《江苏调味副食品》2005年第22卷第4期(总第94期)
中图分类号:TS251. 5 文献标识码:D 文章编号:1006-8481(2005) 04-0022-05
发酵肉制品研究进展
黄黎慧
(湖南省粮油科学设计研究院, 湖南 长沙 410005)
摘 要:介绍了发酵肉制品中常用微生物的种类和性质及其具有降低pH 值、减少腐败、改善组织与风味、促进发色、防止氧化变色、减少亚硝胺的生成及抑制病原微生物的生长和产生毒素等作用。。认为在西式发酵香肠的基础上结合传统发酵加工技术, 我国今后的发展趋势。
关键词:微生物; 发酵; ; Study on the ferm en ted m ea t products
HUANG L i -hui
(Hunan Grain and O il Designing &Research I nstitute, Changsha, Hunan, 410005)
Abstract:The m icr oorganis m s in fer mented meat p r oducts can l ow down the pH degree, cut down decaying scope, better f oods’structure and flavor, hel p col or -for m ing, p revent oxidati on and col or -changing .
It can als o restrain
sub -a mmoniu m nitrate fr om for m ing and st op pathogen and t oxin fr om devel op ing . This article intr oduces how t o i m 2p r ove and screen fer mented sausage . Based on the research of better m icr oorganis m s and the research of fer mented sausage, this article points out that on the combinati on of traditi onal fer mentati on and western fer mentati on, with lac 2tic acid fer menting agent, more suitable Chinese style fer mented sausage and other meat p r oducts can be p r oduced . Key W ords:m icr oorganis m; fer mentati on; meat p r oducts; research
0 前言
发酵肉制品是指在自然或人工控制条件下, 利用微生物的发酵作用, 产生具有特殊风味、色泽和质地, 且具有较长保存期的肉制品
[1]
碎肉制品。半干香肠为经细菌作用, pH
[2]
。
干香肠是意大利香肠的变种, 起源于欧洲南部, 主要用猪肉, 调味料较多, 未经烟熏或煮制。其代表为Genoa Sal m i 。半干香肠为德国香肠的变种, 起源于北欧, 采用传统的烟熏和煮制工艺。它含有牛肉和(或) 猪肉混合肉料, 加少量调味料。其代表为Lebanon bol ogna 。
传统的干或半干香肠中, 其发酵微生物主要
。在欧美
等国, 发酵肉制品主要指干或半干香肠。但到目前为止, 干或半干香肠还没有正式定义, 人们只是根据香肠最终的干燥程度来划分两者。干香肠为经细菌作用, pH
收稿日期:2005-06-07
作者简介:黄黎慧(1968-) , 女, 湖南常德人, 助理研究员, 现就职于湖南省粮油科学设计研究院。
・2
2・
黄黎慧 发酵肉制品研究进展
来源于原料肉自身以及从环境和设备中污染的微生物。这样产品质量受周围环境的影响较大, 品质不易控制。目前, 国外已经利用人工控制接种培养发酵的方法, 生产干或半干香肠, 所用的发酵剂大多数为乳酸菌。
糖、麦牙糖、蔗糖和乳糖等产生乳酸, 但不能分解蛋白质、脂肪, 且不具有还原硝酸盐能力。常用的有:植物乳杆菌、干酪乳杆菌和发酵乳杆菌。1. 2 片球菌属(Pedi ococcus )
片球菌是发酵肉制品中使用最多的微生物, 为革兰氏阳性菌, 分解可发酵的碳水化合物产生乳酸, 不产生气体, 不能分解蛋白, 不能还原硝酸盐
[4]
1 肉类发酵常用的微生物
从发酵和腌制肉品中分离出的微生物区系来看, 常用的微生物主要有:乳杆菌属、链球菌属、片球菌属、微球菌属和青霉菌属等, 见表1。
表1 发酵肉制品常用的微生物菌属
菌种
植物乳杆菌(L. p lantaru m )
干酪乳杆菌(L. casei ) 发酵乳杆菌(L. fer menti ) 嗜酸乳杆菌(L. acidophilus ) 短乳杆菌(L. breris () (lactis ) 二乙酸链球菌(S . diacetilactis ) 啤酒片球菌乳酸片球菌戊糖片球菌
(P . cerevisiae ) (P . acidilactis ) (P . pent osaceus )
。啤酒片球菌是使用较早的菌种, 而目前使
[3]
用更多的则是乳酸片球菌和戊糖片球菌为片球菌不同菌种的特征。
表2 片球菌不同菌种的特征菌种
啤酒片球菌(P .
