Helper Machinery Group Co., Ltd.

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Detaillierte Erläuterung der Fermentationstechnologie in der Wurstverarbeitung

2026 04/27

Fermentation ist eine Verarbeitungstechnologie, die mikrobielle Wirkung unter natürlichen oder künstlich kontrollierten Bedingungen nutzt, um Fleisch einen einzigartigen Geschmack, eine einzigartige Farbe und eine einzigartige Textur zu verleihen und so Fleischprodukte mit einer längeren Haltbarkeit herzustellen.
Zwei Generationen von Starterbakterien
Die Starter der ersten Generation werden aus Pflanzen gewonnen, vertreten durch Lactobacillus plantarum und Pediococcus pentosaceus. Die Starter der zweiten Generation werden aus Fleischprodukten isoliert, die sich besser für die Sauerwurstherstellung eignen. Zu ihren vorherrschenden Mikroorganismen gehören Lactobacillus Sakei und Lactobacillus Curvatus. Mit starken Wettbewerbsvorteilen können diese beiden Stämme wilde Milchsäurebakterien in der natürlichen Umgebung hemmen und den gesamten Fermentations- und Trocknungsprozess dominieren.
Die Starter der zweiten Generation zeichnen sich außerdem durch folgende Eigenschaften aus: Sie können Enzyme produzieren, die zur Farbbildung und Aromastoffen beitragen. Der Geschmack und die sensorische Qualität fermentierter Würste resultieren aus der kombinierten Wirkung von Milchsäurebakterien, Mikrokokken und Hefen im Inneren der Wurst. Derzeit wurden das β-Galactosidase-Gen, das Katalase-Gen und das Bacteriocin-Gen von Laktobazillen geklont, was die Eigenschaften von Bakterienstämmen verbessern kann. Der Einsatz von Bakteriocin-produzierenden Milchsäurebakterien in fermentierten Würsten kann die Wettbewerbsfähigkeit von Starterkulturen steigern und das Wachstum pathogener Bakterien hemmen. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus Sakei und Lactobacillus Curvatus sind alle in der Lage, Bakteriozine zu produzieren.
Funktionen von Mikroorganismen in fermentierten Fleischprodukten
Zur Senkung des pH-Werts, zur Verhinderung des Verderbs, zur Verbesserung der Gewebestruktur und des Geschmacks; Förderung der Farbentwicklung; oxidative Verfärbung verhindern; die Bildung von Nitrosaminen reduzieren; und unterdrücken das Wachstum und die Toxinproduktion pathogener Mikroorganismen.
Zu den Mikroorganismen in fermentierten Würsten zählen hauptsächlich Milchsäurebakterien, Mikrokokken, Schimmelpilze und Hefen, die jeweils eine einzigartige Rolle bei der Geschmacksbildung und Lebensmittelsicherheit fermentierter Würste spielen.
Fermentationsmethoden
① Natürliche Fermentation
Bei der traditionellen Verarbeitung beruht die Fermentation vollständig auf einheimischen Milchsäurebakterien im rohen Fleisch. Milchsäurebakterien kommen in rohem Fleisch allgegenwärtig vor, allerdings nur in äußerst geringer Anfangszahl, es sei denn, das rohe Fleisch wurde längere Zeit vakuumverpackt gelagert.
Die Ausgangsbedingungen für den Wurstteig sind im Allgemeinen ungünstig für das Wachstum dominanter gramnegativer Bakterien im Fleisch, begünstigen jedoch die Vermehrung grampositiver Bakterien, koagulasepositiver und koagulasenegativer Staphylokokken sowie Milchsäurebakterien. Es gibt Hinweise darauf, dass die Milchsäuregärung eine sequenzielle mikrobielle Abfolge von Enterobacteriaceae über Enterokokken und schließlich Laktobazillen und Pediokokken beinhaltet. Bei einer reibungslosen Fermentation vermehren sich Milchsäurebakterien schnell und erreichen innerhalb von 2 bis 5 Tagen eine Koloniezahl von 106∼108 KBE/g. Der daraus resultierende pH-Abfall führt zum Absterben von Pseudomonas und anderen säureempfindlichen gramnegativen Bakterien innerhalb von 2 bis 3 Tagen, während säureresistente Bakterien wie Salmonellen möglicherweise länger überleben.
