微生物发酵剂对中式腌腊制品产品特性及其品质的影响研究

文瑜 杨思艺 张驰 王卫 吉莉莉

摘要：腌腊制品是我国经典传统肉制品之一，以其风味独特、腊香浓郁、保质期长而深受大众喜爱，但普遍存在质量不稳定、风味衰减、易于氧化酸败等问题，因此通过添加微生物发酵剂等技术提升产品的品质和安全性受到关注。微生物发酵剂对腌腊肉制品的影响涉及到产品感官品质、理化指标、风味物质、微生物特性、安全可贮性等方面，文章对其相关研究进展进行了概要综述。

关键词：腌腊肉制品；微生物发酵剂；感官品质；理化指标；风味物质；微生物特性；安全可贮性

中图分类号：TS251.5      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）08-0215-06

Study on the Effect of Microbial Starter on the Characteristics and

Quality of Chinese Cured Products

WEN Yu1，2， YANG Si-yi2， ZHANG Chi2， WANG Wei1*， JI Li-li1

（1.Key Laboratory of Meat Processing in Sichuan Province， Chengdu University， Chengdu 610106， China;

2.College of Food and Biological Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China）

Abstract： Cured products are one of the classic traditional meat products in China， which are deeply loved by the public for their unique flavor， rich curing flavor and long shelf life. However， there are comon problems such as unstable quality， flavor attenuation， and being easy to oxidation and rancidity. Therefore， improving product quality and safety through the technologies such as adding microbial starter has received attention. The effects of microbial starter on cured meat products involve many aspects， such as product sensory quality， physicochemical indexes， flavor substances， microbial characteristics and safe storability. In this paper， the relevant research progress is reviewed.

Key words： cured meat products; microbial starter; sensory quality; physicochemical indexes; flavor substances; microbial characteristics; safe storability

收稿日期：2023-02-02

基金項目：四川省转移支付项目（传统腌腊肉制品优质化现代加工技术研究及产品开发）；国家现代农业产业技术体系四川生猪创新团队（scsztd-2023-08-07）；凉山州科技成果转化暨专利实施项目（21ZDYF0146）

作者简介：文瑜（1998—），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。

通信作者：王卫（1958—），男，教授，硕士，研究方向：肉品加工与贮藏。

腌腊制品在中国已有上千年的历史，传统加工是以畜禽肉及其可食副产物为原料，添加食盐或香辛料等，在寒冷天气下利用天然冷空气风干或是采用烘烤等方式快速干燥，从而形成特色的风味、口感[1-2]，具有制作简易、风味独特、易于储运等特点，具有地方特色的产品有腊肉、腊肠、酱板鸭等[3]。研究表明腌腊肉制品属于半干水分食品（intermediate moisture foods，IMF），其主要理化指标无关品种和产地，均较接近：Aw 0.88～0.70，水分25%～30%，pH 5.9～6.1，食盐5%～8%，糖2%～5%，总菌量<106 CFU/g[4]，其独特风味源于内源酶、微生物等导致的脂质氧化、前体物质降解、美拉德反应等[5]。

微生物发酵剂起源于19 世纪后期发酵乳品领域[6]，20世纪30年代开始将微生物发酵剂应用于腌腊发酵肉制品的研究[7]，陆续的研究中涉及的微生物包括乳杆菌属[8-9]、葡萄球菌属[10]、微球菌属[11]、酵母和霉菌等[12-13]。微生物发酵剂在腌腊制品中的作用是多方面的，例如在发酵过程中产生甘氨酸、多肽、游离脂肪酸，提升产品的风味[14]；降低产品的pH值，改善产品的组织质构，提升产品的安全性；通过发酵促进产品的风味多样性等[15-16]。使用不同类型的微生物发酵剂，其发挥的作用不同，例如葡萄球菌和微球菌，当它们作微生物发酵剂进行发酵时，所产生的酶可以降解脂肪和蛋白质，进而产生特殊的风味物质，改变腌腊肉制品的原有风味[17]；酵母菌主要应用于干发酵香肠的加工[18-19]，其菌主要定植于干发酵肠的表面部分或肉馅靠外部位，通过形成一层膜从而达到防止过度脱水的作用，与此同时有助于最终风味品质的形成[20-21]；霉菌作为微生物发酵剂，通常情况下被大量使用在干腌火腿、奶酪、豆酱等食品产品的加工与发酵过程中，其作用机理为通过分解脂肪、蛋白质从而产生更多风味物质，以及控制水分散失，同时霉菌生长繁殖期间，由于拮抗作用与其他好氧菌形成竞争而抑制好氧腐败菌的生长，从而防止氧化褪色和减少酸败[22-23]。研究显示，我国著名的金华火腿就是以霉菌发酵为主导的发酵制品[24]。本文针对微生物发酵剂在中式腌腊制品中的应用，对产品感官品质、理化指标、风味特性、安全性等的影响进行了概要综述。

