蔣秋燕,孫君輝,劉向松,尹春雲(yún)
(1.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東濟(jì)南250103;2.齊魯醫(yī)藥學(xué)院商學(xué)院,山東濟(jì)南250103;3.濟(jì)南佳寶乳業(yè)有限公司,山東濟(jì)南250306)
乳酸菌生產(chǎn)發(fā)酵水產(chǎn)品的研究進(jìn)展
蔣秋燕1,2,孫君輝1,劉向松3,尹春雲(yún)2
(1.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東濟(jì)南250103;2.齊魯醫(yī)藥學(xué)院商學(xué)院,山東濟(jì)南250103;3.濟(jì)南佳寶乳業(yè)有限公司,山東濟(jì)南250306)
介紹乳酸菌生產(chǎn)發(fā)酵水產(chǎn)品的研究進(jìn)展,以期推進(jìn)乳酸發(fā)酵水產(chǎn)品的研究與開發(fā)。根據(jù)近年來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)發(fā)酵水產(chǎn)品中的乳酸發(fā)酵機(jī)制及乳酸發(fā)酵生產(chǎn)的7類水產(chǎn)品(酸貯液體魚蛋白、魚肉香腸、海藻牛奶、海鮮醬油、魚骨泥高鈣餅干、腌臘魚制品、軟殼脊尾白蝦)進(jìn)行綜述。各類發(fā)酵水產(chǎn)品都有最適的乳酸菌種及最佳發(fā)酵條件,且水產(chǎn)品的感官、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及安全性均得到了一定程度的改善。乳酸發(fā)酵能充分利用各種水產(chǎn)資源,研發(fā)乳酸發(fā)酵的水產(chǎn)品將有廣闊的前景。
乳酸菌;水產(chǎn)品;乳酸發(fā)酵;應(yīng)用
乳酸菌(Lactic acid bacterium)是一類僅次于酵母的重要的工業(yè)微生物,在食品、醫(yī)藥和飼料行業(yè)應(yīng)用十分廣泛,蘊(yùn)藏著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。乳酸發(fā)酵是指乳酸菌利用可發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸的過(guò)程,不同種屬的乳酸菌其代謝途徑也不相同,其代謝途徑分為3類(以葡萄糖作為碳源):同型乳酸發(fā)酵途徑(代謝產(chǎn)物只有乳酸)、異型乳酸發(fā)酵途徑(代謝產(chǎn)物為乳酸和乙醇)和雙歧途徑(代謝產(chǎn)物為乳酸和乙酸)。另外,乳酸菌還可產(chǎn)生特殊酶系,在各種酶系的共同作用下,使乳酸發(fā)酵食品具有柔和的酸味和香氣,還可改進(jìn)食品的感官品質(zhì)和質(zhì)量,使得乳酸發(fā)酵的食品具有抗腫瘤和增強(qiáng)免疫力等重要的生物學(xué)功能。近年來(lái),乳酸菌的抗氧化活性研究也逐漸受到重視[2]。
乳酸菌發(fā)酵的食品具有悠久歷史,一些國(guó)家、尤其是亞洲有很多特色的傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵水產(chǎn)品[3]。雖然近幾十年對(duì)乳酸發(fā)酵(例如酸奶、泡菜等)進(jìn)行科學(xué)研究的工作較深入,但是相對(duì)比較來(lái)看,針對(duì)乳酸發(fā)酵在水產(chǎn)品中的研究報(bào)道偏少。本文綜述了乳酸菌生產(chǎn)發(fā)酵水產(chǎn)品的研究進(jìn)展,以期為乳酸發(fā)酵水產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
乳酸菌是指一群可發(fā)酵碳水化合物(主要指葡萄糖)產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的通稱,人們已經(jīng)普遍接受“耐酸性”是篩選理想乳酸菌的特性之一。乳酸菌的特點(diǎn)為:絕大多數(shù)是厭氧菌或兼性厭氧菌,細(xì)胞為革蘭氏陽(yáng)性,細(xì)胞形態(tài)為桿菌或球菌,過(guò)氧化氫酶為陽(yáng)性,不形成內(nèi)生芽孢(芽孢乳桿菌屬、芽孢桿菌屬除外),無(wú)運(yùn)動(dòng)性或僅少運(yùn)動(dòng)。按照《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》(第八版),乳酸菌在分類上涉及到的23個(gè)屬[1]。
乳酸菌是生物圈的重要成員,在自然界分布廣泛,從土壤、植物、動(dòng)物、空氣、器皿上都可以分離到乳酸菌,具有拮抗他種微生物生長(zhǎng)的作用。乳酸菌的安全性已得到認(rèn)可,美國(guó)FDA將乳酸菌作為GRAS食品級(jí)生物制劑。研究表明,乳酸乳球菌乳酸亞種、植物乳桿菌對(duì)食鹽和亞硝酸鹽具有較好的耐受性,無(wú)明顯降解蛋白質(zhì)和脂肪能力,不產(chǎn)氣、不產(chǎn)氨、不產(chǎn)H2S、不產(chǎn)黏,是較理想的肉用乳酸菌種[4];嗜酸乳桿菌對(duì)食鹽和亞硝酸鹽有一定的耐受性,可做為低鹽肉制品發(fā)酵菌種,或和植物乳桿菌配合作為混合肉制品發(fā)酵劑使用。乳酸菌是益生菌,對(duì)人體健康無(wú)害,且不改變?nèi)忸愂称返慕M織狀態(tài)和感官特性[5],因此預(yù)計(jì)在水產(chǎn)品領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
乳酸菌在代謝過(guò)程產(chǎn)生多種抑菌活性物質(zhì),主要包括有機(jī)酸(以乳酸、乙酸和丙酸為主)、雙乙酰、二氧化碳、過(guò)氧化氫、細(xì)菌素(如乳酸鏈球菌素Nisin)、羅伊菌素、抗菌肽和苯乳酸等,對(duì)細(xì)菌、霉菌和酵母等微生物具有廣譜的抑制作用[5],故乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用很廣泛。
