臘腸品質(zhì)形成機理及其調(diào)控研究進展

王衛(wèi)+宋浪+張佳敏+張崟+熊偉

摘 要：風干臘腸與其他傳統(tǒng)腌臘肉制品一樣，可歸類于發(fā)酵肉制品，其產(chǎn)品風味和質(zhì)量特性取決于風干過程中脂肪氧化、蛋白質(zhì)降解及碳水化合物分解等的綜合作用，在此過程中微生物的參與不可或缺，并對臘腸的特有品質(zhì)和可貯藏性的形成具有重要作用。但傳統(tǒng)加工方式可能存在安全隱患，例如生物胺和致病菌的產(chǎn)生或殘留等一直受到高度關注，因此，對臘腸基于微生物參與的品質(zhì)形成和調(diào)控過程的研究，對指導傳統(tǒng)肉制品品質(zhì)和安全提升將具有重要意義。本文以總結發(fā)酵香腸的風味形成及其調(diào)控研究為基礎，對臘腸品質(zhì)的形成機理及其調(diào)控研究進行了概要綜述，并對未來的研究重點進行了展望。

關鍵詞：臘腸；品質(zhì)形成；微生物；調(diào)控

Abstract： Like other traditional cured meat products in China， air-dried sausages can be categorized as fermented meat products. The flavor and quality attributes of air-dried sausages are determined by a combination of lipid oxidation and protein and carbohydrate breakdown during the air-drying ripening process. Microorganisms are indispensably involved in this process and play an important role in the development of unique quality traits and storability in air-dried sausages. However， the traditional processing technology may pose potential health hazards such as the occurrence and retention of pathogenic bacteria and the formation of biogenic amines， which is always a matter of great concern. Accordingly， studying the development of sausage quality and the regulation of the process based on understanding microbial involvement in this process will be of great significance to enhance the quality and safety of traditional meat products. This article provides an overview of recent studies on the mechanism and regulation of the development of air-dried sausage quality. Moreover， the focus of future studies is presented as well.

Key words： Chinese sausage； quality development； microorganism； regulation

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201705010

中圖分類號：TS251.7 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）05-0051-04

臘腸等腌臘肉制品是我國傳統(tǒng)特色肉制品的典型代表，以其歷史悠久、易于加工貯藏、消費面廣且風味獨特而聞名。傳統(tǒng)臘腸是在溫度較低的農(nóng)歷冬月（十一月）和臘月通過自然掛晾風干而制成，其風味遠優(yōu)于現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的快速烘烤干燥產(chǎn)品。研究表明，這類自然風干臘腸與中國其他傳統(tǒng)腌臘肉制品一樣，可歸結為發(fā)酵肉制品，其產(chǎn)品風味和質(zhì)量特性取決于風干過程中脂肪氧化、蛋白質(zhì)降解及碳水化合物分解等的綜合作用，在此作用進程中微生物的參與不可或缺，對臘腸的特有風味和可貯藏性的形成發(fā)揮一定作用，這也是風干傳統(tǒng)產(chǎn)品比工業(yè)化產(chǎn)品更受消費者喜愛的原因之一[1]。但傳統(tǒng)加工方式可能存在安全隱患，例如生物胺和致病菌的產(chǎn)生或殘留等，因此對臘腸基于微生物參與的風味形成和調(diào)控過程、通過添加微生物發(fā)酵劑的生物調(diào)控過程以及為提升臘腸品質(zhì)和安全而進行的工藝改進研究受到關注[2]，在利用微生物發(fā)酵劑改善產(chǎn)品風味、確保產(chǎn)品安全的研究上也進行了富有成效的探索[3]。本文以概要綜述臘腸風味形成和調(diào)控研究為基礎，對臘腸的未來研究方向進行了展望。