1 发酵微生物对腌腊制品感官品质的影响

感官品质对腌腊肉制品有着极其重要的作用，是消费者是否接受该食品的首要因素之一[25]。潘晓倩等[26]通过感官评分，对香肠的外观色泽、组织形态、香味和口味4 个方面进行品评。结果显示，添加S-SX（木糖葡萄球菌）发酵剂和T-SC-200（木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌）发酵剂组的香味更加浓郁，其感官评分显著高于对照组（P＜0.05）。Wei等[27]的研究表明微生物发酵剂对香肠感官风味的形成具有促进作用，能改善其口感。又如对使用含植物乳杆菌的混合微生物发酵剂所制的南安板鸭进行感官评价，以色泽、质地、滋味、香气为感官评价指标，结果表明添加发酵剂后的板鸭口感更佳[28]。

2 发酵微生物对腌腊制品理化特性的影响研究

2.1 对水分活度（Aw）的影响

水分活度是影响肉制品品质和可贮藏性的重要指标，通常情况下腌腊肉制品的水分活度Aw为0.90～0.60[29]。刘洋等[30]在对比添加微生物发酵剂与未添加微生物发酵剂的四川腊肉的理化指标时发现，添加SM-194发酵菌剂（木糖葡萄球菌、肉色葡萄球菌等）的Aw值和水分含量均低于未添加组，随着成熟期的延长，两组腊肉的Aw值和水分含量均下降，但添加SM-194的组别下降趋势更明显，含菌组水分活度Aw最终为0.725，未加菌组为0.775。吉莉莉等[31]在缠丝兔中添加复合发酵剂，结果显示加菌组与未加菌组的Aw值和水分含量差异不显著，且整个加工过程中速率进度趋于一致。

2.2 对pH的影响

pH是抑制食品腐败的重要因素，Wang等[32]通过研究传统香肠，在实验中检测出多种腐败菌属，其中包含发光杆菌属、环丝菌属和假单胞菌属等。数据显示降低pH有利于抑制腐败菌生长，提高产品的安全性。赵冰等[33]研究表明，添加乳酸菌会导致pH值降低，乳酸菌组乳酸菌数量极显著高于空白组。有关木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌混合微生物发酵剂对广式香肠pH的影响，刘文龙等[34]使用SM-75研究表明，pH值变化趋势与是否使用商业微生物混合发酵剂的关联性不大，变化趋势均为先下降再上升最后趋于稳定，产生这一结果的原因是在发酵过程中所使用的微生物菌种对产品的酸化效应远低于乳酸菌。

2.3 对色泽的影响

色泽是腌腊制品最重要的感官特征，Hu等[35]研究发现接种了木霉菌和混合菌株的香肠的a*值高于其他香肠（P<0.05）。然而，对照组和接种组的香肠在L*值和b*值上无显著差异（P>0.05）。在研究混合发酵剂对腊肉的实验中也得出了相同的色泽结论，周慧敏等[36]选择木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌的混合发酵剂，研究证实此结论的基础上还发现微生物发酵剂对腊肉发色的协同作用。白婷等[37]使用商业微生物发酵剂（SM-194、T-SPX和SM-181）研究发酵剂对四川腊肠理化特性的影响，结果显示b*值的变化不大，但是a*值与L*值随着貯藏时间的延长而下降，其中添加发酵剂组的a*值与L*值下降更缓慢。Gao等[38]的研究实验也证实了清酒乳杆菌等微生物在一定程度上有利于产品a*值的提高。

