《食品科学》：东北农业大学孔保华教授等：生物保护菌对哈尔滨红肠贮藏期品质和微生物特性的影响

哈尔滨红肠作为北方地区特色肉制品，其细腻的口感、丰富的营养成分和独特的烟熏风味深受消费者喜爱。哈尔滨红肠含有丰富的营养物质，属于低温肉制品，一般加热至中心温度达到74 ℃即达到熟制要求，但是在这种温度下可能会有微生物的残留，产品在运输和销售过程中易发生腐败变质。

生物保护菌是指可以添加到食品中且具有延长食品货架期和（或者）抑制有害微生物生长的活的微生物。现阶段用于生物保护的菌种均为乳酸菌。乳酸菌能够分泌包括有机酸、细菌素及环肽等在内的多种具有抑菌活性的代谢产物，通过微生物间的竞争与群体感应作用能够有效抑制腐败菌的生长。

关于生物保护菌，本实验室前期已经做了一些相关的研究。东北农业大学食品学院的 王 强、 杜文静、 孔保华*等进一步验证所得选的

P. acidilactici

L1和L.

plantarum

HG1-1在肉制品中的实际防腐能力。本实验探究单独和混合接种

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1对哈尔滨红肠贮藏过程中理化特性、微生物特性、风味特性及感官特性的影响，并以商业保护菌

L. sakei

B2为对照进行研究，以期为延长哈尔滨红肠的货架期及生物保护菌的应用提供理论依据。

1 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中pH值的影响

由图1a可知，各组红肠的pH值在整个贮藏期间均呈现显著下降的趋势（

P

＜0.05）。红肠pH值的降低可能是由于在贮藏过程中乳酸菌产酸及酸性物质的积累所致[18]。各组在第0天的pH值为6.31左右，贮藏28 d后，对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组的pH值均降至5.21～5.35之间。L1＋HG1-1组在贮藏前中期的pH值下降最快，14 d后趋于稳定。整体来说，生物保护菌的接种在贮藏末期导致pH值显著低于对照组，但整体差异较小，并没有对pH值产生过多负面的影响。

2 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中TBARS值的影响

TBARS值是反映脂质氧化程度的指标，其过度氧化会引起肉制品风味以及品质的劣变。如图1b所示，在贮藏初期各处理组TBARS值较低，为0.65 mg/kg左右。随贮藏时间的延长，各处理组TBARS值均显著增加（

P

＜0.05）。这是因为在贮藏过程中脂肪发生了自动氧化并产生低分子产物，另一方面，一些菌种能够产生脂氧合酶，使不饱和脂肪酸氧化速度加快，导致红肠氧化酸败。对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组在第28天时的TBARS值分别为2.55、1.66、1.85、1.56、2.54 mg/kg。与对照组和B2组相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1接种对红肠的脂质氧化有较好的抑制作用，尤其是L1＋HG1-1组的红肠氧化程度最低。这可能与

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的自由基清除能力和Fe 2＋ 螯合能力以及菌种间的群体感应有关。以上结果表明生物保护菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1可显著减缓红肠在贮藏期间的脂质氧化。类似地，李圣楠也发现将副干酪乳酪杆菌（

Lacticaseibacillus paracasei

）Jlus 66和

L.plantarum

SC-5添加在风干肠中也可显著降低风干肠的TBARS值（

P

＜0.05）。

3 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中水分含量和水分活度的影响

由表2可知，各组红肠的水分含量在整个贮藏过程中变化较小。水分含量均随着贮藏时间的延长出现了轻微的下降。这可能是因为红肠在贮藏过程中品质恶化导致整体持水力下降，在真空包装持续负压状态下，红肠的水分外溢所致。水分活度通常用来评价肉制品中水分自由度。由表2可知，各组红肠的水分活度随着贮藏时间的延长均呈现下降的趋势。水分活度的下降趋势与水分含量变化趋势相近。水分活度的下降可能与水分含量的损失有关。

