乳酸菌对发酵鸡肉肠中γ氨基丁酸及品质的影响
目 录
1 引言 1
1.1 γ-氨基丁酸的富集方法 1
1.1.1 化学制备法 1
1.1.2 植物富集法 2
1.1.3 微生物发酵法 2
1.2 外源酶对香肠的影响 2
1.3 影响GABA富集的因素 3
1.3.1 Ca2+对GABA富集的影响 3
1.3.2 L-谷氨酸对GABA富集的影响 3
1.3.3 VB6对GABA富集的影响 3
1.4 本研究的目的意义及主要研究内容 3
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 主要试剂 4
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 试验方法 5
2.4.1 发酵鸡肉肠的制作工艺 5
2.4.2 不同来源乳酸菌对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 6
2.4.3 酶处理对发酵鸡肉肠品质及GABA含量的影响 6
2.4.4 鸡肉香肠制作中发酵工艺的研究 6
2.4.5 测定指标及方法 7
3 结果与分析 8
3.1三种乳酸菌对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 8
3.2 酶处理对发酵鸡肉肠品质及GABA含量的影响 9
3.3 发酵工艺对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.1 L-谷氨酸对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.2 VB6对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.3 乳酸菌接种量对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 11
3.4响应面法优化发酵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
鸡肉肠富集GABA的工艺研究 12
3.4.1 GABA含量回归模型拟合及方差分析 13
3.4.2 对发酵鸡肉肠富集GABA工艺的二次拟合响应面的分析 13
3.4.3 最优工艺条件和验证实验 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 引言
发酵肉制品在我国有着悠久的历史，发酵鸡肉肠是以鸡肉和猪脂肪为主要原料，结合西式发酵香肠工艺而制成的一种方便食品，因此同时具有鸡肉和发酵香肠的特点与营养价值。发酵成熟后，鸡肉中的蛋白质分解为氨基酸，促进人体消化吸收；同时增加了必需氨基酸及维生素等物质，加强了肉制品的保健性和营养性；另外也可进一步生成大量香味，产生特殊风味。肉制品发酵后，产生大量有益微生物，不仅抑制了肉制品腐败，延长了保质期，而且有利于降低亚硝胺的含量，减少对人体的伤害，提高了产品的安全性。
γ-氨基丁酸，又名4-氨基丁酸，英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)，以自由态的形式广泛分布在动物、植物和微生物体内，属于天然非蛋白质氨基酸。GABA的合成途径：在谷氨酸脱羧酶(Gluetamatedecarboxylase, GAD)催化下，谷氨酸(Gluetamic acid, 谷氨酸)发生脱羧反应转化为GABA。其分子式： C4H9NO2，分子量： 103.1，是一种白色或淡黄色结晶性粉末。GABA是目前研究较为深入的一种最普通的脑内抑制性递质，参与多种人体代谢，并且能够调节多种生理功能。微生物生产食品级GABA的生产条件温和、安全性高等优点，使得发酵法成为近年来研究的热点[1]。
1.1 γ-氨基丁酸的富集方法
GABA作为一种新型功能因子而广受关注，一方面可以开发成保健食品，另一方面可以开发成治疗药物。但是天然存在的GABA含量较少，提取方法复杂且难以控制，很难大量的提取分离，只能依靠人工富集。迄今为止，富集GABA的主要方法有化学合成法和生物合成法两种，而生物合成法又包括植物中富集法和微生物发酵法。
1.1.1 化学制备法
GABA的化学合成法的原理是将邻苯二甲酰亚胺钾与γ-氯丁氰在强烈条件（一般为180℃高温）下反应，使γ-氯丁氰发生取代水反应，将生成的产物和浓硫酸一起回流，发生水解反应，再经过结晶提纯就可得到GABA[2]。也可以将毗咯烷酮与氢氧化钙、碳酸氢铵混合，水解制得GABA[3]。但是这种方法得率较低，成本也高，使用到的化学试剂不仅有毒，而且污染环境。这种化学方法合成的GABA很难被人们认可而作为食品添加剂。
1.1.2 植物富集法
