肉品發酵劑及肉品發酵技術優化的研究現狀*

蔡魯峰，鄧高毅，黃亞芳，王遠亮

(湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙，410128)

發酵肉制品是指在人工控制或自然條件下利用微生物發酵作用產生的具有特殊的風味、色澤和質地的且具有較長保存期的肉制品，其獨特的風味及營養特性受到廣大消費者喜愛［1］。畜禽肉在發酵微生物的作用下，蛋白質部分被分解為氨基酸、芳香類等小分子物質，賦予產品特殊的風味;糖類物質被轉化為酸或醇使pH降低，增加了肉制品的爽口的酸味且能延長肉制品的貨架期［2］;用于肉制品發酵的微生物在肉品發酵成熟過程中可以抑制肉品中的有害菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等，另外消費者食用后還可以增加腸道中的益生菌群。植物源乳酸菌最早用于發酵肉制品中，經過不斷的發展，內源乳酸菌也被用在肉品發酵過程中，隨著人們對微生物的深入了解，研究者發現混菌發酵的產品品質更佳，由此肉品發酵劑又進入了乳酸菌與微球菌等混合菌種發酵階段［3］。發酵肉制品的種類繁多，國內和國外的產品有所差別，土耳其大香腸，西班牙生火腿等是國外比較有名的發酵肉制品;在國內哈爾濱大紅腸，金華火腿比較受消費者青睞，還有流行于四川、湖南和廣東一帶的臘肉，貴州、江西一帶的少數民族的酸肉以及上海的咸肉都因其獨特的風味被當地群眾所喜愛。經濟快速發展，生活水平不斷提高，市場需求大，消費者青睞等諸多因素為肉制品的開發提供了強大的動力，研究并發展發酵肉制品產業是能夠促進我國肉制品工業迅速發展的重要一環。本文從發酵肉制品的特點出發，闡述了其營養性，易被接受性。對應用于發酵肉制品的發酵劑的發展和用于發酵的微生物在發酵過程的作用以及國內外研究現狀進行了總結。同時也指出了該產品已被研究證實的隱性危害，并對其預防和控制措施的研究現狀進行了概述。

1 肉品發酵劑

1.1 肉品發酵劑的起源和發展

美國人Padock和Jernen(1940)在專利中第1次描述了乳酸菌單菌種在發酵香腸中的應用，開創了純培養微生物作為發酵劑的先河。芬蘭科學家Ninivaara(1955)從芬蘭傳統食品中分離出一種微球菌用來發酵肉制品，并提出了作為發酵劑的微生物選擇標準［3］。Hammeswp(1994)指出，發酵劑通常指含活的或休眠的微生物，能夠在發酵基質中進行理想的新陳代謝活動的制劑，由此明確了肉品發酵劑的概念［4］。我國肉品發酵劑的發展已經從原來的自然發酵，發展到了現在的單菌或混合菌種發酵的階段，用作發酵劑的菌種也多種多樣，主要是來自乳酸菌的乳桿菌屬、鏈球菌屬、片球菌屬，葡萄球菌屬;酵母菌中的漢遜德巴利酵母菌、法嗎塔假絲酵母、畢赤氏酵母、紅酵母、絲胞酵母;霉菌中的毛霉屬、青霉屬等。植物乳桿菌、片球菌，木糖葡萄球菌由于其發酵的安全性，良好的呈香性，發酵產品的可口性，成為近年來研究和應用最多的菌。

1.2 不同發酵菌種在肉品發酵中的作用

1.2.1 細菌

乳酸菌作為發酵肉制品中常用的菌種它有著獨特的作用，在無氧條件下分解乳糖產生乳酸，降低肉制品的pH，從而抑制有害菌的生長，延長商品的貨架期。劉素純等［5］的研究發現把乳酸菌與大腸桿菌等量混合培養時的數量比單一培養時減少了5個數量級;傅力等［6］的研究同樣證明了乳酸菌對大腸桿菌等有害菌具有抑制作用;另外Ahmad［7］的研究證明乳酸菌的活動還能夠抑制腸道內病原體的生長。用乳酸菌做發酵劑減少了亞硝酸鹽對人體的危害，降低了脂肪的氧化程度而且能夠降低TBA值和TVB-N值。孫來華［8］等人研究指出乳酸菌發酵產生的酸性環境對亞硝酸鹽的分解具有促進作用，大大降低了其殘留量;王瀾［9］等人發現用乳酸菌做發酵劑，產品中的TVB-N值、亞硝酸鹽的殘留量、TBA值明顯降低了。李玉珍［10］等人指出乳酸菌在高氫離子濃度環境下有利于NO2-還原成NO，NO能夠與與肉中的肌紅蛋白結合形成NO-Hb，賦予肉制品明亮的鮮紅色，從而減少亞硝酸鹽的使用。

