发酵肉制品中微生物的研究状况
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食品发酵中微生物的应用现状与发展方向探讨【摘要】食品发酵是利用微生物进行的一种生物化学过程,可以改善食品的口感、滋味和品质。
微生物在食品发酵中扮演着至关重要的角色,包括酵母菌、乳酸菌、酵母菌等。
本文分析了食品发酵中微生物的应用现状,探讨了微生物在食品发酵中的作用,并对未来食品发酵中微生物的应用前景进行展望。
食品发酵技术的发展趋势也是本文关注的焦点之一,包括越来越多的食品在发酵过程中应用微生物,并介绍了微生物在食品工业中的应用。
本文总结了食品发酵中微生物的应用现状与发展前景,强调了微生物在食品发酵中的重要性并展望了未来的发展方向。
【关键词】食品发酵、微生物、应用现状、发展方向、探讨、前景展望、食品工业1. 引言1.1 食品发酵的定义食品发酵是一种利用微生物(如细菌、酵母、霉菌等)对食品原料进行代谢作用的过程。
在这个过程中,微生物会产生一系列的化学反应,使得食品中的营养物质发生变化,从而达到改善食品口感、延长保质期、增加营养价值等效果。
食品发酵是一种古老而又重要的食品加工方式,在人类历史上有着悠久的传统。
通过食品发酵,人类可以将原本不易保存或口感较差的食材转化为具有更好口感和更高营养价值的食品,同时还可以有效地延长食品的保存期限。
食品发酵技术的应用范围非常广泛,涵盖了面包、酸奶、酱油、葡萄酒等多个领域,对于人类的饮食生活有着重要的意义。
食品发酵是一种利用微生物代谢作用来改善食品品质的技术,通过不同微生物的作用,可以使得食品具有更好的口感、更高的营养价值和更长的保质期,对于人类的饮食健康和生活质量有着重要的影响。
1.2 微生物在食品发酵中的作用在食品发酵过程中,微生物是起着至关重要的作用的。
微生物可以通过发酵过程将食材中的碳水化合物、蛋白质和脂肪转化为更有益于人体健康的物质。
不同类型的微生物在发酵过程中产生的酶可以促进食物中的营养物质的释放和吸收,提高食品的营养价值。
微生物还可以产生有益于健康的生物活性物质,如益生菌和维生素等。
张鹏,赵金山,臧金红,等. 发酵肉制品中的特征风味与微生物之间的关系研究进展[J]. 食品工业科技,2024,45(2):380−391. doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023030223ZHANG Peng, ZHAO Jinshan, ZANG Jinhong, et al. Progress of Research on the Relationship between Characteristic Flavor and Microorganisms in Fermented Meat Products[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(2): 380−391. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030223· 专题综述 ·发酵肉制品中的特征风味与微生物之间的关系研究进展张 鹏1,2,赵金山2,3, *,臧金红1,2, *,彭传涛1,2(1.青岛农业大学食品科学与工程学院,山东青岛 266109;2.青岛特种食品研究院,山东青岛 266109;3.青岛农业大学动物科技学院,山东青岛 266109)摘 要:发酵肉制品是指在自然或者人工的控制条件下,以新鲜的肉类为原料,通过微生物或酶的发酵作用制成的一类产品。
