微生物發酵劑對中式腌臘制品產品特性及其品質的影響研究

文瑜 楊思藝 張馳 王衛 吉莉莉

摘要：腌臘制品是我國經典傳統肉制品之一，以其風味獨特、臘香濃郁、保質期長而深受大眾喜愛，但普遍存在質量不穩定、風味衰減、易于氧化酸敗等問題，因此通過添加微生物發酵劑等技術提升產品的品質和安全性受到關注。微生物發酵劑對腌臘肉制品的影響涉及到產品感官品質、理化指標、風味物質、微生物特性、安全可貯性等方面，文章對其相關研究進展進行了概要綜述。

關鍵詞：腌臘肉制品；微生物發酵劑；感官品質；理化指標；風味物質；微生物特性；安全可貯性

中圖分類號：TS251.5????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）08-0215-06

Study on the Effect of Microbial Starter on the Characteristics and

Quality of Chinese Cured Products

WEN Yu1，2， YANG Si-yi2， ZHANG Chi2， WANG Wei1*， JI Li-li1

（1.Key Laboratory of Meat Processing in Sichuan Province， Chengdu University， Chengdu 610106， China;

2.College of Food and Biological Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China）

Abstract： Cured products are one of the classic traditional meat products in China， which are deeply loved by the public for their unique flavor， rich curing flavor and long shelf life. However， there are comon problems such as unstable quality， flavor attenuation， and being easy to oxidation and rancidity. Therefore， improving product quality and safety through the technologies such as adding microbial starter has received attention. The effects of microbial starter on cured meat products involve many aspects， such as product sensory quality， physicochemical indexes， flavor substances， microbial characteristics and safe storability. In this paper， the relevant research progress is reviewed.

Key words： cured meat products; microbial starter; sensory quality; physicochemical indexes; flavor substances; microbial characteristics; safe storability

收稿日期：2023-02-02

基金項目：四川省轉移支付項目（傳統腌臘肉制品優質化現代加工技術研究及產品開發）；國家現代農業產業技術體系四川生豬創新團隊（scsztd-2023-08-07）；涼山州科技成果轉化暨專利實施項目（21ZDYF0146）

作者簡介：文瑜（1998—），女，碩士研究生，研究方向：食品加工與安全。

通信作者：王衛（1958—），男，教授，碩士，研究方向：肉品加工與貯藏。

腌臘制品在中國已有上千年的歷史，傳統加工是以畜禽肉及其可食副產物為原料，添加食鹽或香辛料等，在寒冷天氣下利用天然冷空氣風干或是采用烘烤等方式快速干燥，從而形成特色的風味、口感[1-2]，具有制作簡易、風味獨特、易于儲運等特點，具有地方特色的產品有臘肉、臘腸、醬板鴨等[3]。研究表明腌臘肉制品屬于半干水分食品（intermediate moisture foods，IMF），其主要理化指標無關品種和產地，均較接近：Aw 0.88～0.70，水分25%～30%，pH 5.9～6.1，食鹽5%～8%，糖2%～5%，總菌量<106 CFU/g[4]，其獨特風味源于內源酶、微生物等導致的脂質氧化、前體物質降解、美拉德反應等[5]。

微生物發酵劑起源于19 世紀后期發酵乳品領域[6]，20世紀30年代開始將微生物發酵劑應用于腌臘發酵肉制品的研究[7]，陸續的研究中涉及的微生物包括乳桿菌屬[8-9]、葡萄球菌屬[10]、微球菌屬[11]、酵母和霉菌等[12-13]。微生物發酵劑在腌臘制品中的作用是多方面的，例如在發酵過程中產生甘氨酸、多肽、游離脂肪酸，提升產品的風味[14]；降低產品的pH值，改善產品的組織質構，提升產品的安全性；通過發酵促進產品的風味多樣性等[15-16]。使用不同類型的微生物發酵劑，其發揮的作用不同，例如葡萄球菌和微球菌，當它們作微生物發酵劑進行發酵時，所產生的酶可以降解脂肪和蛋白質，進而產生特殊的風味物質，改變腌臘肉制品的原有風味[17]；酵母菌主要應用于干發酵香腸的加工[18-19]，其菌主要定植于干發酵腸的表面部分或肉餡靠外部位，通過形成一層膜從而達到防止過度脫水的作用，與此同時有助于最終風味品質的形成[20-21]；霉菌作為微生物發酵劑，通常情況下被大量使用在干腌火腿、奶酪、豆醬等食品產品的加工與發酵過程中，其作用機理為通過分解脂肪、蛋白質從而產生更多風味物質，以及控制水分散失，同時霉菌生長繁殖期間，由于拮抗作用與其他好氧菌形成競爭而抑制好氧腐敗菌的生長，從而防止氧化褪色和減少酸敗[22-23]。研究顯示，我國著名的金華火腿就是以霉菌發酵為主導的發酵制品[24]。本文針對微生物發酵劑在中式腌臘制品中的應用，對產品感官品質、理化指標、風味特性、安全性等的影響進行了概要綜述。