1 臘腸品質(zhì)形成機理研究

中國臘腸在加工方法和產(chǎn)品特性上與西式發(fā)酵香腸類似，將原料肉絞細并與輔料混合后灌入天然腸衣，經(jīng)自然風干即成，均屬于低水分活度（water activity，aw）值和/或低pH值的中間水分食品（intermediate moisture foods，IMF），其風味特性和可貯性是最為重要的品質(zhì)特性，而風干過程中脂肪氧化、蛋白質(zhì)降解及碳水化合物分解等的綜合作用是決定產(chǎn)品風味的關鍵因素[4-5]。對西式發(fā)酵香腸的分析表明，其含有的風味物質(zhì)包括醛、酮、醇、酯、酸、呋喃類，以及含硫化合物、芳香族化合物等，其形成機制早已被深入揭示。鑒定也表明，中式臘腸的揮發(fā)性風味物質(zhì)在50 種以上，主要以醇類、酯類和醛類為主[6]。目前認為，這些風味物質(zhì)的來源主要基于微生物過程或非微生物過程的蛋白質(zhì)降解、脂肪分解和碳水化合物降解3 種途徑。微生物蛋白酶水解或內(nèi)源性組織蛋白酶水解均可促進發(fā)酵腸風味形成[7]。研究顯示，微球菌、乳桿菌和片球菌等富含蛋白酶的微生物有助于發(fā)酵肉制品中非蛋白氮含量的升高，從而改善產(chǎn)品風味，與此同時內(nèi)源性蛋白酶也具有一定的協(xié)同作用，甚至還與其他酶有關[8-9]。脂肪水解和（或）氧化產(chǎn)生的醛類、酮類、酯類等物質(zhì)也是形成發(fā)酵香腸風味的重要基礎，為此組織脂酶在脂肪水解中起關鍵作用，60%～80%脂肪水解均是由此酶所致[10-11]。對中式臘腸的研究表明，風干貯藏過程中脂肪氧化與風味相關的脂肪酸呈極顯著正相關，總揮發(fā)化合物中約有60%來自于脂肪氧化[12]。碳水化合物降解產(chǎn)生的酰、酸、酮、醇、酸等多種低分子揮發(fā)性化合物與發(fā)酵香腸風味的形成有密切關系[13]，而微生物發(fā)酵主導的糖類分解產(chǎn)生的乳酸等的積累和pH值下降能夠促進蛋白質(zhì)溶解，對發(fā)酵香腸的質(zhì)構和特有風味的形成也扮演了重要角色[14]。

有關發(fā)酵香腸中微生物及其對產(chǎn)品風味和質(zhì)量的影響，以及微生物類型及其作用機制的研究已經(jīng)相當深入。例如發(fā)酵過程中微球菌和非致病性葡萄球菌中豐富的蛋白酶和脂肪酶將蛋白質(zhì)和脂肪分解為氨基酸和脂肪酸，對香腸風味形成有重要影響；而乳酸菌作為優(yōu)勢菌，在產(chǎn)香、抑菌、改善質(zhì)構等方面更是發(fā)揮著主導作用。且對于不同類型的發(fā)酵腸，其微生物菌群以及對產(chǎn)品特性的影響也各有不同。對中式臘腸的研究表明，傳統(tǒng)風干的產(chǎn)品與西式發(fā)酵制品極為相似，較長時間的風干也伴隨發(fā)酵成熟過程，盡管在此過程中微生物的作用不如西式產(chǎn)品那樣至關重要，也不會導致pH值的大幅度變化，但對產(chǎn)品特有風味及感官特性的形成也不可或缺。分離鑒定顯示其中存在大量的乳酸菌和微球菌，在腌制階段乳酸菌略占優(yōu)勢，而在風干發(fā)酵以及此后階段微球菌和非致病性葡萄球菌作用更強[15]。傳統(tǒng)四川臘腸與其他發(fā)酵腸和臘腸比較，除原、輔料的差異外，加工季節(jié)特殊的溫度、濕度、風速及環(huán)境等風干條件也會對產(chǎn)品特性產(chǎn)生影響，在此進程中微生物對風味物質(zhì)的形成及調(diào)控有其顯著的特點[3]。

2 臘腸品質(zhì)及安全性調(diào)控研究

傳統(tǒng)臘腸的aw值較低，因而具有較佳的微生物質(zhì)量穩(wěn)定性，但也存在Salmonella、S.aureus、L.monocylohenes和E.coli O157：H7等殘留的隱患。此外，氨基酸脫羧酶催化游離氨基酸形成生物胺，以及作為香腸添加劑的亞硝酸鹽與次級胺結合形成亞硝胺，也將影響香腸的食用安全性[16]。臘腸在傳統(tǒng)風干加工條件下存在的安全隱患主要為硝胺、生物胺、苯并芘、過氧化物以及大腸菌群、沙門氏菌、霉菌等的生成或殘留，這也是腌臘制品安全性受到非議的重要原因[4]。研究[17]表明，通過微生物調(diào)控可顯著抑制發(fā)酵香腸中的不利微生物和有害物，例如接種L.sakei和P.pentosaceus等可大大降低發(fā)酵香腸中酪胺和腐胺等的殘留，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和單增李斯特氏菌也可受到顯著抑制。在中式臘腸中添加L.plantarum、P.pentosaceus等發(fā)酵菌，可顯著抑制各種生物胺的積累，促進肉餡發(fā)色及分解過氧化物，從而對改善產(chǎn)品色澤及延緩酸敗等發(fā)揮作用[18-19]。張慧超等[20]將從新疆熏馬腸中分離的優(yōu)勢菌做為發(fā)酵劑，其表現(xiàn)出對生物胺的顯著抑制作用。

