乳酸菌作為生物抑菌劑在肉與肉制品中的應用研究進展

楊慧軒，羅 欣，梁榮蓉，楊嘯吟，朱立賢，毛衍偉，董鵬程，韓廣星，張一敏,*

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.國家肉牛牦牛產業技術體系臨沂站，山東 臨沂 276000）

近年來，隨著食品工業科技的不斷發展，肉類產品加工、包裝、貯藏和運輸等環節逐步系統完善，傳統的抑菌保鮮方式已經不能滿足現代肉類工業的需求。乳酸菌作為新型生物抑菌劑便成為了傳統抑菌方式良好替代產品。乳酸菌因其能夠產生有機酸、細菌素及其他抑菌物質等代謝產物，在大量的實驗研究中證明是控制食源性病原體天然且有效的菌株[1]。因此，乳酸菌作為生物抑菌劑的良好備選菌株，成為化學食品添加劑的優良替代品并逐漸成為保障食品安全的重要物質。目前已有很多研究將乳酸菌作為生物抑菌劑應用于肉與肉制品中，但是不同的研究中所選用的乳酸菌菌株、被接種的肉制品種類、應用的環境條件、作用的靶向菌群及獲得的抑菌效果不盡相同，乳酸菌在使用過程中存在的問題和缺陷以及乳酸菌自身潛在的安全性問題也都缺乏系統綜述。所以，肉類工業很難將其中某一項的研究結果應用于生產實際。因此，將已有研究成果進行系統的歸類、總結，進而給出乳酸菌在肉類產業中的使用建議，對于推動生物抑菌劑在肉類產業中的進一步應用十分必要。

本文對乳酸菌的主要抑菌機制和其在肉中不同的包裝方式、使用方式、代謝環境、加工方式和溫度變化條件下的微生物污染防控效果以及潛在的安全性問題展開了綜述和討論，并對乳酸菌作為生物抑菌劑在肉類及其制品中的實際應用現狀和存在的問題系統總結，以期為乳酸菌在肉類產業中的進一步應用提供參考。

1 乳酸菌在肉與肉制品應用中的主要抑菌機制

乳酸菌與一些常見致病菌之間存在相互作用機制，這也已成為其作為生物抑菌劑的重要研究內容，因此乳酸菌的生物保護效果及其機制受到了廣泛的關注。乳酸菌本身的代謝活動以及代謝過程中釋放的有機酸、過氧化氫和細菌素等代謝產物[2]，都是其抑制常見致病菌及腐敗菌等目標菌的有效作用物質。乳酸菌的相關抑菌機制已有較為廣泛的研究及綜述，如圖1所示，乳酸菌對目標菌株的抑制機制主要包括：1）有機酸、細菌素、過氧化氫等對細菌屏障結構造成破壞，影響其通透性和穩定性，造成細胞質外流等；2）乳酸和乙酸等弱酸解離對細菌質子梯度的干擾；3）上述抗菌物質在進入目標菌細胞后，可鈍化抑制酶活性，對細菌DNA合成、RNA轉錄等過程造成干擾；4）乳酸菌對營養底物的競爭性利用。

圖1 乳酸菌的抑菌機制Fig. 1 Hypothetic mechanisms for antibacterial effect of lactic acid bacteria

