微生物多樣性與宣威火腿品質(zhì)關(guān)系的研究進展

□ 王橋美　楊瑞娟　嚴　亮　普洱茶研究院

微生物多樣性與宣威火腿品質(zhì)關(guān)系的研究進展

□ 王橋美楊瑞娟嚴亮普洱茶研究院

宣威火腿中的微生物種類極其豐富，主要有細菌、酵母、霉菌等多種微生物菌群。不同微生物對宣威火腿品質(zhì)的影響不同，其影響主要反映在火腿的風(fēng)味上。本文總結(jié)現(xiàn)有的微生物多樣性對宣威火腿品質(zhì)影響的研究進展，發(fā)現(xiàn)已有的相關(guān)研究不夠深入和系統(tǒng)，各學(xué)者間的研究結(jié)果不一致。進一步加強對宣威火腿微生物學(xué)的基礎(chǔ)研究，揭示微生物在火腿生產(chǎn)過程中的作用機理，對于提高宣威火腿的產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨立．

宣威火腿是云南省的著名特產(chǎn)，因產(chǎn)于宣威而得名。其主要特點是形似琵琶、只大骨小、皮薄肉厚肥瘦適中；切開斷面，香氣濃郁、色澤鮮艷，瘦肉呈鮮紅色或玫瑰色，肥肉呈乳白色，骨頭略顯桃紅，似血氣尚在滋潤。其品質(zhì)優(yōu)良，足以代表云南火腿，故常稱“云腿”。宣威火腿是云南省具有特色優(yōu)勢的食品加工肉產(chǎn)品，在國內(nèi)外具有較高的知名度，是我國的三大名腿之一，以其“身穿綠袍，肉質(zhì)厚，精肉多，蛋白豐富鮮嫩可口”而馳名中外。2008年，國家質(zhì)檢總局和國家標準委發(fā)布并實施依據(jù)GB 18357-2001修訂的《地理標志產(chǎn)品 宣威火腿》（GB/T 18357-2008）。2010年，宣威火腿制作技藝被列為國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護項目。

宣威火腿優(yōu)良品質(zhì)的形成與其成熟過程中微生物的作用分不開，尤其是一些產(chǎn)香菌是發(fā)酵肉制品優(yōu)良風(fēng)味的保證。雖然國外對發(fā)酵香腸成熟過程中微生物的變化進行大量的研究，但發(fā)酵肉制品中微生態(tài)系統(tǒng)具有地域特性，因此，研究其品質(zhì)特征的形成規(guī)律和微生物對其品質(zhì)特征形成的作用，研究我國名優(yōu)發(fā)酵肉制品中微生態(tài)系統(tǒng)的組成對突破云腿理論研究的瓶頸和發(fā)展云腿產(chǎn)業(yè)意義重大。

宣威火腿中微生物的多樣性

微生物種類及相對含量

傳統(tǒng)的發(fā)酵肉制品中，發(fā)酵微生物主要來自豬肉原料和周圍環(huán)境，這些微生物在肉制品的風(fēng)味形成和安全性方面發(fā)揮著各自獨特的作用。參與肉制品發(fā)酵的微生物群體主要有細菌、霉菌和酵母三類，這三類菌群在肉中有特定的位置分布，酵母和霉菌屬于好氣菌群，大多分布在發(fā)酵肉制品的表面和緊接表面的下層，形成一層優(yōu)勢菌群的保護膜，抑制其他雜菌的生長 ；細菌主要包括乳酸菌、微球菌和葡萄球菌，這些微好氧和兼性厭氧的細菌主要分布在肉的內(nèi)部。

