马金凤，刘宇涵，刘宇欣，朱然，丁玉萍

(佳木斯大学 生命科学学院，黑龙江 佳木斯 154007)

发酵香肠是指将绞碎的肉在添加辅料的同时加入发酵剂，混合后灌进肠衣，经控温发酵，制成具有稳定的微生物特性和典型的发酵香味的肉制品。在发酵过程中，乳酸菌发酵碳水化合物形成乳酸[1]，使香肠的pH值降低，低pH值可促进亚硝酸盐与肌红蛋白结合，有利于保持香肠的色泽，提高香肠的货架期。低pH值可以使香肠的水分活性降低，游离脂肪酸含量和单不饱和脂肪酸含量升高，亚硝酸盐在香肠中的残留量降低[2]。目前，对发酵菌降低亚硝酸盐含量的报道较多，但辛料对发酵菌降低亚硝酸盐含量的影响鲜有报道。本研究以混合乳酸菌为发酵剂，在模拟培养基中添加葱、姜、蒜3种辛料，探究辛料对香肠发酵菌降解亚硝酸盐的影响，旨在为香肠生产加工提供理论依据[3]。

1 试验材料

1.1 材料

混合菌种：佳木斯大学发酵工程实验室提供；黄豆、蔗糖、奶粉(全脂奶粉)[4]、食盐(食品级)：购于超市。

1.2 试剂

硼酸、冰乙酸、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、亚硝酸钠、亚铁氰化钾、乙酸锌：均为分析纯。

1.3 仪器与设备

UV754型紫外可见分光光度计；SK7200H型超声波清洗器；SPX-250B-Z型生化培养箱；YXQ-LS-75SII型立式压力蒸汽灭菌器；HH-Z2型恒温水浴锅；pHS-3C型数显酸度计；九阳破壁料理机-干磨绞肉-全自动搅拌豆浆渣汁分离榨汁机-原汁果汁机。

1.4 方法[5]

食用菌→清洗挑选→破碎→加入肉模拟培养基→分装→灭菌→冷却→接种→恒温培养→取出→指标测定。

1.4.1 培养基

模拟培养基(1 L)：奶粉20 g、蔗糖30 g、亚硝酸盐150 mg、食盐15 g，将折光度5%的豆浆定容至1 L，于115 ℃灭菌15 min。

活化培养基(1 L)：奶粉20 g、蔗糖30 g，将折光度5%的豆浆定容至1 L，于121 ℃灭菌15 min。

1.4.2 菌种的活化

将保存的混合菌种接入活化培养基中，于37 ℃培养24 h，取出，备用。

1.4.3 单因素试验

对洋葱、生姜、大蒜3种辛料的添加量进行单因素试验，3种辛料添加量的梯度设置均为0，20，40，60，80，100，120 g/L。按6%的接种量接入活化后的菌种，于37 ℃培养24 h，取出测亚硝酸盐含量及pH值。各组做3个重复，结果取平均值。

1.4.4 正交试验设计

为了探究3种辛料同时添加对降解亚硝酸盐的影响，以洋葱、生姜、大蒜为因素，进行三因素三水平L9(33)正交试验。正交试验方案见表1。

表1 正交试验方案Table 1 Orthogonal test scheme g/L

1.4.5 指标的测定

参考GB 5009.3-2010《食品中水分的测定》。

1.4.5.1 pH值的测定

采用精密酸度计测定。

1.4.5.2 亚硝酸盐的测定

参考GB/T 5009.33-2008中的盐酸萘乙二胺法测定。

亚硝酸盐标准曲线见图1。

图1 亚硝酸盐标准曲线Fig.1 Standard curve of nitrite

亚硝酸盐降解率的计算公式：P=(X空-X1)/X空。

式中：P为亚硝酸盐的降解率；X1为试样中亚硝酸盐的含量，mg/kg；X空为未接菌种且未添加任何辛料，添加150 mg/L亚硝酸盐后实际测得的亚硝酸盐含量，为107.90 mg/kg。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 洋葱对香肠发酵菌降解亚硝酸盐影响的试验结果

