劉春麗 朱秋勁 潘明瓊 胡可 湯鵬宇
摘 要:以植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)和木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)為復(fù)合發(fā)酵劑,以產(chǎn)品的色差、pH值、質(zhì)構(gòu)和感官指標(biāo)為依據(jù)研究菌種接種量、菌種配比和發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)建立響應(yīng)面分析模型,確定發(fā)酵里脊火腿的最佳工藝參數(shù)為添加植物乳桿菌和木糖葡萄球菌為復(fù)合發(fā)酵劑,菌種接種量為107 CFU/g、菌種配比為1.50∶1、發(fā)酵溫度為30 ℃,此條件下制得的發(fā)酵里脊火腿的感官評分為82.55 分,與模型理論值接近。在此條件下加工所得的發(fā)酵里脊火腿口感較佳、滋味鮮美、綜合品質(zhì)良好。
關(guān)鍵詞:發(fā)酵里脊火腿;植物乳桿菌;木糖葡萄球菌;響應(yīng)面法;工藝優(yōu)化
Abstract: The effect of inoculum size, starter culture composition and fermentation temperature on the color difference, pH value, texture and sensory attributes of fermented loin ham with a mixed starter culture of Lactobacillus plantarum and Staphylococcus xylosus. By combined use of one-factor-at-a-time method and response surface methodology, the optimum fermentation conditions were obtained as follows: inoculum size 107 CFU/g, L. plantarum-to-S. xylosus ratio 1.50:1, and temperature 30 ℃.The product produced under these conditions scored 82.55 points in sensory evaluation, which was close to the predicted value from the developed model. The fermented loin ham had good overall quality in terms of mouthfeel and taste.
Keywords: fermented loin ham; Lactobacillus plantarum; Staphylococcus xylosus; response surface methodology;
process optimization
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20190926-229
中圖分類號(hào):TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-8123(2019)12-0025-07
發(fā)酵火腿是以畜禽肉為原材料,在自然或人工控制條件下,通過低溫腌制、發(fā)酵成熟而得到的產(chǎn)品,該類產(chǎn)品因營養(yǎng)豐富且具有特殊的鮮美風(fēng)味、色澤和質(zhì)地等感官品質(zhì)深受廣大消費(fèi)者喜愛。傳統(tǒng)發(fā)酵火腿通過自然發(fā)酵而成,但自然發(fā)酵火腿在產(chǎn)品質(zhì)量和安全性等方面仍存在較多問題,因此國內(nèi)外研究學(xué)者開始向人工接種發(fā)酵劑方向努力。發(fā)酵鮮食里脊火腿在歐美西方國家擁有廣大的消費(fèi)市場,故對發(fā)酵火腿菌種的篩選[1-2]、接種發(fā)酵與傳統(tǒng)自然發(fā)酵品質(zhì)對比[3]、益生菌發(fā)酵肉制品[4-5]等方面開展了大量研究,已經(jīng)有頗為成熟的生產(chǎn)技術(shù)。而國內(nèi)有關(guān)發(fā)酵火腿的研究大多局限于傳統(tǒng)干腌火腿、接種發(fā)酵肉制品[6]、發(fā)酵中式香腸[7]及臘肉[8]等方面[9]。目前,國內(nèi)肉類企業(yè)對鮮食型發(fā)酵肉類產(chǎn)品的開發(fā)力度和投入不足,國內(nèi)對接種發(fā)酵鮮食里脊火腿的研究還處于菌種篩選和理化特性[10]等起步階段,研發(fā)不足制約了部分消費(fèi)者對此類產(chǎn)品的需求。
