傳統發酵肉製品的微生物來源於環境中隨機感染。這些微生物菌群主要是微球菌、凝固酶陰性的葡萄球菌、鏈球菌和乳酸杆菌。在香腸加工過程中，上述微生物可分別來自特定的香腸配料和生產的各單元操作。食鹽和其他醃製劑的加入有利於這些微生物的生長，而抑製原料肉中的微生物菌群。肉餡的冷處理、腸衣包裹隔絕氧氣和煙熏過程都有利於有益發酵型微生物的生長。
雖然微生物的生長一般不會直接導致高活力的酶促反應，但它們高濃度的活細胞代謝將引起原料肉大的變化。通過添加發酵劑提高有益微生物的起始數量，增加微生物的代謝活性，引發肉製品的理化變化，可生產出優質的發酵肉製品。
大多數微生物能夠利用碳水化合物作為生長的能量來源。假單胞菌、酵母菌、黴菌、微球菌等微生物能在肉的表麵好氣生長，並將糖類物質徹底地氧化為二氧化碳和水，或者非徹底氧化生產有機酸。碳水化合物徹底氧化的產物對產品的顏色和風味有一定的影響，然而微生物在這些反應中獲得了充足的能量，並通常形成莢膜，使表麵成膜發黏。這種黏性物質可以阻止氧氣的傳遞或者聯合其他的原因而使氧化反應不能徹底進行，這可能是發酵肉製品中厭氣性微生物普遍的代謝方式。此外，與醃製有關的發酵肉製品中許多微生物不能徹底氧化碳水化合物，必須依賴於發酵作用來維持生長。
自然發酵肉製品中微生物主要是一些乳酸細菌、能耐受亞硝酸鹽的細菌。同型乳酸發酵菌能代謝碳水化合物產生乳酸，並導致產品低pH，而出現酸味。異型乳酸發酵細菌代謝碳水化合物可形成乙醇、二氧化碳、乳酸、醋酸等代謝終產物。這些組分對終產物的風味、顏色和組織結構會產生不同程度的影響。優質發酵肉製品的生產是多種微生物共同生長，並通過控製工藝參數來調節微生物代謝產物的組分和含量而形成的綜合生態效應。碳水化合物代謝的微量產物也可能影響發酵肉製品的風味。乙酰是乳酸細菌產生的，它與乳酸混合形成的風味就不同於乳酸單獨存在時的風味。此外，一些乳酸細菌產生的多糖也可能影響發酵肉製品的味道。
許多微生物通過胞外或胞內蛋白酶能夠代謝肉中的蛋白質、肽、氨基酸。這些蛋白酶和肽酶是一個複雜的酶係。我們還不能分別確定它們在發酵肉製品中的專一性底物和特定的反應曆程。微生物產生的水解酶類可引起蛋白質的液化和溶解。蛋白質的水解可以產生各種氨基酸，而氨基酸被微生物進一步分解形成胺、脂肪酸和硫醇。這些物質存在的量及相互間的比例，對發酵肉製品的色澤、風味會產生重大影響。
氨基酸的酶解，通常是氧化脫氨產生氨和α–酮酸。梭狀芽孢杆菌可以使氨基酸發生氧化還原脫氨產生氨、酮酸和脂肪酸。另一種形式的氨基酸降解是脫羧，形成二氧化碳和胺。其他的微生物酶能分解酪蛋白產生吲哚和其他產物；半胱氨酸和甲硫氨酸的分解可以釋放出硫化氫；精氨酸可轉化為鳥氨酸、二氧化碳和氨；而組氨酸則有多種代謝途徑。氨基酸代謝對發酵肉製品的影響主要是揮發性組分的形成。這些揮發性組分構成發酵肉製品風味和芳香的重要性有待進一步研究。肉類蛋白質的化學變化所形成的二氧化碳、硫化氫、亞硝酸鹽可直接參與肉品色素的反應而影響肉的顏色。此外，微生物的相互作用，可產生一係列的氧化還原反應。
一些微生物可產生酯酶水解或分泌氧化酶氧化脂肪，而導致肉製品“發哈”。但“發哈”並非由微生物所引起。在發酵肉製品中水解脂類的微生物通常是假單胞菌、革蘭氏陰性杆菌、酵母和黴菌，黴菌還有強烈的脂肪酸氧化降解能力。脂肪水解形成的大量脂肪酸對微生物的生長有抑製作用。通過特定發酵劑代謝終產物的分析，不飽和脂肪酸氧化會對微生物產生過氧化物毒害。 飽和脂肪酸的微生物氧化代謝按β-氧化途徑進行。此外，微生物代謝係統中產生的過氧化物可以催化肉製品中不飽和脂肪酸的化學氧化。
雖然蛋白質和脂肪的降解極有可能與肉製品的腐敗有關，但對發酵肉製品加工工藝和微生物專用發酵劑的控製與選擇，可以使這些變化朝有利於改善肉製品品質的方向發展，從而生產出品質一流的產品。黴菌、酵母菌和微球菌由於它們各自的蛋白酶和酯酶活性而作為發酵劑被廣泛應用。
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