发酵肉制品优势菌研究现状
2006-09-17 17:28:14   来源：不详   评论：0 点击：

卢士玲，  吴桂春，  李开雄
（石河子大学食品工程学院，石河子  832000）

摘  要：本文主要介绍发酵肉制品中微生物的种类、筛选标准及国内外优势菌分离鉴定研究现状。
关键词：发酵肉制品；优势菌；微生物的种类及作用；筛选标准

发酵肉制品是采用生物发酵技术，将原料肉经过特定的微生物作用，产生酸或者醇，使肉中的pH值降低，并经低温脱水使Aw下降而加工成的一类肉制品。发酵肉制品的发酵方式主要有非接种发酵法和接种发酵法两种，其中非接种发酵易受杂菌的感染，发酵启动慢，发酵周期长；而接种发酵法就是通过接种优良的肉制品发酵菌种进行工业化生产。接种发酵缩短了发酵周期，提高了产品质量的稳定性，有利于工艺控制。接种发酵已经成为目前生产使用的主要方法，而目前用于接种发酵的发酵剂分为单一菌种发酵剂和混合菌种发酵剂。单一菌种发酵主要是乳酸菌发酵剂，但是由于菌种发酵单一性，在色香味等方面不如混合菌种发酵效果好，所以混合菌种发酵剂已经成为肉制品发酵剂的发展方向。筛选出优良肉制品发酵微生物成为肉制品发酵剂研究开发的基础，同时，我国传统肉制品中广泛存在着优良的自然菌株，可以作为分离、筛选优良菌株的来源。本文就发酵肉制品优良菌种的研究现状进行分析。
1  发酵肉制品优势菌的定义
在肉制品发酵微生物分离筛选的研究中，一般将在肉的发酵过程具有优良性状的发酵微生物称为发酵肉制品优势菌。优良性状主要包括：①可以降低pH值，减少腐败；②改善制品的组织结构，促进发色；③降低亚硝酸盐残留量，减少亚硝胺的形成；④含有过氧化氢酶，可以分解发酵过程中产生的H2O2（对人体有害）；⑤抑制病原微生物的生长和毒素的产生；⑥提高制品的营养价值，促进良好风味的形成等。
2  发酵肉制品中的有利发酵的微生物种类及其作用
2.1  发酵肉制品中微生物的种类
传统的发酵肉制品发酵所需的微生物是偶然从环境中混入的“野生”菌，靠原料肉微生物区系中的乳酸菌与杂菌的竞争作用，逐步占优势，使乳酸菌成为生产发酵肉制品的主要菌群。
随着人们对发酵肉制品研究的不断深入，用于发酵肉制品生产的菌种也不再局限于单一菌种，细菌、酵母菌、霉菌在发酵肉的生产中都得到了应用。目前应用于肉制品发酵的微生物主要包括细菌、酵母菌和霉菌。
2.2  各种微生物的作用
2.2.1  细菌
应用于发酵肉制品的细菌主要有乳酸菌和球菌，它们在发酵肉生产中的作用是不同的。其中乳酸菌主要作用是将发酵肉中的碳水化合物（如发酵肉生产所添加的葡萄糖等）分解成乳酸而使pH值降低，抑制一些致腐微生物的生长，减少腐败，改善肉制品的组织结构，促进发色，降低亚硝酸盐残留量。同时还可以减少亚硝胺的形成，抑制病原微生物的生长和毒素的产生，提高制品的营养价值，促进良好风味的形成等。微球菌属和葡萄菌属在发酵中的主要作用是还原亚硝酸盐和形成过氧化氢酶，从而利于肉馅发色及分解过氧化物，改善产品色泽及延缓酸败，此外也可通过分解蛋白质和脂肪而改善产品风味。
2.2.2  酵母菌
酵母菌在发酵肉的生产制备中，主要是应用于干发酵香肠的加工。在香肠的发酵过程中，酵母菌（如最常用的汉逊氏德巴利酵母菌等种类）的主要作用是生长时逐渐耗尽肠馅空间中残存的氧，从而降低肉中的pH值，抑制酸败，以及有利于发色的稳定性，也可分解脂肪和蛋白质，产生多肽、酚及醇类风味物质，形成过氧化氢酶并使产品产生酵母味，同时酵母菌分解碳水化合物产生的醇与乳酸菌作用产生酸反应生成酯，具有酯香味。因此对改善产品风味，延缓酸败有益。
