植物乳杆菌对发酵肉制品风味影响研究进展

张新斌　胡炜东　李君冉　张倩

摘 要：植物乳杆菌属于乳酸菌，它常作为发酵食品的起始发酵剂，赋予产品独特的发酵风味。植物乳杆菌在发酵乳制品、蔬菜制品和肉类制品中被广泛应用，它对独特的挥发性风味物质的产生具有重要影响，也具有降低发酵肉制品pH值的作用，从而抑制有害微生物、腐败微生物的生长繁殖，达到延长食品货架期的目的。本文主要综述发酵肉制品中添加植物乳杆菌作为发酵剂对香肠挥发性风味物质的影响以及形成途径，在复配发酵菌种中添加植物乳杆菌，从而改善发酵肉制品风味，为发酵肉制品的研发提供思路。

关键词：植物乳杆菌；发酵；肉制品；挥发性风味物质

Research Progress on the Effect of Lactobacillus plantarum on the Flavor of Fermented Meat Products

ZHANG Xinbin， HU Weidong， LI Junran， ZHANG Qian

（Vocational and Technical College， Inner Mongolia Agricultural University， Baotou 014109， China）

Abstract： Lactobacillus plantarum， belonging to lactic acid bacteria， is often used as a starter culture for fermented food， endowing the product with a unique fermented flavor. Lactobacillus plantarum is widely used in fermented dairy products， vegetable products and meat products. It greatly contributes to the production of unique volatile flavor substances， and reduces the pH of fermented meat products， thereby inhibiting the growth and reproduction of harmful and spoilage-causing microorganisms and finally extending product shelf life. This article mainly reviews the effects of Lactobacillus plantarum as a starter culture on the volatile flavor substances in fermented meat products and the formation pathways of the volatile flavor substances， concluding that mixed culture fermentation using Lactobacillus plantarum can improve the flavor of fermented meat products. Hopefully， this review will provide new ideas for the research and development of

fermented meat products.

Keywords： Lactobacillus plantarum; fermentation; meat product; volatile flavor compounds

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-052

中圖分类号：TS251.5                                       文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2023）09-0070-06

引文格式：

张新斌， 胡炜东， 李君冉， 等. 植物乳杆菌对发酵肉制品风味影响研究进展[J]. 肉类研究， 2023， 37（9）： 70-75. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-052.    http：//www.rlyj.net.cn

ZHANG Xinbin， HU Weidong， LI Junran， et al. Research progress on the effect of Lactobacillus plantarum on the flavor of fermented meat products[J]. Meat Research， 2023， 37（9）： 70-75. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230529-052.    http：//www.rlyj.net.cn

发酵肉制品是指在特定条件下（自然或者人为调控）利用微生物或酶的发酵作用，将原料肉通过腌制、发酵、熏制等一系列加工工艺制成的肉制品[1]，其风味独特、色泽优良且拥有较长的货架期。常见的发酵肉制品有金华火腿、四川腊肉、萨拉米香肠等，大多采用自然发酵进行腌制，细菌、酵母菌和霉菌是参与肉制品发酵的主要微生物。发酵肉中风味物质的产生途径是通过碳水化合物代谢、蛋白质水解和氨基酸代谢、脂质分解和脂肪酸代谢反应形成的。发酵肉制品中应用较多的一类微生物是乳酸菌[2]，乳酸菌存在于几乎所有发酵食品中，单独存在或经常与其他细菌群、酵母和真菌结合。乳酸菌在发酵食品中的主要作用是通过将碳水化合物发酵为乳酸作为主要终产物，使食品基质迅速酸化，从而延长产品的保质期和微生物安全性[3]。它们能利用糖类并将其分解为乳酸，同时伴随有乙酸、丁酸、乙醇、丙酮、

3-羟基-2-丁酮等小分子风味物质的形成，并可以使蛋白质降解产生风味物质的前体肽和氨基酸，常用的肉制品发酵微生物见表1。

植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）是乳杆菌属革兰氏阳性菌，为食品、医药工业重要的微生物[16]，在食品工业中用作奶酪、橄榄和各种发酵食品和饮料的发酵剂，有助于它们的感官特性、风味和质地形成[17]。本文主要对几种常见发酵肉制品中添加植物乳杆菌对其风味产生的影响进行综述。

