發(fā)酵肉制品的研究進(jìn)展

田文廣 張俊杰 石亞萍 張 靜 鄭彩燕

河南雙匯投資發(fā)展有限公司 河南漯河 462000

發(fā)酵肉制品是指在一定條件下，以畜禽肉為原料，采用特定微生物發(fā)酵或酶的作用，加工制成的一類可即食肉制品，其成品具有獨特風(fēng)味。

在中國發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)與食用有著悠久的歷史，例如著名的金華火腿已經(jīng)有900多年的歷史，板鴨作為我國著名的傳統(tǒng)肉制品在300多年前就已深受人們的喜愛。西式發(fā)酵香腸起源于2000多年前的地中海地區(qū)，主要通過自然發(fā)酵和成熟干燥制成干發(fā)酵香腸[1]。在1940年前后，人們開始研究肉類發(fā)酵過程中的科學(xué)原理，有人將乳酸菌應(yīng)用在發(fā)酵香腸中，并獲得專利，這也是人們首次將純化的發(fā)酵劑用于發(fā)酵肉制品中[2]。

1 發(fā)酵肉制品的種類及特點

1.1 發(fā)酵肉制品的分類

按照終產(chǎn)品形態(tài)的差異主要分為兩類：一類是發(fā)酵灌腸制品，中國的廣式臘腸、川味香腸、意大利的薩拉米香腸等是較為典型的代表；另一類為發(fā)酵火腿制品，如金華火腿、宣威火腿等至今仍受到廣大消費者的喜愛。

按照發(fā)酵程度的不同，發(fā)酵肉制品分為低酸發(fā)酵肉制品和高酸發(fā)酵肉制品兩類。低酸發(fā)酵肉制品發(fā)酵溫度一般控制在0～25℃，pH值在5.5以上，如各種發(fā)酵火腿、薩拉米等干制發(fā)酵香腸；高酸發(fā)酵肉制品發(fā)酵溫度一般控制在25℃以上，pH值在5.5以下[3]。

按照肉制品發(fā)酵種類的不同，可分為自然發(fā)酵肉制品，如傳統(tǒng)的臘腸、發(fā)酵火腿；即食性肉制品，在我國南方地區(qū)，人們將肉切成薄片，使用高濃度鹽腌漬，或預(yù)腌后加入米飯，密閉發(fā)酵；干式或半干式發(fā)酵香腸，是發(fā)酵肉制品的典型代表，也是目前工業(yè)化程度最高的一個種類。

依據(jù)加工過程中產(chǎn)品水分的散失情況，人們還習(xí)慣將香腸分為干香腸(包括風(fēng)干腸和熏干腸)、半干香腸和不干香腸，這種分類方法被業(yè)內(nèi)人士和消費者廣泛接收。其中干香腸的干燥失重一般>20%，半干腸干燥失重一般<20%，不干香腸干燥失重一般<10%[4]。

1.2 發(fā)酵肉制品的特點

發(fā)酵肉制品具有典型的發(fā)酵香味和穩(wěn)定的微生物特性，其風(fēng)味的形成較為復(fù)雜，蛋白質(zhì)降解、美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)氧化、微生物發(fā)酵等過程共同作用，形成特征風(fēng)味[5]。經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng)，發(fā)酵肉制品具有以下特點。

1.2.1 營養(yǎng)豐富易吸收

發(fā)酵過程中，在微生物和酶共同作用下，蛋白質(zhì)、脂質(zhì)發(fā)生降解，使肉制品變得易于消化吸收。劉會平[6](1999)等研究顯示，使用豬肉和牛肉為原料制成的混合香腸，經(jīng)22d發(fā)酵后，蛋白質(zhì)的消化率升高4.9%，粗蛋白的消化率升高2.1%。

