發(fā)酵肉制品中的細(xì)菌發(fā)酵劑的研究

劉傳寶 姜 珊

摘要:簡(jiǎn)述了國(guó)外關(guān)于發(fā)酵肉制品中優(yōu)良菌株如乳酸菌、葡萄球菌和微球菌的篩選及優(yōu)良性狀的研究,并對(duì)其在發(fā)酵肉制品中的作用如對(duì)顏色、風(fēng)味、安全性,及其國(guó)內(nèi)肉品發(fā)酵劑的研究近況進(jìn)行了概括總結(jié)。

關(guān)鍵詞:乳酸菌;葡萄球菌;微球菌;發(fā)酵肉制品

在我國(guó),傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品具有悠久的歷史,如馳名中外的金華火腿、宣威火腿、如皋火腿三大名腿,但其發(fā)酵作用主要是自然發(fā)酵,靠原料肉自身微生物菌群中的乳酸菌與雜菌的競(jìng)爭(zhēng)作用,生長(zhǎng)周期長(zhǎng),產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。為了確保產(chǎn)品的風(fēng)味特色、質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,早期的自然發(fā)酵已經(jīng)被人工接種所取代,目前世界上許多國(guó)家如意大利、美國(guó)、西班牙已進(jìn)行了發(fā)酵肉制品的人工發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn),并具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。從目前來看,常用的肉品細(xì)菌發(fā)酵劑是乳酸菌、葡萄球菌和微球菌。

1 細(xì)菌發(fā)酵劑

1.1 乳酸菌

乳酸菌是指一群發(fā)酵碳水化合物,產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌總稱。這一類細(xì)菌在自然界和食物中廣泛存在,是最早被人類用于食品加工和食品儲(chǔ)藏的微生物之一。國(guó)外研究人員在這方面做了很多研究。

E.H.Drosinos等人從一種希臘發(fā)酵香腸中分離107株植物乳桿菌、21株彎曲乳桿菌、12株清酒乳桿菌,所有菌可以在4℃下生長(zhǎng),但是不能在45℃下生長(zhǎng);清酒乳桿菌、彎曲乳桿菌和植物乳桿菌可以在8%NaCl中生長(zhǎng),只有清酒乳桿菌可以在10%NaCl中生長(zhǎng);清酒乳桿菌可以水解精氨酸。

E.Papamanoli等人從發(fā)酵香腸分離出49株清酒乳桿菌、24株彎曲乳桿菌和7株植物乳桿菌,所有菌都可以在15℃下生長(zhǎng),大部分菌可以在6.5%NaCl、3%的膽汁鹽溶液中生長(zhǎng),所有的清酒乳桿菌、大部分植物乳桿菌和彎曲乳桿菌表現(xiàn)出對(duì)單細(xì)胞增生性李斯特菌 (L.monocytogenes)、金黃色葡萄球菌(S.aureus)有抑制性。

EleftheriosH.Drosinos等人從希臘一種傳統(tǒng)的發(fā)酵香腸中分離出1株鼠李糖乳桿菌,不具有水解脂肪的能力,但是可以水解肌原纖維和蛋白質(zhì)的小片斷,對(duì)單細(xì)胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes)有抑制性。

王令建等人從發(fā)酵香腸中分離出1株德氏乳桿菌,能耐受4%和6%NaCl,具有很好的產(chǎn)酸能力,不具有氨基酸脫羧能力等,能抑制大腸桿菌的生長(zhǎng)。

Joo-YeonLee等人從希臘的發(fā)酵香腸中分離出10株短乳桿菌,能忍受10%和15%NaCl,可以在15℃下生長(zhǎng),對(duì)革蘭氏陰性菌有一定的抑制作用,但是短乳桿菌不能在短時(shí)間產(chǎn)生大量的酸,不能降低pH。

雖然國(guó)內(nèi)外關(guān)于發(fā)酵香腸中的乳酸菌的報(bào)道很多,分離的菌種也很多,但是從安全角度考慮,目前所應(yīng)用的商業(yè)發(fā)酵劑主要是植物乳桿菌、清酒乳桿菌和彎曲乳桿菌。從人們對(duì)發(fā)酵香腸中分離的乳酸菌研究表明,作為肉品發(fā)酵劑的應(yīng)該具有產(chǎn)酸速度快、能忍受6%NaCl、能抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的特點(diǎn)。

