CN117652631A - 一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,特点是包括如下步骤:1)将新鲜鸭肝破碎后进行超声胁迫处理,得到鸭肝酱;2)将质量浓度为5%的酵母菌溶液和质量浓度为5%的乳酸菌溶液分别进行超声胁迫处理,等质量混合后得到发酵菌液;3)在鸭肝酱中添加发酵菌液和菌株群体感应信号分子后,置于30℃恒温培养箱中发酵1.5‑5小时,即完成鸭肝的生物脱腥处理,其中菌株群体感应信号分子为色氨酸、苯乙醇和酪醇中的至少一种,优点是协同促进鸭肝三甲胺、二甲胺和组胺的降解率显著增加,且显著提升鸭肝脱腥效果。
Description
技术领域
本发明涉及属于肉制品食品加工技术领域,尤其是涉及一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法。
背景技术
在肉制品中,风味是评价肉制品品质的关键质量指标,直接影响消费者对产品的偏好性。在肉类异味中,腥味是肉类食品较为普遍的一类风味劣变问题,与多种挥发性风味物质作用有关,主要涉及醛类、烯醛类、低分子有机酸等小分子挥发性物质。在畜禽肝脏中,作为胺类物质代谢的重要场所,三甲胺(TMA)通常呈现强烈的鱼腥味或腥臭味,被认为是肝脏的重要腥味来源。组胺(HA)是一种常见的杂环生物胺,由L-组氨酸分子经组氨酸脱羧酶的脱羧反应形成,常被作为判断食品新鲜程度的重要指标,同是肝脏腥味的来源之一。此外,在储藏或加工过程中由于蛋白质降解和脂肪氧化也会产生大量的腥味前体物质。因此,肝脏本身强烈的腥味问题,阻碍其在加工行业的发展。
鸭肝是鸭科动物家鸭的肝脏,系鸭副产物之一,呈大小双叶状、色紫红、质地嫩,是一种营养丰富的食品,富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素等,深受人们的喜爱,同时鸭肝中含有超氧化物歧化酶,具有抗脂质氧化及衰老的作用,从而在一定程度上保护细胞组织不受伤害,具有很高的应用价值。但是鸭肝具有腥味,其中醛类阈值较高,对腥味贡献值较大,成为低值产品,这不仅不能满足行业发展的需求,也令消费者难以接受。因此,降低鸭肝腥味成为亟待解决的问题。
目前,去腥的方法主要包括物理方法(如吸附、包埋和漂洗),化学方法(如抗氧化剂、美拉德反应)以及生物方法(如酶解法、微生物发酵)。上述去腥方法在一定程度上有效地脱除腥气味,降低腥味感知,但不同类型方法仍存在不同的局限性,如化学方法去腥时要控制化学添加剂用量,易造成试剂残留、产生副反应引发食品品质劣变等问题。常规物理法并不降解腥味物质,而微生物发酵法可以有效促进腥味物质转化,降低食品中腥味成分浓度和异味。然而,由于微生物靶向降解腥味物质的效率有限,所以常规微生物发酵过程产生的去腥效应主要是与酵母菌等菌体对腥味物质的吸附,以及具有掩蔽和增香效应的代谢产物形成所产生的综合效果。因此,为有效控制食品腥味成分浓度和腥味感知度,迫切需要开发一种靶向促进腥味物质转化的生物去腥方法,能够促进腥味物质的转化和腥味物质降解达到脱腥的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种协同促进鸭肝三甲胺、二甲胺和组胺降解,且能显著提升去腥效率的降低鸭肝腥味的生物脱腥方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,包括以下步骤:
(1)将新鲜鸭肝破碎后进行超声胁迫处理,得到鸭肝酱;
(2)将质量浓度为5%的酵母菌溶液和质量浓度为5%的乳酸菌溶液分别进行超声胁迫处理,等质量混合后得到发酵菌液;
(3)在步骤(1)得到的鸭肝酱中添加发酵菌液和菌株群体感应信号分子后,置于30℃恒温培养箱中发酵1.5-5小时,即完成鸭肝的生物脱腥处理,其中所述的菌株群体感应信号分子为色氨酸(Trp)、苯乙醇(Pea)和酪醇(Tyr)中的至少一种。