((cerevisiae ) ) pent ophilus )
。表2
生长条件, pH 5. 0
, pH 7. 0, 35℃, pH 7. 0, 35℃嗜盐性, pH 9. 0非嗜盐性, pH 9. 0
乳杆菌属(Lact obacillus )
(P . wrinae )
链球菌属(Strep t ococcus ) 片球菌属(Pedi ococcus ) 微球菌属(M icr occus ) 青霉菌属(Penicilliu m )
1. 3 微球菌属(M icr occus )
微球菌在发酵过程中产酸较慢, 美国通常不采用微球菌, 而欧洲国家将其同乳杆菌结合使用, 利用其可以分解蛋白质和脂肪以及还原硝酸盐的能力, 从而使产品形成腌制色泽和特征风味
[5]
橙色微球菌(M. autevisiae )
亮白微球菌(M. ca mdidus ) 变异微球菌(M. varians ) 表皮微球菌(M. ep ider m idis ) 扩张青霉
(P . expansu m ) 娄地青霉(P . r oquef orti ) 白地青霉(P . candidiu m )
。
变异微球菌是目前唯一用于商业肉品发酵剂的微球菌种。它具有很强的硝酸盐还原能力, 在较低的温度(5℃) 和pH 5. 4都表现出硝酸盐还原活性
[6]
。
这些微生物对肉品的色泽、风味形成以及卫生品质起着极其重要的作用。
作为发酵剂的微生物应具有以下特征:①食盐耐受性, 能耐受6%的食盐溶液; ②能耐受亚硝酸盐, 在80～100mg/kg 浓度条件下仍能生长; ③能在27～43℃范围内生长, 最适温度为32℃; ④同型发酵; ⑤不能分解蛋白质和脂肪; ⑥发酵副产物不产生异味; ⑦无致病性; ⑧在57～60℃范围内灭活。
1. 1 乳杆菌属(Lact obacillus )
1. 4 青霉菌属(Penicilliu m )
传统的发酵香肠的霉菌主要来自于环境, 其组成较复杂, 但主要是青霉。目前, 德国将白地青霉和娄地青霉两种霉菌用于肉品发酵, 它们都能够产生蛋白酶和脂肪酶, 使产品能产生特殊的风味
[3]
。
2 微生物在发酵肉制品中的作用
2. 1 降低pH 值, 减少腐败, 改善组织与风味
原料肉在接种乳酸菌后, 乳酸菌利用碳水化合物, 如葡萄糖发酵产生乳酸, 从而使肉品pH 值降至4. 8～5. 2。肌肉蛋白在酸性条件下变性形成胶状组织, 从而增加了肉块间的结着力以及提高了肉品的硬度与弹性。此外, 乳酸可赋予香肠
・23・
乳杆菌为革兰氏阳性菌, 是最早从发酵肉制品中分离出来的微生物, 而且在目前的自然发酵过程中它仍占主导地位
[3]
。其最适生长温度在
30～40℃, 对食盐耐受力较强, 能发酵果糖、葡萄
特殊的风味
[8]
。由于pH 值接近于肌肉蛋白等电求及岗前培训; 对工厂及车间的环境卫生要求; 对生产工艺和加工品质的控制。按照该指南, 如果发酵香肠从原材料开始直至消费者手中的每个环节都符合G MP 要求, 其最终产品的安全性和卫生质量就可以得到保证。如该指南规定发酵香肠加工工艺的控制是以金黄色葡萄球菌为指示菌, 并指出了发酵香肠从开始发酵到pH 值为5. 3所需的极限时间及相应的温度, 以确保发酵香肠的安全性
[4]
点(pH =5. 2) , 肌肉蛋白保水力减弱, 可加快香肠干燥速度, 降低水分活度; 而且在酸性条件, 病原菌及腐败菌的生长得以抑制。2. 2 促进发色
肉制品的色泽是决定其品质的重要指标之一。肉品在成熟过程中, 微球菌可以将NO 3还原为NO 2。而乳酸菌在熟成时利用碳水化合物产生乳酸降低了pH 值, 有利于NO 2分解为NO , NO 与肌红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白, 从而
---
。
近年来, 国外有许多研究人员致力于研究酶制剂对发酵香肠发酵和成熟的作用。主要目的是试图用酶(如蛋白质酶和脂肪酶, 多为微生物来源) , 以求达到微。例如, B l om 等最终使肉品呈现腌制的特有色泽。2. 3 防止氧化变色