乳酸發(fā)酵自古就被廣泛用于果蔬制品、乳制品、肉食加工、釀造和面包制造等。乳酸發(fā)酵對(duì)食品的主要作用有:提高酸度,改善風(fēng)味;增加養(yǎng)分,提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;延長(zhǎng)食品保質(zhì)期,防止腐??;增強(qiáng)人體免疫力,減輕疾病。隨著微生物學(xué)的深入發(fā)展,乳酸菌對(duì)人體健康有益的機(jī)理被不斷揭示,營(yíng)養(yǎng)學(xué)家甚至提出了“生命在于乳酸菌”的觀點(diǎn)。
乳酸發(fā)酵被認(rèn)為是一種低成本保藏水產(chǎn)品的方法,東南亞各國(guó)有較多的傳統(tǒng)發(fā)酵水產(chǎn)品,主要分兩大類:一類是高鹽產(chǎn)品,在發(fā)酵期間乳酸菌數(shù)減少;另一種是低鹽產(chǎn)品,在發(fā)酵期間乳酸菌大量增殖。乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖需要糖類物質(zhì),因水產(chǎn)品中的含糖量低,故需要外加碳源以促進(jìn)乳酸菌的增殖。通常添加的是糖、蜜,也可以用玉米粉、小麥粉、木薯粉等代替,以部分代替為好。在一些傳統(tǒng)食品中經(jīng)常用米飯、大蒜等為碳源。近年來(lái),各國(guó)開展了一些針對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵水產(chǎn)品中的乳酸發(fā)酵機(jī)制研究。
3.1 發(fā)酵水產(chǎn)品中的乳酸菌種類研究
人們發(fā)現(xiàn)從各種食品中分離出的乳酸菌普遍具有抗菌(尤其是抗李斯特細(xì))作用。A.?stergaard等[6]從泰國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵魚類制品鱈魚魚片中分離出44株乳酸菌進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)44株全可以抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和霍亂弧菌,其中43株乳酸菌可抑制李斯特假單胞菌。在44株乳酸菌中只有4株可以降解和發(fā)酵加入的外源糖類(米飯、馬鈴薯和玉米淀粉),這提示可能有其它類型的微生物或其它不知道的因素促進(jìn)了快速發(fā)酵。這些抑制致病菌和魚類腐敗菌作用的乳酸菌在產(chǎn)品的安全性上起重要的作用。
Martine Morzel等[7]研究了5株乳酸菌:米酒乳桿菌、食品乳桿菌、戊糖乳桿菌03A、米酒乳桿菌38和棲魚肉桿菌85在鮭魚魚片發(fā)酵中的作用,結(jié)果表明菌種對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)和顏色有影響。米酒乳桿菌和食品乳桿菌兩個(gè)商業(yè)菌種產(chǎn)酸快,酸化作用使肌肉組織的pH值在5 d內(nèi)降了0.7個(gè)單位,產(chǎn)品的口感好、顏色淺;棲魚肉桿菌85的pH值降低慢,5 d內(nèi)降了0.2個(gè)單位,產(chǎn)品的肌肉軟化。經(jīng)感官評(píng)定認(rèn)為米酒乳桿菌和食品乳桿菌發(fā)酵的樣品更好,因此認(rèn)為米酒乳桿菌和食品乳桿菌是發(fā)酵鮭魚魚片的理想發(fā)酵劑。
I.Sanni等[8]從零售的加納發(fā)酵魚類調(diào)味品Momoni中分離到9個(gè)屬的67個(gè)菌株,并對(duì)Momoni的化學(xué)成分進(jìn)行分析:水分含量為50%、蛋白質(zhì)含量為16.8%~21.9%、可滴定酸度為2%、pH值大于6.0;主要氨基酸是谷氨酸(12.4%~14.5%)。高pH值、高含鹽量(294 g/kg~310 g/kg)和低乳酸菌含量(103cfu/g),提示Momoni的發(fā)酵過(guò)程主要是由魚的內(nèi)源酶類引起的,而與所含的微生物關(guān)系不大。
張振宇等[9]從我國(guó)云南省德宏地區(qū)的傣家酸魚中分離到10個(gè)菌株,篩選出乳酸發(fā)酵菌株3個(gè),進(jìn)一步的鑒定表明這3株菌均為植物乳桿菌,均能在pH 3.5以下生長(zhǎng)。胡彥新等[10]從我國(guó)侗族酸肉、貴州酸湯、苗族酸魚等傳統(tǒng)食品中分離出分離到63株乳酸菌,其中有3株均可產(chǎn)生蛋白質(zhì)類抑菌物質(zhì)-細(xì)菌素,進(jìn)一步鑒定為香腸乳桿菌、乳酪段桿菌、植物乳桿菌。
湛劍龍等[11-12]從我國(guó)貴州侗族苗族酸魚、酸肉中的乳酸菌中篩選出具有較好抗氧化作用的彎曲乳桿菌和戊糖片球菌,婁利嬌等[13]對(duì)這兩株乳酸菌的耐受特性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明均可在高酸度環(huán)境下生長(zhǎng),且均對(duì)高滲透壓和高亞硝酸鹽表現(xiàn)出不同程度的耐受性,故在開發(fā)乳酸發(fā)酵水產(chǎn)品方面有較大應(yīng)用潛力。
Wessels S.等[14]研究表明,乳酸乳球菌乳酸亞種ATCC 11454產(chǎn)生的Nisin有抑制李斯特單胞菌的作用,他們將ATCC 11454與李斯特單胞菌Scott A共同接種在BHI培養(yǎng)基上,30℃培養(yǎng)31 h后,李斯特單胞菌量從5×105減少到5 cfu/mL,試驗(yàn)證實(shí)即食水產(chǎn)品病原菌的減少不是由于接種的乳酸菌產(chǎn)生的乳酸的作用,而是產(chǎn)生的Nisin對(duì)李斯特單胞菌的抑制作用。