1.2 葡萄球菌和微球菌

在傳統(tǒng)的發(fā)酵肉制品中總是存在一定數(shù)量的葡萄球菌和微球菌,因此使人們認(rèn)識(shí)到其在發(fā)酵肉制品中的重要作用,如其在發(fā)酵肉質(zhì)品的成熟過程中對(duì)香氣的形成、顏色的穩(wěn)定、過氧化物的消除、蛋白質(zhì)和脂肪的降解等。國(guó)內(nèi)外的研究人員對(duì)發(fā)酵香腸和火腿中的葡萄球菌和微球菌進(jìn)行了分離純化,以期找到優(yōu)良的發(fā)酵菌株。

Coppola.R等人從一種南方意大利發(fā)酵香腸中分離出138株葡萄球菌和微球菌,其中58株是克氏微球菌,80株是木糖葡萄球菌。所有菌株均能在10%NaCl中生長(zhǎng),大部分能在30℃和18℃降解硝酸鹽,可以還原過氧化氫。

MonicaGarcia-Varona等人從一種傳統(tǒng)西班牙發(fā)酵香腸菌種中分離了426株葡萄球菌,95%為木糖葡萄球菌,研究者認(rèn)為其中一株木糖葡萄球菌,具有硝酸鹽降解酶和脲酶活性,低中等的蛋白酶和脂肪酶活性,適合作為肉品發(fā)酵劑。

E.H.Drosinos等人從一種希臘發(fā)酵香腸中分離出219株葡萄球菌和微球菌,經(jīng)鑒定后,其中包括31.1%的腐生葡萄球菌、19.2%的木糖葡萄球菌和11.4%的模仿葡萄球菌。所有菌株都可以在紅霉素中生長(zhǎng)。

MonikaSimonova等從一種斯洛伐克傳統(tǒng)發(fā)酵香腸中分離出187株葡萄球菌,包括119株木糖葡萄球菌、20株肉葡萄球菌,木糖葡萄球菌產(chǎn)乳酸量0.4～1.03mmol/L、肉糖葡萄球菌產(chǎn)乳酸量0.51～0.79mmol/L;可以還原H2O2,大部分葡萄球菌都可以在1%的膽汁鹽溶液中生長(zhǎng),71%木糖葡萄球菌對(duì)抗生素敏感,不產(chǎn)生生物胺;5%的葡萄球菌對(duì)單細(xì)胞增生性假單孢菌屬(L.monocytogenes)有一定的抑制作用。

B.Martin等人從一種細(xì)發(fā)酵香腸中分離出240株菌,包括80.8%的木糖葡糖球菌、8.3%的沃氏葡萄球菌、5.8%的表皮葡萄球菌和4.6%的肉葡萄球菌。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),14.6%的菌株(主要是木糖葡萄球菌和沃氏葡萄球菌)可以使1種或多種氨基酸脫胺,產(chǎn)酪氨能力最強(qiáng),最高能達(dá)到1000mg/L,大部分菌株對(duì)青霉素、氨比西林和磺胺類藥劑表現(xiàn)出了很強(qiáng)的抗性。

雖然有關(guān)發(fā)酵香腸中的葡萄球菌和微球菌的研究很多,目前所應(yīng)用的商業(yè)發(fā)酵劑主要是木糖葡萄球菌、肉糖葡萄球菌和變異微球菌和克氏微球菌。從人們對(duì)發(fā)酵香腸中分離的葡萄球菌和微球菌的研究表明,作為肉品發(fā)酵劑的葡萄球菌和微球菌應(yīng)該具有硝酸鹽還原酶和過氧化氫酶活性,并有適當(dāng)?shù)牡鞍酌负椭久富钚浴?/p>

2 細(xì)菌發(fā)酵劑在發(fā)酵肉制品中的作用

2.1 對(duì)顏色的影響

肉的紅色是肌肉中的肌紅蛋白和血紅蛋白起決定性作用的,肉在空氣中放置久了會(huì)變成褐色,是因?yàn)榧〖t蛋白被氧化成變性肌紅蛋白,通常我們需要添加硝酸鹽和亞硝酸鹽來穩(wěn)定顏色,但是可能會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)亞硝胺,所以國(guó)內(nèi)外在選擇肉品發(fā)酵劑時(shí)菌株是否能還原硝酸鹽是一個(gè)重要指標(biāo),其中乳酸菌中的植物乳桿菌、清酒乳桿菌等,大部分葡萄球菌和微球菌都具有還原硝酸鹽的能力;菌株是否具有H2O2還原酶是發(fā)酵劑篩選的另一個(gè)重要指標(biāo),因?yàn)橛行┌l(fā)酵劑如乳酸菌會(huì)產(chǎn)生H2O2,H2O2是一種強(qiáng)氧化劑,在肉中可能導(dǎo)致高鐵肌紅蛋白(綠色)和膽綠素(黃色)的存在,二者和肉中的紅色結(jié)合會(huì)形成灰色色調(diào),嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀,H2O2分解成H2O和O2,就可以阻斷過氧化物的形成。

