盐和米粉浓度对酸肉的微生物多样性和品质的影响
盐和米粉浓度对酸肉的微生物多样性和品质的影响
酸肉是中国西南地区的特色发酵肉制品，由新鲜猪肉制成，加入米粉、混合盐等，在密封罐中发酵约1～2个月。发酵过程中，微生物繁殖并产生乳酸等有机酸，赋予酸肉独特风味。为防止腐败微生物生长，加入盐以产生高渗透压并排水，但高钠摄入可能增加健康风险。目前，发酵肉制品的减盐研究已在多种产品中进行，探索适量盐添加对开发健康酸肉产品具有重要意义。
研究背景
大连工业大学食品学院刘梦杨博士、林心萍教授等，在本文中探讨了不同浓度盐和米粉添加对酸肉微生物结构、理化指标、挥发性化合物、氨基酸、有机酸和感官分析的影响。采用冗余分析建立微生物结构与理化指标的关系，以探讨盐和米粉浓度对酸肉产品质量的影响，并提出工艺参数以促进酸肉的工业化生产。
研究结果与讨论
发酵过程中pH值、总酸度和水分活度的变化
随着发酵时间延长，pH值显著下降（P＜0.05），所有样品发酵结束时pH值均低于4.5。pH值降低是由于细菌释放的有机酸扩散，有助于减少腐败病原体。低盐组pH值低于高盐组，推测低盐环境更适合乳酸菌发展，产生更多酸。高米粉组发酵结束时pH值更低，可能是因为含有更多碳水化合物，促进了乳酸菌生长。
总酸度（TTA）在发酵过程中逐渐增加，与pH值下降趋势一致。低盐组TTA浓度在7～21 d间有所下降，可能是碳源减少，细菌依赖有机酸作为替代碳源。低盐可能有助于发酵早期乳酸菌快速生长，高米粉可能为后期微生物提供更多碳源。这两种因素都增加了系统酸度，抑制了腐败和病原菌生长，延长了产品保质期。
水分活度（aw）变化主要发生在前14 d，显著下降后略有回升，然后保持稳定。水分活度变化与pH值下降有关，后者可能增强蛋白质凝胶化和形成聚集体，防止水分移动。发酵过程中，高盐组水分活度显著低于低盐组（P＜0.05）。高盐浓度能够维持较低的水活度，有助于抑制微生物生长和产品质量稳定。
细菌群落的变化
门水平上，发酵初期主要菌株是变形菌门（Proteobacteria），随后厚壁菌门（Firmicutes）成为优势菌群。两者在发酵肉制品中常见。
属水平上，第0天样品中主要属是柠檬酸杆菌属（Citrobacter，56.71%）和肠杆菌属（Enterobacter，14.50%）。第7天，乳酸杆菌属（Lactobacillus）取代它们成为主要菌属，与理化特性变化相呼应，表明乳酸杆菌属在酸肉形成中起关键作用。乳球菌属（Lactococcus）是大多数样品中的第二大菌属，特别是在低盐组样品中，与蛋白质水解现象增加和干发酵香肠气味风味改善有关。葡萄球菌属（Staphylococcus），魏斯氏菌属（Weissella）和四联球菌属（Tetragenococcus）则在高盐组样品中比例较高，可能会增强香肠的风味和颜色，也利于食品的保存。但部分葡萄球菌属菌株可能会产生生物胺，需要引起注意。
总之，酸肉中的主要优势菌属是乳酸杆菌属和乳酸球菌属，低盐组和高盐组的微生物群落组成差异显著。低盐组乳球菌属和柠檬酸杆菌属比例较高，高盐组中葡萄球菌属，魏斯氏菌属，四联球菌属比例较高。
氨基氮、TCA可溶性肽和游离氨基酸分析
