CN110777088A - 营养互补型复配发酵剂及其应用 - Google Patents

营养互补型复配发酵剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了营养互补型复配发酵剂，包括：汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌，以及营养互补型复配发酵剂的应用和应用该营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠。本发明的营养互补型复配发酵剂的菌种间具有碳源、氮源“营养互补”和回升pH、减缓群落成员生存压力，稳定共生的优点，可达到调控发酵香肠关键风味物质形成的目的，使发酵香肠呈现出更优质的感官特性。

Description

营养互补型复配发酵剂及其应用
技术领域
本发明涉及微生物技术领域。更具体地说，本发明涉及一种营养互补型复配发酵剂及其应用。
背景技术
发酵最初是用于食品保藏的方法，有着几千年的悠久历史。传统自然发酵香肠普遍采用自然接种、多菌种共同发酵、开放生产的模式，但存在发酵周期长、安全性低、生产效率差、产品品质批次稳定性差等问题。商业发酵香肠在改善上述问题时存在“风味不足”的缺陷，原因是尚未全面考虑发酵剂中优势菌种的营养互补关系，进而导致重要风味缺失或不足的现象。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种营养互补型复配发酵剂及其应用，其利用发酵菌种与代谢产物的相关性，选用含有汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌的菌剂联合发酵，充分发挥各菌株的代谢产物互补优势，稳定共生，由该复配发酵剂制成的发酵香肠与单菌发酵或其它复配模式制作的发酵香肠相比，酸类、酮类化合物含量降低8.95-19.15％，同时酯类、醛类和芳香烃类化合物含量提升11.55-20.53％，使发酵香肠呈现出更优质的感官特性；利用该复配发酵剂生产发酵食品，制备方法简单、易行，可大规模应用。
为了实现根据本发明的目的和其它优点，提供了一种营养互补型复配发酵剂，包括：汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌。
优选的是，所述的营养互补型复配发酵剂，所述汉逊德巴利酵母、所述清酒乳杆菌和所述木糖葡萄球菌的有效活菌数的比例为1:(0.1-10):(0.1-10)。
优选的是，所述的营养互补型复配发酵剂，所述汉逊德巴利酵母、所述清酒乳杆菌和所述木糖葡萄球菌的有效活菌数的比例为1:1:10。
本发明还提供一种营养互补型复配发酵剂的应用，用于制备发酵肉制品。
优选的是，所述的营养互补型复配发酵剂的应用，用于制备发酵香肠。
本发明还提供一种应用营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，其原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，所述清酒乳杆菌的有效活菌数为107CFU/g，所述木糖葡萄球菌的有效活菌数为108CFU/g。
优选的是，应用营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，所述原料肉馅由按重量份计的如下组分制成：猪瘦肉70-76份、背膘24-30份、盐2.0-3.0份、脱脂奶粉1.5-2.5份、乳糖1.0-2.0份、麦芽糊精0.5-1.0份、白葡萄酒0.2-1.0份、大蒜沫0.1-0.3份、D-异抗坏血酸钠0.05-0.08份、亚硝酸钠0.013-0.015份、黑胡椒粉0.3-0.5份、味精0.5-0.8份、红辣椒粉0.1-0.3份、肉桂粉0.3-0.5份。
优选的是，应用营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，主要由如下步骤制备：
A、原料预处理：猪肉去除筋膜、血渍后，切块放入冰箱预冷至中心温度达到0℃以下后，将猪瘦肉切条冷冻至-7--18℃，背膘切块后放入冷冻室，冻至-15--20℃以下；
