微生物在肉制品加工中的应用
1.发酵肉制品的种类
发酵肉制品是指经过腌制的肉在自然或人工条件下通过微生物的发酵作用，形成具有特殊风味、色泽并且保质期大大延长的肉制品。肉制品发酵过程中微生物可以将蛋白质降解为更利于人体吸收的氨基酸，并且会合成维生素、双歧杆菌素等有益成分，形成独特的风味；另外由于益生微生物的存在可以抑制致病菌的生长，并可降解某些亚硝酸胺，因此可以延长产品保质期以及保证食品质量安全。
发酵肉制品已经有大约2000年的历史，目前主要分为以下3类：
(1)发酵香肠
发酵香肠是发酵肉制品中所占比重最大的一类，它是将绞碎的肉和动物脂肪连同盐、糖、香辛料以及发酵剂混合后灌入肠衣，再经发酵制成的具有稳定的生物特性和典型发酵香味的肉制品。
(2)生火腿
以金华火腿和宣威火腿为代表，分为带骨和不带骨2大类。生火腿具有较强的发酵风味和较低的aw值，可常温保存。
(3)传统腌腊肉
是指采用传统方法将肉经过腌渍、风干后形成具有特殊香味，可以长期保存的发酵肉制品，在我国南方较为常见。
2.发酵肉制品风味来源
风味是指产品入口后经过一系列反应产生的整体感觉，通常包括嗅觉、味觉和三叉神经处的感觉等。发酵肉制品的风味来源主要有3个，分别是：生产过程中添加的风味成分，如各种香料；微生物发酵剂降解蛋白质、碳水化合物以及脂类形成的挥发性物质，如分支醛、苯乙醛、丁二酮、2-丁酮以及脂肪酸等；脂肪自身氧化形成脂肪酸等非微生物参与的化学反应。
发酵肉制品的风味会受到原料、发酵剂以及加工条件等多种因素的影响，如陈婉珠、芮汉明等研究发现，广式腊肠中与风味有关的物质60%来自于脂肪氧化形成的糖基化合物和其它一些小分子物质，形成于加工后期。章建浩、周光宏等分析金华火腿的加工工艺发现，蛋白质经水解后形成大量游离氨基酸、发生Maillard反应和Strecher氨基酸反应，形成了大量的挥发性风味物质。张亚军、陈有亮分析传统干腌火腿脂类的氧化机理发现，在传统干腌火腿中脂类的水解和氧化没有使肉类发生腐败，反而产生了独特的风味物质。吕兵、章军等对乳酸菌发酵香肠的风味物质分析后发现，采用乳酸菌作为发酵剂发酵后形成的乳酸可以形成香肠典型风味，而蛋白质水解后形成的氨基酸则是香肠鲜味的主要来源，脂类等物质经降解和氧化后形成的羰基化合物则是某些特殊香味的来源。
3.微生物发酵剂的作用及种类
作为微生物发酵剂的微生物通常能够耐受食盐和亚硝酸盐，无致病性，可以固态发酵并且发酵产物无异味。微生物发酵剂在发酵过程中具有如下几种作用：
(1)乳酸菌可以发酵产生乳酸，降低体系pH值，减少腐败，改善组织风味；
(2)促进发色，微球菌和乳酸菌联合作用将硝酸根还原为NO，NO与肌红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白，使发酵肉制品呈现腌肉的特有色泽；
(3)发酵剂中的优势益生菌会抑制杂菌生长并还原H2O2，防止氧化变色；
(4)乳酸菌发酵产生乳酸后降低体系pH值，可以减少致癌物质亚硝胺的形成；
(5)发酵作用可以抑制如沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌等致病菌的生长。
微生物发酵剂使用时通常是在制馅时直接接入肉料中，霉菌发酵剂则是灌装后接种于肠体表面。根据微生物的种类，微生物发酵剂可以分为细菌发酵剂、酵母发酵剂和霉菌发酵剂等几大类。
（1）细菌发酵剂
①乳酸菌
乳酸菌是利用糖类产生乳酸的一类细菌。1940年美国的L.B.Jenson首次描述了乳酸菌在发酵香肠中的应用，并申请了专利。采用纯培养微生物进行肉制品发酵技术逐渐被广泛应用。乳酸菌具有较强的耐酸性，产酸率高，并且可以抑制有害微生物，是发酵过程中常用的微生物发酵剂种类。常用的乳酸菌有乳酸杆菌属和乳酸片球菌属。
乳杆菌为革兰氏阳性细菌，是最早从发酵肉制品中分离到的微生物，在天然发酵中占主导地位，但不能在人工发酵中作为优势菌株。植物乳杆菌是欧洲最早采用的肉制品发酵剂[11，12]，现代工业也被广泛应用。乳杆菌具有与多种微生物协同发酵的特性，还可以改善食品风味以及安全性。Hugas从西班牙15家公司生产的发酵香肠中共分离获得254株乳酸菌，其中最多的是清酒乳杆菌和弯曲乳杆菌，这2种菌种也是发酵香肠第二代发酵剂中应用最广泛的乳酸菌。