L-JYin等[15]研究了混合乳酸菌菌株(植物乳桿菌、乳酸乳球菌、干酪乳桿菌及乳桿菌)在鯖魚糜發(fā)酵中的情況,發(fā)現(xiàn)37℃培養(yǎng)72 h后,鯖魚制品中的雜菌得到抑制而乳酸菌大量增殖。
在發(fā)酵水產(chǎn)品中主要應(yīng)用乳酸菌產(chǎn)酸的保藏特性,但是Lone Gram等[16]認(rèn)為乳酸菌會(huì)引起采取輕微保藏措施水產(chǎn)品的腐敗,這種敗壞有可能是由乳酸菌中明串珠菌屬、肉食桿菌屬和米酒乳桿菌屬中的產(chǎn)硫菌株及某些嗜冷腸桿菌或磷發(fā)光菌屬引起的。Christine等[17]對(duì)貨架期結(jié)束的真空包裝冷熏鮭魚中的微生物區(qū)系進(jìn)行研究,測(cè)得各類菌的含量:乳酸菌為107cfu/g~109cfu/g(占優(yōu)勢(shì))、腸桿菌為107cfu/g~108cfu/g、弧菌為106cfu/g~107cfu/g。他們將其中的乳酸菌分離出來(lái),接種到無(wú)菌的魚肉上,發(fā)現(xiàn)即使魚乳桿菌含量在107cfu/g~108cfu/g高水平下繁殖幾個(gè)星期并不能加速冷熏鮭魚的腐敗進(jìn)程,鮭魚的自溶作用可引起苦味、酸腐味和組織軟化,這與鮭魚的腐敗有很大關(guān)系。因此,目前的試驗(yàn)結(jié)論不支持乳酸菌會(huì)引起采取輕微保藏措施的魚制品腐敗的觀點(diǎn),這個(gè)問(wèn)題還有待深入研究。
3.2 發(fā)酵水產(chǎn)品中的碳源研究
傳統(tǒng)的低鹽發(fā)酵水產(chǎn)品在東南亞很普遍,使用的典型原料是淡水魚類、鹽(2%~7%)、碳源(大米、小米、糖品、水果等)、調(diào)味料(大蒜、生姜、紅辣椒、胡椒粉等)。因?yàn)轸~類中的碳水化合物含量低,傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為在發(fā)酵魚類制品中添加米飯的主要作用是作為乳酸菌的碳源,來(lái)降低魚肉的高緩沖能力,以便使產(chǎn)品的pH值在發(fā)酵初期的2 d內(nèi)快速降至低于4.5而發(fā)揮保藏作用;認(rèn)為添加大蒜的主要作用有兩個(gè):1)蒜素對(duì)革蘭氏陰性菌的殺菌作用;2)刺激乳酸菌的生長(zhǎng)。
制作低鹽發(fā)酵產(chǎn)品Som fak的原料中帶有不同種類的乳酸菌,Christine等[18]從生魚片和碎魚上分離到乳酸乳球菌乳酸亞種和檸檬色明串珠菌,從熟米飯中分離到副干酪乳桿菌副干酪亞種,從搗碎的蒜和香蕉葉中分離到融合乳桿菌;從原料中還分離到了植物乳桿菌、戊糖乳桿菌和戊糖片球菌。研究發(fā)現(xiàn),在Som fak發(fā)酵期間占優(yōu)勢(shì)的菌群是同型乳酸發(fā)酵的植物乳桿菌和戊糖乳桿菌,其中9%的菌株是發(fā)酵淀粉(米飯)的,19%的菌株是發(fā)酵大蒜的。在Som fak的發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵大蒜菌株的百分比從第1天的8%不斷上升到第5天的40%;在發(fā)酵開始前可以分離到發(fā)酵淀粉的菌株,但在發(fā)酵過(guò)程中就分離不到發(fā)酵淀粉的菌株了。分別制備只發(fā)酵淀粉的、只發(fā)酵大蒜的及發(fā)酵淀粉和大蒜的混合菌種進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)使用只發(fā)酵淀粉的菌種不能讓Som fak進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵,并且3 d后出現(xiàn)感官上的腐敗現(xiàn)象;使用混合菌種,2 d后可產(chǎn)生2.5%的酸,pH值低于4.5;使用只發(fā)酵大蒜的菌種,僅是發(fā)酵速度會(huì)輕微變慢;使用混合菌種,但Som fak的原料中不加大蒜時(shí),發(fā)酵3 d后的pH值高于4.8。因此Christine Paludan-Muller等認(rèn)為大蒜是Som fak發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌的主要碳源。
此外,在朝鮮的發(fā)酵魚類制品Gajami Sikhae中(Sikhae是朝鮮民間經(jīng)常食用的一類乳酸發(fā)酵魚類制品,含鹽量6%~8%,產(chǎn)品pH值4~5,該產(chǎn)品在室溫下能保藏1個(gè)月~2個(gè)月,這為以米飯為主食的朝鮮人民提供了大量的蛋白質(zhì)),當(dāng)大蒜的含量從2.5%增加到5.0%后,可使產(chǎn)品的最終pH值更低,這一結(jié)果表明作為碳源方面,大蒜的作用比米飯更好。在一些不使用大蒜的發(fā)酵魚類產(chǎn)品中,添加預(yù)先經(jīng)酵母菌和霉菌發(fā)酵過(guò)的物質(zhì)來(lái)分解米飯中的淀粉。
3.3 發(fā)酵水產(chǎn)品的風(fēng)味成分及安全性研究
色香味形是食品的重要感官評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)食品的風(fēng)味成分進(jìn)行分析有助于指導(dǎo)食品的進(jìn)一步研發(fā)。魚肉組織含有大量不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)及少量碳水化合物,發(fā)酵期間在乳酸菌和其他因素的作用下會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一些低風(fēng)味閾值的小分子物質(zhì)。隨著氣相、液相及質(zhì)譜等高精端檢測(cè)儀器的普及,人們對(duì)形成傳統(tǒng)發(fā)酵食品獨(dú)特風(fēng)味的物質(zhì)基礎(chǔ)進(jìn)行了較深入的分析。