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肉类发酵食品的诱食性研究

肉类发酵食品的诱食性研究

赛尔畜牧 2018-01-18 15:43:31 |

[导读] 王建林1 黄小燕2 1:吕梁市农业学校;2:上海亘泰集团技术中心;通讯作者:黄小燕

  1、饲料诱食剂概况

  饲料营养、采食量和消化吸收率是保证畜禽健康生长和高效生产的三个要素,然而饲料生产商往往更关注饲料中营养成分的种类和含量是否满足畜禽的需要,而忽视了饲料适口性与采食量这一关键问题。实际上任何饲料配方都是以一定的采食量为基础设计的,如果动物不能足量采食和充分消化吸收,即使饲料中含有充足全价的营养成分,也不能得到充分利用。这不仅影响动物自身健康和高效生产,还会造成饲料资源的浪费[1,2]。因此,饲料具有良好的适口性是保证动物摄取足够的营养以维持正常生长和生产需要的重要条件。影响饲料适口性的主要因素包括饲料的质构(texture)、味道(taste)和气味(aroma)[3]。添加饲料诱食剂是改善饲料的风味、提高饲料适口性的常用方法之一。饲料诱食剂又称香味剂或调味剂,是根据不同动物在不同生长阶段的生理特征和采食习性,为改善饲料适口性、增强动物食欲、提高采食量而添加到饲料中的一种非营养性添加剂[4,5]。

  饲料在加工和贮藏过程中,由于加工工艺和贮藏条件的影响,会导致饲料适口性变差。许多饲料原料本身也有适口性问题,如大豆中的腥味物质、豆类中的外源凝集素等,都会对饲料适口性造成不良影响。动物处于应激状态(如嘈杂、惊吓、断奶、炎热、寒冷等)或患有疾病时,食欲减弱,采食量下降。因此,在饲料中添加诱食剂是非常必要的。首先,诱食剂可以有效遮盖或消除不良气味,提高饲料适口性,增加动物的采食量;其次,可以改善动物因生病或者处于应激状态下采食量下降的问题,诱食剂可以刺激动物唾液、胃液和胰液的分泌,增强动物食欲;最后,添加诱食剂可以拓展饲料原料来源,开发非常规蛋白资源,提高资源利用率[6,7]。

  饲料诱食剂可分为天然饲料诱食剂、非天然饲料诱食剂和复合饲料诱食剂。天然动物、植物或通过物理技术从上述动物、植物中提取生产的诱食剂称为天然饲料诱食剂;以非天然动植物原料生产的和天然动植物原料经化学或微生物发酵手段制得的称为非天然诱食剂;含有两种或两种以上诱食剂成分的称为复合饲料诱食剂。按诱食剂形态,饲料诱食剂又可分为粉末型和液态型两类[5,8]。动物种类以及生长阶段不同,对饲料风味的喜好也有差别,可以根据动物喜好添加不同的诱食剂,如:乳猪偏爱甜味,常用的诱食剂有甜味剂(糖和糖精)、奶香型香精等[9,10];针对水产动物常用的诱食剂有氨基酸、脂肪类物质(如磷脂)、甜菜碱等[11,12];大蒜素[8]是常用的禽用诱食剂;蔗糖、奶味香精和草莓香精可作为诱食剂用于羔羊饲料中[13];花粉提取物可以作为蜜蜂的诱食剂[14]。

  2、肉类发酵食品的概述

  肉类发酵食品有:香肠、鱼露、酱油、蚝油等。在生产过程中,微生物及酶的使用可以改善肉类的质地,促进发色,并形成良好的风味。

  2.1 肉类发酵食品的风味物质

  2.1.1 风味的定义

  一般情况下, 风味是产品入口后, 经过一系列复杂化学变化所产生的整体感觉。习惯上定义的风味包括嗅觉、味觉、三叉神经处的感觉等。

  2.1.2 风味化合物的来源

  发酵肉制品的风味主要来自3 个部分:添加产品中的成分如香辛料等;微生物酶降解蛋白质、碳水化合物脂类形成的风味物质;脂肪的自动氧化等非微生物直接参与的反应[15]。发酵肉制品风味物质来源主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪进行降解,碳水化合物降解的物质通常认为是丁二酮、2-丁酮、乙醇、丁醇等。根据添加量和温度的不同可转变为乳酸和不同数量的副产物;发酵肉制品中的绝大多数蛋白质水解产生了肽和游离氨基酸等,在乳酸菌和酵母的作用下转变为二次转化物(酸、醛、酯),蛋白质也可能分解为分支醛和苯乙醛; 脂肪在发酵和成熟过程中发生分解作用和氧化作用。甘油三脂发生分解生成脂肪酸、不饱和脂肪酸特别是多不饱和脂肪酸氧化生成羰基化合物,这些物质赋予了发酵肠特有的风味。实验证明,干发酵香肠中三酰甘油可降解为游离脂肪酸和单酰甘油等。另外,脂肪的分解状况会受到温度、pH、成熟时间、盐分含量等因素的影响。