2.4 对质构的影响

质构特性能直观反映香肠的外观品质，预测消费者的产品接受度。张巍[39]通过接种发酵剂于川味香肠中，发现接种发酵菌组的硬度和弹性高于未添加组，而接种发酵组的内聚性低于未添加组。推测是由于添加乳酸菌导致香肠组织致密，而接种发酵组中含有的木糖葡萄球菌具有转谷氨酰胺酶活性的作用，微生物中的转谷氨酰胺酶能增加肉制品的弹性，因此该组香肠的弹性增加，但两组之间差别并不明显。研究不同比例复配发酵剂，如黄俊逸等[40]研究嗜酸乳杆菌和肉葡萄球菌的混合发酵剂对香肠的质构作用，与此同时对未添加发酵剂的香肠以及添加商业发酵剂的组别进行对比，结果显示添加发酵剂组产品在质构测定中不仅硬度值显著高于未添加组（P<0.05），而且硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性也高于未添加组。因此，微生物发酵剂可以改善腌腊肉制品的质构特性且影响显著。

3 发酵微生物对腌腊制品风味特性等的影响

研究表明，腌腊肉制品的风味来源主要分为挥发性与非挥发性[41]。从组成上来看，挥发性风味涵盖醛类、酮类、烃类、醇类、酸类、酯类、杂环类化合物等，非挥发性风味则含咸味、鲜味、腊香味等。从风味贡献率的角度来看，腊肉产品风味贡献值较大的物质有庚醛、正辛醛、壬醛、己醛、反式-2-壬烯醛等醛类物质、4-乙基愈创木酚、邻甲酚等酚类物质、13-十七炔-1-醇、油酸、异戊酸香叶酯和2-戊基-呋喃[42-43]；对腊肠产品风味贡献值较大的物质如异辛醇、苯酚、辛酸乙酯、乙酸乙酯、辛烷、苯乙酮[44]；缠丝兔中风味贡献大的物质有1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、辛醛、反式-2-癸烯醛、2-十一烯醛、十六醛、2-戊基呋喃和癸酸乙酯等[45]。腌腊肉制品由于微生物和酶的作用常常会在风干发酵阶段进行分解，从而将脂肪和蛋白质这一类大分子物质分解为更低一级的如游离脂肪酸和游离氨基酸等属于风味前体物的小分子物质[46]。

3.1 对氨基酸及其组成的影响

王卫等[43]在研究混合商业微生物发酵剂对传统川式腊肉的影响，结果显示无论是游离氨基酸含量还是挥发性风味物质种类，添加复合微生物发酵剂的实验组都显著高于未加菌的对照组，单个氨基酸方面，除天门冬氨酸、苏氨酸、酪氨酸外，其他含量均更多，由此说明SM-194的添加对川式腊肉风味有提升作用。许慧卿等[47]添加木糖葡萄球菌 （Staphylococcus xylosus） 加工风鸭， 研究发现，与对照组相比，添加发酵菌的产品中丝氨酸含量显著减少，苏氨酸未检出，天门冬氨酸未变化， 而其他氨基酸均显著增加。48 h后添加微生物发酵剂的风鸭产鲜氨基酸的百分含量显著增高，必需氨基酸以及甜味氨基酸和苦味氨基酸的百分含量显著减少。结果表明，添加木糖葡萄球菌对风鸭的鲜味等风味指标具有提升作用，而必需氨基酸含量有所下降。

3.2 对脂肪酸的影响

程燕等[48]传统自然风干的川式香肠中添加腐生葡萄球菌S25，研究发现实验组酸价在成熟期增长更快，风干进程中酯类分解较多，导致大量游离脂肪酸积累。不饱和脂肪酸易氧化生产烷烃类、烯烃类、醛类、酸类、醇类和酮类，其中醛类、酸类、醇类和酮类的阈值低，对风味有重要影响[49]。在整个晾挂成熟过程中，实验组的MUFA（单不饱和脂肪酸）和PUFA（多不饱和脂肪酸）的相对含量都高于未添加发酵菌的对照组，接种S25的川式香肠组所产生的不饱和游离脂肪酸明显比未加菌的对照组高，从而促进了香肠风味的形成。Najjari等[50]接种L. sakei BMG 95和S. xylosus于香肠中，发现对脂肪酸的含量有影响，但α-亚麻酸（C18∶3）和亚油酸（C18∶2）的比例未见显著差异，平均n-6/n-3比例为13。

