发酵蔬菜及肉制品 食品的发酵保藏

第二节食品的发酵保藏通常认为发酵为缺氧条件下糖类的分解。从食品工业角度看，为扩大其范围，发酵进一步理解为有氧或缺氧条件下糖类或近似糖类物质的分解。(一)发酵的概念二发酵的类型及机理1.酒精发酵

酵母菌

C6H12O62C2H5OH＋2CO2

酶2.醋酸发酵

醋酸杆菌C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O

酶3.乳酸发酵

乳酸杆菌C6H12O62CH3·CHOH·COOH

酶4.酪酸发酵(丁酸发酵)

酪酸梭状芽孢杆菌C6H12O6

CH3(CH2)2COOH＋2CO2＋2H2O

酶

这是不期望出现的发酵类型食品发酵用微生物种类酵母菌类 啤酒、葡萄酒、食用酵母等霉菌类 米酒、腐乳细菌类 食醋、酸乳、发酵蔬菜等混合菌 酵母＋霉菌或酵母＋细菌霉菌发酵的食品霉菌（Mold）

酵母（Saccharomyces)

醋酸菌（Acetobacter）乳酸菌（Lactobacter）发酵蔬菜三、影响食品发酵的因素及控制（一）酸度（二）酒精含量（三）菌种的使用（四）温度（五）氧的供给量（六）食盐（一）酸度高浓度的氢离子可以降低细菌菌体表面原生质膜外与输送溶质通过原生质膜相关的蛋白质和催化导致合成被膜组分的反应的酶的活性，从而影响了菌体对营养物的吸收。另外高浓度的氢离子还会影响微生物正常的呼吸作用，抑制微生物体内酶系统的活性控制酸度可以控制发酵作用。酒精具有脱水的性质，可使菌体蛋白质因脱水而变性。另外，酒精还可以溶解菌体表面脂质，从而起到一定的机械除菌作用。酒精的防腐能力的大小取决于酒精浓度，按容积计12%~15%的发酵酒精就能抑制微生物的生长，而一般发酵饮料酒精含量仅为9%~13%，缺少防腐能力，仍需经巴氏杀菌。如果饮料酒中加入酒精，使其含量达20%(按容积计)，则不需经巴氏杀菌就足以防止腐败和变质。（二）酒精含量发酵开始时加入大量预期菌种，那么它们就可以迅速地生长繁殖，并抑制住其它杂菌的生长，从而促使发酵过程向着预定的方向进行。例如面包、馒头的发酵，酿酒以及酸奶发酵就是采用了这种技术。发酵前加入的预期菌种可以用纯培养方法制得，可以是单一菌种，也可是混合菌种。如啤酒、面包、葡萄酒。蔬菜腌制品如酸白菜、泡菜等也开始使用该技术。（三）菌种的使用不同微生物耐盐性不完全相同，细菌鉴定中常利用耐盐性作为选择和分类的手段。其他因素相同，加盐量不同即可控制微生物生长及其发酵活动。一般蔬菜腌制品中常见的乳酸菌能忍受10%~18%的食盐溶液，大多数朊解菌和脂解菌则不能忍受2.5%以上的盐液浓度。通过控制腌制时食盐溶液的浓度可以达到防腐和发酵目的。（六）食盐不同菌种各有适宜的生长温度。乳酸菌适宜温度：26℃～30℃运用发酵温度控制菌种生长。卷心菜卷心菜腌制初期发酵温度应低些，到了后期发酵温度适当升高。（四）温度霉菌是完全需氧性的，在缺氧条件下不能存活，控制缺氧条件则可控制霉菌的生长。酵母是兼性厌氧菌，氧气充足时，酵母会大量繁殖，缺氧条件下，酵母则进行酒精发酵，将糖分转化成酒精。细菌中则需氧的、兼性厌氧的和专性厌氧的品种都有，视菌种而定。例如醋酸菌是需氧的，乳酸菌则为兼性厌氧，肉毒杆菌专性厌氧。

