乳酸菌在发酵肉制品中的应用.pdf

乳酸菌在发酵 肉制 品中的应用 李玉珍 肖怀秋林亲录 湖南农业大学食品科学技术学院 长沙4 1 0 1 2 8 摘要主要对乳酸菌生物学特性、 功能机制及其在发酵肉制品的应用进行了详尽的综述， 并对其今后发展进 行 了展望。 关键词乳酸菌生物学特性功能机制发酵肉制品 S t u d y o n t h e a p p l i c a t i o n s o f l a c t i c a c i d b a c t e r i a i n f e r me n t e d me a t p r o d u c t s Ab s t r a c t Th i s a r t i c l e e x p l i c i t l y s u mma r i z e d t h e b i o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d f u n c t i o n a l me c h a ni s m o f L a c t i c a c i d b a c t e r i a an d t h e i r a p p l i c a t io n s i n f e r me n t e d me a t p r o d u c t s a n d f i n a l l y ma d e a p r edi c t i o n o n t h e p r o s p e c t s o f d e v e l o p me n t i n t h e n e a r f u ror e Ke y wo r d s l a c t i c a c i d b a c t e ria b io l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s f u n c t i o n a l mech an i s m f e ma e n t ed meat p r o d u c t s 乳酸菌 ( L a c t i c a c id b a c t e r i a )是一大类能以糖 为原料发酵产生大量乳酸的细菌的总称 ，并不是微 生物学分类上的规范名称。有关乳酸菌的科学研究 大约已经经历了一个多世纪。多年来利用乳酸菌的 经验证明它是安全性极高的细菌。这些乳酸菌如果 在肠道疾病的预防或者治疗等方面有作用的话，将 会具有相当重要的现实意义。 乳酸菌在正常人、畜肠道中有着极为重要的生 理功能，有维持人体肠道中微生物微生态平衡和调 节人体生理机能等功效，受到大量研究者的重视与 关注。随着微生物厌氧培养技术的快速发展以及乳 酸菌功能特性、功能机制的深入研究，其应用研究 也得到一个极大的提升，特别在发酵肉制品中的应 用研究更是受到广泛关注 。 1 乳酸菌的生物学特性及功能机 制 乳酸菌是指以糖为原料，发酵产生大量乳酸的 一 类细胞，共有 9 个属且均为革兰氏阳性菌。其中 乳酸球菌属、迷走球菌属、链球菌属、明串珠菌属 和片球菌属外形为球形 ，而另外 4个属 ，即肉食杆 菌属、乳酸杆菌属、双歧杆菌属和孢子乳酸菌属均 为杆状。在这些乳酸菌属中，以乳酸杆菌属和双歧 杆菌属与人畜生理机体 以及保健关系尤为密切 ，尤 其是双歧杆菌属。乳酸杆菌属有 4 4 个种。连同亚 种共有 5 1 个 种 ，革兰 氏阳性 、无 芽孢、细长、有 弯曲的杆菌，不液化明胶，不还原硝酸盐，不产生 色素，但菌落除白色外 ，亦偶有呈黄红色者。