发酵肉制品常见微生物及其对风味的影响.pdf

W W W C m r C C 0 m C n 肉类研究 啪R E S E U t C H 2 0 0 8 1 发酵肉制品常见微生物 及其对风味的累 乏响 褚福娟 孔保华 黄永s 1 2 东北农业大学 黑龙江哈尔滨 15 0 0 5 0 5 北京巴斯德科技有限责任公司 北京 10 2 2 0 9 摘要 介绍了发酵肉制品中常用微生物的种类 性质 作用以及常用的微生物发酵剂 探讨了微生物在发酵过程中形成的风味物质及其对肉制品风味的影响 关键词 发酵 肉制品 微生物 风味 Mic r o o r q a nis m sinF e r m e n t e dM e a tP r o d u c t s a n di t s I m p a c t i n g s o nt h eF I a V o r C H UF u j u a n K O N GB a o h u a N o r t h e a s tA g r j c u I t u r a Iu n i v e r s i t y H a r b i n 15 0 0 5 0 A b s t r a c t T h ea r t i c l ed e s c r b e ds o m ec o m m On l ya d o p t e dm i c r o b e sj nf e r m e n t e dm e a tp r O d u c t 8a n dt h e r f u n c t i o n a Ip r o p e r t i e s T h ef l a v o rm a t t e rf o r m e di nt h ef e r m e n t a t i o np r o c e 8 sa n di t se f f e c t 8t Ot h ep r o d U c t s W a sa I s Or e v j e w e d K e y w O r d s F e r m e n t e dm e a tp r o d u c t s M i c r 0 0 r g a n i s m s F I a V 0 r 中图分类号 T s 2 0 1 5文献标志码 A文章编号 10 0 1 8 1 2 5 2 0 0 7 1 2 一o 0 0 5 一0 4 前言 发酵肉制品是指盐渍肉在自然或人工控制条 件下 借助微生物发酵作用 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 其种 类繁多 如我国的金华火腿 宣威火腿 腊肉 腊 肠 中式香肠 欧美等国家的干肠和半干肠等 发 酵肉制品因其无需冷藏 稳定性好 特殊的风味等 特点日益受到消费者的喜爱 在发酵肉制品的生产过程中 微生物及酶的 使用可以改善产品的质地 促进发色 并形成良好 的风味 传统发酵肉制品的发酵微生物来源于环 境中混入的杂菌和肉中有益菌与杂菌竞争形成的 优势菌群 因而产品具有批次不稳定 生产周期 长 成本高等缺点 而优选发酵剂的使用不仅能够 改进工艺 使生产标准化 还能够提高肉制品的营 养和安全性 此外 功能性的发酵剂能够产生芳香 化合物 易消化的功能性小分子物质 细菌素及其 他抗菌成分等 同时有利于促进发色 减少生物 胺 毒素等不利成分的产生 种类繁多的传统发酵 肉制品及其发酵微生物的地域性 多样性为我们的 生产和科研提供了广阔的资源 1 发酵肉制品中的微生物 发酵肉制品中的微生物主要包括乳酸菌 微 球菌 霉菌和酵母 它们在肉制品的发酵和成熟过 通讯作者 2 0 D 8 年弟 期总第fD 7 期 万方数据 专题综述 程中发挥了各自独特的作用 乳酸菌一般在整个 发酵过程中占有绝对优势 欧洲发酵香肠微生物 区系的大部分都是同型或兼型发酵的乳酸菌 其 中清酒乳杆菌和弯曲乳杆菌竞争力强 能抑制致 病菌的生长 几乎控制了整个的发酵过程 其他的 乳酸菌数量少 如植物乳杆菌 巴伐利亚乳杆菌 布赫氏乳杆菌和短乳杆菌 H u g a s 等 从7 5 种不同 产地的西班牙香肠中分离了2 5 4 种乳杆菌 其中清 酒乳杆菌占5 5 弯曲乳杆菌占2 6 短乳杆菌占 11 植物乳杆菌占8 因而清酒乳杆菌和弯曲乳 杆菌为第二代发酵剂的主要微生物 葡萄球菌和微球菌在肉制品的发酵过程中通 常会发生有益的反应 如分解过氧化物 降解蛋白 质和脂肪 但是他们的竞争性不强 只有一些耐酸 的菌株能够存活 在不致病的凝固酶阳性的葡萄 球菌中 木糖葡萄球菌 肉糖葡萄球菌和腐生葡萄 球菌占主要地位 除葡萄球菌外 变异微球菌等微 球菌也少量存在 李平兰等 采用选择性培养基对 宣威火腿成熟产品中的主要微生物菌相进行分离 和计数 发现与发酵香肠不同 宣威火腿中的优势 