常用于發(fā)酵肉制品的微生物主要有乳酸菌和葡萄球菌等[11],接種混合發(fā)酵劑有助于提升肉制品的色香味和營養(yǎng)價(jià)值。王德寶等[12]研究發(fā)現(xiàn),接種植物乳桿菌與肉葡萄球菌復(fù)配發(fā)酵劑可降低香腸的pH值、亞硝酸鹽殘留量及有害生物胺含量。韓云飛等[13]研究表明,木糖葡萄球菌和植物乳桿菌復(fù)配發(fā)酵劑對羊肉發(fā)酵香腸的脂肪氧化和風(fēng)味改善有促進(jìn)作用。Casquete等[14]研究發(fā)現(xiàn),將嗜酸鏈球菌和葡萄球菌接種于發(fā)酵香腸可顯著改變其風(fēng)味。Slima等[15]將植物乳桿菌和嗜酸片球菌接種于發(fā)酵牛肉香腸,香腸的感官和衛(wèi)生品質(zhì)提高。然而國內(nèi)外有關(guān)植物乳桿菌和木糖葡萄球菌混合發(fā)酵里脊火腿的報(bào)道很少。
本研究以豬里脊肉為原材料,在前人研究的基礎(chǔ)上,接種預(yù)先從實(shí)驗(yàn)室篩選出的具有耐鹽、耐亞硝酸鹽、產(chǎn)酸等性能的優(yōu)良菌種植物乳桿菌和木糖葡萄球菌進(jìn)行發(fā)酵,綜合色差、pH值、質(zhì)構(gòu)和感官評分結(jié)果研究菌種接種量、菌種配比和發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)的影響,得到發(fā)酵里脊火腿的最佳生產(chǎn)工藝。本研究彌補(bǔ)了采用單一指標(biāo)判定火腿品質(zhì)優(yōu)劣的局限性,以期為我國工業(yè)化生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良的發(fā)酵里脊火腿提供技術(shù)支撐和理論指導(dǎo)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
原、輔料:豬里脊、食鹽、花椒粉、白糖、白胡椒、葡萄糖、五香粉等均購于貴陽市花溪區(qū)沃爾瑪超市。
菌種:植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)GDM 1.191、木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)GDM 1.895均購于廣東省微生物菌種保藏中心,此2 種菌均能耐受6 g/100 mL NaCl及150 mg/kg的亞硝酸鹽并具有良好的產(chǎn)酸特性。
MRS肉湯培養(yǎng)基、TSA液體培養(yǎng)基、PCA瓊脂培養(yǎng)基 上海博微生物科技有限公司;亞硝酸鈉 杭州龍山化工有限公司;異抗壞血酸鈉、三聚磷酸鈉 河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
CT3 10K質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield公司;S2-Meter?pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;LRH-300(F)恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海柏欣儀器設(shè)備廠;NH350色差計(jì) 上海三信儀表廠;TG16-WS高速冷凍離心機(jī) 上海盧湘儀儀器有限公司;GR-60真空滾揉機(jī) 諸城市新得利食品機(jī)械有限公司;BG2-246電熱鼓風(fēng)干燥箱、YXQ-LS-100S立式壓力蒸汽滅菌器 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;DZ280/2SE真空包裝機(jī) 綠葉真空機(jī)有限公司。
1.3 方法
1.3.1 發(fā)酵劑的活化與制備
將斜面保存的植物乳桿菌和木糖葡萄球菌活化傳代3 次,接種至MRS和TSB液體培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)24 h,取出置于0~4 ℃冰箱保存,進(jìn)行稀釋涂布平板和活菌計(jì)數(shù),確定菌液濃度,4 ℃、5 000 r/min離心3 min收集菌體,用0.85 g/100 mL無菌生理鹽水洗滌3 次后重懸,調(diào)整菌液濃度為108~109 CFU/mL后備用。
1.3.2 發(fā)酵里脊火腿的制作工藝
工藝流程:原料里脊肉→修整→腌制→注射接種→滾揉→發(fā)酵→烘烤→真空包裝→成品
1.3.2.1 基本配方
