腊肠品质形成机理及其调控研究进展

王卫+宋浪+张佳敏+张崟+熊伟

摘 要：风干腊肠与其他传统腌腊肉制品一样，可归类于发酵肉制品，其产品风味和质量特性取决于风干过程中脂肪氧化、蛋白质降解及碳水化合物分解等的综合作用，在此过程中微生物的参与不可或缺，并对腊肠的特有品质和可贮藏性的形成具有重要作用。但传统加工方式可能存在安全隐患，例如生物胺和致病菌的产生或残留等一直受到高度关注，因此，对腊肠基于微生物参与的品质形成和调控过程的研究，对指导传统肉制品品质和安全提升将具有重要意义。本文以总结发酵香肠的风味形成及其调控研究为基础，对腊肠品质的形成机理及其调控研究进行了概要综述，并对未来的研究重点进行了展望。

关键词：腊肠；品质形成；微生物；调控

Abstract： Like other traditional cured meat products in China， air-dried sausages can be categorized as fermented meat products. The flavor and quality attributes of air-dried sausages are determined by a combination of lipid oxidation and protein and carbohydrate breakdown during the air-drying ripening process. Microorganisms are indispensably involved in this process and play an important role in the development of unique quality traits and storability in air-dried sausages. However， the traditional processing technology may pose potential health hazards such as the occurrence and retention of pathogenic bacteria and the formation of biogenic amines， which is always a matter of great concern. Accordingly， studying the development of sausage quality and the regulation of the process based on understanding microbial involvement in this process will be of great significance to enhance the quality and safety of traditional meat products. This article provides an overview of recent studies on the mechanism and regulation of the development of air-dried sausage quality. Moreover， the focus of future studies is presented as well.

Key words： Chinese sausage； quality development； microorganism； regulation

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201705010

中图分类号：TS251.7 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）05-0051-04

腊肠等腌腊肉制品是我国传统特色肉制品的典型代表，以其历史悠久、易于加工贮藏、消费面广且风味独特而闻名。传统腊肠是在温度较低的农历冬月（十一月）和腊月通过自然挂晾风干而制成，其风味远优于现代工业化生产的快速烘烤干燥产品。研究表明，这类自然风干腊肠与中国其他传统腌腊肉制品一样，可归结为发酵肉制品，其产品风味和质量特性取决于风干过程中脂肪氧化、蛋白质降解及碳水化合物分解等的综合作用，在此作用进程中微生物的参与不可或缺，对腊肠的特有风味和可贮藏性的形成发挥一定作用，这也是风干传统产品比工业化产品更受消费者喜爱的原因之一[1]。但传统加工方式可能存在安全隐患，例如生物胺和致病菌的产生或残留等，因此对腊肠基于微生物参与的风味形成和调控过程、通过添加微生物发酵剂的生物调控过程以及为提升腊肠品质和安全而进行的工艺改进研究受到关注[2]，在利用微生物发酵剂改善产品风味、确保产品安全的研究上也进行了富有成效的探索[3]。本文以概要综述腊肠风味形成和调控研究为基础，对腊肠的未来研究方向进行了展望。

1 腊肠品质形成机理研究

中国腊肠在加工方法和产品特性上与西式发酵香肠类似，将原料肉绞细并与辅料混合后灌入天然肠衣，经自然风干即成，均属于低水分活度（water activity，aw）值和/或低pH值的中间水分食品（intermediate moisture foods，IMF），其风味特性和可贮性是最为重要的品质特性，而风干过程中脂肪氧化、蛋白质降解及碳水化合物分解等的综合作用是决定产品风味的关键因素[4-5]。对西式发酵香肠的分析表明，其含有的风味物质包括醛、酮、醇、酯、酸、呋喃类，以及含硫化合物、芳香族化合物等，其形成机制早已被深入揭示。鉴定也表明，中式腊肠的挥发性风味物质在50 种以上，主要以醇类、酯类和醛类为主[6]。目前认为，这些风味物质的来源主要基于微生物过程或非微生物过程的蛋白质降解、脂肪分解和碳水化合物降解3 种途径。微生物蛋白酶水解或内源性组织蛋白酶水解均可促进发酵肠风味形成[7]。研究显示，微球菌、乳杆菌和片球菌等富含蛋白酶的微生物有助于发酵肉制品中非蛋白氮含量的升高，从而改善产品风味，与此同时内源性蛋白酶也具有一定的协同作用，甚至还与其他酶有关[8-9]。脂肪水解和（或）氧化产生的醛类、酮类、酯类等物质也是形成发酵香肠风味的重要基础，为此组织脂酶在脂肪水解中起关键作用，60%～80%脂肪水解均是由此酶所致[10-11]。对中式腊肠的研究表明，风干贮藏过程中脂肪氧化与风味相关的脂肪酸呈极显著正相关，总挥发化合物中约有60%来自于脂肪氧化[12]。碳水化合物降解产生的酰、酸、酮、醇、酸等多种低分子挥发性化合物与发酵香肠风味的形成有密切关系[13]，而微生物發酵主导的糖类分解产生的乳酸等的积累和pH值下降能够促进蛋白质溶解，对发酵香肠的质构和特有风味的形成也扮演了重要角色[14]。