微需 氧，在 5 1 0 0 0 2 环境内生长更好。生长最适 8 2 0 0 6 年第 4 期总第 3 0 0 期 温度为 3 0 -4 0 “C，最适 p H为 5 5 6 2 。在 p H为 3 5 时仍能生长。同型发酵由葡萄糖主要产生乳 酸 ，异型发酵 由葡萄糖 产 生 5 0 的乳酸 和 c c h、 乙酸和乙醇。D N A的 G+C含量的克分子百分比 在 3 2 -5 3 。双歧杆菌有 2 8 个种，它也是革兰 氏阳性菌，没有荚膜和鞭毛，多形性。有 Y形或 V型。有直线或弯曲的杆菌，G+C含量克分子百 分比在 5 5 6 7 之间，长度为 2 8 m、染色不 均 ，无芽孢 、不运动 ，厌氧生长 。适宜生长温度为 3 6 3 8 ，最适生长 p H为 6 5 7 0 。初代培养适 宜 p H为 6 5 7 0 ，在 p H 为 4 5 5 0或 8 0 8 5时不能生长或生长极为缓慢。乳酸菌 因其具有 许多生理功效而受到研究者的观注， 研究表明乳酸 菌的功能机制主要有l 2 J ：( 1 )提供营养物质，促机 体生长作用；( 2 )改善微生态环境；( 3 )清理肠道 有毒物质； ( 4 )调节消化免疫系统，延缓机体衰 老 。 2 发酵肉制品中常用乳酸菌群 在发酵肉制品中常用的乳酸菌群见表 1 。 3 乳酸菌对发酵 肉制品功能特性的影响 经乳酸菌发酵生产的发酵肉制品与一般肉制品 相比，具有很多优点，如保存期长、风味独特、色 泽鲜艳、食用安全、消化吸收率提高等特性，这些 功能特性的改善都可以归功于乳酸菌的作用 ，乳酸 菌对发酵肉制品的功能特性影响主要包括以下几个 方面 。 维普资讯 肉 制品 加 工与 设备 肉 类工 业 A c I nJu s ： r v 表 l 发酵肉制品中常用乳酸菌群 1 菌属 菌种 乳酸杆菌属 ( 1 a c t o b a c i l l u s ) 链球菌属 ( s t r e p t o c o c c u s ) 片球菌属 ( p e d io c o c c u s ) 植物乳杆菌 ( L p l a n t a mm) 嗜酸乳杆菌 ( L a c i d o p h i l u s ) 干酪乳杆菌 ( L e a s e 1 ) 保加利亚乳杆菌 ( L b u l g a r i c u s ) 发酵乳杆菌 ( L f e me n t i ) 短乳杆菌 ( L b r e v i s ) 布氏乳杆菌 ( L b u c h n e r i ) 乳链球菌 ( s t r 1 a c t i s ) 丁二酮链球菌属 ( s t r d i a c e t i l a e t i e ) 乳酸链球菌 ( s t r a c i d i l a c t i c i ) 嗜酸链球菌 ( s t r 。a c i d i l a c t i s ) 乳酸片球菌 ( P，a c i d i l a c t l c i ) 戊糖片球菌 ( P p e n t o s a c e u s ) 啤酒片球菌 ( P c e r e v i s i a c ) 3 1 对 肉制品成色作用的影响 为了使肉制品有鲜艳的颜色 ，一般情况下 ，通 过人工添加硝酸盐为主来进行护色处理，N O ；在 肉中还原菌的作用下可还原成 N ，但随着食品 安全的日 益重视、食品中硝酸盐添加量超标以及亚 硝酸盐强致癌等报道的出现，人们对于添加硝酸盐 食品安全性存在疑虑，因此安全天然的食品色素受 到了重视，而乳酸菌因其在 p H降低，在 H 作用 下 ，有利于 N0 i还原成 NO，NO可与 肉中肌红蛋 白结合形成一氧化氮肌红蛋白 ( N Om ) ，赋予 肉制品明亮的鲜红色H 。 