1 發酵微生物對腌臘制品感官品質的影響

感官品質對腌臘肉制品有著極其重要的作用，是消費者是否接受該食品的首要因素之一[25]。潘曉倩等[26]通過感官評分，對香腸的外觀色澤、組織形態、香味和口味4 個方面進行品評。結果顯示，添加S-SX（木糖葡萄球菌）發酵劑和T-SC-200（木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌）發酵劑組的香味更加濃郁，其感官評分顯著高于對照組（P＜0.05）。Wei等[27]的研究表明微生物發酵劑對香腸感官風味的形成具有促進作用，能改善其口感。又如對使用含植物乳桿菌的混合微生物發酵劑所制的南安板鴨進行感官評價，以色澤、質地、滋味、香氣為感官評價指標，結果表明添加發酵劑后的板鴨口感更佳[28]。

2 發酵微生物對腌臘制品理化特性的影響研究

2.1 對水分活度（Aw）的影響

水分活度是影響肉制品品質和可貯藏性的重要指標，通常情況下腌臘肉制品的水分活度Aw為0.90～0.60[29]。劉洋等[30]在對比添加微生物發酵劑與未添加微生物發酵劑的四川臘肉的理化指標時發現，添加SM-194發酵菌劑（木糖葡萄球菌、肉色葡萄球菌等）的Aw值和水分含量均低于未添加組，隨著成熟期的延長，兩組臘肉的Aw值和水分含量均下降，但添加SM-194的組別下降趨勢更明顯，含菌組水分活度Aw最終為0.725，未加菌組為0.775。吉莉莉等[31]在纏絲兔中添加復合發酵劑，結果顯示加菌組與未加菌組的Aw值和水分含量差異不顯著，且整個加工過程中速率進度趨于一致。

2.2 對pH的影響

pH是抑制食品腐敗的重要因素，Wang等[32]通過研究傳統香腸，在實驗中檢測出多種腐敗菌屬，其中包含發光桿菌屬、環絲菌屬和假單胞菌屬等。數據顯示降低pH有利于抑制腐敗菌生長，提高產品的安全性。趙冰等[33]研究表明，添加乳酸菌會導致pH值降低，乳酸菌組乳酸菌數量極顯著高于空白組。有關木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌混合微生物發酵劑對廣式香腸pH的影響，劉文龍等[34]使用SM-75研究表明，pH值變化趨勢與是否使用商業微生物混合發酵劑的關聯性不大，變化趨勢均為先下降再上升最后趨于穩定，產生這一結果的原因是在發酵過程中所使用的微生物菌種對產品的酸化效應遠低于乳酸菌。

2.3 對色澤的影響

色澤是腌臘制品最重要的感官特征，Hu等[35]研究發現接種了木霉菌和混合菌株的香腸的a*值高于其他香腸（P<0.05）。然而，對照組和接種組的香腸在L*值和b*值上無顯著差異（P>0.05）。在研究混合發酵劑對臘肉的實驗中也得出了相同的色澤結論，周慧敏等[36]選擇木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌的混合發酵劑，研究證實此結論的基礎上還發現微生物發酵劑對臘肉發色的協同作用。白婷等[37]使用商業微生物發酵劑（SM-194、T-SPX和SM-181）研究發酵劑對四川臘腸理化特性的影響，結果顯示b*值的變化不大，但是a*值與L*值隨著貯藏時間的延長而下降，其中添加發酵劑組的a*值與L*值下降更緩慢。Gao等[38]的研究實驗也證實了清酒乳桿菌等微生物在一定程度上有利于產品a*值的提高。