有关发酵香肠中微生物及其对产品风味和质量的影响，以及微生物类型及其作用机制的研究已经相当深入。例如发酵过程中微球菌和非致病性葡萄球菌中丰富的蛋白酶和脂肪酶将蛋白质和脂肪分解为氨基酸和脂肪酸，对香肠风味形成有重要影响；而乳酸菌作为优势菌，在产香、抑菌、改善质构等方面更是发挥着主导作用。且对于不同类型的发酵肠，其微生物菌群以及对产品特性的影响也各有不同。对中式腊肠的研究表明，传统风干的产品与西式发酵制品极为相似，较长时间的风干也伴随发酵成熟过程，尽管在此过程中微生物的作用不如西式产品那样至关重要，也不会导致pH值的大幅度变化，但对产品特有风味及感官特性的形成也不可或缺。分离鉴定显示其中存在大量的乳酸菌和微球菌，在腌制阶段乳酸菌略占优势，而在风干发酵以及此后阶段微球菌和非致病性葡萄球菌作用更强[15]。传统四川腊肠与其他发酵肠和腊肠比较，除原、辅料的差异外，加工季节特殊的温度、湿度、风速及环境等风干条件也会对产品特性产生影响，在此进程中微生物对风味物质的形成及调控有其显著的特点[3]。

2 腊肠品质及安全性调控研究

传统腊肠的aw值较低，因而具有较佳的微生物质量稳定性，但也存在Salmonella、S.aureus、L.monocylohenes和E.coli O157：H7等残留的隐患。此外，氨基酸脱羧酶催化游离氨基酸形成生物胺，以及作为香肠添加剂的亚硝酸盐与次级胺结合形成亚硝胺，也将影响香肠的食用安全性[16]。腊肠在传统风干加工条件下存在的安全隐患主要为硝胺、生物胺、苯并芘、过氧化物以及大肠菌群、沙门氏菌、霉菌等的生成或残留，这也是腌腊制品安全性受到非议的重要原因[4]。研究[17]表明，通过微生物调控可显著抑制发酵香肠中的不利微生物和有害物，例如接种L.sakei和P.pentosaceus等可大大降低发酵香肠中酪胺和腐胺等的残留，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和单增李斯特氏菌也可受到显著抑制。在中式腊肠中添加L.plantarum、P.pentosaceus等发酵菌，可显著抑制各种生物胺的积累，促进肉馅发色及分解过氧化物，从而对改善产品色泽及延缓酸败等发挥作用[18-19]。张慧超等[20]将从新疆熏马肠中分离的优势菌做为发酵剂，其表现出对生物胺的显著抑制作用。

其他研究者将植物乳杆菌（LP-L134-1-P）和肠膜明串珠菌（LM-L134-1-PLP）应用于降解亚硝酸钠，将微球菌、乳杆菌和片球菌等用于提升发酵香肠的非蛋白氮含量[21-22]，甚至通过适量添加微生物发酵菌加速中式腊肠中脂肪的降解和氧化，促进风味物质的生成，以及提升产品总体品质和安全性。在非微生物调控上，添加脂肪酶、海藻酸钠、迷迭香提取物等，以及低温与真空包装的结合，在实现抑菌、抗氧化、延长保存期和改善产品风味等方面也显示出显著的效果[23]。

在发酵香肠和腊肠品质调控上，基于栅栏技术（hurdle technology）的调控研究成为该领域基础研究的前沿。该技术建立于Leistner[24]长期对食品特性和安全性研究结果的基础上，根据栅栏技术的原理，不同的食品有独特的栅栏因子（hurdle factor）的相互作用，2 个或2 个以上栅栏因子的作用不仅仅是其单一栅栏作用的累加，食品的风味特性和可贮性等可通过2 个或更多个栅栏因子的相互作用而得到保证或提升。所有食品工艺手段均可归结为F（热灭菌）、t（低温）、aw（水分活度）、pH（酸化）、c.f.（微生物菌群竞争）、Eh（氧化还原）和Pres.（防腐剂）等几个栅栏因子，其复杂交互作用控制着特有感官和风味的形成，决定了微生物的腐败、产毒或有益发酵，Leistner等[25]将这一机制命名为栅栏调控或栅栏技术。对发酵香肠的深入研究表明，保证其产品独特风味和优质可贮的栅栏因子包括aw、pH、c.f.、Eh和Pres.。每一因子均可对产品质量起到栅栏式控制，且每一因子都有其特定的影响阶段，并按一定顺序及不同强度与其他因子交互作用。以此为依据，通过现代技术实现主要栅栏因子的调控，以及与微生物预报技术的结合，可实现构建于基础理论之上的品质稳定和安全性保障。对传统风干制作的中国腊肠的研究表明，在风干脱水过程中，aw作为主导栅栏因子的同时，伴随一定微生物发酵（c.f.）、较低气温（t）和残氧消耗抑菌（Eh），共同对风味特性和微生物稳定性产生影响，风干进程中微生物发酵作用显著参与了产品特有风味和质量特性的形成，但微生物类型及作用机制与西式发酵香肠有较大区别[16]。西式发酵香肠中的L.plantarum、P.acidilactici和P.cereviar等优势乳酸菌群在腊肠中仅少量存在，风干发酵进程中香肠的pH值仅轻微下降，酸味被认为是次品的标志，而S.carnosus和M.varians等决定风味形成的菌群则被更多的检出，特別是在发酵风干后期及贮藏期，且时间越长含量越高[3]。