1 风味影响因素及产生途径

风味包括滋味和香味，作为食品品质的首要评判依据，风味物质主要包括醇类、醛类、酯类、酸类、酮类。其中，醛的阈值低，大多数具有油腻气味。风味物质的分子结构几乎不均匀，含量低，不具稳定性。肉类处于受热状态才会产生风味，生肉只有微弱的香味[18]，不同的味觉特性受不同风味物质的浓度影响[19]。风味由脂肪、碳水化合物、蛋白质等的前体反应形成。风味可以在某些条件下转化为芳烃，分为水溶性和油溶性。游离的氨基酸和核苷酸是主要的水溶性物质；游离的脂肪酸和甘油三酯是主要的脂溶性物质。食品中挥发性风味物质的分离提取方法有同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE）法、固相微萃取（soliid phase microextraction extraction，SPME）法，搅拌棒吸附萃取技术（stir bar sorptive extraction，SBSE）等[20]。其中SPME法因为萃取时不需要加入溶剂，同时操作简便、费用低，因此受到广泛应用。陈红霞等[21]通过SPME技术检测兔肉中的挥发性风味发现，提取醛类种类较多，检测速度较快。运用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪来鉴定发酵肉制品的风味及香气，可有效提高挥发性风味物质的提取效果。王德宝[22]通过GC-MS分析发现，发酵剂组香肠挥发性香气中含有15 种醛类、10 种醇类、8 种酰基、7 种萜类等。发酵剂组比对照组更容易增加香肠的风味物质含量，特有的是己醛、3-甲基丁醛、庚醛、壬醛、2，3-丁二醇和乙酸乙酯。GC-嗅聞-MS（GC-olfactometry-MS，GC-O-MS）能够确定单一风味组分对整体风味的贡献大小，并且也是能够从复杂的混合物中选择和评价气味活性物质的有效方法，谢恬等[23]通过GC-O-MS对五香驴肉进行风味物质提取，嗅闻检测到21 种风味活性物质，但由MS检测出的挥发性物质却有48 种，说明大部分挥发性物质都没有香气特征。

1.1 温度对风味的影响

温度对于肉类来说，能够促进风味的形成，很多风味前体物质会随着温度的升高而发生降解，产生大量的反应中间体，也就是初级降解产物，然后继续发生反应，生成大量的特征香气物质。当半胱氨酸处于加热过程中时，将进行Strecker降解反应生成中间体形态产物，如氨、H2S等物质，能够提供较为丰富的硫源，但是当反应体系中缺乏半胱氨酸，那么硫源则会来自于硫胺素，而木糖对于整个反应体系中各种挥发性物质的产生作用较小，也可以证明在整个反应模式中，半胱氨酸及其降解产物具有重要作用[24]。氨基酸是氮和硫的良好来源。黄倩等[25]发现，西式发酵工艺温度要求较高（30 ℃），所以脂质氧化和微生物代谢更旺盛，挥发性风味物质以酯类、醛类、酸类为主，相对含量以及种类随着温度的升高而升高。

1.2 发酵对风味的影响

发酵剂的添加可以代谢肉中碳水化合物生成乳酸、乙酸等酸类物质，将pH值降低到4.5～5.3，同时会形成乙醚等气味[26]；蛋白质水解主要是内源酶和微生物酶水解肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的过程，水解产生游离氨基酸，为发酵肉制品芳香化合物的产生提供前体物质[27]；发酵肉制品中脂质的分解和氧化是与发酵产品风味密切相关的2 个重要的生化反应[28]。同型发酵途径产生的乳酸几乎是一种独特的最终产物，而异型发酵途径会形成几种香气化合物或香气前体。Beck等[29]研究表明，木糖葡萄球菌和肉葡萄球菌可分解氨基酸和游离脂肪酸，支链氨基酸，如亮氨酸和异亮氨酸可被它们所转化，并产生一些组成最终产品的小分子物质，生成特殊的味道，大大提高最终产品的质量。曹辰辰等[30]通过对植物乳杆菌、模仿葡萄球菌进行复配发现，复配菌株对发酵香肠挥发性风味物质的累积产生了积极影响，酯类、醛类、酸类相对含量较高，改善发酵香肠整体风味。张香美等[31]

通过气相色谱-离子迁移谱对发酵香肠进行挥发性化合物的鉴定和定量，发现将2 株植物乳杆菌与腐生葡萄球菌进行复配后风味物质种类和数量得到明显改善，主要为2-甲基丁醛、乙缩醛、3-甲基丁酸乙酯、三甲基吡嗪、戊醛等呈味成分。郑加旭等[32]使用乳酸菌混合商业发酵剂SA-241改善牛肉干的品质，并增加了产品的风味。

夏小伟[33]通过对液体发酵、干粉发酵与对照组发酵香肠相比较，发现挥发性风味物质鉴定总数差异显著，其中对照组香肠样品检出挥发性化合物34 种，液体发酵组51 种，而干粉发酵组有52 种。

