不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉品質(zhì)的影響

劉鴻中,黃天然,黃蘇紅,黃明*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肉品加工重點實驗室/江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210095;2.南京黃教授食品科技有限公司/江蘇省畜禽產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心/國家禽肉加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,江蘇 南京 211225)

發(fā)酵肉制品是指在自然或人工控制條件下,利用微生物或酶的發(fā)酵作用,使原料肉發(fā)生一系列物理、生化反應(yīng),從而形成具有特殊風(fēng)味、色澤和質(zhì)地的肉制品[1]。雞胸肉具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、低熱量以及低膽固醇等優(yōu)點,可滿足現(xiàn)代人健康飲食的需求,且富含對人體發(fā)育有重要作用的磷脂類和B族維生素,因而深受消費者的喜愛[2]。

人工接種發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵肉制品替代傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品并實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),可以提高產(chǎn)品的消化性、安全性、益生性、感官品質(zhì)和經(jīng)濟效益[3]。發(fā)酵劑的應(yīng)用十分廣泛,Zhang等[4]研究表明將植物乳桿菌LPL-1接種到低鈉香腸中可以降低香腸的生物胺含量,提高產(chǎn)品安全性;Xiao等[5]研究表明用植物乳桿菌R2和木糖葡萄球菌A2發(fā)酵香腸可以提高優(yōu)勢菌的競爭力,促進游離脂肪酸和游離氨基酸的生成,抑制有害菌的生長和異味的產(chǎn)生;曹辰辰等[6]研究表明將植物乳桿菌和模擬葡萄球菌接種到香腸中可以抑制脂肪氧化,提升揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類。目前,關(guān)于植物乳桿菌和模擬葡萄球菌作為發(fā)酵劑的研究主要集中在發(fā)酵香腸加工上,而將其應(yīng)用在發(fā)酵雞胸肉中的研究鮮有報道。

因此,本文選擇植物乳桿菌和模擬葡萄球菌作為發(fā)酵菌種,制作發(fā)酵雞胸肉,以自然發(fā)酵為對照,研究不同發(fā)酵劑組合對發(fā)酵雞胸肉理化品質(zhì)和感官品質(zhì)的影響,以期篩選出能制備出最佳嫩度、風(fēng)味和安全性發(fā)酵雞胸肉的發(fā)酵劑組合,為產(chǎn)品的實際生產(chǎn)提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉由宿遷益客食品有限公司提供。植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)CD101、模擬葡萄球菌(Staphylococcussimulans)NJ201均由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心保存。鹽、蔗糖、香辛料、味精、料酒由南京黃教授食品科技有限公司提供;亞硝酸鈉購于杭州龍山化工有限公司;異抗壞血酸鈉購于鄭州拓洋實業(yè)有限公司。MRS肉湯、MRS瓊脂、胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)、胰蛋白胨大豆瓊脂(TSA)培養(yǎng)基均購于青島海博生物科技有限公司;氯化鈉購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司;葡萄糖購于南通奧凱生物技術(shù)開發(fā)有限公司;氯化鉀、硫代巴比妥酸(TBA)等試劑為分析試劑。

1.2 儀器與設(shè)備

FE20臺式pH計購于瑞士Mettler Toledo公司;CR-400型便攜式色差儀購于日本Konia Minolta公司;LabSwift-aw水分活度儀購于瑞士Novasina公司;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀購于英國Stable Minota公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀購于美國Agilent公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 發(fā)酵劑的活化與制備取植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201分別于MRS和TSA培養(yǎng)基中37 ℃培養(yǎng)18 h;活化3次后,4 ℃、12 000 r·min-1離心菌液5 min,棄上清液;用無菌生理鹽水洗滌3次,重懸備用。使用時在菌液中加入0.8 g·L-1的葡萄糖。

1.3.2 發(fā)酵雞胸肉的制作工藝流程為:雞胸肉→腌制→發(fā)酵→干燥成熟→包裝→成品。腌制:每100 mL腌制液中包含4 g食鹽、3 g蔗糖、1 g香辛料、3 g味精、4 mL料酒、0.01 g亞硝酸鈉和0.05 g異抗壞血酸鈉,每1 kg雞胸肉需用1 L腌制液;將準備好的雞胸肉完全浸沒在腌制液中,4 ℃條件下腌制20 h。發(fā)酵:腌制結(jié)束后,每塊雞胸肉表面均勻選取10個點,將發(fā)酵劑(1×107CFU·g-1,接入量為2%)平均注射至雞胸肉中,然后將雞胸肉放入培養(yǎng)箱中,30 ℃發(fā)酵24 h。干燥成熟:將發(fā)酵后的雞胸肉放入干燥箱中,50 ℃烘制8 h,每1 h翻1次面,防止肉黏連,保證受熱均勻。真空包裝:干燥成熟后,取出樣品,放置至室溫,真空包裝。根據(jù)不同處理組添加不同體積比發(fā)酵劑制成不同發(fā)酵組。對照組(CK):不接種發(fā)酵劑;A組:植物乳桿菌CD101;B組:模擬葡萄球菌NJ201;C組:植物乳桿菌CD101∶模擬葡萄球菌NJ201=1∶1;D組:植物乳桿菌CD101∶模擬葡萄球菌NJ201=2∶1;E組:植物乳桿菌CD101∶模擬葡萄球菌NJ201=1∶2。