4 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中颜色的影响

如图2a所示，随着贮藏时间的延长，各组的L*值均显著降低（

P

＜0.05），其中L1、HG1-1和L1＋HG1-1组的L*值变化较小，尤其是L1＋HG1-1组的

L

*值最为稳定，在21 d后才显著下降（

P

＜0.05）。由图2b可知，各处理组的

a

*值随着贮藏时间的延长整体呈显著下降趋势（

P

＜0.05）。

a

*值的降低可能是色素与脂质氧化产物之间的相互作用引起。L1、HG1-1和L1＋HG1-1组的a*值在贮藏后期显著高于对照组和B2组。这也与TBARS值的结果相印证，进一步说明

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接种能有效抑制脂质氧化。类似地，吴昕颖等也发现添加在肉中的

L. plantarum

KULG13可以显著提高肉块的

a

*值。如图2c所示，各处理组的

b

*值随着贮藏时间的延长显著增加（

P

＜0.05），而L1、HG1-1和L1＋HG1-1组红肠的

b

*值在贮藏期间整体均低于对照组和B2组。

b

*值的增加可能是由于脂肪氧化产物与磷脂头部或蛋白质中的胺发生非酶促褐变反应，从而产生了黄色色素。

5 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中质构特性的影响

哈尔滨红肠在贮藏期间质构特性的变化可能与水分的散失和品质的劣变密切相关。水分含量的降低可能会在一定程度上增加产品的硬度，而产品品质的劣变可能会降低其硬度。如图3a所示，随着贮藏时间的延长，对照组和B2组的硬度显著降低（

P

＜0.05），分别从第0天的340.65 g和342.01 g降低到第28天的183.86 g和200.70 g。这可能是因为在贮藏末期对照组和B2组的腐败程度较高，导致产品变软。而L1、HG1-1和L1＋HG1-1组的硬度分别从第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。这可能是水分含量的降低所致，另一方面可能是因为

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1在代谢过程中会产生一些胞外多糖等物质，这些胞外多糖可以与红肠中的水分结合，形成凝胶状物质，填充在空隙间，在一定程度上增加了产品的硬度和弹性。如图3b所示，所有处理组的弹性均随贮藏时间的延长而显著减小（

P

＜0.05），其中L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组弹性在第21天之后显著高于对照组，这可能与上述的凝胶作用有关。如图3c所示，所有处理组的黏聚性均呈现先降低（7 d）后升高的趋势（

P

＜0.05）。Cui Qiaoyan等也发现了类似的现象，同时接种

P. acidilactici

L. sakei

的罗非鱼香肠在贮藏过程中硬度明显提高，其黏聚性先下降后上升。

6 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中微生物的影响

6.1 菌落总数的变化

如图4a所示，L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组的初始细菌总数约为4.50（lg（CFU/g）），显著高于对照组的3.20（lg（CFU/g））（

P

＜0.05）。各处理组的细菌总数随着贮藏时间的延长而增加，在贮藏结束时对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组的菌落总数分别达到6.89、7.21、7.36、7.75（lg（CFU/g））和7.46（lg（CFU/g））。各处理组整体前期增长速度较快，后期缓慢，这可能是由于前期红肠内养分充足，而随着贮藏时间的延长细菌代谢作用的积累对微生物的生长起到抑制作用，使得菌落总数增长速率减缓。菌落总数通常作为评估食品微生物质量和保质期的指标。然而，当大量使用生物保护菌作为防腐剂时，常规的菌落总数水平就不再适用于评估肉类的腐败状况。因此，有必要对细菌数量、理化性质、风味特征和感官特性进行综合评估。

6.2 乳酸菌总数的变化

由图4b可知，乳酸菌总数的变化趋势与细菌总数较为类似，对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组的乳酸菌总数在第0天分别为3.40、4.50、4.40、4.65（lg（CFU/g））和4.40（lg（CFU/g）），随着贮藏时间的延长呈显著增长趋势（

P

＜0.05），并在第28天时分别达到7.35、7.53、7.42、7.68（lg（CFU/g））和7.48（lg（CFU/g））。与对照组相比，生物保护菌的接种明显提高了红肠的乳酸菌总数。