2.2.3  霉菌
霉菌是好氧性菌，在发酵肉制品中主要分部在表面和紧接表面的下层部分，在肉制品的表面形成很好的一层“保护膜”，其作用不仅可以赋予产品特有的外观，更重要的是使肉制品阻氧避光和抗酸败、分解脂肪和蛋白质及氨基酸而利于产品特有风味的形成。
筛选优良肉制品发酵微生物是接种发酵的基础，其中乳酸菌、微球菌和非致病性葡萄球菌是接种发酵最常使用的菌种。
3  肉制品中优势菌种筛选标准
由于在肉制品的发酵工艺中最常用的主要是乳酸菌、微球菌和非致病性葡萄球菌等，根据以上它们在肉制品发酵过程中的作用和发酵肉制品生产工艺和产品质量的要求，提出以下标准。
3.1  安全性
肉制品中优势菌筛选主要的目的就是筛选出优良菌种，并且应用于肉制品的生产中，所以所筛选的菌种必须具有安全性，对人体无毒害作用。安全指标主要包括以下几个方面：必须是革兰氏阳性菌；无致病性；不得产生细菌毒素；不得产生生物胺类物质等。
3.2  有利于发酵特性
（1）不产粘液。在各种各样细菌中，某些菌类的代谢产物中有粘液状物质，如果这些菌应用于发酵肉的生产中，产生的粘液不仅会影响产品的外观，更重要是会损坏肉制品的内部组织状态。所以在菌株的筛选中，产生粘液的菌株应被淘汰。
（2）不得产生大量气体。发酵肉制品中，菌种发酵产气（乳酸菌异型发酵）会影响到肉制品 （如发酵香肠）的结构致密性和外观品质等。在菌的筛选过程中，应选择同型发酵的菌类，它们可以利用葡萄糖仅能产生乳酸，不会产生大量CO2（乳酸菌异型发酵），同时发酵不会使产品产生异味。
（3）不产生H2S和NH3等不良气味气体。肉制品在发酵过程中，微生物发酵产生H2S或NH3，会严重影响产品风味，使品质严重下降。
（4）不得产生过氧化氢。在肉制品的发酵过程中，某些菌有可能产生大量过氧化氢，与亚硝酸盐反应，使得肉制品的发色受到影响，并且有可能影响到食用者的健康。
（5）耐6%食盐。氯化钠在发酵肉制品生产中是必不可少的添加调味料，添加量一般在为2%～3%左右，但在有些些类型发酵肉制品中氯化钠的添加量会更高一些，所以筛选的优势菌株必须有良好的食盐耐受性，一般要求能够在至少6%食盐浓度下能够正常生长。
（6）耐NaNO2或NaNO3。NaNO2和NaNO3作为发色剂和防腐剂在大部分的肉制品的生产中经常用到。但是一般添加的是亚硝酸盐，添加浓度可达到150mg/kg，而有些发酵肉制品（如干发酵香肠）通常加入硝酸盐，添加量在200～600mg/kg。在发酵肉制品加工过程中，起发色和抑菌作用的主要是亚硝酸钠，所以所筛选的菌株要求至少在100mg/kg的亚硝酸盐浓度下能良好的生长。
（7）过氧化氢酶阳性（部分菌）。在肉制品的发酵过程中，亚硝基肌红蛋白或亚硝基血红蛋白的生成是香肠发色的主要原因，但发酵成熟过程中微生物可能形成的H2O2，会导致肉制品的颜色变灰发暗。过氧化氢酶阳性菌株可以产生H2O2还原酶，把生成的H2O2分解成H2O和O2。所以，如果使用单菌种发酵，此菌必须为接触酶阳性菌株，若为混合菌种发酵，那么其中必须有接触酶阳性菌株存在。
（8）具有NO2和N03还原能力。发酵肉制品的发色机理是硝酸盐在还原细菌的作用下，还原成亚硝酸盐，随后与肉中乳酸菌产生的乳酸发生反应形成亚硝酸，亚硝酸分解产生氧化氮，与肌红蛋白或血红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白或亚硝基血红蛋白，使肉具有鲜艳的玫瑰红色。从肉制品的发色机理来看，所选菌株必须具有良好的硝酸盐还原能力。
