乳酸菌在发酵肉制品中的应用

乳酸菌在发酵肉制品中的应用 乳酸菌在发酵肉制品中的应用 李玉珍肖怀秋林亲录 湖南农业大学食品科学技术学院长沙410128 摘要主要对乳酸菌生物学特性,功能机制及其在发酵肉制品的应用 进行了详尽的综述,并对其今后发展进 行了展望. 关键词乳酸菌生物学特性功能机制发酵肉制品 Studyontheapplicationsoflacticacidbacteriainfermentedmeatproducts AbstractThisarticleexplicitlysummarizedthebiologicalcharacteristicsandfunctionalmechanismofLacticacid bacteriaandtheirapplicationsinfermentedmeatproductsandfinallymadeapredictionontheprospectsofdevelopmentin thenearfurore. Keywordslacticacidbacteriabiologicalcharacteristicsfunctionalmechanismfemaentedmeatproducts 乳酸菌(Lacticacidbacteria)是一大类能以糖 为原料发酵产生大量乳酸的细菌的总称,并不是微 生物学分类上的规范名称.有关乳酸菌的科学研究 大约已经经历了一个多世纪.多年来利用乳酸菌的 经验证明它是安全性极高的细菌.这些乳酸菌如果 在肠道疾病的预防或者治疗等方面有作用的话,将 会具有相当重要的现实意义…. 乳酸菌在正常人,畜肠道中有着极为重要的生 理功能,有维持人体肠道中微生物微生态平衡和调 节人体生理机能等功效,受到大量研究者的重视与 关注.随着微生物厌氧培养技术的快速发展以及乳 酸菌功能特性,功能机制的深入研究,其应用研究 也得到一个极大的提升,特别在发酵肉制品中的应 用研究更是受到广泛关注. 1乳酸菌的生物学特性及功能机制 乳酸菌是指以糖为原料,发酵产生大量乳酸的 一 类细胞,共有9个属且均为革兰氏阳性菌.其中 乳酸球菌属,迷走球菌属,链球菌属,明串珠菌属 和片球菌属外形为球形,而另外4个属,即肉食杆 菌属,乳酸杆菌属,双歧杆菌属和孢子乳酸菌属均 为杆状.在这些乳酸菌属中,以乳酸杆菌属和双歧 杆菌属与人畜生理机体以及保健关系尤为密切,尤 其是双歧杆菌属.乳酸杆菌属有44个种.连同亚 种共有51个种,革兰氏阳性,无芽孢,细长,有 弯曲的杆菌,不液化明胶,不还原硝酸盐,不产生 色素,但菌落除白色外,亦偶有呈黄红色者.微需 氧,在5%,10%002环境内生长更好.生长最适 82006年第4期总第300期 温度为30-40”C,最适pH为5.5,6.2.在pH为 3.5时仍能生长.同型发酵由葡萄糖主要产生乳 酸,异型发酵由葡萄糖产生50%的乳酸和cch, 乙酸和乙醇.DNA的G+C含量的克分子百分比 在32%--53%.双歧杆菌有28个种,它也是革兰 氏阳性菌,没有荚膜和鞭毛,多形性.有Y形或 V型.有直线或弯曲的杆菌,G+C含量克分子百 分比在55%,67%之间,长度为2,8m,染色不 均,无芽孢,不运动,厌氧生长.适宜生长温度为 36,38?,最适生长pH为6.5,7.0.初代培养适 宜pH为6.5,7.0,在pH为4.5,5.0或8.0, 8.5时不能生长或生长极为缓慢.乳酸菌因其具有 许多生理功效而受到研究者的观注,研究表明乳酸 菌的功能机制主要有l2J:(1)提供营养物质,促机 体生长作用;(2)改善微生态环境;(3)清理肠道 有毒物质;(4)调节消化免疫系统,延缓机体衰 老. 2发酵肉制品中常用乳酸菌群 在发酵肉制品中常用的乳酸菌群见表1. 3乳酸菌对发酵肉制品功能特性的影响 经乳酸菌发酵生产的发酵肉制品与一般肉制品 相比,具有很多优点,如保存期长,风味独特,色 泽鲜艳,食用安全,消化吸收率提高等特性,这些 功能特性的改善都可以归功于乳酸菌的作用,乳酸 菌对发酵肉制品的功能特性影响主要包括以下几个 方面. 