乳酸雙歧桿菌產生的細菌素能夠同時抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌的生長，乳酸雙歧桿菌或者兩歧雙歧桿菌加在發酵劑中能夠與其他發酵微生物，尤其是乳酸菌屬的菌起到良好的協同作用，而且能夠減少生物胺的產生，從而減少對人體的傷害。Sayed Mokhtar［11］的研究證明，在乳酸雙歧桿菌和兩歧雙歧桿菌共同作用下發酵15 d后香腸中的酪胺含量為14.91 mg/kg，對照組的含量則達到了125 mg/kg，另外尸胺、腐胺、組胺的含量也顯著下降。Collado［12］的研究表明乳酸雙歧桿菌對鼠傷寒菌、沙門氏菌、蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌都有抑制作用。但是Holko［13］等人的研究結果表明雙歧桿菌并不能單獨作為發酵劑用于肉制品發酵，因為它在發酵過程中的含量較低，不能形成種群優勢，而且在儲存60 d后幾乎不能檢測到。

片球菌是最早作為發酵劑用于發酵肉制品生產的細菌，也是發酵肉制品中使用較多的微生物，發酵乳糖類產生乳酸，不能利用蛋白質，現在用的較多的是乳酸片球菌和戊糖片球菌。乳酸片球菌在發酵的初期能夠迅速產酸降低樣品的pH，使肉制品產生特殊的爽口的酸味，另外它特殊的生理活動還能產生血紅素，Vural［14］的研究表明，血紅素能轉化為固化顏料，改善肉制品的顏色、外觀、色澤等。

木糖葡萄球菌、肉糖葡萄球菌屬于用于發酵肉制品中的產香菌，能還原硝酸鹽利于產品的發色，而且它的特殊活動還能減少肉制品中的生物胺含量。Joseph Sebranek［15］和范素琴［16］的研究都證明了木糖葡萄球菌等一些微球菌是主要的產硝酸鹽還原酶的微生物。趙亞娟［17］等人指出:這2菌株對硝酸鹽、亞硝酸鹽、NaCl均具有較好的耐受性，在 pH 6.5，30、40℃，2%NaCl條件下具有生成亞硝酸鹽的最快速率。另外微球菌被認為在微環境中能使醇類和脂類酯化產香［18］。木糖葡萄球菌處理的肉制品中酯類和醇類含量較高，對香腸風味物質的含量有明顯的影響。孫來華［19］等人研究表明木糖葡萄球菌有降解脂肪的能力，亞油酸的含量增加，與發酵肉制品的香味成分的形成也有關，木糖葡萄球菌還能夠分解蛋白質使游離氨基酸的含量增加。Nicoletta［20］等人的研究結果證明了木糖葡萄球菌和植物乳桿菌的共同作用下能使胺類轉化為醛類物質，能夠減少成熟期香腸中的生物胺的含量。

1.2.2 霉菌

某些霉菌可代謝產生毒素而對人體造成危害，因此用于發酵肉制品的霉菌只是一小部分，而且如若用于發酵食品中應經過嚴格的篩選，產生霉菌毒素的菌株必須舍去，產黃青霉和納地青霉是常用的2種不產毒素的霉菌。霉菌具有抗氧化的作用，他們能降低肉表面的氧化，降解過氧化物，防止光氧化作用，在表面建立一個微生物的微環境抑制有害菌的生長。霉菌發達的酶系能夠分泌蛋白酶、脂肪酶，使大分子的蛋白質和脂肪轉化為，醇，醛，酸等小分子物質，進而增加香氣。

Luisa Garcia［21］的研究證明了毛霉產生的酶的活動對發酵香腸的色澤和香氣都有促進作用。Ockerman［22］對西班牙火腿中分離的青霉菌屬的5株菌進行了研究，結果表明溫度對青霉菌的產蛋白酶能力影響最大，而在相同的溫度和濕度梯度和儲存時間條件下，產黃青霉作為發酵劑的肉制品具有最高含量的游離氨基酸和多肽，這些物質已經被學者證明具有營養和呈香特性。

1.2.3 酵母

酵母作為常用的發酵微生物，其種類也是多種多樣，包括假絲酵母、德巴利酵母、畢赤氏酵母、漢遜德巴利酵母、鏈狀假絲酵母、皺褶假絲酵母等，其中漢遜德巴利酵母最為常見。酵母在肉品發酵過程中扮演著重要角色:一方面大多數酵母能夠產生脂肪酶和蛋白酶，進而將肉制品中的脂肪和蛋白質分解產生酚、醇、多肽類等物質，這些小分子的物質不僅能改善產品風味還能增加肉品的香氣;另一方面酵母菌的呼吸作用能夠消耗氧氣，且能形成過氧化氫酶，防止肉品氧化變色。