1.3.3 pH值、水分含量和水分活度的測定pH值測定根據(jù)國家標準《食品pH值的測定:GB 5009.237—2016》。水分含量測定參照國家標準《食品中水分的測定:GB 5009.3—2016》。水分活度測定參照《食品水分活度的測定:GB 5009.238—2016》。

1.3.4 色澤測定和質(zhì)地剖面分析(TPA)色澤測定采用李迎楠等[7]的方法。質(zhì)地剖面分析采用馬紀兵等[8]的方法并稍作修改。將肉樣切成1 cm×1 cm×1 cm的小塊,利用質(zhì)構(gòu)儀測定樣品的硬度、彈性和咀嚼性。設(shè)定條件:測前速度5 mm·s-1,測中速度2 mm·s-1,測后速度5 mm·s-1,壓縮比50%,間隔時間5 s,探頭型號P50。

1.3.5 TBA值的測定采用韋誠等[9]的方法。樣品處理后,測定上清液在532和600 nm波長處吸光值,TBA值按以下公式進行計算:

TBA(mg·kg-1)=(A532-A600)/155×0.1×72.6×100。

1.3.6 羰基和巰基以及揮發(fā)性物質(zhì)含量的測定羧基和巰基含量測定采用Wang等[10]的方法。揮發(fā)性物質(zhì)測定采用常海軍等[11]的方法。

1.3.7 感官評定感官評定由10位具有食品專業(yè)知識儲備的研究生完成,對發(fā)酵雞胸肉的組織狀態(tài)、外觀色澤、氣味、口感進行評價,評分標準見表1。

表1 感官評分標準

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 9.2軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,采用單因素ANOVA分析,并通過Duncan’s多重比較分析差異性,顯著水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉pH值的影響

由圖1可知:對照組(CK)pH值最高,且顯著高于發(fā)酵組(P<0.05)。A組的pH值最低,且顯著低于CK、B、C和E組。A組和D組,B組和E組之間無顯著差異(P>0.05)。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的pH值,從而提高發(fā)酵雞胸肉的安全性,賦予其酸味特點。

圖1 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉pH值的影響

2.2 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉水分活度和水分含量的影響

由圖2可知:對照組的水分活度和水分含量分別為0.875 3和44.8%,均顯著高于發(fā)酵組;A組的水分活度和水分含量最低,分別為0.791 5和35.8%。A組和D組,C組和E組的水分活度無顯著差異;B組和E組,C組和D組的水分含量無顯著差異。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的水分活度和水分含量,提高發(fā)酵雞胸肉的耐貯性。

圖2 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉水分活度和水分含量的影響

2.3 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉質(zhì)構(gòu)的影響

由表2可知:對照組硬度顯著高于各發(fā)酵劑組,C組和D組的硬度顯著低于其他處理組。發(fā)酵組彈性均顯著高于對照組,其中D組彈性最高為0.73,對照組最低為0.50,A組和E組的彈性無顯著差異。發(fā)酵組咀嚼性均顯著高于對照組,A、C、D和E組咀嚼性較好但無顯著差異,對照組咀嚼性最差,為5 224.8 g。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的硬度,提高彈性和咀嚼性,從而克服雞胸肉干柴的缺點。

表2 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉質(zhì)構(gòu)的影響

2.4 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉色澤的影響

由表3可知:對照組的L*值最高,并顯著高于發(fā)酵組。B組L*值顯著高于A、C、D和E組,A組L*值最低為45.78。發(fā)酵組的a*值顯著高于對照組,其中B組a*值最高為6.3,對照組最低為4.06。對照組的b*值最高,并顯著高于發(fā)酵組,D組b*值最低為5.46。表明發(fā)酵劑可以提高發(fā)酵雞胸肉a*值,降低b*值,從而改善發(fā)酵雞胸肉的外觀色澤。