1.3 关键风味化合物

挥发性风味化合物的特征风味不仅与其相对含量有关，也与该物质的感觉阈值有关。烃类化合物是烷基自由基脂质自氧化或类胡萝卜素降解产生的，大部分烃类物质香气较弱或无气味[34]。醇类化合物主要来自脂肪的氧化、碳水化合物的生化代谢及脂肪酸衍生化或羰基化合物的还原，醇类化合物大部分都具有令人愉快的香气[35]；醛类化合物对发酵肉风味的形成具有重要影响，它们的感觉阈值均较低，己醛具有鱼腥和果香[36]，壬醛呈玫瑰香、柑橘香和强烈的油脂气味，癸醛呈甜香、柑橘香、蜡香、花香气味，庚醛呈强烈、不愉快的脂肪味，而辛醛具有比较浓郁的水果味；酮类化合物是通过多不饱和脂肪酸的氧化或热降解、氨基酸降解或微生物氧化而形成的[37]；酯类化合物的形成主要是由于在微生物的作用下醇类化合物和羧酸类化合物发生酯化反应[38]，还有酸类、醚类、酚类等化合物，为肉制品风味作出贡献。

2 植物乳杆菌对发酵肉制品风味的影响

2.1 对发酵鱼肉制品风味的影响

鱼肉具有高蛋白、低脂肪的特点，但同样具有不耐贮藏、易变质的缺点，不利于鱼肉的加工贮藏。从而使得鱼肉加工率较低，不足10%[39]。在鱼肉中添加植物乳杆菌可以促进鱼肉蛋白质水解，提高鱼制品中水溶性蛋白质、水溶性固形物、游离氨基酸和总酸的含量，从而达到改善鱼肉风味的目的，而且在研究中还发现添加植物乳杆菌可以降低pH值，抑制病原菌及腐败菌的生长，增加必需氨基酸的含量和比例，使鱼肉品质得到很大的提高[40]。植物乳杆菌可以利用碳水化合物产生有机酸，如柠檬酸、苹果酸、醋酸等，不仅本身呈味，还能与鱼肉中的醇类物质反应生成具有芳香气味的酯类，也可通过自身的蛋白酶和鱼肉中的内源酶共同作用，产生大量氨基酸和多肽。明庭红[41]通过电子鼻和GC-MS数据分析表明，鱼肉经植物乳杆菌发酵120 h后的脱腥增香效果明显，主要为烃类、醛类、醇类、酮类、酯类、酸类和胺类及芳香类化合物。徐文欢[42]通过添加植物乳杆菌与脂肪酶对比发现，植物乳杆菌组挥发性风味物质含量最高，主要为醛类化合物。

2.2 对发酵牛肉制品风味的影响

发酵牛肉中蛋白质在发酵剂或内源蛋白酶的作用下分解为多肽，进而在肌肉组织的肽酶、氨肽酶等作用下降解为低分子质量肽和游离氨基酸，发酵肉制品中脂肪水解形成的游离脂肪酸是风味化合物的主要来源。

Wen Rongxin[43]在牛肉干中共检测到6 种脂质β-氧化产生的挥发性化合物，包括3 种酮类和3 种醇类，发酵过程中这6 种化合物的含量均显著升高（P＜0.05）。脂肪酸β-氧化途径在某些微生物中首先由一些酶将脂肪酸转化为β-酮酰基辅酶A，然后由硫酯酶将β-酮酰基辅酶A转化为β-酮酸。最后，甲基酮是由β-酮酸脱羧产生的。此外，从相应的β-酮酸中也可以产生1-辛烯-3-醇等仲醇。1-辛烯-3-醇具有特有的蘑菇气味和较低的气味阈值，被认为是发酵牛肉制品中的重要香气贡献者[44]。刘兰[45]通过添加乳清与植物乳杆菌复配发酵剂，检测出成品牛肉干中挥发性风味物质33 种，主要是酮类、酸类、醇类、吡嗪和吡啶类，風味和其他测定成分远高于其他组，对牛肉干风味改善具有明显作用。

2.3 对发酵香肠风味的影响

发酵香肠又叫生香肠，在自然或人工添加发酵剂条件下，经过微生物发酵降低香肠的pH值和水分活度，制成具有独特风味和口感的肉类香肠制品，可不经其他加工直接食用[46]。游离脂肪酸进一步氧化产生的挥发性化合物，如一些醛、醇和芳香烃，通常是造成干熟香肠特有风味的原因。蛋白质水解产生的游离氨基酸直接负责发酵香肠基本味道的形成，也间接导致其特征香气的形成，因为游离氨基酸是许多风味物质的前体[47]。例如，一些支链氨基酸（如缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸）可以转化为挥发物，提供发酵香肠的典型香气，人们普遍认为内源性蛋白酶，主要是组织蛋白酶，在发酵肉类中启动蛋白质水解，而微生物酶的重要性在成熟过程的后期变得更加显著。Xiao Yaqing等[48]发现，接种植物乳杆菌，特别是与木糖葡萄球菌复配后，相比对照组样品，醇、酸和酯类的相对含量更高，这些被认为是中国干发酵香肠独特风味的重要因素，在样品中新生成了几种特征风味物质（如苯甲醛、乙酸、2-戊基呋喃和一些乙酯），已醛（肉制品中腐臭味的可能来源）的产生受到抑制。