1.2.2 色澤美觀、風(fēng)味獨特

腌制劑、發(fā)酵劑等在改善肉色澤、結(jié)構(gòu)、品質(zhì)的同時，呈現(xiàn)多種風(fēng)味物質(zhì)。2015年有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生能給予發(fā)酵香腸良好的色澤，且熱處理后也不會有明顯的不良影響[7]；李佳[8](2019)等指出，在產(chǎn)品發(fā)酵及成熟過程中，產(chǎn)生多種揮發(fā)性成分，如酮類、酯類等化合物，這些揮發(fā)性的呈味物質(zhì)也是評價香腸品質(zhì)的重要指標(biāo)。

1.2.3 具有較低pH值

發(fā)酵肉制品能夠通過產(chǎn)生乳酸降低pH值，腐敗菌和致病菌的生長在較低pH值下被有效抑制，從而提高產(chǎn)品的安全性，延長產(chǎn)品貨架期[9]。

2 發(fā)酵香腸工藝及加工特性

廣義上講，我國傳統(tǒng)的腌臘肉制品、火腿、發(fā)酵香腸等均屬于發(fā)酵肉制品的重要組成部分。發(fā)酵香腸是發(fā)酵肉制品中產(chǎn)量最大的一類代表性產(chǎn)品，已逐步邁入規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代化生產(chǎn)階段[10]。所有的發(fā)酵香腸都具有類似的基本加工工藝，但由于原輔料、發(fā)酵劑、具體工藝參數(shù)等的不同，產(chǎn)品最終呈現(xiàn)不同的口感及風(fēng)味。

2.1 發(fā)酵香腸加工工藝

2.1.1 半干發(fā)酵香腸加工工藝

原料肉→絞制、混合→填充→發(fā)酵→干燥→(煙熏)→加熱→流通。

2.1.2 干發(fā)酵香腸加工工藝

原料肉→絞制、混合→填充→發(fā)酵→干燥→成熟→流通。

2.1.3 加工操作要點

接收合格的原料，按照一定肥瘦比進(jìn)行搭配，原料肉合適的pH有利于發(fā)酵的進(jìn)行，并使發(fā)酵過程中有合適的pH降低速率，一般豬肉的pH值應(yīng)控制在5.6～5.8之間。

絞制前原料肉的溫度一般在0～4℃，脂肪溫度控制在-8℃左右，將各類輔料包括食鹽、腌制劑、發(fā)酵劑等加入原料肉，并混合均勻。選取合適的腸衣灌裝肉餡，腸衣應(yīng)有較好的透水、透氣性。

充填好的半成品進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程可采用自然發(fā)酵和接種發(fā)酵。工業(yè)化生產(chǎn)一般采用接種恒溫發(fā)酵。對于干發(fā)酵香腸，控制溫度為21～24℃，相對濕度75%～90%，發(fā)酵時間1～3d；半干發(fā)酵香腸發(fā)酵溫度一般為30～37℃，相對濕度75%～90%，發(fā)酵時間8～20h。

干燥的程度對產(chǎn)品的理化性質(zhì)、貨架期、口味品質(zhì)有著重要影響。干燥的過程也使產(chǎn)品成熟的過程，風(fēng)味物質(zhì)在此過程中大量形成。

干發(fā)酵香腸不需要蒸煮和煙熏，由于其水分活度和pH較低，貯運和銷售過程不需冷藏。半干發(fā)酵香腸一般需要煙熏，較高的水分活度使其在流通過程中需要冷藏防止微生物繁殖。

