乳酸菌在肉品安全中的应用
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品 盖 WWW.Cmrc.com.cn 肉类研究 MEAT RESEARCH 2010.2 乳酸菌在肉品安全中的应用 师江 (云南农业大学食品科技学院,昆明 650201) 摘要:乳酸菌在肉品生产中占有重要地位。 越普遍,成为重要的生物防腐剂和发酵菌种。 关键词:乳酸菌,肉品安全,运用 随着食品安全的关注及对乳酸菌研究的深入,其运用 文章就乳酸茵在肉品安全中的应用进行简单综述。 The Application of Lactic Acid Bacteria in Meat Safety SHI Jiang (Institute ofFood Science and Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China) Abstract:The Lactic acid bacteria in meat production occupied an important position.With the concerns of food safety and in—depth study of the lactic acid bacteria,it’S use more comlnon,has become an important bio—preservatives and fermentation bacteria.This article is a simple overview about the application of lactic acid bacteria in meat safety. Key words:lactic acid bacteria,meat safety,application 中图分类号:TS201.3 文献标识码:A 文章编号:1 001—81 23(201 0)02—0046—03 肉品安全在食品安全中占有重要地位,传统的 肉品保鲜是应用食品添加剂、包装、辐照、冷冻、熏 烤、腌制等技术来延长货架期。但以上各种方法或多 或少都会给肉品的安全带来负面影响,不能达到理想 的目的。寻求广谱、高效、低毒、天然的食品防腐保 鲜剂是目前研究的热点,乳酸菌于其独特的优越性被 关注并作为生物防腐剂应用在食品保鲜中。乳酸菌是 指一群发酵碳水化合物,产生乳酸的细菌总称。乳酸 链球菌常分泌产生Nisin(乳酸链球菌素),它对动物 没有毒性作用,已经被美国FDA批准认可应用于食品 中来控制容易引起食源性疾病的微生物…。在已经食 用了上千年的许多发酵食品中都含有乳酸菌,由其产 生的抗生素 ̄Nisin对人体是安全的,是食品防腐的首 选,并可代替化学添加剂 。 1 乳酸菌在肉品防腐保鲜中的应用 肉品的腐败主要由于蛋白质的分解,由肉品中腐 收稿日期:2009-11-25 作者简介:师江1 984一,女,汉族,硕士研究生,从事食品安全研究。 匦 败微生物作用引起的蛋白质分解过程称腐败。腐败降 低了肉制品的食用价值和营养价值,危害消费者的健 康。近年来,生物防腐被应用于肉品防腐。 生物防 腐指的是采用乳酸菌作为保护菌株,从而抑制食品中 的腐败菌和致病菌 。乳酸菌在发酵过程中产生的代 谢产物如有机酸、丁二酮、过氧化氢等具有一定杀菌 作用,并使pH值下降,有些乳酸菌可以分泌乳酸 菌素(nisin),能够杀灭食品中其他种类的革兰氏阳 性细菌 。其作用方式是Nisin先与细胞壁中的脂质1I 形成复杂体系,脂质Ⅱ是形成细胞壁的前提分子,然 后Nisin一脂质Ⅱ进入细胞质膜 。具体过程首先是Nisin 的N端部分与脂质Ⅱ上部的基团相连,形成复杂体系, 然后发生构象重排、聚集,最后Nisin的c端陷入细胞 膜内,形成微孔 。即首先抗菌肽带正电荷氨基酸与细 菌胞浆膜磷脂分子形成的负电荷发生静电吸引而使抗菌 肽附于细菌膜表面,接着疏水性的C端插入膜内疏水区 201