其他研究者將植物乳桿菌（LP-L134-1-P）和腸膜明串珠菌（LM-L134-1-PLP）應用于降解亞硝酸鈉，將微球菌、乳桿菌和片球菌等用于提升發(fā)酵香腸的非蛋白氮含量[21-22]，甚至通過適量添加微生物發(fā)酵菌加速中式臘腸中脂肪的降解和氧化，促進風味物質(zhì)的生成，以及提升產(chǎn)品總體品質(zhì)和安全性。在非微生物調(diào)控上，添加脂肪酶、海藻酸鈉、迷迭香提取物等，以及低溫與真空包裝的結合，在實現(xiàn)抑菌、抗氧化、延長保存期和改善產(chǎn)品風味等方面也顯示出顯著的效果[23]。

在發(fā)酵香腸和臘腸品質(zhì)調(diào)控上，基于柵欄技術（hurdle technology）的調(diào)控研究成為該領域基礎研究的前沿。該技術建立于Leistner[24]長期對食品特性和安全性研究結果的基礎上，根據(jù)柵欄技術的原理，不同的食品有獨特的柵欄因子（hurdle factor）的相互作用，2 個或2 個以上柵欄因子的作用不僅僅是其單一柵欄作用的累加，食品的風味特性和可貯性等可通過2 個或更多個柵欄因子的相互作用而得到保證或提升。所有食品工藝手段均可歸結為F（熱滅菌）、t（低溫）、aw（水分活度）、pH（酸化）、c.f.（微生物菌群競爭）、Eh（氧化還原）和Pres.（防腐劑）等幾個柵欄因子，其復雜交互作用控制著特有感官和風味的形成，決定了微生物的腐敗、產(chǎn)毒或有益發(fā)酵，Leistner等[25]將這一機制命名為柵欄調(diào)控或柵欄技術。對發(fā)酵香腸的深入研究表明，保證其產(chǎn)品獨特風味和優(yōu)質(zhì)可貯的柵欄因子包括aw、pH、c.f.、Eh和Pres.。每一因子均可對產(chǎn)品質(zhì)量起到柵欄式控制，且每一因子都有其特定的影響階段，并按一定順序及不同強度與其他因子交互作用。以此為依據(jù)，通過現(xiàn)代技術實現(xiàn)主要柵欄因子的調(diào)控，以及與微生物預報技術的結合，可實現(xiàn)構建于基礎理論之上的品質(zhì)穩(wěn)定和安全性保障。對傳統(tǒng)風干制作的中國臘腸的研究表明，在風干脫水過程中，aw作為主導柵欄因子的同時，伴隨一定微生物發(fā)酵（c.f.）、較低氣溫（t）和殘氧消耗抑菌（Eh），共同對風味特性和微生物穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，風干進程中微生物發(fā)酵作用顯著參與了產(chǎn)品特有風味和質(zhì)量特性的形成，但微生物類型及作用機制與西式發(fā)酵香腸有較大區(qū)別[16]。西式發(fā)酵香腸中的L.plantarum、P.acidilactici和P.cereviar等優(yōu)勢乳酸菌群在臘腸中僅少量存在，風干發(fā)酵進程中香腸的pH值僅輕微下降，酸味被認為是次品的標志，而S.carnosus和M.varians等決定風味形成的菌群則被更多的檢出，特別是在發(fā)酵風干后期及貯藏期，且時間越長含量越高[3]。

