,莉力,

(遼寧醫(yī)學院食品科學與工程學院,遼寧錦州 121000)

我國傳統發(fā)酵香腸因其獨特的風味倍受消費者青睞[1],但傳統發(fā)酵(自然發(fā)酵)主要靠原料肉自身微生物菌群中的乳酸菌與雜菌的競爭作用[2]。所以,發(fā)酵周期長,產品質量難以控制。近年來,在發(fā)酵過程中人工添加發(fā)酵劑可獲得較好的產品風味和質量。乳酸菌在發(fā)酵香腸風味形成的過程中占據主導地位[3]。Frederic等[4]人研究認為,乳酸桿菌可分解蛋白質和脂肪產生風味前體物質,再經過氧化、分解等一系列反應生成具有可溶性及揮發(fā)性的風味物質,從而賦予發(fā)酵香腸獨特的味道。而副干酪乳桿菌作為發(fā)酵菌種的益生菌同時具有益生菌和發(fā)酵菌種的雙重功效,并且其“定植”作用可以粘附在物質表面有效的發(fā)揮作用[5]。電子鼻是對揮發(fā)性化合物的測量有廣泛部分重疊選擇性的化學氣體傳感器陣列,它與傳統方法相比,具有技術客觀、評價快速、準確等特點,并且樣品無需做前處理[6]。

因此本實驗用副干酪乳酸桿菌作為發(fā)酵劑發(fā)酵香腸,利用電子鼻采集樣品1#和2#的香氣,對發(fā)酵香腸風味進行測定,并運用主成分分析法(the Principal Component Analysis,PCA)進行數據分析,再經GC-MS、氨基酸分析儀分析風味成分,為改善發(fā)酵香腸風味進一步擴大市場提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

副干酪乳桿菌 由遼寧醫(yī)學院微生物實驗室提供;發(fā)酵香腸 自制;改良TJA培養(yǎng)基。瘦豬肉與肥膘比例7∶3,蔗糖800g,食鹽1000g,蔥150g,姜150g,白胡椒粉 80g,異VC40g,亞硝酸鈉10g,番茄汁50mL,酵母浸出物10g,牛肉膏5g,乳糖20g,K2HPO42g,TWeen-80 1g,醋酸鈉5g。

電子鼻FOX4000 法國AlphaMos公司;裝填日立離子交換樹脂型號:NO.2622(日本公司生產的氨基酸分析專用樹脂)6890N-5973N GC-MS Agilent 公司;日立L-8900型氨基酸分析儀 日本日立公司;WDP-9062電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海安亭科學儀器有限公司;YXQ-LS-50G立式壓力蒸汽滅菌器 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;SW-CJ-2FD型雙人單面凈化工作臺 蘇州凈化設備有限公司。

1.2 樣品處理

改良TJA培養(yǎng)基121℃滅菌20min,將副干酪乳桿菌接種于5mL改良TJA培養(yǎng)基中放入30℃恒溫培養(yǎng)箱活化24h,然后接種于50mL改良TJA培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng)。接種量1.5%副干酪乳桿菌接種于絞碎的原料肉中,斬拌均勻,灌腸,在溫度42℃、相對濕度95%的條件下發(fā)酵24h后作為樣品(1#)。樣品(2#)不添加菌種,其他過程同上。

分別取5g樣品1#、2#于水解管中,加入6mol/L鹽酸充氮后封管。水解22h后過濾到50mL容量瓶中,用超純水反復沖洗濾紙和水解管,再用0.02mol/L鹽酸定容,備用上機[7]。

1.3 實驗條件

1.3.1 電子鼻條件 頂空產生參數:產生時間:900s,產生溫度:60℃,攪動速度500r/min;頂空注射參數:注射體積1000μL,注射速度500μL/s,注射針總體積2.5mL,注射針溫度65℃;獲取參數:獲取時間120s,延滯時間600s。每個樣品均在上述條件下重復分析3次。

1.3.2 頂空-固相微萃取 取5.0g切碎樣品置于樣品瓶中,在60℃水浴10min,將萃取頭通過聚四氟乙烯隔墊插入樣品瓶中,頂空吸附30min后,縮回纖維頭插入GC-MS進樣口脫附5min,同時啟動儀器采集數據[8]。

1.3.3 色譜條件 色譜柱(GC-MS):J/W DB—5 石英毛細柱(60m×0.25mm×0.25μm);進樣口溫度270℃;升溫程序:起始溫度57℃,保持3min,以4℃/min升溫至260℃,保持10min;載氣(N2)流速1mL/min;分流比5∶1;進樣量1μL。

質譜條件:電子能量70eV;離子源溫度230℃;質量掃描范圍29～500amu;傳輸線溫度200℃;自動進樣。

1.3.4 色譜柱(氨基酸) 4.6mm×60mm;色譜柱溫度45℃;洗脫液流速0.280mL/min;輸送壓力95kgf/cm2;樣品分析周期30min;進樣量50μL。