李來(lái)好等[19]采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù),對(duì)傳統(tǒng)腌制的柳葉魚、紅牙、小黃魚及帶魚的主要風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析,分析表明以醛類、醇類和烴類為主。吳燕燕等[20]采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù),對(duì)比了紅牙采用低鹽乳酸菌法與傳統(tǒng)法腌制后的風(fēng)味成分,結(jié)果表明低鹽乳酸菌發(fā)酵的紅牙中揮發(fā)性物質(zhì)總量達(dá)35種,較傳統(tǒng)腌制干的21種風(fēng)味物質(zhì)顯著增加;因風(fēng)味成分以醛、醇、酮類化合物為主,故增加了特有的花香味、水果香味及酒香味;且未檢出胺類物質(zhì),顯著提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性。游剛等[21]采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù),對(duì)比了六齒金線魚采用復(fù)合乳酸菌發(fā)酵法與傳統(tǒng)高鹽法腌制后的風(fēng)味成分,結(jié)果表明復(fù)合乳酸菌發(fā)酵的六齒金線魚中揮發(fā)性物質(zhì)總量達(dá)92種,較傳統(tǒng)高鹽法腌制的62種風(fēng)味物質(zhì)顯著增加;兩種處理產(chǎn)生的獨(dú)特風(fēng)味成分均以醛、醇、酮類化合物為主,其中復(fù)合乳酸菌發(fā)酵魚肉的醛、醇、酮類化合物總量達(dá)41種,傳統(tǒng)高鹽腌制的為25種,明顯改善了傳統(tǒng)高鹽腌制魚肉的風(fēng)味;且未檢出胺類等致癌物質(zhì),產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性得到了保證。
因高鹽腌制品易形成亞硝酸鹽、亞硝胺等安全隱患物質(zhì),近年來(lái)添加乳酸菌降低泡菜、酸菜、香腸等產(chǎn)品中的亞硝酸鹽、亞硝胺研究較多,龔剛明等[22]分離了乳酸菌發(fā)酵液中的亞硝酸鹽還原酶,并對(duì)酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定,研究表明亞硝酸鹽還原酶在堿性環(huán)境中活性全部消失,在酸性環(huán)境下有酶活性,且酶的最適pH值為5.5。陳中等[23]采用自制培養(yǎng)基對(duì)植物乳桿菌降解亞硝酸鹽的機(jī)理進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)酸降解作用(乳酸通過(guò)與亞硝酸鹽發(fā)生歧化反應(yīng)達(dá)到去除亞硝酸鹽的效果)和酶降解作用同時(shí)存在,且植物乳桿菌培養(yǎng)液中pH值為4或以下時(shí),酸降解作用比較強(qiáng)烈,酶降解作用也顯著增強(qiáng)。游剛等[24]向傳統(tǒng)腌制完成后的紅牙中添加復(fù)合乳酸菌進(jìn)行再發(fā)酵,研究表明,添加組中乳酸菌在腌制和貯藏過(guò)程中均為優(yōu)勢(shì)菌群,有抑制其他細(xì)菌生長(zhǎng)的作用;且添加組的魚肉中亞硝酸鹽和亞硝胺的含量顯著低于未添加組,證明添加乳酸菌對(duì)咸魚中的硝酸鹽和亞硝胺的形成有阻斷作用。故添加乳酸菌在一定程度上提高了腌制魚肉的安全性。
乳酸菌在水產(chǎn)品中的應(yīng)用以傳統(tǒng)食品的天然乳酸發(fā)酵為主,應(yīng)用乳酸菌制劑進(jìn)行工廠化生產(chǎn)的則較少,目前,對(duì)乳酸發(fā)酵在水產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用研究正逐漸增多,并且乳酸菌在水產(chǎn)品保鮮方面的研究[25-27]和水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用研究[28-29]也逐漸成為近年來(lái)的熱點(diǎn)。
有關(guān)乳酸發(fā)酵在水產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用的研究中,我國(guó)開展的工作多集中在產(chǎn)品種類的開發(fā),而國(guó)外則注重對(duì)乳酸菌菌種的研究。
4.1 生產(chǎn)酸貯液體魚蛋白
大量低值魚蝦及水產(chǎn)品加工中的廢棄物如魚蝦的頭、尾、皮、碎骨及內(nèi)臟等,在缺乏魚粉生產(chǎn)設(shè)備的情況下,可以及時(shí)加工成耐貯的、營(yíng)養(yǎng)豐富的液體魚蛋白飼料[30]。酸貯液體魚蛋白是指魚或魚廢棄物經(jīng)絞碎后,加酸或加糖蜜發(fā)酵抑制其腐敗細(xì)菌生長(zhǎng),加速其自身酶的作用,所制成的液狀飼料。制備酸貯液體魚蛋白的原料為生鮮原料,其中含有大量的微生物以及原料自身的組織酶類,它們共同作用的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致原料迅速腐敗。通過(guò)外界直接加酸或靠發(fā)酵作用產(chǎn)生乳酸積累,均可使原料處于一定的酸性環(huán)境中,由此抑制腐敗微生物的活動(dòng),同時(shí)還可促進(jìn)自溶酶類的活性,其結(jié)果是在鮮度保持基本穩(wěn)定的狀態(tài)下,蛋白質(zhì)水解成低分子肽類和游離氨基酸。
1954年法國(guó)Kreuaer報(bào)導(dǎo)了用乳酸菌制備液體魚蛋白飼料,1963年保加利亞Georgiev等報(bào)導(dǎo)了發(fā)酵法制備液體魚蛋白飼料及制備過(guò)程中的化學(xué)變化,70年代在聯(lián)合國(guó)FAO倡導(dǎo)下,英國(guó)、泰國(guó)等都相繼試驗(yàn)或生產(chǎn)液體魚蛋白飼料。我國(guó)于1991年在大連、山東的沿海建立了專門生產(chǎn)酸貯貽貝的液體飼料加工廠,經(jīng)液化的貽貝蛋白營(yíng)養(yǎng)豐富且具有誘食性,是養(yǎng)蝦業(yè)很好的餌料配料。生產(chǎn)液體魚蛋白的原料大致與魚粉生產(chǎn)原料相似,有些不適于生產(chǎn)魚粉的原料如帶殼的貝類等均可生產(chǎn)液體魚蛋白,酸貯蝦頭、酸貯烏賊內(nèi)臟等均是很好的生產(chǎn)復(fù)合飼料的原料[31]。