进一步,步骤(1)和步骤(2)中所述的超声胁迫处理的条件为频率40kHz,功率200-400W,时间20-30min。
进一步,步骤(2)中所述的酵母菌溶液制备方法为:将5g酵母菌粉加入到95g无菌水中,于30℃水浴15min,得到质量浓度为5%的酵母菌溶液;所述的乳酸菌制备方法为:将5g乳酸菌加入到95g无菌水中,于37℃水浴20min,得到质量浓度为5%的乳酸菌溶液。
进一步,步骤(3)中所述的发酵菌液的添加量为鸭肝酱质量的3%。
进一步,步骤(3)中所述的菌株群体感应信号分子的添加量为10ml每千克鸭肝酱。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,以酵母菌和乳酸菌混和发酵剂作为生物脱腥剂,将两种菌株活化后,应用低频超声波对酵母菌和乳酸菌液进行预胁迫再接种于超声处理鸭肝,同时添加菌群感应信号分子与鸭肝酱混合后进行适度发酵。在复合发酵脱腥技术上,酵母菌和乳酸菌的相互作用可增强鸭肝腥味的去除,有效去腥;超声波会刺激微生物生长,利用其空化效应显著增强发酵效率以及调控菌株活性,从而促进腥味物质降解;群体感应是微生物中一种密度依赖性的细胞间通信机制,它分泌的小分子通过信号转导途径调节基因表达,能够诱导酵母物种生长和形态发生变化,通过超声与信号分子联合处理的耦合脱腥效应,发酵鸭肝三甲胺、二甲胺和组胺降解率显著增加,鸭肝脱腥效果明显提升,该方法基于超声场与群体感应调控的协同效应降低鸭肝腥味,工艺简单、成本低,腥味不易再生,脱腥效率高,有助于鸭肝进行加工利用,具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为超声联合菌株群体感应信号分子苯乙醇、酪醇和色氨酸发酵鸭肝的三甲胺TMA效果图;
图2为超声联合菌株群体感应信号分子苯乙醇、酪醇和色氨酸发酵鸭肝的二甲胺DMA效果图;
图3为超声联合菌株群体感应信号分子苯乙醇、酪醇和色氨酸鸭肝的组胺HA效果图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、实验测定方法
1、三甲胺TMA和二甲胺DMA的测定
5g鸭肝加入10ml 7.5wt%的三氯乙酸溶液中,使用高速匀浆机以12000rpm破碎1min静置后,在4℃和3000×g条件下离心15min,将上清液移入容量瓶中,用7.5wt%三氯乙酸溶液定容。
三甲胺TMA的测定根据文献Malinowska-Pańczyk,E.,I.The effectofhigh pressure on formation ofvolatile amines in minced meat ofcod(Gadusmorhua)[J].European Food Research and Technology,2015.242(3):415-420中的方法稍作改动。取200ul上清液与50ul 10wt%甲醛溶液、500ul甲苯和150ul 25wt%NaOH溶液混合,震荡15min,充分混合。将甲苯层移入含有125ul 0.02wt%苦味酸溶液的试管中,最后移入含有适量无水Na2SO4的试管,在410nm处测吸光值。
二甲胺DMA的测定根据文献Gou,J.,H.-Y.Lee,J.Ahn,Effect ofhigh pressureprocessing on the quality ofsquid(Todarodes pacificus)during refrigeratedstorage[J].Food Chemistry,2010.119(2):471-476中的方法稍作修改。取1ml上清液与100ul铜氨试剂,涡流2min,加入1ml 5%CS2-苯溶液在50℃水浴中孵育2min,再涡流2min,之后加入100ul 30wt%乙酸溶液,静置3min,将甲苯层移入含有适量无水Na2SO4试管中,于440nm处测吸光值。