0卑第2期总第 32期 肉类研究 ; 并改变膜的构象 。Nisin依赖细胞膜的电压差而进入细 胞膜疆],使细菌细胞膜产生4LN,当加热灭菌时,便 增加了热对细胞的破坏性,使细胞质中的成分,如 ATP、氨基酸、钾等快速流出,导致电化学势的迅 速降低,细菌不能维持其正常渗透压,促进细菌的死 亡 Nisin对G 具有抑制作用,在冷冻、加热、降低 pH和EDTA处理等条件下,对G一也具有抑制作用, nisin在酸性条件下溶解性和稳定性都比较好,并且 随着pH值的降低,其溶解度和稳定性都增大 …。 H—LALAKOMI等研究表明在革兰氏阴性菌中,乳酸 较其它酸更能有效裂解细胞外膜脂多糖,因此,其抗 菌活性不仅是其具有低pH,而且它能穿透革兰氏阴 性菌细胞外膜,还能作为其它抑菌剂的增效剂 。鲜 肉储藏初期的僵直过程pH下降,msm ̄{E好的抑制 腐败微生物的生长。刘子宇等通过对冷却猪肉中主要 微生物的分离与初步鉴定,发现有乳酸菌,并将其定 为肉品中主要的腐败微生物之一” 。可能是乳酸菌在 冷却肉品中利用其丰富营养物质来进行生长繁殖,降 低了肉品营养,而且代谢产乳酸,促进了僵直过程。 马美湖等研究表明Nisin能明显地抑制冷却肉中脂肪的 酸败,同时,在抑制大肠杆菌增殖方面具有一定的效 果,减缓挥发性盐基氮的增加“ 。 2乳酸菌在发酵肉制品中的应用 我国传统的自然发酵肉品中都能分离出乳酸菌, 依种类和加工方式及地域的不同乳酸菌种类也有所不 同。近年来,为缩短肉品的发酵周期、提高品质,对 发酵微生物做了许多研究。作为肉品发酵剂的乳酸菌 应该具有产酸速度快、能忍受6%NaC 1、能抑制大 肠杆菌和金黄色葡萄球菌的特点 。张兰威等研究表 明接种乳酸菌的风干香肠各项理化指标均优于自然 发酵,推迟了脂肪氧化,感官质量较好;而且接种乳 酸菌的肠细菌总数低于自然发酵肠,而且所接种菌为 优势菌,所以接种乳酸菌的肠具有更高的安全性 。 吕兵等从传统腊肠中分离的乳酸菌具有较强的产酸能 力,良好的生长特性,较强的耐盐性和亚硝酸盐降解 能力“ 。李应华等人总结了乳酸菌在发酵肠中具有如 下作用:有利于制品的消化吸收,促进良好风味的形 成;降低制品pH值,抑制腐败菌和致病菌的生长及毒 素的产生,延长货架期;促进发色,降低亚硝酸盐残 留量;营养保健作用 。张根生等研究表明牛肉经过 乳酸发酵可克服在煮制及烘烤中硬化脱水致使产品口感 坚硬,色泽不佳等影响牛肉制品品质的现象,并使其适 口性好、易咀嚼,具有独特的发酵香味和微酸感 。乳 酸发酵显著改善牛肉品质,乳酸菌制剂添加量是影响 牛肉酸度和嫩度的关键因子 …。筛选具有重要生理功 能和不具有脱羧能力的菌株作为发酵剂,培育出优良发 酵剂需要进一步研究。应用乳酸菌作为发酵剂能使风味 物质增加。吕兵等人用乳酸菌为香肠发酵剂,分析发现 发酵香肠中的主要风味物质乳酸、游离氨基酸和游离脂 肪酸含量在发酵过程中都有明显增加,鲜味氨基酸谷氨 酸和天冬氨酸分别是发酵前的15.3倍和1 1.3倍 …。 3乳酸茵对减少传统肉品加工中有害物质的作用 腌熏制品中由于腌制剂及接下来的相关处理对起 初污染鲜肉并导致其腐败的革兰氏阴性细菌的生长有 抑制作用,而只有一些特殊的革兰氏阳性细菌可以生 长,抑制了鲜肉中的大多数微生物菌群,而达到延长 货架期的目的 。腌熏肉的微生物菌群中主要包括微 球菌、乳酸菌、链球菌、明串珠菌和微杆菌,还有部 分酵母和霉菌 。而乳酸菌分泌的乳酸菌素能很好的 抑制革兰氏阳性细菌的生长,进一步降低了腌熏制品 中腐败微生物的数量。在肉品发酵工业常将乳酸菌如 植物乳杆菌、片球菌、弯曲乳杆菌和米酒乳杆菌作为 肉品发酵剂,这些微生物通常在未加控制的肉品发酵 过程中成为优势的微生物类群,具有较高的竞争性和 较好环境适应性,在作为肉品发酵剂使用时,从开始 接种到产品消费时,它们都是优势微生物 。乳酸菌 对亚硝酸盐的降解分为酶降解和酸降解2个阶段,在发 酵的前期,以酶降解为主;在发酵后期,由于乳酸菌本 身产生酸,使培养液pH值降低,亚硝酸盐的降解主要以 酸降解为主 。 传统烟熏肉制品中亚硝酸盐残留问题给烟熏肉安 全性带来很大挑战。