腌制料配方:以原料肉質(zhì)量計(jì),添加食鹽3%、亞硝酸鈉0.01%、異抗壞血酸鈉0.2%、花椒粉1%、三聚磷酸鈉0.5%、白糖1%、白胡椒0.6%、葡萄糖1%、五香粉0.5%,發(fā)酵劑按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)添加。
1.3.2.2 工藝要點(diǎn)
選擇新鮮豬里脊肉,將其表面的筋膜剔除后進(jìn)行漂洗,加入少量白酒去腥,將豬里脊肉切成肉塊,按比例加入配制好的腌制料并將其均勻涂抹在肉表面,0~4 ℃腌制24 h;按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將發(fā)酵液按5 mL/100 g注射接種,注射好的肉塊立即置于真空滾揉機(jī)中,于4 ℃條件下真空滾揉30 min,滾揉結(jié)束后將肉塊置于不同溫度的恒溫恒濕箱中進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵24 h后取出于55 ℃烘烤4 h結(jié)束發(fā)酵,冷卻后進(jìn)行真空包裝得到成品,最后置于0~4 ℃條件下貯藏。
1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.3.1 接種量對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
按接種量分別為105、106、107、108 CFU/g接種,發(fā)酵里脊火腿,植物乳桿菌、木糖葡萄球菌配比(菌數(shù))為1∶1、發(fā)酵溫度30 ℃、相對濕度85%、發(fā)酵時(shí)間24 h。分別在發(fā)酵0、6、12、18、24 h測定火腿pH值,于火腿發(fā)酵成熟后測定火腿的質(zhì)構(gòu)、色差,并進(jìn)行感官評分。
1.3.3.2 菌種配比對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
采用發(fā)酵劑菌種配比(植物乳桿菌∶木糖葡萄球菌,下同)為1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1分別接種發(fā)酵里脊火腿,接種量為107 CFU/g、發(fā)酵溫度30 ℃、相對濕度85%、發(fā)酵時(shí)間24 h,于火腿發(fā)酵成熟后測定火腿的質(zhì)構(gòu)、色差,并進(jìn)行感官評分。
1.3.3.3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
分別在20、25、30、35 ℃條件下發(fā)酵火腿,接種量107 CFU/g,植物乳桿菌、木糖葡萄球菌菌種配比1∶1、相對濕度85%、發(fā)酵時(shí)間24 h,于火腿發(fā)酵成熟后測定火腿的質(zhì)構(gòu)、色差,并進(jìn)行感官評分。
1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在各單因素最適作用條件的基礎(chǔ)上,以菌種接種量、菌種配比和發(fā)酵溫度為因素,設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)。根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,采用Design-Expert 8.0.6軟件,以感官評分為響應(yīng)值,進(jìn)行3因素3水平共17 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面試驗(yàn),其中12 個(gè)為析因點(diǎn),5 個(gè)為零點(diǎn)。因素水平設(shè)計(jì)如表1所示。
1.3.5 指標(biāo)測定
1.3.5.1 pH值測定
取10 g肉樣剁碎后置于100 mL蒸餾水中,用攪拌器攪拌10 min后浸提20 min,過濾后取上清液,用pH計(jì)測定[16]。
1.3.5.2 色差值測定
使用色差計(jì)進(jìn)行測定,測定前先對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。去除火腿表面調(diào)味料,將火腿切成長寬均為3 cm、厚1 cm的肉片,每批樣品取3 個(gè)不同的切面,每個(gè)切面取6 個(gè)點(diǎn),測定亮度值(L*)、紅度值(a*)和黃度值(b*),得平均值。由于b*會(huì)對樣品紅色造成較大的影響,因此引用色差值(E*)[17]評價(jià)香腸色澤,以減少誤差。E*按下式計(jì)算。
1.3.5.3 質(zhì)構(gòu)測定