2、组胺HA的测定
HA的测定根据文献Huang L,Zeng X,Sun Z,et al.Production ofa safe curedmeat with low residual nitrite using nitrite substitutes[J].Meat science,2020,162:108027中的方法。将5g鸭肝加入10ml 10wt%三氯乙酸溶液浸泡2-3h后,震荡2min,在4℃和8000×g条件下离心5min,过滤;取2mL滤液用NaOH调pH在10-12之间,加入3mL正戊醇,振摇提取5min,再以4℃和8000×g离心5min;取2ml正戊醇于10ml离心管,加入3mL的浓度为1mol/L的HCl溶液,震荡2min,弃正戊醇;取2ml HCL提取液加入3ml Na2CO3和3ml偶氮试剂,加水至刻度,混匀,静置10min,在480nm处测吸光值。
二、具体实施例
实施例1
一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,包括以下步骤:
(1)将新鲜鸭肝破碎后,于频率40kHz,功率100-400W进行超声胁迫处理10-30min,得到鸭肝酱;
(2)将质量浓度为5%的酵母菌溶液和质量浓度为5%的乳酸菌溶液分别进行超声胁迫处理,等质量混合后得到发酵菌液;其中酵母菌溶液制备方法为:将5g酵母菌粉加入到95g无菌水中,于30℃水浴15min,得到质量浓度为5%的酵母菌溶液;乳酸菌制备方法为:将5g乳酸菌加入到95g无菌水中,于37℃水浴20min,得到质量浓度为5%的乳酸菌溶液;
(3)在步骤(1)得到的鸭肝酱中添加发酵菌液和色氨酸(Trp)后,置于30℃恒温培养箱中发酵1.5-5小时,即完成鸭肝的生物脱腥处理,其中色氨酸(Trp)的添加量为10ml/kg鸭肝酱,发酵菌液的添加量为鸭肝酱质量的3%,记为UU+Trp组。
实施例2
同上述实施例1,其区别在于:信号分子为苯乙醇(Pea),记为UU+Pea组。
实施例3
同上述实施例1,其区别在于:信号分子为酪醇(Tyr),记为UU+Tyr组。
对比例1
同上述实施例1,其区别在于:步骤(3)中未添加菌株群体感应信号分子,记为UU组。
对比例2
同上述对比例1,其区别在于:步骤(2)发酵菌液替换为质量浓度为5%的酵母菌溶液,记为UU-1组。
对比例3
同上述对比例1,其区别在于:步骤(2)发酵菌液替换为质量浓度为5%的乳酸菌溶液,记为UU-2组。
对比例4
一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,包括以下步骤:将新鲜鸭肝破碎后,添加发酵菌液和色氨酸(Trp)后,置于30℃恒温培养箱中发酵1.5-5小时,即完成鸭肝的生物脱腥处理,其中色氨酸(Trp)的添加量为10ml/kg鸭肝酱,发酵菌液的添加量为鸭肝酱质量的3%,发酵菌液为质量浓度为5%的酵母菌溶液和质量浓度为5%的乳酸菌溶液等质量混合而成,记为CC+Trp组。
其中酵母菌溶液制备方法为:将5g酵母菌粉加入到95g无菌水中,于30℃水浴15min,得到质量浓度为5%的酵母菌溶液;乳酸菌制备方法为:将5g乳酸菌加入到95g无菌水中,于37℃水浴20min,得到质量浓度为5%的乳酸菌溶液。
对比例5
同上述对比例4,其区别在于:菌株群体感应信号分子为苯乙醇(Pea),记为CC+Pea组。
对比例6
同上述对比例4,其区别在于:菌株群体感应信号分子为酪醇(Tyr),记为CC+Tyr组。
对比例7
同上述对比例4,其区别在于:未添加菌株群体感应信号分子,记为CC组。
对比例8
同上述对比例7,其区别在于:发酵菌液替换为质量浓度为5%的酵母菌溶液,记为CC-1组。
对比例9
同上述对比例7,其区别在于:发酵菌液替换为质量浓度为5%的乳酸菌溶液,记为CC-2组。