1.1 有機酸

乳酸菌在對糖發酵后，產生乳酸和乙酸等其他有機酸，其主要通過與目標細胞膜結構中的磷脂及脂多糖作用從而對目標菌株的細胞膜結構產生破壞[3]；目標菌株主動運輸H+消耗大量ATP導致生長代謝速率降低[4]；影響質子電化學勢梯度從而破壞目標菌的跨膜運輸系統[5]；H+在細胞內聚集造成了胞內滲透壓的升高，胞內微環境的改變使得細菌酶變性或鈍化，對DNA合成、RNA轉錄等造成干擾[6]。但是乳酸菌生產有機酸的能力和類型會受到乳酸菌種類、培養成分和生長條件的影響，這對其實際應用造成了困難，例如?zcelik等[7]發現在鳳尾魚浸出液肉湯中乳酸菌的乳酸、乙酸和琥珀酸產量以及在鮭魚浸出液肉湯中甲酸的產量均要高于MRS肉湯。目前有機酸在肉類加工業中，尤其是肉牛屠宰末端已廣泛應用。通常認為乳酸菌產生的有機酸中乳酸和乙酸為主要抑菌物質[8]，但是乳酸菌自然產生的單種有機酸濃度往往低于部分菌株的最小抑菌濃度。此外，存在一些耐酸性較強的霉菌和酵母菌，El-Gazzar等[9]發現寄生曲霉菌在含有0.50%和0.75%乳酸的培養基中依然可以生長。因此，不同有機酸之間的協同抑菌效應[10]還需進一步闡明。

1.2 細菌素

細菌素通常是一種核糖體合成的抗菌肽，一般情況下，各種革蘭氏陽性菌都能產生細菌素，其中乳酸菌細菌素研究最為廣泛[11]。乳酸菌產生的細菌素具有多種分類方式，其主要分為I類羊毛硫抗生素（含羊毛硫氨酸抗生素）和II類羊毛硫抗生素（可進一步分為IIa、IIb、IIc和IId）[12]兩大類。大部分細菌素可通過連接或嵌入目標菌株細胞膜并在上面形成孔道，導致細胞內容物外泄，從而使得目標菌死亡[13]。Héquet等[14]在火腿中對比使用了產細菌素的清酒乳桿菌（Lactobacillus sakei）2512和不產細菌素的清酒乳桿菌L110，雖然二者有相近的培養基酸化速率，但產細菌素處理組中英諾克李斯特菌（Listeria innocua）數量更低，且整個貯藏期60 d內目標菌株均未顯著生長。同樣，Castilho等[15]發現在整個貯藏期間，添加產細菌素的彎曲乳桿菌（Lactobacillus curvatus）處理組中的單核細胞增生李斯特菌（Listeria monocytogene）（后簡稱為“單增李斯特菌”）細胞數均低于清酒乳桿菌ATCC 15521（不產細菌素）處理組1～2（lg（CFU/g）），在以細菌素為控制變量時，不同的處理之間的減菌效果差異顯著。但是在實際應用時，也應考慮到乳酸菌產生的細菌素是否會對其他有益菌株或協同菌株產生抑制作用[16]，肉中的脂肪和蛋白酶是否會干擾其抑菌性等問題。雖然存在一些對細菌素敏感的菌株，但細菌素的特異性相較于其他特異性殺菌物質如噬菌體等還相對較弱。此外，乳酸菌細菌素對于目標菌株的完全清除能力不足，因此，基于細菌素進行靶點抑菌的研究，需深入了解細菌素的產生和作用方式的機制。同時還需對細菌素毒理學研究和動物攝食后分子去向進行進一步探索，使得產細菌素乳酸菌菌株更加安全有效地投入食品安全領域。

1.3 競爭性抑制

乳酸菌與其他微生物共培養時，其自身有關碳水化合物、能量產生和氨基酸代謝有關的蛋白質有過表達現象產生。Orihuel等[17]在研究蒙氏腸球菌（Enterococcus mundtii）與大腸桿菌共培養與單獨培養時，發現蒙氏腸球菌與氨基酸的生物合成和代謝有關的ATP結合盒轉運蛋白（ATP-binding cassette transporter，ABC）過度表達，此外，該研究還檢測到與糖酵解、烯醇化有關的酶和與細胞分裂相關的酶均過度表達，表明乳酸菌能夠通過促進糖酵解和細胞分裂以抑制大腸桿菌的生存。Yang Dong等[18]在分析雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）和單增李斯特菌共培養的差異蛋白的實驗中，也發現共培養后蛋白質翻譯系統中參與蛋白質和核酸生物合成的酶數量增加，包括核糖體蛋白、轉移RNA谷氨酰轉移酶和翻譯延伸因子，這些酶數量的增加都促進了蛋白質的翻譯。共培養能夠使乳酸菌在糖代謝、能量產生、轉錄、細胞分裂和氨基酸代謝中許多蛋白過表達，以此加快自身代謝速率，并提高其與其他菌株競爭營養底物的能力，從而達到抑制目標菌株生長的目的。