參考Gimeno等[18]的方法,并稍作修改。將火腿表面部分切除,取火腿中間部位切成1 cm見方的立方體,使用TA11/1000探頭,參數(shù)設(shè)定為:測前速率2 mm/s,測試速率1 mm/s,測后速率5 mm/s,壓縮率50%。測定火腿硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性4 個(gè)指標(biāo)。
1.3.5.4 感官評價(jià)
如表2所示。
1.4 數(shù)據(jù)處理
每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)平行樣,采用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析,數(shù)據(jù)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,采用Origin 2018軟件繪圖;結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,以顯著性水平為0.05進(jìn)行差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.1.1 接種量對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
2.1.1.1 接種量對發(fā)酵里脊火腿pH值的影響
乳酸菌可利用肉中的碳源發(fā)酵而產(chǎn)生乳酸,達(dá)到降低產(chǎn)品pH值和延長保質(zhì)期的目的。由圖1可知,隨著接種量和發(fā)酵時(shí)間的增加,發(fā)酵里脊火腿pH值的下降速率亦有增加的趨勢。當(dāng)菌種接種量為105 CFU/g時(shí),發(fā)酵24 h后火腿pH值為5.44,這是由于接種量小、發(fā)酵速率慢,pH值未降至5.3以下,無法較好地保證發(fā)酵火腿安全性要求[10],因此該接種量不適合發(fā)酵火腿的生產(chǎn);當(dāng)菌種接種量為106、107、108 CFU/g時(shí),24 h發(fā)酵結(jié)束后火腿pH值分別為5.01、4.86、4.68,均達(dá)到發(fā)酵生食火腿安全性要求,但108 CFU/g接種量過大,導(dǎo)致產(chǎn)品過酸而難以接受,考慮到產(chǎn)品后熟時(shí)pH值會(huì)有輕微上升,從酸度的角度考慮接種量以107 CFU/g較為適宜,這與Chen Xi等[20]的研究結(jié)果相吻合。
2.1.1.2 接種量對發(fā)酵里脊火腿色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分的影響
由表3可知,隨著接種量的增加,發(fā)酵里脊火腿的L*和b*總體上沒有顯著性變化,但a*有增大趨勢,原因可能是發(fā)酵劑中的微生物代謝產(chǎn)生的亞硝酸還原酶可將亞硝酸鹽還原,生成NO,NO再與肌紅蛋白結(jié)合形成亞硝基肌紅蛋白,而賦予產(chǎn)品鮮艷的紅色[21],接種量越大,發(fā)色效果越好。此外,接種量為107 CFU/g時(shí),發(fā)酵里脊火腿的E*顯著大于其他組(P<0.05),故此接種量最為合適。
接種量對產(chǎn)品的內(nèi)聚性無顯著影響,發(fā)酵里脊火腿的硬度和咀嚼性與菌種接種量大致呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,且不同接種量組間存在顯著差異(P<0.05),這可能是由于接種量增加加快了火腿的成熟而使肉的組織更加松軟,從而導(dǎo)致肉硬度和咀嚼性降低,但當(dāng)接種量為108 CFU/g時(shí),由于火腿的過度發(fā)酵營造了較低的pH值環(huán)境,從而使火腿硬度開始增大[22]。此外,隨著接種量的增大,發(fā)酵里脊火腿的彈性大致呈下降趨勢,當(dāng)接種量為105 CFU/g時(shí)其彈性最佳,接種量為107 CFU/g時(shí)次之,因此當(dāng)接種量為107 CFU/g時(shí)火腿的軟硬適中,口感最佳。
接種量與發(fā)酵里脊火腿感官評分的關(guān)系為隨著接種量的增加,火腿的各項(xiàng)感官評分逐漸升高,但當(dāng)接種量過大時(shí),由于過度發(fā)酵導(dǎo)致產(chǎn)品的感官評分開始降低,當(dāng)接種量為107 CFU/g時(shí)火腿的各項(xiàng)感官評分指標(biāo)均到達(dá)峰值,與其他接種量組有顯著性差異(P<0.05)。接種量為108 CFU/g時(shí),接種量過高,產(chǎn)品發(fā)酵過度,接種量為105 CFU/g時(shí),發(fā)酵緩慢,無法形成發(fā)酵火腿特有的風(fēng)味,因此導(dǎo)致火腿可接受度降低。