馬萍［23］等曾經研究了火腿的呈香機理，他們認為酵母是火腿全發酵中的優勢有益菌，在增加火腿的維生素E、色氨酸等成分和形成發酵火腿特殊風味的過程中扮演重要角色。酵母菌在發酵肉制品中的作用是多樣的，除了可以消耗氧氣增加酸度，促進發色和抑制酸敗之外，其獨特的“酵母味”能提升發酵肉品的口感［24］。

2 國內肉品發酵技術的研究進展

2.1 現階段主要進行的技術優化

發酵技術的優化包括發酵條件的優化，發酵劑的優化。通過控制不同的發酵因素，實現發酵條件的最優化;研發新的發酵劑或者研究不同菌種共同發酵所產生的效果，來探尋一種優良的混菌發酵劑，不僅發酵效果好，效率高，而且不產或能抑制有害物質如生物胺的產生。

2.1.1 發酵劑的優化

發酵劑的優化主要是優良單菌菌種的篩選以及混菌群的構建。為了獲得具有優良性狀的微生物發酵菌種，國內外科研人員進行了大量的實驗，最近幾年主要集中于呈香菌的研究。另一方面，由于認識到生物胺對人體的危害，部分研究人員開始把精力放在篩選脫羧酶陰性的發酵劑菌種，以提高產品的安全性。

馬德功等對發酵香腸中的益生性乳桿菌進行分離和篩選的研究中，得到了3株具有對低酸和膽鹽耐受性良好的乳桿菌，所產的乳酸細菌素，能夠對李斯特菌、金葡菌等雜菌的生長起到抑制作用。Erkkila［25］等在以北歐干腸配方為基礎上，用戊糖片球菌E-90390、鼠李糖乳桿菌LC-705、E-97800、植物乳桿菌98098為發酵劑進行香腸的發酵，結果表明其發酵性能良好，能夠與商業發酵劑相媲美。范素琴等以香腸中的葡萄球菌、微球菌為研究對象，對其進行生理生化試驗研究，進而篩選出了具有脂肪酶陽性、蛋白酶陽性、硝酸鹽還原酶陽性的2種優良葡萄球菌株。

劉璽(2000)對香腸的發色進行研究表明:啤酒片球菌(P.cerevisiae)和植物乳桿菌(L.Plantarum)等量混合發酵后可以明顯改善香腸的發色和呈色效果，進而可以減少亞硝酸鹽在肉制品中的使用量，增加了食用的安全性。Nguyen［26］等在對越南蔡氏發酵肉的工藝改進上，選用了特質乳酸菌，從而使產品的品質和風味得到了極大的改善。王瀾［9］的研究結果表明:與對照組(單一菌種發酵)相比，實驗組(混菌發酵)的亞硝酸鹽的殘留量、TBA值和TVB-N值明顯較低。Sayed Mokhtar［11］等人的研究表明乳酸雙歧桿菌或者兩歧雙歧桿菌加在發酵劑中能夠減少生物胺的產生，從而減少對人體的傷害。Nicoletta［20］等人的研究結果表明木糖葡萄球菌和植物乳桿菌的共同作用下能夠減少成熟期香腸中的生物胺的含量。夏讓［27］等的研究結果表明:葡萄球菌、乳桿菌、酵母菌的添加濃度分別為107CFU/g、106CFU/g、107CFU/g時發酵肉制品的感官特性顯著優于對照組，其回味、顏色、風味都得到了很大的改善。孫來華［8］等的研究表明:為使生產的羊肉發酵香腸酸味柔和，口味適中，產品質地較好，啤酒片球菌，植物乳桿菌，木糖葡萄球菌的添加比例2∶2∶1為宜。

2.1.2 發酵條件的優化

我國在發酵肉制品的研究方面起步較晚，所以跟國外的技術還有一定的差距。在國內主要是探討不同發酵溫度、接種量、濕度、時間等條件對發酵肉制品的影響。馬漢軍［28］等的研究證實:用植物乳桿菌或者啤酒片球菌單獨發酵的香腸不如混合發酵的香腸的質量口感好，最佳發酵條件:啤酒片球菌:植物乳桿菌 =1∶1(或3∶2)，發酵溫度35℃，發酵時間30～36 h，接種量106CFU/g。潘明［3］等研究結果表明羊肉發酵香腸中發酵劑最佳發酵條件:菌種酵母菌∶乳酸菌=3∶2，最佳發酵溫度30℃，最佳接種量為107CFU/g，最佳相對濕度為90%。這些研究為其他研究者在發酵劑配比和接種量的多少，發酵時的溫度、時間、相對濕度等條件的選擇提供了參考，減少了自我摸索所花費的時間。