肉在腌制或成熟期间, 由于污染异型发酵的乳酸菌会产生H 2O 2, 与肌红蛋白形成胆绿肌红蛋白, 而发生变绿现象。因此, 剂, H 2O 2还原为H 2O 2, 2. 4 (Lac 2
casei ) 来源的蛋白酶制剂, 加快了
干发酵香肠的成熟, 使成熟时间缩短一半, 产品风味与不加此酶的对照相同, 这样使干香肠的生产周期缩短, 降低了生产成本。而Fernandez 等人和Zalacain 等人则主要对脂肪酶在干发酵香肠中的
[9]
亚硝胺为致癌物已得到公认。腌制肉中的亚硝胺是由残留的NO 2与二级胺反应生成的
-
。
如果在肉中加入乳酸菌, 使其产生乳酸降低pH 值, 促使亚硝酸盐分解, 则可减少残留的NO 2与二级胺作用生成亚硝胺
[10]
-
作用进行了比较深入的研究。Fernandez 等人在干发酵香肠中添加的是胰脂肪酶, 结果发现与对照相比, 加入脂肪酶的干香肠在成熟过程中的脂肪水解提前了, 而且生成更多的游离脂肪酸、甘油二酯及单酯, 从而直接影响干香肠在成熟过程中风味物质的形成
[16]
。因此, 在肉中添加发
酵剂可以提高肉制品的安全性。2. 5 抑制病原微生物的生长和产生毒素
发酵香肠在制作中不经过加热, 因此, 在自然发酵过程中如条件控制不当, 极易造成香肠发生腐败或因病原微生物的生长而导致食物中毒。许多研究结果表明
[11～13]
。Zalacain 等人研究了微生物
来源的脂肪酶(分别来源于酵母和霉菌) 在干发酵香肠成熟过程中的作用。根据他们的研究结果, 用来源于圆柱假丝酵母(Candida cylindracea ) 的脂肪酶代替微生物发酵剂进行干香肠的生产, 在成熟过程中脂肪水解的活性明显提高, 但对产品的风味特性影响不大
[17]
, 发酵作用可以控制发酵肉
制品中的病原菌, 如抑制沙门氏菌(sal m onella ) 、金黄色葡萄球菌(staphy l ococeas aureus ) 及肉毒杆菌(cl ostridiu m botulinum ) 的生长和产毒。
。在另外一项研究中,
3 国内外关于发酵香肠的研究
3. 1 改进发酵香肠生产工艺的研究
他们使用了来源于霉菌(Rhiz omucor m iehei ) 的脂肪酶, 与对照相比, 干香肠的稳定性(pH 值和水分活性) 及微生物的生长没有发生变化, 而产品的多汁性和口味稍优研究
为了获得具有优良性状的干香肠微生物发酵菌种, 国外许多研究人员进行了大量的试验, 最近
[18]
主要研究发酵香肠在发酵和成熟过程中的生化和微生物变化以及生产工艺条件对最终产品质量的影响。其主要研究成果被美国1982年颁布的发酵香肠良好操作规程G MP 指南所包容
[14]
。
3. 2 筛选和构建具有优良性状的微生物菌种的
。
该指南主要包括4部分内容:工作人员的卫生要・2
4・
几年报道比较多的是关于成香菌(对干香肠成熟过程中风味物质形成有利的细菌) 的研究
[19～21]
选没有脱羧能力的微生物菌种, 胺的含量就会降低, 从而保证产品的安全性。
筛选优良性状的发酵剂, 可以通过传统的诱变育种方式进行, 但这种方法既耗时, 得到的性状往往又不稳定。现在借助于分子生物学研究手段, 将在其它微生物中发现的优良性状基因, 转移到目的菌种中以构建新的发酵剂菌种, 获得我们所需的优良性状, 这方面的研究正引起越来越多研究人员的兴趣。例如, 有人成功地利用基因工程技术将溶葡萄球菌中的溶葡萄球菌素基因转移
到纳地青霉(P . nalgi ovense ) , 使纳地青霉具有产葡萄球菌素的特性, 从而能够将金黄色葡萄球的细胞溶解, 。另有报道称, 以增加。3。
这些工作主要是以木糖葡萄球菌(staphl ococcus xyl osus ) 和戊糖片球菌(Pedi ococcus pent osaceus )
作为干香肠的发酵剂, 研究干香肠成熟过程中的脂肪和蛋白水解现象以及挥发性化合物的组成与感官评定结果之间的关系, 结果表明:木糖葡萄球菌是具有许多优良性状的干香肠成熟发酵剂的理想候选菌种。
霉菌是生产干发酵香肠常用的一种真菌, 实际生产中使用的霉菌大多数属于青霉属(Penicil 2liu m ) 和帚霉属(Scopulari op sis ) 。而许多青霉菌
