哈爾濱紅腸作為北方地區(qū)特色肉制品，其細膩的口感、豐富的營養(yǎng)成分和獨特的煙熏風味深受消費者喜愛。哈爾濱紅腸含有豐富的營養(yǎng)物質，屬于低溫肉制品，一般加熱至中心溫度達到74 ℃即達到熟制要求，但是在這種溫度下可能會有微生物的殘留，產品在運輸和銷售過程中易發(fā)生腐敗變質。

生物保護菌是指可以添加到食品中且具有延長食品貨架期和（或者）抑制有害微生物生長的活的微生物。現(xiàn)階段用于生物保護的菌種均為乳酸菌。乳酸菌能夠分泌包括有機酸、細菌素及環(huán)肽等在內的多種具有抑菌活性的代謝產物，通過微生物間的競爭與群體感應作用能夠有效抑制腐敗菌的生長。

關于生物保護菌，本實驗室前期已經做了一些相關的研究。東北農業(yè)大學食品學院的 王 強、 杜文靜、 孔保華*等進一步驗證所得選的

P. acidilactici

L1和L.

plantarum

HG1-1在肉制品中的實際防腐能力。本實驗探究單獨和混合接種

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1對哈爾濱紅腸貯藏過程中理化特性、微生物特性、風味特性及感官特性的影響，并以商業(yè)保護菌

L. sakei

B2為對照進行研究，以期為延長哈爾濱紅腸的貨架期及生物保護菌的應用提供理論依據(jù)。

1 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中pH值的影響

由圖1a可知，各組紅腸的pH值在整個貯藏期間均呈現(xiàn)顯著下降的趨勢（

P

＜0.05）。紅腸pH值的降低可能是由于在貯藏過程中乳酸菌產酸及酸性物質的積累所致[18]。各組在第0天的pH值為6.31左右，貯藏28 d后，對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組的pH值均降至5.21～5.35之間。L1＋HG1-1組在貯藏前中期的pH值下降最快，14 d后趨于穩(wěn)定。整體來說，生物保護菌的接種在貯藏末期導致pH值顯著低于對照組，但整體差異較小，并沒有對pH值產生過多負面的影響。

2 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中TBARS值的影響

TBARS值是反映脂質氧化程度的指標，其過度氧化會引起肉制品風味以及品質的劣變。如圖1b所示，在貯藏初期各處理組TBARS值較低，為0.65 mg/kg左右。隨貯藏時間的延長，各處理組TBARS值均顯著增加（

P

＜0.05）。這是因為在貯藏過程中脂肪發(fā)生了自動氧化并產生低分子產物，另一方面，一些菌種能夠產生脂氧合酶，使不飽和脂肪酸氧化速度加快，導致紅腸氧化酸敗。對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組在第28天時的TBARS值分別為2.55、1.66、1.85、1.56、2.54 mg/kg。與對照組和B2組相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1接種對紅腸的脂質氧化有較好的抑制作用，尤其是L1＋HG1-1組的紅腸氧化程度最低。這可能與

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的自由基清除能力和Fe 2＋ 螯合能力以及菌種間的群體感應有關。以上結果表明生物保護菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1可顯著減緩紅腸在貯藏期間的脂質氧化。類似地，李圣楠也發(fā)現(xiàn)將副干酪乳酪桿菌（

Lacticaseibacillus paracasei

）Jlus 66和

L.plantarum

SC-5添加在風干腸中也可顯著降低風干腸的TBARS值（

P

＜0.05）。

3 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中水分含量和水分活度的影響

由表2可知，各組紅腸的水分含量在整個貯藏過程中變化較小。水分含量均隨著貯藏時間的延長出現(xiàn)了輕微的下降。這可能是因為紅腸在貯藏過程中品質惡化導致整體持水力下降，在真空包裝持續(xù)負壓狀態(tài)下，紅腸的水分外溢所致。水分活度通常用來評價肉制品中水分自由度。由表2可知，各組紅腸的水分活度隨著貯藏時間的延長均呈現(xiàn)下降的趨勢。水分活度的下降趨勢與水分含量變化趨勢相近。水分活度的下降可能與水分含量的損失有關。

