中西式加工工艺对香肠品质的影响研究

黄倩，赵银峰，周春燕，王蜀，丁家文，邓婷婷，袁星，吉莉莉*

(1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106；2.喜德县袁野农业开发有限公司，四川 西昌 615000)

中式香肠是人们在冬季低温条件下，将肉绞碎后，添加调味品后混匀灌入肠衣，于室外风干，需经过高温烹饪后再食用[1]。中式香肠历史悠久，制作方法简单，不需要使用制冷设备，节约能源，储存时间长，在自然室温下可保存半年左右，且无变色和异味[2]。其产品风味独特、安全营养，深受消费者的喜爱[3]。发酵香肠源于国外，指将绞碎好的廋肉与肥肉按照一定比例同时添加辅料，混匀后灌入肠衣，经自然发酵或者添加外源发酵剂发酵、成熟等过程所制成的一类具有发酵香味的发酵肉制品，可以直接食用[4]。发酵香肠品种繁多，标准不同，产品类型不同，包括低酸和高酸、低温和高温发酵产品等[5]。西式发酵香肠伴随着微生物的发酵过程，其产品营养丰富、味道鲜美[6]。中式风干香肠通过冷风对香肠进行风干，快速降低香肠中的水分含量和水分活度，在调味品协同作用下，抑制有害微生物的生长，从而延长了肉的保质期。西式发酵香肠添加或不添加发酵剂，前期都需要约30 ℃的温度为香肠中的乳酸菌提供适宜的生长温度，促进其增殖，产生大量的酸性物质，降低其pH值，抑制有害菌的生长，后期再以较低温度进行持续发酵，促进风味的形成。两种制作工艺所产生的香肠各具特色。本研究以相同的原料与辅料制作香肠，利用中式风干工艺与西式发酵工艺对其进行加工，测定了两种香肠pH、水分活度、水分含量、TBARS值、微生物含量以及风味的变化，为中、西式两种加工方法的研究提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜猪肉：由遂宁高金食品有限公司提供；浅发酵香肠专用调料：由肉类加工四川省重点实验室研制并提供。

1.2 仪器设备

Testo 205 pH计 德图仪表(深圳)有限公司；BCD-452WDPF冷藏冰箱 青岛海尔集团；BFJX-500智能调控风干发酵装置 浙江嘉兴艾博实业股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 香肠加工工艺

原料瘦肉切丝，肥肉切丁，肥瘦比3∶7，添加10%香肠调料，原辅料在真空搅拌机内混匀，利用真空灌肠机将其灌入直径为2 cm的人工胶原蛋白肠衣。清洁外表后分两组，分别挂入智能调控风干发酵装置中。两组加工工艺分别为1号组：中式风干工艺，温度8～12 ℃，相对湿度60%～70%，风速0.8～1.8 m/s，风干5 d，风干后的香肠真空包装，室温下贮藏10 d；2号组：西式发酵工艺，发酵一期，温度18～25 ℃，相对湿度90%～92%，风速0.2～0.5 m/s，发酵5 d，再进入发酵二期，温度18～22 ℃，相对湿度80%～85%，风速0.2～0.5 m/s，发酵10 d。

1.3.2 pH值的测定

将肉类专用穿刺电极直接插入香肠内进行测定，待pH计读数稳定后记录相应的数据。

1.3.3 水分活度的测定

将样品切碎后，使用水分活度仪进行测定。

1.3.4 硫代巴比妥酸TBARS值含量的测定

按照GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》方法进行测定。

1.3.5 挥发性风味物质的测定

参照张旭等[7]的方法对香肠样品挥发性风味化合物进行测定。前处理条件：取3 g粉碎后的肉样于15 mL顶空瓶中密封，设置CTC自动进样器对样品进行前处理，条件如下：加热箱温度75 ℃，加热时间45 min，样品抽取时间20 min，解吸时间5 min。

GC条件：HP-5MS UI色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；压力32.0 kPa；流速1.0 mL/min；载气为氦气，不分流进样；进样口温度250 ℃；升温程序：起始温度50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至120 ℃，保持1 min，再以8 ℃/min升至250 ℃，保持2 min。

MS条件：电子电离源(EI)；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃；检测器电压350 V；质量扫描范围(m/z)：40～500。

