原辅料
出处:按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第368页(6060字)
(一)原料肉
用于制造发酵香肠的肉馅中瘦肉一般占50%~70%,几乎可以使用任何一种肉类原料,不过通常需根据各地的饮食传统做出选择。比如,在欧洲的大部分地区、美国以及亚洲的许多国家,猪肉是使用最广泛的原料。而在其它国家和地区,人们更多地使用羊肉和牛肉作为原料。鸡肉也可用于发酵香肠的生产,可是目前的产量很低。不管使用什么种类的原料肉,都必须保证产品具有很好的质量,不允许存在明显的质量瑕疵,如血污等。
影响原料肉作为发酵香肠加工适应性的主要因素包括持水力、pH和颜色。当使用猪肉作为原料时,初始pH应在5.6~6.0范围内,这样有利于发酵的启动,以保证pH的下降。因此,DFD肉不适合加工发酵香肠,而PSE肉可以用于生产干发酵香肠,但其添加量以不超过20%为宜。另外,人们通常认为以老龄动物肉为原料生产的干发酵香肠质量更好,所以常常优先选用这类原料。
在许多传统加工方法中,脱骨后的原料肉通常在使用前于冷藏室内用冷风吹干,这样做被认为有利于改进发酵香肠的质量。可是现在人们对此仍存有异议,而且冷风吹干会增加额外的费用。
原料肉需具有较好的卫生质量以减少发酵初期有害微生物与乳酸菌的竞争,这对涂抹型色拉米肠的加工尤为重要,否则如果原料肉中初始微生物数量较高会导致最终产品的微生物不稳定性。目前在欧美国家不允许使用机械脱骨肉糜作为发酵香肠的原料,就是因为这类产品的微生物数量较多,同时功能性质又较差。不过,有人将其用于涂抹型香肠的生产后发现对最终产品的微生物稳定性没有产生太大的不良影响。在生产涂抹型发酵香肠时,为了防止脂肪的分离而改善涂抹性能,必须采取特殊的措施,如将肉和脂肪与添加的大豆分离蛋白或酪蛋白钠进行预乳化。
尽管许多发酵香肠中脂肪含量很高(干发酵香肠最终产品中脂肪含量有时高达50%),但一般不选用高脂肪含量的肉块,脂肪通常是单独添加的成分。
(二)脂肪
脂肪是发酵香肠中的重要组成成分,干燥后的含量有时可以高达50%。脂肪的氧化酸败是发酵香肠(尤其是干香肠)贮藏过程中最主要的质量变化,是限制产品货架期的主要因素。因此要求使用熔点高的脂肪,也就是说脂肪中不饱和脂肪酸的含量应该很低。牛脂和羊脂因气味太大,不适于用作发酵香肠的脂肪原料。一般认为色白而又结实的猪背脂是生产发酵香肠的最好原料。这部分脂肪只含有很少的多不饱和脂肪酸,如油酸和亚油酸的含量分别为总脂肪酸的8.5%和1.0%,这些多不饱和脂肪酸极其容易发生自动氧化。如果猪日粮中多不饱和脂肪的含量较高,脂肪组织会较软,使用这样的猪脂肪后会导致最终产品的风味和颜色发生不良变化,并且会迅速发生脂肪氧化酸败,缩短货架期。
任何一种脂肪都不能较长时间贮藏在会引起早期变质的条件下。因此,为降低猪脂肪中的过氧化物含量,宰后猪脂肪应立即快速冷冻,同时避免长期贮藏。在一些国家,允许与脂肪一起添加抗氧化剂,BHT和BHA应用最为广泛,但被怀疑会引起不良的毒理学反应。在有些国家,还允许使用下列添加剂:抗坏血酸棕榈酸酯、人工合成的天然抗氧化剂,如合成生育酚、富含生育酚的天然提取物等;迷迭香草和某些香辛料,如大蒜和肉豆蔻皮等也具有一定的抗氧化性能。抗坏血酸可以作为抑制脂肪氧化的添加剂,但在许多情况下其主要作用是作为腌制剂中的发色助剂,以形成并保持产品良好的颜色。
(三)腌制剂
腌制剂中主要包括氯化钠、亚硝酸盐或硝酸盐、抗坏血酸钠等。
1.氯化钠
在发酵香肠中的添加量通常为2.5%~3.0%,能够将原料的初始水分活性(Aw)降到0.96左右。在某些意大利色拉米肠中其添加量更大一些,干燥后制品中的含量可以达到8%以上。这样高的氯化钠含量与亚硝酸盐(浓度可以达到150mg/kg)以及低pH相结合,形成了一个强有力的抑制体系,使得原料中的大部分有害微生物的生长被抑制,同时有利于乳酸菌和小球菌的生长。氯化钠在肉馅中还起到溶解蛋白质的作用,将肌原纤维蛋白(盐溶蛋白)部分溶出,以便在肉粒周围包裹一层薄膜,形成乳糜状,提高了肉粒之间的黏结性,有利于形成好的产品质地。此外,氯化钠是形成产品滋味的重要成分之一。