3.3 对其他产品特性的影响

相关研究表明，关于木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌应用于腌腊肉制品中的作用机理：该类菌种通过微生物发酵过程将氨基酸进一步转化降解，比如将亮氨酸等氨基酸转化降解为甲基支化醛、醇和酸，从而达到增添腌腊肉制品产品风味、增加挥发性风味化合物种类、增强产品香气的作用[51]。Wang等[52]对风干腊肠的研究中，对其添加清酒乳杆菌、木糖葡萄球菌、戊糖片球菌和肉葡萄球菌组合的混合微生物发酵剂，研究表明随着时间的延长，在发酵后期肉葡萄球菌等决定产品风味的菌群更多。有关添加复合微生物发酵剂菌种对风干兔挥发性风味的影响中，以白婷等[45]的研究为例，结果表明添加SM-194接种微生物菌种的实验组挥发性风味物质的种类和含量均高于对照组。两组挥发性风味物质都以醛类居多，实验组主要挥发风味成分为壬醛、己醛、辛醛、2-十一烯醛、反式-2-癸烯醛、2-戊基呋喃等；对照组主要挥发性风味物质为十六醛、壬醛、己醛、苯甲醛、癸酸乙酯等。微生物菌种的添加导致两组挥发性风味物质不同，而添加SM-194，其中的木糖葡萄球菌能促进蛋白质分解为氨基酸等风味前体物质，进一步生成更多的风味成分[53]。

4 微生物发酵剂对腌腊制品微生物特性的影响

食品中的微生物特性通常以菌落总数为直接检测指标。关于混合微生物发酵剂对香肠微生物特性的影响，李佳等[54]的实验结果显示虽然在接种培养9 h前未添加菌的对照组的菌落总数增长速率高于发酵组，但随着时间的推移，由于对照组中内源微生物大量生长繁殖，9 h后两组菌落总数无显著差异。由此可以推测添加混合菌种发酵能抑制杂菌的增长。发酵剂组和对照组的大肠菌群含量均呈上升趋势，且在前6 h两组并无显著差异，但此后对照组的增长速率显著增加。由此说明，微生物发酵剂的接种能一定程度上缓解发酵时间延长而导致的腐败菌的大量繁殖，且能显著抑制大肠菌群等有害菌的生长，增强了产品的卫生安全性。

刘洋等[30]在四川腊肉中添加复合微生物发酵剂，结果显示无论是加菌组还是未加菌组，乳酸菌均为优势菌群。Xu等[55]将戊糖片球菌添加制作發酵鲢鱼鱼肠，结果表明能有效抑制微球菌和肠杆菌的生长。潘晓倩等[56]将从腌腊肉中分离的乳酸菌加入香肠中，结果显示乳酸菌的添加能显著减少大肠杆菌和葡萄球菌的数量。而微生物发酵剂的抑菌机理为其产生的抗菌物质抑制腐败微生物和病原微生物的生长，如朱志远等[57]研究不同发酵剂对香肠的抑菌作用，实验显示无论是单一乳酸菌发酵还是混合发酵均可抑制大肠菌群的生长， 且大肠菌群的数量随着时间的延长呈现负增长。其中抑菌效果最好的有肠膜明串珠菌与肉葡萄球菌组合，以及乳杆菌与肉葡萄球菌组合。在香肠等腌腊制品中接种乳杆菌和葡萄球菌混合发酵剂，在保持香肠本身的感官品质和食品安全性的同时，能有效抑制单核增生李斯特菌的生长[58]。对接种清酒乳杆菌的实验结果，虽然肉制品中霉菌和酵母菌的数量没有发生变化，但金色葡萄球菌、单增李斯特菌、大肠杆菌的生长受到了强烈抑制，呈现显著下降[59]。Gao等[38]、Zdolec等[60]和Albano等[61]的研究也证实了目前存在一些产细菌素菌株，这些产细菌素菌株应用于各类肉制品中，不仅可对单核细胞李斯特菌有显著抑制作用，而且能抑制致病菌及腐败菌的生长，作为一种生物防腐剂具有应用前景。