1.4 過氧化氫

研究表明乳酸菌懸液中產生的過氧化氫（H2O2）可以在懸液中積累，并有顯著的抑菌作用。H2O2已作為抑菌物質廣泛應用于食品領域[19]。H2O2導致細菌的DNA、細胞蛋白質和細胞膜脂質氧化是其抑菌的主要機制[20-21]。Ito等[22]從不同的食品中分離出193 株乳酸菌，其中有27 株可在懸液中積累相對較多的H2O2，實驗中乳酸乳球菌乳酸亞種（Lactococcus lactissubsp.lactis）AI 62產生的H2O2對小腸結腸炎耶爾森氏菌（Yersinia enterocolitica）等其他致病菌均有顯著抑菌作用。乳酸菌產生的H2O2量會受到環境氣體狀態的影響，相較未暴露在空氣的狀態，其在空氣條件下會產生2～3 倍的H2O2，這可能與煙酰胺腺嘌呤羥基二核苷酸（nicotinamide adenine hydroxy dinucleotide，NADH）氧化酶在空氣中具有較高的氧氣利用率有關[23]。振蕩培養也會使菌株的生長環境通入更多的氧氣，Collins等[24]研究表明在振蕩培養下，部分嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）產生了更多的H2O2（40～50 mg/kg），而未振搖狀態下H2O2的產生量僅為5 mg/kg，這也可能與振蕩培養中細胞鏈的長度比在靜態培養的長度較短有關。此外，乳酸菌與乳酸和低水平的乳酸鈉結合后也可產生一定水平的H2O2，這種方式為延長食品貨架期提供了一種相對經濟的方法[25]。雖然H2O2有著良好的抑菌效果，但是上述的研究中，均以乳酸菌所產生的H2O2為主要抑菌方式，如何讓H2O2在食品中有效積累并顯著抑菌還需要后續大量研究進行探索。

1.5 其他抑菌途徑

乳酸菌除了上述抑菌機制外，還有其他多種抑菌途徑。羅伊乳桿菌（Lactobacillus reuteri）可在厭氧條件下代謝生成羅氏菌素（3-羥基丙醛），其對革蘭氏陰性菌有較好的抑菌能力，在發酵乳制品中添加使用也未對品質產生不利影響[26]；微生物胞外多糖具有增稠、增黏和充當乳化劑等多方面的應用潛力，乳酸菌可以產生不同類型的胞外多糖，其中硫酸多糖可單獨或結合其他抗菌物質控制病毒和細菌的生長[27]；生物膜是一種細胞固定化的自然形式，其可在多種類型的表面形成，來抵御消毒和清洗，致病性和致腐性的微生物生物膜對食品工業造成了巨大的安全風險[28]，乳酸菌可通過釋放抗菌代謝物和胞外多糖，及通過對生長因子和黏附位點的競爭來抑制有害微生物生物膜的形成[29]。此外，乳酸菌酸性發酵液還可降低介導群體感應的N-酰基高絲氨酸內酯（N-acyl homoserine lactone，AHL）信號分子的釋放，從而對生物膜的形成產生抑制[30]。

乳酸菌的多種代謝產物如有機酸、細菌素和H2O2均有顯著的抑菌能力，并且可以通過不同抑菌途徑對細菌的生物膜進行清除或抑制。但是，上述抑菌途徑中的代謝產物大部分是在適宜乳酸菌生長的條件下進行富集，在肉中實際應用時乳酸菌的抑菌產物產量要遠遠低于理想環境條件下的產量；因此，乳酸菌在肉中如何有效抑菌，這些抑菌途徑如何協同作用，其中的機制還需進一步闡明。