2.2 對(duì)風(fēng)味的影響

產(chǎn)品的風(fēng)味主要是來源于酶和化學(xué)反應(yīng),如美拉德反應(yīng)、脂肪氧化等,蛋白質(zhì)和脂肪的降解對(duì)風(fēng)味和風(fēng)味前提物質(zhì)的形成非常重要。M.-C.Montel等人將19株葡萄球菌 (4株腐生葡萄球菌、5株木糖葡萄球菌、4株肉葡萄球菌和6株沃氏葡萄球菌)接到香腸中來研究其相關(guān)特性,27d后發(fā)現(xiàn)接種腐生葡萄球菌和沃氏葡萄球菌的香腸有令人作嘔的氣味,不能還原硝酸鹽,但是接種木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌的香腸有較香氣味,他指出香氣的主要成分是3-甲基丁醛(L-亮氨酸代謝)、3-甲基丁酮、3-羥基丁醛。Stahnke,L.H將一株接種木糖葡萄球菌的香腸和不接菌的香腸風(fēng)味對(duì)照,發(fā)現(xiàn)前者可以產(chǎn)生一種水果味。另外葡萄球菌和微球菌具有的硝酸鹽還原酶和觸酶活性,可以抑制不良風(fēng)味的形成?？傊?乳酸菌和片球菌在香腸發(fā)酵和成熟的最初階段起了重要的作用,然而,葡萄球菌和微球菌關(guān)系到最終產(chǎn)品的風(fēng)味、香氣和顏色的穩(wěn)定性。

2.3 對(duì)食品安全性和保質(zhì)期的影響

原料肉在接種乳酸菌后,乳酸菌利用碳水化合物如葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,從而使肉品pH值降至4.8～5.2。由于pH值接近于肌肉蛋白等電點(diǎn)(pH=5.2),肌肉蛋白保水力減弱,可加快香腸干燥速度、降低水分活度,而且在酸性條件下病原菌及腐敗菌的生長(zhǎng)得以抑制。

Nyoman Semadi Antara等將一株植物乳桿菌和一株乳酸片球菌接Urutan,這兩株菌接種香腸后,形成的成品是黃褐色,兩株菌在24h發(fā)酵時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量的乳酸,從而可以控制腸毒素的產(chǎn)生,在120h內(nèi)可以抑制球菌的生長(zhǎng),但用一種乳酸菌將使腸細(xì)菌的控制時(shí)間推遲,所以植物乳桿菌和乳酸片球菌可以作為復(fù)合發(fā)酵劑,以延長(zhǎng)發(fā)酵香腸的保質(zhì)期。

3 國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌群的分離篩選現(xiàn)狀

我國(guó)主要從事發(fā)酵肉制品中優(yōu)勢(shì)菌群研究的有:徐靜等從自然發(fā)酵肉制品篩選出一株干酪乳桿菌并對(duì)其特性進(jìn)行研究;王海燕等從傳統(tǒng)湖南臘肉中分離篩選出一株產(chǎn)香葡萄球菌(模仿葡萄球菌);李宗軍等從侗族傳統(tǒng)酸肉中分離篩選葡萄球菌,發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)菌群為腐生葡萄球菌、木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌;羅欣從混合發(fā)酵劑中分離出幾株乳酸菌和葡萄球菌,并進(jìn)行分析鑒定;馬漢軍一直對(duì)乳酸菌菌種及其在發(fā)酵香腸、臘腸中應(yīng)用進(jìn)行研究;何煌波、劉云鶴也在對(duì)乳酸菌行研究;黃占旺等對(duì)安?；鹜劝l(fā)酵微生物進(jìn)行了研究;盧士玲等從發(fā)酵肉制品中分離篩選乳酸菌,得到2株德氏乳桿菌并對(duì)其相關(guān)特性進(jìn)行了研究等。