肉品发酵剂及肉品发酵技术优化的研究现状*

蔡鲁峰，邓高毅，黄亚芳，王远亮

(湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙，410128)

发酵肉制品是指在人工控制或自然条件下利用微生物发酵作用产生的具有特殊的风味、色泽和质地的且具有较长保存期的肉制品，其独特的风味及营养特性受到广大消费者喜爱［1］。畜禽肉在发酵微生物的作用下，蛋白质部分被分解为氨基酸、芳香类等小分子物质，赋予产品特殊的风味;糖类物质被转化为酸或醇使pH降低，增加了肉制品的爽口的酸味且能延长肉制品的货架期［2］;用于肉制品发酵的微生物在肉品发酵成熟过程中可以抑制肉品中的有害菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等，另外消费者食用后还可以增加肠道中的益生菌群。植物源乳酸菌最早用于发酵肉制品中，经过不断的发展，内源乳酸菌也被用在肉品发酵过程中，随着人们对微生物的深入了解，研究者发现混菌发酵的产品品质更佳，由此肉品发酵剂又进入了乳酸菌与微球菌等混合菌种发酵阶段［3］。发酵肉制品的种类繁多，国内和国外的产品有所差别，土耳其大香肠，西班牙生火腿等是国外比较有名的发酵肉制品;在国内哈尔滨大红肠，金华火腿比较受消费者青睐，还有流行于四川、湖南和广东一带的腊肉，贵州、江西一带的少数民族的酸肉以及上海的咸肉都因其独特的风味被当地群众所喜爱。经济快速发展，生活水平不断提高，市场需求大，消费者青睐等诸多因素为肉制品的开发提供了强大的动力，研究并发展发酵肉制品产业是能够促进我国肉制品工业迅速发展的重要一环。本文从发酵肉制品的特点出发，阐述了其营养性，易被接受性。对应用于发酵肉制品的发酵剂的发展和用于发酵的微生物在发酵过程的作用以及国内外研究现状进行了总结。同时也指出了该产品已被研究证实的隐性危害，并对其预防和控制措施的研究现状进行了概述。

1 肉品发酵剂

1.1 肉品发酵剂的起源和发展

美国人Padock和Jernen(1940)在专利中第1次描述了乳酸菌单菌种在发酵香肠中的应用，开创了纯培养微生物作为发酵剂的先河。芬兰科学家Ninivaara(1955)从芬兰传统食品中分离出一种微球菌用来发酵肉制品，并提出了作为发酵剂的微生物选择标准［3］。Hammeswp(1994)指出，发酵剂通常指含活的或休眠的微生物，能够在发酵基质中进行理想的新陈代谢活动的制剂，由此明确了肉品发酵剂的概念［4］。我国肉品发酵剂的发展已经从原来的自然发酵，发展到了现在的单菌或混合菌种发酵的阶段，用作发酵剂的菌种也多种多样，主要是来自乳酸菌的乳杆菌属、链球菌属、片球菌属，葡萄球菌属;酵母菌中的汉逊德巴利酵母菌、法吗塔假丝酵母、毕赤氏酵母、红酵母、丝胞酵母;霉菌中的毛霉属、青霉属等。植物乳杆菌、片球菌，木糖葡萄球菌由于其发酵的安全性，良好的呈香性，发酵产品的可口性，成为近年来研究和应用最多的菌。