由上述結(jié)果可知,發(fā)酵里脊火腿的感官評分和質(zhì)構(gòu)、色差的相關(guān)性較高,變化趨勢大致相同,結(jié)合pH值、色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分4 項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果可得出,107 CFU/g為發(fā)酵里脊火腿的最佳菌種接種量,接種量為105 CFU/g時(shí)發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)最差且無法生產(chǎn)出可安全食用的火腿。
2.1.2 菌種配比對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
2.1.2.1 菌種配比對發(fā)酵里脊火腿pH值的影響
由圖2可知,不同菌種配比的發(fā)酵里脊火腿pH值變化趨勢相似,均表現(xiàn)為隨著發(fā)酵時(shí)間的延長pH值先緩慢降低然后再加速下降,主要原因可能是初期腌制液中的多種香辛料有一定的抑菌作用,導(dǎo)致發(fā)酵前12 h微生物數(shù)量較少,發(fā)酵12 h后微生物數(shù)量迅速增長,從而導(dǎo)致發(fā)酵速率加快[23]。此外,當(dāng)植物乳桿菌、木糖葡萄球菌配比為1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1時(shí),發(fā)酵24 h后發(fā)酵里脊火腿pH值分別達(dá)到4.89、5.06、5.13、4.80、4.71,結(jié)合安全性和可接受度考慮,得出1∶1為最佳菌種配比。
2.1.2.2 菌種配比對發(fā)酵里脊火腿色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分的影響
由表4可知,除菌種配比1∶1和1∶3時(shí)發(fā)酵里脊火腿a*差異顯著外(P<0.05),其余組發(fā)酵里脊火腿a*均無顯著差異,且菌種配比對發(fā)酵里脊火腿L*和b*的影響整體表現(xiàn)為隨著木糖葡萄球菌比例增大,L*和b*呈增加趨勢,這主要是由于葡萄球菌能產(chǎn)生過氧化氫酶,防止肉制品因氧化而變色[24],表明葡萄球菌對肉制品色澤形成具有重要作用。此外,當(dāng)菌種配比為1∶1時(shí),發(fā)酵里脊火腿E*顯著大于其他組(P<0.05),其次為2∶1組,故可得菌種配比1∶1為最佳比例。
從質(zhì)構(gòu)方面來看,菌種配比對發(fā)酵里脊火腿彈性和內(nèi)聚性影響較小,當(dāng)木糖葡萄球菌所占比例增加時(shí),發(fā)酵里脊火腿的硬度和咀嚼性有增加趨勢,當(dāng)植物乳桿菌所占比例增大時(shí),火腿的彈性呈先增加再減小的趨勢,且產(chǎn)品硬度增加。段艷[25]也報(bào)道了乳酸菌的添加能增加香腸硬度,降低其彈性。綜合各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)確定,當(dāng)菌種配比為1∶1時(shí)發(fā)酵里脊火腿的品質(zhì)最佳,當(dāng)菌種配比為1∶3或3∶1時(shí)火腿的品質(zhì)最差。
從感官評分來看,菌種配比對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)的影響雖差異較小,但當(dāng)植物乳桿菌、木糖葡萄球菌配比為1∶1時(shí),發(fā)酵里脊火腿的感官評分最高且顯著高于其他組(P<0.05),菌種配比為1∶3和3∶1時(shí)火腿品質(zhì)較差。植物乳桿菌所占比例和感官評分中的香氣和滋味2 項(xiàng)指標(biāo)得分大致呈反比的關(guān)系,這在一定程度上證明了起產(chǎn)香作用的微生物主要是葡萄球菌,而非乳酸菌[26]。
López等[27]研究發(fā)現(xiàn),添加含葡萄球菌發(fā)酵劑的香腸具有更強(qiáng)烈的蛋白質(zhì)水解能力,能促進(jìn)香腸風(fēng)味的形成。
綜合pH值、色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分4 個(gè)指標(biāo)可以得出,發(fā)酵里脊火腿的最優(yōu)菌種配比為1∶1,此時(shí)發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)最優(yōu),當(dāng)菌種配比為3∶1和1∶3時(shí)發(fā)酵里脊火腿綜合品質(zhì)較差。