三、实验结果分析
1、菌株和超声的协同增效作用
表1不同处理组三甲胺TMA、二甲胺DMA和组胺HA的测定结果
注:a-d表示同组在不同发酵时间有显著差异(P<0.05);A-B表示不同组在相同时间上有显著差异(P<0.05)。
由表1结果可知,对于单菌发酵模式条件下,TMA浓度随着发酵时间的延长呈现出先下降后增加的趋势。特别地,CC组中酵母菌发酵1.5、3、5小时后TMA降解率为9%、30%、15%,经超声处理后,降解率分别为14%、40%、31%。CC组中乳酸菌发酵1.5、3、5小时后降解率为14%、32%、17%,经超声(UU组)处理后,降解率为21%、44%、26%。说明在酵母菌和乳酸菌两者的单菌发酵模式条件下,超声与单菌株发酵对降解TMA存在明显协同效应,即超声与单菌株协同作用有利于提升TMA降解效率。
与CC组相比,超声协同酵母、乳酸菌发酵3小时,降解率最高,超声作用分别提高TMA降解率为10%和12%,而发酵5小时后,TMA降解率发生下降,说明单菌作用模式下发酵时间是TMA降解率变化的重要因素,轻度发酵有利于TMA的降解。对于酵母菌与乳酸菌混菌培养模式,TMA浓度随着发酵时间的延长呈现出单调下降的趋势,共培养发酵在5小时降解率最高,CC组降解率为39%,UU组为56%,超声胁迫菌株共培养发酵的TMA降解率增加17%,说明利用超声预胁迫处理与共培养发酵两者耦合处理有利于降低鸭肝主体腥味物质TMA的降解。
由表1可知,在0-5h范围内DMA含量随着发酵时间增加,含量逐渐降低。接种酵母菌发酵后,CC组在1.5-5h三个时间点的降解率为3%、23%和14%,经超声预胁迫处理后降解率分别提高了8%、7%和14%。结果表明,超声预胁迫酵母菌发酵有利于强化DMA的降解,降低鸭肝酱腥气味。接种乳酸菌至鸭肝酱发酵,CC组在1.5-5h三个时间点的DMA降解率为11%、24%和24%,而经过超声处理后DMA降解率分别提高了12%、8%和8%。类似地,结果表明超声预胁迫乳酸菌发酵有利于强化DMA的降解。
在乳酸菌与酵母菌复合发酵中,CC组在1.5-5h三个时间点的DMA降解率为17%、32%、39%,超声处理后降解率提高了18%、21%、20%。由此可见,复合发酵显著高于单菌发酵,表明酵母与乳酸菌共发酵模式可以提高DMA降解率;同时,在超声协同作用下发酵5小时降解率为59%,显著高于未超声胁迫的共培养发酵组,表明超声协同酵母菌和乳酸菌共培养发酵可以有效促进DMA的降解过程。
由表1可知,经过酵母和乳酸菌发酵后HA含量显著降低,表明单菌株发酵能显著促进HA降解。特别地,酵母菌发酵1.5、3和5h,CC组降解率分别为33%、45%和18%,超声处理后降解率提高4%、36%、55%,表明超声预胁迫酵母菌有助于HA降解,降低发酵鸭肝酱腥味、提高风味品质。同样地,采用乳酸菌发酵1.5、3和5h后,CC组组胺降解率分别为61%、56%和49%,经超声处理后降解率分别提高8%、23%和27%,表明超声预胁迫乳酸菌有助于HA降解,降低发酵鸭肝酱腥味。
采用乳酸菌与酵母菌共发酵模式,得到CC组组胺的降解率在1.5-5h发酵时间范围内分别为38%、70%、46%,超声处理后降解率提高16%、18%、33%。结果表明,HA降解率受到发酵模式与发酵时间的影响,且菌株超声预胁迫处理组中HA降解率最高,其中,酵母菌、乳酸菌、两菌株共培养发酵3小时降解率分别为81%,79%、88%。三种不同发酵方式下对降解HA具有相似的促进作用,而超声预胁迫菌株进一步促进HA浓度降低,表明采用超声协同酵母菌和乳酸菌共发酵模式更有利于降低鸭肝中HA的含量,超声与共培养发酵之间存在协同效应,以达到鸭肝去腥的效果,提高产品风味质量与安全性。
综上所述,经酵母菌、乳酸菌、复合发酵后TMA、DMA、HA降解率提高,且酵母菌与乳酸菌共发酵优于单菌发酵,结合超声预胁迫处理,降解率进一步显著提高,实现发酵鸭肝酱TMA、DMA和HA等特征性腥味物质的协同降解。