1.2 不同发酵菌种在肉品发酵中的作用

1.2.1 细菌

乳酸菌作为发酵肉制品中常用的菌种它有着独特的作用，在无氧条件下分解乳糖产生乳酸，降低肉制品的pH，从而抑制有害菌的生长，延长商品的货架期。刘素纯等［5］的研究发现把乳酸菌与大肠杆菌等量混合培养时的数量比单一培养时减少了5个数量级;傅力等［6］的研究同样证明了乳酸菌对大肠杆菌等有害菌具有抑制作用;另外Ahmad［7］的研究证明乳酸菌的活动还能够抑制肠道内病原体的生长。用乳酸菌做发酵剂减少了亚硝酸盐对人体的危害，降低了脂肪的氧化程度而且能够降低TBA值和TVB-N值。孙来华［8］等人研究指出乳酸菌发酵产生的酸性环境对亚硝酸盐的分解具有促进作用，大大降低了其残留量;王澜［9］等人发现用乳酸菌做发酵剂，产品中的TVB-N值、亚硝酸盐的残留量、TBA值明显降低了。李玉珍［10］等人指出乳酸菌在高氢离子浓度环境下有利于NO2-还原成NO，NO能够与与肉中的肌红蛋白结合形成NO-Hb，赋予肉制品明亮的鲜红色，从而减少亚硝酸盐的使用。

乳酸双歧杆菌产生的细菌素能够同时抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的生长，乳酸双歧杆菌或者两歧双歧杆菌加在发酵剂中能够与其他发酵微生物，尤其是乳酸菌属的菌起到良好的协同作用，而且能够减少生物胺的产生，从而减少对人体的伤害。Sayed Mokhtar［11］的研究证明，在乳酸双歧杆菌和两歧双歧杆菌共同作用下发酵15 d后香肠中的酪胺含量为14.91 mg/kg，对照组的含量则达到了125 mg/kg，另外尸胺、腐胺、组胺的含量也显著下降。Collado［12］的研究表明乳酸双歧杆菌对鼠伤寒菌、沙门氏菌、蜡样芽孢杆菌和大肠杆菌都有抑制作用。但是Holko［13］等人的研究结果表明双歧杆菌并不能单独作为发酵剂用于肉制品发酵，因为它在发酵过程中的含量较低，不能形成种群优势，而且在储存60 d后几乎不能检测到。

片球菌是最早作为发酵剂用于发酵肉制品生产的细菌，也是发酵肉制品中使用较多的微生物，发酵乳糖类产生乳酸，不能利用蛋白质，现在用的较多的是乳酸片球菌和戊糖片球菌。乳酸片球菌在发酵的初期能够迅速产酸降低样品的pH，使肉制品产生特殊的爽口的酸味，另外它特殊的生理活动还能产生血红素，Vural［14］的研究表明，血红素能转化为固化颜料，改善肉制品的颜色、外观、色泽等。

木糖葡萄球菌、肉糖葡萄球菌属于用于发酵肉制品中的产香菌，能还原硝酸盐利于产品的发色，而且它的特殊活动还能减少肉制品中的生物胺含量。Joseph Sebranek［15］和范素琴［16］的研究都证明了木糖葡萄球菌等一些微球菌是主要的产硝酸盐还原酶的微生物。赵亚娟［17］等人指出:这2菌株对硝酸盐、亚硝酸盐、NaCl均具有较好的耐受性，在 pH 6.5，30、40℃，2%NaCl条件下具有生成亚硝酸盐的最快速率。另外微球菌被认为在微环境中能使醇类和脂类酯化产香［18］。木糖葡萄球菌处理的肉制品中酯类和醇类含量较高，对香肠风味物质的含量有明显的影响。孙来华［19］等人研究表明木糖葡萄球菌有降解脂肪的能力，亚油酸的含量增加，与发酵肉制品的香味成分的形成也有关，木糖葡萄球菌还能够分解蛋白质使游离氨基酸的含量增加。Nicoletta［20］等人的研究结果证明了木糖葡萄球菌和植物乳杆菌的共同作用下能使胺类转化为醛类物质，能够减少成熟期香肠中的生物胺的含量。

1.2.2 霉菌

某些霉菌可代谢产生毒素而对人体造成危害，因此用于发酵肉制品的霉菌只是一小部分，而且如若用于发酵食品中应经过严格的筛选，产生霉菌毒素的菌株必须舍去，产黄青霉和纳地青霉是常用的2种不产毒素的霉菌。霉菌具有抗氧化的作用，他们能降低肉表面的氧化，降解过氧化物，防止光氧化作用，在表面建立一个微生物的微环境抑制有害菌的生长。霉菌发达的酶系能够分泌蛋白酶、脂肪酶，使大分子的蛋白质和脂肪转化为，醇，醛，酸等小分子物质，进而增加香气。

