發(fā)酵肉制品的微生物生物化學(xué)

    傳統發(fā)酵肉制品的微生物來(lái)源于環(huán)境中隨機感染。這些微生物菌群主要是微球菌、凝固酶陰性的葡萄球菌、鏈球菌和乳酸桿菌。在香腸加工過(guò)程中，上述微生物可分別來(lái)自特定的香腸配料和生產(chǎn)的各單元操作。食鹽和其他腌制劑的加入有利于這些微生物的生長(cháng)，而抑制原料肉中的微生物菌群。肉餡的冷處理、腸衣包裹隔絕氧氣和煙熏過(guò)程都有利于有益發(fā)酵型微生物的生長(cháng)。

    雖然微生物的生長(cháng)一般不會(huì )直接導致高活力的酶促反應，但它們高濃度的活細胞代謝將引起原料肉大的變化。通過(guò)添加發(fā)酵劑提高有益微生物的起始數量，增加微生物的代謝活性，引發(fā)肉制品的理化變化，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵肉制品。

    大多數微生物能夠利用碳水化合物作為生長(cháng)的能量來(lái)源。假單胞菌、酵母菌、霉菌、微球菌等微生物能在肉的表面好氣生長(cháng)，并將糖類(lèi)物質(zhì)徹底地氧化為二氧化碳和水，或者非徹底氧化生產(chǎn)有機酸。碳水化合物徹底氧化的產(chǎn)物對產(chǎn)品的顏色和風(fēng)味有一定的影響，然而微生物在這些反應中獲得了充足的能量，并通常形成莢膜，使表面成膜發(fā)黏。這種黏性物質(zhì)可以阻止氧氣的傳遞或者聯(lián)合其他的原因而使氧化反應不能徹底進(jìn)行，這可能是發(fā)酵肉制品中厭氣性微生物普遍的代謝方式。此外，與腌制有關(guān)的發(fā)酵肉制品中許多微生物不能徹底氧化碳水化合物，必須依賴(lài)于發(fā)酵作用來(lái)維持生長(cháng)。

    自然發(fā)酵肉制品中微生物主要是一些乳酸細菌、能耐受亞硝酸鹽的細菌。同型乳酸發(fā)酵菌能代謝碳水化合物產(chǎn)生乳酸，并導致產(chǎn)品低pH，而出現酸味。異型乳酸發(fā)酵細菌代謝碳水化合物可形成乙醇、二氧化碳、乳酸、醋酸等代謝終產(chǎn)物。這些組分對終產(chǎn)物的風(fēng)味、顏色和組織結構會(huì )產(chǎn)生不同程度的影響。優(yōu)質(zhì)發(fā)酵肉制品的生產(chǎn)是多種微生物共同生長(cháng)，并通過(guò)控制工藝參數來(lái)調節微生物代謝產(chǎn)物的組分和含量而形成的綜合生態(tài)效應。碳水化合物代謝的微量產(chǎn)物也可能影響發(fā)酵肉制品的風(fēng)味。乙酰是乳酸細菌產(chǎn)生的，它與乳酸混合形成的風(fēng)味就不同于乳酸單獨存在時(shí)的風(fēng)味。此外，一些乳酸細菌產(chǎn)生的多糖也可能影響發(fā)酵肉制品的味道。

    許多微生物通過(guò)胞外或胞內蛋白酶能夠代謝肉中的蛋白質(zhì)、肽、氨基酸。這些蛋白酶和肽酶是一個(gè)復雜的酶系。我們還不能分別確定它們在發(fā)酵肉制品中的專(zhuān)一性底物和特定的反應歷程。微生物產(chǎn)生的水解酶類(lèi)可引起蛋白質(zhì)的液化和溶解。蛋白質(zhì)的水解可以產(chǎn)生各種氨基酸，而氨基酸被微生物進(jìn)一步分解形成胺、脂肪酸和硫醇。這些物質(zhì)存在的量及相互間的比例，對發(fā)酵肉制品的色澤、風(fēng)味會(huì )產(chǎn)生重大影響。

    氨基酸的酶解，通常是氧化脫氨產(chǎn)生氨和α–酮酸。梭狀芽孢桿菌可以使氨基酸發(fā)生氧化還原脫氨產(chǎn)生氨、酮酸和脂肪酸。另一種形式的氨基酸降解是脫羧，形成二氧化碳和胺。其他的微生物酶能分解酪蛋白產(chǎn)生吲哚和其他產(chǎn)物；半胱氨酸和甲硫氨酸的分解可以釋放出硫化氫；精氨酸可轉化為鳥(niǎo)氨酸、二氧化碳和氨；而組氨酸則有多種代謝途徑。氨基酸代謝對發(fā)酵肉制品的影響主要是揮發(fā)性組分的形成。這些揮發(fā)性組分構成發(fā)酵肉制品風(fēng)味和芳香的重要性有待進(jìn)一步研究。肉類(lèi)蛋白質(zhì)的化學(xué)變化所形成的二氧化碳、硫化氫、亞硝酸鹽可直接參與肉品色素的反應而影響肉的顏色。此外，微生物的相互作用，可產(chǎn)生一系列的氧化還原反應。

    一些微生物可產(chǎn)生酯酶水解或分泌氧化酶氧化脂肪，而導致肉制品“發(fā)哈”。但“發(fā)哈”并非由微生物所引起。在發(fā)酵肉制品中水解脂類(lèi)的微生物通常是假單胞菌、革蘭氏陰性桿菌、酵母和霉菌，霉菌還有強烈的脂肪酸氧化降解能力。脂肪水解形成的大量脂肪酸對微生物的生長(cháng)有抑制作用。通過(guò)特定發(fā)酵劑代謝終產(chǎn)物的分析，不飽和脂肪酸氧化會(huì )對微生物產(chǎn)生過(guò)氧化物毒害。 飽和脂肪酸的微生物氧化代謝按β-氧化途徑進(jìn)行。此外，微生物代謝系統中產(chǎn)生的過(guò)氧化物可以催化肉制品中不飽和脂肪酸的化學(xué)氧化。

    雖然蛋白質(zhì)和脂肪的降解極有可能與肉制品的腐敗有關(guān)，但對發(fā)酵肉制品加工工藝和微生物專(zhuān)用發(fā)酵劑的控制與選擇，可以使這些變化朝有利于改善肉制品品質(zhì)的方向發(fā)展，從而生產(chǎn)出品質(zhì)一流的產(chǎn)品。霉菌、酵母菌和微球菌由于它們各自的蛋白酶和酯酶活性而作為發(fā)酵劑被廣泛應用。

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