乳酸菌在发酵鱼制品中的应用

文/康慎敏 徐睿 武瑞赟*

乳酸菌因其丰富的生物活性常作为生物发酵剂和保鲜剂广泛应用于食品中，其可延长食品货架期。本文综述了乳酸菌在发酵鱼肉制品生产中应用的种类、特性及作用，为新型发酵鱼制品的开发提供参考依据，也为利用微生物资源改善传统发酵工艺和控制产品质量提供新的思路。

鱼类因具有营养丰富、高蛋白、低脂及口感鲜美等特点深受广大消费者的喜爱。据联合国粮农组织推测，预计在2030年，全球人年均水产品消费量将由目前的16kg增长至约20kg，且中国内陆地区消费量将增长至现有消费量的两倍。随着人民生活水平的提高和现代食品科学技术的不断进步，消费者对鱼肉的口味、质量、营养等方面的期望也愈发增长。发酵是一种具有悠长历史的食品加工方式，发酵条件的变化会影响食品的微生物群落，从而赋予食品独特的风味和口感。发酵鱼类例如发酵全鱼和发酵鱼肉，是广受欢迎的传统发酵类食品之一，在东南亚和北欧较为常见，它通常是给鱼加入盐、糯米、香料或其他配料后，在适宜的环境中发酵一定时间制成。

乳酸菌是一类能够发酵糖类产生乳酸的革兰氏阳性菌的总称，它常作为发酵食品的起始发酵剂，赋予产品独特的发酵风味。乳酸菌在发酵奶制品、蔬菜制品和肉类制品中被广泛应用，它不仅能够改善食品风味，还能抑制食品中的腐败菌和病原菌，从而延长食品货架期。有研究报道指出，这主要是由于乳酸菌能在食品中通过竞争作用产生抑菌物质，如有机酸、细菌素等。

一、发酵鱼制品

（一）发酵鱼制品的概述

鱼肉发酵是保存甚至提高水产品质量的最古老方法之一，事实上，在世界的某些地区，捕鱼会受到季节的严格影响。因此，对于某一些人群而言，如何保存捕获的鱼至关重要。发酵鱼类制品是指利用微生物的发酵作用，形成特殊色泽、口感和营养成分丰富的产品，其具有独特的风味质地和较长的保质期，常见于东亚、东南亚以及北欧国家。在各种发酵食品中，发酵鱼的主要原料是海水鱼、鱿鱼和淡水鱼，目前鱼肉制品主要包括鱼肉香肠、糟鱼、酸鱼和腌腊鱼等。例如，酸鱼是一种传统的发酵鱼片或整条鱼，此类发酵鱼制品保留了鱼类绝大多数的特殊营养，无腥臭味；臭鳜鱼是安徽省传统自然发酵的鱼，具有显著的臭气和宜人的口感，受到消费者的喜爱。

（二）发酵鱼制品的安全性

鱼类制品含有高价值的蛋白质和脂质，营养丰富，是人类重要的动物食品来源之一。然而，鱼类的pH值接近中性，水分活度高，不仅富含不饱和脂肪酸，还富含游离氨基酸，自溶酶活性高，容易滋生微生物和发生氧化降解，因此极易腐烂。此外，人们经常生吃或未煮熟鱼肉制品，造成许多健康问题隐患。传统的保鲜方法如热处理，不仅会影响鱼肉营养价值，还会导致其外观、质地和风味发生变化；化学防腐剂如丁基羟基茴香醚和二丁基羟基甲苯，能够在一定程度上有效抑制鱼类及鱼类制品腐败变质，但是易出现化学物质残留风险。发酵鱼肉制品和普通鱼肉制品相比，因微生物在发酵过程中产酸及抗菌代谢产物，使其具备更高的安全性。

二、乳酸菌在发酵鱼制品中的应用

（一）乳酸菌发酵鱼制品的基础

近年来，随着工业和科学技术的进步及食品多样性的需求，人工接种发酵技术愈发成熟，在食品发酵中使用发酵剂已成为提高加工速度和产品一致性的一种手段。发酵剂用于改善感官特性和微生物质量，缩短发酵食品的发酵时间，其中，乳酸菌是食品工业中非常重要的微生物，尤其是在传统的发酵食品中乳酸菌接种发酵应用广泛。自然发酵的鱼制品在生产上有诸多弊端，如存在发酵周期长、工艺不稳定、易受杂菌污染等缺陷。接种乳酸菌发酵可以通过快速产酸，pH值迅速下降，抑制竞争性和有害菌的生长，提高产品的稳定性，缩短发酵周期，延长产品的储存期，促进蛋白质降解，加速前体风味物质的形成。