发酵肉制品中特征风味物质种类繁多,其中主要有酯类、醛类、醇类、酸类以及游离氨基酸等。
由于消费者对发酵肉制品风味品质要求的提高,风味物质的控制已经成为提升发酵肉制品品质的关键指标之一。
发酵肉制品中的部分微生物特别是乳酸菌、酵母菌和葡萄球菌促进了肉制品中碳水化合物、蛋白质和脂肪的分解,从而促进发酵肉制品独特风味的形成。
本文详细介绍了国内外不同发酵肉制品中的主要风味物质、风味形成途径和检测方法,进一步归纳总结了能够产生这些风味物质的关键微生物以及产风味物质的微生物筛选方法,以期为后续发酵肉制品风味品质的提升提供参考。
传统发酵肉成熟过程中微生物菌群和理化性质变化传统发酵肉是一种受欢迎的食品,以其特殊口感、味道和保质期而闻名。
在发酵过程中,微生物菌群和理化性质的变化是导致肉成熟和个性化口感的关键因素。
微生物菌群传统发酵肉中的微生物菌群主要包括乳酸型细菌、发酵黑曲霉、酵母菌和微生物共生体等。
这些微生物能够将肉中的糖、蛋白质等营养物质转化为有益的代谢产物,帮助肉成熟和营养丰富。
乳酸型细菌是传统发酵肉中最重要的微生物菌群。
它们通过发酵过程中产生的有机酸,如乳酸和醋酸,使肉变酸。
此外,这些细菌还可以通过抑制有害微生物的生长,来保持肉的品质和安全性。
发酵黑曲霉是另一个重要的微生物菌群。
这种霉菌能够分解肉中的脂肪和蛋白质,产生芳香化合物和酶,使肉具有独特的风味和香气。
酵母菌在肉类发酵过程中也能发挥重要作用。
它们可以分解糖类和蛋白质,产生酵母味和旺味化合物,增强肉类的口感和风味。
微生物共生体是由多种不同种类的微生物组成的复杂群落。
它们与肉中的其他微生物互惠互利,可以加速肉类的成熟和发酵过程。
理化性质的变化传统发酵肉的理化性质在成熟过程中也会发生变化。
最重要的变化包括酸度、氨基酸含量、水分含量、微生物计数和色泽等。
酸度是发酵肉成熟过程中最重要的理化指标之一。
发酵过程中乳酸型细菌产生的乳酸和醋酸会使肉变酸,导致肉的酸度增加。
氨基酸含量是影响肉类口感的关键因素之一。
在发酵过程中,蛋白质分解为氨基酸,增加了肉类的味道和香气。
此外,氨基酸的含量还可以用来评估肉类的发酵程度。
水分含量是影响肉质的总体因素。
在发酵过程中,水分含量会随着时间的推移而减少,从而增加肉质的密度和硬度。
微生物计数是评估食品质量和安全性的关键指标之一。
在发酵过程中,微生物的数量会随着时间的推移而增加,但随着成熟的进展而逐渐下降。
色泽是发酵肉成熟程度的另一个关键指标。
随着时间的推移,肉的颜色会变暗,变为红褐色,这表明肉已经充分成熟。
传统发酵肉成熟过程中微生物菌群和理化性质变化传统发酵肉是指通过细菌的发酵作用,使肉制品产生特殊的风味和食品品质的手工工艺加工技术。
传统发酵肉制品在成熟过程中,微生物菌群的变化以及理化性质的变化对最终的风味和质量有着重要的影响。