4.2 生產(chǎn)發(fā)酵魚肉香腸
用乳酸菌作發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵魚肉香腸,可充分利用低值魚類資源,補(bǔ)充人類對(duì)動(dòng)物性蛋白質(zhì)的需求,為低值魚類資源的精深加工提供科學(xué)的理論依據(jù)。張風(fēng)寬等[32]將鮐魚去除內(nèi)臟和魚刺,剔出魚肉,清水漂洗干凈后瀝水備用;將魚骨、刺用膠體磨研成骨泥,添加在香腸內(nèi),補(bǔ)充鈣質(zhì);用植物乳桿菌和啤酒片球菌生產(chǎn)中式發(fā)酵魚肉香腸。
研究結(jié)果表明,接種植物乳桿菌和啤酒片球菌進(jìn)行魚肉發(fā)酵可縮短生產(chǎn)時(shí)間,提高產(chǎn)品安全性和質(zhì)量穩(wěn)定性,以植物乳桿菌為發(fā)酵劑的產(chǎn)品游離氨基酸增加值最高,是發(fā)酵魚肉香腸的首選菌種。發(fā)酵魚肉香腸增加了游離氨基酸的含量,賦予制品以獨(dú)特的風(fēng)味,提高了制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,抑制了有害菌的生長(zhǎng),可延長(zhǎng)制品的貯藏時(shí)間,同時(shí)可以更好地利用低值魚類資源。
4.3 生產(chǎn)發(fā)酵海藻牛奶
海藻是海洋植物的主體,主要經(jīng)濟(jì)海藻包括褐藻、紅藻、綠藻等,海帶是褐藻的主要成員,沿海地區(qū)資源豐富。海帶中的褐藻酸能與重金屬鎘、錫結(jié)合;甘露醇與煙酸結(jié)合會(huì)降低血中膽固醇;巖藻多糖有抑制大腸癌的作用;脂類也以不飽和脂肪酸為主,還有豐富的碘(0.27%~0.72%)、鈣以及VB族、VA、VC等營(yíng)養(yǎng)成份。以前對(duì)海帶的開發(fā)利用主要是有效成分的提取、利用及大眾化的簡(jiǎn)易海帶食品,食用面不廣、開發(fā)利用深度不夠,隨著對(duì)海洋食品的功能不斷認(rèn)識(shí)和研究,新型海帶食品飲料也已問(wèn)世,但由于海帶有一種很難接受的腥味,限制了飲料的深度開發(fā)。
近年來(lái),利用乳酸菌發(fā)酵制備飲料已引起關(guān)注,吳祖芳等[33]將海帶汁加入牛乳進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵,研究表明分離培養(yǎng)的保加利亞乳桿菌(LD5)和嗜熱鏈球菌(SEC)產(chǎn)酸較高。雖然海帶汁中存在一定的抑菌物質(zhì),但試驗(yàn)表明乳酸菌不僅能夠適應(yīng)這種環(huán)境,而且能有效地去除海帶的腥味,從而將海洋植物與牛乳的營(yíng)養(yǎng)成分互補(bǔ)。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更易為人體消化吸收,且含大量有益的乳酸菌活菌。乳酸發(fā)酵海帶牛奶是一種新型天然的全營(yíng)養(yǎng)綠色食品,特別適合作為嬰幼兒、老年人的健康保健食品;以研制成的凝固奶為基料,還可進(jìn)一步制成各種海藻保健奶飲料。
4.4 生產(chǎn)發(fā)酵海鮮醬油
海洋中的魚、貝、蝦類等所含的蛋白質(zhì)、微量元素及維生素,是陸地動(dòng)植物所不能比擬的。然而由于加工和保鮮技術(shù)跟不上,導(dǎo)致大量水產(chǎn)品腐敗變質(zhì),造成資源極大的浪費(fèi)。為了讓海洋資源地發(fā)揮更大的效益,增加其附加值,朱碧英等[34]以鳀魚為主要原料,研究采用多種食用微生物協(xié)同釀造發(fā)酵法,制取具有傳統(tǒng)醬油色、香、味的新型高檔海鮮營(yíng)養(yǎng)醬油。
在我國(guó),以魚為原料制作魚露(也稱魚醬油)有悠久的歷史,但傳統(tǒng)生產(chǎn)方法工藝落后,生產(chǎn)周期長(zhǎng),而且制得的產(chǎn)品魚腥味及腌漬味很大,適口性差,沒有醬油的色、香、味,還有近飽和的高鹽等缺點(diǎn),限制了魚露產(chǎn)品的發(fā)展。朱碧英等將食用微生物(As 3.045、As 3.350、耐鹽乳酸菌、耐鹽酵母菌)加入到低值魚中,添加一定量的碳源,在合適的溫度、濕度條件下,微生物迅速繁殖;釀造發(fā)酵過(guò)程中,微生物分泌多種蛋白酶,將魚肉蛋白質(zhì)水解成氨基酸或小分子肽類;發(fā)生的一系列微生物生化反應(yīng),還可將產(chǎn)生魚腥味的主要成分三甲胺分解;反應(yīng)體系中部分氨基酸與發(fā)酵液中的還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng),最終得到了具有傳統(tǒng)醬油色、香、味,且無(wú)任何魚腥味的鳀魚營(yíng)養(yǎng)醬油。通過(guò)分析,鳀魚釀造的海鮮營(yíng)養(yǎng)醬油不僅味鮮美,而且含有豐富的賴氨酸、生理活性物質(zhì)?;撬?、高含量的游離鈣等海洋魚類所特有的營(yíng)養(yǎng)元素。
4.5 生產(chǎn)魚骨泥高鈣餅干
在淡水魚的工業(yè)化加工中,會(huì)產(chǎn)生約占魚體重量30%左右的魚頭、魚骨、魚鰭等下腳料,我國(guó)一般將其作為廢物丟棄,或是簡(jiǎn)單加工成低值的魚粉、飼料等,經(jīng)濟(jì)效益低下。其實(shí)魚頭、魚骨中的礦物質(zhì)豐富,是一種天然優(yōu)質(zhì)鈣源,若加以利用,既可以充分利用資源,又可以減少環(huán)境污染、推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