1.3.6 微生物数量的测定

参照余静等[8]的方法进行微生物数量的测定。在无菌条件下取25 g样品剪碎，加入225 mL无菌生理盐水，置于拍打式均质器中均质10 min，取1 mL样液进行10倍稀释至适当的浓度，取100 μL稀释液,在不同的培养基中涂布，每个样品重复3次，在37 ℃恒温培养箱中培养适当的时间，对平板中生长的菌落进行计数，计算出样品中各种微生物的数量。

1.3.7 数据处理

采用Microsoft Excel 2020进行数据统计，并进一步利用IBM SPSS Statistics 25.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 加工过程中pH的变化

由图1可知，两种不同加工方式下香肠pH值的变化较大，香肠的pH值都呈现下降趋势，2号西式组同一检测时间pH值显著低于1号中式组。1号组中式风干香肠的pH值在1～5 d显著下降，从5.884下降到5.633，5 d后下降趋势趋于平缓，在第15 天为5.583。2号组西式发酵香肠的pH值在发酵一期(1～5 d)快速从5.884下降至4.977，之后开始回升，到第15 天时为5.373。香肠中的原料和调味料有大量的微生物[9]，pH值的变化与微生物有密切的联系，尤其是乳酸菌属微生物生长所产生的乳酸具有重要的作用[10]。西式发酵工艺的发酵温度高于中式风干温度，30 ℃使乳酸菌快速增殖，pH值下降更快。中式加工温度较低，但也有少量微生物生长，与西式发酵工艺相比，湿度较低，风速较高，水分的散发又减缓了微生物的生长，从而表现为pH值下降较缓，最终值也高于西式组。

图1 加工过程中pH值变化

2.2 水分活度Aw的变化

由图2可知，两种不同加工方式中水分活度的变化，1号组的风干温度较低，风速较高，前3 d的风干期水分活度快速下降至0.865，在贮藏期Aw下降缓慢，最终在第15天为0.850。通常Aw随着pH值的变化而变化[11]，可能与pH值下降促使肉中蛋白质变性、持水性下降、保水性降低有关[12]。2号组西式香肠相对湿度较高(90%～92%)，制作温度也较高，水分流失较慢，到第5天水平分活度为0.904，进入发酵二期，湿度调整(80%～85%)后水分活度下降较快。到第15天下降至0.838，较低的水分活度会抑制微生物的生长，西式制作工艺的水分活度下降较缓慢，为微生物繁殖提供了适宜的条件[13]。

图2 加工过程中Aw的变化

2.3 加工过程中TBARS值的变化

TBARS值是评价肉类脂肪酸败程度的一个重要指标，TBARS值越大，表明其脂肪氧化产物的积累度(脂质氧化产物的积累程度)越高[14]。由图3可知，两种不同加工方式下香肠的TBARS值都在逐渐上升，与卢涵等[15]的研究结果一致。但中式风干组的TBARS值在相同取样点显著低于西式发酵组。1号组中式风干香肠的TBARS值由第1天的0.256 mg/kg增加至第10天的0.649 mg/kg，稳定并有所下降至第15天的0.639 mg/kg，但并不显著(P>0.05)；2号组西式发酵香肠由第1天的0.229 mg/kg持续增加至第15天的0.819 mg/kg。说明香肠内的脂肪在一定程度上被氧化，且2号组的TBARS值显著高于1号组，可能是西式发酵工艺的2号组制作温度更高，脂肪的氧化更明显所致。

图3 TBARS值的变化

2.4 加工过程中微生物的变化

由图4可知中，两组香肠微生物数量都在增加。1号组由于加工湿度和温度分别为60%～70%和8～12 ℃，都较2号组低，微生物数量显著降低。总菌从最初的5.103 log CFU/g持续增加至第15天的6.817 log CFU/g；乳酸菌在3 d后快速增长，10 d后趋于平缓；微球菌在1～5 d增殖缓慢，真空包装后迅速增殖，15 d后有所降低。2号组发酵前期加工湿度为90%～92%，温度为18～25 ℃，非常有利于微生物的生长，因此，在1～5 d发酵期总菌、乳酸菌和微球菌都处于快速增长阶段，在第10天后有所回落。两组香肠都有相同的原料和调味品，在风干发酵工艺中，温度、湿度和风速不一样，使两种香肠的微生物生长受到了非常显著的影响。风干前期，香肠中的水分活度和营养物质非常适合微生物的生长，即使是中式加工的较低温度和湿度条件下也能有微生物生长，西式加工条件非常适合微生物生长。因此，西式加工的微生物生长速度更快。但是随着水分蒸发及真空包装后，对微生物的生长造成了一定的限制，西式发酵香肠的微生物数量下降更明显。