B、斩拌：使用搅拌斩拌机将猪瘦肉条斩成4-7mm的颗粒，按配方量放入复配发酵剂、调味料和辅料，再放入背膘，切丁成3-5mm，混合搅拌，整个过程中肉馅温度控制在0±2℃；
C、灌肠：将搅拌好的肉馅填充到的肠衣中，每隔10-20cm打结，用清水清洗肠体表面；
D、发酵成熟：将所得香肠于温度20-30℃，湿度85-95％下，发酵8-15h，并在50-72h内缓慢降温至15-20℃，湿度降至75-85％后，再于10-20℃，湿度70-80％下发酵20-25d，成熟；
E、包装：将发酵好的香肠取出，修剪整齐，进行真空包装，即得。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明的复配发酵剂，利用清酒乳杆菌和汉逊德巴利酵母之间的碳源、氮源“营养互补”，使二者稳定共生加速代谢，缩短发酵周期；成熟期间汉逊德巴利酵母的pH回升作用减轻了木糖葡萄球菌的生存压力，使其更多参与到香肠风味发育的过程中；清酒乳杆菌、汉逊德巴利酵母和木糖葡萄球菌稳定共生，最终达到调控发酵香肠关键风味物质形成的目的。
第二、本发明的复配发酵剂，在保障产品安全性能、提升降酸速度，缩短发酵周期的基础上，改善了现有发酵剂发酵香肠酸化强烈风味不佳的缺陷，所得的发酵香肠中乙酸、2-甲基丙酸、3-甲基丁酸、己酸和3-羟基-2-丁酮等使产品呈现出显著酸味、汗臭味和油腻感的酸类、酮类化合物比例减少，反之，乙醛、2-甲基己醛等醛类化合物，1-甲基-2-异丙基苯、茴香脑等芳香烃类化合物，乙酸乙酯、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸丙酯、2-呋喃基甲醇乙酸酯、2-乙酸苯乙酯等酯类化合物的形成增加，赋予产品清香、果香和花香等良好的感官特性。
第三、本发明生产的发酵香肠发酵成熟周期短，发酵初期酸化效果强，发酵结束时，终产品pH值4.8-5.2，且水分活度降低，水分含量25-30％，避免了腐败微生物的生长与繁殖，有效保障产品安全性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明一种复配发酵剂使用不同碳源发酵过程中微生物数量的变化；
图2为本发明一种复配发酵剂使用不同碳源制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图3为本发明一种复配发酵剂使用不同菌种比例制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图4为本发明一种复配发酵剂与商业发酵剂制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图5为本发明试验组和对照组制作的发酵香肠的感官评价结果。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：发酵剂的复配
复配发酵剂的制备方法如下：
(1)清酒乳杆菌(Lactobacillus sakei，CICC 21858，下同)使用MRS肉汤培养基活化；汉逊德巴利酵母(Dabaryomyces hansenii，CICC 31821，下同)使用麦芽汁培养基活化；木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus，CICC 21445，下同)使用营养肉汤培养基活化；
(2)将步骤(1)活化所得的清酒乳杆菌、汉逊德巴利酵母和木糖葡萄球菌分别接种于斜面培养基中30-37℃培养24-72h；
(3)将步骤(2)所得的斜面菌种，以无菌操作移取一环菌苔，分别接入肉汤培养基中，静置培养12-24h左右，此菌液用作种子培养液；
(4)将步骤(3)所得的种子培养液按照2-3％的接种量分别接种于相应的新鲜液体培养基中，培养至对数期末，将菌体置于离心机内，于4℃下4000-6000r/min离心5-10min后收集菌泥，以生理盐水洗脱并稀释后，测定OD值，并与菌密度标准曲线进行对照，调节至所需目标活菌数109CFU/mL。
(5)将步骤(4)所得菌液按照汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌的体积比1:1:10进行混合，现配现用。
