乳酸菌作为生物保护剂在低钠发酵香肠中的应用：技术性能及切片后对无害李斯特菌的控制研究

《Food and Bioprocess Technology》：Lactic Acid Bacteria as Bioprotective Cultures in Sodium-Reduced Fermented Sausages: Technological Performance and Post-slicing Control of Listeria innocua

随着健康饮食理念的兴起，食品工业面临着降低钠含量以应对心血管健康挑战的需求。这项研究旨在探索不同乳酸菌（LAB）菌株在低钠发酵香肠中作为天然防腐剂的潜力。研究人员评估了四株LAB（SJRP55、ST8SH、LGG、BGP1）对产品pH值、水分活度等理化性质及微生物安全性的影响。结果显示，Lpb. plantarumST8SH菌株在发酵和成熟过程中生长强劲，尤其在切片后的低钠香肠中，能在7天内将人工接种的无害李斯特菌（Listeria innocuaATCC 33090）菌量降低至3 log CFU/g，展现出优异的抗菌活性。该研究表明，在降低钠盐的同时应用特定LAB菌株，不仅能维持产品的技术特性，还能通过降低pH和水分活度来增强其微生物安全性，为开发更健康、更安全的低钠发酵肉制品提供了有效的生物保护策略。

　　

面对日益增长的公众健康意识，食品产业正站在一个十字路口：如何满足消费者对“清洁标签”（即减少或避免使用合成防腐剂）和低钠食品的渴望，同时确保产品，特别是即食（RTE）肉制品，免受食源性病原体的威胁？这是一个棘手的两难问题。钠盐，尤其是氯化钠，在传统发酵肉制品中扮演着多重关键角色——它不仅是咸味的主要来源，更是通过降低产品水分活度（A_w）、抑制腐败菌和致病菌生长来实现长期保存的核心功臣。然而，过量摄入钠与高血压、心血管疾病风险增加密切相关，使得降低肉制品中的钠含量成为全球性的健康议题。

但简单地拿掉钠盐并非良策，因为这可能直接削弱产品的微生物稳定性，尤其是对于不经热处理的发酵香肠而言，食品安全风险可能随之升高。其中，单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）作为一种耐冷、耐盐的致命食源性病原体，始终是即食肉制品，包括发酵或腌制香肠的头号安全担忧。因此，寻找既能有效补偿钠盐减少带来的防腐功能缺失，又能不损害产品感官与质构特性的天然替代方案，成为了食品科学领域的研究热点。

在这一背景下，乳酸菌（LAB）因其天然、安全的特性而备受瞩目。它们不仅是发酵过程的驱动力，通过产酸快速降低pH值，还能产生包括细菌素在内的多种抗菌物质，直接抑制李斯特菌等有害微生物。那么，将特定的乳酸菌菌株作为“生物保护剂”应用于低钠发酵香肠中，能否在保证产品技术品质的同时，有效控制特别是切片后可能引入的微生物污染呢？为了回答这个问题，一项题为《乳酸菌作为生物保护剂在钠盐减量发酵香肠中的应用：技术性能及切片后对无害李斯特菌的控制》的研究应运而生，并发表在国际期刊《Food and Bioprocess Technology》上。

为了探究不同乳酸菌在低钠发酵香肠体系中的表现，研究人员设计了一套严谨的实验流程。他们制备了六种不同配方的发酵香肠：一组为标准钠含量的对照组（C），五组为减钠配方。其中一组减钠配方不添加额外乳酸菌（NAR），其余四组则在减钠基础上，分别接种了四株不同的乳酸菌菌株，包括：SJRP55（Leuconostoc mesenteroidessubsp. mesenteroidesSJRP55）、ST8SH（Lactiplantibacillus plantarumST8SH）、LGG（Lacticaseibacillus rhamnosusGG）和BGP1（Lacticaseibacillus paracaseiBGP1）。整个研究采用两个独立批次进行，以确保结果的可靠性。

研究主要采用了以下几项关键技术方法：1. 微生物接种与发酵控制：将活化后的乳酸菌悬液以约8 log CFU/mL的浓度接种至肉馅中，随后在严格控制温度和相对湿度的环境中进行为期20天的成熟。2. 切片后污染模拟实验：为了模拟加工后期可能发生的污染，在成熟结束后，将香肠切片，并在切片表面人工接种无害李斯特菌（Listeria innocuaATCC 33090，作为单核细胞增生李斯特菌的替代模型），随后在4°C下冷藏储存7天，定期监测菌落数变化。3. 理化与微生物学分析：在成熟和冷藏储存的不同时间点，系统测定了样品的pH值、水分活度（A_w）、重量损失、乳酸菌总数、四环素抗性乳酸菌数以及无害李斯特菌数。4. 产品品质评估：在成熟结束时，对所有样品进行了全面的技术特性分析，包括使用色差仪测定颜色参数（L、a、b*），使用质构分析仪测定质地剖面（硬度、凝聚性、弹性、咀嚼性），以及采用硫代巴比妥酸反应物（TBARS）法评估脂质氧化程度，并测定了基本营养成分（水分、灰分、脂质、蛋白质）。