传统发酵肉的成熟过程中,微生物菌群的变化是关键因素之一。
成熟是指在特定条件下,经过一定时间的发酵,使肉制品的组织结构、风味、颜色等得到改善。
在传统发酵肉的成熟过程中,主要的微生物参与者有乳酸菌、酪酸菌、酶菌、酵母菌等,它们相互协同作用,通过各自的代谢活动,促进肉制品的成熟。
在发酵初期,乳酸杆菌和酪酸杆菌是主要的微生物菌群。
乳酸杆菌主要通过代谢糖类产生乳酸,提高肉制品的酸度,抑制腐败菌和致病菌的生长;酪酸杆菌则进一步代谢乳酸,产生酪酸和二氧化碳,增加肉制品的风味。
随着发酵的进行,酶菌和酵母菌逐渐增多。
酶菌主要通过产生酶分解肉中的蛋白质,使其变得更加容易消化吸收;酵母菌通过发酵代谢产生酒精和二氧化碳,进一步增加肉制品的风味。
除了微生物菌群的变化,传统发酵肉的成熟过程中还伴随着很多理化性质的变化。
首先是肉制品的酸度变化。
随着乳酸菌的发酵代谢,乳酸的积累使肉制品的酸度逐渐增加。
酸度的提高不仅可以抑制有害菌的生长,还可以改变肉制品的风味。
其次是肉制品的质地变化。
在发酵过程中,酶菌和酵母菌分解蛋白质,导致肉制品的蛋白质逐渐降解,质地变得更加软嫩。
肉制品的颜色变化也是发酵过程中的重要特征。
酶菌和酵母菌产生的酶可以氧化肉中的色素,使肉制品的颜色变得更加鲜红。
传统发酵肉的成熟过程中,微生物菌群的变化和理化性质的变化相互作用,共同影响着肉制品的最终风味和品质。
不同的微生物参与者和不同的理化性质的变化使得每种传统发酵肉制品都有独特的特点和风味,具有一定的区域性和文化性。
在今后的研究中,可以进一步探索微生物菌群和理化性质变化对传统发酵肉制品质量的影响机理,为传统发酵肉的加工工艺优化和产品质量控制提供科学依据。
传统发酵肉成熟过程中微生物菌群和理化性质变化发酵肉制品是一种传统的肉制品加工方法,通过微生物的发酵作用,使肉制品经历一系列的理化性质变化,形成特有的风味和口感。
在发酵肉成熟过程中,微生物菌群和理化性质的变化是非常重要的,下面将对这一过程进行详细的介绍。
1. 微生物菌群变化乳酸菌在发酵过程中起着至关重要的作用。
乳酸菌主要通过其产酸作用,将肉制品中的葡萄糖转化为乳酸,从而降低制品的PH值,抑制有害菌的生长,延长制品的保质期。
乳酸菌还会产生一些挥发性物质,如乳酸、乙酸和丙酮等,为肉制品增添了独特的风味。
酵母菌也在发酵肉制品中发挥着重要作用。
酵母菌主要通过其产酒作用,将肉制品中的糖类转化为酒精和二氧化碳,同时产生一些芳香物质,为肉制品增添了香气。
酵母菌还可以产生一些酶类和氨基酸,有助于肉制品的嫩化和口感改善。
2. 理化性质变化在发酵肉成熟过程中,肉制品的理化性质也发生了显著的变化。
这些变化主要包括PH 值的变化、水分活性的变化、氨基酸和脂肪酸的变化等。
PH值的变化是发酵肉成熟过程中最显著的变化之一。
在发酵开始阶段,肉制品的PH 值通常在5.5-6.5之间,随着发酵的进行,由于乳酸菌和酵母菌的代谢活动,肉制品的PH 值会逐渐下降,通常在3.8-4.8之间。
PH值的下降会导致肉制品的质地变得更加柔软,口感更加鲜美。
水分活性的变化也是发酵肉成熟过程中的重要变化之一。
水分活性是衡量食品中水分可用性的指标,通常介于0-1之间。