表1總結了乳酸菌在抑制一些主要食源性致病菌如單增李斯特菌、沙門氏菌和大腸桿菌O157:H7以及肉中常見的腐敗菌如假單胞菌和熱殺索絲菌等的作用效果，總體來看，乳酸菌接種到不同的肉類及其制品中后，都可對目標菌株產生抑制作用，并且適應大部分低溫貯藏溫度范圍（即使產生溫度波動）。此外，盡管抑菌效果不同，乳酸菌基本適用常見的肉類包裝方式和加工方式。下文從肉與肉制品的包裝條件、乳酸菌的使用方式、乳酸菌的

代謝環境、肉制品的加工方式和乳酸菌接種后溫度變化條件下，乳酸菌對肉中微生物的防控作用展開論述。

表1 乳酸菌對肉制品中微生物污染的防控效果Table 1 Efficacy of lactic acid bacteria in preventing and controlling microbial contamination in meat products

2 乳酸菌在肉與肉制品中的應用效果的影響因素

2.1 包裝方式

細菌群落的動態變化會受到貯藏包裝類型的很大影響，在一般情況下，冷鮮肉在真空包裝條件下的優勢菌群常見為乳酸菌[43-45]，因此，乳酸菌在真空包裝中具有更長時間的抑菌效果[1,14,40]。Aymerich等[1]在冷熏三文魚肉中測試了3種具有潛在抑菌能力的乳酸菌在低溫下對單增李斯特菌的抑制效果，結果顯示清酒乳桿菌的抑菌效果最好，相較于對照組單增李斯特菌數量降低了3.44（lg（CFU/g）），并且在貯藏21 d內均未顯著增長。這些結果表明，肉源乳酸菌可作為生物抑菌劑在真空環境下提高食品安全性。而在MAP中，填充的CO2可以使微生物延滯期延長，對數期的生長速率降低，所以在貯藏前期，MAP對乳酸菌生長也有一定的抑制作用，這也許是Saraoui等發現乳酸菌在蝦肉貯藏第一周前期對單增李斯特菌未有顯著抑菌作用，但在后期又發現單增李斯特菌數降至低于檢測閾值的原因[34]。有研究表明，在冷藏條件下，50% CO2+50% N2的MAP比真空和空氣包裝更好地提高了魚肉制品的品質，延長了其貨架期[46]。并且在相同的MAP環境下，不同的乳酸菌組合方式也顯著影響抑菌效果[41]。因此，保證產品品質的前提下延長肉類產品貨架期，還需進一步探究確定適宜的氣體成分、乳酸菌組和方式及接種濃度。乳酸菌在托盤包裝或者在空氣中（無包裝或無菌培養皿）維持效用的時間相對較短，因為一般在空氣條件下，假單胞菌等易成為優勢菌群。Duan Xingxing等[47]發現在無菌培養皿中添加含有100 mg/mL抗菌物質的副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）發酵液可將生鮮雞肉貨架期延長4 d，在貯藏期8 d時對照組和處理組中假單胞菌的相對豐度各為89.7%和63.1%，雖然乳酸菌產生的抑菌物質顯著延長了貨架期，但假單胞菌在菌群結構中的優勢地位并沒有改變。在無包裝或托盤包裝下，乳桿菌科的相對豐度會因假單胞菌等細菌的生長而降低[48]，但其仍然是貯藏期間的生長優勢菌株，仍可能會存在一定的營養競爭作用，減緩肉類產品中的菌群結構向腐敗能力強的菌群演變。Danielski等[36]發現麥芽芳香卡諾桿菌可以抑制托盤包裝的熟火腿中英諾克李斯特菌生長，且不影響貯藏過程中的產品品質。在冷藏溫度下，不同包裝條件中的乳酸菌都可提供較好的生物保護作用，特別是在更適宜其生長的真空包裝中。因此對肉與肉制品使用乳酸菌作為生物抑菌劑時，應結合恰當的包裝方式，通過制造適宜其生長的包裝環境，增強其抑菌效果，從而提高產品安全性。