2 結果與分析

2.1 雷達圖比較

當氣-液兩相平衡后,樣品中的揮發(fā)性化合物通過干燥空氣傳入傳感器中與18根金屬氧化物傳感器相互作用從而改變活性材料的導電性,通過測量電阻的變化得出雷達圖。

如圖1所示,內框線為未添加發(fā)酵劑的香腸,外框線為添加發(fā)酵劑的香腸。兩樣品在P30/1和PA/2傳感器響應值(P30/1對有機化合物靈敏,參考物質為羰基化合物。PA/2對有機化合物,揮發(fā)性氣體靈敏,參考物質為醇、酯)有不同,說明副干酪乳桿菌利用肉中的脂類等物質產生了酯類、醇類等揮發(fā)性化合物。與Eric Hüfner[9]研究結果基本一致,乳酸菌胞內酯酶可通過脂肪水解、脂肪氧化等一系列化學反應來改善肉制品風味。

2.2 主成分分析(PCA)

通過圖2可知,兩樣品分布在圖中不同位置,說明添加及未添加發(fā)酵劑的發(fā)酵香腸在香氣上存在著差別,電子鼻可以很好的將兩者區(qū)分。第一主成分貢獻率為92.726%,第二主成分貢獻率為1.042%,總貢獻率為93.768%。表明,依據前兩個主成分可以對不同樣品的差異進行判別。

圖1 添加發(fā)酵劑和未添加發(fā)酵劑發(fā)酵香腸的雷達圖比較 Fig.1 Radar chart comparison of adding starter culture and not adding starter culture fermented sausage

圖2 添加和未添加發(fā)酵劑的香腸的PCA分析結果圖 Fig.2 PCA analysis results of adding starter culture and not adding starter culture fermented sausage

2.3 氨基酸分析儀測定兩樣品中氨基酸的變化

使用氨基酸測定儀,根據峰面積及出峰時間,經計算機程序處理得到的結果,見表2。

表2 兩樣品中氨基酸的含量(g/100g)Table 2 The content of amino acid in the two samples(g/100g)

表3 添加發(fā)酵劑前后發(fā)酵香腸的風味成分Table 3 Flavor component of not adding starter culture and adding starter culture fermented sausage

由表2可知,香腸經副干酪乳桿菌發(fā)酵后,氨基酸含量有所提高,呈鮮味的谷氨酸、天門冬氨酸和呈甜味的絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸等[10]含量有明顯增加。乳酸桿菌可通過水解蛋白質,降解氨基酸產生游離氨基酸[11],對發(fā)酵香腸滋味的形成起到一定作用。Herranz等[12]報道乳酸菌的添加可產生大量的游離氨基酸。Nicoletta P等[13]從生物化學及微生物角度研究不同菌種對發(fā)酵香腸的影響中指出乳酸菌代謝的蛋白酶可作用于蛋白質產生游離氨基酸。表明,副干酪乳桿菌可以很好的改善發(fā)酵香腸的風味,賦予其獨特的滋味。

2.4 GC-MS分析發(fā)酵香腸中的風味成分

GC-MS方法常被用于揮發(fā)性成分的定性和定量測定,用GC-MS檢測,利用NIST譜庫對質譜圖進行檢索,并對鑒定出相似度在80%以上的各物質進行峰面積歸一化法定量分析。GC-MS分析發(fā)酵香腸中的風味成分見表3。

發(fā)酵肉制品中的風味物質主要來自肉內組織酶及微生物代謝的酶系作用蛋白質、碳水化合物、脂肪等產生風味物質,包括酸、酯、醇、醛、酮、酚等[3,14]。表3中列出了添加發(fā)酵劑前后發(fā)酵香腸的揮發(fā)性成分的組成及各成分的相對百分含量。由表3可知,添加以副干酪乳桿菌作為發(fā)酵劑的香腸中,酸、酯、醇,醛、酮類等物質成分含量有所增加,這些物質是重要的揮發(fā)性風味香氣組成部分。說明副干酪乳桿菌可以水解脂肪酸釋放出大量特征脂肪酸,對增強發(fā)酵香腸風味具有一定作用。與Larrouture等[15]的結論相似,乳酸菌具備一定的脂肪分解能力,而脂肪的氧化與分解正是發(fā)酵香腸揮發(fā)性風味物質產生的一個主要途徑。Montel等[16]研究發(fā)現乳酸菌利用碳水化合物生成乙酸、甲酸等物質可以賦予香腸獨特香氣。

3 結論

通過電子鼻、氨基酸分析儀及GC-MS對添加副干酪乳桿菌的發(fā)酵香腸從滋味和氣味兩方面進行總體風味分析得出:添加副干酪乳桿菌的發(fā)酵香腸的風味有所改善,氨基酸含量增加,主要是可溶性呈鮮味的谷氨酸、天門冬氨酸和呈甜味的絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸等增加較為明顯。酯、酸、醇、醛等揮發(fā)性風味物質增多。說明副干酪乳桿菌可以很好的改善發(fā)酵香腸的風味。

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