1 Kind and amount of volatile compounds in fermented duck sausages obtained using 9 condition combinations from the orthogonal array design

從圖1可知，醛類含量最高的是第2組發(fā)酵鴨肉香腸，為14.98%，醛類物質(zhì)含量依次降低的是第3組發(fā)酵鴨肉香腸和第4組發(fā)酵鴨肉香腸，含量分別為11.51%和11.5%，通過分析，發(fā)酵鴨肉香腸中的醛類主要為戊二醛和苯甲醛；酮類含量最高的是第2組發(fā)酵鴨肉香腸，為0.85%。其次是第7組發(fā)酵鴨肉香腸，含量為0.66%，而其他7組含量較少或不含酮類物質(zhì)；醇類含量最高的是第3組發(fā)酵鴨肉香腸，為50.9%，其次是第1組發(fā)酵鴨肉香腸為45.86%，通過分析，發(fā)酵鴨肉香腸中的醇類物質(zhì)主要為油醇、十一醇、十四醇；酸類含量最高的是第1組發(fā)酵鴨肉香腸，為9.18%，其次為第2組發(fā)酵鴨肉香腸，為8.21%，通過分析酸類物質(zhì)主要為十一烯酸、二(2-乙基己基)鄰苯二甲酸；酯類含量最高的是第3組發(fā)酵鴨肉香腸，為7.09%，其次是第7組發(fā)酵鴨肉香腸，為6.13%，通過分析酯類物質(zhì)主要為十八烯酸甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、硬脂酸甲基酯和棕櫚酸異丙酯，酯類是發(fā)酵香腸典型風(fēng)味所必需的，它們多帶有芳香味，Mateo等[13]研究表明一些酯類物質(zhì)如丙酸乙酯、醋酸丙酯、丁酸乙酯來自碳水化合物的代謝發(fā)酵過程；烷烴類含量最高的是第5組發(fā)酵鴨肉香腸，為67.58%，其次是第9組發(fā)酵鴨肉香腸，為57.31%，通過分析，烷烴類物質(zhì)主要是十七烷、十六烷、十四烷、角鯊?fù)椤⒐锿橐约碍h(huán)氧丙烷；除此之外，發(fā)酵鴨肉香腸中含氮化合物以及芳香族化合物含量也不少。葡萄球菌、酵母和霉菌分解肉中的脂肪和蛋白質(zhì)，產(chǎn)生許多小分子的芳香烴類物質(zhì)，這些烴是發(fā)酵香腸香氣風(fēng)味的主要來源[14]。

3 結(jié) 論

以腐生葡萄球菌為發(fā)酵劑進行鴨肉香腸發(fā)酵時，在發(fā)酵時間為7d，糖添加量以及鹽添加量均為2%的工藝條件下，所制得的鴨肉發(fā)酵香腸中游離氨基酸含量最高，為2.77%，說明鴨肉香腸中的蛋白質(zhì)在腐生葡萄球菌的作用下降解較為充分；揮發(fā)性化合物中的酯類物質(zhì)是發(fā)酵香腸典型風(fēng)味所必需的，并帶有芳香味，以本實驗室保藏的腐生葡萄球菌在發(fā)酵時間為5d，糖添加量為6%，鹽添加量為2.5%的條件下發(fā)酵鴨肉香腸，最終產(chǎn)品中酯類物質(zhì)含量最高，為7.09%。綜上所述，既考慮發(fā)酵鴨肉香腸中游離氨基酸含量較高，又考慮發(fā)酵鴨肉的風(fēng)味特性，從而確定發(fā)酵時間為9d，糖添加量為2%以及鹽添加量為2.5%制作鴨肉發(fā)酵香腸，它的游離氨基酸含量較高，為2.15%，酯類物質(zhì)含量也較高，為6.13%，風(fēng)味較好，故此條件為鴨肉香腸的最佳發(fā)酵工藝條件。

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Processing ofSaprophytic staphylococcusFermented Duck Sausages

YU Hai，QIN Chun-jun，LI Chen，LI Xiang，GE Qing-feng，WANG Zhi-jun*
(School of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

TQ920.6

A

1002-6630(2010)17-0277-04

2010-06-13

科技部“科技人員服務(wù)企業(yè)行動”項目(2009GJC10014)；江蘇省科技支撐計劃項目(BE2009367)；江蘇省自然科學(xué)基金項目(BK2008212)；揚州大學(xué)科技培育基金項目(2009CXJ052)；揚州大學(xué)“新世紀(jì)人才工程”項目

于海(1973—)，男，副教授，博士，研究方向為肉制品加工。E-mail：yuhai@yzu.edu.cn

*通信作者：汪志君(1949—)，男，教授，博士，研究方向為食品加工。E-mail：zjwang@yzu.edu.cn