2、添加菌株群体感应信号分子的脱腥作用
图1为优选共培养发酵模式与超声预胁迫复合菌株条件下发酵鸭肝中分别添加群体感应信号分子对发酵鸭肝中三甲胺(TMA)的影响研究。由图1可知,与CC组相比,UU组降解率提高了18%。超声联合信号分子苯乙醇、酪醇、色氨酸作用下降解率为36%、59%、71%,与UU组相比,添加信号分子后进一步分别提高了18%、41%、53%,表明超声协同信号分子有效去除鸭肝中TMA。其中,超声协同色氨酸降解TMA效果最佳,TMA降解率进一步增强。
图2为优选共培养发酵模式与超声预胁迫复合菌株条件下发酵鸭肝中分别添加群体感应信号分子对发酵鸭肝中二甲胺(DMA)的影响研究。由图2可知,与CC组相比,UU组二甲胺的降解率提高了12%。超声联合信号分子苯乙醇、酪醇、色氨酸作用下降解率分别为28%、42%、36%,与UU组未添加信号分子组相比,其降解率分别提高了16%、30%、24%。其中,超声协同酪醇降解DMA效果最佳。结果表明,超声协同信号分子能显著提升发酵鸭肝中DMA去除率的幅度。
图3为优选共培养发酵模式与超声预胁迫复合菌株条件下发酵鸭肝中分别添加群体感应信号分子对发酵鸭肝中组胺的影响研究。由图3可知,与CC组相比,UU组组胺降解率提高了30%。超声联合信号分子苯乙醇、酪醇、色氨酸作用下组胺降解率分别为83%、67%、47%,与UU组相比,分别提高了53%、37%、17%,表明超声协同信号分子能有效进一步放大鸭肝中HA去除率的幅度。其中,超声协同苯乙醇降解HA效果最佳,说明超声协同信号分子促进酵母细胞分解代谢HA的能力受到信号分子性质的影响。
综上所述,本发明采用超声联合信号分子苯乙醇、酪醇、色氨酸作用下发酵,有效降低鸭肝中TMA、DMA、HA含量,结合超声作用,TMA降解率为36%以上,DMA28%以上,HA降解率为47%以上。
上述说明并非对本发明的限制,本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内,做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将新鲜鸭肝破碎后进行超声胁迫处理,得到鸭肝酱;
(2)将质量浓度为5%的酵母菌溶液和质量浓度为5%的乳酸菌溶液分别进行超声胁迫处理,等质量混合后得到发酵菌液;
(3)在步骤(1)得到的鸭肝酱中添加发酵菌液和菌株群体感应信号分子后,置于30℃恒温培养箱中发酵1.5-5小时,即完成鸭肝的生物脱腥处理,其中所述的菌株群体感应信号分子为色氨酸、苯乙醇和酪醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)中所述的超声胁迫处理的条件为频率40kHz,功率200-400W,时间20-30min。
3.根据权利要求1所述的一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,其特征在于:步骤(2)中所述的酵母菌溶液制备方法为:将5g酵母菌粉加入到95g无菌水中,于30℃水浴15min,得到质量浓度为5%的酵母菌溶液;所述的乳酸菌制备方法为:将5g乳酸菌加入到95g无菌水中,于37℃水浴20min,得到质量浓度为5%的乳酸菌溶液。
4.根据权利要求1所述的一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,其特征在于:步骤(3)中所述的发酵菌液的添加量为鸭肝酱质量的3%。
5.根据权利要求1所述的一种降低鸭肝腥味的生物脱腥方法,其特征在于:步骤(3)中所述的菌株群体感应信号分子的添加量为10ml/kg鸭肝酱。
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