進入21世紀后，國外的許多研究人員將精力放在了酶制劑對發酵肉制品發酵和成熟的作用的研究，以期達到用外源酶取代發酵劑，進而大大縮短成熟時間的目的，在這方面的研究國內也開始有了相關文章的發表。張紅梅［29］的研究表明添加乳桿菌的蛋白酶、類干酪乳桿菌的蛋白酶等對干發酵香腸的蛋白水解具有促進作用，可以改善香腸的感官特性，且能縮短成熟時間。楊華［30］等人的研究表明外源酶對縮短發酵時間具有積極的作用，使發酵羊肉香腸的成熟期減少了40%。

另外也有研究者把食鹽、葡萄糖、胡蘿卜汁、血紅素等物質用于肉品的發酵，來探討這些物質對產品的影響。例如血紅素色素，現代研究認為在發酵過程中它能轉化為固化顏料起到改善肉的顏色，外觀，色澤等作用。王柏琴等(1996)曾證明紅曲色素等在香腸的發酵過程中能代替亞硝酸鹽發色且對肉毒梭菌有抑制作用，羅章［31］等人的研究指出血紅素不僅能作為發色劑減少亞硝酸鹽的使用，減少對人體的危害，而且能夠起到營養強化劑的作用，增加了發酵制品的安全性和營養性。王雅舒千［32］等人的研究結果表明:在添加葡萄糖、食鹽、乳酸菌的量分別為2.5%、0.3%、2.5%的條件下可以保持發酵牛肉的低酸環境，抑制雜菌的生長繁殖，延長肉品保質期。

3 發酵肉制品未來研究方向的探討

未來一段時間內，發酵劑的優化篩選仍然會成為國內外研究的重點，而在混菌發酵方面，篩選出兩種或多種沒有拮抗作用的混合發酵劑也將成為發酵肉制品研究領域的熱點。利用生物技術能夠減少食品添加劑的使用，此外基因工程技術能夠改造微生物的基因結構，優化用于發酵生產的微生物的性狀，如切斷其產生生物胺的基因片段，或整合其他菌種的基因片段，使單菌種能夠表現出兩種或者多種菌種的優良性狀，一旦此類轉基因食品被國家批準進入市場，基因工程技術會逐漸地應用到發酵肉制品生產上。

在發酵條件的優化方面除了傳統的發酵時間、溫度、pH、濕度等因素的控制外，外源物質的使用已經被證實對產品的質量有影響。如添加劑的種類，添加量會對發酵過程和發酵結果以及貯存期間肉制品的質量息息相關，如能開發出新型的優良添加劑將會是發酵肉制品行業的突破性進展。酵母抽提物在國外研究相對成熟，因其含有氨基酸，肽類、大分子蛋白質、肉類酶解物，還有一些風味物質等可考慮作為國內發酵肉制品的添加物。發酵肉制品的營養作用眾所周知，但絕大多數都是由于其產品當中存在著營養和功能成分，這些成分對人體有益，進而我們推斷發酵肉制品有多種營養特點，但是真正的活體試驗國內外還鮮有人做，因此這方面的研究在接下來的一段時間將會被廣大研究者所注意到。

在減少有害物質方面不僅能在菌種的選育，發酵因素的調控方面著手，一些能夠有效地防止發酵肉制品貯藏期間肉質氧化，或者降低生物胺，亞硝胺等常見的危害物質的含量的新型包裝材料或者包裝方式將逐漸應用在發酵食品方面。為了提高畜產品的產量，抗生素在國內養殖企業應用泛濫，肉制品中抗生素的殘留量較高，如何降低發酵肉制品中抗生素的含量減少其對消費者的身體損害，這也是發酵肉制品研究的一個重要出發點。

4 展望

發酵肉制品作為肉品加工的一種，其營養性、衛生性、貯存性較其他類型產品強，該產品獨特的風味也使得它更易被消費者接受。雖然與國外相比國內發酵肉制品研究起步較晚，但研究水平的差異已不明顯。只是在各類發酵肉制品理想質量結構、質量標準、生產用直投式發酵劑、加工工藝與配方優化方面的研究還有待進一步開展。隨著國家和大眾對發酵肉制品的重視，發酵作為肉制品加工的一種方法一定會得到技術和資金的支持，尤其是最近幾年我國的發酵肉制品研究又進入了一個新的發展黃金期，我們有信心有能力把我國的發酵肉制品推向海外，走向國際。

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