图4 香肠细菌数量变化

2.5 挥发性化合物种类变化统计分析

两种加工方式香肠中各个时期挥发性有机物种类见图5。

图5 中、西式香肠不同加工时期挥发性化合物种类变化

由图5可知，每种风味物质在不同加工时期的数量有所不同。西式发酵香肠在发酵一期风味化合物从第1天的39种增加到第5天的54种，进入发酵二期，化合物的数量基本趋于稳定，达到最大值第10天的58种。中式风干香肠化合物数量在风干期从第1天的44种达到最大值即风干期结束第5天的47种。进入贮藏期，化合物数量稍有降低达到第15天的40种。在第5天，中式风干香肠中酯类、醛类、酸类的种类较多，醇类、烯烃类、酮类等物质的种类较少。在贮藏期，第10天的西式发酵香肠化合物种类明显高于中式风干香肠，可能是西式发酵香肠进入发酵的第二阶段，乳酸菌大量生长繁殖，代谢蛋白质、脂肪等化合物，增加了醛类、酯类等物质的种类。由此可见，香肠中的微生物对风味物质的影响非常大。

2.6 挥发性化合物组成及含量变化分析

利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪(SPME-GC-MS)测定两种工艺条件下香肠中挥发性风味成分，见图6。1号组中式香肠产品中共鉴定出210种挥发性风味物质，各阶段分别为44，38，47，41，40种，相对百分含量分别为54.393%、71.058%、89.368%、50.961%、72.439%。2号组中式香肠产品中共鉴定出260种挥发性风味物质，各阶段分别为39，54，54，58，55种，相对百分含量分别为47.192%、49.138%、94.513%、85.233%、76.908%，两组香肠主要为酯类、醛类、醇类、烯烃类、烷烃类、酸类、酮类化合物。两种加工方式下的香肠风味物质的种类及相对含量随加工时间的延长而递增。中式风干香肠在风干第1天的挥发性物质在所有可以分析的物质中占比为54.393%，到风干结束期(第5天)达到最大值89.368%。而西式发酵香肠在第1天挥发性物质在所有可以分析的物质中占比为47.192%，发酵第一期结束(第5天)时达到最大值94.513%。

图6 中、西式香肠加工过程中挥发性风味物质的相对含量变化热图

中式风干香肠和西式发酵香肠样品的挥发性风味成分在各阶段组成稍有不同，在第3 天时中式风干香肠风味物质含量高于西式发酵肠。随着加工时间的延长，在第5天时西式发酵肠风味物质含量高于中式风干香肠，主要体现在醛类、醇类、酮类和烯烃类化合物的比例，可能是由于两种香肠的加工方式不同。整体上西式发酵肠风味物质总含量高于中式风干香肠。

3 结论

采用中式风干和西式发酵两种不同加工工艺对香肠进行加工，对比了香肠的pH值、水分活度(Aw)、硫代巴比妥酸(TBARS)值、微生物数量以及挥发性风味物质等指标。结果表明，中、西式加工工艺对香肠的理化性质及挥发性风味物质产生的影响有一定的异同。两种工艺都能降低香肠的pH值、水分活度，促进微生物增殖，蛋白质氧化分解，产生特殊的风味物质。中式风干香肠工艺制作温度低(8～12 ℃)，微生物生长缓慢，含量也较低，pH下降慢，TBARS值更低；西式发酵香肠工艺制作温度较高(30 ℃)，微生物快速增殖，含量较高，pH下降快，TBARS值更高。西式发酵工艺由于脂质氧化和微生物代谢更旺盛，挥发性风味物质以酯类、醛类、酸类为主，相对含量更高，种类更丰富。