发酵香肠因其独特的香气和口感而受到欢迎，其中乳香是高品质的标志。然而，在工业生产中很难始终如一地再现这种香气。不同批次之间的口感和香气变化，尤其是乳香的稳定性问题，继续对产品质量和消费者满意度构成挑战（Flores & Piornos, 2021）。香气和口感受多种因素影响。微生物群落的动态变化，特别是凝固酶阴性葡萄球菌（CNS）和乳酸菌（LAB）的生态演替，决定了香气的形成和稳定性（Hu et al., 2022; Leroy et al., 2010）。原材料组成以及细菌在肉基质中的空间分布对结构发展有重要影响（Bardischewski et al., 2022）。蛋白质在脱水过程中的结构变化直接决定了口感（Hao et al., 2024），而温度和湿度进一步调节了这些特性（Iacumin et al., 2006）。先前的研究表明，在受控环境条件下，发酵剂可以改善加工一致性，但它们很少能复制传统慢发酵产品中的特征性乳香（Yang et al., 2025; Zheng et al., 2024）。
在香肠加工过程中，切割、腌制和发酵会触发肌肉蛋白质从溶液状态向凝胶状态的转变，形成密集的蛋白质-脂肪网络，最终形成类似大理石的结构（Katsaras & Budras, 1992）。这种紧凑的复合结构中，脂肪颗粒均匀地融合到蛋白质基质中，赋予了香肠天然大理石般的口感，这是高品质香肠的标志。该网络的孔隙率和连通性对口感和香气的形成至关重要（Datta et al., 2022; Zhang, Lu, & Chen, 2023）。以往的理论认为，关键的乳香化合物（如3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇和2,3-丁二酮）通常由LAB通过碳水化合物-丙酮酸途径合成（Chen et al., 2025; Ferrocino et al., 2018）。然而，这一途径在发酵初期倾向于产生较高浓度的3-羟基-2-丁酮，导致乳香化合物比例失衡，从而产生过重的酸味和不足的乳香。研究表明，CNS（包括Staphylococcus equorum和Staphylococcus xylosusStaphylococcus equorum需要适应低酸环境，并依赖Debaryomyces hansenii提供必需的营养物质（Rong et al., 2024）。
乳香的形成不仅仅由单一代谢途径决定，而是微生物群落、蛋白质-脂肪网络结构演变和环境因素动态相互作用的结果。尽管关于微生物香气合成的研究很多，但孔结构变化在塑造代谢环境和调节香气形成中的作用仍需进一步探索（Michielsen et al., 2024）。适当的孔隙率和网络结构为产生香气的微生物的生长和代谢提供了有利的Water活性（aw）和微需氧条件（Borer et al., 2018; Flores & Piornos, 2021）。孔结构为微生物代谢创造了有利条件，其连通性和大小影响挥发性化合物的扩散和积累（de Anna et al., 2021; Zhang et al., 2018）。在发酵香肠的脱水过程中，由于水分扩散，会逐渐形成pH值和水分梯度（Costa-Corredor et al., 2010）。这种梯度不仅影响蛋白质-脂肪网络的致密化和孔结构的演变，还影响微生物的空间分布和代谢活动（Tremonte et al., 2017），从而导致乳香化合物的差异积累。然而，大多数研究仅关注单个因素，忽略了各元素之间的协同作用。虽然微生物代谢（Chen et al., 2025; Ferrocino et al., 2018）和物理结构发展（Katsaras & Budras, 1992; Santos-Garcés et al., 2013）已分别得到研究，但它们未能捕捉到微生物群落与物理基质之间的动态相互作用。香气的形成受到微生物代谢和物理化学微环境的共同影响。特别是在慢发酵过程中，pH值和水分迁移对蛋白质-脂肪网络结构演变和香气积累的协同效应尚未得到充分探索。
本研究假设，在香肠发酵过程中，水分扩散会形成pH值和水分梯度，驱动蛋白质-脂肪网络孔隙的发展。这些微观结构变化影响局部Water活性（aw），创造出异质环境，进而影响微生物的分布和代谢，最终增强乳香的形成。通过阐明这一过程，本研究旨在揭示水分驱动的微观结构变化如何调节香气产生，并提供优化菌种组合的策略，以改善高质量发酵香肠的口感和乳香。