植物的种子、根茎和组织液中都含有GABA。植物组织中有两条合成和转化GABA的途径：一条由谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸合成，另一条通过多胺降解转化合成[4]。在植物体内，GABA对外界温度、氧气浓度、机械力等条件的激烈变化异常敏感，都会造成GABA富集或者减少。相对于化学合成法来说，这种安全，低成本的生物合成法就变得易于让人接受。但是这种植物富集的方法得到产品的产率较低，且不易控制。
1.1.3 微生物发酵法
微生物发酵法生成GABA源于早期研究的大肠杆菌，发酵时，主要用麸皮水解液，玉米浆，蛋白胨和矿物质等作为培养的物质， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
在发酵培养过程中，大肠杆菌中的L-Glu经过谷氨酸脱羧酶的脱羧反应，生成GABA，得到的GABA粗品再经过分离纯化得到精制的GABA 纯品。随着现代工业技术的发展和产品研究的不断拓新，以大肠杆菌为原料，生成GABA的不安全性得到重视，大肠杆菌已经逐渐被一些含有谷氨酸脱羧酶的曲霉菌、酵母菌、乳酸菌等代替，且部分已经占领大规模的市场，实现商业化生产[5]。
1.2 外源酶对香肠的影响
肉制品的培养发酵过程中，会发生多种多样的化学反应及生物反应，生物反应主要是脂肪的分解，糖类的水解及蛋白质的水解等。其中蛋白质的降解是肉制品成熟过程中一项重要的变化。而蛋白质降解主要因为酶的作用。近年来，有关酶制剂的发酵作用和成熟作用的研究引发一股热潮，国外研究人员研究利用酶来代替发酵剂，希望能达到微生物发酵的效果。
现如今，在肉制品发酵过程中添加外源酶越来越普遍，因为有着缩短香肠成熟期、形成特殊风味以及提高感官特性的优点，这使得添加外源酶逐渐成为发酵香肠的重点。Ansorena[6]等人在研究发酵香肠时，加入微生物来源的蛋白酶，研究结果表明，非蛋白氮组分显著增加，产品风味更加独特，并且感官评定结果无显著区别。Zapelena[7]等研究表明添加脂肪酶不能促进发酵，但在发酵香肠中添加金属蛋白酶—Neu-trase,能促进干发酵香肠的蛋白水解，香肠中非蛋白氮组分增加，感官特性提高并且不会造成香肠软化。Diaz[8,9]等研究实验表明：蛋白酶可以促进蛋白质降解，并使干发酵香肠软化。尤其是添加木瓜蛋白酶，作用明显。Nase[10]等报道乳杆菌蛋白酶使干发酵香肠的硬度明显提高，感官特性也有提高。
磷酸吡哆醛（PLP）作为谷氨酸脱羧酶的辅酶，对它的活性调节起重要作用。VB6是PLP的前体物质，PLP是VB6在体内的活性形式，VB6可以转化为PLP。谷氨酸脱羧酶通过PLP与脱辅基酶蛋白的解离和聚合而调节活性[13]。
（5）发酵：将灌肠完成后的样品放入恒温恒湿培养箱中，30℃下发酵48h，湿度控制在75%-90%。
表2 各试剂添加量
1 引言 1
1.1 γ-氨基丁酸的富集方法 1
1.1.1 化学制备法 1
1.1.2 植物富集法 2
1.1.3 微生物发酵法 2
1.2 外源酶对香肠的影响 2
1.3 影响GABA富集的因素 3
1.3.1 Ca2+对GABA富集的影响 3
1.3.2 L-谷氨酸对GABA富集的影响 3
1.3.3 VB6对GABA富集的影响 3
1.4 本研究的目的意义及主要研究内容 3
2 材料和方法 4
2.1 试验材料 4
2.2 主要试剂 4
2.3 主要仪器和设备 5
2.4 试验方法 5
2.4.1 发酵鸡肉肠的制作工艺 5
2.4.2 不同来源乳酸菌对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 6
2.4.3 酶处理对发酵鸡肉肠品质及GABA含量的影响 6
2.4.4 鸡肉香肠制作中发酵工艺的研究 6
2.4.5 测定指标及方法 7
3 结果与分析 8
3.1三种乳酸菌对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 8
3.2 酶处理对发酵鸡肉肠品质及GABA含量的影响 9
3.3 发酵工艺对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.1 L-谷氨酸对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.2 VB6对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 10
3.3.3 乳酸菌接种量对发酵鸡肉肠中GABA含量的影响 11
3.4响应面法优化发酵 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
鸡肉肠富集GABA的工艺研究 12
3.4.1 GABA含量回归模型拟合及方差分析 13
3.4.2 对发酵鸡肉肠富集GABA工艺的二次拟合响应面的分析 13
3.4.3 最优工艺条件和验证实验 15
结论 17
致谢 18
参考文献 19
1 引言