肉制品加工与设备肉类工业 AcInJus:rv 表l发酵肉制品中常用乳酸菌群1 菌属菌种 乳酸杆菌属 (1actobacillus) 链球菌属 (streptococcus) 片球菌属 (pediococcus) 植物乳杆菌(L.plantamm) 嗜酸乳杆菌(L.acidophilus) 干酪乳杆菌(L.ease1) 保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus) 发酵乳杆菌(L.fementi) 短乳杆菌(L.brevis) 布氏乳杆菌(L.buchneri) 乳链球菌(str.1actis) 丁二酮链球菌属(str.diacetilaetie) 乳酸链球菌(str.acidilactici) 嗜酸链球菌(str.acidilactis) 乳酸片球菌(P,acidilactlci) 戊糖片球菌(P.pentosaceus) 啤酒片球菌(P.cerevisiac) 3.1对肉制品成色作用的影响 为了使肉制品有鲜艳的颜色,一般情况下,通 过人工添加硝酸盐为主来进行护色处理,NO;在 肉中还原菌的作用下可还原成N,但随着食品 安全的日益重视,食品中硝酸盐添加量超标以及亚 硝酸盐强致癌等报道的出现,人们对于添加硝酸盐 食品安全性存在疑虑,因此安全天然的食品色素受 到了重视,而乳酸菌因其在pH降低,在H作用 下,有利于N0i还原成NO,NO可与肉中肌红蛋 白结合形成一氧化氮肌红蛋白(NO—m),赋予 肉制品明亮的鲜红色H]. 其发色过程为: No2一里No2一旦HNo2一禁No NO—m(鲜红色) 利用乳酸菌发酵肉制品,除了可以护色外,还 能防止肉的氧化及变色.若肉中污染一些杂菌,有 时会产生过氧化氢(H2o2).H2o2与肉中肌红蛋 白可形成胆绿肌红蛋白,使肉的颜色变绿.乳酸菌 的产酸作用不仅可抑制杂菌的生长繁殖,而且可将 产生的H202还原成o2和H2O,从而防止了肉色 变绿和脂肪氧化. 3.2提高肉制品营养价值 由于乳酸菌在代谢过程中可少量产生蛋白酶, 因此可以将肉中的蛋白质分解成肽及氨基酸.并产 生大量的风味物质,其消化吸收率也大大提高.前 苏联有人采用新型乳酸菌制剂发酵香肠,产品的氨 基酸转化率高达80%,生物学价值指标达 114.8%,接近于牛肉(117%).英国科学家利用 戊糖片球菌制作发酵香肠,产品中非氮白氮 (NPN)含量显着提高,2O种氨基酸中有14种含 量提高,而非发酵香肠中NPN含量几乎没有变 化,这说明发酵肉制品的营养价值有所提高.另 外,乳酸菌发酵产生的乳酸可提高钙,磷,铁的利 用率,促进铁和维生素D的吸收. 3.3延长发酵肉制品的货贺期 乳酸菌在利用发酵肉制品配料中的糖分后可以 产生大量乳酸,使pH降低,酸度升高.最终pH 可达到4.8,5.4.在这样的酸性环境中,有很多 微生物不能生长繁殖,产品的保质期及安全性也因 此得到大大提高】.而在自然发酵肉制品中,主要 依靠原料中天然细菌发酵,受环境影响较多.当感 染细菌较少时,产酸量低,pH下降缓慢.若污染 一 些有害微生物(如肉毒梭菌),这些微生物在较 高的pH下就能生长繁殖,轻者影响产品风昧,重 者使产品腐败变质,甚至失去商品价值以及产生毒 素等,严重影响了食品的营养及安全性. 3.4提高食用安全性 肉制品中亚硝酸盐的残留量是食用安全性的-_一 项重要指标.亚硝酸盐可与肉中二甲胺反应生成二 甲基亚硝胺,这种物质具有致癌作用.在发酵肉制 品中,由于乳酸菌产酸可促进亚硝酸盐的还原作 用,减少了亚硝酸盐与二甲胺的作用,因此发酵肉 制品中亚硝酸盐含量较低,大部分都转化成为一氧 化氮(NO)0此外,在发酵肉制品中使用的乳酸 菌,大多可产生一些抗菌物质,可有效地抑制肉中 腐败菌和致病菌的生长.Bhunia等人报道,乳酸 片球菌和植物乳杆菌可产生抗菌素(baeteriocins), 后来有人在做混合培养乳酸菌时发现,植物乳杆 菌,干酪乳杆菌,嗜酸片球菌对一些细菌也有不同 程度的抑制作用.这说明乳酸菌发酵肉制品中,一 些污染菌的活动可被乳酸菌产生的抗菌物质抑制, 使产品的食用安全性提高. 3.5改善发酵肉制品风味 乳酸菌在发酵中产生的乳酸,醋酸,丙酸等有机 2006年第4期总第300期9 酸,赋予食品柔和的酸味,食而不腻,可刺激人的食 欲,帮助消化.同时还可与发酵中产生的醇,醛,酮 等物质相互作用,形成多种新的呈味物质.