4 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中顏色的影響

如圖2a所示，隨著貯藏時間的延長，各組的L*值均顯著降低（

P

＜0.05），其中L1、HG1-1和L1＋HG1-1組的L*值變化較小，尤其是L1＋HG1-1組的

L

*值最為穩(wěn)定，在21 d后才顯著下降（

P

＜0.05）。由圖2b可知，各處理組的

a

*值隨著貯藏時間的延長整體呈顯著下降趨勢（

P

＜0.05）。

a

*值的降低可能是色素與脂質氧化產物之間的相互作用引起。L1、HG1-1和L1＋HG1-1組的a*值在貯藏后期顯著高于對照組和B2組。這也與TBARS值的結果相印證，進一步說明

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接種能有效抑制脂質氧化。類似地，吳昕穎等也發(fā)現(xiàn)添加在肉中的

L. plantarum

KULG13可以顯著提高肉塊的

a

*值。如圖2c所示，各處理組的

b

*值隨著貯藏時間的延長顯著增加（

P

＜0.05），而L1、HG1-1和L1＋HG1-1組紅腸的

b

*值在貯藏期間整體均低于對照組和B2組。

b

*值的增加可能是由于脂肪氧化產物與磷脂頭部或蛋白質中的胺發(fā)生非酶促褐變反應，從而產生了黃色色素。

5 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中質構特性的影響

哈爾濱紅腸在貯藏期間質構特性的變化可能與水分的散失和品質的劣變密切相關。水分含量的降低可能會在一定程度上增加產品的硬度，而產品品質的劣變可能會降低其硬度。如圖3a所示，隨著貯藏時間的延長，對照組和B2組的硬度顯著降低（

P

＜0.05），分別從第0天的340.65 g和342.01 g降低到第28天的183.86 g和200.70 g。這可能是因為在貯藏末期對照組和B2組的腐敗程度較高，導致產品變軟。而L1、HG1-1和L1＋HG1-1組的硬度分別從第0天的343.21、341.14 g和338.04 g增加到第28天的420.97、430.60 g和400.00 g。這可能是水分含量的降低所致，另一方面可能是因為

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1在代謝過程中會產生一些胞外多糖等物質，這些胞外多糖可以與紅腸中的水分結合，形成凝膠狀物質，填充在空隙間，在一定程度上增加了產品的硬度和彈性。如圖3b所示，所有處理組的彈性均隨貯藏時間的延長而顯著減?。?blockquote id="45BCI5IJ">P＜0.05），其中L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組彈性在第21天之后顯著高于對照組，這可能與上述的凝膠作用有關。如圖3c所示，所有處理組的黏聚性均呈現(xiàn)先降低（7 d）后升高的趨勢（

P

＜0.05）。Cui Qiaoyan等也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，同時接種

P. acidilactici

L. sakei

的羅非魚香腸在貯藏過程中硬度明顯提高，其黏聚性先下降后上升。

6 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中微生物的影響

6.1 菌落總數(shù)的變化

如圖4a所示，L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組的初始細菌總數(shù)約為4.50（lg（CFU/g）），顯著高于對照組的3.20（lg（CFU/g））（

P

＜0.05）。各處理組的細菌總數(shù)隨著貯藏時間的延長而增加，在貯藏結束時對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組的菌落總數(shù)分別達到6.89、7.21、7.36、7.75（lg（CFU/g））和7.46（lg（CFU/g））。各處理組整體前期增長速度較快，后期緩慢，這可能是由于前期紅腸內養(yǎng)分充足，而隨著貯藏時間的延長細菌代謝作用的積累對微生物的生長起到抑制作用，使得菌落總數(shù)增長速率減緩。菌落總數(shù)通常作為評估食品微生物質量和保質期的指標。然而，當大量使用生物保護菌作為防腐劑時，常規(guī)的菌落總數(shù)水平就不再適用于評估肉類的腐敗狀況。因此，有必要對細菌數(shù)量、理化性質、風味特征和感官特性進行綜合評估。

6.2 乳酸菌總數(shù)的變化

由圖4b可知，乳酸菌總數(shù)的變化趨勢與細菌總數(shù)較為類似，對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組的乳酸菌總數(shù)在第0天分別為3.40、4.50、4.40、4.65（lg（CFU/g））和4.40（lg（CFU/g）），隨著貯藏時間的延長呈顯著增長趨勢（

P

＜0.05），并在第28天時分別達到7.35、7.53、7.42、7.68（lg（CFU/g））和7.48（lg（CFU/g））。與對照組相比，生物保護菌的接種明顯提高了紅腸的乳酸菌總數(shù)。