在发酵过程中,肉制品中的水分活性会逐渐下降,这是由于乳酸菌和酵母菌的代谢活动,使得肉制品中的水分结合和变性蛋白质的生成,降低了水分活性,从而延长了制品的保质期。
氨基酸和脂肪酸的变化也是发酵肉成熟过程中的重要变化之一。
在发酵过程中,肉制品中的蛋白质会被微生物代谢产生氨基酸,脂肪也会通过微生物的作用产生一些脂肪酸。
这些氨基酸和脂肪酸会为肉制品增添了独特的风味和口感,同时也为人体提供了营养物质。
发酵肉成熟过程中微生物菌群和理化性质的变化是相互作用的,它们共同促进了肉制品的成熟和改良。
发酵肉制品中功能乳酸菌的研究与应用摘要:本文综述了发酵肉制品中功能乳酸菌的研究与应用领域的最新进展。
乳酸菌作为一类重要的益生菌,其具有酸化、抗菌和调节肠道菌群的功能,在发酵肉制品中发挥着重要的作用。
通过研究功能乳酸菌的菌株筛选、培养条件优化以及功能机制探究等方面,可以提高发酵肉制品的质量和安全性,以及增加其功能性价值。
关键词:发酵肉制品,功能乳酸菌,益生菌,酸化,抗菌,肠道菌群,质量,安全性,功能性价值1. 引言发酵肉制品是一种历史悠久的食品,其具有独特的风味和纹理。
传统的发酵过程可能存在一些食品安全问题,如细菌和霉菌的污染。
功能乳酸菌的引入为发酵肉制品的质量和安全性提供了新的解决方案。
2. 功能乳酸菌的筛选与鉴定功能乳酸菌的筛选是发酵肉制品研究的重要一环。
传统方法和分子生物学方法的结合可以从不同的来源中筛选出适合发酵肉制品的功能乳酸菌菌株。
利用多样的鉴定方法可以确保所选菌株的纯净性和活力。
3. 功能乳酸菌的培养条件优化功能乳酸菌的培养条件对其在发酵肉制品中的应用效果具有重要影响。
适宜的温度、pH值和营养成分等条件能够提高菌株的生长速度和活性。
菌株的培养条件也与其产生的代谢产物和功能性活性相关。
功能乳酸菌在发酵肉制品中的应用主要包括酸化、抗菌和调节肠道菌群三个方面。
乳酸菌通过产生乳酸等有机酸,使发酵肉制品的pH值下降,从而控制有害菌的生长。
功能乳酸菌还可以产生抗菌肽和抗氧化物质,提高发酵肉制品的抗菌能力和保鲜性。
鉴于肠道菌群与人体健康密切相关,功能乳酸菌还可以调节肠道菌群的平衡,提高发酵肉制品的功能性价值。
5. 结论。
传统发酵肉成熟过程中微生物菌群和理化性质变化
发酵肉是一种传统的食品制作方式,发酵过程中微生物菌群和理化性质的变化非常重要。
本文将就传统发酵肉的成熟过程中微生物菌群和理化性质的变化进行详细阐述。
一、微生物菌群变化
在传统发酵肉的成熟过程中,微生物菌群的变化非常复杂,包括酸性菌、酵母菌、霉菌等。
下面分别对它们的作用和变化进行介绍:
1. 酸性菌
酸性菌是发酵肉中最重要的微生物菌群之一,其作用是将碳水化合物转化为乳酸,从而使肉的酸度逐渐升高。
酸度升高后,细菌和真菌的生长就会受到抑制,从而保证了发酵肉的安全性。
在发酵肉的成熟过程中,酸性菌的菌群主要包括乳酸杆菌、酸泡菌、乳酸球菌等。
2. 酵母菌
3. 霉菌
霉菌是发酵肉中的微生物菌群之一,其作用是将发酵肉表面的水分减少,从而使发酵肉不易变质。
在发酵肉的成熟过程中,霉菌会形成一层白色霉草包裹在外面,称为“白毛霉”。
二、理化性质变化
1. pH值下降
随着发酵的进行,肉制品的pH值逐渐下降,主要是由于酸性菌的作用。
pH值下降不仅可以控制细菌和真菌等有害微生物的生长,还可以使肉制品的味道更鲜美。