发酵过程中，氨基氮（AN）和TCA可溶性肽含量显著增加，AN和TCA可溶性寡肽的大幅增加可能与蛋白质被降解有关。总游离氨基酸（TFAAs）和必需氨基酸（EAAs）含量也显著增加，特别是在低盐组，可能与乳酸菌丰度较高有关。乳球菌属的较高丰度可能也是TFAAs含量较高的原因。TFAAs的积累有助于提升产品风味和营养价值。Asp、Ala、Met和Val含量发酵后增加，低盐组高于高盐组。S6F10组中Glu含量最高。Asp、Glu、Met和Val对食品味道有重要贡献。总之，发酵后低盐组的TFAAs、EAAs和呈味氨基酸含量较高，可能与特殊微生物结构有关。
有机酸分析
发酵后，有机酸含量显著增加，且低盐组高于高盐组（P＜0.05）。有机酸抑制腐败微生物生长，赋予发酵食品健康益处。酒石酸、苹果酸和乳酸是最丰富的有机酸，显著增加。这些有机酸为产品提供独特味道。发酵后新检测到乙酸，低盐组含量高于高盐组。乙酸可能来自乳酸菌的异型发酵，低盐组中乳酸杆菌属和乳球菌属丰度较高可能是原因。乙酸对香气形成也很重要，能抑制霉菌增殖，增强发酵产品安全性。总的来说，这四种有机酸是酸肉独特酸味的主要来源，低盐样品中积累尤其显著。
挥发性化合物分析
酸肉样品中共鉴定出97种挥发性化合物，包括醇、醛、酸、酮、酯等多种类型。发酵后，化合物数量和含量显著增加，S3F10组最高。热图分析显示，盐度对发酵风味有重要影响。醇类、醛类、酸类、酮类和酯类在发酵后均有所变化，其中低盐组变化更显著。醇类如2-辛醇、1-辛烯-3-醇和苯乙醇对S3F10组特殊风味有重要作用。醛类主要来源于不饱和脂肪酸氧化，低盐工艺对其形成有重要影响。酸类和酮类在低盐组中含量也高于高盐组。酯类如己酸乙酯和辛酸乙酯能赋予酸肉水果味和奶油味，低盐发酵可增加其含量。总之，发酵显著增加了酸肉中挥发性有机化合物的种类和含量，低盐组产生了更强烈和复杂的风味。
微生物、理化指标、氨基酸和挥发性风味物质的相关性分析
RDA结果显示，大多数样本与乳酸菌（LAB）呈正相关，特别是乳球菌属和乳酸杆菌属，表明它们在样本中占主导，与先前微生物学结果相符。乳酸杆菌属、乳球菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属和大球菌属（Macrococcus）与TTA正相关，与pH负相关，表明这些细菌对维持系统酸化重要。乳酸杆菌属和乳球菌属与所有有机酸正相关。乳球菌属和柠檬酸杆菌属与多种风味物质及氨基酸正相关，表明它们与酸肉风味和口感形成密切相关。
感官评价
高盐组颜色评分显著高于低盐组，但四组在质地上无显著差异。低盐组在风味、口感和总体接受度方面优于高盐组，特别是S3F10组。这与之前测量的氨基酸和挥发性物质含量结果一致。低盐发酵符合健康饮食理念。通常，葡萄球菌对发酵肉制品颜色和感官特性有积极贡献，但本研究中乳酸菌占优势的批次感官评分更高。这可能与产品pH或水分活度变化影响葡萄球菌代谢能力，或与乳酸球菌和乳酸菌共同存在有关，需进一步研究。总的来说，3%盐浓度和10%米粉浓度更适合生产健康美味的发酵酸肉。
结论
本研究旨在探讨盐和米粉浓度对酸肉发酵过程中微生物结构变化及多项指标的影响。研究发现，低盐和高米粉有助于酸化并抑制腐败细菌生长，延长保质期；高盐则利于保存。米粉对微生物群落结构影响不明显，盐度影响显著，低盐组以乳酸菌和乳酸球菌为主，高盐组还包括葡萄球菌、魏斯氏菌和四联球菌。发酵后，低盐组氨基酸含量高，有机酸积累显著，可能与特有风味形成有关。更多挥发性化合物呈现蘑菇、玫瑰和花香，尤其在S3F10组。感官评价显示，S3F10组样品接受度高。建议酸肉加工使用3%盐浓度和10%米粉浓度。
本文原文来自《食品科学与人类健康》期刊