6.3 不動桿菌總數(shù)的變化

由圖4c可知，各處理組的不動桿菌總數(shù)在整個貯藏期間呈增加趨勢（

P

＜0.05）。對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組分別從第0天的3.40、3.35、3.31、3.28（lg（CFU/g））和3.33（lg（CFU/g））上升至第28天的7.93、7.18、6.84、6.65（lg（CFU/g））和7.71（lg（CFU/g））。與對照組和B2組相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接種會顯著降低紅腸中不動桿菌的數(shù)量（

P

＜0.05），尤其是L1＋HG1-1組。

6.4 葡萄球菌總數(shù)的變化

由圖4d可知，各處理組的葡萄球菌總數(shù)在整個貯藏期間呈增加趨勢（

P

＜0.05）。對照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組分別從第0天的2.75、2.70、2.72、2.65（lg（CFU/g））和2.78（lg（CFU/g））上升至第28天的5.60、4.50、5.21、4.21（lg（CFU/g））和5.50（lg（CFU/g））。與對照組和B2組相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接種會顯著降低紅腸中葡萄球菌的數(shù)量（

P

＜0.05），尤其是L1＋HG1-1組在貯藏結束時降低量超過1.20（lg（CFU/g））。

P. acidilactici

L1、

L. plantarum

HG1-1以及兩者混合接種對不動桿菌和葡萄球菌都有很好的抑制效果，這與本課題組在平板中進行的抑菌實驗結果一致。研究表明

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1不論在雙層平板對峙實驗還是抑菌圈實驗中對

S. epidermidis

A. baumannii

的抑菌作用均強于

L. sakei

B2。

7 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中滋味特征的影響

電子舌、電子鼻作為仿生設備，可以有效避免由生理味覺和嗅覺所帶來的主觀影響和缺陷，無偏測量食品的滋味和風味。如圖5a所示，隨著貯藏時間的延長，5 組哈爾濱紅腸的酸味、苦味、回味A（澀回味）、鮮味和咸味均顯著增強，豐富度明顯減弱。其余滋味特征在貯藏期間變化幅度較小。對電子舌數(shù)據(jù)進行主成分分析（PCA），結果如圖5b所示。PC1和PC2的方差貢獻率分別為86.2%和9.8%，累計方差貢獻率為96%（＞85%）。在第0天時，各處理組均分布在PC1負半軸上，與豐富度和回味A（澀回味）相關，說明這幾種味道在第0天時較為突出。而在貯藏末期（第28天）各處理組均位于PC1正半軸，與咸味、鮮味、澀味和回味B（苦回味）相關，說明貯藏期間哈爾濱紅腸的滋味發(fā)生變化。在貯藏末期（第28天），可以明顯看出對照組處于第4象限，與其他處理組（處于第1象限）的總體滋味相差較大，L1＋HG1-1、HG1-1和L1組間的整體滋味最為接近。

8 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中氣味特征的影響

接種不同生物保護菌的哈爾濱紅腸在貯藏期間電子鼻各傳感器響應值如圖6所示，不同處理組各傳感器的響應值變化趨勢相似。在所有樣品中，傳感器W3S、W2S、W1S和W6S的響應值較為突出，這說明各階段樣品中均含有較多的長鏈烷烴、醇醛酮類物質、烷類化合物和氫化物等（圖6a）。如圖6b所示，所有樣品PC1和PC2的方差貢獻率分別為87.0%和4.3%，累計方差貢獻率為91.3%（＞85%）。其中PC1代表了樣品87.0%的特征信息，0 d和28 d處理組間的氣味相差較大，分別分布在PC1的正負兩軸，說明在第0天和第28天各處理組哈爾濱紅腸的風味差異較大。第14天的HG1-1組和L1＋HG1-1組處于PC1負半軸，這可能也說明這2 個處理在前14 d對哈爾濱紅腸的風味影響較小。B2組和對照組在第14天和第28天均處于第1象限，與W1W、W1C、W1S、W6S和W5S呈正相關；而L1、HG1-1和L1＋HG1-1組在第28天處于第4象限，與W2S和W2W更為相關。值得關注的是，L1＋HG1-1-28 d組與第14天其他生物保護菌處理組在PC1上最相近，這可能也反映了L1＋HG1-1在貯藏階段風味變化最?。幌喾?，對照組在貯藏結束時揮發(fā)性風味變化最顯著。

9 生物保護菌對哈爾濱紅腸在貯藏過程中感官特性的影響

如表3所示，貯藏第0天對照組和接種組哈爾濱紅腸的感官評分沒有顯著差異（

P

＞0.05）。隨著貯藏時間的延長，各處理組的切面色澤、風味、硬度和總體可接受性得分都顯著下降（

P

＜0.05）。第28天時，L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2組的切面色澤得分分別為3.46、3.44、3.56和3.39，均顯著高于對照組的2.80（

