发酵香肠是发酵肉制品的典型代表之一，具有风味独特、营养价值高、肉品质构好、易于消化等特点。随着近年来发酵剂的广泛应用及加工过程中参数的严格控制，发酵香肠的生产逐步进入到规模化、标准化和高效化的现代化生产阶段，使得发酵香肠成为发酵肉制品中产量最大的产品之一。然而，发酵香肠含有大量的脂肪，其在加工贮藏过程中的过度氧化会影响发酵香肠的感官和营养品质，缩短货架期，带来安全隐患。近年来，动植物蛋白源获得的抗氧化肽因其活性强、结构稳定、安全系数高等优点引起了研究者们广泛关注。
蛋白质是发酵香肠重要组成成分，在长期发酵和成熟过程中依靠肌肉内源蛋白酶和微生物蛋白酶的共同作用降解成多肽和游离氨基酸。考虑到腌制剂及发酵条件对内源蛋白酶的抑制作用，发酵剂分泌的蛋白酶对多肽形成起着重要的作用。常用的微生物发酵剂包括乳酸菌、凝固酶阴性葡萄球菌、酵母和霉菌等。
目前，关于通过选择接种适合的发酵剂促进发酵香肠蛋白水解产生内源性抗氧化肽的研究鲜有报道。因此，金陵科技学院动物科学与技术学院的冯美琴和南京农业大学食品科技学院（国家肉品质量安全控制工程技术研究中心）的余頔、孙健*将L.plantarum CD101和S.simulans NJ201作为发酵剂接种到发酵香肠中，以自然发酵香肠作为对照组，探究发酵剂对发酵香肠蛋白质的降解及多肽抗氧化活性影响，以期提高发酵香肠抗氧化能力，为通过内源性抗氧化肽抑制香肠氧化提供一定理论依据。
1 发酵剂对发酵香肠pH值与微生物活菌数的影响
结果显示，接种组的pH值显著低于对照组（P＜0.05）。这是由于接种组在香肠制作初期添加107 CFU/g的L.plantarum CD101，该菌在发酵阶段适宜温湿度下具有快速产酸的能力。同时，pH值在初始阶段快速下降也将抑制其他微生物生长，使得香肠在第37天成熟时，接种组乳酸菌、葡萄球菌、菌落总数均显著性低于对照组（P＜0.05）。对照组的产酸菌主要来源于原料肉与环境，其初始数量相对较少（约5（lg（CFU/g））），且产酸能力不一。
2 发酵剂对发酵香肠TN和NPN含量的影响
结果显示，2 组香肠的TN含量没有显著差异（P＞0.05），说明2 组香肠在加工过程中因水分损失含氮物质没有差异。NPN含量指除蛋白以外含氮化合物的总含量，包括氨基酸、多肽、氨及铵盐等含氮化合物。接种组的NPN含量显著高于对照组（P＜0.05），说明添加发酵剂促进了蛋白质降解。NPN含量的增加也有利于微生物蛋白酶利用NPN生成小分子多肽。
3 发酵剂对发酵香肠的SDS-PAGE的影响
如图1A所示，发酵香肠在成熟37 d后，在高浓度食盐作用下肌浆蛋白发生变性，条带基本保持稳定。相比于对照组，接种组在130～250 kDa处条带染色强度降低，31 kDa处条带消失，小于15 kDa的低分子质量条带染色强度增加，说明接种发酵剂促进了发酵香肠肌浆蛋白的水解。
如图1B所示，2 组发酵香肠的肌球蛋白重链（220 kDa）均已发生强烈降解。接种组的肌动蛋白（45 kDa）、原肌球蛋白（40 kDa）和肌钙蛋白（37 kDa）条带染色强度降低，在38 kDa处出现新的条带。此外，与肌浆蛋白相似，接种组在分子质量小于20 kDa的低分子质量条带染色强度增加。在对照组香肠中也观察到这种积累，但没有接种组香肠的染色强度深。以上结果表明，接种发酵剂促进了发酵香肠中肌原纤维蛋白的水解。蛋白降解主要依靠内源蛋白酶和微生物蛋白酶的共同作用。由乳酸菌产生的乳酸可以刺激内源蛋白酶的活性，从而有利于微生物蛋白酶发挥作用，促进蛋白继续降解。
4 发酵剂对发酵香肠多肽含量的影响