乳酸菌被认为是可以安全食用的“食品级”有机体，能够增强产品的营养成分和安全性。它的生长活性受到干燥、冷熏等加工工艺的影响较小，能很好的适应鱼肉的加工工艺。无论是在块状鱼肉上喷洒或涂抹，还是在肉糜中搅拌乳酸菌，都能达到良好的发酵效果。乳酸菌是一类可在碳水化合物发酵过程中产生乳酸的革兰氏阳性细菌，它们的代谢活动形成了范围广泛的植物或动物来源发酵产品，是最重要的发酵微生物群之一。乳酸菌能通过产生维生素、酶和抗菌物质等发挥平衡宿主肠道菌群、调节宿主免疫系统和降低血清胆固醇等作用。除了增加食品的营养价值外，它还能够通过分泌代谢产物、争夺有限的营养素、调节免疫系统、影响肠道菌群的组成和活性等机制抑制某些食源性腐败菌与致病菌。乳酸菌发酵剂具有天然安全的优势，且在发酵过程中可通过自身功能活性改善发酵鱼类的感官品质。

（二）发酵鱼类制品中乳酸菌的种类

从技术和卫生的角度来看，作为发酵剂的乳酸菌需具有良好的耐盐性和产酸性，生长能力强、能够产生良好的风味物质或挥发性成分。自然发酵食品中被分离出来的优势乳酸菌可以给适宜的乳酸菌发酵剂种类提供参考依据。Jessen报道了乳酸菌（乳酸杆菌或片球菌）和微球菌科（葡萄球菌或微球菌）通常用于肉制品发酵。Liu等报道了乳酸菌是高盐发酵酸鱼样品中的第一优势属，平均丰度为53.99%，并且植物乳杆菌是酸鱼发酵的主导乳酸菌菌株。植物乳酸菌、短乳杆菌、戊糖片球菌存在于绝大多数自然发酵的鱼制品。此外，也有研究报道，肠膜明串珠菌、副干酪乳杆菌也在很多鱼类发酵产品（Som-fak、Saba-narezushi、Sikhae）中被分离出。

（三）发酵鱼制品中乳酸菌的特性

1.抗逆性

由于发酵鱼制品通常有较高的盐含量、特定的发酵温度，且在发酵过程中pH较低，乳酸菌在食品发酵和生产过程中会遇到各种环境压力（酸性、热、渗透、氧化、乙醇等），因此在发酵鱼类中的乳酸菌必须能耐受一定浓度的NaCl、NaNO2和酸，且能适应发酵温度进行生长繁殖。据报道，不同微生物对发酵条件具有不同的耐受性研究证明，植物乳杆菌AL2能够在pH3.9、8℃、7g/100g NaCl、150mg/kg NaNO2的环境下生长。乳酸菌能从多种食品中分离出，Washington研究表明从羊奶中分离出的50株乳酸菌均能耐受4%～6.5%的NaCl。解寒等研究表明鼠李糖乳杆菌LR-S、植物乳杆菌LP-D和植物乳杆菌LP-F分别针对苹果酸、柠檬酸和酒石酸具有较好的耐受，其在橙汁、桑葚汁和枸杞汁这类有机酸复杂果蔬汁发酵中具有极大的优势。而刘玉等发现，从发酵鱼糜中分离出来的罗伊氏乳杆菌R6具有较高的降解亚硝酸盐能力（培养48h后，亚硝酸盐降解率为96.40%），且可耐受20%的NaCl。

2.产酶活性

发酵过程中提高鱼制品品质和口感的关键是蛋白质的降解，鱼肉中含有的蛋白质主要是肌原纤维蛋白和肌浆蛋白，这些蛋白易消化吸收，利用率高达85%～90%。尽管发酵肉制品蛋白质降解主要通过内源酶作用，但细菌蛋白酶能够显著促进肌原纤维和肌浆蛋白的分解及氨基酸的产生。乳酸菌可以通过产生蛋白酶，和鱼肉中的内源性肌肉蛋白酶及内源细菌蛋白酶协同，从而将鱼肉中的蛋白质水解成游离氨基酸，如异亮氨酸、缬氨酸和亮氨酸等，这些物质进一步反应生成挥发性风味物质，赋予鱼肉产品特有的发酵风味。Hu等在鲢鱼鱼糜中添加了乳酸菌为主的复合发酵剂（植物乳杆菌、戊糖片球菌、干酪乳杆菌）发现，鱼肉中可溶性蛋白和总酸含量升高，蛋白质水解加快，促进游离氨基酸的产生，并形成特有的发酵香味。可见，乳酸菌产蛋白酶活性的能力在鱼肉制品发酵中起到了关键作用，对于优良发酵鱼肉制品的生产具有重要意义。