亚硝酸盐是一种毒性很强的致癌 物,摄人人体后,易与胺合成一种致癌物亚硝胺。许 多乳酸菌具有降解亚硝酸盐的能力,乳酸菌高效降解 亚硝酸盐能力是通过乳酸菌产亚硝酸盐还原酶的能力 和产生乳酸能力共同影响的 。运用乳酸菌作为肉品 发酵剂能降低亚硝酸盐的残留,乳酸菌可以产生亚硝 酸盐还原酶,使亚硝酸盐降解,从而降低产品亚硝酸 盐含量 。肉制品在乳酸菌发酵过程中,随着pH值的 降低,使亚硝酸盐或硝酸盐的分解加快,产生NO, NO与肌红蛋白(Mb)、血红蛋白(Hb)形成亚硝基肌红 蛋白(NO—Mb)和亚硝基血红蛋白(N0一Hb),使 肉具有美丽的樱桃红或玫瑰红色,降低了亚硝酸盐残 留量。肉中含有较多的胺类,极易与亚硝酸形成亚硝 胺,产生致癌物质,肉制品中分离出来的乳酸菌中, 大多数都可降解亚硝酸盐,从而阻止亚硝胺的生成, 提高制品的安全性。Yoshikazu KAwAHARA等人 用乳酸菌为发酵剂替代亚硝酸盐接种到猪里脊肉中, 然后在通过烟熏、真空包装冷藏在2O℃ ̄D70 ̄C,发现 20 o耳第:期慈纂7 72期
47 乳酸菌能很好的抑制腐败微生物的生长,并且形成鲜 红色肉色,可维持两个星期左右。肉中的游离亚硝酸盐 不 ̄lppm,肉色的形成机理同添加亚硝酸亚维持肉色相 同,形成肌红蛋白衍生物 。因此,用乳酸菌来替代 亚硝酸亚是可行的,只是目前还没有商业化应用。 4展望 用乳酸菌作为单一肉品防腐剂目前还存在一些困 难。肉中pH值较高,使nisin较难以均匀分布,并且肉 中成分,如磷脂、谷胱甘肽等对其具有干扰和灭活作 用 。进一步弄清乳酸菌在各种肉品中的生长发育及 与肉品中各成分问相互关系,加工工艺影响等,将为 乳酸菌的带来更加广泛应用。随着食品科技的发展, 消费结构与消费理念的变化,寻求高效、无毒的天然 防腐剂的研究和应用也越来越受到人们的重视。乳酸 菌在食品中的应用越来越得到关注,相信随着乳酸菌 在肉品中应用的不断深入,肉品安全将会被带到更加 健康的领域。 参考文献 [1】T R Callaway,et a1.The Effect of Nisin and [2】 【3】 [4j [5] [6】 【7】 [8】 【9 J 因 Monensin on Ruminal Fermentations In Vitro[J]. Current Microbiology.1997,35(22),90—96. M A Daesche1.Antimicrobial substances from lactic acid bacteria for use as food preservatives[J】.Food Techno1.1989,43:164—167. 牟光庆.生物防腐剂在肉制品中的应用【J】.肉类 研究,2000(2):37—38. 王学辉,李丹.肉制品腐败酸败及防止措施 海军 医学杂志,2008,29(1):45—47. J Delves—Broughton.Nisin as a food preservative[J]. Food Australia.2005,57(12):525-527. Shang—Te Hsu.Ee0an Breukink.Bende Kruijff.et a1.Mapping the targeted membrane pore formation mechanism by solution NMR:the nisin Z and lipid Ⅱinteraction in SDS micellesU].Biochemistry,2002,4 1(24):7670—7676. 崔艳红,黄现青.抗菌肽的抗菌机理及其应用uj. 