2.1.3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿品質(zhì)特性的影響
2.1.3.1 發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿pH值的影響
由圖3可知,發(fā)酵溫度較低時(shí),發(fā)酵里脊火腿pH值的下降速率較緩,發(fā)酵溫度較高時(shí)pH值下降速率較快,這主要是由于菌株在不同溫度下的生長速率差異顯著。30 ℃時(shí),大部分菌株的生長速率最快,其生長速率由大到小的溫度依次為30 ℃>35 ℃>40 ℃>25 ℃>45 ℃>20 ℃>15 ℃[28]。當(dāng)發(fā)酵溫度為20 ℃和25 ℃時(shí),24 h發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵里脊火腿pH值分別為5.78和5.55,無法滿足發(fā)酵火腿的安全要求,且不能產(chǎn)生產(chǎn)品獨(dú)特的發(fā)酵風(fēng)味;當(dāng)發(fā)酵溫度為30 ℃和35 ℃時(shí),發(fā)酵結(jié)束后火腿pH值分別為4.89和4.82,差異不顯著(P>0.05),故均適用于生產(chǎn)發(fā)酵火腿。
2.1.3.2 發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分的影響
由表5可知,發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿的各色差值影響不大,發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí)其E*顯著大于其他組(P<0.05),故可得出30 ℃為最佳發(fā)酵溫度,本研究結(jié)果與曹辰辰等[29]的研究結(jié)果一致。
從質(zhì)構(gòu)方面看,隨著發(fā)酵溫度的增大,菌種快速發(fā)酵導(dǎo)致發(fā)酵里脊火腿pH值和蛋白質(zhì)水合能力降低,從而增加了產(chǎn)品硬度,35 ℃發(fā)酵時(shí)硬度降低可能是由于發(fā)酵過快從而導(dǎo)致產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)變松軟。當(dāng)發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí),發(fā)酵里脊火腿彈性和內(nèi)聚性最大,咀嚼性和硬度適中,故可作為最佳發(fā)酵溫度。
從感官評分來看,發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí),發(fā)酵里脊火腿的感官評分顯著高于其他組(P<0.05),發(fā)酵溫度為35 ℃時(shí)次之,其余2 組感官品質(zhì)均較差,感官評分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與色差和質(zhì)構(gòu)結(jié)果趨勢大致相同,主要是由于感官評分是色澤、組織狀態(tài)、滋味和氣味的綜合指標(biāo),組織狀態(tài)和質(zhì)構(gòu)高度相關(guān),色差值是色澤的數(shù)字化體現(xiàn),且已有眾多學(xué)者將其作為火腿品質(zhì)的判斷指標(biāo)[30],因此,用質(zhì)構(gòu)和色差判別火腿品質(zhì)具有一定的科學(xué)性,本研究設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)目煽啃浴?/p>
綜合pH值、色差、質(zhì)構(gòu)和感官評分4 個(gè)指標(biāo)可以得出,發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí)發(fā)酵里脊火腿的品質(zhì)最佳,發(fā)酵溫度為20 ℃時(shí)火腿品質(zhì)最差。
2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與分析
采用Design-Expert V8.0.6軟件中的Box-Behnken原理設(shè)計(jì)試驗(yàn),響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)組合和結(jié)果如表6所示。
以菌種配比(A)、接種量(B)和發(fā)酵溫度(C)為自變量,以感官評分(Y)為因變量(pH值只作為輔助指標(biāo)),得到的二次多項(xiàng)方程為Y=-370.030 78+36.384 44A+72.699 00B+11.496 23C-0.440 00AB-0.018 67AC-0.129 00BC-13.761 78A2-4.791 00B2-0.173 64C2,R2=0.874 4,校正系數(shù)R2Adj=0.957 7。