近年來，有關臘腸等腌臘肉制品品質(zhì)特性和安全性調(diào)控的研究越來越受到廣泛關注，尤其在應用L.plantarum等發(fā)酵菌降低臘腸中硝胺和生物胺殘留、調(diào)控風干發(fā)酵進程、改善產(chǎn)品感官和風味特性以及提升產(chǎn)品安全性上取得了成效[26-29]。Wang等[30-31]將Pediococcus pentosaceus、Staphylococcus xylosus、Staphylococcus carnosus和Lactobacillus sake的混合菌種發(fā)酵劑應用于風干臘腸的加工，與傳統(tǒng)加工產(chǎn)品進行了比較。結果表明，實驗產(chǎn)品pH值較對照組略低，但在中式消費習慣可接受范圍。而亞硝酸鈉、硝胺、生物胺等殘留比對照組顯著降低，游離氨基酸、揮發(fā)性脂肪酸等風味物質(zhì)顯著增多，產(chǎn)品貯藏期內(nèi)微生物穩(wěn)定性和安全性指標更佳。進一步對中國臘肉、纏絲兔、板鴨等腌臘肉制品進行的研究，通過添加微生物發(fā)酵劑調(diào)節(jié)c.f.柵欄，并輔以t和aw因子，可在一定程度上有益于產(chǎn)品品質(zhì)的改善和安全性的保障[32-33]。

3 臘腸品質(zhì)形成及調(diào)控研究展望

目前，有關西式發(fā)酵香腸中微生物類型及其對產(chǎn)品風味作用機制的研究已經(jīng)較為深入，微生物發(fā)酵劑的添加也成為穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段。在德國，與中國臘腸屬性相同的發(fā)酵香腸的加工中，微生物調(diào)控的發(fā)酵風干工藝已廣泛應用，95%以上的產(chǎn)品都是通過添加微生物發(fā)酵劑加工而成，大量的有關微生物對產(chǎn)品風味和總體質(zhì)量特性的調(diào)控研究成果也在指導實際生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用。而對中式臘腸微生物菌群及其作用機制，特別是微生物菌群對產(chǎn)品風味和質(zhì)量的特異性影響研究尚處于探究階段。以往的研究表明，經(jīng)快速干燥形成的臘腸，其風味形成的主導原因是非微生物因素引起的蛋白質(zhì)降解、脂肪水解或碳水化合物降解等。而傳統(tǒng)風干臘腸產(chǎn)品中的微生物發(fā)酵作用對其特有風味及感官特性的形成起著不可或缺的作用，但具體貢獻至今仍存在爭議。因此，臘腸微生物菌群類型及其作用機制，以及微生物在風味形成和質(zhì)量特性中的具體貢獻將是未來研究的熱點問題。對西式發(fā)酵香腸柵欄效應機理的揭示，為產(chǎn)品品質(zhì)調(diào)控提供了理論依據(jù)，使標準化、安全可控的干香腸類產(chǎn)品的加工實用技術得以廣泛應用，甚至成為肉類行業(yè)現(xiàn)代技術前沿。中國臘腸在此領域的初步研究證實了以aw為主導因子，并與c.f.、Eh和Pres.等互作形成柵欄效應，在其進程中微生物的作用也得到初步確認，而其調(diào)控機理以及與產(chǎn)品品質(zhì)和安全性的關系的探究將是未來具有挑戰(zhàn)性的研究課題，在此領域的進一步研究在傳統(tǒng)產(chǎn)品加工工藝的改進和安全性的提升方面也將具有重要的意義。

4 結 語

臘腸等腌臘制品是我國加工和消費量較大的傳統(tǒng)特色肉制品，其工藝改進和品質(zhì)提升成為肉制品行業(yè)面臨的急迫問題。研究表明，臘腸均屬于低aw值和/或低pH值的中間水分食品，與其他傳統(tǒng)腌臘肉制品一樣，可歸結為發(fā)酵肉制品，其產(chǎn)品風味和質(zhì)量特性取決于風干過程中的脂肪氧化、蛋白質(zhì)降解以及碳水化合物分解等的綜合作用，在此過程中微生物的參與不可或缺，對其特有風味和可貯藏性的形成具有重要作用。但傳統(tǒng)加工方式可能存在安全隱患，例如生物胺和致病菌的產(chǎn)生或殘留等。因此通過微生物發(fā)酵、自控流程等實施對傳統(tǒng)加工進行現(xiàn)代化改造，以提升產(chǎn)品品質(zhì)，確保其安全性受到廣泛關注。未來應以進一步揭示其產(chǎn)品特性為基礎，重點研究微生物對其品質(zhì)形成和安全性的影響，以及傳統(tǒng)加工條件下不利微生物及有害物的成因，探究通過工業(yè)化微生物過程干預，尤其是應用柵欄控制和微生物預報等技術提升產(chǎn)品品質(zhì)和安全性的可能，這對指導傳統(tǒng)肉制品實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)安全化將具有重要的基礎理論支撐意義和廣泛的實際應用前景。

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