2.4 對質構的影響

質構特性能直觀反映香腸的外觀品質，預測消費者的產品接受度。張巍[39]通過接種發酵劑于川味香腸中，發現接種發酵菌組的硬度和彈性高于未添加組，而接種發酵組的內聚性低于未添加組。推測是由于添加乳酸菌導致香腸組織致密，而接種發酵組中含有的木糖葡萄球菌具有轉谷氨酰胺酶活性的作用，微生物中的轉谷氨酰胺酶能增加肉制品的彈性，因此該組香腸的彈性增加，但兩組之間差別并不明顯。研究不同比例復配發酵劑，如黃俊逸等[40]研究嗜酸乳桿菌和肉葡萄球菌的混合發酵劑對香腸的質構作用，與此同時對未添加發酵劑的香腸以及添加商業發酵劑的組別進行對比，結果顯示添加發酵劑組產品在質構測定中不僅硬度值顯著高于未添加組（P<0.05），而且硬度、彈性、黏聚性和咀嚼性也高于未添加組。因此，微生物發酵劑可以改善腌臘肉制品的質構特性且影響顯著。

3 發酵微生物對腌臘制品風味特性等的影響

研究表明，腌臘肉制品的風味來源主要分為揮發性與非揮發性[41]。從組成上來看，揮發性風味涵蓋醛類、酮類、烴類、醇類、酸類、酯類、雜環類化合物等，非揮發性風味則含咸味、鮮味、臘香味等。從風味貢獻率的角度來看，臘肉產品風味貢獻值較大的物質有庚醛、正辛醛、壬醛、己醛、反式-2-壬烯醛等醛類物質、4-乙基愈創木酚、鄰甲酚等酚類物質、13-十七炔-1-醇、油酸、異戊酸香葉酯和2-戊基-呋喃[42-43]；對臘腸產品風味貢獻值較大的物質如異辛醇、苯酚、辛酸乙酯、乙酸乙酯、辛烷、苯乙酮[44]；纏絲兔中風味貢獻大的物質有1-辛烯-3-醇、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、辛醛、反式-2-癸烯醛、2-十一烯醛、十六醛、2-戊基呋喃和癸酸乙酯等[45]。腌臘肉制品由于微生物和酶的作用常常會在風干發酵階段進行分解，從而將脂肪和蛋白質這一類大分子物質分解為更低一級的如游離脂肪酸和游離氨基酸等屬于風味前體物的小分子物質[46]。

3.1 對氨基酸及其組成的影響

王衛等[43]在研究混合商業微生物發酵劑對傳統川式臘肉的影響，結果顯示無論是游離氨基酸含量還是揮發性風味物質種類，添加復合微生物發酵劑的實驗組都顯著高于未加菌的對照組，單個氨基酸方面，除天門冬氨酸、蘇氨酸、酪氨酸外，其他含量均更多，由此說明SM-194的添加對川式臘肉風味有提升作用。許慧卿等[47]添加木糖葡萄球菌 （Staphylococcus xylosus） 加工風鴨， 研究發現，與對照組相比，添加發酵菌的產品中絲氨酸含量顯著減少，蘇氨酸未檢出，天門冬氨酸未變化， 而其他氨基酸均顯著增加。48 h后添加微生物發酵劑的風鴨產鮮氨基酸的百分含量顯著增高，必需氨基酸以及甜味氨基酸和苦味氨基酸的百分含量顯著減少。結果表明，添加木糖葡萄球菌對風鴨的鮮味等風味指標具有提升作用，而必需氨基酸含量有所下降。

3.2 對脂肪酸的影響

程燕等[48]傳統自然風干的川式香腸中添加腐生葡萄球菌S25，研究發現實驗組酸價在成熟期增長更快，風干進程中酯類分解較多，導致大量游離脂肪酸積累。不飽和脂肪酸易氧化生產烷烴類、烯烴類、醛類、酸類、醇類和酮類，其中醛類、酸類、醇類和酮類的閾值低，對風味有重要影響[49]。在整個晾掛成熟過程中，實驗組的MUFA（單不飽和脂肪酸）和PUFA（多不飽和脂肪酸）的相對含量都高于未添加發酵菌的對照組，接種S25的川式香腸組所產生的不飽和游離脂肪酸明顯比未加菌的對照組高，從而促進了香腸風味的形成。Najjari等[50]接種L. sakei BMG 95和S. xylosus于香腸中，發現對脂肪酸的含量有影響，但α-亞麻酸（C18∶3）和亞油酸（C18∶2）的比例未見顯著差異，平均n-6/n-3比例為13。

