微生物在传统干腌火腿成熟过程的作用

中国肉业网.中国     http://www.chinameat.cn     2004-9-2 18:47:00

1．传统火腿成熟过程中的菌相分析

1．1．微生物的数量变化
陈士怡等人(1983)研究表明金华火腿精肉层的微生物总量是脂层量13倍(1315×10３菌落数/cm２\Vs\98×10５菌落数/cm２)，但是不同月份的脂层和精肉层的总微生物是随取样月份的推迟呈现减少趋势，并且脂层中的总微生物量下降速度高于精肉层。
Lars.Hinrichsenetal.(1995)对29个分别代表6个不同加工阶段的意大利玻马火腿进行的菌相分析结果如表所示：总体上看肉表面比皮表面微生物多。在BHI琼脂平板计数和DEFT分析间的差异是由于微生物物理及生化状态的不同，在DEFT分析程序中死细胞也被包括在内，而这些细胞不能在BHI培养基上生长，因此随着加工的进行在BHI上的菌落数少于DEFT上的菌落数。另外，即使在火腿加工的最后阶段，火腿肌肉内部仍有8．5×10２微生物存在，而这个数量级的微生物用DEFT法是检测不到的。

表1　处于不同加工阶段，不同部位火腿肉的微生物菌落数的变化 CFU /g
加工时间/d　　　0　　　25　　　　125 　　　　200　　　　375　　　　485
肉面BHI ager　4×107．2×108．4×108．2×108．3×108 ．1×10．8
肉面DEFT　　1×107．8×106．1×108．5×107．3×108 ．1×10．8
皮面BHI ager　1×108．5×107．1×107．3×105．8×103 ．7×10．3
皮面DEFT　　3×107．6×106．1×107．5×105．6×105 ．1×10．5
深层肉组织BHI ager8×103．1×103．9×102．8×102．9× 102．85×10．2
BHI ager-brain heart infusion．DEFT-direct epitfluorescent filter technique( 直接表面荧光过滤技术)
　　CFU，conolyforming units

1．2．菌相分析
陈士怡等人(1983)对常规生产金华火腿微生物进行了定量定性分析，并对几种优势菌进行了 生长、营养特性试验。最终从火腿表层微生物分离鉴定获得霉菌491株，酵母菌86株，细菌1 20株。霉菌中有226株是青霉，159株是曲霉，青霉中产黄青霉、圆弧青霉和蜡叶芽枝霉占优
图1．发酵阶段金华火腿表层微生物菌相变化图 势；酵母菌分属于裂殖酵母属、阴球酵母属等；细菌中芽孢杆菌32株、微球菌属22株，还有 葡萄球菌属、假单孢杆菌属以及黄杆菌属等，针对不同加工阶段的菌相变化见图1。这些微 生物均属于中温型微生物，具有分解蛋白质和脂肪的能力，对腐败菌具有一定的拮抗效应， 可以认为某些微生物和火腿质量存在一定的关系。
Lars.Hinrichsen et al(1995)对意大利传统火腿的细菌和酵母分析情况如以下3图所示：3 d以后，肉表面覆盖着49%的革兰氏阳性杆菌，这些杆菌中一般有过氧化氢酶及氧化酶活性； 29%肠细菌(Enterobacteriaceae)；5%微球菌(Micrococaceae);5%棒状杆菌(Corynebacteriu mspp);4%酵母(Yeasts);12%未知微生物，