為了便于運輸和貯藏，保持產(chǎn)品的顏色和避免脂肪氧化，成熟后的香腸通常采用真空包裝的方式。

2.2 不同營養(yǎng)素在發(fā)酵過程中的變化

2.2.1 蛋白質(zhì)在發(fā)酵過程中的變化

發(fā)酵時，在微生物和酶的作用下，蛋白質(zhì)被分解形成游離氨基酸，進(jìn)一步生成小分子的羧酸、醇類、酯類等，這些小分子物質(zhì)對產(chǎn)品最終風(fēng)味的形成起著重要作用[11]。蛋白質(zhì)的降解作為發(fā)酵及儲藏過程中重要的化學(xué)變化之一，適度降解能夠有效提升產(chǎn)品風(fēng)味和營養(yǎng)價值，但降解過程中伴隨的過度氧化也會給產(chǎn)品品質(zhì)帶來一系列的劣變，如發(fā)酵肉制品的色澤、口感、風(fēng)味、保水性能等均會受到不利的影響[12]。蛋白質(zhì)氧化時，氨基酸側(cè)鏈和肽鍵斷裂形成羰基，并與二硫鍵作用，使蛋白質(zhì)交聯(lián)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能特性的下降[13]。研究表明，隨著時間延長，蛋白質(zhì)氧化程度不斷加深，檢測出的羰基值不斷增大。為了降低發(fā)酵肉制品在儲存過程中蛋白質(zhì)的過度氧化導(dǎo)致的劣變，學(xué)者做了不同研究，吳雪燕[14](2014)、曹辰辰[15](2019)等發(fā)現(xiàn)添加功能性發(fā)酵劑能夠有效抑制蛋白的氧化，祝智超[16](2015)等報道添加不同濃度的肽液能夠有效抑制廣式臘腸中的蛋白質(zhì)氧化。

2.2.2 脂肪在發(fā)酵過程中的變化

脂肪是脂肪酸和脂溶性維生素的重要來源，直接影響產(chǎn)品的硬度、多汁性等口感，適度的脂肪添加量有助于產(chǎn)品風(fēng)味的形成[17]。扈瑩瑩[18](2019)等研究發(fā)現(xiàn)，脂肪添加量對發(fā)酵香腸蛋白質(zhì)、脂質(zhì)的氧化、揮發(fā)性化合物的形成有一定影響，脂肪添加量為15%時，產(chǎn)品風(fēng)味達(dá)到最佳。發(fā)酵過程伴隨的脂肪氧化是產(chǎn)品發(fā)酵過程中的關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)，對產(chǎn)品風(fēng)味的形成有著至關(guān)重要的作用。脂肪作為風(fēng)味物質(zhì)的載體，對風(fēng)味物質(zhì)的蓄積起著重要最用，同時還能提供風(fēng)味物質(zhì)反應(yīng)場所，適度的脂肪氧化有助于揮發(fā)性小分子的形成，提供產(chǎn)品的獨特風(fēng)味，過度氧化則會導(dǎo)致產(chǎn)品喪失應(yīng)有的結(jié)構(gòu)特性及色澤，也同時伴隨營養(yǎng)物質(zhì)的損失，影響消費者對產(chǎn)品的接受程度[10]。pH也會影響脂肪的水解，進(jìn)而影響風(fēng)味物質(zhì)的釋放，對發(fā)酵香腸品質(zhì)產(chǎn)生影響[20]。

脂肪添加量越高，發(fā)酵過程中脂肪氧化越顯著，與此同時，蛋白質(zhì)的氧化程度也有明顯增強，其原因可能為脂肪氧化過程中產(chǎn)生的自由基對蛋白質(zhì)進(jìn)行攻擊，導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的羰基繼續(xù)氧化，醛類物質(zhì)含量進(jìn)一步增加[21]。

2.2.3 碳水化合物在發(fā)酵過程中的變化

在發(fā)酵香腸中添加適量碳水化合物是相對常規(guī)的一種做法，淀粉等碳水化合物作為天然的保水劑，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有一定的影響。但過多添加碳水化合物會導(dǎo)致餡料初始水分活度太低，發(fā)酵過程難以啟動，進(jìn)而影響產(chǎn)酸速率和pH值的下降[1]。還原糖的添加可以與餡料中的氨基酸及羰基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，是產(chǎn)品特征風(fēng)味形成的重要途徑[22]。但由于發(fā)酵肉制品干燥和發(fā)酵階段的溫度通常較低，美拉德反應(yīng)過程中產(chǎn)生的具有芳香氣味的吡嗪通常較少，火腿中主要的吡嗪成分通常是甲基吡嗪[5]。