李平蘭 等人的研究結(jié)論是宣威火腿表面存在大量霉菌和耐鹽的G+，其優(yōu)勢菌群是葡萄球菌、微球菌和霉菌（霉菌中90%以上是青霉），數(shù)量均在106 CFU/g以上，且表面微生物的數(shù)量明顯高于火腿內(nèi)部。Ping M a等人的研究結(jié)論是宣威火腿中微生物菌群有放射菌類、細菌、霉菌和酵母菌。霉菌中的青霉和曲霉隨著溫度變化而變化，很少在火腿內(nèi)部發(fā)現(xiàn)，這與李平蘭的結(jié)論一致，該結(jié)果說明青霉和曲霉的生長與火腿存放空間的溫度和濕度有關(guān)。細菌和放射菌數(shù)量比霉菌少，且這兩種菌的生長與環(huán)境關(guān)系不大，因此認為它們不是功能性微生物。馬萍 等人的研究結(jié)論是火腿在腌制、發(fā)酵、成熟的過程中，優(yōu)勢菌群是酵母，其數(shù)量比曲、青霉高出百倍。黃愛香認為，火腿加工期間，葡萄球菌是優(yōu)勢菌，酵母菌的數(shù)量較少；火腿發(fā)酵期間，霉菌（青霉、曲霉）是優(yōu)勢菌群；且從火腿中分離到的大多數(shù)微生物具有分解蛋白和脂肪活性。綜上所述，在干腌火腿中，微球菌、葡萄球菌、霉菌、酵母等常是優(yōu)勢菌群，但在火腿的腌制、發(fā)酵、成熟各過程中的優(yōu)勢菌群不同，這是各過程的條件不同所致。這些優(yōu)勢菌群的生長是宣威火腿獨特風(fēng)味形成的基礎(chǔ)。

宣威火腿中的優(yōu)勢菌群

乳酸菌、微球菌、葡萄球菌、酵母菌和霉菌是構(gòu)成宣威火腿微生態(tài)系統(tǒng)的主要菌群，在火腿的腌制、發(fā)酵和成熟過程中發(fā)揮著各自獨特的作用，同時不同的微生物群體間也發(fā)生著復(fù)雜的相互作用。中國發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)經(jīng)歷久遠的歷程，傳統(tǒng)肉制品發(fā)酵中所需的微生物基本來源于自然條件，主要是依靠鮮豬肉中的發(fā)酵微生物與環(huán)境中的雜菌相互競爭，使具有發(fā)酵作用微生物逐步占優(yōu)勢地位，成為發(fā)酵的優(yōu)勢菌群，從而控制肉制品的發(fā)酵順利進行。在現(xiàn)代的新興工藝條件下，肉制品的發(fā)酵中可合理地加入乳酸菌、微球菌、葡萄球菌、酵母菌和霉菌等微生物作為發(fā)酵劑，使肉制品形成特有的風(fēng)味和質(zhì)地。宣威火腿發(fā)酵過程中起主要作用的微生物有以下幾類。

1.乳酸菌（Lactic acid bacteria）

乳酸菌是發(fā)酵工業(yè)中起主要作用的一類菌群，其代謝能產(chǎn)生乳酸。乳酸可分解蛋白質(zhì)，不產(chǎn)生腐敗產(chǎn)物，且乳酸菌耐酸性較強，產(chǎn)酸率高，在肉制品的發(fā)酵過程中對有害微生物有抑制作用，且具有獨特的生理功效，對肉制品風(fēng)味與品質(zhì)衛(wèi)生起著重要的作用。

2.微球菌（M icrococcus）和葡萄球菌（Stahylococcus）

微球菌和葡萄球菌具有較高的硝酸鹽還原酶活性，其中，過氧化氫酶可清除產(chǎn)品中因乳酸菌代謝所產(chǎn)生的過氧化氫，過氧化氫作為強氧化劑對火腿顏色、芳香和貨架期都會產(chǎn)生影響。另外，微球菌和葡萄球菌還具有較強的水解脂肪和蛋白質(zhì)的能力，其分泌的脂肪酶和蛋白酶具有抗氧化氫酶、酯酶和蛋白酶活性，可確保發(fā)酵制品良好的風(fēng)味。

3.酵母（Yeast）

酵母是火腿中的最大優(yōu)勢菌群，也是最大的有益菌群?；鹜劝l(fā)酵、成熟中的氨基酸、醋類等風(fēng)味物質(zhì)及維生素E等的形成與酵母菌的作用密切相關(guān)。食品工業(yè)中常用的酵母菌有釀酒酵母、橢圓酵母、卡爾酵母和異常漢遜酵母4種，起發(fā)酵作用的優(yōu)勢菌種是漢遜德巴利酵母菌，漢遜德巴利酵母菌的生長會耗盡肉中殘留的氧氣，降低肉中的pH值，防止肉腐敗，有利于發(fā)色穩(wěn)定，其作用對微球菌的硝酸鹽還原性也有輕微抑制作用，防治產(chǎn)生過多的亞硝酸鹽。