  鱼露的香味是多种醇和酯类成分的综合。来源有:原料鱼自溶所生成的;由曲霉发酵产物所生成的;由空气中存在的耐盐乳酸菌、耐盐酵母菌的代谢产物所生成的;以及由各种代谢产物化学反应所生成的等等[16]。在利用种曲发酵生产中,为了获得口感醇厚、香味浓郁且含多种营养物质的鱼露,一些研究者尝试在发酵后期添加特定酵母,起到明显的增香作用[17]。这是因为酵母产生了乙醇、高级醇类,而由乙醇为底物又可产生多种酯类,这三类物质均是酱油香气的重要成分,乙醇、高级醇以及酯的含量愈高,香气愈浓。

  鱼露的鲜味主要来自于蛋白质降解的最终产物—氨基酸;以及核酸降解生成的呈味核苷酸,多肽、有机酸也能赋予鱼露以综合鲜味[18]。鱼露中的重要呈鲜成分—谷氨酸,为鱼露中所有氨基酸中最高的一种,约占总氨基酸的l/5~1/6[19]。目前所用的酱油曲霉菌的谷氨酰胺酶的活力都很低,为了提高鱼露的鲜味,许多学者尝试采用接种产谷氨酰胺酶高的菌种。有资料报导,日本学者筛选出的枯草杆菌,能较大的提高谷氨酰胺酶的活力,增加酱油的鲜味,且耐热性、耐盐性较好,因此十分适宜用于鱼酱油生产。另外,康维民等人对枯草菌产生的谷氨酰胺酶在酱油酿造中的作用进行了探讨,发现由枯草菌产生的谷氨酰胺酶,在活性、稳定性等方面适合于目前酱油生产的后熟条件,应用前景广阔[20]。此外,其它鲜味物质如呈味核苷酸、多肽、有机酸对鱼露的鲜味也起着重要作用。为了获得较好的风味,有研究在加曲发酵中加入乳酸菌或酵母菌,具有良好的效果,没有鱼腥味[21][22]。

  2.2 肉类发酵食品中微生物的种类和作用

  传统发酵肉制品中的微生物原是原料中偶然混入的野生菌。发酵肉制品中的微生物主要有细菌、霉菌和酵母菌,它们对发酵肉制品品质的形成起到了各自不同的作用。

  2.2.1 细菌

  目前,发酵肉制品生产中应用较多的细菌包括乳杆菌属、片球菌属和微球菌属等属的部分菌种。

  乳杆菌是最早从发酵肉制品中分离出来的微生物,在目前的自然发酵过程中仍占主导地位。乳杆菌在发酵中的主要作用包括:将碳水化合物分解成乳酸从而降低pH,促进蛋白质变性和分解,改善肉制品的组织结构,提高营养价值,形成良好的风味(发酵酸味)[23];促进H2O2的还原和NO2的分解,从而促进发色,防止肉色的氧化变色[24];产生乳酸菌素等抗菌物质,抑制病原微生物的生长和毒素的产生。片球菌是最早作为发酵剂用于发酵肉制品生产的细菌,也是发酵肉制品中使用较多的微生物,可利用葡萄糖发酵产生乳酸,不能利用蛋白质和还原硝酸盐。较早应用的是啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae),而随后应用较多的是乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)和戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)。

  微球菌发酵产酸速度慢,主要作用是还原亚硝酸盐和形成过氧化氢酶,从而利于肉品发色,促进过氧化物分解,改善产品色泽,延缓酸败,此外也可通过分解蛋白质和脂肪而改善产品风味。变异微球菌(Micrococcus varians)是用于肉制品发酵的主要微球菌种。

  2.2.2 霉菌

  由于霉菌的酶系非常发达、代谢能力较强,因此我国的传统发酵肉制品中霉菌运用较多。但是某些霉菌可代谢产生毒素而对人体造成危害,因此,用于发酵肉制品的霉菌应经过严格的筛选,确定其不产生霉菌毒素。用于肉制品发酵的霉菌主要是青霉,包括产黄青霉(P.chrysogenum)和纳地青霉(P.nalgiovense)等,也有将白地青霉(P.cundidum)和娄地青霉(P.roqueforti)成功应用于发酵肉制品生产中[25]。霉菌在肉制品发酵中的作用主要包括:通过发达的酶系,分解蛋白质、脂肪,产生特殊的风味物质;霉菌是好氧菌,具有过氧化氢酶活性,可通过消耗氧,抑制其他好氧腐败菌的生长,并防止氧化褪色和减少酸败;菌丝体在肉制品表面形成“保护膜”,减少肉品感染杂菌的概率,并能控制水分的散失,形成肉制品独特的外观。