2.2 使用方式

雖然人們通過添加乳酸菌來保藏食物已有較長的歷史，但隨著食品工業的不斷發展，與之相適應的使用方式同樣需要不斷地開發和探索。Bomdespacho等[42]用嗜酸乳桿菌逐步替代漢堡肉中亞硝酸鹽（嗜酸乳桿菌分別與未添加、75 mg/kg和150 mg/kg亞硝酸鹽聯合使用），各處理組在貯藏6 d時凝固酶陽性葡萄球菌、亞硫酸鹽還原梭狀芽胞桿菌和大腸桿菌均未顯著生長；該研究表明，乳酸菌作為生物抑菌劑，即使在減少部分或全部腌制鹽的情況下，仍能有效地維持加工肉制品的安全性；但僅靠單一乳酸菌并不能完全控制所有微生物的生長，如酸耐受性較好的大腸菌群在第6天時，已由0 d的2.28（lg（CFU/g））增長到了4.78（lg（CFU/g）），這也許可以通過和產其他細菌素的乳酸菌混合使用來彌補這一缺陷。Comi等[41]使用多種乳酸菌進行不同比率混合，發現其可將揮發性鹽基氮含量降低到300 mg/kg以下，從而延緩牛肉餅的腐敗，將貨架期延長至12 d。但不同種類和數量的乳酸菌組合產生的抑菌效果差異顯著，這可能與不同乳酸菌之間的生長速率和代謝途徑有關，并且乳酸菌之間的協同效應或者代謝產物之間的協同效應仍需進一步探究。Saraoui等[34]將魚乳球菌和廣布肉桿菌兩種乳酸菌混合或單獨應用在熟制蝦肉中，這兩種保護菌株之間不存在協同效應，混合使用與單獨使用廣布肉桿菌具有相同的抑制效果。但也有研究發現魚乳球菌能有效去除貯藏初期廣布肉桿菌產生的不良風味，因此，在水產品的生物抑菌策略中使用二者的混合制劑是一種較好的選擇。此外，恰當的聯用方式可以增強抑菌效果，Castellano等[38]使用的乳酸菌并未產生顯著的殺菌效果，但其將Na2EDTA與乳酸菌聯用后，其在整個貯藏期內都產生了顯著的抑菌效果，原因可能為Na2EDTA的螯合作用能夠去除革蘭氏陰性菌細胞保護性外膜中脂多糖層中的二價陽離子，從而使它們對疏水肽（如細菌素）敏感，因此增強了乳酸菌的抑菌能力。乳酸菌可與傳統的抑菌劑聯合使用產生抑菌效果，是極有潛力替代傳統抑菌劑的抗菌物質，同時，不同乳酸菌之間的聯用或混合使用能夠發揮更好的抑菌效果，但其中的協同抑菌機制需要進一步闡明。