1．2．4霉菌（M old）

霉菌不是分類學(xué)上的名稱，而是絲狀真菌的統(tǒng)稱，凡在營養(yǎng)基質(zhì)上長有菌絲體的真菌統(tǒng)稱為霉菌。食品工業(yè)中常用的霉菌有毛霉屬、根霉屬、曲霉屬和地霉屬4個屬。霉菌在宣威火腿的發(fā)酵中起著重要的作用，其酶系較發(fā)達，代謝能力強，屬于好氧型微生物，所以一般生長在火腿的表面，使火腿形成獨特的外觀。霉菌產(chǎn)生的蛋白酶、脂肪酶作用于肉品使其形成特殊風(fēng)味物質(zhì)。霉菌的生長是耗氧的過程，可防止肉制品的氧化、褪色，使火腿的干燥過程更加均勻。大量生長的霉菌可抑制腐敗細菌的生長，避免火腿的腐敗變質(zhì)。因此，火腿依靠自身腿肉中的各種固有酶類和附著其上的微生物共同作用使之充分分解肌肉中的蛋白質(zhì)，產(chǎn)生各種氨基酸等一系列生化反應(yīng)，從而產(chǎn)生宣威火腿所特有的色、香、味。

微生物與宣威火腿風(fēng)味的相關(guān)性

火腿風(fēng)味物質(zhì)的形成主要靠蛋白質(zhì)和脂肪的分解氧化，風(fēng)味形成的途徑復(fù)雜，一部分的反應(yīng)靠原料肉內(nèi)部的酶作用催化完成，另一部分的反應(yīng)則與其中微生物的生長繁殖密切相關(guān)?；鹜鹊陌l(fā)酵階段是風(fēng)味物質(zhì)形成的主要階段。

微生物對火腿風(fēng)味的有益影響

乳酸菌中的米酒乳桿菌具有一定的蛋白酶和脂肪酶活性，米酒乳桿菌中還含有豐富的質(zhì)粒依賴型細菌素，可改善肉制品的風(fēng)味，提高發(fā)酵肉制品的貯藏性能。微球菌和葡萄球菌在火腿的發(fā)酵過程中具有較高的硝酸鹽還原酶活性，硝酸鹽的還原對控制肉制品的顏色和質(zhì)量起著重要的作用。另外，葡萄球菌和微球菌具有的硝酸鹽還原酶和觸酶活性，可抑制不良風(fēng)味的形成。在肉制品的發(fā)酵和成熟初期是乳酸菌和片球菌起重要作用，在火腿風(fēng)味、香氣形成后期和顏色的穩(wěn)定性上起重要作用的菌群是葡萄球菌和微球菌。霉菌與火腿質(zhì)量和色香味的形成也有直接關(guān)系，霉菌在適宜的溫度和濕度條件下產(chǎn)生的脂肪酶和蛋白酶，將火腿滲出的油脂和蛋白質(zhì)分解為游離脂肪酸、氨、揮發(fā)性鹽基氮、游離氨基酸等，使火腿具有特殊的香氣。葡萄球菌和微球菌的代謝活動和以及火腿表面大量霉菌的生長是宣威火腿獨特風(fēng)味形成的基礎(chǔ)，是宣威火腿獨特風(fēng)味和優(yōu)良品質(zhì)的保證。酵母菌對火腿的發(fā)酵、成熟和風(fēng)味物質(zhì)的形成也起著重要的作用，火腿的發(fā)酵過程中，酵母菌代謝產(chǎn)生的維生素E、脯氨酸和色氨酸是增加火腿香甜來源的風(fēng)味氨基酸，與火腿風(fēng)味物質(zhì)的形成有直接的關(guān)系。綜上所述，在宣威火腿的發(fā)酵過程中，由于以上各種優(yōu)勢菌群的相互作用，促使宣威火腿形成獨特的風(fēng)味，保證其產(chǎn)品的質(zhì)量。