Luisa Garcia［21］的研究证明了毛霉产生的酶的活动对发酵香肠的色泽和香气都有促进作用。Ockerman［22］对西班牙火腿中分离的青霉菌属的5株菌进行了研究，结果表明温度对青霉菌的产蛋白酶能力影响最大，而在相同的温度和湿度梯度和储存时间条件下，产黄青霉作为发酵剂的肉制品具有最高含量的游离氨基酸和多肽，这些物质已经被学者证明具有营养和呈香特性。

1.2.3 酵母

酵母作为常用的发酵微生物，其种类也是多种多样，包括假丝酵母、德巴利酵母、毕赤氏酵母、汉逊德巴利酵母、链状假丝酵母、皱褶假丝酵母等，其中汉逊德巴利酵母最为常见。酵母在肉品发酵过程中扮演着重要角色:一方面大多数酵母能够产生脂肪酶和蛋白酶，进而将肉制品中的脂肪和蛋白质分解产生酚、醇、多肽类等物质，这些小分子的物质不仅能改善产品风味还能增加肉品的香气;另一方面酵母菌的呼吸作用能够消耗氧气，且能形成过氧化氢酶，防止肉品氧化变色。

马萍［23］等曾经研究了火腿的呈香机理，他们认为酵母是火腿全发酵中的优势有益菌，在增加火腿的维生素E、色氨酸等成分和形成发酵火腿特殊风味的过程中扮演重要角色。酵母菌在发酵肉制品中的作用是多样的，除了可以消耗氧气增加酸度，促进发色和抑制酸败之外，其独特的“酵母味”能提升发酵肉品的口感［24］。

2 国内肉品发酵技术的研究进展

2.1 现阶段主要进行的技术优化

发酵技术的优化包括发酵条件的优化，发酵剂的优化。通过控制不同的发酵因素，实现发酵条件的最优化;研发新的发酵剂或者研究不同菌种共同发酵所产生的效果，来探寻一种优良的混菌发酵剂，不仅发酵效果好，效率高，而且不产或能抑制有害物质如生物胺的产生。

2.1.1 发酵剂的优化

发酵剂的优化主要是优良单菌菌种的筛选以及混菌群的构建。为了获得具有优良性状的微生物发酵菌种，国内外科研人员进行了大量的实验，最近几年主要集中于呈香菌的研究。另一方面，由于认识到生物胺对人体的危害，部分研究人员开始把精力放在筛选脱羧酶阴性的发酵剂菌种，以提高产品的安全性。

马德功等对发酵香肠中的益生性乳杆菌进行分离和筛选的研究中，得到了3株具有对低酸和胆盐耐受性良好的乳杆菌，所产的乳酸细菌素，能够对李斯特菌、金葡菌等杂菌的生长起到抑制作用。Erkkila［25］等在以北欧干肠配方为基础上，用戊糖片球菌E-90390、鼠李糖乳杆菌LC-705、E-97800、植物乳杆菌98098为发酵剂进行香肠的发酵，结果表明其发酵性能良好，能够与商业发酵剂相媲美。范素琴等以香肠中的葡萄球菌、微球菌为研究对象，对其进行生理生化试验研究，进而筛选出了具有脂肪酶阳性、蛋白酶阳性、硝酸盐还原酶阳性的2种优良葡萄球菌株。