种具有产毒素的能力, Ha mmes 报道从传统发酵香肠中分离出的青霉菌, 80%有产毒素的能力, 在17种毒素中, 有11因此, , 这种危险性。青霉(P . chrys ogenu m 和地青霉(P . nalgi ov 2ense ) 。由于它们都是好氧菌, 因此, 只生长在干
近年来, 有一些学者对发酵香肠进行了研究和探讨, 如张红诚等人研究了在模拟肉肠的液体培养基中筛选用于生产发酵香肠的发酵剂, 但是并未见该发酵剂实际应用情况的报道。王柏琴等则主要研究了红曲色素等在发酵香肠中代替亚硝酸盐发色及对肉毒梭状芽孢杆菌的抑制效果和对乳酸菌株的影响。田蔼家等研究人员对半干发酵香肠的生产工艺进行了深入的研究, 同时研制出了口味柔和、符合中国人饮食习惯的产品。可是, 此类产品水分活性较高, 仍需低温保藏, 且货架期较短。另外, 目前国内已有少数合资厂家开始生产发酵香肠等发酵肉制品, 如北京西餐肉类食品公司和河北廊坊地区的华安肉类有限公司。但由于产品口味、保藏条件以及价格等方面的原因, 这类产品尚未被消费者广泛接受。而干发酵香肠具有口味独特、香味浓郁、产品无需冷藏保存及可即食等特点, 在我国冷藏并不完善的条件下具有很大的市场潜力。另外, 随着我国人民生活水平的提高, 人们迫切需要一些档次高, 产品风味独特且具有保健作用的新型产品, 而干发酵香肠正好迎合了这种消费需求。因此, 干发酵香肠的研究与开发具有现实意义。
香肠表面。另外, 由于这2种霉菌生长竞争性强, 而且具有分泌蛋白酶和脂肪酶的能力, 因而通过干香肠表面接种这些霉菌可以很好地增加产品的芳香成分, 赋予产品以高品质。
对于乳酸菌来说, 目前一个比较活跃的研究领域是筛选和构建产细菌素能力较强的菌种, 以增强其竞争性。细菌素是由细菌代谢产生的具有蛋白质性质的抗生物质, 对产生菌具有免疫性, 而作用于其它的特定菌, 因而提高了产生菌的竞争能力。例如, 有人用乳酸片球菌产生的细菌素来抑制食品中病原菌的生长。由乳链球菌产生的细菌素N isin , 已被广泛地用于食品保藏, 作为天然的食品防腐剂, 以抑制腐败微生物及病原菌的生长。
另外, 筛选没有脱羧能力的发酵剂菌种, 以提高产品的卫生性也是一个重要的研究领域。如乳酸杆菌可以使某些氨基酸脱羧, 生成酪胺、苯基乙胺和组胺, 这些化合物对人体健康不利。尸胺和腐胺也会由氨基酸脱羧产生并且加重了前面几种胺的不利作用。在发酵产品中, 低pH 值和通常的低水分活性, 更加速了胺的形成。因此, 通过筛
4 结论
发酵是一种最古老的食品保存方法, 用于食
・25・
品保存既有效又经济, 虽然发酵肉制品有着悠久的历史, 但直到20世纪才出现人工添加微生物发酵剂用于肉品加工。如今人们已经认识到乳酸菌等微生物在发酵肉制品呈色、呈味及保存中的重要作用。因此, 发酵剂在欧美等国肉类工业中的应用越来越广泛。我国是一个肉类产销大国, 全国各地都有一些名优的发酵肉制品, 如金华火腿等。但都属于自然发酵, 产品质量很不稳定。在西式发酵香肠的基础上, 结合我国传统发酵加工技术, 利用乳酸发酵剂制作适合中式风味的发酵香肠及肉制品, 是一个值得深入研究的课题。
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(上接第21页) 香辛料, 要达到好的口味, 必须经
过多次反复试验。不同地区的饮食习惯, 要用不同的调味料和香辛料配伍。只有掌握好配比、掌握好温度及杀菌时间, 才能深受消费者喜爱, 保证产品销路畅通。
一般适用于各类罐头食品的香辛料见表3。增稠剂的分类与品种见表4。
表2 感官指标
项目色泽
性状滋味气味
指标
具有本品固有的色泽, 红润光亮呈块状, 无杂质, 无焦斑咸甜适口, 稍有甜味, 无异味具有本品固有的香气, 无异味
类型动物性种子类树脂类植物提取海藻类微生物性酶处理生成胶
表4 增稠剂分类与品种
产品
明胶、干酪素、甲壳素和壳聚糖等淀粉、变性淀粉和决明子胶等阿拉伯胶、印度树胶等果胶、魔芋胶等卡拉胶、琼脂和海藻酸黄原胶
酶水解瓜尔豆胶、酶处理淀粉
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