图2．肉表面菌落变化
图3．肉皮表面菌落变化
图4．肌肉内部细菌分布 这些微生物逐渐占据主要地位，在125d后它们占据了总菌量95%。即使在211d后仍占98%。在 365d后，成熟产品中：75%革兰氏球菌(无过氧化氢酶及氧化酶活性)；17%微球菌；8%的未知 菌种，酵母及乳酸菌占8%。经过额外的120d的后熟阶段(总加工时间达485d)。
微生物的分布情况仍未改变。Molina etal.(1989a.b.)在干腌及陈化处理的火腿中发现了未 被确切分类的革兰氏阳性菌，在西班牙Serrano火腿中测得26%不定型的链状杆菌(Atypic sr eptobacteria)。
在最初加工阶段中肉皮表面，革兰氏阴性杆菌处于主导地位：微球菌25%；棒状杆菌占7%； 肠杆菌占55%；未知菌种占22%。而且微球菌随后逐渐占据主导地位，并在125d后含量近似为 100%，在365d后的成熟产品中微球菌仍占63%，酵母为6%，未知菌种28%。经历120d的后熟期 后(总加工期达到485d，)，在肉皮表面的微生物菌落数完全改变，此时肠细菌占55%，革兰 氏阳性球菌占41%，微球菌占4%。
另外Carrascosa et al.Lars于1992年试验表明在火腿后熟阶段中无肠球菌存活，而1Hinric hsen et al.(1995)却吃惊地发现了它的存活。根据Baldinl and Raczynski(1979)研究。肠 细菌在产品最初低温、逐渐脱水、含盐量逐渐上升的几星期内检测不到。因此Lars Hinrich sen et al.(1995)的试验结果可以解释为：取样前产品被污染了。另外也可能是细菌分析鉴 定错误。DEFT计数表示肉皮表面的微生物数量下降。这可能导致菌落的某些性质无法测定， 从而导致错误的分类。
火腿肌肉内部的微生物在加工第3d后，革兰氏阴性棒杆菌占总菌落数的55%；未知菌种24%； 微球菌占14%。在25d后，微球菌占83%并在211d后仍占主导地位。在365d后变为：65%的革兰 氏阳性球菌，22%的微球菌。经过120d的后熟期后(总加工时间达到485d)，微球菌(Micrococ caceae)又占据主导地位；占总菌落数的93%。而且从1971年到1993年期间，微球菌不断被很 多研究者分别在玻马火腿和西班牙火腿中测得。另外，Lars.Hinrichsen etal.(1995)研究 显 示：在整个加工过程中火腿内部微生物菌落数量是随革兰氏阳性菌的交替分布而变化的，所 以产品中微生物的作用是极其复杂的，可能是总菌落中每一个菌落都对产品风味有所贡献。 腐败火腿中微生物分析与485d后的火腿完全一致。还有微生物分析显示：在切片火腿深层肌 肉柔软部位有腐败产生，但结果并不明显。对它进行特殊的细菌分离发现了革兰氏阴性菌。 
总之，火腿常规生产从鲜腿进入腌制期，由于腿中含水量大，盐分较高，温度8～10℃， 分离到的微生物以数量不多的细菌为主，特别是适应性较强的芽孢杆菌和嗜盐性微球菌属较 多。此后火腿经洗晒风干后进入发酵前期，此时火腿水分变化不大，温度略为上升(15～2 0℃)，金华火腿面出现青霉、芽枝霉；发酵中后期火腿含水量下降，温度上升到25～30℃此 时霉菌生长处于优势地位，特别是曲霉数量急剧上升。

2．微生物与火腿风味的相关性
传统火腿传统生产过程中盐腿上有大量微生物生长，其中有对火腿质量有害的菌群，也有对 火腿风味形成有益的菌群，针对这种观点很多研究者做了大量研究工作。

2．1．微生物对火腿风味的有害影响
2．1．1．霉菌
很多研究者已经对不同的完全成熟火腿上的真菌做过详细研究，分离到的菌株绝大部分为青 霉菌属(Penicillium)和曲霉菌(Aspergillus)属。其中以Nunez et.al.,(1996)的研究具有 代表性，他主要考察了伊比丽亚火腿成熟过程的真菌菌落变化情况和自然成熟上霉菌的产毒 情况：与微球菌和酵母在伊比丽亚火腿中的变化情况，霉菌在成熟过程中数量增加， 腌制以后仅分离到P.commmune属。只有当火腿表面Aw达到0．88～0．79时，曲霉属和散囊菌 属开始占据主导地位，因此可以通过控制火腿最终Aw值来减少曲霉属可能造成的危害。另外 ，在成品中处于优势地位的散囊菌属在整个加工过程中均有存活。有很多研究者考察了青霉 属、曲霉属和散囊菌属在低水分活度或低相对湿度的成熟过程中的演变：曲霉仅在成熟初期 仍有存活，然而散囊菌属在伊比丽亚火腿整个成熟过程及成品中均有存活。随着时间的推移 ，散囊菌属/曲霉属比值逐渐增加。毒性试验表明产毒霉菌发病率和毒性水平同其它肉制品 中所分离到的真菌相当。
总之，在传统火腿整个成熟过程中均有真菌存活，其中包括产毒素霉菌，因此霉菌对火腿加 工具有双重作用：一是它可以对火腿风味和外观产生有益作用；二是霉菌也分泌毒素。所以 在加工过程中应当采取措施抑制有害霉菌地生长，但是这些措施通常也会抑制有益菌地生长 ，采用不产毒素的菌株作为发酵剂可以解决这一问题。
2．1．2．肠细菌
在Serrano火腿微球菌是普遍存在的菌落，葡萄球菌处于主导地位，通常我们把肠细菌科作 为卫生指标菌，M.E.Marin et.,al.(1996)考察了肠细菌在传统火腿的演变，以评价加工过 程及产品的卫生状况。肠细菌在低温、逐渐脱水及盐浓度增加的腌制过程中至少下降了两个 数量级，需氧嗜温菌在腌制过程中有所上升，腌制过后肠细菌菌落数下降到10cfu/g以 下，成品中嗜温菌菌落数为104cfu/g。不恰当的腌制方法会使火腿滋生腐败肠细菌，最终导致火腿在腌制结束前发生腐败。