近年来，有关腊肠等腌腊肉制品品质特性和安全性调控的研究越来越受到广泛关注，尤其在应用L.plantarum等发酵菌降低腊肠中硝胺和生物胺残留、调控风干发酵进程、改善产品感官和风味特性以及提升产品安全性上取得了成效[26-29]。Wang等[30-31]将Pediococcus pentosaceus、Staphylococcus xylosus、Staphylococcus carnosus和Lactobacillus sake的混合菌种发酵剂应用于风干腊肠的加工，与传统加工产品进行了比较。结果表明，实验产品pH值较对照组略低，但在中式消费习惯可接受范围。而亚硝酸钠、硝胺、生物胺等残留比对照组显著降低，游离氨基酸、挥发性脂肪酸等风味物质显著增多，产品贮藏期内微生物稳定性和安全性指标更佳。进一步对中国腊肉、缠丝兔、板鸭等腌腊肉制品进行的研究，通过添加微生物发酵剂调节c.f.栅栏，并辅以t和aw因子，可在一定程度上有益于产品品质的改善和安全性的保障[32-33]。

3 腊肠品质形成及调控研究展望

目前，有关西式发酵香肠中微生物类型及其对产品风味作用机制的研究已经较为深入，微生物发酵剂的添加也成为稳定产品质量的必要手段。在德国，与中国腊肠属性相同的发酵香肠的加工中，微生物调控的发酵风干工艺已广泛应用，95%以上的产品都是通过添加微生物发酵剂加工而成，大量的有关微生物对产品风味和总体质量特性的调控研究成果也在指导实际生产上发挥了重要作用。而对中式腊肠微生物菌群及其作用机制，特别是微生物菌群对产品风味和质量的特异性影响研究尚处于探究阶段。以往的研究表明，经快速干燥形成的腊肠，其风味形成的主导原因是非微生物因素引起的蛋白质降解、脂肪水解或碳水化合物降解等。而传统风干腊肠产品中的微生物发酵作用对其特有风味及感官特性的形成起着不可或缺的作用，但具体贡献至今仍存在争议。因此，腊肠微生物菌群类型及其作用机制，以及微生物在风味形成和质量特性中的具体贡献将是未来研究的热点问题。对西式发酵香腸栅栏效应机理的揭示，为产品品质调控提供了理论依据，使标准化、安全可控的干香肠类产品的加工实用技术得以广泛应用，甚至成为肉类行业现代技术前沿。中国腊肠在此领域的初步研究证实了以aw为主导因子，并与c.f.、Eh和Pres.等互作形成栅栏效应，在其进程中微生物的作用也得到初步确认，而其调控机理以及与产品品质和安全性的关系的探究将是未来具有挑战性的研究课题，在此领域的进一步研究在传统产品加工工艺的改进和安全性的提升方面也将具有重要的意义。

4 结 语

腊肠等腌腊制品是我国加工和消费量较大的传统特色肉制品，其工艺改进和品质提升成为肉制品行业面临的急迫问题。研究表明，腊肠均属于低aw值和/或低pH值的中间水分食品，与其他传统腌腊肉制品一样，可归结为发酵肉制品，其产品风味和质量特性取决于风干过程中的脂肪氧化、蛋白质降解以及碳水化合物分解等的综合作用，在此过程中微生物的参与不可或缺，对其特有风味和可贮藏性的形成具有重要作用。但传统加工方式可能存在安全隐患，例如生物胺和致病菌的产生或残留等。因此通过微生物发酵、自控流程等实施对传统加工进行现代化改造，以提升产品品质，确保其安全性受到广泛关注。未来应以进一步揭示其产品特性为基础，重点研究微生物对其品质形成和安全性的影响，以及传统加工条件下不利微生物及有害物的成因，探究通过工业化微生物过程干预，尤其是应用栅栏控制和微生物预报等技术提升产品品质和安全性的可能，这对指导传统肉制品实现优质安全化将具有重要的基础理论支撑意义和广泛的实际应用前景。

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