发酵肉制品在我国有着悠久的历史，发酵鸡肉肠是以鸡肉和猪脂肪为主要原料，结合西式发酵香肠工艺而制成的一种方便食品，因此同时具有鸡肉和发酵香肠的特点与营养价值。发酵成熟后，鸡肉中的蛋白质分解为氨基酸，促进人体消化吸收；同时增加了必需氨基酸及维生素等物质，加强了肉制品的保健性和营养性；另外也可进一步生成大量香味，产生特殊风味。肉制品发酵后，产生大量有益微生物，不仅抑制了肉制品腐败，延长了保质期，而且有利于降低亚硝胺的含量，减少对人体的伤害，提高了产品的安全性。
γ-氨基丁酸，又名4-氨基丁酸，英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)，以自由态的形式广泛分布在动物、植物和微生物体内，属于天然非蛋白质氨基酸。GABA的合成途径：在谷氨酸脱羧酶(Gluetamatedecarboxylase, GAD)催化下，谷氨酸(Gluetamic acid, 谷氨酸)发生脱羧反应转化为GABA。其分子式： C4H9NO2，分子量： 103.1，是一种白色或淡黄色结晶性粉末。GABA是目前研究较为深入的一种最普通的脑内抑制性递质，参与多种人体代谢，并且能够调节多种生理功能。微生物生产食品级GABA的生产条件温和、安全性高等优点，使得发酵法成为近年来研究的热点[1]。
1.1 γ-氨基丁酸的富集方法
GABA作为一种新型功能因子而广受关注，一方面可以开发成保健食品，另一方面可以开发成治疗药物。但是天然存在的GABA含量较少，提取方法复杂且难以控制，很难大量的提取分离，只能依靠人工富集。迄今为止，富集GABA的主要方法有化学合成法和生物合成法两种，而生物合成法又包括植物中富集法和微生物发酵法。
1.1.1 化学制备法
GABA的化学合成法的原理是将邻苯二甲酰亚胺钾与γ-氯丁氰在强烈条件（一般为180℃高温）下反应，使γ-氯丁氰发生取代水反应，将生成的产物和浓硫酸一起回流，发生水解反应，再经过结晶提纯就可得到GABA[2]。也可以将毗咯烷酮与氢氧化钙、碳酸氢铵混合，水解制得GABA[3]。但是这种方法得率较低，成本也高，使用到的化学试剂不仅有毒，而且污染环境。这种化学方法合成的GABA很难被人们认可而作为食品添加剂。
1.1.2 植物富集法
植物的种子、根茎和组织液中都含有GABA。植物组织中有两条合成和转化GABA的途径：一条由谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸合成，另一条通过多胺降解转化合成[4]。在植物体内，GABA对外界温度、氧气浓度、机械力等条件的激烈变化异常敏感，都会造成GABA富集或者减少。相对于化学合成法来说，这种安全，低成本的生物合成法就变得易于让人接受。但是这种植物富集的方法得到产品的产率较低，且不易控制。
1.1.3 微生物发酵法
微生物发酵法生成GABA源于早期研究的大肠杆菌，发酵时，主要用麸皮水解液，玉米浆，蛋白胨和矿物质等作为培养的物质， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
在发酵培养过程中，大肠杆菌中的L-Glu经过谷氨酸脱羧酶的脱羧反应，生成GABA，得到的GABA粗品再经过分离纯化得到精制的GABA 纯品。随着现代工业技术的发展和产品研究的不断拓新，以大肠杆菌为原料，生成GABA的不安全性得到重视，大肠杆菌已经逐渐被一些含有谷氨酸脱羧酶的曲霉菌、酵母菌、乳酸菌等代替，且部分已经占领大规模的市场，实现商业化生产[5]。
1.2 外源酶对香肠的影响
肉制品的培养发酵过程中，会发生多种多样的化学反应及生物反应，生物反应主要是脂肪的分解，糖类的水解及蛋白质的水解等。其中蛋白质的降解是肉制品成熟过程中一项重要的变化。而蛋白质降解主要因为酶的作用。近年来，有关酶制剂的发酵作用和成熟作用的研究引发一股热潮，国外研究人员研究利用酶来代替发酵剂，希望能达到微生物发酵的效果。
现如今，在肉制品发酵过程中添加外源酶越来越普遍，因为有着缩短香肠成熟期、形成特殊风味以及提高感官特性的优点，这使得添加外源酶逐渐成为发酵香肠的重点。Ansorena[6]等人在研究发酵香肠时，加入微生物来源的蛋白酶，研究结果表明，非蛋白氮组分显著增加，产品风味更加独特，并且感官评定结果无显著区别。Zapelena[7]等研究表明添加脂肪酶不能促进发酵，但在发酵香肠中添加金属蛋白酶—Neu-trase,能促进干发酵香肠的蛋白水解，香肠中非蛋白氮组分增加，感官特性提高并且不会造成香肠软化。Diaz[8,9]等研究实验表明：蛋白酶可以促进蛋白质降解，并使干发酵香肠软化。尤其是添加木瓜蛋白酶，作用明显。Nase[10]等报道乳杆菌蛋白酶使干发酵香肠的硬度明显提高，感官特性也有提高。
磷酸吡哆醛（PLP）作为谷氨酸脱羧酶的辅酶，对它的活性调节起重要作用。VB6是PLP的前体物质，PLP是VB6在体内的活性形式，VB6可以转化为PLP。谷氨酸脱羧酶通过PLP与脱辅基酶蛋白的解离和聚合而调节活性[13]。
（5）发酵：将灌肠完成后的样品放入恒温恒湿培养箱中，30℃下发酵48h，湿度控制在75%-90%。
表2 各试剂添加量
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