表3 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉色澤的影響

2.5 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉TBA值以及羰基、巰基含量的影響

由圖3-A可知:對照組TBA值最高,且顯著高于發(fā)酵組。A組TBA值顯著高于其他發(fā)酵組,B組TBA值顯著高于C、D、E組,D組TBA值最低。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的TBA值,從而延緩發(fā)酵雞胸肉的脂肪氧化。

圖3 不同發(fā)酵劑對發(fā)酵雞胸肉TBA值(A)以及羰基(B)、巰基(C)含量的影響

由圖3-B可知:對照組羰基含量最高為0.906 nmol·mg-1,且顯著高于發(fā)酵組。A組和B組羰基含量顯著高于其他發(fā)酵組,但兩者無顯著差異。C組和E組羰基含量顯著高于D組。D組羰基含量最低為0.542 nmol·mg-1,且顯著低于其他組。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的羰基含量,從而延緩發(fā)酵雞胸肉的蛋白質(zhì)氧化。

由圖3-C可知:對照組巰基含量最低為11.27 nmol·mg-1,且顯著低于發(fā)酵組。A組和B組巰基含量顯著低于其他發(fā)酵組,C組和E組巰基含量顯著低于D組,D組巰基含量最高為18.41 nmol·mg-1。表明發(fā)酵劑可以降低發(fā)酵雞胸肉的巰基含量,從而延緩發(fā)酵雞胸肉的蛋白質(zhì)氧化。

2.6 不同發(fā)酵組揮發(fā)性物質(zhì)分析

由表4可見:6組樣品中共檢測出73種化合物,這些化合物包括烯烴類(12種)、酸類(13種)、醛類(9種)、醇類(8種)、酯類(13種)、酮類(3種)、芳香族化合物(12種)和雜環(huán)類(3種)。對照組、A、B、C、D、E組分別檢測出44、45、46、50、52、49種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別為253.90、296.53、296.97、334.32、350.98、323.98 ng·g-1。發(fā)酵組揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量均高于對照組,其中D組揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量最高,且揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類也最多。各組均檢出具有檸檬香味的萜品油烯和檸檬烯[11],發(fā)酵組中檢出的巴倫西亞橘烯則具有柑橘的香氣。對照組只檢出2-甲基己酸、2-甲基丁酸、乙酸、壬酸和異戊酸等5種酸,而發(fā)酵組新檢出了丙酸、癸酸、己酸、丁酸等酸類物質(zhì)。3-羥基-2-丁酮是植物乳桿菌發(fā)酵糖類物質(zhì)的主體產(chǎn)物,具有強烈的奶油香味[12]。各組中均檢出的乙酰呋喃、2-異丁基-3-甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪是肉品風(fēng)味的呈味物,其中吡嗪具有土豆香和堅果味,呋喃具有焦糖和咖啡香氣。綜上,發(fā)酵劑可以增加揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量,改善發(fā)酵雞胸肉的風(fēng)味。

表4 不同發(fā)酵組揮發(fā)性物質(zhì)分析

續(xù)表4 Table 4 continued

2.7 不同發(fā)酵組的感官評分值

由表5可知:發(fā)酵組的感官評分高于對照組,其中不同組合發(fā)酵劑C、D、E組感官評分優(yōu)于A組和B組。D組的感官評分值最高為88.5分,在組織狀態(tài)、氣味和口感方面表現(xiàn)較好,B組在外觀色澤方面表現(xiàn)較好。表明發(fā)酵劑可以提高發(fā)酵雞胸肉的感官評分值。

