改良气氛包装中的预处理生牛排：储存过程中特定腐败菌的预测、鉴定及品质相关性分析

《Food Control》：Conditioned raw cut steak in modified atmosphere packaging: Prediction, identification, and quality correlation analysis of specific spoilage organisms during storage

腐败微生物在改良气调包装生肉切块中的群落动态及代谢关联性研究。

　　

崔玉萌|张紫怡|张碧莹|王强|孔宝华|徐泽健|陈倩

中国黑龙江省哈尔滨市东北农业大学，150030

摘要

本研究通过微生物分析和多指标相关性分析，从采用改良气氛包装（MAP）（氧气含量40%，二氧化碳含量60%）处理的原始切割牛排（CRC-steak）中鉴定出特定的腐败微生物（SSOs）。在4°C的储存条件下，细菌多样性分析表明，包括鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）、脆弱假单胞菌（Pseudomonas fragi）和嗜热肉杆菌（Brochothrix thermosphacta）在内的五种细菌构成了核心优势菌群。此外，CRC-steak的总挥发性碱性氮（TVB-N）值和烹饪损失显著增加，而剪切力显著降低（P < 0.05）。研究还鉴定出111种挥发性化合物和8种生物胺。嗜热肉杆菌（B. thermosphacta）、脆弱假单胞菌（P. fragi）和鲍曼不动杆菌（A. baumannii）与关键腐败相关挥发性化合物（如3-甲基-3-丁醇、1-辛烯-3-醇和乙酰酮）以及尸胺和酪胺的产生存在显著正相关，这些微生物可被定义为SSOs。将这些菌株接种到灭菌后的CRC-steak中后，显著增加了总活菌数，并加速了TVB-N值的上升，从而证明了它们诱导腐败的强大能力。本研究不仅为控制MAP牛排中SSOs的生长奠定了科学基础，也为开发针对性的抗菌技术和提高MAP肉制品的质量提供了理论依据。

引言

由于口感嫩滑、多汁且便于烹饪，条件处理过的原始切割牛排（CRC-steak）已成为鲜肉行业中的一个新兴类别（Brennen, Derbyshire, Tiwari, & Brennan, 2013）。与传统鲜牛肉不同，CRC-steak是通过沿肌肉纤维切割、腌制和真空滚揉工艺制成的，这些工艺显著改变了其生化特性，并使更多表面暴露于微生物污染中。这些加工步骤显著影响了初始菌群、水分分布和氧气扩散，使得CRC-steak在冷藏储存期间更容易发生腐败。

改良气氛包装（MAP）在肉制品行业中得到广泛应用，以保持产品质量和安全性（Yang等人，2022）。MAP技术通过调节包装内的气体成分，有效抑制了需氧微生物的生长，减缓了脂质氧化和肌肉褐变，从而显著延长了肉制品的保质期（Shi等人，2025）。许多研究已经分析了MAP牛肉、猪肉和禽肉中的微生物演替和腐败机制。假单胞菌属（Pseudomonas）、沙雷氏菌属（Serratia）和肉杆菌属（Brochothrix）等优势菌株常被认为是导致MAP肉制品异味形成和品质下降的主要因素（Wang等人，2025a；Yang等人，2018；Wang等人，2025b）。然而，这些发现尚不能直接应用于CRC-steak的生产过程。CRC-steak独特的加工条件创造了截然不同的微生物环境，可能重塑了微生物竞争、代谢途径和腐败动态。尽管CRC-steak在冷藏鲜食市场中的销量迅速增长，但与其相关的特定腐败微生物（SSOs）仍知之甚少。明确SSOs对于有效控制腐败至关重要，因为肉制品的变质主要由少数优势微生物驱动。这些SSOs通过蛋白水解、脂质分解和氨基酸脱羧作用促进腐败，从而产生挥发性化合物和生物胺（BAs）（Li等人，2026；Curiel等人，2011）。尽管以往的研究描述了其他MAP肉制品中腐败微生物与代谢物生成之间的关联，但关于CRC-steak的相关信息仍然十分缺乏。

基于此背景，本研究以MAP（40%氧气 + 60%二氧化碳）条件下的CRC-steak为研究对象，系统分析了其在4°C储存期间细菌群落的演替模式以及细菌群落与挥发性化合物和生物胺之间的动态内在关联。根据相关性分析结果，筛选、分离并鉴定出潜在的SSOs，并将其接种到灭菌后的CRC-steak中。通过分析接种牛排的菌群动态和理化特性，评估了这些SSOs的腐败潜力。本研究旨在填补CRC-steak腐败机制研究领域的空白，为开发针对条件处理肉制品的抗菌技术提供坚实的理论基础，从而延长其保质期。

研究部分摘要

条件处理过的原始切割牛排（CRC-steak）的制备和改良气氛包装

牛肉腰肉从当地零售超市（中国哈尔滨市昊友多超市）购买，确保原料来源一致，以减少变异性。购买后，将牛肉沿肌肉纤维切成2.5厘米厚、200克的牛排，并用保温容器和冰袋运输至实验室，保持运输过程中的温度为4°C。

然后无菌切割成牛排。

pH值和总挥发性碱性氮

表1总结了CRC-steak在储存过程中的pH值和TVB-N变化。总体而言，CRC-steak的pH值在冷藏储存初期下降，随后逐渐上升。具体来说，pH值从第0天的5.85降至第4天的5.72（P < 0.05），这可能是由于二氧化碳在肉表面的溶解以及乳酸菌（LAB）产生的有机酸所致（Wang等人，2025）。较低的pH值可以有效抑制微生物的生长。

结论

在本研究中，M40型CRC-steak在4°C储存16天期间，TVB-N值和烹饪损失显著增加，而剪切力显著降低。同时，鲍曼不动杆菌（A. baumannii）（第0-4天）、脆弱假单胞菌（P. fragi）（第8-12天）和嗜热肉杆菌（B. thermosphacta）（第16天）成为优势菌种。根据质量指标（包括理化特性、挥发性化合物和生物胺）与细菌演替之间的相关性，

作者贡献声明

张碧莹：研究工作。张紫怡：方法学设计、研究工作。崔玉萌：初稿撰写、方法学设计、研究工作。陈倩：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金争取、概念构思。徐泽健：验证工作。孔宝华：监督工作。王强：方法学设计

未引用的参考文献

Balamatsia等人，2007；Chen等人，2025；Marta等人，2022；Sui等人，2024；Sui等人，2024；Wang等人，2025；Wen等人，2019；Yang等人，2025；Zhang等人，2025。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了黑龙江省科学技术人才支持计划（编号CYQN24019）和黑龙江省自然科学基金（编号ZL2024C023）的资助。