魏雅茹[49]通过电子鼻与GC-MS对添加植物乳杆菌后的香肠进行分析，结果表明，形成了更多的醇、醛和酸类物质，3 组香肠共检测出73 种物质，一些外加辅料的挥发性风味物质（α-松油醇、芳樟醇、胡椒烯及茴香脑）均有检出。

2.4 对发酵羊肉制品风味的影响

羊肉风味物质由羊肉风味前体物质经过一系列呈味反应产生，其中起主要作用的是脂质氧化、美拉德反应、硫胺素热降解，其他几种呈味反应对羊肉风味也产生一定影响。乳酸菌产酸的种类也决定产品呈现各类酸味，如苦酸味、刺激酸味、柔和酸味或纯酸味[50]。大多数脂肪酸来自氧化水解、微生物作用，还有为数不多来自美拉德反应，对羊肉风味有较大影响[51]。醇类化合物的味道主要是由于亚油酸所致，亚油酸在肌肉中由脂肪氧化酶和氢过氧化物酶组成，其阈值高于醛[52]。酮类化合物是产生杂环化合物的中间产物，由氨基酸分解、脂肪酸氧化和微生物代谢所形成，过半数具有奶油或水果香味，伴随碳链的增多，味道更好。酯类物质是通过醇和酸的酯化获得的，酯类物质的特征性风味与碳链长度有关，碳原子数小于10的脂肪酸酯会产生果甜味，而长链脂肪酸会更大，有油腻的气味[53]。钟彦成[54]在发酵羊肉干中添加植物乳杆菌检测出挥发性风味物质70 种，主要为醇类18 种、醛类13 种、酯类17 种、酸类9 种、酮类5 种及烯烃类8 种。刘建林等[55]通过GC-MS结合电子鼻、电子舌分析对发酵羊肉干进行风味物质提取，经植物乳杆菌和沙葱发酵成熟后的羊肉干含有主要风味贡献物质27 种，包括异戊酸、乙酸、油酸甲酯、月桂醛、己醛、庚醛、正辛醛、苯乙醇、邻异丙基甲苯等，对羊肉干风味改善明显。

2.5 对其他肉制品风味的影响

米瑞芳[56]将植物乳杆菌添加到发酵酸肉中，利用电子鼻对其风味进行研究发现，植物乳杆菌、清酒乳杆菌和类植物乳杆菌作为发酵剂对酸肉的挥发性风味物质组成产生了重要影响。王梦曼[57]通过GC-MS对发酵鸭肉进行风味物质提取发现，植物乳杆菌发酵鸭肉制品挥发性物质主要为酮类、酯类和酸类等物质。

综上所述，植物乳杆菌单独或复配作为发酵剂后肉制品风味改善明显，大大提高了发酵肉的品质。

3 结 语

随着生活水平的提高，人们对食品品质和安全性以及功能性的追求逐渐提升。加入植物乳杆菌发酵剂不仅可以改善肉制品风味，而且能够改善发酵肉制品的色泽和质构，促进独特风味的形成，有助于发酵肉制品的香气和挥发性特征的稳定性。植物乳杆菌正是乳杆菌属的一种益生菌，有营养作用和保健作用，而且还有抑制有害微生物繁殖以及生物胺等方面的作用。

面对发酵肉制品市场的不断扩大，筛选有益菌株，对菌株进行复配研究与开发应得到进一步扩展，可以使用一系列互补的方法来研究菌株的潜力，从基因组信息以及转录组学或蛋白质组学水平的表达评估，到使用基于代谢组学的方法产生的挥发物的（高通量）筛选，有利于菌株适配相应的发酵肉制品。

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收稿日期：2023-05-29

基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目（2020MS03052）

第一作者简介：张新斌（1999—）（ORCID： 0009-0006-2089-5894），男，硕士研究生，研究方向为农畜产品加工。

E-mail： 2425085729@qq.com

*通信作者簡介：胡炜东（1976—）（ORCID： 0009-0001-2524-0241），男，教授，硕士，研究方向为食品科学。

E-mail： huweidong777@163.com