微生物发酵剂对发酵肉制品安全性的影响

张乐

发酵肉制品是指畜禽肉在自然或人工控制的低温环境中，通过有益微生物发酵而成的一种营养丰富、风味独特、保质期长的肉制品。传统肉制品发酵采用自然发酵工艺，主要从原料自身以及周边环境中获取发酵微生物。为了扩大生产规模，保证产品质量，自然发酵已逐渐被人工接种微生物发酵剂所取代。微生物发酵剂被美国食品和药物管理局（FDA）认定为GRAS（即通常认为是安全的），目前在全球范围内已被广泛用于各类肉制品发酵中，以提升产品的风味、质地、色泽等感官特性。

在微生物和内源酶的共同作用下，肉制品会经过一系列的化学反应并生成醇类、酸类、杂环化合物等芳香类物质，赋予产品独特的风味。发酵也会引起蛋白质的变性和降解，不仅改善了产品组织结构，也提高了蛋白质的吸收率，易于人体消化吸收。部分微生物发酵剂还可通过还原高铁肌红蛋白生成氧合肌红蛋白，从而防止肉制品因氧化而变色。随着生活水平日益提升，人们对于发酵肉制品的安全性认知和要求也越来越高，相关研究也需要跟进。本文旨在探讨不同种类微生物发酵剂对发酵肉制品安全性的影响及其作用机理，以期为筛选发酵肉制品菌种提供理论参考。

一、微生物发酵剂的常见种类

筛选优良的微生物发酵剂是接种发酵的基础，其发酵特性将直接影响发酵肉制品的最终品质。常用的微生物发酵剂主要有乳酸菌、凝固酶阴性葡萄球菌、微球菌、酵母菌和霉菌等。

乳酸菌是在肉制品自然发酵过程中占主导地位的革兰氏阳性菌，具有较强的耐酸性，产酸率高，可以利用碳水化合物产生大量乳酸，降低肉制品的pH值。发酵肉制品中常用的乳酸菌包括植物乳杆菌、清酒乳杆菌、乳酸片球菌、弯曲乳杆菌等。

凝固酶阴性葡萄球菌作为一种革兰氏阳性菌，具有多样性特征，不仅对发酵肉制品的色泽稳定和风味形成起到重要作用，还能通过降解生物胺提高产品的安全性。

微球菌在发酵过程中产酸较慢，在中式发酵肉制品中最具优势的菌种是模仿葡萄球菌、松鼠葡萄球菌和表皮葡萄球菌等，而在欧洲传统发酵肉制品中木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌以及腐生葡萄球菌等菌种则相对更有优势。其中，肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌是目前工业上使用最普遍的两种凝固酶阴性葡萄球菌。除葡萄球菌外，微球菌也少量存在于低温发酵的肉制品中，变异微球菌是唯一能被用于肉品发酵的微球菌。

酵母菌适用于干香肠的发酵，能够分解肉类的脂肪、蛋白质和碳水化合物，赋予产品独特的酯香味和酵母味。作为兼性厌氧菌，酵母菌还可以通过消耗介质中的氧气来降低肉类的pH值，并抑制酸败。汉逊德巴利酵母菌作为发酵肉制品中的优势菌种，好氧且具有一定的产酸能力，对氯化钠和硝酸盐的耐受性高。此外，法马塔假丝酵母也在发酵肉制品中得到了广泛应用。

霉菌发酵剂为严格的需氧菌，通常以疏松的雾状菌落形态附着在发酵肉制品表面。一般只有青霉菌适合肉制品发酵，但青霉菌的安全性因其产毒能力而饱受争议。为了避免这种危害的发生，工业上需接种不产生毒素的青霉属菌株，比如产黄青霉等。

二、发酵肉制品中的微生物危害

肉制品中的微生物来源广泛，种类甚多，包括真菌、细菌、病毒等，可分为致腐性微生物、致病性微生物和食物中毒性微生物。

致腐性微生物是一类营死物寄生的微生物，能够产生蛋白分解酶，使动植物组织发生腐败分解，常见的致腐性微生物有大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌等。

致病性微生物是能够引起人们发病的微生物，其中会导致人畜共患病的病原微生物主要有炭疽杆菌、布氏杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌等。

食品中毒性微生物特指经食物传播而引起人或动物疾病的食品微生物，当食品原料中含有这类微生物，或食品在加工、储藏、销售过程中被这类微生物污染，均可引起不同程度的食物中毒，常见的食品中毒性微生物有蜡样芽孢杆菌、肉毒梭菌、链球菌、空肠弯曲菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌等。

在发酵开始时添加合适的微生物发酵剂，有助于实现产品质量标准化，延长产品的保质期，但污染物种的性质、污染的初始水平、产品发酵和储存条件等均会影响发酵剂的保护能力。如果最初的污染水平很高，使用微生物发酵剂并不能提高食品的质量，只能延缓进一步污染的发生。

三、微生物发酵剂对发酵肉制品安全性的影响

1.乳酸菌对发酵肉制品安全性的影响。乳酸菌是主要用于预防或控制微生物危害的发酵剂，可对葡萄糖等碳源进行同型发酵和异型发酵，将肉制品中的可发酵糖轉化为大量的乳酸、乙酸，还产生少量的丙酸、乙醇、过氧化氢、罗氏菌素、抗菌肽以及细菌素。这些产物不仅能够有效防止假单胞菌属、酪丁酸梭菌、热死环丝菌等腐败微生物的生长，还对大肠杆菌、结肠炎耶尔森杆菌、利斯特氏菌、产气芽孢杆菌等肠道细菌有一定的抑制作用。

2.有机酸对发酵肉制品安全性的影响。乳酸菌在发酵过程中能产生大量的乳酸、乙酸与少量的甲酸、丙酸等其它酸性末端产物。这些未解离的脂溶性有机酸分子可穿过细胞膜扩散到细胞内部，破坏质子电化学梯度，并在接近中性的细胞质的作用下发生解离，最终使得产品的pH 值降低至5.8-2.5，很多微生物的生长和繁殖速率将会降低或不生长甚至死亡。

3.其他抗菌化合物对发酵肉制品安全性的影响。除有机酸外，一些乳酸菌菌株还能够生成其他几种抗菌化合物，即过氧化氢、二氧化碳和罗氏菌素等。

乳酸菌具有黄素蛋白氧化酶、NADH氧化酶、丙酮酸氧化酶等氧化酶活性，在有氧状态下可经氧化生成过氧化氢。过氧化氢的抗菌作用主要体现在两方面，一是巯基的氧化作用能使许多酶变性，二是膜脂的过氧化作用可增加膜渗透性。另外，一些能够破坏细菌DNA的自由基，如超氧化物和羟基，也可由过氧化氢生成。

二氧化碳是乳酸菌异型发酵的副产物，其自身在膜脂双分子层的积累与抑制酶的脱羧作用均可造成膜通透性障碍，从而抑制部分革兰氏阴性菌和霉菌的生长繁殖。除了自身的抗菌活性外，二氧化碳还可通过取代现有的分子氧来创造一个厌氧环境，抑制需氧微生物的生长，从而延长产品的保质期。