除了以上各种指标外，还有其他一些指标，如所选菌株能在26.7～43℃温度范围内生长，最适生长温度为32.2℃；可在57～60℃范围内灭活；不具有氨基酸脱羧能力；对有害病菌和其他有害微生物的拮抗作用；微球菌和葡萄球菌的耐酸等。同时所选菌株应该具有与其他菌类及原料组分具有协同作用等。鉴于发酵肉制品自身的特点，如地域性强等，发酵菌种的筛选标准也不是唯一的，但基本的筛选标准应该是相似的，它首先必须保证食品的安全性，有良好发酵适应性和发酵特性。
4  国内外发酵肉制品中优势菌分离筛选研究现状
用发酵的方法生产肉制品已有几千年的历史，但是对发酵剂的筛选和研究只是近百年才开始的。从过去到现在，有关发酵肉制品中菌类分离筛选的研究，人们都是围绕肉制品发酵剂研制进行的。过去发酵剂的研究仅仅是天然发酵肉制品中进行分离和筛选。目前随着分子生物学研究的不断深入，近50年来发酵剂的研究已经转向利用生物技术改造微生物，使之具有缩短发酵时间、降低最终产品亚硝酸盐和硝酸盐的残留量及改善发酵肉制品感观品质等特性。无论生物技术的如何发展，天然肉制品仍旧是优良基础菌种的主要来源，所以从天然发酵肉制品中进行分离和筛选仍是发酵菌种研究的基础。
4.1  国外优势菌分离筛选研究状况
筛选优良性状的肉品发酵菌种，传统上采用诱变育种方法。这种方法既耗时，获得的性状常常又不稳定。现在，国外研究人员借助分子生物学研究手段，用导入DNA片断的方法来获得具优良性状的发酵剂。1991年，Poson等首次构建了一个香肠发酵剂LAB的载体，突破了传统的突变——筛选方法；Gei sen和Leistne（1991）将外源基因自导入纳地青霉，从而使纳地青霉对金黄色葡萄球菌起溶菌作用；Gaire等人（1992）成功地将溶葡萄球菌素基因导入乳酸杆菌中，增加了乳杆菌抑制有害微生物的能力。对于乳酸菌来说，目前研究比较活跃的领域是筛选和构建产细菌素能力较强的菌种以增强其竞争性。在细菌素的基因工程研究中，研究者克隆了一些乳杆菌基因，以作为载体中的标记基因或者用于改变菌株的代谢特性。目前，研究了β-半乳牛糖苷酶基因和自清酒乳杆菌分离的触酶基因。另外，筛选没有脱羧能力的发酵剂菌种以提高产品的质量也是一个重要的研究领域。
4.2  国内优势菌分离筛选研究现状
我国对于发酵肉制品菌种筛选的起步比较晚，大部分肉制品的生产还是应用自然发酵的方法。在国内，从事发酵肉制品菌种研究的主要有：南京农业大学的李宗军、江汉湖等对侗族传统发酵肉制品进行了微生物特性研究，并筛选出多种菌种；河北工程学院的于永霞与中国农业大学的牛天贵对肉制品发酵剂葡萄球菌和微球菌进行了分离筛选，并与乳酸菌进行了混合培养等研究；山东农业大学的罗欣从混合发酵剂中分离出几株乳酸菌和葡萄球菌，并进行分析鉴定；河南技术师范学院的马汉军一直对乳酸菌菌种及其在发酵香肠、腊肠中应用进行研究；湖南农业大学何煜波、刘云鹤也在对乳酸菌进行研究；还有西南农业大学贺稚非等。此外还有“双汇”肉制品生产企业等。
5  有关菌种的初步鉴定
发酵肉制品中优势菌的鉴定，主要通过形态鉴定和生理生化鉴定。其中形态鉴定主要是通过对菌进行革兰氏染色，观察菌体形态特征；再是通过观察纯菌株在分离培养基上的菌落形态。生理生化鉴定主要包括VP实验、耐盐、耐酸、糖醇发酵等实验。通过以上步骤可以对菌进行初步的鉴定。◇

参考文献
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作者简介：卢士玲（1976～），女，助理研究员，在读硕士，研究方向为畜产品加工。