刘玺(2000)对香肠的发色进行研究表明:啤酒片球菌(P.cerevisiae)和植物乳杆菌(L.Plantarum)等量混合发酵后可以明显改善香肠的发色和呈色效果，进而可以减少亚硝酸盐在肉制品中的使用量，增加了食用的安全性。Nguyen［26］等在对越南蔡氏发酵肉的工艺改进上，选用了特质乳酸菌，从而使产品的品质和风味得到了极大的改善。王澜［9］的研究结果表明:与对照组(单一菌种发酵)相比，实验组(混菌发酵)的亚硝酸盐的残留量、TBA值和TVB-N值明显较低。Sayed Mokhtar［11］等人的研究表明乳酸双歧杆菌或者两歧双歧杆菌加在发酵剂中能够减少生物胺的产生，从而减少对人体的伤害。Nicoletta［20］等人的研究结果表明木糖葡萄球菌和植物乳杆菌的共同作用下能够减少成熟期香肠中的生物胺的含量。夏让［27］等的研究结果表明:葡萄球菌、乳杆菌、酵母菌的添加浓度分别为107CFU/g、106CFU/g、107CFU/g时发酵肉制品的感官特性显著优于对照组，其回味、颜色、风味都得到了很大的改善。孙来华［8］等的研究表明:为使生产的羊肉发酵香肠酸味柔和，口味适中，产品质地较好，啤酒片球菌，植物乳杆菌，木糖葡萄球菌的添加比例2∶2∶1为宜。

2.1.2 发酵条件的优化

我国在发酵肉制品的研究方面起步较晚，所以跟国外的技术还有一定的差距。在国内主要是探讨不同发酵温度、接种量、湿度、时间等条件对发酵肉制品的影响。马汉军［28］等的研究证实:用植物乳杆菌或者啤酒片球菌单独发酵的香肠不如混合发酵的香肠的质量口感好，最佳发酵条件:啤酒片球菌:植物乳杆菌 =1∶1(或3∶2)，发酵温度35℃，发酵时间30～36 h，接种量106CFU/g。潘明［3］等研究结果表明羊肉发酵香肠中发酵剂最佳发酵条件:菌种酵母菌∶乳酸菌=3∶2，最佳发酵温度30℃，最佳接种量为107CFU/g，最佳相对湿度为90%。这些研究为其他研究者在发酵剂配比和接种量的多少，发酵时的温度、时间、相对湿度等条件的选择提供了参考，减少了自我摸索所花费的时间。

进入21世纪后，国外的许多研究人员将精力放在了酶制剂对发酵肉制品发酵和成熟的作用的研究，以期达到用外源酶取代发酵剂，进而大大缩短成熟时间的目的，在这方面的研究国内也开始有了相关文章的发表。张红梅［29］的研究表明添加乳杆菌的蛋白酶、类干酪乳杆菌的蛋白酶等对干发酵香肠的蛋白水解具有促进作用，可以改善香肠的感官特性，且能缩短成熟时间。杨华［30］等人的研究表明外源酶对缩短发酵时间具有积极的作用，使发酵羊肉香肠的成熟期减少了40%。

另外也有研究者把食盐、葡萄糖、胡萝卜汁、血红素等物质用于肉品的发酵，来探讨这些物质对产品的影响。例如血红素色素，现代研究认为在发酵过程中它能转化为固化颜料起到改善肉的颜色，外观，色泽等作用。王柏琴等(1996)曾证明红曲色素等在香肠的发酵过程中能代替亚硝酸盐发色且对肉毒梭菌有抑制作用，罗章［31］等人的研究指出血红素不仅能作为发色剂减少亚硝酸盐的使用，减少对人体的危害，而且能够起到营养强化剂的作用，增加了发酵制品的安全性和营养性。王雅舒千［32］等人的研究结果表明:在添加葡萄糖、食盐、乳酸菌的量分别为2.5%、0.3%、2.5%的条件下可以保持发酵牛肉的低酸环境，抑制杂菌的生长繁殖，延长肉品保质期。

3 发酵肉制品未来研究方向的探讨

未来一段时间内，发酵剂的优化筛选仍然会成为国内外研究的重点，而在混菌发酵方面，筛选出两种或多种没有拮抗作用的混合发酵剂也将成为发酵肉制品研究领域的热点。利用生物技术能够减少食品添加剂的使用，此外基因工程技术能够改造微生物的基因结构，优化用于发酵生产的微生物的性状，如切断其产生生物胺的基因片段，或整合其他菌种的基因片段，使单菌种能够表现出两种或者多种菌种的优良性状，一旦此类转基因食品被国家批准进入市场，基因工程技术会逐渐地应用到发酵肉制品生产上。