实施例2：发酵香肠(试验组)的制作
(1)、原料预处理：猪肉去除筋膜、血渍后，切块放入冰箱预冷至中心温度达到0℃以下且具有一定硬度后，将猪瘦肉切条冷冻至-7--18℃，背膘切块后放入冷冻室，冻至-15--20℃以下达到硬度以便斩拌成颗粒且不易溶化；
(2)肠衣泡制：灌肠所用猪肠衣需提前一天取出，用清水和少量白醋清洗后，置于清水中浸泡12h取出备用；
(3)、配料：按重量份计，猪瘦肉76份(pH值为5.7-5.9)、背膘(背膘)24份(pH值为6.2-7.0)、盐2.0份、奶粉1.5份、乳糖1.0份、麦芽糊精0.5份、白葡萄酒0.2份、大蒜沫0.2份、D-异抗坏血酸钠0.05份、亚硝酸钠0.015份、黑胡椒粉0.3份、味精0.5份、红辣椒粉0.3份、肉桂粉0.3份，实施例1制备的复配发酵剂12份(原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，清酒乳杆菌的有效活菌数为107CFU/g，木糖葡萄球菌的有效活菌数为108CFU/g)；
(4)、斩拌：将搅拌斩拌机锅内放入碎冰预冷，清除碎冰后擦干投入猪瘦肉条斩成4-7mm的颗粒，按配方量放入复配发酵剂、调味料和辅料，再放入背膘，切丁成3-5mm，同方向搅拌2min，整个过程中肉馅温度控制在0℃左右；
(5)、灌肠：将搅拌好的肉馅置于灌装机中，填充到至30mm的猪肠衣中，每隔10cm打结，填充过程保持肠衣饱满紧实，肠体松紧适宜，避免灌装过程带入空气过多造成气穴影响品质，结束后肠体应饱满有弹性，如有肉眼可见气泡，需用牙签破除。用清水清洗肠体表面，去除附着的多余水分后，悬挂直至肠体温度回复至室温，若回火后肠体表面凝结水分，则除去后再开始发酵；
(6)、发酵成熟：于20℃，湿度85-95％，发酵12h，并在第60h内缓慢降温至18℃，湿度降至75-85％后，再于12℃，湿度70-80％下发酵22d成熟，终产品pH值约为4.8-5.2，失重达到25-30％；发酵过程中若观察到肠衣表面产生霉点，则立即清除，避免污染；
(7)、包装：将发酵好的香肠取出，修剪整齐，转入无菌采样袋中进行真空包装。
实施例3：发酵肉干的制作
(1)、原料预处理：选猪肉去除筋膜、血渍、脂肪，用清水漂洗后，切成2.5cm×1.5cm×0.5cm的肉片，于25-30℃的温水中浸泡1h去除残留的血水；
(2)、配料：按重量份计，肉片100份、亚硝酸钠0.015份、复合磷酸盐0.04份、盐1.5份、乳糖1份、麦芽糊精0.5份、D-异抗坏血酸钠0.05份、味精0.1份、白胡椒粉0.3份、料酒1份、五香粉0.2份、生抽3份、老抽2份；
(3)、腌制：在处理好的肉片中加入配方量的亚硝酸盐和复合磷酸盐腌制12h后，再加入其它辅料，混匀腌制3h；
(4)、发酵：将12重量份的实施例1制得的复配发酵剂直投人腌好的肉片中，混合均匀，于28-30℃，湿度90-95％下发酵36h；
(5)、烘烤：将发酵好的肉片放于烘箱中，于65-70℃烘烤4-6h，期间不断翻转肉片使之受热均匀；
(6)、冷却包装：将烘烤好的肉干冷却至室温后真空包装，即得。
对照组1：
在实施例2的基础上，将配料中的1.0重量份的乳糖和0.5重量份的麦芽糊精替换为1.5重量份的葡萄糖，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组2：
在实施例2的基础上，将配料中的1.0重量份的乳糖和0.5重量份的麦芽糊精替换为1.5重量份的乳糖，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组3：
在实施例2的基础上，将配料中的1.0重量份的乳糖替换为1.0重量份的葡萄糖，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组4：