其发色过程为： N o 2 一 里N o 2 一 旦 H N o 2 一 禁 N o NOm( 鲜红色) 利用乳酸菌发酵肉制品，除了可以护色外，还 能防止肉的氧化及变色。若肉中污染一些杂菌，有 时会产生过氧化氢 ( H 2 o 2 ) 。H 2 o 2 与肉中肌红蛋 白可形成胆绿肌红蛋白，使肉的颜色变绿。乳酸菌 的产酸作用不仅可抑制杂菌的生长繁殖，而且可将 产生的H 2 0 2 还原成 o 2 和 H 2 O，从而防止了肉色 变绿和脂肪氧化。 3 2 提高肉制品营养价值 由于乳酸菌在代谢过程中可少量产生蛋白酶， 因此可以将 肉中的蛋白质分解成肽及 氨基酸 。并产 生大量的风味物质，其消化吸收率也大大提高。前 苏联有人采用新型乳酸菌制剂发酵香肠 ，产品的氨 基酸 转 化 率 高 达 8 0 ，生 物 学 价 值 指 标 达 1 1 4 8 ，接近于牛 肉 ( 1 1 7 ) 。英 国科 学家 利用 戊糖 片 球 菌 制 作 发 酵 香 肠 ，产 品 中 非 氮 白氮 ( N P N)含量显著提高，2 O种氨基酸中有 1 4种含 量提高 ，而非 发酵 香 肠 中 NP N 含 量几 乎 没 有变 化 ，这说 明发酵 肉制 品的 营养价 值有所 提高 。另 外，乳酸菌发酵产生的乳酸可提高钙、磷、铁的利 用率，促进铁和维生素 D的吸收。 3 3 延长发酵肉制品的货贺期 乳酸菌在利用发酵肉制 品配料 中的糖分后可以 产生大量乳酸，使 p H降低 ，酸度升高。最终 p H 可达到 4 8 5 4 。在这样的酸性环境中，有很多 微生物不能生长繁殖 ，产品的保质期及安全性也因 此得到大大提高 】 。而在 自然发酵 肉制品中，主要 依靠原料 中天然细菌发酵 ，受环境影响较多。当感 染细菌较少时，产酸量低，p H下降缓慢。若污染 一 些有害微生物 ( 如肉毒梭菌) ，这 些微 生物在较 高的 p H下就能生长繁殖 ，轻者影 响产 品风昧 ，重 者使产品腐败变质，甚至失去商品价值以及产生毒 素等，严重影响了食品的营养及安全性。 3 4 提 高食用安全性 肉制品中亚硝酸盐的残留量是食用安全性的- _ 一 项重要指标。亚硝酸盐可与肉中二 甲胺反应生成二 甲基亚硝胺 ，这种物质具有致癌作用。在发酵肉制 品中，由于乳酸菌产酸可促进亚硝酸盐的还原作 用 ，减少了亚硝酸盐与二甲胺的作用 ，因此发酵肉 制品中亚硝酸盐含量较低 ，大部分都转化成为一氧 化氮 ( NO) 0此外 ，在 发 酵 肉制 品中使 用 的乳 酸 菌，大多可产生一些抗菌物质 ，可有效地抑制 肉中 腐败菌和致病菌的生长。B h u n i a 等人报道，乳酸 片球菌和植物乳杆菌可产生抗菌素 ( b a e t e r io c in s ) ， 后来有人在做混合培养乳酸菌时发现，植物乳杆 菌 、干酪乳杆菌、嗜酸片球菌对一些细菌也有不同 程度的抑制作用。这说明乳酸菌发酵 肉制 品中，一 些污染菌的活动可被乳酸菌产生 的抗菌物质抑制 ， 使产品的食用安全性提高。 3 5 改善发 酵肉制品风味 乳酸菌在发酵 中产生 的乳酸 、 醋酸、 丙酸等有机 2 0 0 6年第 4期总第 3 0 0期 9 维普资讯 酸 ， 赋予食 品柔和的酸 味 ， 食而不腻 ， 可刺激人 的食 欲 、 帮助消化 。