菌群为葡萄球菌和微球菌 霉菌 在火腿表面它们 的数量均达到了10 6 c f u g 以上 而乳酸菌及肠杆 菌 肠球菌的数量均明显低于优势菌群 P 0 01 结果表明耐盐性的葡萄球菌和微球菌的代谢活动 以及火腿表面大量霉菌的生长是宣威火腿独特风 味形成的基础 在发酵香肠中的霉菌种类依环境和生产工艺 的不同而不同 曲霉在发酵香肠的生产中是不受 欢迎的 因为大约有9 0 的菌株能够产毒 而青霉 则被认为是成熟期间的有益菌株 那地青霉和产 黄青霉经常应用于霉菌发酵的香肠中 尤其是在 欧洲南部的一些国家 M o n t e l 等 19 8 6 从发酵香肠中分离到的酵 母包括汉逊德巴利 皱褶假丝酵母 链状假丝酵 母 其中汉逊德巴利酵母最为常见 S m i t h 1 9 7 6 分 离的酵母菌株有假丝酵母 德巴利酵母 毕赤氏酵 母 红酵母 丝胞酵母 在欧洲的发酵香肠中 片球菌出现的频率并 不高 存在的比例也很小 但是美国通常将片球菌 作为发酵剂添加到肉馅中来加速肉制品的酸化 其中啤酒片球菌使用较早 目前使用较多的是乳 酸片球菌和戊糖片球菌 肠球菌有时也能从欧洲南部的一些传统发酵 肉制品中分离得到 他们能够加速早期的发酵过 程 且在最终的产品中能达到1 0 2 l O c f u g 关 于肠球菌在发酵肉制品中存在的意义有不同的观 点 一方面可以增加风味 另一方面如果致病菌 增殖或其抗药性增加 将会大大降低肉制品的安 全性 2 微生物对发酵肉制品风味的影响 发酵肉制品的风味受众多因素的影响 如配 方 工艺 发酵温度 生产时间 烟熏以及发酵微 生物的种类等等 最终风味的形成是众多风味物 质综合作用的结果 如乳酸的产生 香辛料 蛋白 质降解生成的氨基酸 微生物代谢和脂肪氧化生 成的芳香化合物 2 1 微生物和酶的作用 内源性蛋白水解酶的作用要大于来源于微生 物的蛋白水解酶 其中组织蛋白酶D 对蛋白质的水 解和肽的形成起主要作用 微生物酶的关键作用 在于将蛋白水解生成的肽降解为氨基酸 进而转 化成芳香化合物 脂肪的降解对于风味的形成也 起了重要作用 主要是由于组织脂肪酶将脂肪水 解生成了游离脂肪酸 短链的脂肪酸 C 6 形 成强烈的干酪味 中等长度和长链脂肪酸是风味 物质的前体 这些游离脂肪酸会进一步氧化降解 生成烃 烯烃 醇 醛 酮及芳香族化合物 微生 物尤其是葡萄球菌在游离脂肪酸的氧化中起了重 要作用 尽管这是一个非酶反应 5 选择优良的微生物作为发酵剂能够使产品形 成良好的风味 但是原料 原料肉和香辛料 的选 择以及生产工艺 发酵时间 温度 食盐使用量 都会影响微生物的代谢 开发一些能够改善风味 的发酵剂需要科研人员大量掌握原料 生产工艺 以及感官评定等方面的相关知识 并能将其有效 的综合利用 除此之外 还应避免发酵剂在使用过 程中产生有毒物质 2 2 乳酸菌 乳酸菌是最早从发酵肉制品中分离出来的微 生物 它是在自然发酵时乘机而入的主要微生物 在肉品的自然发酵过程中占主导地位 通常乳酸 菌的蛋白质水解能力和脂肪水解能力都不是很强 它对发酵肉制品风味的贡献主要是发酵碳水化合 2 0 D 8 耳第 期总第70 7 期 万方数据 肉类研究 物产生乳酸和乙酸 另外还产生少量的挥发性化氨基酸转化成甲基醛类 如3 一甲基丁醛 2 一甲基 合物 M o n t e l 等 发现乳酸菌利用碳水化合物生成 丁醛 2 一甲基丙醛 及其酸类 其中3 一甲基丁醛 的乳酸以及少量的副产物如乙酸 甲酸 琥珀酸等和3 一甲基丁酸来源于亮氨酸 与香肠的风味密切 可赋予香肠特殊的香味 F r e d e r i c 等 认为来源于相关 此外在高浓度的酸和醇存在以及微生物酯 乳杆菌的肽链端解酶以及肉中的氯基肽酶能够产生酶活力低的情况下 它们能够进一步转化成芳香 游离氨基酸 进而形成风味物质 P a p a m a n o l i 等 的酯类物质 除了能够改善风味外 由于微球菌和 发现在希腊香肠中分离的乳酸菌具有较强的亮氨 葡萄球菌具有硝酸盐还原和抗氧化能力 因而可 酸和缬氨酸分解能力 但是 L a r r o u t u r e 等 发现以阻止不饱和脂肪酸的氧化和其他不良风味的形 乳杆菌和片球菌对于支链氨基酸表现了较低的代 成 谢活性 因此不能形成香肠中的风味物质3 一甲基一M o n t e l 等f 6 对几种葡萄球菌的研究发现 沃式 丁醛 葡萄球菌却能够形成 葡萄球菌的脂肪分解能力最强 产乳酸能力也很 在发酵肉制品中 清酒乳杆菌和弯曲乳杆菌高 肉糖葡萄球菌和木糖葡萄球菌的硝酸盐还原 的竞争性较强 作为发酵剂应用较为普遍 添加适 能力最强 但蛋白酶 脂酶活力低 腐生葡萄球菌 当的脂肪酶可以加速发酵香肠的成熟 清酒乳杆生成双乙酰的能力最高 脂肪分解能力一般 但有 菌 弯曲乳杆菌和植物乳杆菌在试管中的脂肪分 