在实施例2的基础上，将配料中12重量份的实施例1制备的复配发酵剂替换为1重量份的汉逊德巴利酵母，0.1重量份的清酒乳杆菌和1重量份的木糖葡萄球菌，其中，汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌均参照实施例1(1)至(4)的步骤制备，有效活菌数均为109CFU/g(原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，清酒乳杆菌的有效活菌数为106CFU/g，木糖葡萄球菌的有效活菌数为107CFU/g)，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组5：
在实施例2的基础上，将配料中12重量份的实施例1制备的复配发酵剂替换为1重量份的汉逊德巴利酵母，1重量份的清酒乳杆菌和1重量份的木糖葡萄球菌，其中，汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌均参照实施例1(1)至(4)的步骤制备，有效活菌数均为109CFU/g(原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，清酒乳杆菌的有效活菌数为107CFU/g，木糖葡萄球菌的有效活菌数为107CFU/g)，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组6：
在实施例2的基础上，将配料中12重量份的实施例1制备的复配发酵剂替换为1重量份的汉逊德巴利酵母，10重量份的清酒乳杆菌和1重量份的木糖葡萄球菌，其中，汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌均参照实施例1(1)至(4)的步骤制备，有效活菌数均为109CFU/g(原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，清酒乳杆菌的有效活菌数为108CFU/g，木糖葡萄球菌的有效活菌数为107CFU/g)，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组7：
在实施例2的基础上，将配料中实施例1制备的复配发酵剂替换为商业发酵剂CHRHANSEN SM-194(汉逊德巴利酵母+清酒乳杆菌+戊糖片球菌+木糖葡萄球菌+肉葡萄球菌)，接种量参考菌种说明：25g菌种用于200kg肉，并将1.0重量份的乳糖替换为1.0重量份的葡萄糖，其余条件和操作步骤同实施例2。
对照组8：
在实施例2的基础上，将配料中实施例1制备的复配发酵剂替换为商业发酵剂CHRHANSEN SM-194(汉逊德巴利酵母+清酒乳杆菌+戊糖片球菌+木糖葡萄球菌+肉葡萄球菌)，接种量参考菌种说明：25g菌种用于200kg肉，其余条件和操作步骤同实施例2。
实验例：发酵香肠风味的测定
挥发性成分提取：将实施例2(试验组)和对照组制备的发酵香肠分别在无菌条件下除去肠衣，取5g样品，加入0.75mg BHT，置于20cm顶空瓶。于37℃水浴锅平衡30min，将SPME纤维(CAR/PDMS)暴露于顶部空间37℃，持续2h。GC-MS注射口解析温度240℃、时长5min。
GC/MS分析：使用TR-5MS毛细管柱进样测定。进样量1uL，GC入口端温度250℃。初始温度于40℃保持2分钟后，将温度以5℃/min的速度升至110℃并保持2分钟，再以2℃/min的速度升至150℃并保持2分钟，最后以8℃/min的速度升温至250℃，在该温度下保持5分钟。离子源和质谱仪的传输线都保持在230℃。MS的电离电位为70eV，扫描范围为30-550m/z。通过NIST 2011库进行挥发物的鉴定，通过保留指数RIs鉴定挥发性化合物。
图1为本发明一种复配发酵剂使用不同碳源发酵过程中微生物数量的变化。微生物计数方法参照GB4789.35—2016食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验，GB4789.15—2016食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数，木糖葡萄球菌计数方法参照上述国家标准，使用MSA培养基进行计数。
由图1可知，使用1.0份乳糖和0.5份麦芽糊精作为复配碳源时，汉逊德巴利酵母和木糖葡萄球菌的丰度较对照组有明显上升，对醛类、酯类和芳香烃类化合物的发育更有利。