中国兽医杂志.2006,42(9):51-52. Oscar P KuipersS,Harry S Rollema,Wyanda M G J Yap.et a1.Engineering Dehydrated Amino Acid Re sidues in the Antimicrobial Peptide NisinU].THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY.1992,267(34):24340—24346. S M aisnier—Patin,S R Tatini,T Richard. Combined effect of nisin and moderate heat On destruction of Listeria monocytogenes in milk[J】 Lait.1995,75:81-91. 【10]刁静静.生物防腐剂在肉品保鲜中的应用【J】.肉类 研究.2009(3):64—69. [1 1]H—L ALAKOMI,E SKYTTA,M SAARELA.et a1. Lactic Acid Permeabilizes Gram——Negative Bacteria by Disrupting the Outer Membrane[J】.APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICRoBIoLoGY.20 00,66(5):2001—2005. 【12]刘子宇,周伟,李平兰等.冷却猪肉中主要微生物的 分离与初步鉴定卟肉品卫生.2005(6):17—19.. [13】马美湖,林亲录,张风凯.冷却肉生产中保鲜技术的 初步研究卟食品科学.2002,23(8):235—241. [14]焦玉,薛党辰,蒋云升等.发酵肉制品中的细菌发酵 剂的研究进展叽中国食物与营养.2007(6):21—23. [15】张兰威,等.自然发酵与乳酸菌发酵风干香肠的理 化特性及微生物变化卟肉类工业.2001(7):26—28. [16]吕兵,张国农.分离自传统腊肠中的乳酸菌的特性研 究[I1_食品与发酵工业.2004,30(8):64—67. [17]李应华,石晓.乳酸菌在发酵香肠中的应用U】.食品 研究与开发.2008,29(9):178—180. [18】张根生,沈春燕,岳晓燕.乳酸发酵香辣牛肉干的 研制 食品科学,2006,27(11):623—627. [19]李林强,昝林森,刘静等.乳酸发酵对秦川牛肉品 质的影响[J1_江西农业大学学报.2008,30(6):960—966. 【2O]吕兵,章军,王芬.乳酸茵发酵香肠中风味物质变化 的研究【I1_食品科技.2003(5):29—31. 【21】李宗军,江汉湖.肉品微生态系统与肉类发酵剂研 究uJ.食品与发酵工业.2001,28(9):54—59. 【22]CamerLs R G.FOOD TeChnol,1995,49(7):72—80. [23]张庆芳,迟乃玉,郑燕等.乳酸菌降解亚硝酸盐机理 的研究卟食品与发酵工业.2002,28(8):27—31. 【24]李春,韩建春,郑凯.乳酸菌混合生长降解亚硝酸盐 能力的研究U】.-=,3k微生物.2008,38(6):23—26. [25]Chang- ̄Kyung Oh,Myung—Chul Oh,Soo--tlyun Kim.The Depletion of Sodium Nitrite by Lactic Acid Bactefa Isolated from Kimchi U】.Journal of Medicinal Food,2004,7(1):38—44. [26】Yoshikazu KAWAHARA,et a1.Bright Red Color Formation of Cooked Pork Loin Cured with Lactic Acid Bacteria Starter Culture without Adding Nitrite During Low—Temperature StorageU】.Food Sci. Techno1.2006,12(2):101—107. 【27]周志江,翰烨.细菌素及其在食品安全中的应用U】. 农产品加工.2005,(9):159—162. 20,0j}第2期总第7