李昀等[35]將鰱魚魚頭、魚骨、魚鰭等制成魚骨泥,經(jīng)過(guò)試驗(yàn),選擇用丁二酮乳酸鏈球菌、添加蔗糖為碳源、在40℃下培養(yǎng)10 d等條件來(lái)發(fā)酵鰱魚骨泥,并將發(fā)酵液作為主要輔料應(yīng)用于餅干的制作中,研制出一種鈣含量達(dá)95.84 mg/100 g新型高鈣餅干,并且試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)該發(fā)酵過(guò)程具有良好的脫腥脫苦效果。乳酸發(fā)酵鰱魚廢棄物為淡水魚的深加工和綜合利用開辟了一條新的途徑。
4.6 生產(chǎn)腌臘魚制品
腌臘魚制品是我國(guó)傳統(tǒng)的風(fēng)味食品,傳統(tǒng)的制作主要是自然發(fā)酵,但存在含鹽量高、脂肪氧化過(guò)度、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等問(wèn)題,周長(zhǎng)艷等[36]用從傳統(tǒng)臘魚中分離純化得到的優(yōu)勢(shì)乳酸菌混合菌株(干酪乳桿菌:香腸乳桿菌:乳酸乳桿菌的菌濃度比為1∶1∶1)接種,接種量為106cfu/g、食鹽添加量5%、腌制溫度10℃、腌制時(shí)間4 d(較傳統(tǒng)的方法縮短了3 d),此條件下生產(chǎn)的臘魚具有紅棕色光澤,酸味柔和、咸度低,質(zhì)地緊密,保留了傳統(tǒng)臘魚的香臘味。
4.7 生產(chǎn)軟殼脊尾白蝦
蝦的營(yíng)養(yǎng)豐富,其肉質(zhì)松軟、易消化,深受人們的喜愛。然而堅(jiān)硬的蝦殼不僅剝除困難,且殼中豐富的鈣和甲殼素也會(huì)隨殼一起丟棄。陳小芳等[37]用植物乳桿菌對(duì)脊尾白蝦進(jìn)行乳酸發(fā)酵軟化處理,研究發(fā)現(xiàn)乳酸發(fā)酵過(guò)程中有兩類作用發(fā)生,一方面分泌的大量乳酸分解了蝦殼中的碳酸鈣,使蝦殼得到軟化,且產(chǎn)生的乙酸、乳酸等與蝦殼中的鈣結(jié)合生成乳酸鈣,滲透進(jìn)蝦肉后可提高鈣的生物利用率,另一方面分泌出的胞外蛋白酶系可導(dǎo)致蝦肉降解糜爛。經(jīng)試驗(yàn)確定最佳軟化條件是:接種量為108cfu/mL、蔗糖添加量5%、溫度25℃、發(fā)酵時(shí)間24 h,此條件下軟化的脊尾白蝦,不僅肉質(zhì)風(fēng)味保存良好,蝦殼軟化后脆度下降、韌性增強(qiáng),且所含的鈣也易于吸收,避免了蝦殼資源的浪費(fèi)。
在我國(guó)食品工業(yè)的供給側(cè)改革中,水產(chǎn)品加工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)方向是精深加工。乳酸菌因其特殊的生理功能,可望在水產(chǎn)品的深度開發(fā)方面發(fā)揮重要的作用。由于乳酸菌是厭氧或兼性厭氧菌,生長(zhǎng)需要一定量的碳源,這使得它在水產(chǎn)品中的應(yīng)用受到限制。對(duì)于水產(chǎn)品加工業(yè)來(lái)說(shuō),期望商業(yè)化的乳酸菌具有:可抑制水產(chǎn)品中病原菌、可產(chǎn)生特殊的降解水產(chǎn)品的酶系、可產(chǎn)生抑制水產(chǎn)品中病原菌的Nisin、可阻斷硝酸鹽和亞硝胺的形成、可去除魚腥味等不良風(fēng)味等一種或多種功能,因此應(yīng)用于各類水產(chǎn)品發(fā)酵加工的乳酸菌篩選將有很多工作需要深入研究。此外,促進(jìn)乳酸發(fā)酵前期乳酸菌大量增殖的外加碳源,也應(yīng)結(jié)合具體的產(chǎn)品配方進(jìn)行研發(fā)。隨著對(duì)水產(chǎn)品中乳酸菌的菌種篩選和外加碳源種類研究的不斷深入,不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)乳酸發(fā)酵食品的工業(yè)化,而且會(huì)大大豐富乳酸發(fā)酵食品的種類,為人類提供更多有益健康的膳食。
[1]霍貴成.乳酸菌的研究與應(yīng)用[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2007:1-2,14
[2]王悅齊,吳燕燕,李來(lái)好,等.乳酸菌的抗氧化活性及其在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2015(8):356-360,364
[3]Sook Jong Rhee,Jang-Eun Lee,Cherl-Ho Lee.Importance of lactic acid bacteria in Asian fermented foods[J].Microbial Cell Factories, 2011,10(S1):1-13
[4]張飛,劉哲,羅愛平.冷鮮調(diào)理肉三種乳酸菌發(fā)酵劑的篩選[J].中國(guó)釀造,2016,35(3):104-107
[5]吳祖興,張華.發(fā)酵肉制品乳酸菌菌種篩選研究[J].食品科學(xué), 2002,23(9):47-49
[6]?stergaard A,Embarek P K B,Wedell-Neergaard C,et al.Characterization of anti-listerial lactic acid bacteria isolated from Thai fermented fish products[J].Food Microbiology,1998(1):223-233
[7]Martine Morzel,Gerald F Fitzgeraldc,Elke K Arendt.Fermentation of salmon fillets with a variety of lactic acid bacteria[J].Food Research International,1997,30(10):777-785