此外,乳 酸发酵还能消除某些原料带来的异味和怪味.因而 经乳酸发酵的食品都具有其独特的风味. 3.6保健功能 以双歧杆菌为首的活性乳酸菌菌体及其在发酵 过程中产生的某些生理活性物质,能提高人体免疫 力,增强机体内巨噬细胞的吞噬力,提高人体对病原 菌的抵抗力,从而增强了食品的保健功效. 4乳酸菌在发酵肉制品中的应用 在发酵肉制品生产中,应用乳酸菌的产酸,增 香,抑菌等特性来生产发酵肉制品已经非常广泛了, 其中乳酸菌在香肠和火腿中的应用研究更为深入. 下面就介绍乳酸菌在几种主流发酵肉制品的应用研 究. 4.1在发酵香肠中的应用 吕兵[6等人研究了乳酸菌用于香肠发酵,观察 其风味物质的变化.研究结果表明,产品中乳酸,游 离氨基酸以及游离脂肪酸含量在发酵过程中有明显 的增加,纯种发酵24h后,乳酸,游离氨基酸以及游 离脂肪酸含量分别可达到0.94%,4.387%(干基) 以及1.40%(干基),而鲜味物质谷氨酸钠和天冬氨 酸分别比发酵前增加了15.3倍和11.3倍,因此乳 酸菌用于香肠的发酵可以大大提高产品的风味.马 丽卿[7等人用双歧杆菌,保加利亚乳杆菌以及乳酸 链球菌以不同配比做发酵制探索乳酸菌在香肠中的 应用研究,结果表明,乳酸菌用于中式香肠加工中, 能快速降低制品pH值和水分活度(Aw),改变传统 香肠的加工工艺,既提高了产品的风味,又延长了产 品的保质期,而且对产品着色也有很强的保护作用. 4.2乳酸菌在发酵火腿中的应用 随着乳酸菌生理特性及功能特性研究的深入, 其在发酵火腿中的应用也受到许多研究者的关注. 乳酸菌发酵生产的火腿也是发酵肉制品中常见的加 工产品.通常情况下都采用猪肉,羊肉,牛肉等进行 发酵生产,其一般工艺流程为:原料肉一腌制一 切割一添加配料一添加乳酸菌—一成型一发 酵—成熟一成品. 102006年第4期总第300期 河北农业大学已成功地利用保加利亚乳杆菌生 产发酵火腿肠,其风味,口感,酸甜度均较为理想. 选用优质的原料肉,剔除筋键,脂肪等,切成0.25kg 的肉块,添加食盐,硝酸盐等配料在0,5?下腌制 24h,然后切成1CrFl3的肉丁,添加糖类,香辛料等混 合均匀.再添加适量的乳酸菌.装模成型,在乳酸 菌最适宜温度下发酵12,24h,发酵温度不宜过高, 否则pH迅速下降,因为当达到肌肉蛋白质等电点 附近时,肉的保水性降低,水分流失较多,会影响产 品的粘结性和切片性.最后在90?2?水煮1.5, 2h,使其中心温度达78?左右时,冷却,脱模即为成 品,成品口感及风味均较佳. 5乳酸菌在发酵肉制品中的应用前景 乳酸菌在发酵肉制品加工中应用研究已有相当 长的时间了,但真正在发酵肉制品中成功应用或成 功生产出的肉制品产品类别并不多,因此在以后一 段时间里,应当积极开展乳酸菌在发酵肉制品中的 基础研究,为应用研究奠定良好的理论基础.未来 乳酸菌在发酵肉制品中的基础研究将集中在提高乳 酸的转化率,提供良好的风味成分,产生抗氧化剂 和微生物抑制剂等功能性物质L8j.随着有关乳酸菌 基础研究与应用研究的积极开展,我国发酵肉制品 将会有一个较快的发展,也将成为一个新的经济增 长点,为解决农副产品深加工提供了一个新的发展 方向及发展思路. 参考文献 l吴文惠,包斌,安藤功一.乳酸菌的特性及其最新研究 利用方向[J].中国畜产与食品,2000,(7):4, 169,l7l 2郭松年,田淑梅,白洪涛.乳酸菌及乳酸菌发酵食品 [J].粮食与食品工业,2005,(1):39-40.45 3张富新.乳酸菌及其在发酵肉制品中的应用[J].黄牛 杂志,1997,(23)l:50-51 4陈荷风,崔海辉,李兵.乳酸茵在肉制品加工中的作用 [J].肉类工业,2001,(儿):l6,l7 5PumameDarmadjieta1.FoedSci[J].1990,55:1526 , 1527 6吕兵,章军,王芬.乳酸菌发酵香肠中风味物质变化的 研究[J].食品科技,2003,(5):29--31 7马丽卿,王斌,梁晓锋.发酵香肠的生产与研究[J]. 肉类工业,2005,(3):20,24 8杨宁.发酵剂在发酵肉制品加工中的应用[J].肉类工 业,2004,(6):7,9 (收稿日期2005一ll一23)