  2.2.3 酵母菌

  酵母菌中应用较多的有汉逊氏巴利酵母(Dabaryomyces hansenii)和法马塔假丝酵母(Candidafamata)。其主要作用是:发酵时逐渐消耗肉品中的氧,降低肉中pH,抑制酸败;分解脂肪和蛋白质,产生多肽、酚及醇类物质,改善产品风味、延缓酸败;形成过氧化氢酶,防止肉品氧化变色,有利于发色稳定。此外,酵母菌还能一定程度的抑制金黄色葡萄球菌的生长。

  3、发酵条件优化

  虽然天然发酵法的生产工艺进行了多种改进,但仍不能解决发酵周期长这一最大的不足,因此寻求鱼露的速酿方法成为研究的主要方向。随着研究的不断深入,鱼露速酿方法已逐渐被人们所接受,并证实能大大缩短发酵时间,提高鱼露的质量。鱼露的速酿法是将传统方法与现代方法相结合,通过保温、加酶、加曲等手段达到缩短鱼露生产周期、降低盐度、减少腥味的目的。

  3.1 保温发酵法

  保温发酵法是维持适宜的发酵温度,利用鱼体自身酶系在最适温度下具有最高酶活,来加快鱼体的水解速度。一般发酵温度越高,水解速度也越快,随着发酵温度的升高,鱼露的颜色变淡,风味明显下降。

  3.2 外加蛋白酶法

  外加蛋白酶是一种较为简便的速酿方法,它利用蛋白酶的水解作用,对鱼体中的蛋白质进行分解,形成具有风味的鱼露。如添加鱿鱼肝脏来加速鱼露发酵,就是利用肝脏中的蛋白酶来水解蛋白;也有直接添加酶制剂,如胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶等,都有较好的水解效果。

  添加外源蛋白酶能显著地提高蛋白质水解程度,缩短发酵周期,弥补了天然发酵法的不足。迟玉森等在利用鳀鱼酿造鱼露时,采用As1398 蛋白酶来水解,只需20 小时就能水解完全,大大缩短了发酵周期。

  但采用外加蛋白酶法酿造的鱼露,添加蛋白酶的量必须适量,当蛋白酶添加超过一定量,会有苦味物质产生。该苦味物质是由于蛋白质分解产生了较多分子量为800 左右的苦肽所致[13]。因此外加蛋白酶虽发酵时间缩短,但风味较差,无法与天然发酵鱼露相比。为了解决鱼露的风味问题,邓尚贵以青鳞鱼为原料酿造鱼露时,采用多酶法进行发酵,用枯草杆菌碱性和中性蛋白酶以及风味酶一同来水解蛋白质,获得了风味较好的鱼露[14]。此外,周涛等人在研究利用鲐鱼废弃物制取蛋白质水解物时,用木瓜蛋白酶制得的水解物风味最好。

  3.3 加曲发酵法

  加曲发酵就是将经过培养的曲种,在产生大量繁殖力强的孢子后,接种到盐渍的原料鱼上,利用曲种繁殖时分泌的蛋白酶来进行水解发酵。通过加曲发酵的方法可以缩短发酵周期1~2月。且由于种曲发酵时能分泌多种酶系,发酵所得的鱼露呈味更好,风味更佳。加曲发酵所选用的菌种主要是酿造酱油用的米曲霉(Aspergillus oryzae)。米曲霉通过在种曲上的生长繁殖,分泌出多种酶,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等,接着这些酶在鱼露发酵过程中,将原料鱼中的蛋白质、碳水化合物、酯类充分分解,经过复杂的生化过程,形成具有独特风味的物质。利用米曲霉制得的种曲,生长旺盛、水解能力强,十分适合鱼露的速酿生产。毋瑾超等人在鱼肉液体制曲研究中使用中科3.951 米曲霉,获得了较高蛋白酶活力的液体曲。

  张雪花在鲢及其加工废弃物发酵鱼露中,也使用酱油曲作为种曲,大大缩短了发酵时间。另外日本研究者在多种酿造菌种发酵鱼露对比中发现,酱油用曲菌、清酒用曲菌的成曲蛋白酶活性高,菌丝生长较好,利于蛋白质水解[26]。

  4、展望

  种曲的影响十分重要,选择适宜的发酵菌种是一大关键,应选择产蛋白酶活力高、鲜味醇厚、香味浓郁的菌种。

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