[8]Sanni A I,Asiedu M,Ayernor G S.Microflora and chemical Composition of Momoni,a Ghanaian Fermented Fish Condiment[J].Journal of Food Composition and Analysis,2002(15):577-583
[9]張振宇,李忠孝,袁明龍,等.傣家酸魚中乳酸菌的分離鑒定及乳酸發(fā)酵的初步研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2014,40(11):41-45
[10]胡彥新,李清,王英,等.傳統(tǒng)發(fā)酵食品中產(chǎn)細(xì)菌素乳酸菌的篩選與鑒定[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,44(1):276-278
[11]湛劍龍,王揚(yáng)凡,胡萍.貴州侗族酸肉中一株抗氧化彎曲乳桿菌LAB26的鑒定及特性[J].肉類研究,2014,28(6):1-4
[12]湛劍龍,王杰霖,胡萍,等.一株乳酸菌DPPH自由基清除率影響因素研究[J].食品科技,2015,40(8):21-25
[13]婁利嬌,胡萍,湛劍龍,等.分離自貴州侗族苗族發(fā)酵肉中兩株乳酸菌的耐受特性分析[J].中國(guó)釀造,2015,34(11):126-130
[14]Wessels S,Huss H H.Suitability of Lactococcus lactis subsp.lactis ATCC 11454 as a protective culture for lightly preserved fish products[J].Food Microbiology,1996,13(4):323-332
[15]L-JYin,C-LPan,S-TJiang.Effect of lactic acid bacterial fermentation on the characteristics of minced mackerel[J].Journal of Food Science,2002,67(2):786-792
[16]Lone Gram,Hans Henrik Huss.Microbiological spoilage of fish and fish products[J].International Journal of Food Microbiology,1996,33 (1):121-137
[17]Christine Paludan-Müller,Paw Dalgaard,Hans Henrik Huss,et al. Evaluation of the role of Carnobacterium piscicola in spoilage of vacuum-and modified-atmosphere-packed cold-smoked salmon stored at 5℃[J].International Journal of Food Microbiology,1998,39 (3):155-166
[18]Christine Paludan-Muller,Hans Henrik Huss,Lone Gram.Characterization of lactic acid bacteria isolated from a Thai low-salt fermented fish product and the role of garlic as substrate for fermentation[J].International Journal of Food Microbiology,1999(46):219-229
[19]李來(lái)好,丁麗麗,吳燕燕,等.咸魚中的揮發(fā)性風(fēng)味成分[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2012,36(6):979-988
[20]吳燕燕,游剛,李來(lái)好,等.低鹽乳酸菌法與傳統(tǒng)法腌干魚制品的風(fēng)味比較[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2014,38(4):600-611
[21]游剛,牛改改.復(fù)合乳酸菌發(fā)酵六齒金線魚肉的揮發(fā)性風(fēng)味成分探究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2016,42(1):167-173
[22]龔剛明,呂玉濤,管世敏,等.乳酸菌亞硝酸鹽還原酶制備及酶學(xué)性質(zhì)[J].中國(guó)釀造,2011(1):58-60
[23]陳中,林浩,林偉峰.植物乳桿菌在自制培養(yǎng)基中降解亞硝酸鹽的研究[J].現(xiàn)代食品科技,2014,30(3):53-57
[24]游剛,吳燕燕,李來(lái)好,等.添加復(fù)合乳酸菌再發(fā)酵對(duì)腌干魚肉微生物、亞硝酸鹽和亞硝胺的影響[J].南方水產(chǎn)科學(xué),2015,11(4):109-115
[25]呂欣然,白鳳翎,勵(lì)建榮.乳酸菌生物保鮮在水產(chǎn)品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技,2014,35(2):340-345
[26]周曄,王國(guó)霞,黃文慶,等.乳酸菌對(duì)南美白對(duì)蝦保鮮效果的初步探討[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(10):117-119
[27]張?jiān)伱?張家國(guó).乳酸菌在水產(chǎn)品保鮮的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].食品研究與開發(fā),2011,32(8):190-192