3.抑菌性

鱼肉中富含蛋白质和不饱和脂肪酸等营养物质，易受到微生物污染发生腐败变质，而乳酸菌能够有效延长鱼肉制品的保质期。Yin等在鲭鱼糜发酵中应用了植物乳杆菌、乳酸乳球菌、干酪乳杆菌及乳杆菌制成的复合发酵剂，能使鲭鱼制品中的杂菌得到抑制而乳酸菌大量增殖。乳酸菌在发酵的过程中，能够使肉的酸度迅速降低，从而抑制致病菌和腐败菌的生长。发酵肉制品中前48h的环境条件对病原体的生长和随后的存活率至关重要。在此过程中，发酵肉制品的pH值应迅速降低，以此来控制有害微生物的生长，因此，应用于发酵的乳酸菌通常都具有良好的产酸性能，来实现一定的抑菌防腐作用。此外，部分乳酸菌在发酵过程中会产生细菌素，细菌素可以通过抑制有害微生物细胞壁合成、破坏细胞膜、导致有害菌质子动力（PMF）耗散和离子泄漏等方面来抑制致病菌与腐败菌。将能够产生细菌素的菌株直接接种于发酵肉制品中是一种有效利用细菌素的方法。李军将产细菌素的植物乳杆菌L-ZS接种于发酵肉制品中，发现L-ZS9作为发酵剂能够迅速启动发酵，较好地抑制肠杆菌的生长。可见乳酸菌能抑制其他有害菌的性质，对于发酵鱼肉制品储藏保鲜、冷链物流具有极大促进作用。

三、乳酸菌在发酵鱼制品中的作用

（一）改善发酵鱼制品的风味

乳酸菌通过代谢糖类物质产生大量乳酸、部分乙酸以及一些挥发性物质，这些代谢产物能降低或消除鱼糜本身带有的不良气味，并使鱼制品产生发酵前不具备的独特风味。可能由于醇、酮、烃、醛、萘、呋喃、硫醚、萜烯衍生物等挥发性物质的存在，导致鱼体产生较强的土腥味，并且在鱼死后，鱼肉中各类物质分解，会生成三甲胺、二甲胺、δ-氨基戊酸和六羟基吡啶等腥味成分。微生物脱腥指的是微生物通过对小分子腥味物质的转化利用，或是通过微生物酶作用修饰其分子结构，使其转变成无腥味的成分，从而达到脱腥的目的。裘迪红研究发现接种植物乳酸菌的草鱼肉，鱼腥味显著降低，并且在20h后基本脱除。

此外，乳酸菌还能通过发酵产生酵香气味，赋予产品独特的发酵风味。它可以利用碳水化合物产生有机酸，这些有机酸如柠檬酸、苹果酸、醋酸等不仅本身呈味，还能与鱼肉中的醇类物质反应生成具有芳香气味的酯类。乳酸菌也可通过自身的蛋白酶和鱼肉中的内源酶共同作用，产生大量氨基酸和多肽。而且，有报道表明乳酸菌能够通过代谢降解脂肪酸，从而产生短链脂肪酸，从而产生特殊风味。李培瑜使用戊糖片球菌发酵鲅鱼糜，并且采用固相微萃取-GC-MS技术对不同发酵时间的鲅鱼糜进行分析，共检出62种风味化合物，各类化合物的含量在发酵过程中发生显著变化，使产品形成了不同于发酵前的特殊风味。类似的，接种植物乳酸菌发酵的草鱼在发酵过程中，土腥味的己醛、庚醛等醛类物质显著减少，蘑菇香味的1-辛烯-3-醇含量增多，发酵后期产生了丙酮和乙偶姻等增香成分。