结果

乳酸菌计数

分析显示，所有接种了乳酸菌的处理组在发酵初期（第3天）均表现出稳定的微生物生长，LAB计数均超过7 log CFU/g。到20天成熟期结束时，SJRP55菌株在低钠香肠基质中表现出最高的适应性，其总LAB计数在所有处理中最高。其他接种菌株（LGG、BGP1和ST8SH）在整个过程中也保持了可观的生长。四环素抗性乳酸菌的计数趋势与此类似，进一步证实了这些菌株在成熟期间保持了良好的存活和定植能力。

低钠发酵香肠的评估

pH值、水分活度和重量损失等参数在成熟时间和处理组之间存在显著的交互作用。所有处理组的pH值在初期均下降，表明发酵启动，其中对照组（C）在第20天达到最低pH值（4.49）。ST8SH处理组在成熟后期表现出稳定的pH值。水分活度在所有处理中均随时间推移而逐步下降，LGG、BGP1和SJRP55处理组在第20天达到最低值（约0.896）。重量损失与pH和A_w的降低相关，到第20天，所有处理组的重量损失均超过40%，其中ST8SH、LGG和SJRP55处理组的失重率最高。

低钠发酵香肠的技术特性

各组样品的近似组成（水分、蛋白质、脂质、灰分）在处理间无显著差异，表明钠盐减量和乳酸菌的添加未对产品基本化学成分造成显著影响。质地剖面分析显示，减钠但未添加LAB的NAR组在硬度、咀嚼性等指标上显著低于对照组（C），而接种了ST8SH菌株的处理则在多个质地参数上表现更优，接近或优于对照组，表明特定LAB菌株可以在一定程度上补偿钠盐减少对产品质构的负面影响。颜色分析表明，添加了LAB的低钠香肠具有较低的亮度（L值）和较高的红度（a值），这可能与微生物代谢和氧化状态有关。脂质氧化（TBARS值）分析显示，与对照组相比，所有接种了LAB的处理组都表现出更低的氧化程度，其中ST8SH处理组的TBARS值最低，表明其具有最强的抗氧化活性。

切片低钠发酵香肠

乳酸菌计数：在切片后7天的冷藏储存期间，ST8SH处理组始终保持着最高的LAB活菌数，即使在储存末期仍高于5.89 log CFU/g，显示出该菌株在切片产品中的强生存能力。

李斯特菌计数：在整个储存期间，未添加LAB的NAR处理组的无害李斯特菌计数最高。相比之下，接种了ST8SH菌株的处理组，其李斯特菌计数始终最低，从第3天的4.29 log CFU/g显著下降至第7天的3.09 log CFU/g。这凸显了ST8SH在控制切片后二次污染方面的有效性。

结论与讨论

本研究表明，将乳酸菌菌株引入低钠发酵香肠体系，不会对产品的关键技术参数产生负面影响，低钠基质本身适合进行发酵和成熟过程。所有测试菌株均能在加工过程中保持活性。

在成熟阶段，SJRP55菌株展现出最强的适应性，获得了最高的LAB计数。而在更具现实意义的切片后储存挑战中，Lpb. plantarumST8SH的表现最为突出。它不仅在整个储存期间维持了较高的活菌数，更重要的是，它能有效抑制切片后人工接种的无害李斯特菌的生长，在7天内将其菌量显著降低。这种生物保护能力可能归因于其产生的细菌素或其他抗菌代谢物。同时，ST8SH处理组还表现出最低的脂质氧化水平，有助于保持产品风味和延长货架期。

该研究的发现具有重要的实践意义。它证实了特定乳酸菌菌株（尤其是ST8SH）作为生物保护剂应用于低钠发酵香肠的可行性。这种“双重策略”——即结合钠盐减量和功能性乳酸菌接种——能够在满足健康诉求（降低钠摄入）的同时，不牺牲甚至增强产品的微生物安全性和部分品质属性（如抗氧化性）。这为食品工业开发下一代更健康、更清洁标签且安全的发酵肉制品提供了有力的科学依据和可行的技术路径。当然，该研究也指出，未来需要进一步深入探究ST8SH等菌株的具体抗菌机制，并在更广泛的产品基质和加工条件下验证其性能，以推动其实际应用。