P

＜0.05），這說明這些生物保護菌對哈爾濱紅腸有一定的護色作用。L1、HG1-1和L1＋HG1-1組在貯藏結束時風味得分分別為2.88、3.02和2.92，均顯著高于B2組（2.25）和對照組（1.75）（

P

＜0.05）。L1、HG1-1和L1＋HG1-1組哈爾濱紅腸的硬度在貯藏結束時維持較好，得分分別為5.25、5.38和5.62，顯著高于B2組（2.92）和對照組（2.46）（

P

＜0.05），這也與質構分析的結果相印證。HG1-1和L1＋HG1-1組在貯藏結束時總體可接受性得分最高，分別為3.28和3.36，其次是L1組（3.06）和B2組（3.00），對照組得分最低，僅為1.69。這可能與HG1-1和L1＋HG1-1處理的高抑菌能力有關。而HG1-1和L1＋HG1-1組在第28天的總體可接受性得分與對照組第14天的得分相近，從總體可接受性得分來看，哈爾濱紅腸的腐敗延緩了近14 d。綜上，接種生物保護菌

P. acidilactici

L1、

L. plantarum

HG1-1和

L. sakei

B2均可延長哈爾濱紅腸的貨架期，其中

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1展現(xiàn)出了更好的生物保護作用，特別是混合接種時，其生物保護作用最強。

結論

本實驗研究了生物保護菌對哈爾濱紅腸貯藏期品質和微生物特性的影響，耐低溫生物保護菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1單獨接種和混合接種對真空包裝哈爾濱紅腸均有很好的生物保護作用。與對照（未接種）和商業(yè)生物保護菌B2組相比，L1、HG1-1和L1＋HG1-1處理顯著抑制了不動桿菌和葡萄球菌的生長（

P

＜0.05），維持了較好的顏色和質構特性，延緩了脂質氧化以及氣味和滋味的劣變，使產品在貯藏結束時具有較高的風味和總體可接受性得分。而B2組與對照組相比，也具有一定的生物保護能力，但整體作用較弱?？傮w而言，本實驗室得到的耐低溫生物保護菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的單獨接種和混合接種使用對真空包裝哈爾濱紅腸的生物保護效果均優(yōu)于商業(yè)生物保護菌

L. sakei

B2。

作者簡介

通信作者：

孔保華，東北農業(yè)大學食品學院二級教授, 國務院特殊津貼獲得者。獲黑龍江省"龍江學者"和"龍江科技英才"稱號，為省級教學名師，省杰出青年基金獲得者。任中國畜產品加工學會常務理事，中國農業(yè)機械學會農副產品分會副理事長，主要研究方向為肉品加工和蛋白質的功能特性。主持和參加的科研項目60余項，包括國家十二五科技支撐，國家836課題，國家自然科學基金，國家“十三五”和“十四五”重點研發(fā)，省重大項目，省重點基金等。獲國家科技進步二等獎1 項，黑龍江省科學技術一等獎3 項、二等獎3項、三等獎3 項，國家教育部高?？萍歼M步二等獎1 項，中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎，中國商業(yè)總會科技進步一等獎1 項。為愛思唯爾高被引學者，科睿唯安“全球高被引科學家，2025.1入選食品科學與技術領域ScholarGPS全球前0.05%頂尖科學家榜單，斯坦福大學發(fā)布的全球前2%科學家，

H

-index為71。獲中國肉品加工業(yè)“十大杰出科技人物”，獲為中國食品產業(yè)產學研創(chuàng)新發(fā)展中做出突出貢獻的“杰出科研人才獎”，獲“中國肉類科技30年功勛獎-科技工作者獎”榮譽稱號，獲“中國肉類產業(yè)科技領軍人物”稱號。發(fā)表學術論文620余篇，其中發(fā)表SCI論文376 篇，EI論文105 篇, 28 篇SCI為ESI高引論文 (top 1%)。編寫教材和專著25 部。獲得授權專利60余項。指導博士研究生50 人，碩士研究生148 人。

本文《生物保護菌對哈爾濱紅腸貯藏期品質和微生物特性的影響 》來源于《食品科學》2023年46卷第18期132-145頁，作者：王強，杜文靜，陳倩，劉騫，孔保華*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-158。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。

實習編輯：王奕辰 ；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)。