2.3 代謝基質環境

乳酸菌產生的抗菌物質種類繁多，其范圍可從一些簡單的初級代謝產物到生物轉化、多肽合成和蛋白質裂解產生的復雜化合物，例如有機酸、過氧化氫、二乙酰、細菌素和抗菌肽，且均具有不同的抗菌活性范圍[49]。由表1可以看出，乳酸菌在不同的肉類基質上均可以有效控制致病菌或腐敗菌的生長，但值得注意的是，將體外抑菌實驗篩選出來的乳酸菌直接或者間接使用在肉類產品中時，并不能達到理想效果，甚至沒有顯著的抑菌效果。Castilho等[15]使用乳酸菌部分純化的細菌素抑制單增李斯特菌的生長，但細菌數量未顯著下降，這可能是細菌素與磷脂結合或因甲酰-谷氨酰基轉移酶失活等因素造成的結果，這也可能是7 d時乳酸鏈球菌素處理香腸中又檢測到單增李斯特菌的原因。研究表明，類似于乳酸鏈球菌素、片球菌素等細菌素的擴散都會受到環境中如pH值、鹽濃度、亞硝酸鹽和硝酸鹽、脂肪含量、可擴散的水相和可溶解的脂肪表面等因素的影響[50]。另一重要的代謝產物有機酸也在肉類基質環境中存在同樣的問題，乳酸菌在體外實驗的培養基中會積累大量有機酸，產生顯著的抑菌效果[49]，但是Morales等[39]發現在體外肉湯抑菌實驗中，清酒乳桿菌處理組在貯藏5 d時莓實假單胞菌計數已經接近檢出下限，卻與在肉中接種的實驗結果（清酒乳桿菌并未顯示出有效的減菌效果）相矛盾。培養基中的葡萄糖濃度是乳酸菌產生有機酸的關鍵因素，培養基中的碳水化合物利用率越高，有機酸的含量就越高，pH值降低也就越快，從而產生拮抗效果。而肉類中的葡萄糖主要以糖原形式儲存于肌細胞中，乳酸菌較難代謝這些葡萄糖，因此不容易達到理想的抑菌效果[51]。乳酸菌對營養物質要求非常嚴格，一般在含有大量酵母提取物和蛋白水解物的培養基上才能獲得最佳的生長與細菌素生產條件，因此，使用營養豐富的培養基往往會過高估計乳酸菌的生長能力[52]，這導致在肉中直接接種乳酸菌而產生的代謝產物遠遠會低于培養基中的產量。在篩選可作為生物抑菌劑的乳酸菌時，體外肉湯和固體培養基上對目標菌株的拮抗效果雖然是很重要的評價標準，但仍需與實際的肉類添加基質相結合，以此確定恰當的接種濃度或使用方式來確保乳酸菌在肉中的抑菌效果。

2.4 加工方式

隨著食品工業的不斷發展，食品種類也持續增加，相應的食品加工技術也層出不窮，這就要求乳酸菌要與現代加工技術相適應。Arief等[37]在羊肉香腸中添加植物乳桿菌IIA-2C12后發現，乳酸菌能很好地適應煙熏香腸的加工工藝，其生長活性未受到干燥、冷熏等加工工藝的影響，植物乳桿菌將大腸桿菌數控制在約1（lg（CFU/g））（對照組中大腸桿菌數已接近4（lg（CFU/g））），并且無沙門氏菌檢出（對照組沙門氏菌檢出呈陽性）。輻照殺菌技術[53]因具較強的微生物清除能力被應用于食品殺菌當中，Morales等[39]發現與輻照的雞肉相比，在未輻照的雞肉中觀察到了更大的生物保護潛力，這也許與生鮮肉中初始的微生物菌群有關，與輻照肉相比，未輻照肉中的天然微生物可以提供額外的抑制目標菌株的能力[54]。由表1可以看出，乳酸菌對不同切分方式下的肉類均有顯著的抑菌作用，可適應塊狀[39]或糜狀肉[35]的預處理加工，另外，無論是在塊狀肉上噴灑或涂抹，還是在肉糜中添加乳酸菌、細菌素等其他抗菌物質擴散到靶細胞的距離也是影響乳酸菌抑菌的重要因素[50]。此外，抗菌物質穩定性也會受到加工方式的影響，例如在攪碎程度更高的肉糜中，大量的細胞內蛋白酶被釋放出來，這會大大降低細菌素的抑菌效果，肉中脂肪也會吸附肽類物質，使其拮抗作用下降[55]。此外，表1中所列的研究中，接種乳酸菌后致病菌的降低量較小，但是相較于對照組這仍具有顯著的抑菌效果，考慮到實際生產中致病菌較低的初始污染水平，乳酸菌所產生的抑制效應對食品安全有著較高的應用價值。