同时还可与发酵 中产生 的醇 、 醛 、 酮 等物质相互作用， 形成多种新的呈味物质。此外， 乳 酸发酵还能消除某些原料带来的异味和怪 味。因而 经乳酸发酵的食品都具有其独特的风味 。 3 6保 健功 能 以双歧杆菌为首的活性乳酸菌菌体及其在发酵 过程中产生的某些生理活性物质 ， 能提高人体免疫 力， 增强机体内巨噬细胞的吞噬力， 提高人体对病原 菌的抵抗力 ， 从而增强了食品的保健功效。 4 乳酸菌在发酵 肉制品中的应用 在发酵肉制品生产中， 应用乳酸菌的产酸、 增 香 、 抑菌等特性来生产发酵肉制品已经非常广泛了， 其中乳酸菌在香肠和火腿中的应用研究更为深入。 下面就介绍乳酸菌在几种主流发酵肉制品的应用研 究 。 4 1 在发酵香肠 中的应用 吕兵 6 等人研究 了乳酸菌用于香肠发 酵 ， 观察 其风味物质的变化。研究结果表明， 产品中乳酸、 游 离氨基酸以及游离脂肪酸含量在发酵过程中有 明显 的增加 ， 纯种发酵 2 4 h后， 乳酸、 游离氨基酸以及游 离脂肪酸含量分别可达到 0 9 4 ， 4 3 8 7 ( 干基) 以及 1 4 0 ( 干基) ， 而鲜味物质谷氨酸钠和天冬氨 酸分别比发酵前增加了 1 5 3 倍和 1 1 3 倍， 因此乳 酸菌用于香肠的发酵可以大大提高产品的风味。马 丽卿 7 等人用双歧杆菌 、 保加利亚乳杆菌以及乳酸 链球菌 以不 同配 比做发酵制探索乳酸菌在香肠 中的 应用研究 ， 结果表 明， 乳 酸菌用 于中式香 肠加 工 中， 能快速降低制品 p H值和水分活度( A w) ， 改变传统 香肠 的加工工艺 ， 既提高了产 品的风味 ， 又延长了产 品的保质期 ， 而且对产品着色也有很强的保护作用 。 4 2 乳酸菌在发 酵火腿 中的应用 随着乳酸菌生理特性及功能特性研究的深入， 其在发酵火腿中的应用也受到许多研究者的关注。 乳酸菌发酵生产的火腿也是发酵肉制品中常见的加 工产品 。通常情况下都采用猪肉、 羊 肉、 牛 肉等进行 发酵生产 ， 其一般工艺 流程为 ： 原料肉一腌 制一 切割一添加配料一添加乳 酸菌一 成 型一发 酵 成熟一成品。 1 0 2 0 0 6 年第 4期总第 3 0 0期 河北农业大学已成功地利用保加利亚乳杆菌生 产发酵火腿肠， 其风味、 口感、 酸甜度均较为理想。 选用优质的原料肉， 剔除筋键、 脂肪等， 切成 0 2 5 k g 的肉块 ， 添加食 盐 、 硝酸盐 等配料 在0 5 下 腌制 2 4 h ， 然后切成 1 C r Fl3的肉丁， 添加糖类、 香辛料等混 合均匀。再添加适量的乳酸菌。装模成型， 在乳酸 菌最适宜温度下发酵 1 2 2 4 h ， 发酵温度不宜过高， 否则 p H迅速下降 ， 因为 当达 到肌 肉蛋 白质 等 电点 附近时 ， 肉的保水 性降低 ， 水分 流失较多 ， 会影 响产 品的粘结性和切片性 。最后在 9 02 水 煮 1 5 2 h ， 使其中心温度达 7 8 左右时， 冷却、 脱模即为成 品， 成品 口感及风味均较佳。 5 乳酸菌在发酵 肉制品中的应 用前景 乳酸菌在发酵肉制品加工 中应用研究已有相当 长的时间了，但真正在发酵肉制品中成功应用或成 功生产出的肉制品产品类别并不多 ，因此在以后一 段时间里，应当积极开展乳酸菌在发酵肉制品中的 基础研究 ，为应用研究奠定 良好 的理论基础。未来 乳酸菌在发酵 肉制 品中的基础研究将集 中在提高乳 酸的转化率，提供 良好的风味成分，产生抗氧化剂 和微生物抑