2.亚硝酸盐
除了干发酵香肠外,其它类型的发酵香肠在腌制时首先选用亚硝酸盐。亚硝酸盐可直接加入,添加量一般小于150mg/kg。亚硝酸盐对形成发酵香肠最终的颜色和推迟脂肪氧化都是非常重要的,同时能够抑制革兰氏阴性细菌及肉毒梭状芽孢杆菌的生长,此外还有利于形成腌制肉特有的香味。
尽管氯化钠和对最终产品的稳定性起到一定作用,但是在大多数情况下其主要作用则是在发酵初期创造一种适合于乳酸菌生长的选择性优势条件,同时抑制有害微生物的生长。在含水量和水分活度相对较高的半干香肠中,亚硝酸盐维持最终产品稳定性的作用是最大的。
3.硝酸盐
在生产发酵香肠的传统工艺中或在生产干发酵香肠过程中一般加入硝酸盐而不加入亚硝酸盐,添加量通常为200~600mg/kg,甚至更大一些。不过人们普遍认为,发酵香肠中的这一添加量偏高。同所有肠类肉制品一样,最终在加工中起作用的仍然是亚硝酸盐,所以加入的硝酸盐必须经微生物或还原剂(如抗坏血酸钠)还原为亚硝酸盐,为此肉馅中应保证含有足够数量的硝酸还原微生物的存在,有时需在发酵剂中添加。如果肉馅在刚开始腌制时亚硝酸盐的浓度就很高,会明显抑制对产生风味化合物或其前体物有益的微生物的活力。因此,用硝酸盐作腌制剂生产的干香肠在风味上常常要优于直接添加亚硝酸盐生产的发酵香肠。
在某些地方传统产品中,既不添加硝酸盐也不添加亚硝酸盐,比如西班牙的辣香肠(chorizo),其中少量存在的硝酸盐是从其它成分中转化而来的,其主要来源是大蒜粉和辣椒粉。
4.抗坏血酸钠
为腌制剂中的发色助剂,起还原剂的作用。能将硝酸根离子还原为亚硝酸根离子,再将后者还原为NO;或者将高铁肌红蛋白与氧合肌红蛋白还原为肌红蛋白。
(四)碳水化合物
宰后猪肉或牛肉的肌糖原在无氧呼吸条件下迅速酵解成乳酸,至pH为5.4左右,即到达最低pH。我们知道,微生物能利用葡萄糖产生乳酸,但是一旦其所能利用的单糖碳源被耗尽,许多好氧或兼性厌氧细菌就会利用氨基酸作碳源进行生长繁殖,从而导致肉的腐败。因此在肉中添加碳水化合物并结合除氧可以适当延长肉的货架期。碳水化合物的存在和无氧环境会促进乳酸菌的生长,而乳酸菌的代谢产物是乳酸,这样就进一步降低了肉的pH,从而抑制了其它细菌(尤其是腐败菌和致病菌)的生长,防止了肉的腐败变质,并保证了产品的食用安全性。
刚宰完的鲜猪肉和鲜牛肉,其中葡萄糖的含量分别只有7μmo1/g和4.5μmol/g左右,这意味着其宰后的pH不可能大幅度下降,为了保证获得足够低的pH,就需要添加一定数量的碳水化合物。在发酵香肠生产中所添加的碳水化合物一般是葡萄糖与低聚糖的混合物。因为如果只添加葡萄糖,需要添加的量较大,会导致pH下降太快,使肉中的某些对酸敏感的细菌不能生长,而这些细菌对发酵香肠的成熟和最终产品的特性是有益的;反之,如果添加的葡萄糖数量过少或者只添加降解速度很慢的低聚糖,香肠在发酵后的成熟过程中,由于温度较高(可达近30℃以上),可能导致有害微生物的生长。只有将这两种糖结合使用,才能保证既获得较低的初始pH,抑制有害微生物的生长,又不会对有益于香肠特性的成熟菌造成损害。两种糖的添加量通常为0.4%~0.8%,发酵后香肠的pH为4.8~5.0。但是在生产意大利式色拉米肠时添加量较低,为0.2%~0.3%。这是因为这类发酵香肠中一般添加硝酸盐而不添加亚硝酸盐,添加碳水化合物的量要少,以降低有机酸形成的速度,从而避免硝酸盐还原微生物过早被抑制。相反,在生产美式半干发酵香肠时为保证使pH快速下降,添加量一般较大,可达2.0%,产品的最终pH为4.5左右,口味偏酸。
尽管在发酵香肠生产中添加碳水化合物已经是常规做法,但有人通过对发酵肉制品商业化进程的系统研究后,对在发酵香肠中添加碳水化合物的作用提出质疑。研究表明,在未使用外加发酵剂制造的一种德式香肠中,不添加碳水化合物时的酸化速率与含有0.8%或1.6%的糖时的酸化速率相同。这说明添加的糖类要么没有被利用,要么只被利用了一部分。相反,另外的研究显示,在一种意大利香肠中添加0.2%的糖,结果这些糖在发酵过程中被完全利用。