2.5 溫度

溫度是影響乳酸菌代謝的重要因素，由表1可知乳酸菌在低溫狀態下具有一定的生物保護潛力，也有部分學者對變溫狀態下乳酸菌的抑菌能力展開探究。Costa等[31]將乳酸菌與致病菌在鯛魚片上共培養，結果顯示在環境溫度4～8 ℃或2.5～12.0 ℃范圍不斷波動條件下，清酒乳桿菌仍可有效控制單增李斯特菌的生長；還通過不同溫度條件下在魚（海鯛）汁中單獨培養和共培養的微生物實驗數據推導出微生物交互作用模型，用來模擬等溫和非等溫條件下在MAP下魚片上微生物的交互作用，為乳酸菌抑制致病菌提供預測建模工具，便于優化生物保護方法，提高了乳酸菌使用的可靠性和安全性。賈珊珊[56]則模擬了冷鏈在極度破壞的情況下，于溫度波動較大范圍（4～28 ℃）內使用乳酸菌來控制生鮮雞肉中的產氣莢膜梭菌（Clotridium perfringens），結果顯示發酵乳桿菌抑制作用最好，產氣莢膜梭菌數量與溫度波動前無顯著差異。雖然食品冷鏈物流已逐漸普及，但是運輸期間可能會發生如冷卻設備故障、冷卻能力下降等問題造成冷鏈溫度的波動，而乳酸菌可以在溫度波動時發揮生物保護作用，為冷鮮肉類產品提供一定的安全保障，是一種極具潛力的抑菌方法。

3 乳酸菌對肉制品品質的影響

在肉制品中添加乳酸菌不僅可以有效控制不良微生物的生長，同時還可以改善組織結構、硬度、彈性和咀嚼性等品質特性。Slima等[33]在牛肉香腸中使用植物乳桿菌代替亞硝酸鹽，在貯藏5 d和10 d后與對照組相比產品硬度顯著降低，這讓消費者更易接受該類產品。Arief等[37]也發現添加了植物乳桿菌的香腸有著更柔軟的質地，這可能是由于該菌中蛋白水解酶的存在增加了香腸中粗蛋白的含量，同時乳酸菌的脂解過程可能對降低產品脂肪含量有著重要作用，這也使得處理組中香腸有著較低的脂肪含量（質量分數6.39%）和較高的蛋白質含量（質量分數19.36%）。

肉色是肉類產品非常重要的感官特性，消費者通常將此作為生鮮肉及其制品新鮮度和品質的重要參考標準。Zhang Yimin等[40]發現清酒乳桿菌在抑菌的同時，貯藏后期可以顯著提高牛排的L*值，從而提高牛排品質。Gou Mengxing等[57]研究表明乳酸菌中的硝酸還原酶和一氧化氮合成酶均參與了NO生成，而NO與亞硝基肌紅蛋白（nitrosylmyoglobin，Mb-NO）的形成有關，Chen Xi等[58]得到的研究結果也說明了這一現象，植物乳桿菌CMRC6和清酒乳桿菌CMRC15兩菌株可能具有亞硝酸鹽還原酶活性，促進肌紅蛋白的亞硝化作用，從而使得香腸呈現出典型的粉紅色。此外，還有研究表明，乳酸菌具有在肉中部分或全部取代亞硝酸鹽的潛力[33,42]。

乳酸菌對于糖類的代謝可將其轉化為有機酸，從而降低pH值。Zhang Yulong等[59]發現接種發酵的酸肉其pH值降低速度明顯高于自然發酵方式，并且180 d貯藏末期具有更低的終pH值。Jones等[60]在羊肉中使用了3 株清酒乳桿菌混合制劑，發現不論是高濃度（3 000 CFU/cm2）或低濃度（30 CFU/cm2）接種乳酸菌，都在肉表面形成了穩定的優勢菌群，其代謝產物乳酸和乙酸均降低了羊肉表面pH值，并且高濃度處理組在貯藏前期pH值降低速度更快。但較低的pH值會造成較酸的口感，加入乳酸菌可能會降低肉類產品在口味上的可接受性[37]。