在发酵条件的优化方面除了传统的发酵时间、温度、pH、湿度等因素的控制外，外源物质的使用已经被证实对产品的质量有影响。如添加剂的种类，添加量会对发酵过程和发酵结果以及贮存期间肉制品的质量息息相关，如能开发出新型的优良添加剂将会是发酵肉制品行业的突破性进展。酵母抽提物在国外研究相对成熟，因其含有氨基酸，肽类、大分子蛋白质、肉类酶解物，还有一些风味物质等可考虑作为国内发酵肉制品的添加物。发酵肉制品的营养作用众所周知，但绝大多数都是由于其产品当中存在着营养和功能成分，这些成分对人体有益，进而我们推断发酵肉制品有多种营养特点，但是真正的活体试验国内外还鲜有人做，因此这方面的研究在接下来的一段时间将会被广大研究者所注意到。

在减少有害物质方面不仅能在菌种的选育，发酵因素的调控方面着手，一些能够有效地防止发酵肉制品贮藏期间肉质氧化，或者降低生物胺，亚硝胺等常见的危害物质的含量的新型包装材料或者包装方式将逐渐应用在发酵食品方面。为了提高畜产品的产量，抗生素在国内养殖企业应用泛滥，肉制品中抗生素的残留量较高，如何降低发酵肉制品中抗生素的含量减少其对消费者的身体损害，这也是发酵肉制品研究的一个重要出发点。

4 展望

发酵肉制品作为肉品加工的一种，其营养性、卫生性、贮存性较其他类型产品强，该产品独特的风味也使得它更易被消费者接受。虽然与国外相比国内发酵肉制品研究起步较晚，但研究水平的差异已不明显。只是在各类发酵肉制品理想质量结构、质量标准、生产用直投式发酵剂、加工工艺与配方优化方面的研究还有待进一步开展。随着国家和大众对发酵肉制品的重视，发酵作为肉制品加工的一种方法一定会得到技术和资金的支持，尤其是最近几年我国的发酵肉制品研究又进入了一个新的发展黄金期，我们有信心有能力把我国的发酵肉制品推向海外，走向国际。

［1］ 马菊，孙宝忠，郝永清.国内外发酵肉制品历史及发展现状比较［J］.肉类研究，2006，20(9):45-47.

［2］ 张松山，李海鹏，孙宝忠.发酵牛肉中香味活性化合物的分析［J］.食品科学，2009，30(20):316-319.

［3］ 潘明，王世宽，谢仁有，等.羊肉发酵香肠中发酵剂最佳发酵条件的探索［J］.食品工业，2013，，34(4):29-31.

［4］ Hammes W P，Knauf H J.Starters in the processing of meat products［J］.Meat Science，1994，36(1):155-168.

［5］ 刘素纯，胡茂丰，李宗军.自然发酵肉制品中乳酸菌的分离及特性研究［J］.食品与机械，2006，22(2):62-65.

［6］ 傅力，葛钰瑛，李焕荣，等.发酵羊肉乳酸菌发酵剂的筛选及发酵性能研究［J］.新疆农业科学，2009，46(3):460-463.

［7］ Cheikhyoussef A，Pogori N，Chen W，et al.Antimicrobial proteinaceous compounds obtained from bifidobacteria:from production to their application［J］.International Journal of Food Microbiology，2008，125(3):215-222.

［8］ 孙来华.羊肉发酵香肠微生物特性和理化特性研究［J］.食品研究与开发，2006，27(9):112-114.

［9］ 王澜，王玉田，张莉力.混合菌种发酵羊肉香肠理化性质的初探［J］.食品科技，2011，36(1):94-96.

［10］ 李玉珍，肖怀秋，林亲录.乳酸菌在发酵肉制品中的应用［J］.肉类工业，2006(4):8-10.

［11］ Mokhtar S，Mostafa G，Taha R，et al.Effect of different starter cultures on the biogenic amines production as a critical control point in fresh fermented sausages［J］.Europeam Food Researoh and Technology，2012，235(3):527-535.