图2为本发明一种复配发酵剂使用不同碳源制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图3为本发明一种复配发酵剂使用不同菌种比例制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图4为本发明一种复配发酵剂与商业发酵剂制作的发酵香肠风味物质种类数量对比图；
图5为本发明试验组和对照组制作的发酵香肠的感官评价结果。感官评定由15名食品专业人员组成的感官评定小组完成，小组成员按照GB/T 22210-2008肉与肉制品感官评定规范进行培训，并分别对气味、滋味、质地、色泽和整体可接受度五个方面进行评定。
由图2-5可知，与对照组制作的发酵香肠相比，试验组制作的发酵香肠具有较少的酸味、汗味和油腻感，这可能与香肠中2-甲基丙酸、3-甲基丁酸、己酸等酸类化合物和3-羟基-2-丁酮等酮类物质的比例降低有关；此外，与对照组相比，试验组制作的发酵香肠清香、果香更为浓郁，更受感官人员青睐，这可能与终产品中乙醛、2-甲基己醛等醛类化合物，1-甲基-2-异丙基苯、茴香脑等芳香烃类化合物，乙酸乙酯、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸丙酯、2-呋喃基甲醇乙酸酯、2-乙酸苯乙酯等酯类化合物的含量升高有关；试验组制备的发酵香肠具有更优质的感官特性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.营养互补型复配发酵剂，其特征在于，包括：汉逊德巴利酵母、清酒乳杆菌和木糖葡萄球菌。
2.如权利要求1所述的营养互补型复配发酵剂，其特征在于，所述汉逊德巴利酵母、所述清酒乳杆菌和所述木糖葡萄球菌的有效活菌数的比例为1:(0.1-10):(0.1-10)。
3.如权利要求2所述的营养互补型复配发酵剂，其特征在于，所述汉逊德巴利酵母、所述清酒乳杆菌和所述木糖葡萄球菌的有效活菌数的比例为1:1:10。
4.如权利要求1-3任一所述的营养互补型复配发酵剂的应用，其特征在于，用于制备发酵肉制品。
5.如权利要求4所述的营养互补型复配发酵剂的应用，其特征在于，用于制备发酵香肠。
6.应用如权利要求1-3任一所述的营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，其特征在于，其原料肉馅中的汉逊德巴利酵母的有效活菌数为107CFU/g，所述清酒乳杆菌的有效活菌数为107CFU/g，所述木糖葡萄球菌的有效活菌数为108CFU/g。
7.应用如权利要求6所述的营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，其特征在于，所述原料肉馅由按重量份计的如下组分制成：猪瘦肉70-76份、背膘24-30份、盐2.0-3.0份、脱脂奶粉1.5-2.5份、乳糖1.0-2.0份、麦芽糊精0.5-1.0份、白葡萄酒0.2-1.0份、大蒜沫0.1-0.3份、D-异抗坏血酸钠0.05-0.08份、亚硝酸钠0.013-0.015份、黑胡椒粉0.3-0.5份、味精0.5-0.8份、红辣椒粉0.1-0.3份、肉桂粉0.3-0.5份。
8.应用如权利要求7所述的营养互补型复配发酵剂制备的发酵香肠，其特征在于，主要由如下步骤制备：
A、原料预处理：猪肉去除筋膜、血渍后，切块放入冰箱预冷至中心温度达到0℃以下后，将猪瘦肉切条冷冻至-7--18℃，背膘切块后放入冷冻室，冻至-15--20℃以下；
B、斩拌：使用搅拌斩拌机将猪瘦肉条斩成4-7mm的颗粒，按配方量放入复配发酵剂、调味料和辅料，再放入背膘，切丁成3-5mm，混合搅拌，整个过程中肉馅温度控制在0±2℃；
C、灌肠：将搅拌好的肉馅填充到的肠衣中，每隔10-20cm打结，用清水清洗肠体表面；
D、发酵成熟：将所得香肠于温度20-30℃，湿度85-95％下，发酵8-15h，并在50-72h内缓慢降温至15-20℃，湿度降至75-85％后，再于10-20℃，湿度70-80％下发酵20-25d，成熟；
E、包装：将发酵好的香肠取出，修剪整齐，进行真空包装，即得。
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