表5 不同發(fā)酵組的感官評分值

3 討論與結(jié)論

低pH值有利于蛋白質(zhì)和脂肪等分解成氨基酸和脂肪酸,同時可以有效抑制有害微生物的生長,如金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、李斯特桿菌等[13]。本試驗中,A組和D組的pH值均低于其余發(fā)酵組,可能是因為添加的植物乳桿菌CD101具有快速產(chǎn)酸的能力[14],在極限時間內(nèi)(30 ℃發(fā)酵,24 h內(nèi))使雞胸肉pH值下降到5.2以下,從而提高發(fā)酵雞胸肉的營養(yǎng)價值和安全性。低水分含量和水分活度可以有效抑制食源性致病菌的生長,植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201均具有較強的蛋白質(zhì)水解能力[14-15],可以在肌纖維表面生長繁殖,分解肌纖維間構(gòu)成肌絲的蛋白質(zhì)分子,進而降低蛋白質(zhì)分子表面極性基團的鍵能和持水力,從而降低水分含量[16]。本研究中,發(fā)酵組的水分含量和水分活度均低于對照組,有助于提高發(fā)酵雞胸肉的安全性和耐貯性。植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201可以產(chǎn)生蛋白酶[14-15],進而分解雞胸肉中的肌原纖維蛋白和肌漿蛋白,降低其內(nèi)部結(jié)合力,從而降低硬度,本試驗中發(fā)酵組硬度低于對照組的結(jié)果與之相符合。低水分含量可使組織緊密,從而提高彈性,本研究中的發(fā)酵組彈性高于對照組,這與水分含量結(jié)果一致。有研究表明,L*值與肉中水分含量呈正相關(guān)[17],因此本試驗中,發(fā)酵組的L*值低于對照組,可能正是由于發(fā)酵組水分含量較低。由于模擬葡萄球菌NJ201可以產(chǎn)生硝酸鹽還原酶[15],還原硝酸鹽生成一氧化氮,其與肌紅蛋白結(jié)合形成穩(wěn)定的亮紅色亞硝基肌紅蛋白,使a*值增加,這與本研究中發(fā)酵組的a*值高于對照組結(jié)果相符。該結(jié)果與Cruxen等[18]的研究結(jié)果基本一致。

植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201具有較強的蛋白酶活性[14-15],有助于雞胸肉產(chǎn)生抗氧化肽,而抗氧化肽具有清除自由基的能力,延緩氧化[19]。本試驗中,發(fā)酵組TBA值和羰基值均低于對照組,巰基值均高于對照組,表明發(fā)酵組的氧化程度低于對照組[20-21],可以提高發(fā)酵雞胸肉的穩(wěn)定性,該結(jié)果與曹辰辰等[6]的結(jié)果一致。發(fā)酵雞胸肉中風(fēng)味物質(zhì)的種類、含量、閾值決定了其風(fēng)味品質(zhì)。烯烴的閾值較低,對雞胸肉風(fēng)味的貢獻較大。唐鑫等[22]在發(fā)酵辣椒汁過程中也發(fā)現(xiàn),發(fā)酵作用可以提高烯烴類化合物的含量,增加揮發(fā)性成分的種類。因此,本試驗中,發(fā)酵組中烯烴類化合物含量的增加,說明發(fā)酵作用有利于提高發(fā)酵雞胸肉中揮發(fā)性化合物的含量。發(fā)酵組酸類物質(zhì)種類和含量的增加,可能是植物乳桿菌CD101利用碳水化合物,通過EMP糖酵解途徑或異形發(fā)酵產(chǎn)生酸類物質(zhì)[23],從而賦予發(fā)酵雞胸肉酸味的特點。醛類物質(zhì)大多在脂類氧化水解和微生物作用中產(chǎn)生,少部分來自糖類的美拉德反應(yīng),且其閾值較低,因而對風(fēng)味貢獻較大。醇類物質(zhì)一般由脂肪氧化和碳水化合物代謝產(chǎn)生,不飽和醇類物質(zhì)閾值較低,對發(fā)酵雞胸肉風(fēng)味形成有一定貢獻。酯類物質(zhì)可在發(fā)酵劑的作用下,由醇類和羧酸類酯化反應(yīng)生成[24],閾值偏低,是發(fā)酵雞胸肉風(fēng)味的重要來源。酮類一般來自脂肪的降解,也可由美拉德反應(yīng)或醛類氧化生成。芳香族化合物閾值較低,可產(chǎn)生肉香味,對風(fēng)味形成有關(guān)鍵作用。

本研究中,接種了混合發(fā)酵劑的C、D、E組感官評分高于A組和B組,這可能是由于植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201降解蛋白質(zhì)產(chǎn)生小肽和游離氨基酸等滋味物質(zhì)[25-26],以及植物乳桿菌CD101利用糖類物質(zhì)產(chǎn)酸[14],降低產(chǎn)品的pH值,賦予其特殊的發(fā)酵酸味,從而提高了產(chǎn)品的風(fēng)味和口感。

綜上,添加微生物發(fā)酵劑可以改善發(fā)酵雞胸肉的品質(zhì),特別是植物乳桿菌CD101和模擬葡萄球菌NJ201復(fù)合發(fā)酵劑以2∶1混合(D組)制作的發(fā)酵雞胸肉,各項理化指標測定結(jié)果較好:pH值、水分含量、水分活度、TBA值、羰基含量較低,巰基含量較高,提高了產(chǎn)品的安全性和耐貯性;硬度最低,彈性和咀嚼性最高,改善了雞胸肉干柴的缺點;a*最高,色澤鮮艷,提高了消費者的購買欲;揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類最多,感官評分值最高。因此,D組為制作發(fā)酵雞胸肉的最佳組合。