［12］ Collado M C，Hernandez M，Sanz Y.Production of bacteriocin-like inhibitory compounds by human fecal Bifidobacterium strains［J］.Journal of Food Protection，2005，68(5):1 034-1 040.

［13］ Holko I，Hrabě J，Šalaková A，et al.The substitution of a traditional starter culture in mutton fermented sausages by Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium animalis［J］.Meat Science，2013，94(3):275-279.

［14］ Vural H.The use of commercial starter cultures in the production of Turkish semi-dry fermented sausages［J］.Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und-Forschung A，1998，207(5):410-412.

［15］ Joseph Sebranek，James Bacus.Natural and organic cured meat products:regulatory，manufacturing，marketing，quality and safety issues［J］.Meat Science，2007，(77):136-147.

［16］ 范素琴，陈鑫炳，王成忠，等.发酵香肠微生物菌种的研究现状［J］.肉类工业，2010(3):51-54.

［17］ 赵亚娟，郇延军，孙冬梅，等.木糖葡萄球菌和肉糖葡萄球菌的生理特性及其转化硝酸盐影响因素的研究［J］.食品工业科技，2012，33(5):63-66.

［18］ Marco A，Navarro J L，Flores M.The sensory quality of dry fermented sausages as affected by fermentation stage and curing agents［J］.Eur Food Res Technol，2008，226(3):449-458.

［19］ 孙来华，李桂荣.羊肉发酵香肠的研制［J］.食品科技，2005，18(4):46-50.

［20］ Mangia N P，Trani A，Di Luccia A，et al.Effect of the use of autochthonous Lactobacillus curvatus，Lactobacillus plantarum and Staphylococcus xylosus strains on microbiological and biochemical properties of the Sardinian fermented sausage［J］.European Food Research and Technology，2013，236(3):557-566.

［21］ Garcia M L，Casas C，Toledo V M，et al.Effect of selected mould strains on the sensory properties of dry fermented sausages［J］.European Food Research and Technology，2001，212(3):287-291.

［22］ Ockerman H W，Sánchez F J C，Mariscal M A O，et al.Influence of temperature on proteolytic activity of indigenous Spanish molds in meat products1 ［J］.Journal of Muscle Foods，2001，12(4):263-273.

［23］ 江东福，段若玲.宣威火腿及其微生物作用菌群的研究:Ⅱ.宣威火腿的营养［J］.云南大学学报:自然科学版，1990，12(1):71-75.

［24］ 刘云，张瑶.发酵肉制品风味物质的研究进展［J］.肉类工业，2009(4):58-58.

［25］ Erkkilä S，Petäjä E，Eerola S，et al.Flavour profiles of dry sausages fermented by selected novel meat starter cultures［J］.Meat Science，2001，58(2):111-116.

［26］ Nguyen H T H，Elegado F B，Librojo-Basilio N T，et al.Isolation and characterisation of selected lactic acid bacteria for improved processing of Nem chua，a traditional fermented meat from Vietnam［J］.Beneficial Microbes，2010，1(1):67-74.

［27］ 夏让，孔保华，张宏伟，等.不同发酵剂对发酵牛肉串品质的影响［J］.食品与发酵工业，2010，36(6):196-200.

［28］ 马汉军.乳酸发酵中式香肠的菌种及工艺研究［J］.食品科学，1997，18(8):25-28.

［29］ 张红梅.蛋白酶在发酵香肠成熟中的作用［J］.肉类工业，2009(10):52-53.

［30］ 杨华，张琳，马俪珍，等.外源酶缩短羊肉发酵香肠成熟期的效果研究［J］.食品科学，2010，31(15):81-86.

［31］ 罗章，郑立红.血红素色素制取及在肉品加工中的应用［J］.中国农业科技导报，2006，8(1):40-42.

［32］ 王雅舒千，秦可欣，徐静雯，等.乳酸菌发酵牛肉的工艺条件优化［J］.肉类研究，2012，26(11):12-15.