微生物對火腿風(fēng)味的有害影響

發(fā)酵火腿內(nèi)部和表面都存在著各種的微生物，在一定條件下，會使某些微生物大量繁殖，導(dǎo)致火腿腐敗變質(zhì)。Paarup等人通過對比腐敗火腿與未腐敗火腿中的菌種數(shù)量發(fā)現(xiàn)，在腐敗火腿中，腸桿菌科的微生物數(shù)量很大，而在未腐敗的火腿中未分離到此類菌群，腸桿菌是厭氧菌，適合于在肌肉內(nèi)部缺氧的環(huán)境中生長繁殖，又能在腌制階段的低溫環(huán)境中生長繁殖，因而推斷腸桿菌類是可能是造成火腿腐敗的主要菌群，Losantos和Garcia等人也得到相同的研究結(jié)論。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，造成腐敗的腸桿菌科微生物主要是有沙雷菌屬、變形菌屬和腸桿菌屬。同時，Paarup、Garcia、Losantos、Carrascosa等人均從腐敗火腿中分離到液化沙雷菌（Serratia liquefaciens）、普通變形菌（Proteusvulgaris）、陰溝腸桿菌（Enter obacter cloacae）、普利茅斯沙雷菌（Serratia plym uthica）、土味沙雷菌（Serratia odourifera）和奇異變形菌（Proteus m irabilis），這些微生物分別屬于腸桿菌科的沙雷氏菌屬、變形菌屬和腸桿菌屬，Carrascosa等人還通過試驗證實沙雷菌和變形菌也是造成其他多種肉類腐敗的微生物。以上三個結(jié)論說明，腸桿菌科微生物應(yīng)是造成火腿腐敗的主要微生物。

Barbuti 等人的研究結(jié)論與之不同，其研究認為腸桿菌不是造成火腿腐敗的主要微生物，原因是腐敗肉內(nèi)部的鹽含量高，超過腸桿菌的適應(yīng)范圍。他們從腐敗火腿中分離到肉桿菌（Carnobacterium）、棒桿菌（Corgnebacter-ium）和弧菌（Vibrio）3種耐鹽微生物，這3種菌在一定的條件下（如高pH值、不正確的腌制方法）可能導(dǎo)致火腿的腐敗。Rastelli 等人從腐敗火腿中分離得到一些耐寒海生乳桿菌（M arinilactibacil luspsychrotolerans）此種微生物耐鹽性較強，可生長于高鹽環(huán)境的火腿內(nèi)部，因此認為，這類微生物是造成火腿腐敗的主要微生物。

問題及展望

宣威火腿微生物多樣性研究的不足

宣威火腿的微生物種類豐富多樣，不同微生物對宣威火腿品質(zhì)的影響各異，其影響主要反映在火腿的風(fēng)味上。已有微生物與宣威火腿品質(zhì)關(guān)系的研究不夠深入和系統(tǒng)，造成各學(xué)者間的研究結(jié)果不一致。宣威火腿腐敗與微生物的關(guān)系方面的研究更少，有待加強。造成各學(xué)者間研究結(jié)果不同的原因主要有以下幾點：一是取樣地點不同，儲藏環(huán)境（如環(huán)境溫度、濕度、火腿的食鹽濃度、水分活度等）對微生物種類有一定的影響，導(dǎo)致不同地區(qū)、不同火腿分離鑒定的微生物有差異；二是火腿儲藏的時間長短不同，微生物的種類及數(shù)量也會有變化；三是火腿的腌制、發(fā)酵、風(fēng)干過程中，各階段的微生物在不斷變化；四是腌制及發(fā)酵的條件不一致，造成微生物構(gòu)成的變化。

本研究的意義

宣威火腿歷史悠久，馳名中外，屬華夏三大名腿之一。由于一些內(nèi)在和外在的原因，宣威火腿的發(fā)展較為緩慢，因此有必要加強對宣威火腿微生物學(xué)的基礎(chǔ)研究，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)方法和儀器分析手段系統(tǒng)全面地研究宣威火腿腌制、發(fā)酵、風(fēng)干、保存全過程中微生物的變化及對風(fēng)味的影響，揭示微生物在火腿生產(chǎn)過程中的作用及機理，從而合理選擇利用微生物發(fā)酵劑，解決宣威火腿發(fā)酵中食鹽過高，腐敗等問題，保證其質(zhì)量。這對于提高宣威火腿的產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。

王橋美（1985-），女，碩士，助理研究員。研究方向：食品微生物。

嚴亮。