6.3 不动杆菌总数的变化

由图4c可知，各处理组的不动杆菌总数在整个贮藏期间呈增加趋势（

P

＜0.05）。对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组分别从第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））。与对照组和B2组相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接种会显著降低红肠中不动杆菌的数量（

P

＜0.05），尤其是L1＋HG1-1组。

6.4 葡萄球菌总数的变化

由图4d可知，各处理组的葡萄球菌总数在整个贮藏期间呈增加趋势（

P

＜0.05）。对照、L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组分别从第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））。与对照组和B2组相比，

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的接种会显著降低红肠中葡萄球菌的数量（

P

＜0.05），尤其是L1＋HG1-1组在贮藏结束时降低量超过1.20（lg（CFU/g））。

P. acidilactici

L1、

L. plantarum

HG1-1以及两者混合接种对不动杆菌和葡萄球菌都有很好的抑制效果，这与本课题组在平板中进行的抑菌实验结果一致。研究表明

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1不论在双层平板对峙实验还是抑菌圈实验中对

S. epidermidis

A. baumannii

的抑菌作用均强于

L. sakei

B2。

7 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中滋味特征的影响

电子舌、电子鼻作为仿生设备，可以有效避免由生理味觉和嗅觉所带来的主观影响和缺陷，无偏测量食品的滋味和风味。如图5a所示，随着贮藏时间的延长，5 组哈尔滨红肠的酸味、苦味、回味A（涩回味）、鲜味和咸味均显著增强，丰富度明显减弱。其余滋味特征在贮藏期间变化幅度较小。对电子舌数据进行主成分分析（PCA），结果如图5b所示。PC1和PC2的方差贡献率分别为86.2%和9.8%，累计方差贡献率为96%（＞85%）。在第0天时，各处理组均分布在PC1负半轴上，与丰富度和回味A（涩回味）相关，说明这几种味道在第0天时较为突出。而在贮藏末期（第28天）各处理组均位于PC1正半轴，与咸味、鲜味、涩味和回味B（苦回味）相关，说明贮藏期间哈尔滨红肠的滋味发生变化。在贮藏末期（第28天），可以明显看出对照组处于第4象限，与其他处理组（处于第1象限）的总体滋味相差较大，L1＋HG1-1、HG1-1和L1组间的整体滋味最为接近。

8 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中气味特征的影响

接种不同生物保护菌的哈尔滨红肠在贮藏期间电子鼻各传感器响应值如图6所示，不同处理组各传感器的响应值变化趋势相似。在所有样品中，传感器W3S、W2S、W1S和W6S的响应值较为突出，这说明各阶段样品中均含有较多的长链烷烃、醇醛酮类物质、烷类化合物和氢化物等（图6a）。如图6b所示，所有样品PC1和PC2的方差贡献率分别为87.0%和4.3%，累计方差贡献率为91.3%（＞85%）。其中PC1代表了样品87.0%的特征信息，0 d和28 d处理组间的气味相差较大，分别分布在PC1的正负两轴，说明在第0天和第28天各处理组哈尔滨红肠的风味差异较大。第14天的HG1-1组和L1＋HG1-1组处于PC1负半轴，这可能也说明这2 个处理在前14 d对哈尔滨红肠的风味影响较小。B2组和对照组在第14天和第28天均处于第1象限，与W1W、W1C、W1S、W6S和W5S呈正相关；而L1、HG1-1和L1＋HG1-1组在第28天处于第4象限，与W2S和W2W更为相关。值得关注的是，L1＋HG1-1-28 d组与第14天其他生物保护菌处理组在PC1上最相近，这可能也反映了L1＋HG1-1在贮藏阶段风味变化最小；相反，对照组在贮藏结束时挥发性风味变化最显著。

9 生物保护菌对哈尔滨红肠在贮藏过程中感官特性的影响

如表3所示，贮藏第0天对照组和接种组哈尔滨红肠的感官评分没有显著差异（

P

＞0.05）。随着贮藏时间的延长，各处理组的切面色泽、风味、硬度和总体可接受性得分都显著下降（

P

＜0.05）。第28天时，L1、HG1-1、L1＋HG1-1和B2组的切面色泽得分分别为3.46、3.44、3.56和3.39，均显著高于对照组的2.80（

P

＜0.05），这说明这些生物保护菌对哈尔滨红肠有一定的护色作用。L1、HG1-1和L1＋HG1-1组在贮藏结束时风味得分分别为2.88、3.02和2.92，均显著高于B2组（2.25）和对照组（1.75）（