供氧或断氧可以促进或抑制某种菌的生长活动，同时可以引导发酵向预期的方向进行。

（五）氧的供给量四、发酵对食品品质的影响1.改变食品的风味和香气（1）蔬菜（2）牛乳（3）制酒（4）对肉类2.提高营养价值3.改变组织结构（1）蔬菜脆性的变化（2）其它：豆腐乳、干酪、面包五、主要发酵制品的保藏作用以发酵蔬菜为例发酵蔬菜乳酸发酵酒精发酵醋酸发酵正常的发酵作用主要是乳酸发酵和轻度的酒精发酵及微弱的醋酸发酵1、乳酸发酵乳酸发酵是蔬菜腌制过程中最主要的发酵作用，蔬菜在腌制过程中都存在乳酸发酵作用，只不过有强弱之分而已。乳酸发酵指在乳酸菌的作用下，将单糖、双糖、戊糖等发酵生成乳酸的过程。蔬菜腌制过程中的微生物主要有肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、短乳杆菌、发酵乳杆菌等。正型(同型)乳酸发酵和异型乳酸发酵正型乳酸发酵在发酵中分解单糖和双糖，只生成乳酸，发酵的过程产酸量高，能积累乳酸量1．4％以上，在最适条件下可达2.0％以上，参与正型乳酸发酵的有植物乳杆菌、乳酸片球菌、发酵乳杆菌、乳链球菌、黄瓜酸化菌等；而异型乳酸发酵除生成乳酸外，还有其他产物的生成，有的可生成乙醇、二氧化碳、醋酸，如肠膜明串珠菌、短乳杆菌、大肠杆菌、戊糖醋酸乳杆菌等。该发酵常出现在腌制初期。当在10％以上的食盐浓度或乳酸含量达0.7％以上时．便受到抑制。乳酸发酵过程发酵初期：不同的微生物同时活动，大量的气体向外逸出；乳酸和乙酸生成。（酸度：0.3～0.4％）发酵中期：乳酸和乙酸的积累，使大部分细菌受到抑制甚至死亡，乳酸菌继续生长。（酸度：0.4～0.8％）发酵末期：酸度继续升高，直至乳酸菌群也不能适应时发酵活动停止。（酸度：1.2％以上）在腌渍初期，由产酸不多、繁殖快而不耐酸的肠膜明串珠菌等占优势，以异型乳酸发酵为主，产生的酸和CO2等使pH值下降，抑制其它有害微生物的生长繁殖，同时产物乙醇、醋酸等微量生成，对腌制品的风味增进作用。但这类乳酸菌不耐酸，当含酸量达到0.7％一1.0％时，它们就灭亡了。在发酵后期以同型乳酸发酵为主，由植物乳杆菌或耐酸的片球菌继续发酵，当含酸量达到1.3％左右时，植物乳杆菌也受到抑制，则让位于短乳杆菌和戊糖醋酸乳杆菌，它们能耐受酸量高达2.4％，使酸菜发酵完成。酒精发酵附着在蔬菜表面的酵母菌在嫌气条件下将蔬菜中的糖分分解而生成酒精和C02，量可达0.5～0.7％酒精发酵除生成酒精外，还能生成异丁酵、戊醇及甘油等。腌制初期蔬菜的无氧呼吸与一些细菌活动(如异型乳酸发酵)，也可形成少量酒精。在腌制品后熟存放过程中，酒精可进一步酯化，赋予产品特殊的芳香和滋味。醋酸发酵在腌制过程中，由于好气性的醋酸菌氧化乙醇生成醋酸的作用。在某些异型乳酸发酵过程中也能产生醋酸．加大肠杆菌、戊糖醋酸杆菌等微生物在进行异型乳酸发酵时也能产生醋酸。正常时醋酸积累量0.2～0.4％，极少量的醋酸不但无损于腌制品的品质，反而对产品的保藏是有利的。但含量过多时，会使产品具有醋酸的刺激味。生产中应注意保持腌制环境的嫌气条件，如及时装坛、严密封口，以防止过量醋酸的产生。在正常发酵产物中，最主要是乳酸，此外还有乙醇、醋酸和二氧化碳等。其中酸和二氧化碳能降低环境pH，乙醇也具有防腐能力，二氧化碳还有一定的绝氧作用。这一切都有利于抑制有害微生物的生长，也是利用微生物发酵防止蔬菜腐烂变质的原因，同时还能减少腌制品维生素C和其它营养成分的损失。发酵蔬菜的保藏有利乳酸发酵的条件是：嫌气性条件，食盐浓度一般在10％以下；pH3.0～4.0；发酵温度20－30℃。此条件下，乳酸发酵可良好进行，而其他微生物的话动则会受到抑制。如霉菌耐酸性较强，但不适宜嫌气条件，而有些微生物能够适应嫌气条件但又不耐酸，如大肠杆菌等。影响蔬菜发酵的因素(1)食盐的浓度：(2)酸度：在腌制初期酸度低的情况下，要迅速地提高酸的含量，如入工加酸，便能阻止有害菌的生长发育。（3）温度：一切微生物的生长发育，都需要一定的温度。最适于乳酸菌活动的温度范围为26℃～30℃，在这样的温度范围内，乳酸菌发育最快，产酸率也最高但在这样的温度下，有害的微生物(如丁酸菌等)的活动也加强。丁酸菌活动强烈时，使腌制品败坏：醋酸菌活动强烈时，使制品变酸。因此，乳酸发酵刚开始时，温度不宜过高，待产生一定量的乳酸以后，温度可适当提高，因为产生的乳酸有抑制有害微生物的作用，待旺盛发酵完成以后，应将温度降下来，以防产酸过度。所以，乳酸发酵时温度一般控制在12℃～22℃之间，但在旺盛发酵完成以后，产品最好贮存于O℃左右的低温下。(4)气体成分：前面提到乳酸菌为嫌气性细菌，而一些有害菌(如产膜酵母菌及霉菌)是好气性的，所以隔绝空气，有利于防止一些有害菌的活动，同时有利于维生素C的保存。隔绝空气的措施有，将菜体压紧装实，并用充足的盐水淹没菜体，泡菜在坛口反缘加水形成水封，但必须注意，要让发酵过程中产生的CO2气体能够逸出来。（5）糖分：原料中含糖量的多少，直接影响到发酵作用和酸的生成。据测定，1g葡萄糖经发酵后，大约可产生0.58乳酸。在一般的发酵性腌制品中，应含乳酸0.7％～1.5％，因此原料中的最低含糖量应为1.5％～3.0％。对含糖量不足的原料，可加入少量的糖，以促进发酵作用。但是一般情况下，可选择含糖量高的品种作原料(6)光线：短波光对微生物不利，能破坏它的代谢作用。发酵过程中不能接触光线，以免有益微生物也被破坏，所以腌制容器往往加以覆盖。果蔬在腌制过程中风味的形成⑴细胞结构的变化

食盐溶液的高渗透压作用使植物细胞发生“质壁分离”大量细胞液水分外流；原生质膜由半透性变为通透性。⑵脆性的变化

半干态或干态腌制品由于细胞失水，由“坚脆”变为“柔脆”细胞壁原果胶成分水解使腌制品脆性降低。⑶色泽的变化

褐变、吸附色素、叶绿素破坏引起的颜色变化。⑷鲜味和香气的形成

蛋白质水解、苷类物质水解、发酵作用形成