2. 水分损失
3. 气味和味道的改变
在传统的发酵肉制品中,肉的气味和味道也会随着发酵的进行而发生变化。
主要是由于酸性菌和酵母菌的作用,它们可以转化肉中的碳水化合物和蛋白质为有机酸和氨基酸,从而使肉的气味和味道更加浓郁。
总之,传统发酵肉的成熟过程中微生物菌群和理化性质的变化非常丰富多彩。
只有在掌握了这些变化规律之后,才能科学地制作出美味可口的发酵肉制品。
发酵肉制品中微生物的研究状况 摘要 发酵肉制品是指腌制肉在自然或人工控制条件下,通过微生物发酵作用加工制成的肉制品。但是,传统的中式肉制品香肠、腊肉、火腿等都少不了不同程度的自然发酵。研究表明,有益菌可以提高发酵肉制品的营养、风味和卫生安全性。 关键词:发酵 发酵剂 现状 近年来,国外对肉制品发酵剂的研究日益增多,如在欧美国家,乳酸菌被广泛用作肉制品的发酵剂。因此,我们应借鉴国外一些经验,加快对肉制品发酵剂的研究和应用,促进我国发酵肉制品的发展。目前,可用作肉制品发酵剂的微生物包括细菌、酵母菌和霉菌。 1 国外发展状况 微生物发酵剂的研究应用最早是英国,其历史可追溯到1940年,首选菌是乳酸杆菌,而真正实用于西式香肠生产是在1966年左右。为了挑选合适的菌株作为发酵剂,国外研究人员对传统发酵制品中的主要微生物的特性作了大量研究。 Joo-Yeon Lee等人从希腊的发酵香肠中分离出10株短乳杆菌,能忍受10%和15%NaCl,可以在15℃下生长,对革兰氏阴性菌有一定的抑制作用,但是短乳杆菌不能在短时间产生大量的酸,不能降低pH。 Coppola.R等人从一种意大利发酵香肠中分离出138株葡萄球菌和微球菌,其中58株是克氏微球菌,80株是木糖葡萄球菌。所有菌株均能在10%NaCl中生长,大部分能在30℃和18℃降解硝酸盐,可以还原过氧化氢。 选择用于发酵香肠的微生物主要是乳酸菌、葡萄球菌、微球菌、酵母和霉菌。发酵剂一般使用方式是在制馅时添加于肉料中,霉菌则是在充填灌装后接种于肠体表面,酵母菌偶尔也采用这种应用方式。传统发酵肉制品为了确保产品的风味特色、质量,缩短生产周期,早期的自然发酵已经被人工接种所取代,目前世界上许多国家如意大利、美国、西班牙已进行了发酵肉制品的人工发酵工业化生产,并已具有相当的规模。 2 国内发展状况 我国对发酵剂菌种的研究起步较晚,对其选择和筛选进行了一定的研究。我国传统发酵肉制品中存在着很多优良的自然菌株。在开始阶段,多是从现有的发酵剂中筛选出菌种直接应用于发酵香肠实验。近年来,我国研究者对我国传统发酵肉制品中微生物进行了较多的研究,分离出大量的优良菌株并分析了其微生物特性。 我国对发酵肉制品中优势菌群研究有很多:例如徐静等从自然发酵肉制品筛选出一株干酪乳杆菌并对其特性进行研究;王海燕等从传统湖南腊肉中分离筛选出一株产香葡萄球菌(模仿葡萄球菌)等。 3 微生物发酵剂的种类 (1) 乳酸菌 在众多微生物发酵剂中,乳酸菌因其安全、高效而倍受青睐。乳酸菌是指一群能利用碳水化合物,产生乳酸的细菌总称。这一类细菌在自然界和食物中广泛存在,是最早被人类用于食品加工和食品储藏的微生物之一。乳酸菌在乳制品中的应用已十分成熟,而肉制品对发酵菌种有着自身的特殊要求。因此,乳酸菌的筛选研究对发酵肉制品的开发有着十分重要的意义。 