如图2所示，对照组和接种组的粗肽含量分别为66.97 mg/g和74.29 mg/g，接种组的含量显著高于对照组（P＜0.05），这一结果与接种组SDS-PAGE图谱中分子质量小于20 kDa处条带的染色强度增强相吻合，进一步证明混合发酵剂对发酵香肠中蛋白质降解和小分子多肽积累的有效性。在本实验中，接种组分子质量小于3 kDa的小分子多肽略高于对照组，分别为55.84 mg/g和58.29 mg/g，没有显著性差异（P＞0.05），这可能是由于发酵剂同时具有较好氨肽酶活性。这些分子质量小于3 kDa的多肽通常具有更好的生物活性。
5 发酵剂对发酵香肠多肽抗氧化能力的影响
如图3所示，接种组粗肽和小分子多肽的DPPH自由基清除活性、ABTS阳离子自由基清除活性、FRAP值均显著高于对照组（P＜0.05），这表明接种发酵剂能显著增强发酵香肠多肽的抗氧化能力。值得注意的是，即使在相对较低浓度下，相同处理组小分子多肽的抗氧化能力显著高于粗肽（P＜0.05）。同时，对不同分子质量范围的多肽与抗氧化活性之间进行相关性分析，发现分子质量在1～5 kDa多肽与ABTS阳离子自由基清除率、DPPH自由基清除率之间有较好的相关性。以上结果说明，该发酵香肠多肽的抗氧化能力主要来源分子质量小于3 kDa的多肽。
6 发酵剂对发酵香肠游离氨基酸组成的影响
结果显示，游离氨基酸是非蛋白氮的重要组成部分，它们对提升发酵肉制品的风味和营养价值有重要作用。在总游离氨基酸含量上，接种组总游离氨基酸含量显著高于对照组（P＜0.05），为对照组的1.43 倍，表明接种发酵剂具有良好的氨肽酶活性，可以显著提高发酵香肠中游离氨基酸的含量。除Asp、Ser外，其他游离氨基酸在接种组中的含量均显著高于对照组（P＜0.05）。其中，Glu、Ala、Lys、Leu、Thr、Phe、Val在2 组中均有较大贡献，约占总游离氨基酸含量70%，与其他报道相似。Glu有助于鲜味的表达；Ala、Thr有助于甜味的表达。
接种组中人体必需氨基酸的含量也显著高于对照组（P＜0.05），总含量分别为420.42 mg/100 g和293.36 mg/100 g。碱性氨基酸可与不饱和脂肪酸反应生成盐，从而抑制不饱和脂肪酸氧化反应的发生。除此之外，具有抗氧化活性的氨基酸（Met、Tyr、His、Lys、Cys），在接种组中占总游离氨基酸的比例比对照组更高，分别为22.81%和25.59%。
结 论
本实验探究了接种发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响。结果表明，相比自然发酵，接种混合发酵剂L.plantarum CD101和S.simulans NJ201促进了发酵香肠蛋白质降解。发酵剂有助于NPN含量增加；微生物蛋白酶可以利用NPN生成小分子质量多肽。根据SDS-PAGE图谱，接种组在分子质量小于20 kDa条带处出现明显累积。从接种组提取的粗肽及分子质量小于3 kDa多肽的DPPH自由基清除活性、ABTS阳离子自由基清除活性及FRAP值均显著高于对照组，小分子多肽抗氧化能力均显著高于粗肽。同时接种发酵剂促进发酵香肠中游离氨基酸的释放，有助于提升发酵香肠风味及营养特性。这些结果为通过接种功能性微生物发酵剂产生内源性抗氧化肽从而抑制发酵香肠氧化提供新的思路。
本文《发酵剂对发酵香肠蛋白质降解及多肽抗氧化能力的影响》来源于《食品科学》2020年41卷20期97-104页，作者：冯美琴，余頔，孙健。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200521-251。
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修改/编辑：袁月；责任编辑：张睿梅
图片来源于摄图网
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