3.3 對其他產品特性的影響

相關研究表明，關于木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌應用于腌臘肉制品中的作用機理：該類菌種通過微生物發酵過程將氨基酸進一步轉化降解，比如將亮氨酸等氨基酸轉化降解為甲基支化醛、醇和酸，從而達到增添腌臘肉制品產品風味、增加揮發性風味化合物種類、增強產品香氣的作用[51]。Wang等[52]對風干臘腸的研究中，對其添加清酒乳桿菌、木糖葡萄球菌、戊糖片球菌和肉葡萄球菌組合的混合微生物發酵劑，研究表明隨著時間的延長，在發酵后期肉葡萄球菌等決定產品風味的菌群更多。有關添加復合微生物發酵劑菌種對風干兔揮發性風味的影響中，以白婷等[45]的研究為例，結果表明添加SM-194接種微生物菌種的實驗組揮發性風味物質的種類和含量均高于對照組。兩組揮發性風味物質都以醛類居多，實驗組主要揮發風味成分為壬醛、己醛、辛醛、2-十一烯醛、反式-2-癸烯醛、2-戊基呋喃等；對照組主要揮發性風味物質為十六醛、壬醛、己醛、苯甲醛、癸酸乙酯等。微生物菌種的添加導致兩組揮發性風味物質不同，而添加SM-194，其中的木糖葡萄球菌能促進蛋白質分解為氨基酸等風味前體物質，進一步生成更多的風味成分[53]。

4 微生物發酵劑對腌臘制品微生物特性的影響

食品中的微生物特性通常以菌落總數為直接檢測指標。關于混合微生物發酵劑對香腸微生物特性的影響，李佳等[54]的實驗結果顯示雖然在接種培養9 h前未添加菌的對照組的菌落總數增長速率高于發酵組，但隨著時間的推移，由于對照組中內源微生物大量生長繁殖，9 h后兩組菌落總數無顯著差異。由此可以推測添加混合菌種發酵能抑制雜菌的增長。發酵劑組和對照組的大腸菌群含量均呈上升趨勢，且在前6 h兩組并無顯著差異，但此后對照組的增長速率顯著增加。由此說明，微生物發酵劑的接種能一定程度上緩解發酵時間延長而導致的腐敗菌的大量繁殖，且能顯著抑制大腸菌群等有害菌的生長，增強了產品的衛生安全性。

劉洋等[30]在四川臘肉中添加復合微生物發酵劑，結果顯示無論是加菌組還是未加菌組，乳酸菌均為優勢菌群。Xu等[55]將戊糖片球菌添加制作發酵鰱魚魚腸，結果表明能有效抑制微球菌和腸桿菌的生長。潘曉倩等[56]將從腌臘肉中分離的乳酸菌加入香腸中，結果顯示乳酸菌的添加能顯著減少大腸桿菌和葡萄球菌的數量。而微生物發酵劑的抑菌機理為其產生的抗菌物質抑制腐敗微生物和病原微生物的生長，如朱志遠等[57]研究不同發酵劑對香腸的抑菌作用，實驗顯示無論是單一乳酸菌發酵還是混合發酵均可抑制大腸菌群的生長， 且大腸菌群的數量隨著時間的延長呈現負增長。其中抑菌效果最好的有腸膜明串珠菌與肉葡萄球菌組合，以及乳桿菌與肉葡萄球菌組合。在香腸等腌臘制品中接種乳桿菌和葡萄球菌混合發酵劑，在保持香腸本身的感官品質和食品安全性的同時，能有效抑制單核增生李斯特菌的生長[58]。對接種清酒乳桿菌的實驗結果，雖然肉制品中霉菌和酵母菌的數量沒有發生變化，但金色葡萄球菌、單增李斯特菌、大腸桿菌的生長受到了強烈抑制，呈現顯著下降[59]。Gao等[38]、Zdolec等[60]和Albano等[61]的研究也證實了目前存在一些產細菌素菌株，這些產細菌素菌株應用于各類肉制品中，不僅可對單核細胞李斯特菌有顯著抑制作用，而且能抑制致病菌及腐敗菌的生長，作為一種生物防腐劑具有應用前景。