由表7可知,模型極顯著(P<0.01),失擬項(xiàng)不顯著,因此模型有效。影響發(fā)酵里脊火腿感官品質(zhì)的因素主次順序?yàn)榫N配比>接種量>發(fā)酵溫度,其中菌種配比對火腿的感官評分影響最大,主要原因可能是植物乳桿菌所占比例較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品過酸,反之火腿安全性又無法保障,且無法形成發(fā)酵火腿特有香氣,從而導(dǎo)致感官接受度較低。此外,接種量增大,火腿發(fā)酵趨于成熟,產(chǎn)品的可接受性提高,但當(dāng)接種量過大時(shí),產(chǎn)品發(fā)酵過度,從而產(chǎn)品可接受性降低,發(fā)酵溫度亦有相同趨勢,但對發(fā)酵里脊火腿感官評分的影響相對較小。對各因素之間的交互作用進(jìn)行分析可得,菌種接種量、菌種配比和發(fā)酵溫度的兩兩交互作用均不顯著。綜合上述分析可得,生產(chǎn)發(fā)酵里脊火腿的最佳工藝條件為以植物乳桿菌、木糖葡萄球菌為復(fù)合發(fā)酵劑,菌種配比1.59∶1、接種量7.11 (lg(CFU/g))、發(fā)酵溫度30.38 ℃,此時(shí)發(fā)酵里脊火腿的感官評分為82.99 分。
2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果
考慮到實(shí)際可操作性,將經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化得到的工藝參數(shù)修正為以植物乳桿菌、木糖葡萄球菌為復(fù)合發(fā)酵劑,菌種配比1.50∶1、接種量107 CFU/g、發(fā)酵溫度30 ℃進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),進(jìn)行3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn),所得發(fā)酵里脊火腿感官評分為82.55 分,與理論值的相對誤差為0.53%,且重復(fù)性較好,證明該工藝優(yōu)化模型具有可靠性。
3 結(jié) 論
研究以植物乳桿菌、木糖葡萄球菌為復(fù)合發(fā)酵劑,菌種接種量、菌種配比和發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿pH值、色差、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的綜合影響,彌補(bǔ)單一指標(biāo)判定的局限性。結(jié)果表明:菌種接種量對發(fā)酵里脊火腿的色澤、pH值和硬度影響較大,各實(shí)驗(yàn)組間存在顯著差異,綜合得出最佳菌種接種量為107 CFU/g;菌種配比對發(fā)酵里脊火腿的咀嚼性影響較大,對其余指標(biāo)的影響則相對較小,總體表現(xiàn)為當(dāng)菌種配比接近1∶1時(shí)所得火腿的食用品質(zhì)最優(yōu);發(fā)酵溫度對發(fā)酵里脊火腿pH值影響較大,當(dāng)發(fā)酵溫度為20 ℃和25 ℃時(shí),發(fā)酵里脊火腿pH值均大于5.3,感官品質(zhì)和安全性均較低,不符合鮮食發(fā)酵火腿的安全性要求,發(fā)酵溫度為30 ℃和35 ℃時(shí),發(fā)酵里脊火腿的感官評分差異不顯著,但結(jié)合其他指標(biāo)比較得到30 ℃為最佳發(fā)酵溫度?;趩我蛩卦囼?yàn)結(jié)果,結(jié)合響應(yīng)面分析得出以植物乳桿菌、木糖葡萄球菌為復(fù)合發(fā)酵劑,菌種接種量、菌種配比、發(fā)酵溫度的最優(yōu)參數(shù)分別為107 CFU/g、1.50∶1、30 ℃,經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出此時(shí)發(fā)酵里脊火腿的感官評分為82.55 分,證明本實(shí)驗(yàn)的模型有效,工藝可行性較高,采用此優(yōu)化工藝生產(chǎn)的發(fā)酵里脊火腿具有發(fā)酵火腿的獨(dú)特味道,滋味鮮美,口感細(xì)膩,符合大眾口味,本研究對我國發(fā)酵里脊火腿的工藝生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
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