Nach Erreichen der Spitzenmenge nimmt die Population der Milchsäurebakterien allmählich ab. Schimmelgereifte Würste zeigen jedoch häufig nach etwa 15 Tagen einen zweiten Wachstumspeak, der mit dem durch den Laktatstoffwechsel verursachten pH-Anstieg vereinbar ist. Eine verzögerte Einleitung der Milchsäuregärung und eine langsame pH-Senkung fördern das Wachstum und die Enterotoxinproduktion von Staphylococcus aureus, und die Vermehrung verschiedener Bakterien verschlechtert den Wurstgeschmack. Fermentierte Würste enthalten in der Regel Nitrate anstelle von Nitriten, was das Wachstum einer Vielzahl von Mikroorganismen ermöglicht, was sich positiv auf die Geschmacksqualität trocken vergorener Würste auswirkt.
Um die Stabilität und Zuverlässigkeit der natürlichen Fermentation zu verbessern, wurde in der frühen Produktion weithin die Backslopping-Methode übernommen, bei der frischer Wurstteig mit teilweise fermentierten Materialien aus der vorherigen Produktionscharge beimpft wird. Diese Methode verbesserte effektiv die Fermentationsstabilität, hatte jedoch offensichtliche Nachteile. Erstens waren die Milchsäurebakterien in zurückgeschütteten Materialien physiologisch gealtert und konnten keine schnelle Fermentation einleiten. Zweitens könnten durch die Unkontrollierbarkeit dieser Methode unerwünschte Stämme wie peroxidproduzierende Bakterien entstehen, die die Wurstqualität erheblich beeinträchtigen würden, sobald sie vorherrschen.
Unter den aus natürlich fermentierten Würsten isolierten Milchsäurebakterien macht Lactobacillus den größten Anteil aus, gefolgt von Pediococcus, der sogar bei der Fermentation bestimmter Wurstsorten dominiert. Zu den wichtigsten Pediococcus-Arten gehören Pediococcus acidilactici, Pediococcus damnosus und Pediococcus pentosaceus. Mit Ausnahme minderwertiger Würste mit reichlich Leuconostoc sind die Mengen an Lactococcus und Leuconostoc im Allgemeinen gering.
② Starterkultur-Fermentation
Aufgrund der Unzuverlässigkeit und Unkontrollierbarkeit der natürlichen Fermentation werden in der modernen Verarbeitung zunehmend reine Mikrobenkulturen, nämlich kommerzielle Starterkulturen, eingesetzt, um den Fermentationsprozess präzise zu steuern und Produktsicherheit und stabile Qualität zu gewährleisten. Eine durch Milchsäurebakterien-Starter eingeleitete Fermentation entspricht grundsätzlich einer erfolgreichen natürlichen Fermentation, mit der Ausnahme, dass Starterkulturen es Milchsäurebakterien ermöglichen, schneller zu dominanten Stämmen zu werden.
Kommerzielle Fleisch-Starterkulturen sind in gefrorener oder gefriergetrockneter Form erhältlich, einschließlich Einzelstamm- und Mischstammpräparaten aus Laktobazillen, Pediokokken und Schimmelpilzen. Aktive Starter werden im Allgemeinen während der Chargenphase hinzugefügt. Obwohl die meisten Hersteller die Starter nach den trockenen Zutaten hinzufügen, erfordert eine gleichmäßige Verteilung, dass die Starter gründlich mit rohem Fleisch vermischt werden, bevor andere Zutaten hinzugefügt werden.
Entscheidend ist, dass lebensfähige mikrobielle Kulturen nicht in direkten Kontakt mit Inhaltsstoffen mit hohem Salzgehalt wie Salz und Nitriten kommen dürfen, da sonst die Lebensfähigkeit und Aktivität der Stämme verringert wird. Die meisten Starter werden in konzentrierter Form verkauft und können nach Verdünnung mit Wasser gleichmäßig verteilt werden. Gefriergetrocknete Vorspeisen benötigen Flüssigkeit, um eine optimale Aktivität zu erreichen.
Bedingungen des Fermentationsprozesses
Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftzirkulation in der Gärkammer beeinflussen gemeinsam den Geschmack, die Farbe und den endgültigen pH-Wert der fermentierten Würste.
Industriestarter sind meist gefriergetrocknet und müssen vor der Verwendung rehydriert werden. Rehydrierte Starter sollten 18 bis 24 Stunden lang bei Raumtemperatur aufbewahrt werden, um die mikrobielle Aktivität wiederherzustellen, bevor sie in den Wurstteig eingearbeitet werden. Die herkömmliche Beimpfungsdosis beträgt 106∼107 KBE/g Fleischteig, für die Hochtemperatur-Kurzzeitfermentation ist eine höhere Dosierung von bis zu 108 KBE/g erforderlich.