5 發酵微生物對腌臘制品安全可貯性的影響

5.1 對生物胺的影響

腌臘肉制品中富含蛋白質，在產品成熟、貯藏階段蛋白質轉化為氨基酸，而部分游離氨基酸可能進一步在氨基酸脫羧酶的作用下生成生物胺，生物胺含量過高容易引起食品中毒等風險危害。關于食品中生物胺的含量規定，組胺不得超過100 mg/kg，酪胺不得超過100 mg/kg[62]。Wang等[63]將由乳酸菌、葡萄球菌和酵母菌組成的混合型商業發酵劑接種于發酵香腸中，結果較自然發酵組能顯著減少組胺含量和總揮發性堿氮含量。而關于在香腸中添加木糖葡萄球菌，Ansorena等[64]在產品中未檢測到對照組存在的2-苯乙胺、腐胺、組胺和色胺。在混合微生物發酵劑對川式香腸的影響方面，孫霞等[65]研究其對川式香腸發酵生物胺含量的影響，研究表明除苯乙胺含量無變化外，添加混合發酵劑的實驗組色胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺和亞精胺這6類生物胺的含量均極顯著低于自然發酵組（P<0.01），且生物胺含量均低于100 mg/kg的限量標準。

5.2 對硝鹽殘留的影響

亞硝酸鹽常用于提升腌臘肉制品防腐和保色效果，但由于亞硝酸鹽在微生物和酶的作用下可轉化為亞硝胺，高劑量的亞硝酸鹽通常因強毒性被限制添加于食品中，國家食品安全標準中規定亞硝酸鹽限定值為30 mg/kg，目前已有研究表明，微生物發酵劑具有降解硝鹽的作用，例如Wang等[59]接種L.sakei乳酸菌于中式香腸中，實驗證實了在初始添加量為100 mg/L的同等條件下，接種乳酸菌的中式香腸實驗組隨著發酵干燥時間的推移，亞硝酸鹽含量迅速降低至9.6 mg/L，而不含乳酸菌的對照組為32.1 mg/L，研究表明實驗組產品中的硝鹽殘留極顯著低于對照組。乳酸菌和微球菌同樣也被證實對亞硝酸鹽降解的效果顯著[66-67]。

5.3 對自由基的影響

腌臘肉制品在儲藏過程中常面臨脂肪過度氧化的問題，而西式發酵香腸中常添加微生物制劑輔助發酵，有研究表明微生物發酵劑對發酵香腸有提高肽抗氧化活性、清除自由基的作用，從而實現發酵香腸的長久保存[68-69]。關于自由基清除機理以乳酸菌為例：乳酸菌所存在的抗氧化酶是清除超氧陰離子自由基的重要酶促防御系統[70]。馮美琴等[71]研究了3株乳酸菌菌株（植物乳桿菌NJ107和KM119、發酵乳桿菌GZ114）在中式香腸中的體外功能特性，實驗證實了3 株乳酸菌不僅具有體外抗菌活性，其中發酵上清液的自由基清除能力和還原能力顯著提高（P<0.05），對比3種乳酸菌發酵菌株，GZ114自由基清除活性最強。

6 結論與討論

在腌臘制品中添加微生物發酵劑，可通過對產品感官品質、理化指標、風味物質、微生物特性等的影響以改善產品品質，但其功能因不同的產品及不同的發酵劑而有所差異，例如西式發酵產品與中式腌臘制品因其發酵干燥工藝有較大差異，有的中式腌臘肉制品中由于高鹽或重度煙熏將不利于微生物作用的發揮，此外，中式腌臘制品的快速脫水干燥導致Aw的迅速下降，也將抑制微生物的發酵進程，使產品呈現一種“淺發酵”的狀態，微生物展現的特性也與常規發酵有顯著的差異[72]。盡管如此，在中式腌臘制品中添加微生物發酵劑的研究已顯示出改善產品風味、抑制氧化酸敗、降解硝鹽和生物胺、延長產品保質期等作用，表明應用微生物發酵劑提升腌臘制品品質和安全性是可行的。

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