（二）提高发酵鱼制品的安全性

1.降低生物胺含量

发酵鱼制品在发酵的过程中易被假单胞菌、发光杆菌等杂菌污染，这些细菌通过分泌氨基酸脱羧酶，催化鱼肉制品中的游离氨基酸脱羧，生成生物胺。发酵水产品中常见的有害生物胺包括组胺、酪胺、尸胺、腐胺、精胺和亚精胺等。研究发现，具有生物胺氧化酶活性的微生物有多种，如植物乳杆菌、干酪乳杆菌、发酵乳杆菌等。Ertan从冷熏猪肉香肠中筛选出了可以降解尸胺、腐胺的乳酸菌。王强等筛选得到5株高效降解生物胺菌株，其中以植物乳杆菌30的生物胺降解能力最好，其对尸胺、组胺、酪胺的降解率分别为62.42%、74.32%、89.97%。王德宝等的研究发现植物乳杆菌与肉葡萄球菌混合发酵制成的发酵肉肠比植物乳杆菌单独发酵制成的发酵香肠拥有更低的生物胺含量。

2.降低亚硝酸盐和亚硝胺含量

高盐腌鱼肉制品易形成亚硝酸盐、亚硝胺等安全隐患物质，膳食摄入的硝酸盐、亚硝酸盐在体内都能被转换为致癌物质：N-亚硝胺。研究表明，N-亚硝胺及其前体物质的摄入量同直肠癌、胃癌、食管癌等癌症的发病风险成正相关。近年来添加乳酸菌降低泡菜、酸菜、肉等产品中的亚硝酸盐、亚硝胺研究较多，常见降低亚硝酸盐的乳酸菌主要有植物乳杆菌、短乳杆菌、乳球菌和乳球链球菌等。张兴吉等的研究发现副干酪乳杆菌、短乳杆菌具有高效、稳定的降解亚硝酸盐能力。游刚等向传统腌制完成后的红牙中添加复合乳酸菌进行再发酵，研究表明，在腌制和贮藏过程中乳酸菌添加组鱼肉中亚硝酸盐和亚硝胺的含量显著低于未添加组，可见添加乳酸菌发酵在一定程度上保证了腌制鱼肉制品的安全性。

3.降低食盐的使用量

食盐不仅赋予了鱼肉制品咸味，还能通过降低水分含量，抑制鱼肉制品中微生物的生长繁殖，延长食品的货架期。并且，食盐还可以增强鱼肉制品乳化和持水能力，促进蛋白质的溶解。不过研究表明，摄入过多食盐会诱发高血压，增加心血管疾病的发病风险。随着消费者对食品安全、健康等因素越来越重视，制备低盐发酵鱼制品已成为研究的热点。通过接种乳酸菌发酵剂，并辅以低氧胁迫，能够控制腐败和致病微生物的生长，使发酵鱼类制品的安全性得到保障。并且，在发酵过程中，发酵微生物还能够通过分泌乳酸、细菌素等抑菌物质来保证产品的质量和安全性。Zhang等使用产生IIa细菌素的植物乳杆菌LPL-1发酵低盐肉肠，发现LPL-1改变了细菌群落组成，降低了群落多样性，并抑制了低盐发酵香肠发酵和成熟过程中腐败细菌的生长，降低了酪胺、腐胺和尸胺以及总生物胺含量。

（三）抗脂质氧化

过多的脂肪可能会因为酸败影响鱼制品的贮藏品质，在实际研究中发现乳酸菌具有良好的抗脂质氧化活性，可以有效抑制脂质酸败。Uchida等研究了乳酸菌等对鲤鱼加工性能的影响，结果表明乳酸菌有效抑制了脂肪氧化。于上富等筛选得到德式乳杆菌保加利亚亚种KLDS1.0207具有高吸附铅离子和高抗氧化能力，抗脂质过氧化能力达15.62%。王悦齐使用乳酸菌混合发酵剂（干酪乳杆菌、植物乳杆菌和戊糖片球菌）发酵带鱼，发现乳酸菌对发酵带鱼不饱和脂肪酸的氧化有明显抑制作用。Hierro等研究表明植物乳杆菌和葡萄球菌（高产脂肪酶菌株）混合发酵剂能够显著降低香肠中脂肪的降解。

四、展望

乳酸菌是厌氧或兼性厌氧菌，生长需要一定量的碳源，而鱼肉主要成分是蛋白质，因此乳酸菌发酵鱼类需要添加外来碳源，这使得它在鱼肉制品中的应用受到限制。天然发酵水产品中应添加谷物等作为碳源，目前碳源添加物对鱼肉的影响还有待深入探讨。对于鱼肉制品加工业来说，具有抑菌性、安全性、高产酶性等特性，降低生物胺和亚硝胺等物质，去除鱼腥味并赋予产品特殊风味的乳酸菌菌株资源还相对匮乏，因此应用于发酵鱼肉的乳酸菌筛选将有很多工作需要深入研究。