3 發(fā)酵劑的研究現(xiàn)狀

發(fā)酵劑是發(fā)酵過程中使用的，活的或休眠狀態(tài)的微生物制劑。發(fā)酵劑也是發(fā)酵肉制品生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，在發(fā)酵過程中可以促進(jìn)肉制品發(fā)酵，同時承擔(dān)抑菌防腐的作用，保證產(chǎn)品最終質(zhì)量，良好的代謝活性也能改善發(fā)酵肉制品的感官品質(zhì)[23]。傳統(tǒng)發(fā)酵肉制品更多的采用自然發(fā)酵，由于缺少明確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡定，安全性難以得到保障，發(fā)酵劑的添加大大縮短了生產(chǎn)周期，同時能夠抑制雜菌生長，提高了產(chǎn)品安全性和穩(wěn)定性，更適合工業(yè)化生產(chǎn)與流通[24,25]。

通過有益微生物改善產(chǎn)品發(fā)酵品質(zhì)是發(fā)酵肉制品實現(xiàn)工業(yè)化的必經(jīng)之路[26]。目前肉制品中常見的發(fā)酵劑有兩種：一種是乳酸菌，在發(fā)酵過程中使pH值快速下降，以減少非微生物反應(yīng)引起的不良變化、抑制腐敗微生物的生長，進(jìn)而改善產(chǎn)品品質(zhì)，延長產(chǎn)品貨架期[27]；另一種是葡萄球菌和微球菌，通常用于改善產(chǎn)品色澤、改良產(chǎn)品風(fēng)味[28]。

近年來，不少學(xué)者致力于優(yōu)良發(fā)酵劑的選擇，并對其功能特性做了深入研究與探討。如漢遜酵母P2能夠增加脂肪分解，抗氧化；同時可以降低鹽的含量、降解氨基酸，改變感官特性，掩蓋肉品本身異味[29,30]；戊糖片球菌R1有較強的抗氧化性，能夠抑制脂質(zhì)過氧化，清除自由基[11]；有研究顯示，哈爾濱干香腸中分離出戊糖片球菌、短乳桿菌、彎曲乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌，并對以上菌種的抗氧化活性進(jìn)行評價，戊糖片球菌具有最強的DPPH自由基清除活性、H2O2抗性、還原能力和抑制脂質(zhì)過氧化作用[31]。混合發(fā)酵劑也是研究的另外熱點，接種混合發(fā)酵及能夠有效抑制香腸在發(fā)酵成熟中過度氧化[32]；在香腸中，肉葡萄球菌和植物乳桿菌混合發(fā)酵劑能很好地抑制酪胺的產(chǎn)生[33]。

4 展望與結(jié)論

本文綜述了發(fā)酵肉制品的分類與特點，發(fā)酵香腸生產(chǎn)工藝及發(fā)酵過程中各個營養(yǎng)素的變化，以及發(fā)酵劑在行業(yè)中所發(fā)揮的重要作用，為發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)和推廣提供了參考。

改進(jìn)發(fā)酵制品生產(chǎn)工藝，改善傳統(tǒng)發(fā)酵制品工藝流程，使其滿足工業(yè)化量產(chǎn)需求，保障產(chǎn)品安全性能是發(fā)酵肉制品的一大研究方向；構(gòu)建篩選具有良好性狀的微生物菌種、功能性菌株、混合發(fā)酵劑的開發(fā)等是發(fā)酵劑研究的重點，發(fā)酵劑的研究和改良也有助于發(fā)酵肉制品品質(zhì)的提升；降低、減緩發(fā)酵過程中脂肪和蛋白質(zhì)氧化引起的產(chǎn)品品質(zhì)劣變也是重要課題之一。

發(fā)酵肉制品擁有悠久的歷史，經(jīng)過長久的發(fā)展，尤其是近年來工業(yè)化程度的逐漸提升，消費升級也驅(qū)動大量進(jìn)口的發(fā)酵香腸銷往中國市場，發(fā)酵肉制品萌生出新的生命力。如何結(jié)合市場需求，推動整個發(fā)酵肉品行業(yè)向前發(fā)展顯得尤為重要。