Die Fermentationstemperaturen werden in drei Kategorien eingeteilt: hohe Temperatur (>40℃), traditionelle europäische Temperatur (20~24℃) und niedrige Temperatur (10~15℃), ausgewählt nach Produkttyp. Im Allgemeinen beschleunigt eine etwas höhere Temperatur die pH-Senkung; Die Säureproduktionsrate verdoppelt sich mit jedem Temperaturanstieg um 5 °C. Dennoch erhöht hohe Temperatur das Risiko des Wachstums pathogener Bakterien (insbesondere Staphylococcus aureus), wenn sich die Fermentation verzögert. Die Temperatur reguliert auch das Verhältnis von Milchsäure zu produzierter Essigsäure, wobei höhere Temperaturen die Milchsäuresynthese begünstigen.
In der praktischen Produktion variieren die Fermentationsparameter je nach Wurstart stark. Trockenwürste werden üblicherweise 24 bis 72 Stunden lang bei 15 bis 27 °C fermentiert; Streichwürste bei 22 bis 30 °C für 48 Stunden; Halbtrockene Wurstscheiben bei 30–37 °C für 14 bis 72 Stunden. Die Verarbeitungsbedingungen unterscheiden sich erheblich von Region zu Region: Beispielsweise wird ungarische Salami bei unter 10 °C fermentiert, während halbtrockene Räucherwürste mit niedrigem pH-Wert in den USA bei bis zu 40 °C fermentiert werden.
Die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung ist entscheidend für den Beginn der Trocknung und die Verhinderung eines übermäßigen Wachstums von Oberflächenhefen und Schimmelpilzen und erfordert daher eine strenge Kontrolle. Durch ein ordnungsgemäßes Feuchtigkeitsmanagement wird außerdem die Bildung einer harten Oberflächenkruste während des Trocknens vermieden. Eine verhärtete Kruste behindert den Abtransport der inneren Feuchtigkeit und verlängert die Trocknungszeit; Gleichzeitig führt eine übermäßige Oberflächenfeuchtigkeit bei knusprigen Würsten zu Schimmelbildung während der Lagerung. Bei der Hochtemperatur-Kurzzeitgärung wird die relative Luftfeuchtigkeit üblicherweise auf etwa 98 % eingestellt. Bei der Niedertemperaturgärung sollte die relative Luftfeuchtigkeit in der Kammer 5 bis 10 % niedriger sein als die feuchtegleichgewichtige Luftfeuchtigkeit im Inneren der Würstchen (ca. 90 %).
In der modernen Produktion erfolgt die Wurstgärung in geschlossenen Kammern mit streng kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit. In diesem Stadium kann bei bestimmten Wurstsorten eine milde Räucherung durchgeführt werden, ohne den Gärverlauf zu beeinträchtigen. Aufgrund fehlender präziser Umweltkontrollen wurden in einigen Ländern in der Vergangenheit spezielle Maßnahmen ergriffen, um den Verderb während der Gärung zu verhindern. Obwohl diese traditionellen Methoden für die moderne Produktion überflüssig sind, werden sie immer noch auf Spezialprodukte angewendet, um einzigartige sensorische Eigenschaften zu erzielen. Beispielsweise werden bestimmte deutsche Würste bei 25 °C und hoher Luftfeuchtigkeit fermentiert, wobei überschüssige Mikroorganismen an der Oberfläche durch regelmäßiges Waschen entfernt werden.
Trockenwürste gären an ruhender Luft schneller als an schnell zirkulierender Luft. Der Säuerungsgrad von Sauerwürsten variiert je nach Produktart. Halbtrockene Würste haben den höchsten Säuregehalt, insbesondere amerikanische halbtrockene Würste mit einem pH-Wert nach der Gärung unter 5,0. Der pH-Wert deutscher Trockenwürste liegt zwischen 5,0 und 5,3, während Trockenwürste aus Frankreich, Italien und anderen Regionen eine leichte Säuerung aufweisen. Vakuumgefüllte Würste und Würstchen mit großem Durchmesser weisen aufgrund hypoxischer Bedingungen die stärkste Säuerung auf. Allerdings wirkt die Anreicherung von Ammoniak in Würstchen mit großem Durchmesser dem durch die Milchsäureproduktion verursachten pH-Wert-Abfall entgegen.