些菌株不能还原硝酸盐 变异微球菌和猪葡萄球 解活力已经被证实 但是当这些乳杆菌添加到肉菌的蛋白酶活性最强 对接种清酒乳杆菌和不同 中时它们的脂肪分解活力却很低 E r k k i l a 等 经 的微球菌香肠的风味进行研究发现 具有发酵香 研究发现用鼠李糖乳杆菌L C 一7 0 5 E 一9 7 8 0 0 和戊肠典型风味的是接种肉糖葡萄球菌或木糖葡萄球 糖片球菌E 一9 0 3 9 0 以及植物乳杆菌9 8 0 9 8 发酵并采 菌的香肠 接种猪葡萄球菌的香肠具有奶酪味 接 用北欧干肠的配方生产出来的产品 与商业发酵种腐生葡萄球菌的香肠仅具有水果味 接种肉糖 剂生产的产品在感官上十分相似 葡萄球菌或木糖葡萄球菌的香肠中2 一戊酮 2 一庚 除了乳杆菌 其他的乳酸菌也可能作为发酵酮 2 一己酮的含量最高 剂添加到肉制品中 乳酸乳球菌亚种的添加能够 P i n t o 等 1 经过研究认为肉糖葡萄球菌和木糖 生成大量的游离氨基酸I l0 l L a r r o u t u r eT h i v e y r a t葡萄球菌作为添加剂添加到肉干中具有较高的蛋 等 1 发现栖鱼肉杆菌可以代谢亮氨酸 形成大量的 白水解活性 用木糖葡萄球菌发酵的牛肉干蛋白 风味化合物 这与葡萄球菌相似 总之 乳酸菌在 水解活性最高 要获得良好的感官效果 木糖葡萄 风味方面主要作用的是产生有机酸 其对于碳水球菌是首选的菌株 建议将这一研究应用于发酵 化合物的分解代谢是非常有限的 牛肉干的生产中 2 3 葡萄球菌和微球菌2 4 霉菌和酵母 葡萄球菌和微球菌的蛋白质 脂肪分解能力 用霉菌发酵的香肠在地中海地区很普遍 不 依品种各异 它们在呈味方面作用极其显著 其中产毒素的霉菌可以接种于肉制品的表面通过蛋白 的优良菌株能够形成芳香化合物 改善风味 加速 质水解 氨基酸降解 脂肪永解 脂肪氧化 水分 生产过程 S t a h n k e 等1 1 2 1 研究发现接种肉糖葡萄球流失的减少 酸败延缓等来改善风味 霉菌接种于 菌的发酵香肠比对照组成熟期提前了两周 B e c k 香肠表面还可以赋予表面白色或灰白色的外观 等 1 指出葡萄球菌中的木糖葡萄球菌和肉糖葡萄球同时通过过氧化氢酶活力 消耗氧 隔离光线来起 菌由于能够转换氨基酸 尤其是支链氨基酸亮氨 到护色的作用 延缓肠衣的脱落 较常用的霉菌有 酸 异亮氨酸和缬氯酸 和游离脂肪酸 因而能够青霉菌属和毛霉菌属 协调风味的形成 木糖葡萄球菌在发酵中能够生 酵母菌一般生长在香肠表面0 2 O 4 c m 的片 成3 一甲基一1 丁醇 双乙酰 2 一丁酮 3 一羟基丁层中 与细菌相比数量很低 发酵过程中能够形成 酮 苯甲醛 苯乙酮以及甲基酮类 在南欧的萨拉 一定数量的醇和酯类 改善制品的风味 其中应用 米香肠中应用较广泛 它产香柔和 酸味较淡 可最为普遍的是德巴利氏酵母菌属 适量的接种德 生产高品质的香肠 而肉糖葡萄球菌则将支链的 巴利氏酵母能够抑制脂肪的氧化 促进酯类的形 2 D 0 8 年第 期忌第 D 7 期 万方数据 专题综述 成 改善制品的风味 过量的接种时反而会产生一 定量的酸 如2 一甲基丙酸 2 一甲基丁酸 削弱了 它的积极作用 酵母发挥作用的大小依赖于香肠 中其他发酵剂的存在 单独使用酵母 会使氨的含 量上升 而乳酸和乙酸的含量下降 从而导致p H 的上升 酵母菌与乳酸菌和微球菌联合使用时 效 果较好 3 展望 我国发酵肉制品的生产历史悠久 腊肠 火腿 等传统发酵肉制品在发酵过程中 形成了独特的 风味 深受消费者的喜爱 但是对发酵剂的开发和 研究还相对较少 未来发酵剂的研究将集中在提 高乳酸的转化率 提供良好的风味成分 产生抗氧化 剂和细菌素等功能性物质 以及如何利用基因手 段来改善菌株的性状 开发出优良的功能性发酵 剂等方面 相信随着新型发酵剂的应用 在不久的 将来 消费者将会享用到更安全 营养 美味 适 口的发酵肉制品 参考文献 1 张元生 微生物在肉类加工中的应用 北京 中 国商业出版社 19 91 2 H u g 勰 M M 0 n f o r t J M 1 9 9 7 B a c t e r 叫s t a r t e rc u I t u P 船 f o rm e a tf e r m e n t a t i o n F 0 0 dC h e m i s t r y5 9 5 4 7 5 5 4 5 李平兰 沈清武 吕燕妮 江志杰 马长伟 宣威火腿成熟产品中主要微生物菌相构成分 析 中国微生物学杂志 2 0 0 5 1 5 5 2 6 2 2 6 5 4 N y c h a s G J E A r k o u d e l o S J s 1 9 9 0 s t a p h y l o c o c c l