在肉制品发酵中,乳酸菌起到了至关重要的作用。但并不是所有的乳酸菌都适合作为肉品发酵剂。如有的在肉品环境中缺乏竞争性,有的影响肉品的感官品质,乳酸菌的性能差异对产品质量会产生很大的影响。 从人们对发酵香肠中分离的乳酸菌研究表明,作为肉品发酵剂应具有产酸速度快、能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的特点。 选做发酵剂的乳酸菌主要是乳酸杆菌和乳酸片球菌。目前所应用的商业发酵剂主要是植物乳杆菌、清酒乳杆菌和弯曲乳杆菌乳酸菌最重要特性是将肉中的糖原或添加的糖转化形成酸,使肉馅pH值下降,导致肉中盐溶蛋白在较低pH值的等电点范围从溶胶态变为凝胶态,使瘦肉和肥肉粒组成的的混合肉馅融为一体。在等电点范围肉蛋白的保水性也最低,此时通过发酵室发酵条件的调控使肉馅脱水。而pH值的降低也可促进亚硝酸分解,从而改善产品色泽;产酸的同时也形成具抑菌效能的乳酸杆菌素。 乳酸菌的物质代谢并非是简单的糖分解转化为乳酸,发酵剂中的乳酸菌发酵涉及到单相发酵和选择性多相发酵。单相发酵是指乳酸菌通过对肉馅中葡萄糖、蔗糖及其他碳水化合物的发酵只形成必需的乳酸,而多相发酵则是除乳酸外还产生其他酸、 、过氧化物等代谢物。例如葡萄糖通过发酵,90%均转化为乳酸,此外还可形成少量醋酸、乙醇、3-羟基-2-丁酮、丁二酮和丁二烯醇等,尽管形成量很低,但对产品最终风味影响极大。 乳酸菌主要不利特性是在有氧条件下形成过氧化氢,从而导致产品氧化褪色和酸败。过氧化氢也有有益的一面,即是抑制不利菌的生长。因此,在发酵剂中,由于乳酸菌会产生微量过氧化氢,此时可添加具极强活力的葡萄球菌,葡萄球菌可分解乳酸菌产生的过氧化氢。 (2)葡萄球菌和微球菌 在传统的发酵肉制品中总是存在一定数量的葡萄球菌和微球菌,因此使人们认识到其在发酵肉制品中的重要作用,如其在发酵肉质品的成熟过程中对香气的形成、颜色的稳定、过氧化物的消除、蛋白质和脂肪的降解等。 现今有关发酵香肠中的葡萄球菌和微球菌的研究很多,目前所应用的商业发酵剂主要是木糖葡萄球菌、肉糖葡萄球菌和变异微球菌。这些发酵剂在香肠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。 葡萄球菌和微球菌均是具有过氧化氢酶活性,以及通过亚硝酸还原酶将硝酸还原为亚硝酸的能力。前者对于过氧化氢的分解是极为重要的。过氧化氢是几种乳酸菌在有氧条件下氧化所产生,可导致产品色泽破坏和加速脂肪酸败。因此,葡萄球菌和微球菌分解过氧化氢的特性对产品质量起到保护作用。 葡萄球菌和微球菌之间的主要差别在于需氧性的不同。微球菌只有在有氧条件下才具代谢能力,发酵能力很弱,因此在香肠和火腿内部不能生长,而大多葡萄球菌无论有氧无氧都能生长并发挥所需要的代谢作用,因此现在的发酵剂中微球菌的应用都是与葡萄球菌结合。 葡萄球菌和微球菌发挥的最重要作用是其酶解活性(解脂、解肽)所赋予产品的特有发酵风味,此机制至今仍未完全揭示。不同的葡萄球菌和微球菌以及在不同条件下,所发挥的作用也大不相同。特别是木糖葡萄球菌类在一定条件下(添加酪蛋白、大豆蛋白、配方或工艺导致较高蛋白质溶出等)其不利影响较大,特别是长期贮藏的产品呈现不利味道。 (3) 汉逊氏酵母菌 有的发酵香肠制品,其发酵剂除常规的乳酸菌、葡萄球菌和微球菌外,还添加有酵母菌,主要是汉逊氏酵母。酵母菌通过对脂肪和蛋白质的分解使得风干发酵的香肠产生特殊香味,确切的说风干发酵香肠最终香味的形成很大程度上归结于酵母菌,对非烟熏的这类产品内外均有大量的酵母菌出现。其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Eh值,抑制酸败,也具有分解脂肪和蛋白质形成过氧化氢酶等的能力,因此对改善产品风味、延缓酸败有益。 (4) 霉菌 霉菌添加于发酵香肠是赋予产品特有外观,使产品产生特异“霉菌香味”,这一香味主要源于霉菌的解脂以及大量的源于系列复杂代谢途径的霉菌性香味成分。霉菌发酵型产品在外观上被一层白色或乳酪色菌丝所包裹从而起到通过避光和阻氧对产品的保护作用。包裹菌丝的形成取决于应用的菌种在所调控的发酵条件下的生长速度。 在确定的温度和湿度下,不同的霉菌生长速度不同,而温度和湿度越低差异特征越明显。因此有的霉菌可因不同的配方和发酵条件使产品呈现相异的色泽,可呈白色或乳酪色,也可呈褐色或绿色。 应用霉菌作发酵剂最关键的是:可否产生霉菌毒素,对通过环境天然接种生长的霉菌常检出霉菌毒素的存在。不同霉菌在形成包括黄曲霉毒素和抗生素在内的拮抗性物质的能力相异极大,因此用于肉制品的菌种应通过对大量霉菌的筛选,确定不产生霉菌毒素,至少在以肉作为培养基不产生此毒素的安全菌种。灰色链霉菌也是风干发酵香肠特异使用的发酵剂,但产品的特有风味是否有益于这一微生物的特异代谢活性,以及产生的香味成分是否源于此菌,至今仍未完全澄清。 5 发酵剂选择及其工艺控制 (1)发酵剂的选择 微生物发酵剂在发挥有益作用的同时也可能具有副作用。选择总的要求是无致病性,不产生毒素或抗生素,不导致氨基酸降解,不形成活性胺(如组胺)、硫化氢等有害物。乳酸菌发酵时尽可能是单相发酵,不产生醋酸和过氧化物。不产生致病素、毒素和抗生素,但可产生乳酸杆菌素。 发酵剂通过发酵食品改善产品感官(香味、味道、外观、组织结构等),而保护性发酵剂则可作为生物防腐剂对病原菌和腐败菌(如沙门氏菌、李司特菌、葡萄球菌、肉毒梭菌等)起到有效抑制作用。如果添加的微生物即可作为发酵菌,又可发挥保护性防腐剂的作用则最为理想。 微生物发酵剂的筛选应用,首先是在优质天然发酵香肠产品中分离出含有的菌类,逐一进行有益特性和有害特性的研究分析,同时进行毒理学和尽可能接近生产条件的平行实验,例如实际生产工艺参数条件下的模拟肉馅实验,持续数天的pH值变化的测定等。通过上述研究挑选出符合需要的菌种,紧接着进行技术范围的产品应用研究,确认工艺和感官特性符合需要,菌种的毒理性阴性,然后在生产条件下进行数月的加工及评定实验。在此获取大量实验数据,特别是在消费适应性评定结果的基础上,方可进行新菌种的制备及生产推广。 (2)工艺控制 在肉品生产中已有众多商品化微生物发酵剂可供厂家选择,以德国为例,10多家发酵剂生产厂提供50余种微生物发酵剂产品。 在各类型制剂中,相同的菌类因其不同比例适宜的产品类型也不同。例如肉色葡萄球菌和植物乳杆菌以1:1的组合适用于传统型干香肠,以9:1的组合则还可用于非干燥发酵肠。 