2．2．微生物对火腿风味的有益影响
金华火腿传统生产过程中火腿上有大量微生物生长，其中有对火腿质量有害的菌群，也有对 火腿质量有益的菌群，所以在火腿成熟过程中进行抑菌试验对于考察微生物活动与火腿质量 间的关系是很有意义的。陈士怡(1980)在金华火腿微生物的人工接种及缩短生产周期的初步 试验表明：以分离到的青霉4号接种和以1%苯甲酸抑菌的两组质量较好；缩短火腿生产周期 的模拟试验有一定成效，由原来的8～10个月缩短到4个月；经火腿的感官评定和游离氨基酸 分析表明，质量与常规生产的相比无显著差异。这可能是由于青霉4号对有害微生物有抑制 作用，从而保证了火腿质量，与抑菌组的作用相似。他的试验不足在于：各个处理组的样品 数量太少(青霉4号接种最多有10个，75%酒精抑制菌最少只有3个重复)不足以充分说明问题 。
Lars.Hinrichsen et al.于1995年取了29个分别代表6个不同加工阶段的玻马火腿做为样品 考察微生物与火腿风味形成间的关系。大量的挥发性物质，化学变化，感观评定表数据以及 分离到的微生物数量显示火腿风味形成分为两个阶须：第一阶段包括，腌制、干制及成熟初 期，主要发生自动氧化；第二阶段包括，火腿成熟及后熟过程，主要是微生物的次级代谢特 别 是氨基酸代谢过程。主要是在它的次级代谢风味物质形成，如带甲基分支的醛、次级醇、甲 基酮、乙基酯、二甲基三硫化合物。
为了明确微生物对产品风味的影响，我们还要弄清产品中都发生了哪些与微生物有关的化学 反应。传统火腿加工中最显著的变化是：产品水分下降，盐分上升；相比之下，硝酸盐、亚 硝酸盐、pH值的变化很少。但也有例外，如Huerta et al.(1988)在西班牙干腌火腿中就观 察到了硝酸盐及亚硝酸盐浓度上升。在玻马火腿没有这种现象是由于肉中硝酸还原细菌作用 的结果，并且很多人在其它干腌火腿也发出了同样结果。腐败火腿比完全成熟火腿的pH值略 有上升，这应是火腿中蛋白过度水解造成的。
相关挥发性风味物质形成过程：甲基分支的醛可以由微生物生成，如代谢L—亮氨酸生成3— 甲基正丁醛、L—异亮氨酸生成2—甲基正丁醛和L—Val生成2—甲基丙醛。Ventanas et al( 1992)推测在由二酮存在及低水分活度情况下甲基酮也可以通过Stecker degradation 途径 生成。然而Belitz and Grosch(1986)的研究提出，这些反应通常在高温或高流体静水压条 件下发生。而这与火腿加工条件是不相符的。众所周知，羰基化合物和次级醇可经以下途
径生成：先是游离脂肪酸β—氧化，再经硫代水解酶水解生成β—酮酸(不同微生物会生成 不同的酮酸)。Gottschalk(1985)指出β—酮酸也可脱羧基生成甲基酮，或进一步还原生成 相应的次级醇。乙基酯由乙醇和羧基酸的酶促反应生成。微生物代谢可以生成乙基酯。Gott schalk(12985)明确提出：正是微生物导致发酵香肠中生成乙基酯。他认为挥发物中的二甲 基三硫化合物是由微生物的肽及氨基酸代谢生成的。
从以上分析，我们可以认为：微生物对玻马火腿的风味形成起重要作用。因为几乎所有与火 腿风味有关的物质都可由微生物的次级代谢生成(特别是氨基酸代谢)。在试验中已被观察到 的硝酸盐还原活性证明火腿中的微生物确实有活跃的代谢作用。另外，自动氧化似乎并不重 要，因为它所产生的物质对火腿风味贡献不大。但是在玻马火腿风味形成中微生物所起的确 切作用还是不清楚。Lars 1.Hinrichsen et al在处于不同加工阶段的玻马火腿中分别检测 出几种不同的微生物菌落，其中大部分是微球菌。然而，我们却无法判断出，究竟是哪一种 微生物起主要作用，到底是微生物生成的酶重要还是肌肉内在固有酶重要。

参．考．文．献
1．Lars L.Hinrichsen and Susanne B.Pedersen Relationship amon g Flavor,Volatile Compounds,Chemical Changes,and Microflora in ItalianType Dry Cuired Ham during Processing J.Agric.Food Chem,1995,(43)2932～2940
2．陈士怡，等．金华火腿微生物研究．杭州大学学报，1980，(3)
3．Carrascosa,A.V.et.al.,Distritution of microoganism on the surface of Spanish drycured hams.Fleischuirtschaft,1992(72):1008～1010
4．M.E.Marin et.,al.Characterization of Enterobacteriaceae srains isolated durin g indusrial processing of drycured hams.Food Microbiology,1996,(13):375～381