t h e r r o I el nf e r m e n t e ds a 嘴a g 鹃 J 0 u r n 甜o fA p p e dB a c t e P i o I o g y S y m p o s l u mS u p p l m e n t 16 7 18 8 5 F r e 7 d e 7 r i c L e r o y J u r g e n V e r l u y t e n L u c D eV u y 8 t 2 0 0 6 F u n c t i O n a lm e a ts t a r t e rc u l t u r e sf O ri m D r O v e d s a u s a g ef e r m e n t a t i O n I n t e r n a t f o n a lJ o U r n a IO fF 0 0 dM i c r O b j O l o g y 10 6 2 7 0 一2 8 5 6 M o n t e I M c R e i t z J T a I o n R B e r d a g u e7 R R 0 u s s e t A k r j m J L 19 9 6 B i o c h e m c a Ia c t j V j t l e sO f M j C r o c O c c a c e a ea n dt h e re f f e c t 8o nt h e a r o m a t i cD r o f i l 鹊a n d o d o u r s o fad r ys a u s a g em o d e I F o o dM i c r o b i o l o g y15 4 8 9 4 9 9 匮塑塑亟 7 P a p a m a n o I i E T z a n e t a k i s N L l t o p o u I o u T z a n e t a k i E K o t z e k i d o u P 2 0 0 5 C h a r a c t e n z a t o no fk t 配a c j db a c t e 咆 i s o l a t e df r o maG r e e kd r y f e P m e n t e d 蚴g ei n 陀s p e c t0 f t h e rt e c h n o I O g l c a la n dp r O b i o t i cp r o p e r t i e s M e a tS c i e n c e 6 5 8 5 9 8 6 7 8 L a r r o u t u r e c A r d a m o n V P e 7 p i n M M o n t e I M c 2 0 0 0 Ab j l i t y0 fm e a ts t a r t e rc u l t u r e st 0c a t a b o l i z e I e u c i n ea n de V a I u a t i O nO ft h ed e g r a d a t j O np r O d u c t sb y U s i n ga J lH P L Cm e t h o d F 0 0 dM i c r o b i o I o g y17 5 6 5 5 7 0 9 s E r k k i l a E P e t a 7 j a7 s E e r o I a L L i I f e r b T M a t t j l a 一 蛐I m M L S 州0 0 2 0 0 1 F I a v o u rp r o f j l e so f 曲V 矧J s a d 啪 f e r m e n t e db ys e l e C t e dn O v e lm e a ts t a r t c U I t u r e s M e a t s c i e n c e 5 8 1 11 1 16 1o H e r r a n z B F e r n a 7 n d e z M H i e r r o E B r u n a J M O r d 0 7n e z J A d el aH o z L 2 0 0 4 U s eo fL a c t o c D c c 嘴 l a c t i ss u b s p c r e m o r i 8N C D O7 65a n do 一k e t o g l u t a r a t e t Oi m p r o V et h es e 鹅O r yq u a t yo fd r yf e r m e n t e ds a U s a g 船 M e a tS c j e n c e6 