[28]劉君,林俊芳,郭麗瓊,等.水產(chǎn)源乳酸菌的多樣性及抑菌活性研究[J].水產(chǎn)科學(xué),2015,34(6):351-357
[29]張家國(guó),劉翠玲.乳酸菌代替抗生素在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用[J].中國(guó)水產(chǎn),2014(7):66-68
[30]余伯良.乳酸菌在液體魚蛋白發(fā)酵中的應(yīng)用[J].廣東飼料,1998 (3):13-14
[31]劉俊榮.魚蛋白的綜合利用途徑2.酸貯液體魚蛋白[J].水產(chǎn)科學(xué), 2000,19(6):36-38
[32]張風(fēng)寬,王立哲.發(fā)酵魚肉香腸的研制[J].肉類研究,1999(2):19-22
[33]吳祖芳,翁佩芳,樓陽(yáng)升,等.海帶牛奶乳酸發(fā)酵的初步研究[J].浙江水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),1995,14(4):261-266
[34]朱碧英,毋瑾超,馮旭文.多菌種釀造鳀魚保健醬油的理化指標(biāo)及氨基酸組成分析[J].海洋科學(xué),2001,25(11):10-12
[35]李昀,劉漪.乳酸菌發(fā)酵淡水魚骨泥制備高鈣餅干的研究[J].食品科技,2008(7):98-100
[36]周長(zhǎng)艷,黃澤元,田國(guó)軍.乳桿菌在腌制臘魚制品中的應(yīng)用[J].食品科學(xué)2012,33(1):215-218
[37]陳小芳,婁永江,王錦富.乳酸菌發(fā)酵法制備軟殼脊尾白蝦技術(shù)[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2016,35(5):510-516
Progress in the Application of Lactic Acid Bacteria in Fermented Aquatic Products
JIANG Qiu-yan1,2,SUN Jun-hui1,LIU Xiang-song3,YIN Chun-yun2
(1.Shandong Institute of Commerce and Technology,Jinan 250103,Shandong,China;2.Commerce Department,Qilu Medical University,Jinan 250103,Shandong,China;3.Jinan Jiabao Milk Co.,Ltd.,Jinan 250306,Shandong,China)
This article aims to initiate the progress in the application of lactic acid bacterium in fermented aquatic products,and facilitate the development of fermented aquatic products with lactic acid bacteria.In this article,the studies on fermentation mechanism of lactic acid fermentation in fermented aquatic products were discussed,and we reviewed seven different kinds of fermented aquatic products(Fish silage,F(xiàn)ermented fish sausage,Kelp juice milk,Seafood soy sauce,Calcium-fortified biscuit with fresh water fishbone paste fermented by lactic acid bacteria,Cured fish,Soft-shell Palaemon carincauda Holthuis).Our results indicatel that there were optimum strains of lactobacillus and optimum fermentation conditions for every kind of fermented aquatic product.In addition,fermenting with lactic acid bacteria could improve the sensing quality,nutritive value and edible safety of fermented aquatic products some extent.Fermentation with lactobacillus can enhance the utilization aquatic resources.Whereas,the development of fermented aquatic products with lactic acid bacteria will potentiate the scope of application in the aquatic industry.
lactic acid bacterium;aquatic products;lactic acid fermentation;application
2016-10-31
山東省社科聯(lián)社科普及重點(diǎn)項(xiàng)目(11-KPZZ-17);山東省教育廳第三批科技計(jì)劃課題(J06K59);濟(jì)南市2014年軟科學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目(201401421)
蔣秋燕(1975—),女(漢),副教授,博士,研究方向:食品科學(xué)。
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.043