啤酒片球菌由于其生长快、耐低温、且最适生长温度为43—50℃，经常被用来生产夏季香肠，是最早用于肉类发酵的微生物。张兰威，刘晓丽等报道，片球菌的代谢产物可以使肉制品中的蛋白质发生某些特殊变化，形成独特的风味物质，而这种风味物质是目前人们无法采用化学试剂调配出来的。片球菌发酵剂已成为目前欧美国家发酵肉制品的主要发酵剂。
②球菌属
用作发酵剂的球菌主要有微球菌和葡萄球菌，其中肉色葡萄球菌 (Staphylococcus caunosus)、木糖葡萄球菌 (S.xylosus)和变异微球菌 (Micrococcus variabs)应用最为广泛。这些球菌通过分解蛋白质和脂肪使发酵肉制品具有独特的发酵风味，并且可以将硝酸盐转化成亚硝酸盐从而改善产品色泽及延缓酸败。由于微球菌在发酵过程中需要氧气且产酸速度较慢，美国使用较少，欧洲国家则与乳杆菌结合使用。通常情况下微生物发酵剂中小球菌与葡萄球菌是搭配使用的。
（2）酵母发酵剂
酵母菌也是微生物发酵剂中通常包含的一种成分，其中最常用的是汉逊氏德巴利酵母(Dabaryomyces hanseii)。发酵剂中酵母菌的主要作用是利用其兼性厌氧功能去除发酵体系中的氧气，并在厌氧条件下降解蛋白质和脂肪，形成酵母菌发酵特有的风味。
（3）霉菌发酵剂
霉菌也是人们在自然发酵肉中发现并应用于人工发酵的一类微生物，主要是青霉属，包括产黄青霉(P.chrysogenum)、纳地青霉(P.nalgiovense)、白地青霉 (P.cundidum)和娄地青霉(P.roqueforti)。与前面介绍的几种微生物发酵剂不同，霉菌发酵剂并不是直接加入肉料中，而是将其接种至肠体表面。霉菌通常生长旺盛，可以合成多种酶类，它在发酵过程中的主要作用有：(1)在肠体表面旺盛生长后形成一层膜状结构，抑制杂菌的侵入和生长并抑制水分蒸发；(2)霉菌产生的蛋白酶、脂肪酶可以降解多糖和脂肪，形成特殊风味物质；(3)霉菌在表面的生长可以隔绝体系内的氧气，防止氧化酸败。Garcia M.等人从西班牙发酵香肠中分离到了青霉(Penicillium)和毛霉(Mucor)。
由于不同微生物的代谢功能各不相同，因此微生物发酵剂通常不仅仅只含有一种微生物，而是多种微生物的混合物，利用各菌种之间功能的互补提高产品的风味及质量。在微生物发酵剂中乳酸菌通常是不可或缺的，人们可以根据对产品色泽、风味的要求按一定的比例添加小球菌、葡萄球菌、酵母菌或者霉菌，但在添加时需要考虑微生物之间的相互作用如拮抗性等，并且还要根据配料的要求对菌种进行选择。
4.微生物酶制剂在肉类发酵中的作用
微生物不仅可直接用于发酵，它们合成的各种酶类也可作为添加剂改善产品的特性和品质，如微生物蛋白酶抑制剂(又称微生物蛋白酶嫩化剂)、微生物防腐剂和谷氨酰胺转氨酶等。
微生物蛋白酶嫩化剂是专门用于嫩化肉类的生物制剂，主要成分为蛋白酶，这些蛋白酶在合适条件下降解胶原纤维和结缔组织中的蛋白质特别是弹性蛋白质，极大提高了肉品的嫩度，使其更加柔软多汁、易消化。随着人们生活水平的提高，人们对肉类的品质要求越来越高，肉类嫩化的工艺研究逐渐成为热点之一，目前人们已经能够从枯草杆菌、米曲霉、黑曲霉、根霉等多种微生物以及一些植物中提取蛋白酶作为嫩化剂。
随着市场的扩大，肉品的保质期成为肉品品质的重要指标。由于早期化学添加剂对人体健康的影响，生物保鲜防腐剂越来越受到人们的重视,如抗革兰氏阳性细菌的乳酸链球菌素(Nisin)、溶菌酶、纳地霉素、红曲色素、枯草杆菌素等微生物制剂均体现出较好的抗菌活性，具有良好的保鲜功能。
谷氨酰胺转氨酶能够催化蛋白质分子间或分子内的酰基转移反应。1989年日本味之素公司首先从Streptoverticillum S-8112菌株中分离到了这种酶，并于1993年开发成为食品酶制剂投入市场。这种酶制剂可以改善肉制品的质构、提高出品率和原料利用率，还具有一定的保健功能。
5.微生物在肉类加工中的安全性
传统发酵肉制品中的微生物往往来源于原料自身或仪器设备中污染的微生物，因此产品的质量不稳定，品质不易控制，并且可能存在某些致病性微生物从而影响其安全性。近年来食品质量安全越来越受到人们的重视，现代肉制品工业生产中需要对产品质量进行严格的把关，这就需要我们对工艺流程中各种微生物的生长条件、状态进行严格的控制，检测生产过程中微生物相关的指标，最大程度消除病原菌的污染。总之，我们要对原料、发酵剂种类、加工工艺参数等方面进行认真的分析和严格的管理，并对最终产品进行严格的质量检验才能投入市场。
来源：中国食物与营养，仅供学习交流