5 发酵微生物对腌腊制品安全可贮性的影响

5.1 对生物胺的影响

腌腊肉制品中富含蛋白质，在产品成熟、贮藏阶段蛋白质转化为氨基酸，而部分游离氨基酸可能进一步在氨基酸脱羧酶的作用下生成生物胺，生物胺含量过高容易引起食品中毒等风险危害。关于食品中生物胺的含量规定，组胺不得超过100 mg/kg，酪胺不得超过100 mg/kg[62]。Wang等[63]将由乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌组成的混合型商业发酵剂接种于发酵香肠中，结果较自然发酵组能显著减少组胺含量和总挥发性碱氮含量。而关于在香肠中添加木糖葡萄球菌，Ansorena等[64]在产品中未检测到对照组存在的2-苯乙胺、腐胺、组胺和色胺。在混合微生物发酵剂对川式香肠的影响方面，孙霞等[65]研究其对川式香肠发酵生物胺含量的影响，研究表明除苯乙胺含量无变化外，添加混合发酵剂的实验组色胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺和亚精胺这6类生物胺的含量均极显著低于自然发酵组（P<0.01），且生物胺含量均低于100 mg/kg的限量标准。

5.2 对硝盐残留的影响

亚硝酸盐常用于提升腌腊肉制品防腐和保色效果，但由于亚硝酸盐在微生物和酶的作用下可转化为亚硝胺，高剂量的亚硝酸盐通常因强毒性被限制添加于食品中，国家食品安全标准中规定亚硝酸盐限定值为30 mg/kg，目前已有研究表明，微生物发酵剂具有降解硝盐的作用，例如Wang等[59]接种L.sakei乳酸菌于中式香肠中，实验证实了在初始添加量为100 mg/L的同等条件下，接种乳酸菌的中式香肠实验组随着发酵干燥时间的推移，亚硝酸盐含量迅速降低至9.6 mg/L，而不含乳酸菌的对照组为32.1 mg/L，研究表明实验组产品中的硝盐残留极显著低于对照组。乳酸菌和微球菌同样也被证实对亚硝酸盐降解的效果显著[66-67]。

5.3 對自由基的影响

腌腊肉制品在储藏过程中常面临脂肪过度氧化的问题，而西式发酵香肠中常添加微生物制剂辅助发酵，有研究表明微生物发酵剂对发酵香肠有提高肽抗氧化活性、清除自由基的作用，从而实现发酵香肠的长久保存[68-69]。关于自由基清除机理以乳酸菌为例：乳酸菌所存在的抗氧化酶是清除超氧阴离子自由基的重要酶促防御系统[70]。冯美琴等[71]研究了3株乳酸菌菌株（植物乳杆菌NJ107和KM119、发酵乳杆菌GZ114）在中式香肠中的体外功能特性，实验证实了3 株乳酸菌不仅具有体外抗菌活性，其中发酵上清液的自由基清除能力和还原能力显著提高（P<0.05），对比3种乳酸菌发酵菌株，GZ114自由基清除活性最强。

6 结论与讨论

在腌腊制品中添加微生物发酵剂，可通过对产品感官品质、理化指标、风味物质、微生物特性等的影响以改善产品品质，但其功能因不同的产品及不同的发酵剂而有所差异，例如西式发酵产品与中式腌腊制品因其发酵干燥工艺有较大差异，有的中式腌腊肉制品中由于高盐或重度烟熏将不利于微生物作用的发挥，此外，中式腌腊制品的快速脱水干燥导致Aw的迅速下降，也将抑制微生物的发酵进程，使产品呈现一种“浅发酵”的状态，微生物展现的特性也与常规发酵有显著的差异[72]。尽管如此，在中式腌腊制品中添加微生物发酵剂的研究已显示出改善产品风味、抑制氧化酸败、降解硝盐和生物胺、延长产品保质期等作用，表明应用微生物发酵剂提升腌腊制品品质和安全性是可行的。

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