图2 洋葱单因素试验结果Fig.2 Single factor experimental results of onion

由图2可知，添加洋葱的亚硝酸盐降解率均比未添加洋葱的高。洋葱添加量为20～120 g/L，亚硝酸盐降解率呈正态分布，最高值比最低值高3.80%，差异不显著。未添加洋葱的亚硝酸盐降解率为83.27%，添加量为80 g/L时降解率最高，为96.15%，比未添加洋葱的降解率高12.88%。同时洋葱添加量为80 g/L时，pH值为3.13，是7组中最低的，添加洋葱组的pH值均比未添加洋葱组低。

2.1.2 生姜对香肠发酵菌降解亚硝酸盐影响的试验结果

图3 生姜单因素试验结果Fig.3 Single factor experimental results of ginger

由图3可知，生姜添加量为20～120 g/L，亚硝酸盐降解率呈正态分布；生姜添加量为20～100 g/L，亚硝酸盐降解率均比0号组高；当生姜添加量为120 g/L时，亚硝酸盐降解率低于未添加生姜组，在一定范围内，添加生姜对亚硝酸盐降解有促进作用，添加量过高会抑制亚硝酸盐降解。

2.1.3 大蒜对香肠发酵菌降解亚硝酸盐影响的试验结果

图4 大蒜单因素试验结果Fig.4 Single factor experimental results of garlic

由图4可知，大蒜添加量为20～120 g/L，亚硝酸盐降解率呈正态分布，均高于未添加大蒜组的亚硝酸盐降解率。添加量为80 g/L时最高，高于0号组14.94%。添加量为20～120 g/L时最高值达98.21%，最低值为94.87%，两者相差3.34%，差异较小。亚硝酸盐降解率最高组pH值最低，之后随着大蒜量的增加，pH值有所升高。

2.2 正交试验结果与分析

以亚硝酸盐降解率为评价指标，对洋葱、生姜、大蒜进行三因素三水平L9(33)正交试验，试验结果见表2。

表2 正交试验结果与数据分析Table 2 Orthogonal test results and data analysis

由表2可知RC>RB>RA，3种辛料对香肠发酵菌降解亚硝酸盐的影响均具有促进作用，影响从大到小依次为：大蒜>生姜>洋葱。A因素列：K3>K2>K1，B因素列：K3>K2>K1，C因素列：K2>K3>K1。由此可以得出正交试验优化的组合为A3B3C2(Y)，即洋葱添加量为50 g/L，生姜添加量为50 g/L，大蒜添加量为50 g/L。由表2可知：最佳组为3号，组合A3B3C1(Z)降解率为98.54%，即洋葱添加量为50 g/L，生姜添加量为50 g/L，大蒜添加量为30 g/L。

2.3 对比验证试验

对正交试验得出较好的两个组合，即Y(A3B3C2)、Z(A3B3C1)，做对比验证试验，结果见表3。

表3 对比验证试验结果Table 3 Contrast validation test results

3 结论与讨论

通过单因素试验得出：3种辛料单一添加时[6]，洋葱80 g/L、生姜40 g/L、大蒜80 g/L对香肠发酵菌降解亚硝酸盐影响最好，降解率最大。对3种辛料组合进行正交试验得出：3种辛料添加量分别为洋葱50 g/L、生姜50 g/L、大蒜30 g/L时，香肠发酵菌降解亚硝酸盐的效果最好，降解率为98.54 %[7，8]。

辛料本身含有一定的营养价值，洋葱富含半胱氨酸、硒等，具有促进消化、杀菌消炎、抗衰老等功效[9]；生姜富含姜酮、钾等物质，有增进食欲、活血驱寒、解毒等功效；大蒜富含蒜胺、维生素C等营养物质，具有降低血糖、保护心血管等作用，将这3种辛料添加到发酵香肠中不仅能改善香肠的风味品质[10]，还能提供发酵菌所需的营养，促进菌的生长繁殖。本研究证实添加一定的辛料pH值低于未添加辛料组，pH低说明发酵菌代谢旺盛。当添加量在20～120g/L范围内，3种辛料只有生姜添加量在120g/L时亚硝酸盐降解率低于未添加生姜组；洋葱和大蒜添加量在80g/L时降解率最高，之后随着添加量增加，降解率降低，但均高于未添加辛料组，说明辛料的添加不宜过量，过量会影响发酵菌的繁殖和亚硝酸盐的降解率。