總體來看，乳酸菌作為生物抑菌劑在肉與肉制品中的應用，會一定程度上改善生鮮肉及其制品的色澤、營養結構、感官特性等，提高其商業價值，同時乳酸菌的代謝活動會降低肉中的pH值，能夠抑制食品腐壞和致病微生物，保證食品的質量和安全，但這也造成了一些肉制品口味的變化，可能會令其食用的可接受性降低。因此，如何讓乳酸菌在提供生物保護功能的同時降低其對肉與肉制品風味的不良影響將是未來的重要研究方向。

4 乳酸菌的安全性

目前，許多乳酸菌被美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）認定為公認安全（generally recognized as safe，GRAS）[61]，并且具有歐洲食品安全局（European Food Safety Authority，EFSA）確定的安全合格推定（qualified presumption of safety）地位[62]，近年來，我國食品安全標準與監測評估司也已將彎曲乳桿菌[63]、瑞士乳桿菌[64]等乳酸菌作為“三新食品”中的新食品原料加入食品中。雖然大部分乳酸菌在使用過程或安全性檢測中并未發現安全問題，但是隨著越來越多的乳酸菌被開發利用于肉類工業，這增加了其作為生物抑菌劑的使用風險。Maragkoudakis等[35]研究發現糞腸球菌（Enterococcus faecalis）和發酵乳桿菌均對臨床中重要的抗生素如氨芐西林、四環素和萬古霉素敏感，但對氯霉素和紅霉素則不敏感。還有研究表明，糞腸球菌的gelE和sprE基因上游便存在與金黃色葡萄球菌調節毒力因子表達的agr基因具有同源性的基因[65]，并且該菌多種毒力因子編碼在信息素響應質粒上，這些質粒可以在糞腸球菌之間高頻轉移[66]，此外，糞腸球菌具有不同的基因轉移機制（信息素響應質粒、結合質粒和非結合質粒），這都增加了其在食品中作為生物抑菌劑的風險[66]。可以通過分子生物學技術和動物模型實驗等來研究乳酸菌可能存在的毒力因子，確定其在食品中的毒力風險，評估菌株的安全性，這也需要未來研究中不斷擴充有潛在致病性的毒力因子類型與組合。

5 結 語

乳酸菌作為從自然環境或加工食品中分離出的生物抑菌劑，在食品中能夠充當活性抑菌成分，具有傳統化學減菌劑不可比擬的優勢。大量研究已經表明其對食品中的腐敗菌及致病菌具有良好的抑制作用，并且可在多種肉類產品和不同的環境條件下發揮抑菌作用，這些都證明乳酸菌作為生物抑菌劑在食品安全領域具有巨大的應用潛力。

但乳酸菌作為生物抑菌劑應用于肉類工業中還要經歷很長的歷程。1）乳酸菌在實際應用時，往往受制于生長環境，如在不同包裝之間或者肉類呈現方式之間抑菌能力會產生差異，因此合適的菌株選用以及合理的添加方式仍需大量實驗探究；2）乳酸菌細菌素在肉類產品中應用時，往往會受制于肉中的蛋白酶分解和脂類物質的吸附等，因此在肉中添加以細菌素的產生為目標的乳酸菌時，如何讓細菌素在肉中正常發揮抑菌作用還要進一步研究；3）不同乳酸菌之間的合理組合會提高產品質量及抑菌效果，因此，備選的乳酸菌菌株還需大量開發擴充，以提高其使用的合理性和可靠性；4）應該建立配套完善的乳酸菌安全性檢測系統，未來還要不斷挖掘潛在的毒力因子類型和組合，使得乳酸菌更好、更安全地應用于肉類食品領域。