a:现代肉制品加工生产上最看重的指标之一是快速周转化,在发酵肉制品中则是通过添加发酵剂实现快速发酵。与一般发酵法,特别是长时间发酵法加工的产品相比,快速发酵香肠出现明显的香味不足。原因之一是pH值下降过快,尤其是pH值降至低于5.0时,抑制了对香味起决定性作用的葡萄球菌的代谢活性,导致其解脂、解肽等活性只在短时间内发挥了作用,肉料还未来得及以代谢产物方式形成香味成分,风味成分要在发酵后期才得以形成。 b:配方、肉馅绞制细度和肠衣直径也对发酵剂发酵有一定影响。对于瘦肉含量较高而肠馅绞得较细的香肠和粗径香肠,发酵剂需具备较强的竞争能力,为防止后酸化作用糖的添加量不能过高,且肉馅斩拌时间不能太长,拌馅结束时馅温不能太高,否则会导致脂肪细胞膜破裂,油脂析出,影响产品切片性,也阻碍微生物对营养物的利用,从而导致酸化、硝酸还原等的延迟或不足 c:糖的类型也影响酸化速度。例如长链的麦芽糖糊精比葡萄糖等单糖的分解慢,大多乳酸菌不能利用或仅很少乳糖形成代谢产物。这时就会出现肉中乳酸菌利用乳糖的不利局面。此外配方中脂肪含量较高,肉馅水分含量也就较低使得水相中初始盐浓度较高,可导致微生物代谢性能减缓。 d:发酵条件,特别是发酵温度对发酵进程起着决定性影响。总的原则是较低温度(尤其是起始温度)发酵而又需达较快的酸化速度,则应比较高温度时选用更快速酸化的微生物发酵剂。如果发酵温度低于20℃,则利于肉本身含有的耐冷菌大量生长,这对产品的感官质量大为不利。为此可选用清酒乳杆菌和弯曲乳杆菌,此菌类在较低温也能良好生长。 5 微生物发酵剂在发酵肉制品中的作用 (1)对颜色的影响 肉的红色是肌肉中的肌红蛋白和血红蛋白起决定性作用的,肉在空气中放置久了会变成褐色,是因为肌红蛋白被氧化生成变性肌红蛋白,通常我们需要添加硝酸盐和亚硝酸盐来稳定颜色,但是可能会产生致癌物质亚硝胺,所以国内外在选择肉品发酵剂时菌株是否能还原硝酸盐是一个重要指标,其中乳酸菌中的植物乳杆菌、清酒乳杆菌等,大部分葡萄球菌和微球菌都具有还原硝酸盐的能力。 菌株是否具有H2O2还原酶是发酵剂筛选的另一个重要指标,因为有些发酵剂,如乳酸菌会产生H2O2,H2O2是一种强氧化剂,在肉中可能导致高铁肌红蛋白(绿色)和胆绿素(黄色)的存在,二者和肉中的红色结合会形成灰色色调,严重影响产品的外观,H2O2分解成水和氧气,就可以阻断过氧化物的形成。 (2)对风味的影响 产品的风味主要是来源于酶和化学反应,如美拉德反应、脂肪氧化等,蛋白质和脂肪的降解对风味和风味前提物质的形成非常重要。另外葡萄球菌和微球菌具有的硝酸盐还原酶活性,可以抑制不良风味的形成。 总之,乳酸菌和片球菌在香肠发酵和成熟的最初阶段起了重要的作用,然而,葡萄球菌和微球菌关系到最终产品的风味、香气和颜色的稳定性。 (3)对食品安全性和保质期的影响 原料肉在接种乳酸菌后,乳酸菌利用碳水化合物如葡萄糖发酵产生乳酸,从而使肉品pH值降至4.8~5.2。由于pH值接近于肌肉蛋白等电点(pH=5.2),肌肉蛋白保水力减弱,可加快香肠干燥速度、降低水分活度,而且在酸性条件下病原菌及腐败菌的生长得以抑制。 Nyoman Semadi Antara等将一株植物乳杆菌和一株乳酸片球菌接种于香肠中,这两株菌接种香肠后,形成的成品是黄褐色,两株菌在24h发酵时间内产生