P

＜0.05）。L1、HG1-1和L1＋HG1-1组哈尔滨红肠的硬度在贮藏结束时维持较好，得分分别为5.25、5.38和5.62，显著高于B2组（2.92）和对照组（2.46）（

P

＜0.05），这也与质构分析的结果相印证。HG1-1和L1＋HG1-1组在贮藏结束时总体可接受性得分最高，分别为3.28和3.36，其次是L1组（3.06）和B2组（3.00），对照组得分最低，仅为1.69。这可能与HG1-1和L1＋HG1-1处理的高抑菌能力有关。而HG1-1和L1＋HG1-1组在第28天的总体可接受性得分与对照组第14天的得分相近，从总体可接受性得分来看，哈尔滨红肠的腐败延缓了近14 d。综上，接种生物保护菌

P. acidilactici

L1、

L. plantarum

HG1-1和

L. sakei

B2均可延长哈尔滨红肠的货架期，其中

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1展现出了更好的生物保护作用，特别是混合接种时，其生物保护作用最强。

结论

本实验研究了生物保护菌对哈尔滨红肠贮藏期品质和微生物特性的影响，耐低温生物保护菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1单独接种和混合接种对真空包装哈尔滨红肠均有很好的生物保护作用。与对照（未接种）和商业生物保护菌B2组相比，L1、HG1-1和L1＋HG1-1处理显著抑制了不动杆菌和葡萄球菌的生长（

P

＜0.05），维持了较好的颜色和质构特性，延缓了脂质氧化以及气味和滋味的劣变，使产品在贮藏结束时具有较高的风味和总体可接受性得分。而B2组与对照组相比，也具有一定的生物保护能力，但整体作用较弱。总体而言，本实验室得到的耐低温生物保护菌

P. acidilactici

L1和

L. plantarum

HG1-1的单独接种和混合接种使用对真空包装哈尔滨红肠的生物保护效果均优于商业生物保护菌

L. sakei

B2。

作者简介

通信作者：

孔保华，东北农业大学食品学院二级教授, 国务院特殊津贴获得者。获黑龙江省"龙江学者"和"龙江科技英才"称号，为省级教学名师，省杰出青年基金获得者。任中国畜产品加工学会常务理事，中国农业机械学会农副产品分会副理事长，主要研究方向为肉品加工和蛋白质的功能特性。主持和参加的科研项目60余项，包括国家十二五科技支撑，国家836课题，国家自然科学基金，国家“十三五”和“十四五”重点研发，省重大项目，省重点基金等。获国家科技进步二等奖1 项，黑龙江省科学技术一等奖3 项、二等奖3项、三等奖3 项，国家教育部高校科技进步二等奖1 项，中国轻工业联合会科技进步一等奖，中国商业总会科技进步一等奖1 项。为爱思唯尔高被引学者，科睿唯安“全球高被引科学家，2025.1入选食品科学与技术领域ScholarGPS全球前0.05%顶尖科学家榜单，斯坦福大学发布的全球前2%科学家，

H

-index为71。获中国肉品加工业“十大杰出科技人物”，获为中国食品产业产学研创新发展中做出突出贡献的“杰出科研人才奖”，获“中国肉类科技30年功勋奖-科技工作者奖”荣誉称号，获“中国肉类产业科技领军人物”称号。发表学术论文620余篇，其中发表SCI论文376 篇，EI论文105 篇, 28 篇SCI为ESI高引论文 (top 1%)。编写教材和专著25 部。获得授权专利60余项。指导博士研究生50 人，硕士研究生148 人。

本文《生物保护菌对哈尔滨红肠贮藏期品质和微生物特性的影响 》来源于《食品科学》2023年46卷第18期132-145页，作者：王强，杜文静，陈倩，刘骞，孔保华*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-158。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：王奕辰 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。