添加碳水化合物的量不能过多,不然会使肉馅的初始水分活度较低,再加上所添加的氯化钠也会降低初始水分活度,以至于过低的水分活度使发酵难以启动,影响产酸速率和pH的下降。
有些国家还采用添加奶粉的办法作为乳糖的来源,或者添加马铃薯粉作为淀粉的来源。这些添加物主要是作为肉类填充剂使用的,由于它们的持水性与肉不同,结果在产品干燥过程中会带来一些问题。
(五)酸化剂
添加酸化剂的目的是保证在发酵初期pH能够迅速下降。有专家认为,对于不添加发酵剂生产的发酵香肠来说,使用酸化剂对保证产品的安全性非常重要。在涂抹型产品中酸化剂经常与发酵剂结合使用,这类产品尤其需要pH在短时间内降下来。可是,对其它类型的产品,人们通常认为同时使用酸化剂和发酵剂会导致产品质量较差。
许多生产商优先选用的酸化剂是δ一葡萄糖酸内酯,添加量为0.5%左右。在发酵香肠中δ一葡萄糖酸内酯能够在24h之内水解为葡萄糖酸,迅速降低肉馅的初始pH,对干燥成熟初期有害的酸敏感细菌产生抑制作用,但同时也干扰了微生物还原硝酸盐的活力和芳香物质的形成,因此常用于不干发酵香肠的生产,一般不用于干发酵香肠中。
有些发酵香肠在生产中直接添加乳酸或其它有机酸作为酸化剂。由于肉中蛋白质遇酸凝固,肉馅的均匀一致性会因此发生改变,进而给后面的填充操作造成困难。不过这一问题可以通过将有机酸用部分氢化植物油形成的膜衣包埋的方法加以解决。膜衣在发酵过程中因温度升高而融化并释放出有机酸,这种释放过程也会在室温下发生,但有时只有在加热时当温度达到60~65℃以上才融化。δ~葡萄糖酸内酯也可以采用包埋的方法,这样可以避免由于机械冲击或者其它原因造成的过早水解而带来的问题。
(六)发酵剂
目前,在半干发酵香肠生产中几乎普遍使用微生物发酵剂,但在干发酵香肠生产中只有像德国等少数国家越来越多地使用发酵剂,而在其它国家和地区,很少使用发酵剂。不过发酵剂在发酵香肠生产中的作用和价值正在得到越来越广泛的认同。发酵香肠中使用的发酵剂主要由乳酸菌组成,添加的主要目的是为了改进产品质量的稳定性的同时对发酵过程进行控制。当腌制剂中使用的盐类为硝酸盐而非亚硝酸盐时,发酵剂中常常还要包含一种或两种硝酸盐还原细菌,如小球菌或葡萄球菌的菌株。葡萄球菌也可以在无乳酸菌的情况下单独添加。有关发酵剂的更详细的内容将在本章第四节发酵剂中讨论。
有研究指出,在肉类发酵过程中存在多种乳杆菌,它们一般都具有两种酶活性:硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶。亚硝酸盐还原酶又有两种类型,分别为血红素依赖型和非血红素依赖型。前者在发酵过程中的最终产物是氨;而后者则生成N2O和NO,并有利于产品玫瑰红色的形成,不过一般情况下,该酶活性很低,不足以满足生产的需要。
(七)香辛料及其它组分
大多数发酵香肠的肉馅中均可以加入多种香辛料,如黑胡椒、大蒜(粉)、辣椒(粉)、肉豆蔻和小豆蔻等。胡椒粒或粉是各种类型的发酵香肠中添加最普遍的香辛料,用量一般为0.2%~0.3%。其它香型料如辣椒(粉)、大蒜(粉)、肉豆蔻和灯笼椒等,也可以添加到发酵香肠中,种类和用量视产品类型和消费者的嗜好而定。
香辛料在发酵香肠中发挥以下几方面的作用:
(1)赋予产品香味;
(2)刺激乳酸的形成,这是因为像胡椒、芥末、肉豆蔻等香辛料中锰的含量较高,而锰是乳酸菌生长和代谢中多种酶所必需的微量元素,包括关键的糖酵解酶如6-二磷酸果糖缩醛酶;
(3)抗脂肪氧化。大蒜、迷迭香等香辛料中含有抗氧化物质,能抑制脂肪的自动氧化作用,从而延长产品的货架期。
一些国家还允许在发酵香肠中添加抗氧化剂和L-谷氨酸,后者作为滋味助剂。另外有些国家还允许在发酵香肠中使用肉类填充剂,如植物蛋白尤其是大豆蛋白,最常使用的是大豆分离蛋白,添加量可达5%。一般认为当其使用量在2%以下时不会给产品质量带来不好的影响。大豆分离蛋白吸水性较强,因而可以在一定程度上降低氯化钠的使用量。另外,人们还使用一些血液制品替代植物蛋白添加到发酵香肠中,尽管最终产品的质量仍可以接受,但与常规配方相比,还是会造成发酵过程的差异并导致产品感官性状的不良变化。