6 15 1 16 5 1 1 L a r r o u t u r e T h i V e y P a t c M o n t e l M c 2 0 0 5 E f f e c t sO fe n V j r o n m e n t a lf a c t o r s0 nI e u c j n ec a t a b 0 H s mb y C a r n o b a c t e r j U mp i s c i c o l a I n t e r n a t j o n a IJ O u r n a JO fF 0 0 dM j c P O b i o I o g y2 5 17 7 18 4 1 2 s 妇 L H H O I 水 A J f j n s e n A N i s e n A z a n 甜埴 E 2 0 0 2 M a t I 腕ya c c e I e r a 伽no f 刚跏嘶e ds a I s a g eb yS t a 一 呻y I o c o c c 嘴c a m o s U sr e I a t 嘞b e t w nm a t 岍t ya n df 卧坩 c o m p o U n d 8 J o u r n a JO f F 0 0 dS c i e n c e6 7 1 9 1 4 19 2 1 15 B e c k H c H a n s e n A M L a u r i t s e n F R 2 0 0 4 C a t a b 0 I i s m0 fl e u c f n et Ob r a n c h e d c h a i nf a t t ya c i d si n S t a p h y l o c o c c u 8x y l 0 8 u s J o u r n a Io fA p p I j e dM l c r o b i o I o g y 9 6 1 18 5 1 19 5 1 4 S a m e I i s J M e t a o p o u l o s J V 胁s i M P a p p a 1 9 9 8 S t a b i I i t ya n d8 a f e t y0 ft r a d i t i O n a IG r e e ks a l a m i a m i c r o b i o I O g i c a Ie c o l o g ys t u d y I n t e r n a t j o n a IJ o u r n a IO fF 0 0 d M j c r o b j o I o g y4 4 6 9 8 2 15 M F P i n t o E H G P o n s a n o B D G M F r a n c o M S h j m o k O m a k i C h a r q U im e a t s 硝f e m l e n t e dm e a tp P 0 d u c t s r o l e0 fb a c t e r af o r m e n s o r i a Jp r o p e r t i e 8d e v e l o p m 朗t M e a ts c j e n c e 2 0 0 2 18 7 19 1 2 D 0 8 耳第 期总第 0 7 期 万方数据 发酵肉制品常见微生物及其对风味的影响发酵肉制品常见微生物及其对风味的影响 作者 褚福娟 孔保华 黄永 作者单位 褚福娟 孔保华 东北农业大学 黑龙江哈尔滨 150030 黄永 北京巴斯德科技有限责任公 司 北京 102209 刊名 肉类研究 英文刊名 MEAT RESEARCH 年 卷 期 2008 1 被引用次数 3次 参考文献 15条 参考文献 15条 1 张元生 微生物在肉类加工中的应用 1991 2 Hugas M Monfort J M Bcterial starter cultures for meat fermentation 1997 3 李平兰 沈清武 吕燕妮 江志杰 马长伟 宣威火腿成熟产品中主要微生物菌相构成分析 2005 05 4 Nychas G J E Arkoudelos J s Staphylococci their role in fermented sausages 1990 zk 5 Fre de ric Leroy durgen Verluyten Luc De Vuyst Functional meat starter cultures for improved sausage fermentation 2006 6 Montel M 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